CN102074324A

CN102074324A - 具有正温度系数特性的过电流保护元件及其制造方法

Info

Publication number: CN102074324A
Application number: CN2011100278047A
Authority: CN
Inventors: 刘正平; 王军; 李从武
Original assignee: Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
Current assignee: Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明涉及具有正温度系数特性的过电流保护元件及其制造方法，包括PTC芯片、PTC芯片二面的电极以及两个引出电极，在所述过电流保护元件的PTC芯片区域整体外侧设有密闭的保护膜。在导电性聚合物层的两边复合金属箔电极形成复合芯片，复合芯片经过辐照，然后冲切成一定形状和大小的小片子，再在小片子两边焊接上镍片作为引出电极，最后在PTC芯片区域形成一定厚度的密闭的保护膜，露出引出电极而形成。优点是：本发明在PTC芯片区域形成一定厚度的密闭的保护膜可以显著提高器件的连接强度，过电流保护元件不仅具有很低的室温电阻，还具有很高的连接强度。

Description

具有正温度系数特性的过电流保护元件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种过电流保护元件，具体涉及一种具有正温度系数(PTC)特性的过电流保护元件及其制造方法。

背景技术

聚合物和分散在聚合物中的导电填充材料组成的导电性聚合物以及由此导电性聚合物制备的具有正温度系数(PTC)特性的过电流保护元件技术已是大家所熟知的。通常，PTC导电性聚合物是由一种或一种以上的结晶聚合物及一导电填充材料组成，该导电填充材料均匀分散于该聚合物中。导电填充材料可以为聚乙烯、乙烯类共聚物、氟聚合物中的一种或其中几种的混合物；导电填充材料可以为碳黑、金属颗粒或无机陶瓷粉末。此类导电性聚合物的PTC特性（电阻值随温度上升而增加）被认为是由于熔融时结晶聚合物的膨胀导致导电粒子所形成的导电通道断开造成的。

在现有已公开的技术中，最普遍的是将碳黑作为导电填充材料，但是将碳黑作为导电填充材料制备的导电性聚合物难以得到很低的室温电阻率，特别是将该聚合物用来制备电池（组）的过电流保护元件时，将不能满足器件小型化、低室温电阻的要求。虽然将金属颗粒（如镍粉）作为导电填充材料可以制得较低室温电阻率的导电性聚合物，用此类导电性聚合物制备的过电流保护元件可以满足小型化、低室温电阻的要求，但是又会出现新的问题：

由于器件的尺寸小，如图3为现有过电流保护元件的主视结构示意图和图4为现有过电流保护元件的剖视结构示意图所示，引出电极3，3’与金属箔电极2，2’、金属箔电极2，2’与PTC芯片1之间的连接强度（我们用剥离强度和扭矩来表征连接强度）都非常小，器件在使用过程中极易引起引出电极3，3’与金属箔电极2，2’或金属箔电极2，2’与PTC芯片1的脱离，导致器件失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有正温度系数特性的过电流保护元件，该元件不仅具有尺寸小、室温电阻低的特点，并且具有高的连接强度。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述具有正温度系数特性的过电流保护元件的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种具有正温度系数特性的过电流保护元件，包括PTC芯片、芯片二面的电极以及两个引出电极，其中，在所述过电流保护元件的PTC芯片区域整体外侧设有密闭的保护膜。

在上述方案的基础上，所述的保护膜厚度为0.01～0.3mm。不但保证保护膜的性能，而且工艺上容易实现。

在上述方案的基础上，所述的保护膜材料是环氧树脂、聚氨酯、硅胶、聚对二甲苯中的一种。

因这些材料所具有的工艺特性，可以是环氧树脂、聚氨酯、硅胶等材料通过涂覆的方式形成保护膜，也可以是聚对二甲苯材料通过表面聚合的方式形成密闭的保护膜。

在上述方案的基础上，所述的保护膜是由涂覆固化后形成或表面聚合形成的密闭膜。

针对上述具有正温度系数特性的过电流保护元件的制造方法，先在压制成型的PTC芯片的上、下两面分别压合金属箔电极形成复合芯片，复合芯片经过辐照，冲切成设计要求的小片，然后在小片的两边焊接上镍片作为引出电极，其中，在PTC芯片区域整体外侧涂覆固化后形成或表面聚合形成的保护膜，并露出两个引出电极，制得过电流保护元件。

