CN1238865C - 芯片型ptc热敏电阻及其制造方法 - Google Patents
芯片型ptc热敏电阻及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1238865C CN1238865C CNB99812009XA CN99812009A CN1238865C CN 1238865 C CN1238865 C CN 1238865C CN B99812009X A CNB99812009X A CN B99812009XA CN 99812009 A CN99812009 A CN 99812009A CN 1238865 C CN1238865 C CN 1238865C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- internal layer
- conductive polymer
- electric conductive
- peristome
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 75
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 16
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 29
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 14
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 12
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 12
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 10
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 9
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 5
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010011376 Crepitations Diseases 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- SHZWGTGADWLGJS-UHFFFAOYSA-N amino hydrogen carbonate nickel Chemical compound [Ni].NOC(O)=O SHZWGTGADWLGJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/18—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material comprising a plurality of layers stacked between terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C1/00—Details
- H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
- H01C1/1406—Terminals or electrodes formed on resistive elements having positive temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/006—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for manufacturing resistor chips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/021—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient formed as one or more layers or coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49082—Resistor making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
本发明芯片型PTC热敏电阻由具有PTC特性的导电性聚合物、与该聚合物接触着设置的第1外层电极、隔着该聚合物与第1外层电极相对设置的第2外层电极、与第1、第2外层电极相对，并位于这两个外层电极间，而且被导电性聚合物夹着的1个以上的内层电极、直接与第1外层电极电气连接的第1侧面电极、及在电气上独立于第1侧面电极设置的第2侧面电极。从第1外层电极起，奇数号的内层电极直接连接第2侧面电极，偶数号的内层电极直接连接第1侧面电极。内层电极总数为奇数时，第2外层电极与第1侧面电极直接电气连接，为偶数时，第2外层电极与第2侧面电极直接电气连接。上述结构中，内层电极与第1侧面电极和第2侧面电极连接部分的厚度做得比其他部分厚，以此可以提供长期连接可靠性好，并适于表面安装的芯片型PTC热敏电阻。
Description
