表面貼裝型電路保護(hù)元件及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種表面貼裝型電路保護(hù)元件及其制造方法，尤其是涉及一種具有電阻正溫度效應(yīng)的表面貼裝型過流過壓保護(hù)元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于導(dǎo)電復(fù)合材料的正溫度系數(shù)過流防護(hù)元件(PTC)已廣泛地應(yīng)用到通信、計(jì)算機(jī)、汽車、工業(yè)控制、家用電器等眾多領(lǐng)域中，應(yīng)用于電路的過流保護(hù)設(shè)置。在通常狀態(tài)下，電路中的電流相對(duì)較小，熱敏電阻器溫度較低，而當(dāng)由電路故障引起的大電流通過此自復(fù)性保險(xiǎn)絲時(shí)，其溫度會(huì)突然升高到“關(guān)斷”溫度，導(dǎo)致其電阻值變得很大，這樣就使電路處于一種近似“開路”的狀態(tài)，從而保護(hù)了電路中其他元件。而當(dāng)故障排除后，熱敏電阻器的溫度下降，其電阻值又可恢復(fù)到低阻值狀態(tài)。
[0003]電子產(chǎn)品正在朝多功能、小型化、集成化的方向發(fā)展。具有單一過流或者過壓功能的元器件已越來越多的被集成元件所取代。本發(fā)明闡述了一種表面貼裝型電路保護(hù)元件及其制造方法，尤其是涉及一種具有電阻正溫度效應(yīng)的表面貼裝型過流過壓保護(hù)元件及其制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一是提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的表面貼裝型電路保護(hù)元件，該元件具有過電流、過電壓以及過溫保護(hù)三重功能的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的再一目的是提供上述表面貼裝型電路保護(hù)元件的制作方法。
[0006]本發(fā)明目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):一種表面貼裝型電路保護(hù)元件，包括至少有兩層具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料基層，至少包括:
一高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層和一低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層，所述高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層與所述低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的電阻比不小于5:1，且每層均具有相對(duì)的上表面和下表面，分別與電極緊密結(jié)合，所述的低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層與高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層按電阻大小的排布順序?yàn)?從低至尚；或從尚至低；或尚、低、尚；或低、尚、低；或尚、尚、低；或低、低、高，當(dāng)按從低至高排布時(shí)；
第一電極，與具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的上表面緊密結(jié)合；
第二電極，與具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的下表面緊密結(jié)合；
第三電極，與具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的上表面緊密結(jié)合；
第四電極，與具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的下表面緊密結(jié)合；
第一電極延伸至第一導(dǎo)電端面，且與其他三個(gè)導(dǎo)電端面隔斷； 第二電極延伸至第三導(dǎo)電端面，且與其他三個(gè)導(dǎo)電端面隔斷；
第三電極延伸至第二導(dǎo)電端面，且與其他三個(gè)導(dǎo)電端面隔斷；
第四電極延伸至第四導(dǎo)電端面，且與其他三個(gè)導(dǎo)電端面隔斷；
由所述第一電極、低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層、第二電極緊密結(jié)合，形成一低電阻導(dǎo)電復(fù)合層；
由所述第三電極、高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層、第四電極緊密結(jié)合，形成一高電阻導(dǎo)電復(fù)合層；
所述的導(dǎo)電端面的兩端有相對(duì)的兩個(gè)金屬箔片以及連接兩金屬箔片的導(dǎo)電體；
還包括至少三層粘接層，置于相鄰兩導(dǎo)電復(fù)合層之間以及導(dǎo)電復(fù)合層與形成導(dǎo)電端面的金屬箔片之間，并與其相鄰兩層緊密結(jié)合。
[0007]上述所述的第一、第二、第三、第四電極是按照表面貼裝型電路保護(hù)元件中內(nèi)部層次結(jié)構(gòu)依序的表示，而非特指某一端面；同理，第一、第二、第三、第四導(dǎo)電端面可按照其相對(duì)位置任意設(shè)置于產(chǎn)品的端面，對(duì)于矩形產(chǎn)品，則表面貼裝型電路保護(hù)元件一共為四個(gè)導(dǎo)電端面。
