CN1423286A - 表面接着型积层电路保护装置及其制法 - Google Patents

Abstract

一种表面接着型积层电路保护装置及其制法,该表面接着型积层电路保护装置包括:第一金属层,包含相互绝缘的第一构件部及第二构件部,一第一绝缘层设于该第一金属层的上方；一第二金属层设于该第一绝缘层上方；第一电导机构使该第二金属层与该第一金属层的第一构件部成电导通；含有碳黑的复合电镀层设于该第二金属层上方；具有PTC特性的第一导电性复合材料层,设于该复合电镀层的上方,第三金属层设于该第一导电性复合材料层上方；一第二电导机构使该第三金属层与该第一金属层的第二构件部成电导通。本发明的表面接着型积层电路保护装置,使金属和导电复合材料板之间形成良好的接着,降低其间的界面电阻,可具有更佳的电路保护效果。

Description

表面接着型积层电路保护装置及其制法

【技术领域】

本发明涉及一种表面接着型积层保护装置及其制法，尤指一具有正温度系数热敏电阻(Positive Temperature Coefficient，以下简称PTC)特性的表面接着型高分子基电路保护装置及其制法。

【背景技术】

PTC装置已被广泛应用于温度检测、安全控制、温度补偿…等等领域。以往，热敏电阻装置主要是以陶瓷为材料，但陶瓷需要较高温度制造，制造温度多在摄氏九百度以上，需要消耗大量的能源，制造程序也比较复杂。此后，高分子基的热敏电阻装置被开发出来，由于高分子基材的热敏阻抗装置，制造温度在摄氏三百度以下加工、成型比较容易，能源消耗较少，制造程序简单，成本低廉，因此应用领域日渐宽广。

在美国第5852397号专利中，揭示一种利用导电填充材填充的高分子复合材料，制成PTC电路保护装置。该具有PTC特性的导电填充材料填充的高分子复合材料，在常温时，为低电阻状态，当流经高分子复合材料的电流过大，造成高分子复合材料的温度，达到一定的切换温度(SwitchingTemperature，Ts)时，导电填充材填充的高分子复合材料的电阻，会迅速上升，避免电路重要元件被烧毁，因此，可以应用于电流过载保护装置，以及温度开关装置的设计。这是因为在常温时，导电填充材料填充的高分子复合材料中的导电填充粒子，是为相互连通的导电状态。当温度升高至切换温度Ts以上时，因高分子复合材料中的树脂基材体积膨胀，使得高分子复合材料中的导电填充粒子，由相互连通的状态，撑断变成不连续的状态，造成PTC电路保护装置电阻的迅速上升，而切断电流，达到对电流过载保护以及作为温度控制开关的目的。而其中常用的导电填充材料为碳黑。

在美国第6023403号专利中，则揭示一种利用具有上下两层金属箔，以及一中间层具有PTC特性的导电性复合材料元件的PTC积层结构。其搭配侧边电导机构以及绝缘材料，将具有PTC特性的导电性复合材料元件的上下两层金属层，电导通至另一平面，而制得表面接着型电路保护装置。

又在中国台湾专利公告第419678号专利中，揭示一种利用具有上下两层金属箔，以及一中间层具有PTC特性的导电性复合材料元件的PTC积层结构，其搭配镀通孔电导机构，再利用蚀刻制造程序，在上下金属层层上蚀刻出不连续的断面，使具有PTC特性的导电性复合材料元件的上下两层金属层，电导通至同一平面，再使用两个以上相似的上下金属层，电导通之PTC积层结构，配合绝缘层，形成并联的表面接着型电路保护装置。

习知技术，主要是采用金属箔，以及具有PTC特性的导电性复合材料元件，经由热压合形成的PTC积层结构后，再进行电镀，蚀刻、镀通孔及端银电镀等制造程序。一则金属箔、具有PTC特性的导电性复合材料元件、金属箔热压合形成的PTC积层结构机械强度不足，在上述制造程序中容易翘曲变形，在制作线路后再与其他PTC积层结构、绝缘补强材料或金属层进行热压合形成多层的PTC积层结构时，会有上下层对位不准确的问题。

