可回流焊的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電氣器件，尤其涉及一種可回流焊的正溫度系數(shù)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient，PTC)芯片廣泛應(yīng)用于電路保護(hù)。PTC芯片在正常工作狀態(tài)時具有低電阻。一旦電路中電流過大，PTC芯片將發(fā)熱并升溫。當(dāng)超過一定溫度后，其電阻急劇增加，達(dá)到絕緣體狀態(tài)，從而切斷電路。PTC芯片由此起到保護(hù)電路的作用。
[0003]常見地，PTC芯片器件的構(gòu)造為簡單的層狀結(jié)構(gòu):在PTC芯片的兩側(cè)焊接有完全覆蓋它的片狀導(dǎo)電端子。在使用中，通過在將兩個片狀導(dǎo)電端子焊接至電路中(例如電路板上)，來將PTC芯片器件安裝至電路中。
[0004]圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)的一種PTC電路保護(hù)器件的示意圖。如圖1所示，PTC芯片3被夾在導(dǎo)電的上端子1和下端子2之間，通過焊錫(未示出)與上端子1及下端子2結(jié)合，實現(xiàn)串行連接。上端子1具有外延的彎曲的結(jié)合部103，以及電路結(jié)合部105。當(dāng)安裝時，下端子2和上端子1的電路結(jié)合部105回流焊至電路中，如電路板上。上端子1和下端子2將PTC芯片3完全覆蓋。
[0005]圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的PTC電路保護(hù)器件雖然構(gòu)造簡單易行，但存在如下問題。首先，當(dāng)處于保護(hù)狀態(tài)(即高溫狀態(tài))時，PTC芯片處于高溫，并且將發(fā)生熱膨脹。但是，完全覆蓋PTC芯片的片狀導(dǎo)電端子牢固焊接在電路上，難以變形，因此大大限制了 PTC芯片熱膨脹的空間，并且因此在器件內(nèi)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力。該應(yīng)力可能導(dǎo)致PTC芯片發(fā)生物理破壞從而燒毀，也可能導(dǎo)致電路結(jié)合部105與電路之間的焊接松脫等，從而對電路即電子裝置的可靠性產(chǎn)生影響。這在PTC芯片是聚合物正溫度系數(shù)(Polymeric Positive TemperatureCoefficient，PPTC芯片的情況下尤其嚴(yán)重。總之，在存在熱膨脹的情況下，如果使用常規(guī)的PTC芯片器件的構(gòu)造，產(chǎn)生的大應(yīng)力使得產(chǎn)品可靠性大受影響。其次，在PTC芯片器件的制造中，通常使用回流焊將片狀導(dǎo)電端子焊接至PTC芯片，而當(dāng)將制成的芯片器件安裝至電路中時，也通常使用回流焊技術(shù)。因此，在類似的回流焊條件(如熱風(fēng))下，當(dāng)將圖1所示的PTC電路保護(hù)器件通過回流焊焊接到電路如電路板上以完成安裝時，在上下端子與PTC芯片之間的焊錫會產(chǎn)生再熔融，從而存在錫珠的溢出。由于片狀導(dǎo)電端子完全覆蓋PTC芯片，溢出的錫珠將向電阻器件的側(cè)面流淌，可能導(dǎo)致兩個導(dǎo)電端子之間形成“錫橋”，從而在冷凝后造成端子間短路，影響電路的性能，甚至使PTC芯片器件失效。此外，覆蓋PTC芯片的片狀上端子與PTC芯片之間的結(jié)合力有時不夠充分，容易產(chǎn)生剝離。
[0006]因此，需要一種改進(jìn)的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件結(jié)構(gòu)，其能夠減輕PTC芯片的熱膨脹對器件可靠性的不利影響，同時還可以防止在安裝該器件的回流焊期間產(chǎn)生“錫橋”。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決以上問題，本實用新型提供了以下技術(shù)方案。
[0008][1] 一種正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，所述正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件包括:
[0009]導(dǎo)電的片狀上端子，所述片狀上端子由第一芯片結(jié)合部、第一電路結(jié)合部和它們之間的連接部組成，其中所述第一芯片結(jié)合部具有第一平面輪廓；
[0010]導(dǎo)電的片狀下端子，所述片狀下端子包括第二芯片結(jié)合部，其中所述第二芯片結(jié)合部具有第二平面輪廓；
[0011]夾在所述片狀上端子和片狀下端子之間并且通過焊錫分別與所述第一芯片結(jié)合部的下表面及所述第二芯片結(jié)合部的上表面結(jié)合的正溫度系數(shù)芯片，所述正溫度系數(shù)芯片具有第三平面輪廓，
[0012]其特征在于:
[0013]所述第一平面輪廓和第二平面輪廓在所述第三平面輪廓的內(nèi)部，并且所述第三平面輪廓具有未被所述第一平面輪廓和/或第二平面輪廓覆蓋的部分，以允許所述正溫度系數(shù)芯片具有自由熱膨脹空間。
[0014][2]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于
[0015]所述第三平面輪廓未被所述第一平面輪廓覆蓋的部分的面積至少為所述第三平面輪廓面積的20%，
[0016]和/或
[0017]所述第三平面輪廓未被所述第二平面輪廓覆蓋的部分的面積至少為所述第三平面輪廓面積的20%。