技术领域
本发明涉及使用具有正温度系数(下称“PTC”)特性的导电性聚合物的芯片型PTC热敏电阻，特别是涉及叠层型芯片型PTC热敏电阻及其制造方法。
背景技术
PTC热敏电阻用于作为过电流保护元件。使用导电性聚合物的PTC热敏电阻在电路有过电流时具有PTC特性的导电性聚合物本身发热，导电性聚合物发生热膨胀，电阻上升，使电路的电流衰减到安全的微小电流区域。
下面对已有的叠层型芯片型PTC热敏电阻(下称PTC热敏电阻)加以说明。
已有的PTC热敏电阻如日本特开昭61-10203号公报所示，是多片导电性聚合物片材与金属箔交错叠层，相对的侧面上具备引出部的PTC热敏电阻。
图11(a)是已有的PTC热敏电阻的剖面图。在图11(a)中，1a、1b、1c是导电性聚合物片材(下称“聚合物片材”)。2a、2b、2c、2d是设置于1a、1b、1c的上下表面，开口部3交互错位的电极。将2a、2b、2c、2d与聚合物片材1a、1b、1c交错叠层形成叠层体4。5a、5b是设置于叠层体4的侧面的引出部。
但是上述已有的PTC热敏电阻的结构由于结构材料之间的热膨胀系数的巨大差别，动作时的机械应力使引出部5a、5b与电极2a、2b、2c的连接部发生裂纹等，造成该部分的劣化，有时甚至于断线。
又，引出部5a、5b没有延伸到聚合物片材1c的下表面和聚合物片材1a的上表面，因此存在不能作为面安装零件使用的问题。因此，为了将这些作为面安装零件使用，有必要使引出部5a、5b延伸到聚合物片材1c的最下部和聚合物片材1a的最上部。这样改造之后钎焊于印刷板的情况下的剖面图示于图11(b)。在这种结构中，在被钎焊于印刷板上时聚合物片材1a、1b、1c与电极2a、2b、2c、2d及引出部5a、5b之间由于热膨胀系数存在巨大的差，特别是引出部5a将发生变形。因此，引出部5a与聚合物片材1c的连接面及与电极2c的连接处在残存着应力的情况下钎焊固定。PTC热敏电阻是在过电流流过时发生保护性动作，即导电性聚合物热膨胀，电阻上升的零件，在发生保护性动作时由于聚合物片材1a、1b、1c的热膨胀而发生巨大的机械应力。由于该保护性动作反复进行，即导电性聚合物反复膨胀、收缩，引出部5a与聚合物片材1c的连接面逐渐剥离。还存在引出部与电极连接处附近应力集中，连接处发生裂纹，该零件劣化，有时甚至于发生断线的问题。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述已有的叠层型PTC热敏电阻的存在问题，提供在内层主电极及内层副电极与侧面电极的连接处不发生裂纹，连接长期可靠，并且适于表面安装的芯片型PTC热敏电阻。
根据本发明第一方面，提供了一种芯片型正温度系数热敏电阻，包含：
具有正温度系数特性的导电性聚合物、
设置为与所述导电性聚合物接触的第1外层电极、
隔着所述导电性聚合物与所述第1外层电极相对设置的第2外层电极、
与所述第1外层电极及所述第2外层电极相对，同时位于这两个外层电极之间，并且被所述导电性聚合物夹着的1个以上的内层电极、
与所述第1外层电极直接电气连接的第1电极、
在电气上独立于所述第1电极设置的第2电极，
位于所述第1外层电极的延长位置上，在电气上独立于所述第1外层电极，同时与所述第2电极直接电气连接的第1副电极，
位于所述第2外层电极的延长位置上，在电气上独立于所述第2外层电极，同时与所述第1电极或所述第2电极中的电气上独立于所述第2外层电极的一方直接电气连接的第2副电极，以及
位于所述内层电极的延长位置上，电气上独立于所述内层电极，同时在所述内层电极是所述偶数号时与所述第1电极直接电气连接，在所述内层电极是所述奇数号时与所述第2电极直接电气连接的内层副电极，
其结构为，所述1层以上的内层电极中以最靠近所述第1外层电极的位置上设置的内层电极为第1号，依序位于第n号位置的内层电极记为第n内层电极，这时，奇数号的内层电极直接连接于所述第2电极，偶数号的内层电极直接连接于所述第1电极，在所述内层电极总数为奇数个的情况下，所述第2外层电极与所述第1电极直接电气连接，在所述内层电极总数为偶数的情况下，所述第2外层电极与所述第2电极直接电气连接，
所述奇数号的内层电极与所述第2电极连接的部分的厚度做得比所述奇数号内层电极的厚度大，所述偶数号的内层电极与所述第1电极连接的部分的厚度做得比所述偶数号的内层电极的厚度大，
奇数号的所述内层副电极与所述第1电极连接的部分的厚度做得比所述奇数号内层副电极的厚度大，所述偶数号的所述内层副电极与所述第2电极连接的部分的厚度做得比所述偶数号的内层副电极的厚度大，
所述第1电极是设置于所述导电性聚合物的一个侧面上的第1侧面电极，所述第2电极是设置于所述导电性聚合物的另一侧面的第2侧面电极。
根据本发明的第二方面，提供了一种芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，具备：
将具有正温度系数特性的片状导电性聚合物与至少3片以上的片状导体交替叠层形成一体化的片材的片材形成工序、
通过在所述片材的规定位置上形成开口部，将被所述导电性聚合物夹着的导体、即内部电极、的切断处的剖面做得比所述内部电极的剖面宽大的开口部形成工序、以及
形成与面对所述开口部的导体电气连接的电极的电极形成工序，
其中所述正温度系数热敏电阻具有如上所述的结构。
采取这样的结构，则即使有导电性聚合物反复膨胀、收缩产生的应力的作用，也能够提供在内层主电极及内层副电极与侧面电极的连接处不发生裂纹，连接长期可靠，并且适于表面安装的芯片型PTC热敏电阻。
附图说明
图1(a)是本发明实施例1的PTC热敏电阻的立体图。