本发明的有益效果是：

本发明通过在过流保护元件的PTC区域形成一定厚度的密闭的保护膜，不仅具有很低的室温电阻，还可以有效的提高器件的剥离强度、扭矩等连接强度，提高了产品的绝缘、防潮、防氧化的功能，提高器件的耐环境性能。

附图说明

图1为本发明的过电流保护元件的剖视结构示意图。

图2为本发明的过电流保护元件的主视结构示意图。

图3为现有过电流保护元件的剖视结构示意图。

图4为现有过电流保护元件的主视结构示意图。

附图中标号说明

1－PTC芯片 2，2’－金属箔电极

3，3’－引出电极 4－保护膜。

具体实施方式

请参阅图1为本发明的过电流保护元件的剖视结构示意图和图2为本发明的过电流保护元件的主视结构示意图所示，一种具有正温度系数特性的过电流保护元件，包括PTC芯片1、PTC芯片1二面的金属箔电极2，2’以及两个引出电极3，3’。

在所述过电流保护元件的PTC芯片1区域整体外侧设有密闭的保护膜4，所述的保护膜4是由涂覆固化后形成或表面聚合形成的密闭膜，材料是环氧树脂、聚氨酯、硅胶、聚对二甲苯中的一种，厚度为0.01～0.3mm。

制造方法为：

将导电金属颗粒、聚合物、一些功能填料按一定的配比进行混炼，压制形成一定厚度的PTC芯片1，先在压制成型的PTC芯片1的上、下两面分别压合金属箔电极2，2’形成复合芯片，复合芯片经过辐照，冲切成设计要求的小片，然后在小片的两边焊接上镍片作为引出电极3，3’，最后在PTC芯片1区域整体外侧涂覆固化后形成或表面聚合形成的保护膜4，并露出两个引出电极3，3’，制得过电流保护元件。

实施例

将重量比为1：5的高密度聚乙烯（BHB5012，菲利浦石油）与镍粉（CNP525，INCO）在190℃ 的密炼机中混炼均匀，在开炼机上拉出0.6mm±0.2mm厚度的PTC芯材1；将PTC芯材1的上下两面分别放上金属电极箔2，2’，在180℃的压机上进行压合，得到厚度为0.65mm±0.2mm的复合芯片；将该复合芯片进行电子束辐照，辐照剂量为10Mrad至100Mrad，然后冲切或划切成一个个的3mm×4mm的小方块，在小方块两边各焊上镍片作为引出电极3，3’，在PTC芯片区域涂覆上一层环氧树脂涂料，在85℃的烘箱中固化30分钟，形成一层厚度为0.01～0.3mm的保护膜4，就可以得到所需的过电流保护元件。如图1、2所示。

将上述的过电流保护元件进行剥离强度测试、扭矩测试。

比较例

与实施例相比较，除了没有在PTC芯片1区域形成保护膜4外，其它结构、工艺与实施例相同，如图3为现有过电流保护元件的剖视结构示意图和图4为现有过电流保护元件的主视结构示意图所示，包括PTC芯片1，PTC芯片1二面的电极2，2’，两边焊接上镍片作为引出电极3，3’。

从表1、表2可以看出，根据本发明，能提供这样一种具有正温度系数特性的过电流保护元件，该元件不仅具有很低的室温电阻，还具有很高的连接强度。

Claims

1.一种具有正温度系数特性的过电流保护元件，包括PTC芯片、PTC芯片二面的电极以及两个引出电极，其特征在于：在所述过电流保护元件的PTC芯片区域整体外侧设有密闭的保护膜。

2.根据权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：所述的保护膜厚度为0.01～0.3mm。

3.根据权利要求1或2所述的过电流保护元件，其特征在于：所述的保护膜材料是环氧树脂、聚氨酯、硅胶、聚对二甲苯中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的过电流保护元件，其特征在于：所述的保护膜是由涂覆固化后形成或表面聚合形成的密闭膜。

5.针对权利要求1至4之一所述具有正温度系数特性的过电流保护元件的制造方法，先在压制成型的PTC芯片的上、下两面分别压合金属箔电极形成复合芯片，复合芯片经过辐照，冲切成设计要求的小片，然后在小片的两边焊接上镍片作为引出电极，其特征在于：在PTC芯片区域整体外侧涂覆固化后形成或表面聚合形成的保护膜，并露出两个引出电极，制得过电流保护元件。