CN104319042A - 一种表面贴装型过电流保护元件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面贴装型过电流保护元件及其制备方法,包括至少一层PTC元件层、导电通孔、端电极、阻焊层,其中PTC元件层包含PTC材料及贴覆于其表面的上下两层金属箔内电极,所述导电通孔由第一导电通孔和第二导电通孔组成,所述端电极由第一端电极和第二端电极组成,第一端电极通过第一导电通孔连接上内电极,第二端电极通过第二导电通孔连接下内电极,阻焊层设置于第一端电极和第二端电极之间,用于电气隔离所述端电极。本发明的有益效果:本发明将PTC层内电极的绝缘槽设计在导电通孔周围的半环形区域,与现有技术相比,本发明的绝缘槽设计方法增加了过流保护元件的PTC层的有效面积,有助于提高PTC元件的维持电流。
Description
技术领域
本发明属于正温度系数(Positive temperature coefficient,PTC)过流保护元件技术领域,涉及一种表面贴装型过电流保护元件及其制造方法。
背景技术
高分子正温度系数热敏电阻(Polymer positive temperature coefficient,PPTC),是一种电阻值随温度变化呈正温度系数而变化的电阻元件,以下简称PTC元件。在正常温度或正常电路中,PTC元件表现为较低的阻值,以使与其连接的电路正常运作。但是当电路中发生过电流或过温现象时,PTC的阻值会瞬间达到高阻状态,达到限流的目的,从而保护电路免受损坏。基于PTC器件优异的过电流保护特性,使得其在过流保护、过温保护领域获得广泛的应用。
当前,便携式电子产品的快速发展,不但在外型上持续地小型化、轻量化、薄型化,而且对产品特性方面也不断提出更高的要求。表面贴装型元件(surface mountabledevice:SMD)也在朝着更小尺寸、更大电流方向发展。当前常规的表面贴装型PPTC元件的内层结构中PTC芯材的上下电极的蚀刻槽设计如图1和图2所示。图1中,PTC元件层10的电极一端靠近导电通孔15的位置蚀刻出一道绝缘槽13,将同一平面上的电极分成两部分:内层电极11和内层蚀刻剩余电极12,每一部分各自与一个端电极相连。图2中,PTC元件层20的电极一端延伸至第一端电极,另一端与第二端电极的导电通孔25之间形成蚀刻槽22,还包括内层电极21,这两种设计中,无论哪一种设计方法PTC的有效面积都大幅下降,导致其维持电流(hold current,是指在特定温度下PTC元件在不触发(trip)的状况下所能承受的最大电流)也下降,无法满足当前PPTC元件小型化和大电流化的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型表面贴装元件及其制造方法。
一种新型表面贴装过流保护元件,包括PTC层、导电通孔、端电极、阻焊层,其中PTC层包含PTC材料及贴覆于其上下表面的金属箔内层电极,所述导电通孔由第一导电通孔和第二导电通孔组成,所述端电极由第一端电极和第二端电极组成,第一端电极通过第一导电通孔连接上内电极,第二端电极通过第二导电通孔连接下内电极,阻焊层设置于第一端电极和第二端电极之间,用于电气隔离所述端电极,所述第一端电极和第二端电极设置于绝缘材料层的上方。
本发明将PTC元件层的绝缘槽设计在导电通孔周围的半环形区域,绝缘槽的宽度为0.15-0.5mm。与现有技术相比,本发明的绝缘槽设计方法增加了过流保护元件的PTC元件层的有效面积,提高过流元件的维持电流。
在上述技术方案的基础上,本发明所述的PTC材料是由结晶性聚合物、导电填料、界面相容剂、辅助填料混合而成。各组分的比例,按照质量百分比为,4~20%的结晶聚合物,0.5~10%的界面,50~95%的导电填料,0.5~30%的辅助填料,所述PTC导电材料中各材料的组分之和为100%。
所述结晶性聚合物为结晶性烯烃聚合物,该结晶性烯烃聚合物选自高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和聚偏氟乙烯(PVDF)中一种或多种。
所述导电填料选自导电炭黑、金属颗粒、导电陶瓷的一种或几种。
所述导电炭黑的平均粒径为20-120nm,吸油值为40cm3/100g-200cm3/100g。
所述金属颗粒的粒径大小介于0.1-20μm,选自镍粉、铜粉、银粉中一种或多种。
所述导电陶瓷粉的粒径大小介于0.1-50μm,所述导电陶瓷粉为无氧导电陶瓷粉,选自碳化钛、碳化钨、碳化锆、碳化钒、硼化钛、氮化钛中一种或多种。