且已知的先前技术，是以碳黑直接与金属柱状的突起嵌合接着，由于碳黑与金属柱突起的几何形状不同，接着密度未尽理想。同时，碳黑表面的树脂，在碳黑与金属之间流动性不佳，只能附着在金属表面，使得界面阻抗提高，影响其功能。

再则先将金属箔及具有PTC特性的导电性复合材料元件，热压合形成的多层PTC积层结构，再进行镀通孔制造程序或被动元件侧边端银制造程序，造成上下层金属层间的电导通以制作电路保护装置，这种方式制作的电路保护装置内部电极间的导通方式将受到限制。

【发明内容】

本发明的主要目的，在于提供一种表面接着型积层电路保护装置的制法，该表面接着型积层电路保护装置在制作时，得以利用现行印刷电路板的成熟制造程序，使得积层电路保护装置的加工与制造，更为简易。

本发明的另一目的，在于提供一种表面接着型积层电路保护装置，有较佳的结构强度，以及较佳的尺寸安定性。

本发明的又一目的，在于提供一种表面接着型积层电路保护装置，其具有对称的结构，同时双面同时处理，有更便捷的加工制作条件。

本发明的再一目的，在于提供一种表面接着型积层电路保护装置，使金属和导电复合材料板之间，可以形成良好的接着，进而降低其间的界面电阻，使电路保护装置的效果更为优越。

为达到上述发明目的，本发明提供一种表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：包括：

一第一金属层，包含一第一构件部及一第二构件部，而该第一构件部与该第二二构件部相互为绝缘状态；

一第一绝缘层，设于该第一金属层的上方；

一第二金属层，设于该第一绝缘层上方；

一第一电导机构，使该第二金属层经由该第一绝缘层与该第一金属层的第一构件部形成电导通状态；

一含有碳黑的复合电镀层，设于该第二金属层上方；

一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，设于该含有碳黑的复合电镀层的上方，通过该含有碳黑的复合电镀层与该第二金属层接着；

一第三金属层，设于该具有PTC特性的第一导电性复合材料层上方；

一第二电导机构，贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，使该第三金属层与该第一金属层的第二构件部形成电导通状态。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层可分隔为一第一构件部以及一第二构件部，而该第三金属层的第一构件部和该第三金属层的第二构件部为相互绝缘。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：

其还设有一第一镀通孔贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，且使第三金属层第一构件部与该第一金属层第一构件部互相电导通。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：其还设有一第二镀通孔贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，且使第三金属层第二构件部与该第一金属层第二构件部互相电导通。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层的第一构件部和该第三金属层的第二构件部间，可设一第一隔离槽分隔。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层的第一构件部和该第一金属层的第二构件部间，可设一第二隔离槽分隔，该第二隔离槽中设有绝缘材料。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该具有PTC特性的第一导电性复合材料层可为碳黑填充导电结晶性高分子复合材料。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层与该第一绝缘层之间，可设有至少一金属层及至少一具有PTC特性的导电性复合材料层。

所述的表面接着型椟层电路保护装置，其特征在于：该第二金属层与该至少一金属层之间可以设一电导机构，使该第二金属层与该至少一金属层成电导通状态。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该电导机构可为一镀通孔。

所述的表面接着型椟层电路保护装置，其特征在于：该至少一金属层与该至少一具有PTC特性的导电性复合材料层之间，可以设有一含有碳黑与金属的连续多孔性结构的复合电镀层。

本发明还提供一种表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：依序包括下述步骤：

(1)提供一双面金属箔基板，该双面金属箔基板包含一第一金属层、一设于该第一金属层上方的第一绝缘层以及设于该第一绝缘层上方的一第二金属层；而该第一金属层与该第二金属层以一第一电导机构贯穿该第一绝缘层而成为电导通状态；而该第一金属层又进一步被分隔为一第一构件部以及一第二构件部，且该第一构件部与该第二构件部之间为绝缘状态；

