CN102969100A - 薄型表面贴装高分子ptc热敏电阻及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器，包括高分子芯材和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合片材，所述的高分子芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料以及其他填料和加工助剂制成，将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极片，在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个端电极，另一面作为外层电极，并做图形蚀刻形成另一端电极，满足高分子芯材层数为n，则仅有1层复合片材采用一面为内层蚀刻，一面为外层蚀刻，其余n-1个复合片材为传统双面内层蚀刻结构。发明并非采用传统复合片材两面蚀刻的方法，而是将复合片材一面作为内层电极蚀刻，另一面作为外层电极图形蚀刻，避免产品焊接装配过程中的变形问题，且实现了产品的薄型化。

Description

薄型表面贴装高分子PTC热敏电阻及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种导电高分子聚合物复合材料为主要原料的电子元器件及其制造方法，尤其是涉及一种薄型表面贴装高分子PTC热敏电阻器及其制造方法。

背景技术

目前市面上较为常见的有两种薄型表面贴装PTC热敏电阻制作结构。

传统工艺一，如图3传统工艺结构一侧面剖视图所示，及如中国专利CN200610000389.5中第三实施例所示，贴覆于高分子芯材两面的金属电极，蚀刻后再在表面镀锡或化金处理后，直接作为端电极使用。若高分子芯材数为n，则形成2n层结构；

传统工艺二，如如图4传统工艺结构二侧面剖视图及美国专利US6377467，由高分子芯材和贴覆于上述芯材两面的内电极片组成复合片材，内电极片蚀刻后，再在复合片材上下两面均覆合绝缘层以及金属箔片组成“三明治”结构。覆合在复合片材上的金属箔片镀锡或化金处理后，作为端电极。若高分子芯材数为n，则形成2n+2层结构。

然而申请人实践中发现，在传统工艺一中，由于没有覆合绝缘缓冲材料，产品在焊接装配过程中极易变形，而传统工艺二中，层结构多，则无法达到产品的薄型化。

因此如何解决薄型表面贴装PTC热敏电阻的薄型化与防止装配变形的矛盾是本领域的一大难题。

发明内容

针对已有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种可有效解决产品在焊接装配时变形问题以及有限实现产品薄型化的薄型表面贴装高分子PTC热敏电阻。

本发明的另一目的在于提供所述薄型表面贴装高分子PTC热敏电阻的制造方法。

本发明目的通过下述方案实现：一种薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器，包括高分子芯材和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合片材，所述的高分子芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料以及其他填料和加工助剂制成，其中，将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极，在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个端电极，另一面作为外层电极，并做图形蚀刻形成另一端电极，满足高分子芯材层数为n，则仅有1层复合片材采用一面为内层蚀刻，一面为外层蚀刻，其余n-1个复合片材为传统双面内层蚀刻结构。

由于本发明仅对复合片材单面覆合绝缘层以及金属箔片，覆合在复合片材单面上的金属箔片镀锡或化金处理后，做为端电极。而复合片材另一面内层电极蚀刻后再在表面镀锡或化金处理后，直接作为另一面端电极使用。若高分子芯材数为n，则形成2n+1层结构。与传统工艺相比，既增强了产品的刚性，有效解决了产品装配过程中的变形问题，又有效地实现了产品的薄型化需求。

在上述方案基础上，所述的内、外层蚀刻出的绝缘槽形状为直线组合、曲线组合,或者直线和曲线组合。

在上述方案基础上，所述的金属电极为金属箔片。

所述的高分子芯材组分中高分子聚合物是一种或一种以上聚合物的共混物，如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它们的共混物。

在上述方案基础上，所述的复合片材包括一层或一层以上的多层高分子芯材，采用蚀刻设计的芯材仅有一层，即最外层的一层高分子复合片材。

在上述方案基础上，所述的导电填料是包括碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物中的一种或一种以上的混合物。

所述的加工助剂是指抗氧剂、交联促进剂、偶联剂，其中抗氧剂可以是酚类或胺类化合物，如酚类抗氧剂ANOX70，交联促进剂可以是多官能团不饱和化合物，如三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)，偶联剂可以是硅烷或钛酸酯类有机化合物，如：钛酸酯偶联剂TCF等。

所述的填料可以是如陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉中的一种或几种材料的混合物。

本发明提供针对上述的薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器的制造方法，按下述方法制造：

第一，先将包含有高分子聚合物、导电填料和其他填料及加工助剂的高分子芯材组分在高速混合机内混合，然后将混合物100～200℃温度下混炼，然后用模压或挤出的方法制成面积为100～5000cm²，厚0.1～3.0mm的高分子芯材；

第二，用热压的方法在热压机上把金属箔片复合于上述高分子芯材的两个表面，制成复合片材；

第三，将复合片材用γ射线（Co60）或电子束辐照交联，剂量为5～100Mrad，第四，采用印制线路板工艺制成表面贴装型高分子PTC热敏电阻器。

其中，第四所述的采用印制线路板工艺是将复合片材通过图形转移蚀刻技术使一面的电极片蚀刻出蚀刻区域或称绝缘区域，然后再将一绝缘层与一片金属箔片叠放于复合片材蚀刻区域面上并进行高温压合作为基板，压合后的基板经过后续的钻孔、沉铜、镀铜；

再在复合片材另一面的电极片上蚀刻出绝缘槽，作为外层图形，两面端电极镀锡、印刷阻焊油墨，固化阻焊油墨等步骤制成PCB三层板，将PCB三层板按照单元进行切割，得到该表面贴装型式的元器件。