图1(b)是图1(a)中的A-A线的剖面图。
图2(a)～(c)是表示实施形态1的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图3(a)～(e)是表示实施形态1的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图4是实施形态2的PTC热敏电阻的剖面图。
图5(a)～(d)是表示实施形态2的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图6(a)、(b)是表示本发明实施形态2的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图7是实施形态3的PTC热敏电阻的剖面图。
图8(a)～(c)是表示实施形态3的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图9(a)～(c)是表示实施形态3的PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
图10(a)、(b)是表示长方形及梳子形状的开口部的例子的立体图。
图11(a)是已有的PTC热敏电阻的剖面图。
图11(b)是已有的PTC热敏电阻的3层叠层结构使用于表面安装时的剖面图。
具体实施方式
实施例1
下面参照附图对本发明实施例1的PTC热敏电阻加以说明。实施例1是内层电极为一层的情况。
在图1(a)、(b)中，导电性聚合物11由一种结晶性聚合物高密度聚乙烯与碳黑的混合物构成，具有PTC特性。第1外层主电极12a位于导电性聚合物11的第1面上。第1副电极12b位于与第1外层主电极12a相同的面上，并且独立于第1外层主电极12a。第2外层主电极12c位于导电性聚合物11的第2面上。独立于第2外层主电极12c的第2副电极12d位于与第2主电极相同的面上。这些电极分别由电解铜箔构成。第1侧面电极13a是镀镍形成的，设置于导电性聚合物11一个侧面的整个面上。第1侧面电极13a与第1外层主电极12a外层电极13c电气连接。第2侧面电极13b也镀镍形成，设置于导电性聚合物11另一侧面的整个面上。侧面电极13b与副电极12b及副电极12d电气连接。第1、第2保护性涂层14a、14b由环氧树脂变化丙烯树脂形成。内层主电极15a位于导电性聚合物11的内部，与第1外层主电极12a及第2外层主电极12c平行设置，并且与侧面电极13b电气连接。内层副电极15b位于与内层主电极15a相同的面上，并且独立于内层主电极15a，与侧面电极13a电气连接。
下面参照附图对具有如上所述结构的PTC热敏电阻及其制造方法加以说明。
图2(a)～(c)及图3(a)～(e)是表示本发明实施例1的芯片型PTC热敏电阻的制造方法的工序图。
首先，将42重量％结晶化度70～90％的高密度聚乙烯、57重量％的用制造炉黑的方法制造的平均粒径58nm、比表面积38m2/g碳黑和1重量％的防氧化剂用加热到约170℃的两支热辊混合搅拌约20分钟。然后从两支热辊取出形成片状的所述混合物，制成图2(a)所示的厚度约0.16mm的片状导电性聚合物21。
接着，利用模压在电解铜箔上形成梳子形状的图形，制成如图2(b)所示的电极22。图2(b)的槽26在后面的工序中被分割成片状时，形成用于使主电极与副电极保持一定间隔的独立的间隙。槽27是为了在将产品分割成单片时使切断铜箔的部分减少，避免在分割时电产生电解铜箔的毛刺。又，槽27能够防止电解铜箔的断面在产品侧面露出，铜箔氧化或安装时钎焊引起的短路。内层电极用的电解铜箔至少要有35微米的厚度，最好是有70微米以上的厚度，以避免叠层体在热压成型工序中铜箔破裂。
接着如图2(c)所示，将导电性聚合物21与电极22交互重迭，以175℃的温度、约20Torr的真空度、约75kg/cm2的压强进行约1分钟的真空热压，实施加热加压成型，制成如图3(a)所示的成一整体的片材33。还有，图2(c)的3片电极22可以做成相同的形状，由于可以用一种模具冲孔，可以降低成本。但是，如图2(c)所示，必须将相邻的电极22交互改变方向迭层。
其后，对形成一体的片材33进行热处理(110℃～120℃、1小时)后在电子束照射装置内进行约40Mrad的电子束照射，进行高密度聚乙烯的架桥。
接着，如图3(b)所示，利用切割方法在所希望的芯片型PTC热敏电阻的长度方向留出宽度形成细长的一定间隔的开口34。切割条件是飞轮转速30000rpm，送进速度10mm/s。切割砂轮片使用NBC-ZB系列(デイスコ公司制)的磨粒粒径是#320目、砂轮片厚度0.2mm。还有，磨粒如果太细，则切削能力下降，其结果是，砂轮片的发热量增多。由于这种发热，导电性聚合物如达到熔点以上的温度，开口部34的聚合部剖面发生很大的变形，开口部附近的片材厚度发生偏差。因此，在接着的研磨工序中，电极研磨量发生偏差，因此，最好是使用比#600目的磨粒粗的磨粒做成的砂轮片。又，切割的送进速度如果极慢(0.5mm/s)则金属箔塌边少，在后面所述的连接可靠性变差。而送进速度过快也会引起砂轮片发热，因此送进速度最好是1mm/s～50mm/s。而砂轮片的宽度如果太薄，则容易在切削阻力的作用下发生变形，切削线的精度变差，因此，为了使送进速度达到10mm/s以上，厚度最好是0.15mm以上。本实施例1的条件下，导电性聚合物的剖面不变形，金属箔的剖面因切削时的塌边而扩展开来，与侧面电极的连接部分的面积在良好的状态下增加。还有，设置开口部34的工序如图10(a)、(b)所示，片材33也可以做成长方形或梳子形状。