(2)对该第二金属层进行碳黑复合电镀处埋，使该第二金属层表面形成一碳黑及金属的复合电镀层；

(3)将一具有PTC特性的导电性复合材料以及一金属箔，依序热压至该第二金属层，形成一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，该具有PTC特性的第一导电性复合材料层与该第二金属层接合，而该金属箔又与该具有PTC特性的第一导电性复合材料层接合，制得一多层电路积层结构，而该金属箔设为第三金属层；

(4)对该第三金属层进行分隔，使该第三金属层形成第一构件部以及第二构件部；

(5)设置一第一电导机构，使该第三金属层的第一构件部与该第一金属层的第一构件部形成电导通状态；以及设置一第二电导机构，使该第三金属层的第二构件部与该第一金属层的第二构件部形成电导通状态。

所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(1)中该第一金属层的第一构件部与该第一金属层的第二构件部是以一第一隔离槽分隔。

所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(1)中更包括一对该第一隔离槽填入绝缘材料的步骤。

所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(3)中更包括一在该第一金属层下方设置一具有PTC特性的第二导电性复合材料层的步骤。

所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(2)中电镀条件，是以每一公升电镀液中，加入硼酸四十克、碳黑六克，及镍三十克，电镀温度为摄氏三十五度，电镀电流密度为3A/dm2，电镀时间为五分钟；其中，阴极脱脂使用的脱脂剂，浓度为60克脱脂剂加上1公升去离子水；酸洗用硫酸，使用浓度为10％硫酸；使得第二金属层12表面生成一层连续多孔性的碳黑与金属的复合电镀层；

在该步骤(3)中具有PTC特性的导电性复合材料，是碳黑填充导电结晶性高分子复合材料，以聚乙烯和碳黑，以重量比例一比一，在摄氏二百一十度下，以塑谱仪混练八分钟，再以热压成型机在摄氏一百七十五度之下，热压成具有PTC特性的板状导电性复合材料。

本发明还提供一种表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：包括：一第一金属层第一构件部，及一第一金属层第二构件部，而该第一金属层第一构件部与该第一金属层第二构件部间设有一第一隔离槽；

一第一绝缘层，设于该第一金属层第一构件部与该第一金属层第二构件部的上方；

一第二金属层，设于该第一绝缘层上方；

一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，设于该第二金属层的上方；

一第三金属层第一构件部，及一第三金属层第二构件部，该第三金属层第一构件部与该第三金属层第二构件部，皆设于该具有PTC特性的第一导电性复合材料层上方；

一第一电导机构，使该第一金属层第一构件部与该第三金属层第一构件部形成电导通状态；

一第二电导机构；使该第一金属层第二构件部与该第三金属层第二构件部形成电导通状态。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层第一构件部和该第一金属层第二构件部与该第一绝缘层之间，更可设有一第四金属层及一具有PTC特性的第二导电性复合材料层，而该第四金属层是设于该具有PTC特性的该第二导电性复合材料层上方。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：更设有一电导机构，使该第二金属层与该第四金属层形成电导通状态。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第二金属层与该具有PTC特性的第一导电性复合材料层之间，可设有一含有碳黑与金属的复合电镀层。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第四金属层与该具有PTC特性的第二导电性复合材料层之间，可设有一含有碳黑与金属的复合电镀层。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一电导机构与该第二电导机构皆为镀通孔。

所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层第一构件部与该第三金属层第二构件部上方更设有一绝缘层。

由以上的说明可知，由于本发明的制法中，使用了双面金属箔基板，可直接套用现行印刷电路板的成熟制造程序，使得积层电路保护装置的加工与制造，更为简易。又，本发明中所提供的表面接着型积层电路保护装置，使用了绝缘层，可以有较佳的结构强度以及较佳的尺寸安定性。此外，在金属层的上方，设有一含有碳黑的复合电镀层，其与具有PTC特性的第一导电性复合材料层可以紧密的结合，形成良好的接着，使电路保护装置的效果更为优异。