所述界面相容剂为马来酸酐接枝烯烃聚合物,选自马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯中的一种。马来酸酐接枝率大于1.0%。
所述辅助填料选自氧化钙、氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝的一种或几种。
为了提高电稳定性,所述PTC材料通过辐照而交联,辐射剂量在1到100Mrads。
所述PTC材料上下表面所贴覆的金属电极层,选自铜箔、镀镍铜箔中的一种,金属箔层厚度介于0.15-0.35μm。
为改善金属箔与所述有机聚合物间的粘接强度,所述金属箔的其中一面经过粗化处理。
所述绝缘槽是通过化学蚀刻的方法去除导电通孔周围半环形区域PTC层表面的部分金属电极而制成。
所述导电通孔是采用机械钻孔并以化学沉积和电镀的方法将金属铜、镍和锡镀覆在其内壁表面而制成。
所述绝缘材料层为环氧树脂与玻璃纤维所制成的具有粘接性的胶膜。
所述端电极设置于绝缘材料层之上,通过电镀铜、电镀镍、电镀锡的方法制作。
在本发明还提供了一种新型表面贴装过流保护元件的制造方法,包括以下步骤:
步骤A:将所述结晶性聚合物、界面相容剂、导电填料和辅助填料按照一定的质量比混合,然后在所述结晶性聚合物的熔点以上10-50℃下混炼,得到PTC材料,再经模压或挤出压延的方法得到厚度为0.2-1.0mm且上下表面贴覆金属箔片的PTC元件层。然后将PTC元件层通过电子束或γ射线(Co60)进行辐照交联,辐照剂量为1到100Mrads。
步骤B:将经过辐照交联的PTC元件层采用印刷电路板制作工艺,通过图形转移蚀刻,在其内层电极上蚀刻出半环形的绝缘槽,绝缘槽的宽度为0.15-0.5mm,即内层图形。
步骤C:将两张绝缘材料层与一对金属箔片叠放在PTC元件层的上下表面,于热压机中进行压合,得到压合基板。
步骤D:压合后的基板通过机械或激光钻孔的方法,在内层电极的半环形绝缘槽的圆心处制作出通孔,然后在通孔内壁依次化学沉铜、电镀铜,电镀镍和锡形成端电极。
步骤E:在压合基板的外层金属铜箔表面蚀刻外层图形,然后印刷阻焊油墨,固化油墨,制得PCB板。
步骤F:将PCB基板于精密切割机上沿着蚀刻线进行切割得到新型表面贴装过流保护元件。
优选的,所述表面贴装PTC过流保护元件由一层PTC元件组成,或者多层PTC元件通过层压的方式组成。
本发明的有益效果:本发明将PTC层内电极的绝缘槽设计在导电通孔周围的半环形区域,与现有技术相比,本发明的绝缘槽设计方法增加了过流保护元件的PTC层的有效面积,提高PTC器件的维持电流。
附图说明
图1是现有技术内层电极蚀刻设计示意图;
图2是现有技术内层电极蚀刻设计示意图;
图3是本发明内层电极蚀刻设计示意图;
图4是本发明表面贴装元件主视图;
图5是本发明表面贴装元件侧视图;
图6是本发明表面贴装元件侧视图;
图7是本发明多层PTC结构表面贴装元件主视图;
图8是本发明制作工艺的内层电极蚀刻绝缘槽示意图
图9是本发明制作工艺的导电通孔示意图
图10是本发明制作工艺的导电通孔示意图
图中标记:
10-PTC元件层;11-内层电极;12-内层蚀刻剩余电极;13-绝缘槽;15-导电通孔;
20-PTC元件层;21-内层电极;22-绝缘槽;25-导电通孔;
30-PTC元件层;31-内层电极;32-绝缘槽;35-导电通孔;
40-PTC材料层;41、41’-PTC元件上、下层内金属箔电极;42-绝缘槽;
43、43’-第一端电极;44、44’-第二端电极;45、45’-阻焊油墨层;
46、46’-导电通孔;47、47’-绝缘材料层;48、48’-导电通孔内镀层;
50、50’-PTC元件层;
51、51’-PTC元件层50的上、下内层金属箔电极;
52、52’-PTC元件层50’的上、下内层金属箔电极;
58、58’-PTC元件层50的上下内层电极的绝缘槽;
59、59’-PTC元件层50’的上下内层电极的绝缘槽;
53、53’-第一端电极;54、54’-第二端电极;55、55’-阻焊油墨层;
56、56’-导电通孔;57、57’-绝缘材料层。
60-PTC元件层;61-绝缘槽;62-导电通孔;63-阻焊油墨层
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明:
实施例1
实施例1揭示的一种新型表面贴装元件,其PTC元件层10的电极的绝缘槽是设计在导电通孔15周围蚀刻出一半环形区域。如图3所示即为本发明实施例1的PTC层电极蚀刻示意图,其中,30为本发明的表面贴装元件的一PTC元件层30;还包括PTC元件层30的内层电极31,内层电极31的一端和导电通孔15连接;电极层上蚀刻去铜箔的区域作为绝缘槽32和导电通孔35。