接着将形成如图3(b)所示的开口部34后的片材33的上下表面用#200的IH轮(石井表记制)研磨，去除片材33的上下表面上产生的毛刺。
接着如图3(c)所示，在形成开口部34的片材33的上下表面，除去开口部34的周边，将环氧树脂变性丙烯系树脂网板印刷，其后用热硬化炉使其热硬化，形成保护性涂层35。
接着，如图3(d)所示，在片材33的没有形成保护性涂层35的部分和开口部34的内壁进行电镀、其条件是，在氨基碳酸镍溶液中以约4A/dm2的电流密度进行全面电镀40分钟，形成约20微米的镍层构成的侧面电极。
然后，利用切割方法将进行了图3所示的全面电镀的片材38分割成一片片，制作图3(e)所示的本发明的芯片型PTC热敏电阻39。
还有，在本实施例中，最外层电极使用形成图案的金属箔，但是也可以是最多层采用没有形成图案的金属箔，其他的金属箔采用模压形成图案的金属箔。也可以将这些金属箔与导电性聚合物用热压方法形成一整体，然后利用网板印刷或光刻工序在最外层的金属箔上形成保护膜图案，刻蚀形成外层电极。在这种情况下，在形成外层电极之后与本实施例1一样制作，也能制成同样的PTC热敏电阻。
采用本发明的实施例1，由于用切割方法形成开口部34，内层的金属箔在切割后的剖面由于切削时的塌边而扩展。结果是，与侧面电极连接的部分面积增加，因此内层电极与侧面电极的连接部可靠性增大。又，上述切削时的塌边量在金属箔的厚度为90微米时剖面上下方向的尺寸为150微米～180微米。也就是说连接处的面积是没有塌边时的约1.6～2.0倍。
在这里，比较例采用将切削速度降低到很低的程度(送进速度0.5mm/s)形成开口部，以此制作内层金属箔的切削面塌边少(剖面尺寸为100微米)的样品，分别在印刷板上各安装20个进行解扣循环试验。解扣循环试验是作为热膨胀收缩的加速试验进行的试验，连接于6V的直流电源，通以40A的过电流使其发生保护动作(解扣)，保持这样的条件通电6秒钟后切断电源60秒钟为1个循环的试验。本试验进行到6000个循环为止，分别在3000循环和6000循环后每次取下10个进行评价。
用切割形成开口部34的本发明的样品在6000循环发生裂纹的比例是10个中的0个。而塌边少的比较例的试样中，6000循环发生裂纹的比例是，10个中的3个有侧面电极与内层主电极的连接部发生裂纹的情况。从这一结果可以了解到，连接处的面积对可靠性有很大影响。在本实施例1中由于采取合适的切割条件，形成连接处剖面面积加大的开口部34，因此可以使连接处的可靠性得以提高。
实施例2
实施例2是内层电极为2层的情况。图4是实施例2的PTC热敏电阻的剖面图。
在图4中，导电性聚合物41由高密度聚乙烯与碳黑的混合物构成并且具有PTC特性。第1外层电极42a位于所述导电性聚合物41的第1面上。独立于所述电极42a的第1副电极42b位于与所述电极42a相同的面上。第2外层电极42c位于与所述导电性聚合物41的第1面相对的第2面上。第2副电极42d位于与所述电极42c相同的面上，并且独立于所述电极42c。这些电极分别由电解铜箔构成。镀镍形成的第1侧面电极43a设置于所述导电性聚合物41的一个侧面的整个面上，并且将所述电极42a与所述电极42d电气连接。镀镍形成的第2侧面电极43b设置于所述导电性聚合物41的另一侧面的整个面上，并且将所述第1副电极42b与所述第2主电极42c电气连接。第1、第2保护性涂层44a、44b由环氧树脂变性丙烯树脂构成。第1内层主电极45a位于所述导电性聚合物41的内部，平行于所述电极42a及所述电极42c设置，并且与所述电极43b电气连接。第1内层副电极45b位于与所述电极45a相同的面上，并且独立于该内层主电极45a，与所述电极43a电气连接。第2内层主电极45c位于所述导电性聚合物41的内部，平行于所述电极42a及所述电极42c设置，并且与所述电极43a电气连接。第2内层副电极45d位于与所述电极45c相同的面上，并且独立于所述电极45c，与所述电极43b电气连接。
下面参照附图对本发明实施例2的芯片型PTC热敏电阻的制造方法加以说明。
图5(a)～图5(d)及图6(a)、(b)是叠层数为3层的导电性聚合物的制造方法的工序图。与实施例1一样制作如图5(a)、(b)所示的导电性聚合物51与电极52。内层的电解铜箔与2层时一样，为了在后面的工序将叠层体加热加压成型时铜箔不会由于导电性聚合物扩张的力导致铜箔破裂，至少厚度要有35微米，特别是最好在70微米以上。接着，如图5(c)、(d)所示，将2片电极52与导电性聚合物51重叠，加热加压成型，制作如图5(d)所示的、成一整体的第1片材53。接着如图6(a)所示，从第1片材53的两侧将两片导电性聚合物51和两片电极52叠加到第1片材53，并使电极52处于最外层，然后热压成型制成图6(b)所示的成一整体的第2片材54。下面与本发明实施例1一样进行制作，制造导电性聚合物的叠层数为3层的PTC热敏电阻。
在实施例2中，分两次热压成型是为了防止发生这样的情况，即因为同时热压成型时内部的导电性聚合物传热困难，因而外侧的导电性聚合物与内部的导电性聚合物的温度差会造成成型的聚合物片材厚度不均匀。
在本实施例中也可以最外层采用没有形成图案的金属箔，由其他金属箔用模压形成图案，将这些金属箔与导电性聚合物热压成型形成一整体，其后，在最外层金属箔上形成图案，制造芯片型PTC热敏电阻。又可以从第2片材54的两侧配置导电性聚合物和其外侧形成图案的电极，反复热压成型就可以制造导电性聚合物的叠层数在5层以上的奇数层的PTC热敏电阻。在这种情况下，如果最外层采用没有形成图案的金属箔，则在后续工序中可以利用刻蚀形成图案。
