CN1377045A - 表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构及其制法 - Google Patents
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Abstract
一种表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构及其制造方法,尤其是有关一种在高分子正温度系数材料(PPTC)为主体的表面粘着型可复式过电流保护元件,以薄膜生长或电镀工艺制作而成的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构。
Description
一种表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构及其制造方法，尤其是有关一种于高分子正温度系数材料(PPTC)为主体的表面粘着型可复式过电流保护元件，以薄膜生长或电镀工序制作而成的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构。
为了降低电子系统因为异常所造成的过电流并进而烧毁系统的状况发生，越来越多的电子系统均开始搭载过电流保护元件，期使当系统发生过电流问题之时，将损害局限在保护元件之上；进一步的构想为，若是保护元件能在过电流发生之时，发挥保护功能，而在异常排除以后又可自动恢复原有状态，则可相当程度的降低系统售后的服务或者是维护成本。基于上述因素，以一种高分子正温度系数材料(PPTC)为主体的可复式过电流保护元件逐渐取代了一次熔断式保险丝过电流保护元件，而在各种电子系统被广为使用。对于电子系统高密度化整合的应用而言，可复式过电流保护元件插件型与表面粘着型两种应用封装上，表面粘着型的需求成长趋势则远高于插件型。
就表面粘着型可复式过电流保护元件而言，目前此类型元件产品的接脚电极结构，均以印刷电路板(PCB)工序所构成的结构为主，对于现有的其他元件制造厂商言，很难运用现有的元件工序与设备，来开发表面粘着型可复式过电流保护元件；若是依据印刷电路板(PCB)工序开发可复式过电流保护元件，不仅有重新投资工艺技术与设备的问题，也可能面对侵犯专利的法律问题。
可复式过电流保护元件的特点为，通过一种高分子正温度系数材料(PPTC)在流通电流超过元件设定上限以后，元件本体温度的上升，会造成元件原始的极低电阻值急速上升，而达到限制流通电流的保护目的。由于最简单的PPTC材料结构，就是以PPTC为夹层材料，并在正反两面各有一导电金属箔，与常见的双面印刷电路板的原材料相同；故而常见的表面粘着型可复式过电流保护元件开发，均依据印刷电路板公知工序，其端电极接脚主要以板材的通孔电镀导体形成主要结构。
现有技术的实施例，由图1.1～1.7所示中的分解步骤可以看出，在图1.1正反两面各有一导电金属箔11，并具有PPTC材料12夹层的原材料板1上，以自动钻孔机制作出如图1.2的通孔13，再以通孔电镀设备与工序制作如图1.3的通孔14连接导体，以连接正反两面的导电金属箔11；再如图1.4以印刷电路板的电路蚀刻工序制作出表面粘着型可复式过电流保护元件的元件主体，并在主要结构部位覆盖绝缘绿漆2如图1.5所示，再依据图1.6的切割线16将整片基板切割成如图1.7所示的最终成品。如同图例中所示，表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构的形成，主要是通过通孔钻孔与通孔电镀来形成，基本上正反面两个电极的连接，是透过通孔导体来完成，由于元件端电极尺寸的限制，通孔的直径尺寸会受到限制，而使端电极电阻表现也受到限制。
若对印刷电路板领域技术人员而言，以此结构制作元件是极为简单且成本相当低的结构，但是也有其相关问题，此外对于现有元件制造技术人员(如无源元件制造业)而言，使用印刷电路板工序制作表面粘着型可复式过电流保护元件则有更多的考虑，现在综合如下列叙述所示：
1.由于工序与设备上的限制，PPTC原材料板的板面积尺寸仅能大到某一程度，与实际印刷电路板工序所用的板面积仍有相当大的差距，完全使用印刷电路板工序来制作表面粘着型可复式过电流保护元件，仍有工序调整与经济性的考虑。
2.由于使用印刷电路板通孔工序制作表面粘着型可复式过电流保护元件的端电极接脚结构，需要自动钻孔设备与通孔电极导体电镀设备，需要重新投资的设备成本，同时对此新工序必须重新学习。
3.使用印刷电路板通孔工序制作表面粘着型可复式过电流保护元件的端电极接脚结构，由于极为简单且成本相当低，早期开发业已申请工序与结构专利在案，若采用相同工序技术与端电极结构，势必引发专利冲突的法律问题。
鉴于先前的所述，也基于当前应用表面粘着型可复式过电流保护元件的需要，本发明构思应用已经大量生产的无源电阻元件端电极结构工序，完成表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，并且通过端电极的全面连接，使表面粘着型可复式过电流保护元件的端电极电阻降低，得到更佳的特性展现。
本发明的目的是可以降低端电极电阻，提高表面粘着型可复式过电流保护元件的特性。
本发明的另一目的是通过现有技术与工序完成表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，毋须投资新设备与开发学习新工序。
本发明的另一目的是由于PPTC原材料板的板面积尺寸与现有工序使用基板面积相当，故符合工序的适当性与经济性。
本发明的详细构成，其他目的与效果，参照下列所作的说明，即可得到完全的了解：
图1.1A-1.7B为常见表面粘着型可复式过电流保护元件印刷电路板工序端电极结构示意图；
图2.1A～2.8B为本发明表面粘着型可复式过电流保护元件工序端电极结构示意图；
图3为本发明表面粘着型可复式过电流保护元件的立体图。