图4-6为本发明实施例1的PTC元件层数为一层的表面贴装过流保护元件结构示意图,其中图4为表面贴装元件的主视图,图5、6为表面贴装元件的侧视图。PTC材料层40,贴覆于PTC元件的上层内金属箔电极41和下层内金属箔电极41’及其蚀刻掉部分电极后形成的绝缘槽42。采用机械钻孔或激光钻孔的方法制作出通孔46和46’,通过沉铜、电镀的工艺在通孔壁上镀覆有铜、镍、锡的镀层48和48’,同样通过沉铜、电镀的工艺在通孔两端制作出表面镀覆有铜、镍、锡的端电极:第一端电极43/43’、第二端电极44/44’,端电极43/43’通过导电通孔连接PTC元件层的上层内金属箔电极41,第二端电极44/44’通过导电通孔46、46’连接PTC元件层的下层内金属箔电极41’。为绝缘材料层47、47’(环氧树脂半固化片),通过热量和压力将绝缘层47、47’与PTC材料层40层压在一起。阻焊油墨层45、45’其上可以印刷产品型号、电流等反映规格参数的信息。
如图7-10所示,PTC元件层50的上、下内层金属箔电极51、51’,PTC元件层50’的上、下内层金属箔电极52、52’,PTC元件层50的上下内层电极的绝缘槽58、58’,PTC元件层50’的上下内层电极的绝缘槽59、59’,第一端电极53、53’,第二端电极54、54’,阻焊油墨层55、55’;导电通孔56、56’;57、绝缘材料层57’。PTC元件层60包括:绝缘槽61、导电通孔62和阻焊油墨层63。
本发明实施例1的表面贴装过流保护元件为形状因数为SMD1812型(其所代表的元件尺寸是长度0.18英寸和宽度0.12英寸,转换成公制单位是长度4.57mm和宽度3.05mm),PTC层数为1层,其制作方法及工艺路线如下:
首先是本实施例的PTC元件层的制备:
PTC材料层的组成成份及重量比如下:
12.0wt%的高密度聚乙烯(HDPE,5000S,熔指:1.0g/10min,密度0.968g/cm3,熔点135℃,大庆石化公司)、1.8wt%的马来酸酐接枝聚乙烯(Grafted-PE,HD900E,接枝率1.2wt%,南京华都科技公司)、85.0wt%的碳化钛粉(TiC,费氏粒度1.5-3μm,ρ=61μΩ.cm,密度4.93g/cm3)、1.2wt%的炭黑(Raven 430,粒径82nm,DBP值78cm3/100g,Columbian公司)。
将各组分按照上述的质量比混合,然后在155℃下混炼20min,得到PTC材料,再经模压或挤出压延的方法得到厚度为0.40mm且上下表面贴覆镀镍铜箔的PTC片材。镀镍铜箔为单面粗化处理,厚度35μm,其中镀镍层5μm。然后将PTC片材通过电子束进行辐照,辐照剂量为100Mrads。
印刷电路板工艺制作,具体路线如下:
将经过辐照交联的PTC片材采用印刷电路板制作工艺,通过图形转移蚀刻的方法,在其内层电极上蚀刻出半环形的绝缘槽,绝缘槽的宽度为0.25mm,即内层图形。图形转移蚀刻的工艺步骤如下:
第一步:取一PTC片材,退镍处理后,在其表面涂覆感光油墨,将印刷有贴装元件内层电极图形的菲林膜贴在感光油墨表面;
第二步:在紫外线下曝光使得油墨发生聚合反应形成固化的干膜;
第三步:用弱碱性的碳酸钠溶液除去未被紫外光照射的部分油墨,利用三氯化铁溶液蚀刻掉露出的铜形成图8所示的蚀刻图形;
第四步:用强碱性退膜液除去固化的油墨层;
将蚀刻好的PTC片材的铜表面棕化处理,使其表面粗糙化和有机化,然后将两张绝缘材料层(环氧树脂半固化片或粘接剂)与一对金属箔片叠放在PTC片材的上下表面,于热压机中进行压合,得到压合基板。
压合后的基板通过机械或激光钻孔的方法,在内层电极的半环形绝缘槽的圆心处制作出孔径为0.8mm的通孔,然后在通孔内壁依次化学沉铜、电镀铜,电镀镍和电镀锡形成端电极,如图9所示。
在压合基板的外层铜箔表面同样采用图形转移蚀刻的方法蚀刻出外层图形,并用同样的方法蚀刻出0.15mm宽度的切割线,然后印刷阻焊油墨,固化油墨,最终得到包含若干表面贴装型PTC过流保护装置的PCB板材,如图10所示。
最后将上述PCB板材用精密划切机设备,沿着蚀刻线进行切割,得到单颗的形状因数为1812型的表面贴装型PTC过流保护元件。
估算本实施例的1812型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
实施例2