制作本实施例2的3层的样品，进行解扣循环试验至6000个循环，分别在3000、6000循环后各提取10个进行评价。在这批样品中用切割方法形成开口部的样品在6000循环发生裂纹的比例是10个中有0个，使侧面电极与内层主电极的连接部的面积增加，可以了解到3层的产品也同样能够提高可靠性。
实施例3
实施例3是内层电极为3层的情况。图7是实施例3的PTC热敏电阻的剖面图。
在图7中，导电性聚合物71是高密度聚乙烯与碳黑的混合物，并且具有PTC特性。第1主电极72a位于所述导电性聚合物71的第1面。第1副电极72b位于与所述电极72a相同的面，并且独立于所述电极72a。第2外层电极72c位于所述导电性聚合物71的第2面。第2副电极72d位于与所述电极72c相同的面上，并且独立于所述电极72c。这些电极分别由电解铜箔构成。镀镍形成的第1侧面电极73a设置于所述导电性聚合物71的一个侧面的整个面上，并且将所述电极72a与所述电极72c电气连接。镀镍形成的第2侧面电极73b设置于所述导电性聚合物71的另一侧面的整个面上，并且把所述电极72b与所述电极72d电气连接。第1、第2保护性涂层74a、74b由环氧树脂变性丙烯系树脂形成。第1内层主电极75a在所述导电性聚合物71的内部，平行于所述电极72a与所述电极72c设置，并且与所述电极73b电气连接。第1内层副电极75b位于与所述电极75a相同的面上，并且独立于所述内层主电极75a，与所述电极73a电气连接。第2内层主电极75c在所述导电性聚合物71的内部，平行于所述电极72a与所述电极72c设置，并且与所述电极73a电气连接。第2内层副电极75d位于与所述电极75c相同的面上，并且独立于所述电极75c，与所述电极73b电气连接。第3内层主电极75e在所述导电性聚合物71内部与所述电极72a和所述电极72c平行设置，并且与所述电极73b电气连接。第3内层副电极75f位于与所述电极75e相同的面上，并且独立于所述电极75e，电气连接于所述电极73a。
下面参照附图对本发明实施例3的芯片型PTC热敏电阻的制造方法加以说明。
图8(a)～(c)及图9(a)～(c)是表示导电性聚合物的叠层数为4层的情况下的制造方法的工序图。与实施例1一样，制造如图8(a)、(b)所示的导电性聚合物81与电极82。与内层的电解铜箔为2层时一样，内层的电解电箔的厚度至少为35微米，特别希望具有70微米以上的厚度。接着如图8(c)所示，将3片电极82和2片导电性聚合物81交错叠层，并使最外层为电极82，然后热压成型制作如图9(a)所示的成一整体的第1片材93。接着如图9(b)所示从第1片材93两侧将2片导电性聚合物81与2片电极82交错叠层并使电极82为最外层，然后热压成型，制作图9(c)所示的形成一整体的第2片材94。下面与实施例1同样进行制作，制造导电性聚合物的叠层数为4层的PTC热敏电阻。
这种情况下也可以最外层采用没有形成图案的金属箔，此外的金属箔用模具形成图案，其后在最外层的金属箔上形成图案，制造同样的芯片型PTC热敏电阻。
为了增加叠层数目，反复进行从上述第2片材94的两侧配置导电性聚合物电极，然后热压成型形成一整体的工序，就可以制造导电性聚合物的叠层数为6层以上的偶数的PTC热敏电阻。在这种情况下，如果最外层采用没有形成图形的金属箔，则在后面的工序也可以利用刻蚀形成图案。
如上所述进行制作，可以增加导电性聚合物的叠层数，但是在导电性聚合物流入过电流，反复操作的情况下导电性聚合物膨胀、收缩产生的应力在叠层数目增加时也累积增加、侧面电极与内层主电极及内层副电极的连接可靠性成问题。然而，如果采用本发明，则在结构上由于与侧面电极连接的部分面积增加，所以对于连接部的应力减少，因此即是叠层数增加也能够充分保证连接可靠性。
在上述实施例中，作为结晶性聚合物，对高密度聚乙烯进行了说明，但是从上述作用机制可以看出，本发明能够适用于使用聚氟乙烯叉、PBT树脂、PET树脂、聚酰胺树脂、PPS树脂等结晶性聚合物PTC热敏电阻。
又，在上述实施例中，关于开口部34的形成叙述了主要使用切割的方法，但是开口部34的形成并不限于上述方法，还可以采用模压等方法和利用剪切力的一般性加工手段。
如上所述，本发明的PTC热敏电阻由于内层电极与侧面电极的连接处厚度做得比其他部分厚，因此连接处的强度增加了。其结果是，即使连接处受到导电性聚合物的膨胀与收缩产生的应力的作用，也不会在内层内电极与侧面电极的连接处发生裂纹。因此，能够提供具有优异的长期连接可靠性，并且能够适于表面安装的防止发生过电流用的PTC热敏电阻。
Claims (6)
1.一种芯片型正温度系数热敏电阻，其特征在于，包含
具有正温度系数特性的导电性聚合物、
设置为与所述导电性聚合物接触的第1外层电极、
隔着所述导电性聚合物与所述第1外层电极相对设置的第2外层电极、
与所述第1外层电极及所述第2外层电极相对，同时位于这两个外层电极之间，并且被所述导电性聚合物夹着的1个以上的内层电极、
与所述第1外层电极直接电气连接的第1电极、
在电气上独立于所述第1电极设置的第2电极，
位于所述第1外层电极的延长位置上，在电气上独立于所述第1外层电极，同时与所述第2电极直接电气连接的第1副电极，
位于所述第2外层电极的延长位置上，在电气上独立于所述第2外层电极，同时与所述第1电极或所述第2电极中的电气上独立于所述第2外层电极的一方直接电气连接的第2副电极，以及
位于所述内层电极的延长位置上，电气上独立于所述内层电极的内层副电极，