【附图说明】

以下将结合附图所示实施例说明本发明的特征及其功效。

图1为本发明第一实施例的一双层铜箔基板剖面图。

图2为本发明第一实施例又一双层铜箔基板剖面图；

图3为本发明第一实施例的多层电路积层结构剖面图；

图4为本发明第一实施例的电路保护装置之一制作过程剖面图

图5为本发明第一实施例的电路保护装置的又一制作过程剖面图；

图6为本发明第一实施例的电路保护装置的另一制作过程剖面图；

图7为本发明第一实施例的电路保护装置的再一制作过程剖面图；

图8为本发明第一实施例的电路保护装置示意图；

图9为本发明第二实施例的一双层铜箔基板剖面图；

图10为本发明第二实施例的多层电路积层结构剖面图；

图11为本发明第二实施例的电路保护装置之一制作过程剖面图；

图12为本发明第二实施例的路保护装置的又一制作过程剖面图；

图13为本发明第二实施例的电路保护装置的另一制作过程剖面图；

图14为本发明第二实施例的电路保护装置的再一制作过程剖面图；

图15为本发明第二实施例之一电路保护装置示意图。

图16为本发明第二实施例又一电路保护装置示意图。

图17为本发明第二实施例的另一电路保护装置示意图。

图18为本发明第三实施例的电路保护装置示意图。

【具体实施方式】

请参考图1至图8，为本发明第一实施例的制作程序图。请参考图1，准备一双面金属箔基板10，在此，金属箔层是用以导电，只要是一般导电材料皆可，目前较常用为铜箔、镍箔、白金、铜合金、镍合金、或是白金合金，而在本实施例中为铜箔。将铜箔厚度为35微米的双层金属箔基板10，设置一电导机构14(在此为镀通孔)。经由第一绝缘层13，导通下面的第一金属层11及上面的第二金属层12。

请参考图2，在双层铜箔基板10的第二金属层12表面，进行蚀刻去除部分金属层，以空出无电极区域15。并将双层铜箔基板10的第一金属层11表面，以电气绝缘胶带黏贴保护，然后在双层铜箔基板10的第二金属层12表面，进行碳黑复合电镀处理。电镀条件，是以每一公升电镀液中，加入硼酸四十克、碳黑XC-72六克，及镍三十克(指氨基磺酸镍-Nickel Sulphamate镀液中镍金属重量)。而电镀温度为摄氏三十五度，电镀电流密度为3A/dm2，电镀时间为五分钟。其中，阴极脱脂使用的脱脂剂，浓度为60克脱脂剂加上1公升去离子水。酸洗用硫酸，使用浓度为10％硫酸。碳黑XC-72(此为美国Cabot公司商品)，使得第二金属层12表面生成一层连续多孔性的碳黑与金属的复合电镀层(图上未示)备用。而此第二金属层12表面所形成的连续多孔性碳黑与金属的金属基复合材料层，其主要是由电镀的金属、碳黑的一次凝聚体(Primary Aggregate)以及二次凝聚体(SecondaryAggregate)所构成。电镀金属附着在碳黑的一次凝聚体与二次凝聚体的表面，而形成多孔性结构。

请参考图3，使用一具有PTC特性的导电性复合材料，与该第二金属层12进行热压接合，形成一具有PTC特性的第一导电性复合材料层21。在此所使用的具有PTC特性导电性复合材料，是碳黑填充导电结晶性高分子复合材料，以聚乙烯(PE)Petrothene LB832(此为美国Equistar公司商品)和碳黑Raven450(此为美国Columbian公司商品)，以重量比例一比一，在摄氏二百一十度下，以塑谱仪混练八分钟，再以热压成型机在摄氏一百七十五度之下，热压成具有PTC特性厚度为0.5mm左右的板状导电性复合材料。而实际上，此导电性高分子材料，除了聚乙烯外，亦可为聚丙烯、聚氟烯及该等物的共聚合物。