本实施例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、内层蚀刻的图形、PTC层数均、表面贴装元件结构均与实施例1相同,并按照与实施例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由实施例1的1812型改为1206型(其所代表的元件尺寸是长度0.12英寸和宽度0.06英寸,转换成公制单位是长度3.05mm和宽度1.52mm),同时将内层蚀刻绝缘槽的宽度由实施例1的0.25mm改为0.20mm,通孔内径由实施例1的0.8mm改为0.6mm。
估算本实施例的1206型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
实施例3
本实施例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、内层蚀刻的图形、表面贴装元件结构均与实施例1相同,并按照与实施例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由实施例1的1812型改为1206型,同时将PTC层数改为2层,内层蚀刻绝缘槽的宽度由实施例1的0.25mm改为0.20mm,通孔内径由实施例1的0.8mm改为0.6mm。
估算本实施例两层PTC的1206型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
实施例4
本实施例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、内层蚀刻的图形、PTC层数均、表面贴装元件结构与实施例1相同,并按照与实施例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由实施例1的1812型改为0603型(其所代表的元件尺寸是长度0.06英寸和宽度0.03英寸,转换成公制单位是长度1.52mm和宽度0.76mm),同时将内层蚀刻绝缘槽的宽度由实施例1的0.25mm改为0.15mm,通孔内径由实施例1的0.8mm改为0.5mm。
估算本实施例的0603型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
比较例1
本比较例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、PTC层数、表面贴装元件的形状因数、蚀刻槽宽度、通孔孔径与实施例1相同,并按照与实施例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其内层电极的蚀刻图形由实施例1的靠近通孔位置的半环形绝缘槽(如图3所示)改为如图1所示的绝缘槽。
估算本比较例的1812型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
比较例2
本比较例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、PTC层数、内层蚀刻绝缘槽的设计均与比较例1相同,并按照与比较例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由比较例1的1812型改为1206型,同时将内层蚀刻绝缘槽的宽度由比较例1的0.25mm改为0.20mm,通孔内径由比较例1的0.8mm改为0.6mm。
估算本比较例的1206型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
比较例3
本比较例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、PTC层数、内层蚀刻绝缘槽的设计均与比较例1相同,并按照与比较例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由比较例1的1812型改为0603型,同时将内层蚀刻绝缘槽的宽度由比较例1的0.25mm改为0.15mm,通孔内径由比较例1的0.8mm改为0.5mm。
估算本比较例的0603型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
比较例4
本比较例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、PTC层数、表面贴装元件的形状因数、蚀刻槽宽度、通孔孔径与实施例1相同,并按照与实施例1相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其内层电极的蚀刻图形由实施例1的靠近通孔位置的半环形绝缘槽(如图3所示)改为如图2所示的绝缘槽。