其结构为，所述1层以上的内层电极中以最靠近所述第1外层电极的位置上设置的内层电极为第1号，依序位于第n号位置的内层电极记为第n内层电极，这时，奇数号的内层电极直接连接于所述第2电极，偶数号的内层电极直接连接于所述第1电极，在所述内层电极总数为奇数个的情况下，所述第2外层电极与所述第1电极直接电气连接，在所述内层电极总数为偶数的情况下，所述第2外层电极与所述第2电极直接电气连接，
所述奇数号的内层电极与所述第2电极连接的部分的厚度做得比所述奇数号内层电极的厚度大，所述偶数号的内层电极与所述第1电极连接的部分的厚度做得比所述偶数号的内层电极的厚度大，
奇数号的所述内层副电极与所述第1电极连接的部分的厚度做得比所述奇数号内层副电极的厚度大，所述偶数号的所述内层副电极与所述第2电极连接的部分的厚度做得比所述偶数号的内层副电极的厚度大，
所述第1电极是设置于所述导电性聚合物的一个侧面上的第1侧面电极，所述第2电极是设置于所述导电性聚合物的另一侧面的第2侧面电极。
2.一种芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，所述制造方法用于制造如权利要求1所述的正温度系数热敏电阻，其特征在于，所述方法具备
将具有正温度系数特性的片状导电性聚合物与至少3片以上的片状导体交替叠层形成一体化的片材的片材形成工序、
通过在所述片材的规定位置上形成开口部，将被所述导电性聚合物夹着的导体、即内部电极的切断处的剖面做得比所述内部电极的剖面宽大的开口部形成工序、以及
形成与面对所述开口部的导体电气连接的电极的电极形成工序。
3.根据权利要求2所述的芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述导体是金属箔。
4.根据权利要求2所述的芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述开口部形成工序利用在所述片材上施加剪切力的方法形成开口部。
5.根据权利要求2所述的芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述开口部形成工序利用切割方法形成开口部，在进行切割时，飞轮送进速度为1mm/s~50mm/s。
6.根据权利要求2所述的芯片型正温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述开口部形成工序在所述片材上形成长方形或梳子形状的开口部。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP290337/1998 | 1998-10-13 | ||
| JP10290337A JP2000124003A (ja) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | チップ形ｐｔｃサーミスタおよびその製造方法 |
| JP290337/98 | 1998-10-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1323441A CN1323441A (zh) | 2001-11-21 |
| CN1238865C true CN1238865C (zh) | 2006-01-25 |
Family
ID=17754762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB99812009XA Expired - Fee Related CN1238865C (zh) | 1998-10-13 | 1999-10-12 | 芯片型ptc热敏电阻及其制造方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6348852B1 (zh) |
| EP (1) | EP1139352B1 (zh) |
| JP (1) | JP2000124003A (zh) |
| KR (1) | KR100575912B1 (zh) |
| CN (1) | CN1238865C (zh) |
| DE (1) | DE69940124D1 (zh) |
| TW (1) | TW445464B (zh) |
| WO (1) | WO2000022631A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102446609A (zh) * | 2010-10-12 | 2012-05-09 | 聚鼎科技股份有限公司 | 过电流保护装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838972B1 (en) | 1999-02-22 | 2005-01-04 | Littelfuse, Inc. | PTC circuit protection devices |
| JP2001077500A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-03-23 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および電子部品の製造方法 |
| JP2002260903A (ja) * | 2001-03-05 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層型電子部品の製造方法 |