[0008]在上述方案基礎(chǔ)上，所述具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料基層由聚合物和導(dǎo)電填料組成，所述聚合物占所述導(dǎo)電復(fù)合材料基層的體積分?jǐn)?shù)介于20%-75%之間。所述導(dǎo)電填料的粒徑為0.05 μ m?50 μ m，體積電阻率不大于0.03 Ω.m，分散于所述聚合物中。
[0009]在上述方案基礎(chǔ)上，所述聚合物選自聚乙稀、氯化聚乙稀、氧化聚乙稀、聚氯乙稀、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸醋、聚酰胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛樹脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、環(huán)氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種及其混合物。所述聚合物占所述導(dǎo)電復(fù)合材料基層的體積分?jǐn)?shù)介于20%-75%之間，優(yōu)選為25%-70%之間，更優(yōu)為30%-65%之間。
[0010]在上述方案基礎(chǔ)上，所述導(dǎo)電填料選自碳黑、石墨、碳纖維、碳納米管、金屬粉末、導(dǎo)電陶瓷粉末中的一種及其混合物，所述電填料的粒徑優(yōu)選為0.05 μπι?50 μm，更優(yōu)為0.1 μπι?20 μm ;體積電阻率不大于0.03 Ω.m，優(yōu)選為不大于0.02 Ω.m，更優(yōu)為不大于0.01 Ω.m。所述導(dǎo)電填料占所述導(dǎo)電復(fù)合材料基層體積分?jǐn)?shù)的25%?80%，優(yōu)選為30%_75%之間，更優(yōu)為35%-70%之間，分散于所述聚合物中。
[0011]在上述方案基礎(chǔ)上，所述金屬粉末選自:銅、鎳、鈷、鐵、鎢、錫、鉛、銀、金、鉑或其合金中的一種及其混合物。
[0012]所述的導(dǎo)電陶瓷粉末選自:金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硼化物、金屬硅化物之中的一種或幾種的混合物。
[0013]所述具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料基層可含有其他組分，如抗氧劑、輻射交聯(lián)劑(常稱為輻照促進(jìn)劑、交聯(lián)劑或交聯(lián)促進(jìn)劑，例如三烯丙基異氰脲酸酯)、偶聯(lián)劑、分散劑、穩(wěn)定劑、非導(dǎo)電性填料(如氫氧化鎂，碳酸鈣)、阻燃劑、弧光抑制劑或其他組分。這些組分通常至多占高分子基導(dǎo)電復(fù)合材料總體積的15%，例如5%體積百分比。
[0014]一種表面貼裝型電路保護(hù)元件的制造方法，其特征在于至少包括以下步驟: 首先，制備至少兩層具有電阻正溫度系數(shù)效應(yīng)的導(dǎo)電復(fù)合材料基層，并使第一電極和第二電極緊密結(jié)合在低電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的上表面和下表面上，形成低電阻導(dǎo)電復(fù)合層，第三電極和第四電極緊密結(jié)合在高電阻導(dǎo)電復(fù)合材料基層的上表面和下表面上，形成高電阻導(dǎo)電復(fù)合層；其中高電阻導(dǎo)電復(fù)合層與低電阻導(dǎo)電復(fù)合層的電阻比不小于5:1，優(yōu)選為不小于10:1 ;之后，
除去低電阻導(dǎo)電復(fù)合層第一電極的部分區(qū)域，使之不與其他三個(gè)導(dǎo)電端面直接連接； 除去低電阻導(dǎo)電復(fù)合層第二電極的部分區(qū)域，使之不與其他三個(gè)導(dǎo)電端面直接連接;
除去高電阻導(dǎo)電復(fù)合層第三電極的部分區(qū)域，使之不與其他三個(gè)導(dǎo)電端面直接連接;
除去高電阻導(dǎo)電復(fù)合層第四電極的部分區(qū)域，使之不與其他三個(gè)導(dǎo)電端面直接連接;
將粘接層置于相鄰兩個(gè)導(dǎo)電復(fù)合層之間以及導(dǎo)電復(fù)合層與形成導(dǎo)電端面的金屬箔片之間，并通過熱壓合的方式將兩層導(dǎo)電復(fù)合層以及上下表面的金屬箔片緊密結(jié)合在一起，形成一導(dǎo)電構(gòu)件；
在所述的導(dǎo)電構(gòu)件上開通孔或通槽，在所述的通孔或通槽的內(nèi)壁上形成導(dǎo)電體(可以通過在通孔或通槽的內(nèi)壁上鍍銅的方式形成導(dǎo)電體)；除去所述導(dǎo)電構(gòu)件的上下金屬箔片的部分區(qū)域，露出粘接層，在上、下金屬箔片上各形成不直接連接的四個(gè)上電極和四個(gè)下電極，四個(gè)上電極和四個(gè)下電極分別與對(duì)應(yīng)的通孔或通槽內(nèi)壁上的導(dǎo)電體直接連接，形成第一導(dǎo)電端面、第二導(dǎo)電端面、第三導(dǎo)電端面和第四導(dǎo)電端面。
[0015]為了滿足更多的功能需求，所述的表面貼裝型電路保護(hù)元件的制造方法還可以進(jìn)一步包含如下步驟:在露出的粘接層上形成一阻焊層，并在阻焊層上標(biāo)記產(chǎn)品識(shí)別字符或圖案。
[0016]除去部分第一、第二電極和第三、第四電極的加工方式為化學(xué)蝕刻、激光燒蝕或機(jī)械雕刻中的一種或幾種。
[0017]所述的除去導(dǎo)電構(gòu)件的上下金屬箔片的部分區(qū)域的加工方式為化學(xué)蝕刻、激光燒蝕或機(jī)械雕刻中的一種或幾種。
[0018]所述導(dǎo)電體，是通過化學(xué)沉積