估算本比较例的1812型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
比较例5
本比较例的表面贴装型元件的PTC材料的组成及配比、PTC层数、内层蚀刻绝缘槽的设计均与比较例4相同,并按照与比较例4相同的方法制作表面贴装型过流保护元件。但其形状因数由比较例1的1812型改为1206型,同时将内层蚀刻绝缘槽的宽度由比较例1的0.25mm改为0.20mm,通孔内径由比较例1的0.8mm改为0.6mm。
估算本比较例的1206型表面贴装元件的PTC层有效面积,并实际测量该元件的维持电流值,数据列于表1中。
本发明实施例1-4和比较例1-5的对应元件结构、尺寸、PTC材料层单层有效面积、维持电流详细列于表1所示:
表1
实施例5-8分别与实施例1-4,对比例6-10分别与对比例1-5,且实施例5-8与实施例1-4不同的是:PTC材料层的组成成份及重量比如下:
44.0wt%的高密度聚乙烯(HDPE,5200B,熔指:0.3g/10min,密度0.966g/cm3,熔点135℃,大庆石化公司)、1.0wt%的马来酸酐接枝聚乙烯(Grafted-PE,HD900E,接枝率1.2wt%,南京华都科技公司)、50wt%的炭黑(Raven 430,粒径82nm,DBP值78cm3/100g,Columbian公司)、5wt%的氧化锌(ZnO,深圳市鑫源化工公司)。
制备方法:将各组分按照上述的质量比混合,然后在160℃下混炼15min,得到PTC材料,再经模压或挤出压延的方法得到厚度为0.35mm且上下表面贴覆镀镍铜箔的PTC片材。镀镍铜箔为单面粗化处理,厚度35μm,其中镀镍层5μm。然后将PTC片材通过电子束进行辐照交联,辐照剂量为15Mrads。
将经过辐照交联的PTC片材采用与实施例1-4相同的印刷电路板制作工艺制作表面贴装型PTC过流保护元件。
对比的数据如表2所示:
表2
实施例9-12分别与实施例1-4,且实施例9-12分别与对比例1-4不同的是PTC材料层的组成成份及重量比如下:
17.0wt%的高密度聚乙烯(HDPE,5000S,熔指:1.0g/10min,密度0.968g/cm3,熔点135℃,大庆石化公司)、1.5wt%的马来酸酐接枝聚乙烯(Grafted-PE,HD900E,接枝率1.2wt%,南京华都科技公司)、80.0wt%的镍粉(T255,费氏粒度2.2-2.8μm,ρ=6.6μΩ.cm,密度8.9g/cm3,INCO公司)、1.5wt%的炭黑(VXC200,粒径30nm,DBP值170cm3/100g,Cabot公司)。
制备方法:将各组分按照上述的质量比混合,然后在150℃下混炼20min,得到PTC材料,再经模压或挤出压延的方法得到厚度为0.35mm且上下表面贴覆镀镍铜箔的PTC片材。镀镍铜箔为单面粗化处理,厚度35μm,其中镀镍层5μm。然后将PTC片材通过电子束进行辐照交联,辐照剂量为10Mrads。
将经过辐照交联的PTC片材采用与实施例1-4相同的印刷电路板制作工艺,制作表面贴装过流保护元件.
对比的数据如表3所示:
表3
表1、表2、表3中PTC有效面积的计算方法:
PTC有效面积=元件长度×宽度-蚀刻区面积(或再减去蚀刻剩余电极面积)-通孔所占的面积
本发明共12个实施例和15个比较例,共采用了3种PTC材料片材(即3种PTC层配方),其相应的试验数据分别列于表1、表2、表3中。对于每个数据表内的实施例和比较例所提供的表面贴装元件的PTC材料层的配方组成相同的情况,即其制作表面贴装元件所用的PTC片材相同,这为考察不同的内层蚀刻方案对其维持电流的影响提供了相同的基准。根据PTC器件的动作原理,流经PTC器件的电流产生的热量(依据焦耳定律产生的热量Q=I2R)减去PTC元件向环境散发的热量,即为元件本身积累的热量,这是PTC能够发生动作需要的热量。对于具有相同电阻率的PTC片材,其有效面积越大,则电阻值越小。流经PTC器件的电流相同的情况下,电阻值越小,产生的热量则越少,同时由于有效面积大,则向外环境散发的热量多,所以PTC自身积累的热量就越少,PTC就难以动作,这也就是说PTC的维持电流就越高。
由表1、表2、表3的数据可以看出,在表面贴装过流保护元件形状因数和PTC层数相同的情况下,本发明实施例的表面贴装元件的有效PTC面积高于相对应的比较例中表面贴装元件的PTC有效面积,其带来的有益结果是,形状因数和PTC层数相同的情况下,在本发明实施例中的PTC元件的维持电流值明显高于比较例中PPTC元件的维持电流值。这些数据证明了本发明的表面贴装元件的内层绝缘槽的蚀刻方式比传统的蚀刻方式在提高表面贴装元件的维持电流方面具有明显优势。