本发明通过图形转移蚀刻技术使内电极片单面蚀刻出绝缘槽，然后将绝缘层与一金属箔片叠放于复合片材蚀刻单面上进行高温压合。压合后的基板经过后续的钻孔、沉铜、镀铜、端电极镀锡，蚀刻外层图形，印刷阻焊油墨，固化阻焊油墨等步骤制成表面贴装型式的高分子PTC热敏电阻器。

本发明与现有技术相比，并非采用复合片材两面蚀刻的方法，而是将复合片材一面作为内层电极蚀刻，另一面作为外层电极图形蚀刻，避免产品焊接装配过程中的变形问题，且实现了产品的薄型化。

附图说明

图1：本发明侧面剖视图；

图2：本发明结构分解图；

图3：传统工艺结构一侧面剖视图；

图4：传统工艺结构二侧面剖视图；

图中标号说明：

1、1a、1b—高分子芯材；

2、2b、3b—外层电极片；

3、2a、3a--内层电极片，表面贴覆绝缘层以及金属箔片；

4和4a--绝缘层；

5和5a--金属箔片，与绝缘层一起贴覆于内层电极上；

6、6a和6b：导通孔；

7、7a和7b：端电极，表面镀锡或者化金处理；

8和8b：外层蚀刻槽；

9和9a：内层电极片蚀刻区域。

具体实施方式

 如图1本发明侧面剖视图和图2本发明结构分解图所示，一种薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器，包括高分子芯材1和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合片材，所述的高分子芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料以及其他填料和加工助剂制成，其中，将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极3，在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个端电极，另一面作为外层电极2，并做图形蚀刻形成另一端电极，满足高分子芯材层数为n，则仅有1层复合片材采用一面为内层蚀刻，一面为外层蚀刻，其余n-1个复合片材为传统双面内层蚀刻结构。

制法是：

将高密度聚乙烯、碳黑、氢氧化镁和抗氧剂按一定比例在高速混合器中混合10min。然后将混合物组分在180℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却，粉碎后将其放在压模中，压力5Mpa，温度180℃条件下压制成面积200cm²，厚0.2mm高分子芯材1；将表面粗化后的铜箔片经平整后，在压力5Mpa，温度160℃条件下热压到高分子芯材1的双面分别作为内层电极3和外层电极2，即得到高分子PTC复合片材，在真空烘箱中80℃热处理48小时后，用γ射线（Co⁶⁰）辐照，剂量为15Mrad，将复合片材通过图形转移蚀刻技术成内层电极片蚀刻区域9，然后将绝缘层4与一金属箔片5叠放于复合片材的内层电极片3上并进行高温压合。压合后的基板经过后续的钻孔6、沉铜、镀铜；

内层电极片2做为外层图形进行蚀刻，蚀刻出外层蚀刻槽8，两面端电极7镀锡，印刷阻焊油墨，固化阻焊油墨等步骤制成如图1的表面贴装型式的高分子PTC热敏电阻器。

在线路板工艺制造过程中，内层蚀刻采用本发明单面蚀刻的设计，避免产品焊接装配过程中的变形问题，且实现了产品的薄型化。

Claims (7)

1.一种薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器，包括高分子芯材和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合片材，所述的高分子芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料以及其他填料和加工助剂制成，其特征在于，将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极片，在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个端电极，另一面作为外层电极，并做图形蚀刻形成另一端电极，满足高分子芯材层数为n，则仅有1层复合片材采用一面为内层蚀刻，一面为外层蚀刻，其余n-1个复合片材为传统双面内层蚀刻结构。

2.根据权利要求1或所述薄型表面贴装型式的高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的内、外层蚀刻出的绝缘槽形状为直线组合、曲线组合,或者直线和曲线组合。

3.根据权利要求1所述薄型表面贴装型式的高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的电极片为金属箔片。

4.根据权利要求1所述的薄型表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于所述的复合片材包括一层或一层以上的多层高分子芯材，采用蚀刻设计的芯材仅有一层，即最外层的一层高分子复合片材。

5.根据权利要求1所述的薄型型表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于所述的导电填料是包括碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求1至5之任一项所述的薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器的制造方法，其特征在于：按下述方法制造：

第一，先将包含有高分子聚合物、导电填料和其他填料及加工助剂的高分子芯材组分在高速混合机内混合，然后将混合物100～200℃温度下混炼，然后用模压或挤出的方法制成面积为100～5000cm²，厚0.1～3.0mm的高分子芯材；

第二，用热压的方法在热压机上把金属箔片复合于上述高分子芯材的两个表面，制成复合片材；

第三，将复合片材用γ射线（Co60）或电子束辐照交联，剂量为5～100Mrad，第四，采用印制线路板工艺制成表面贴装型高分子PTC热敏电阻器。

7.根据权利要求6所述的薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器的制造方法，其特征在于：所述的采用印制线路板工艺是将复合片材通过图形转移蚀刻技术使一面的电极片蚀刻出蚀刻区域或称绝缘区域，然后再将一绝缘层与一片金属箔片叠放于复合片材蚀刻区域面上并进行高温压合作为基板，压合后的基板经过后续的钻孔、沉铜、镀铜；

再在复合片材另一面的电极片上蚀刻出绝缘槽，作为外层图形，两面端电极镀锡、印刷阻焊油墨，固化阻焊油墨等步骤制成PCB三层板，将PCB三层板按照单元进行切割，得到该表面贴装型式的元器件。

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