| US7038572B2 (en) * | 2001-03-19 | 2006-05-02 | Vishay Dale Electronics, Inc. | Power chip resistor |
| US6480094B1 (en) * | 2001-08-21 | 2002-11-12 | Fuzetec Technology Co. Ltd. | Surface mountable electrical device |
| JP3857571B2 (ja) * | 2001-11-15 | 2006-12-13 | タイコ エレクトロニクス レイケム株式会社 | ポリマーｐｔｃサーミスタおよび温度センサ |
| US7368069B2 (en) | 2002-02-08 | 2008-05-06 | Tdk Corporation | PTC thermistor |
| JP3848286B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2006-11-22 | ローム株式会社 | チップ抵抗器 |
| JP2006050582A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-02-16 | Kyocera Corp | 弾性表面波装置の製造方法および無線通信機器 |
| US20060202791A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Chang-Wei Ho | Resettable over-current protection device and method for producing the like |
| US20060202794A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-14 | Chang-Wei Ho | Resettable over-current protection device and method for producing the same |
| US8687337B2 (en) * | 2011-09-21 | 2014-04-01 | Polytronics Technology Corp. | Over-current protection device |
| TWI449060B (zh) * | 2012-08-14 | 2014-08-11 | Polytronics Technology Corp | 過電流保護元件 |
| CN114798465B (zh) * | 2022-04-28 | 2024-03-19 | 福建坤华智能装备有限公司 | 一种ptc加热器芯片自动上料检测设备 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6110203A (ja) | 1984-06-25 | 1986-01-17 | 株式会社村田製作所 | 有機正特性サ−ミスタ |
| JPH04346409A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Rohm Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ及びチップヒューズ |
| JPH05335175A (ja) * | 1992-05-28 | 1993-12-17 | Nec Corp | 積層セラミックコンデンサ |
| JPH06267709A (ja) * | 1993-03-15 | 1994-09-22 | Murata Mfg Co Ltd | 正特性サーミスタ |
| JPH0969416A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Tdk Corp | 正の温度特性を持つ有機抵抗体 |
| US5699607A (en) * | 1996-01-22 | 1997-12-23 | Littelfuse, Inc. | Process for manufacturing an electrical device comprising a PTC element |
| KR100331513B1 (ko) * | 1996-09-20 | 2002-04-06 | 모리시타 요이찌 | Ｐｔｃ 서미스터 및 그 제조 방법 |
| KR100326778B1 (ko) * | 1996-12-26 | 2002-03-12 | 모리시타 요이찌 | Ｐｔｃ 서미스터 및 그 제조 방법 |
| JP3393524B2 (ja) * | 1997-03-04 | 2003-04-07 | 株式会社村田製作所 | Ｎｔｃサーミスタ素子 |
| US6172591B1 (en) * | 1998-03-05 | 2001-01-09 | Bourns, Inc. | Multilayer conductive polymer device and method of manufacturing same |
-
1998
- 1998-10-13 JP JP10290337A patent/JP2000124003A/ja active Pending
-
1999