综上,本发明的绝缘槽设计方法增加了表面贴装型过流保护元件的PTC层的有效面积,有助于提高过流保护元件的维持电流电流。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,包括至少一层PTC元件层、端电极、阻焊层,其中PTC元件层包含PTC材料及贴覆于其表面的上下两层金属箔内电极,所述导电通孔由第一导电通孔和第二导电通孔组成,所述端电极由第一端电极和第二端电极组成,第一端电极通过第一导电通孔连接上内电极,第二端电极通过第二导电通孔连接下内电极,阻焊层设置于第一端电极和第二端电极之间,用于电气隔离所述端电极。
2.如权利要求1所述的表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,所述导电通孔周围的半环形区域设置有绝缘槽,绝缘槽的宽度为0.15-0.5mm。
3.如权利要求1所述的表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,所述PTC材料包括:按照质量百分比包括:4%~20%的结晶聚合物,0.5%~10%的界面相容剂,50%~95%的导电填料,0.5%~30%的辅助填料。
4.如权利要求3所述的表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,所述结晶性聚合物采用结晶性烯烃聚合物,该结晶性烯烃聚合物选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和聚偏氟乙烯中至少一种;
所述辅助填料选自氧化钙、氧化锌、氧化镁、氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝中至少一种;
所述导电填料选自导电炭黑、金属颗粒、导电陶瓷中至少一种;
所述导电炭黑的粒径为20-120nm,吸油值为40cm3/100g - 200cm3/100g;
所述金属颗粒选自镍粉、铜粉、银粉中的至少一种,粒径为0.1-20μm;
所述导电陶瓷粉采用无氧导电陶瓷粉,选自碳化钛、碳化钨、碳化锆、碳化钒、硼化钛、氮化钛中的至少一种,所述导电陶瓷粉的粒径为0.1-50μm;
所述界面相容剂采用马来酸酐接枝烯烃聚合物,采用马来酸酐接枝高密度聚乙烯、马来酸酐接枝低密度聚乙烯和马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯中的一种,所述马来酸酐接枝烯烃聚合物中的马来酸酐接枝率大于1.0%。
5.一种制备如权利要求3所述的新型表面贴装过流保护元件的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A:将所述结晶性聚合物、界面相容剂、导电填料和辅助填料按照一定的质量比混合,然后在所述结晶性聚合物的熔点以上10-50℃的温度下混炼,得到PTC材料,再经模压或挤出压延的方法得到厚度为0.2-1.0mm且上下表面贴覆金属箔电极的PTC元件层,然后将PTC元件层通过电子束或γ射线进行辐照交联,辐照剂量为1到100Mrads;
步骤B:将经过辐照交联的PTC元件层采用印刷电路板制作工艺,通过图形转移蚀刻,在其金属箔内层电极上蚀刻出半环形的绝缘槽,绝缘槽的宽度为0.15-0.5mm,即内层图形;
步骤C:将两张绝缘材料层与一对金属箔片叠放在PTC元件层的上下表面,于热压机中进行压合,得到压合基板;
步骤D:压合后的基板通过机械或激光钻孔的方法,在内层电极的半环形绝缘槽的圆心处制作出通孔,然后在通孔内壁依次化学沉铜、电镀铜,电镀镍和锡形成端电极;
步骤E:在压合基板的外层金属铜箔表面蚀刻外层图形、印刷阻焊油墨、固化油墨、制得PCB板;
步骤F:将PCB基板于精密切割机上沿着蚀刻线进行切割得到新型表面贴装过流保护元件。
6.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤C中的绝缘材料层为环氧树脂与玻璃纤维所制成的具有粘接性的胶膜。
7.如权利要求1所述的表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,所述金属箔电极采用铜箔、镀镍铜箔中的一种,金属箔层的厚度为0.15-0.35μm。
8.如权利要求1所述的表面贴装型过电流保护元件,其特征在于,所述金属箔的其中一面经过粗化处理。
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