[0018][3]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于所述第三平面輪廓未被所述第一平面輪廓覆蓋的部分和未被所述第二平面輪廓覆蓋的部分是錯開的。
[0019][4]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于
[0020]在所述第一平面輪廓和第三平面輪廓的邊緣之間具有防溢間隙，和/或，在所述第二平面輪廓和第三平面輪廓的邊緣之間具有防溢間隙。
[0021][5]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于
[0022]所述第一芯片結(jié)合部和/或第二芯片結(jié)合部具有通孔。
[0023][6]根據(jù)[5]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于
[0024]第一芯片結(jié)合部具有多個通孔，優(yōu)選三個以上通孔。
[0025][7]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于所述連接部的兩側(cè)邊緣具有凹口。
[0026][8]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于所述連接部是彎曲的，使得所述第一電路結(jié)合部的下表面與所述第二芯片結(jié)合部的下表面基本上處于同一平面內(nèi)。
[0027][9]根據(jù)[1]所述的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件，其特征在于所述片狀下端子還包括從所述第二芯片結(jié)合部外延的電路結(jié)合部。
【附圖說明】
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種PTC電路保護(hù)器件的示意圖。
[0029]圖2A至圖2C是顯示根據(jù)本實用新型的一個實施方案的PTC電路保護(hù)器件的外觀圖。
[0030]圖3是顯示了上端子與PTC芯片之間的結(jié)合力與片狀上端子中的通孔之間的關(guān)系的箱線圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明根據(jù)本實用新型的一些實施方案。
[0032]圖2A至圖2C顯示根據(jù)本實用新型的一個實施方案的PTC電路保護(hù)器件的外觀圖。圖2A是從上方的俯視圖。圖2B是側(cè)視圖。圖2C是從下方的仰視圖。其中，上下端子為導(dǎo)電材料，如金屬，例如，鎳、銅、鍍錫的銅、不銹鋼、鍍銅的不銹鋼。片狀端子的厚度通常為0.05mm-0.5mm。PTC芯片可以是PPTC芯片。盡管所示的外觀是基本上矩形的，但在不影響本實用新型效果的前提下，可以任選地使用任何形狀的端子和芯片材。
[0033]圖2A顯示了，上端子1具有電路結(jié)合部105、與PTC芯片結(jié)合的部分(稱為第一芯片結(jié)合部101)，第一芯片結(jié)合部101上具有通孔505，以及電路結(jié)合部105與第一芯片結(jié)合部101之間的連接部103。
[0034]第一芯片結(jié)合部101的平面輪廓(稱為第一平面輪廓)在PTC芯片的輪廓(稱為第三平面輪廓)之內(nèi)?；蛘哒f，第一平面輪廓小于第三平面輪廓，并與第三平面輪廓的邊緣具有空隙。其中，例如在第三平面輪廓的一端，有一塊較大的區(qū)域501未被第一平面輪廓所覆蓋。該區(qū)域501由于未受到上端子1的第一芯片結(jié)合部101在空間上的限制，因此在高溫時可以自由膨脹，從而不會產(chǎn)生過高的內(nèi)應(yīng)力。為了達(dá)到較佳的降低應(yīng)力的效果，區(qū)域501優(yōu)選占第三平面輪廓面積的比例> 20%，更優(yōu)選> 25%，并且優(yōu)選< 50%。對區(qū)域501的形狀，沒有特別的規(guī)定。
[0035]在第一平面輪廓的兩側(cè)，與第三平面輪廓的邊緣之間存在著間隙503。由于間隙503的存在，當(dāng)將器件回流焊到電路中時，再融化的器件內(nèi)的焊錫即使溢出，也將保持在第一平面輪廓周圍的PTC芯片上，而不會向側(cè)面溢出進(jìn)而向下流淌而形成錫橋。能夠起到上述作用的間隙在本文中稱為“防溢間隙”。
[0036]任選地，上端子1的第一芯片結(jié)合部101上還可以有任意數(shù)量和形狀的通孔505，用于容納溢出的焊錫。在利用回流焊將PTC電路保護(hù)器件焊接至電路中時，如果在片狀上端子中存在通孔，將有特別有利的效果:上端子與PTC芯片之間的結(jié)合力將明顯提高。不拘于任何理論，這可能是由于，在上端子與PTC芯片之間的焊錫在回流焊條件下再熔融并進(jìn)入通孔中，當(dāng)回流焊結(jié)束且焊錫冷凝后，在通孔中形成了焊錫柱。這些焊錫柱一方面增大了焊錫與上端子的粘合面積，一方面起到限制其周圍通孔移動的作用，從而總體上提高了上端子與PTC芯片之間的結(jié)合力。圖3顯示了上端子中通孔與結(jié)合力之間的關(guān)系(90度剝離力vs孔尺寸和數(shù)量)。在圖中，顯示了沒有通孔的對照例，以及三個實施例，分別具有一個直徑為0.35mm的通孔、一個0.80mm的通孔以及三個0.35mm的通孔。從圖中可見，當(dāng)孔徑變大、孔數(shù)變多時，結(jié)合力明顯增大。因此，在可回流焊的正溫度系數(shù)電路保護(hù)器件中，片狀上端子中的通孔是特別優(yōu)選的。
[0037]此外，在連接部103處，設(shè)置了凹口 701。優(yōu)選地，在連接部兩側(cè)對稱地設(shè)置凹口701。凹口的存在使得在