如前所述，因为所采用的复合电镀处理，会将碳黑电镀至第二金属层12表面，使其上形成一连续多孔性结构的复合电镀层。故在第二金属层12，以及具有PTC特性的第一导电性复合材料层21(碳黑填充导电结晶性高分子复合材料)之中，都有碳黑的成份。其中，在第二金属层12表面的连续多孔性结构的复合电镀层，以及具有PTC特性的第一导电性复合材料层21中，碳黑是以一次凝聚体(Primary Aggregate)为基本单位，相互堆排存在于树脂基材中，在高碳黑含量时，碳黑的一次凝聚体，会相互堆排成为二次凝聚体(Secondary Aggregate)，在复合材料中形成导电连续相。而该连续多孔性结构是由金属以及碳黑一次凝聚体与二次凝聚体所构成。而因使用复合电镀，会使该碳黑二次凝聚体表面附着有金属。再则，该连续多孔性结构，会更进一步与该具有PTC特性的导电性复合材料，再形成碳黑二次凝聚体。而碳黑一次凝聚体的大小，随碳黑种类不同而异，平均约在0.1微米到0.5微米之间。

在微观上，由于第二金属层12表面上的复合电镀层的凹凸起伏结构，和具有PTC特性的第一导电性复合材料层21中的碳黑导电连续相的微结构相似，因此，第二金属层12表面的复合电镀层和具有PTC特性的第一导电性复合材料层21中的碳黑导电连续相，形成良好的接着。再者，该具有PTC特性的第一导电性复合材料层21中，附着在碳黑表面的树脂基材，在热压合过程中受热流动后，会渗入第二金属层12经复合电镀形成的连续多孔性结构中，因此不会影响碳黑填充导电结晶性高分子复合材料的碳黑导电通路，而与第二金属层12直接导电接触。而为了能确保聚乙烯导电复合材料，以及第二金属层层12有良好的接着强度，复合电镀层(连续多孔性结构)的厚度，最好在碳黑一次凝聚体平均粒径二倍以上，亦即，连续多孔性结构的厚度，在0.2微米以上较佳。

利用此一复合电镀层的连续多孔性结构，使第二金属层12和具有PTC特性的第一导电性复合材料层21间，形成良好接着并有较低的界面电阻。

然后，以单面柱状凸起处理(总厚度38微米)的铜镀镍箔，作为本实施例的第三金属层22。在该第三金属层22上表面，已有一层高度约为2微米至10微米的金属柱状凸起层(nodular layer，图上未示)，其功能是用于与具有PTC特性的第一导电性复合材料层21接合，并与具有PTC特性的第一导电性复合材料层21中的碳黑导电填充粒子接触，以降低界面电阻。请再参考图3，以第三金属层22的粗糙面，双层铜箔基板10的第二金属层12表面，与具有PTC特性的第一导电性复合材料层21等，以摄氏一百七十五度，进行热压合十分钟，成为多层电路积层结构20。其中双层铜箔基板10上的空出的无电极区域15，被具有PTC特性的第一导电性复合材料层21内受热软化流动的具有PTC特性的导电性复合材料填充。再将多层电路积层结构20，以钴60辐射线照射20 Mrad辐射剂量，使导电性复合材料中的聚乙烯产生交联，让具有PTC特性的第一导电性复合材料层21具有形状记忆性。

请参考图4，对多层电路积层结构20，制作电导机构，以使第三金属层22与第一金属层11形成电导通，在本实施例，是使用镀通孔制造程序，制作第二电导机构23，使第三金属层22与第一金属层11形成电导通。但是由于有具有PTC特性的第一导电性复合材料层21的隔离，第二电导机构23并不与第二金属层12形成电导通。