本发明将针对表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，提出如第2图所示的解决方案。
图2.1为正反两面各有一导电金属箔31并具有PPTC材料32夹层的原材料板3。
图2.2为将PPTC材料32的原材料板3，以印刷电路板的电路蚀刻工序或者是以切割工序，去除正反面不需要的导电金属箔31而生成沟糟33，制作出表面粘着型可复式过电流保护元件的主体元件基板4。
图2.3为在主要结构部位以印刷工序覆盖绝缘层34。
图2.4、图2.5为依据图2.4的切割线41将整片基板4切割成如图2.5所示的条状基板5。
图2.6为将条状基板5叠合后，以薄膜生长或沉积设备制作端电极底膜导体35。
图2.7为将已经具有端电极底膜导体35的条状基板5以电镀工序制作焊接界面层，完成主要端电极金属6结构。
图2.8为将已经具有端电极底膜导体35的条状基板5，依据图2.7所示的虚线36切割线进行切割工序，将条状基板切成晶粒状，完成表面粘着型可复式过电流保护元件。
如图3所示，本发明的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，在具有一PPTC材料夹层7，两层位于PPTC材料夹层7正反两面的导电金属箔71、72，以及在主要结构部位的绝缘覆盖层73、74的元件主体端面上，制作出元件端电极底膜导体75、76后，再电镀上焊接界面层77、78的可复式过电流保护元件端电极结构。
本发明的实施例由图2.6、2.7所示中可以清楚看出，在表面粘着型可复式过电流保护元件的两个端面，有以薄膜生长或沉积设备制作的端电极底膜导体，并在端电极底膜导体上以电镀工序制作焊接界面层，以此结构可建立元件端电极正反两面接脚导体的全面性连接，而将表面粘着型可复式过电流保护元件的端电极接脚电阻降至最低。
另就表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构的工序观点来看，本发明实施例所示的工序所需，可以应用已经大量生产的无源电阻元件端电极结构工序，完成表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构。
本发明具有以下效果：
1.通过粘着型可复式过电流保护元件端电极正反两面接脚导体的全面性连接，可将表面粘着型可复式过电流保护元件的端电极接脚电阻降至最低。
2.工序所需可以应用已经大量生产的无源电阻元件端极结构工序，完成表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，可充分应用现有工序技术与工序设备，大幅降低新产品开发所需的资金投入与缩短开发时程，在基板面积尺寸相当的状况下，可以快速且经济的大量生产。
从上所述，本发明的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，未曾见有相同结构的表面粘着型可复式过电流保护元件，对熟悉表面粘着型可复式过电流保护元件工序工艺的技术人员而言，任何对于本发明所做的些许改变，若未脱离本发明的精神时，应该在本发明的申请专利范围内，仅先陈明。
Claims (8)
1.一种表面粘着型可复式过电流保护元件端电极的制造方法，该方法包含：在具有高分子正温度系数材料(PPTC)材料夹层的材料板上下各有导电金属箔，再以印刷电路板的电路蚀刻工序，去除材料板上下不需要的金属箔而生成沟糟，制作出表面粘着型可复式选电流保护元件的主体元件基板，在其主体元件主要结构部位以印刷工序覆盖绝缘层后，切割为条状基板，将条状基板叠合后以薄膜生长方式制作端电极底膜导体，再以电镀工序制作焊接界面层，完成端电极金属结构，以切割工序将条状的端电极金属结构切割成晶粒状，完成表面粘着型可复式过电流保护元件。
2.根据权利要求1所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极的制造方法，其特征是欲在导电金属箔产生沟槽，可由切割工序而生成。
3.根据权利要求1所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极的制造方法，其特征是条状基板叠合后欲制作电极底膜导体，可由沉积设备制成。
4.一种表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，该结构包含：
一原材料板，该原材料板的两面分别配置有一图案化的导电金属箔，以构成一表面粘着型可复式过电流保护元件的主体元件基板；
二绝缘层，该此绝缘层分别配置于该主体元件基板两面的该图案化导电金箔层上，并将该主体元件基板边缘的该图案化导电金箔层曝露出来；以及
二端电极，该二端电极是分别配置于主体元件基板的端面上，且与该曝露出的图案化导电金箔层电性连接。
5.根据权利要求4所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，其特征是该原材料板具有一高分子正温度系数夹层。
6.根据权利要求4所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，其特征是该主体元件基板两面边缘的该图案化导电金箔层是通过一沟槽彼此电性隔离。
7.根据权利要求5所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，其特征是该沟槽是被该绝缘层覆盖。
8.根据权利要求4所述的表面粘着型可复式过电流保护元件端电极结构，其特征是每一该端电极还包含有：
一端电极底膜导体，该端电极底膜导体配置于该曝露出的图案化导电金箔层上；以及
一焊接界面层，该焊接界面层配置于该端电极底膜导体上。
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