- 1999-10-12 WO PCT/JP1999/005601 patent/WO2000022631A1/ja active IP Right Grant
- 1999-10-12 KR KR1020017004692A patent/KR100575912B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-10-12 EP EP99970501A patent/EP1139352B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-12 DE DE69940124T patent/DE69940124D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-12 TW TW088117595A patent/TW445464B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-10-12 CN CNB99812009XA patent/CN1238865C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-12 US US09/807,180 patent/US6348852B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102446609A (zh) * | 2010-10-12 | 2012-05-09 | 聚鼎科技股份有限公司 | 过电流保护装置 |
| CN102446609B (zh) * | 2010-10-12 | 2015-11-25 | 聚鼎科技股份有限公司 | 过电流保护装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000124003A (ja) | 2000-04-28 |
| EP1139352A1 (en) | 2001-10-04 |
| CN1323441A (zh) | 2001-11-21 |
| EP1139352B1 (en) | 2008-12-17 |
| WO2000022631A1 (fr) | 2000-04-20 |
| US6348852B1 (en) | 2002-02-19 |
| TW445464B (en) | 2001-07-11 |
| KR100575912B1 (ko) | 2006-05-02 |
| DE69940124D1 (de) | 2009-01-29 |
| EP1139352A4 (en) | 2007-05-02 |
| KR20010075626A (ko) | 2001-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1238865C (zh) | 芯片型ptc热敏电阻及其制造方法 | |
| CN1123894C (zh) | 正温度系数热敏电阻及其制造方法 | |
| CN1030359C (zh) | 固体电容器的成批生产方法及其制成的电容器 | |
| CN1154119C (zh) | Ptc热敏电阻 | |
| CN1230838C (zh) | 电气器件 | |
| CN101404276B (zh) | 发光模块及其制造方法 | |
| CN1171245C (zh) | 有聚合物正温度系数电阻元件的电路保护器件组件 | |
| CN1123895C (zh) | 芯片形ptc热敏电阻及其制造方法 | |
| CN1440088A (zh) | 电池单元、使用该电池单元的锂聚合物电池及其制造方法 | |
| CN1149722C (zh) | 压触式电互连器及其制造方法 | |
| SE468026B (sv) | Saett att framstaella en elektrisk anordning | |
| CN1192398C (zh) | 芯片型聚合物ptc热敏电阻 | |
| CN1256499A (zh) | 一种热敏电阻器及其制造方法 | |
| CN1598976A (zh) | 表面安装的热敏电阻及其制造方法 | |
| CN1630919A (zh) | 具有低电阻值的芯片电阻器及其制造方法 | |
| CN1198288C (zh) | 片状正温度系数热敏电阻的制造方法 | |
| CN1235451C (zh) | 印刷电路板制造方法 | |
| CN100428374C (zh) | 正温度系数聚合物热敏电阻及其制造方法 | |
| CN1485865A (zh) | 电容器、电路板以及制造该电容器和电路板的方法 | |
| CN1157741C (zh) | 芯片型ptc热敏电阻 | |
| CN1043173C (zh) | 以槽形外壳构件组构的半导体二极管及其封装方法 | |
| CN1304636A (zh) | 在由绝缘层分开的两个导电层之间产生接触的方法 | |
| CN1155011C (zh) | 电气器件 | |
| CN1708815A (zh) | Ptc材料及其制造方法和使用该ptc材料的电路保护部件及其制造方法 | |
| CN215735502U (zh) | 一种散热板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060125 Termination date: 20101012 |