请参考图5，将多层电路积层结构20的第三金属层22与第一金属层11，进行蚀刻，去除部分金属，以空出不导电的第一隔离槽24，及第二隔离槽25，并以第一隔离槽24将第三金属层22分隔为第三金属层第一构件部22A及第三金属层第二构件部22B，并以第二隔离槽25，将第一金属层11，分隔为第一金属层第一构件部11A，以及第一金属层第二构件部11B。

请参考图6，将多层电路积层结构20第三金属层22与第一金属层11表面，空出最上层端电极位置28及最下层端电极29位置之外，其余部位，包括第一隔离槽24及第二隔离槽25，都涂上绝缘绿漆，制得上绝缘层26与下绝缘层27。

请参考图7，在最上层端电极位置28及最下层端电极位置29，以锡膏网印或电镀锡铅，制作可焊接的第一端电极31及第二端电极32。在完成所有上述制作程序后，再以钻石刀切割，将整块多层电路积层结构20，从镀通孔23中间将之切开。

请参考图8，切割后得出个别一颗一颗的积层电路保护装置30。其中，第三金属层第一构件部22A与第一金属层第一构件部11A以第一镀通孔23A互相导通，第三金属层第二构件部22B与第一金属层第二构件部11B以第二镀通孔23B互相导通，即最上层第一端电极31A与最上层第二端电极31B，分别以第一镀通孔23A以及第二镀通孔23B，与最下层第一端电极32A以及最下层第二端电极32B，形成电导通。

对于习于此项技艺的人士而言，此第一镀通孔23A以及第二镀通孔23B，当可容易使用习知的被动元件的侧边端银来取代。

请参考图9至图16，为本发明第二实施例的说明图。请参考图9，使用与第一实施例相同的双层铜箔基板40。该铜箔基板40，设有第一电导机构44，电导通第一及第二金属层41及42。而后在双层铜箔基板40的第一金属层41与第二金属层42，进行蚀刻，去除部分金属电极，以空出上层无电极区域45，以及下层无电极区域46。

在第一金属层41表面与第二金属层42表面，进行第一实施例所述的碳黑复合电镀处理，并且使用同样的电镀配方与电镀条件，以在两金属层表面分别形成一含有碳黑及金属的连续多孔性结构。即在第二金属层42表面形成一具有PTC特性的第一导电性复合材料层53，及在第一金属层41表面形成一具有PTC特性的第二导电性复合材料层54。

请参考图10，以单面柱状凸起处理过的铜镀镍箔(总厚度38微米)，作为本实施例的第三金属层51与第四金属层52。以该铜镀镍箔的粗糙面，双层铜箔基板40，与具有PTC特性的第一导电性复合材料层53，及具有PTC特性的第二导电性复合材料层54，在摄氏一百七十五度下，进行热压合十分钟，使之成为多层电路积层结构50。其中双层铜箔基板40上空出的上层无电极区域45，与下层无电极区域46，被受热软化流动的具有PTC特性的第一导电性复合材料层53及具有PTC特性的第二导电性复合材料层54所填满。再将多层电路积层结构50，以钴60辐射线，照射20 Mrad辐射剂量，使具有PTC特性的第一、二导电性复合材料层53、54中的聚乙烯产生交联，让具有PTC特性的第一、二导电性复合材料层53、54具有形状记忆性。

请参考图11，对多层电路积层结构50，进行镀通孔制造程序，使第三金属层51、双层铜箔基板第二金属层42、与第四金属层52，通过一电导机构，例如本实施例的第一镀通孔55A，形成电导通，并使得第三金属层51，与第四金属层52，以第二镀通孔55B，形成电导通。但是第一镀通孔55A，藉由具有PTC特性的第二导电性复合材料层54的隔离，未与双层铜箔基板的第一金属层41连接形成电导通。而第二镀通孔55B，分别藉由具有PTC特性的第一、二导电性复合材料层53、54的隔离，未与双层铜箔基板第一金属层41以及第二金属层42连接形成电导通。

