CN102074325A - 侧包覆型过电流保护元件及其制造方法 - Google Patents

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刘正平
王军
李从武
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Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
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Shanghai Changyuan Wayon Circuit Protection Co Ltd
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Abstract

本发明涉及侧包覆型过电流保护元件及其制造方法。所述的过电流保护元件包括PTC芯片、芯片二面的金属箔电极以及两个引出电极，其中，所述的PTC芯片侧面设有一层密闭的保护膜。制造方法是在压制成型的PTC芯片两面压合上金属箔电极形成复合芯片，复合芯片经过辐照，然后冲切成设计要求的小片，再在小片子两边焊接上镍片作为引出电极，最后将热收缩管套在PTC芯片四周，然后进行高温加热处理，在PTC芯片侧面上形成密闭的保护膜，得到所需的过电流保护元件。优点是：本发明在PTC芯片侧面上形成的密闭保护膜不仅保证具有很低的室温电阻，并且在高温储存条件下具有高的电气性能稳定性。

Description

侧包覆型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)特性的侧包覆型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造的具有正温度系数(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造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造电池（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造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：由于金属颗粒（如镍粉）作为导电填料制成的过流保护元件，在高温条件下，随着时间的延长，其室温电阻逐渐增加，直至失效，我们推断其原因为在高温条件下，随着氧气的渗入，导致镍粉氧化形成导电能力低的镍氧化物所致。
为此，本发明公开一种具有正温度系数特性的过电流保护元件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种侧包覆型过电流保护元件（具有正温度系数特性），该元件不仅具有尺寸小、室温电阻低的特点，并且具有稳定的电气性能。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供侧包覆型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：一种侧包覆型过电流保护元件，包括PTC芯片、芯片二面的金属箔电极以及两个引出电极，其中，所述的PTC芯片侧面设有一层密闭的保护膜。保护膜的设置使PTC芯片中的金属粉末不易被氧化，提高了产品的性能稳定性。
在上述方案的基础上，所述的保护膜厚度为0.01～0.3mm。不但密封效果好，而且容易满足工艺性要求。
在上述方案的基础上，所述的保护膜是由热收缩管加热收缩后形成的密封膜。这种热收缩管具有材料易得，性能优异的特点。
针对上述的侧包覆型过电流保护元件的制备方法，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，将热收缩管套在PTC芯片的四周，然后进行高温加热处理，使在PTC芯片侧面上形成密闭的保护膜，制得过电流保护元件。
本发明的有益效果是：
在PTC芯片侧面上形成一层一定厚度的密闭的保护膜可以显著提高器件高温条件下的电气性能稳定性，可以有效的阻止氧气的渗入，防止金属颗粒氧化，提高器件电气性能的稳定性，不仅具有很低的室温电阻，并且在高温储存条件下具有高的电气性能稳定性。
附图说明
图1为本发明的侧包覆型过电流保护元件的剖视结构示意图。
图2为本发明的侧包覆型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剖视结构示意图。
图4为现有过电流保护元件主视结构示意图。
图5为本发明实施例与比较例样品在85℃条件下的储存试验对比图。
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为本发明的侧包覆型过电流保护元件的剖视结构示意图和图2为本发明的侧包覆型过电流保护元件的主视结构示意图所示，一种侧包覆型过电流保护元件，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’。
PTC芯片1侧面设有一层密闭的保护膜4，所述的保护膜4是由热收缩管加热收缩后形成的密封膜，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’，将热收缩管套在PTC芯片1的四周，然后进行高温加热处理，使在PTC芯片侧面上形成密闭的保护膜4，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芯片1；将PTC芯片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’，最后在PTC芯片1四周套上热缩管，在85℃的烘箱中加热处理5～30分钟，在PTC芯片侧面上形成一层厚度为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85℃的烘箱中放置1000小时测试。
比较例
请参阅图3为现有过电流保护元件剖视结构示意图和图4为现有过电流保护元件主视结构示意图所示，与实施例相比较，除了没有在PTC芯片1侧面上形成保护膜外，其它工艺与实施例相同，由PTC芯片1、芯片二面的金属箔电极2，2’形成复合芯片，在芯片两边焊接上镍片作为引出电极3，3’。
从图5为本发明实施例与比较例样品在85℃条件下的储存试验对比图可以看出，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，并且在高温储存条件下具有高的电气性能稳定性。

Claims (4)

1.一种侧包覆型过电流保护元件，包括PTC芯片、芯片二面的金属箔电极以及两个引出电极，其特征在于：所述的PTC芯片侧面设有一层密闭的保护膜。
2.根据权利要求1所述的侧包覆型过电流保护元件，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所述的侧包覆型过电流保护元件，其特征在于：所述的保护膜是由热收缩管加热收缩后形成的密封膜。
4.针对权利要求1至3之一所述的侧包覆型过电流保护元件的制备方法，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：将热收缩管套在PTC芯片的四周，然后进行高温加热处理，使在PTC芯片侧面上形成密闭的保护膜，制得过电流保护元件。
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