请参考图12，对多层电路积层结构50第三金属层51与第四金属层52，进行蚀刻，去除部分金属电极，以空出不导电的第一隔离槽58，以及第二隔离槽59。并且以第一隔离槽58，将最上层金属层51，分隔为第三金属层第一构件部51A，以及第三金属层第二构件部51B。并以第二隔离槽59，将第四金属层52，分隔为第四金属层第一构件部52A，以及第四金属层第二构件部52B。

请参考图13，将第三金属层51与第四金属层52表面，空出最上层端电极第一位置61、最上层端电极第二位置62、最下层端电极第一位置63，以及最下层端电极第二位置64，其余部份(包括第一隔离槽58及第二隔离槽59)，以绝缘绿漆制作上绝缘层65与下绝缘层66。

请参考图14，在最上层端电极第一位置61、最上层端电极第二位置62、最下层端电极第一位置63，以及最下层端电极第二位置64，可以锡膏网印或电镀锡铅制作可焊接的最上层第一端电极61A、最上层第二端电极62A、最下层第一端电极63A，以及最下层第二端电极64A。

在完成上述制造程序后，再将整块多层电路积层结构50以钻石刀切割，从第一镀通孔55A及第二镀通孔55B中间切开，请参考图15，制成一颗一颗的积层电路保护装置60。其中，第二金属层42，以第一镀通孔55A，与最下层第一端电极63A形成电导通；而最上层第二端电极62A，以第二镀通孔55B，与最下层第二端电极64A形成电导通。

请再参考图13，在保留端电极制作位置时，亦可只在第四金属层第一构件部52A，以及第四金属层第二构件部52B表面，空出端电极位置外，其余部份(包括最上层隔离槽58及最下层隔离槽59)，都以绝缘绿漆制作绝缘层覆盖，再经端电极制作及切割，请参考图16，而可以制作又一种单面电极的高分子基电路保护装置70。

请再参考图12及图13，对多层电路积层结构50第三金属层51与第四金属层52，进行蚀刻，去除部分金属层，以空出不导电的最上层隔离槽58，以及最下层隔离槽59。并且以最下层隔离槽59，将第四金属层52分隔为第四金属层第一构件部52A，以及第四金属层第二构件部52B。而在保留端电极制作位置时，亦可只在第四金属层第一构件部52A，以及第四金属层第二构件部52B表面，空出端电极位置外，其余部份(包括最上层隔离槽58及最下层隔离槽59)，都以绝缘绿漆制作绝缘层覆盖，再经端电极制作及切割，请参考图17，而可以制作另一种单面电极的高分子基电路保护装置80。

请参考图18，为本发明第三实施例。

请参考图18，使用与第二实施例相同的双层铜箔基板，但是不预先制作镀通孔导通双层铜箔基板的上下层电极。而铜镀镍箔以及具有PTC特性的导电性复合材料层，都以与第二实施例相同的制作程序，借助不同的内部电气线路，而可制作和第二实施例相同功能的并联型电路保护装置90。

由以上的实施例的说明可知，由于本发明的制法中，使用了双面金属箔基板，可以直接套用现行印刷电路板的成熟制造程序，使得积层电路保护装置的加工与制造，要较目前使用软质金属箔整卷的连续制造程序，更为简便，而得大幅简化制造程序。

又且，本发明中所提供的表面接着型积层电路保护装置，在双层金属箔基板中，使用了绝缘层，可以有较佳的结构强度，以及较佳的尺寸安定性。

再则，由于使用复合电镀，金属层的多孔性结构表面，已经含有碳黑，故在进行热压接着时，碳黑导电高分子复合材料与多孔性结构金属层的碳黑可以紧密的结合，形成良好的接着，更因碳黑导电高分子复合材料与多孔性结构金属层中碳黑的紧密结合，可以有效降低金属电极层和含高分子复合材料间的界面电阻。

虽然本发明以上述的实施例作说明，但并不表示本发明的保护范围以上述的说明为限。对于习于此项技艺的人士而言，当可作各种修改，例如，改变选择的高分子材料、或添加不同的导电粒子、改变电镀条件，或是改变组成重量比率，而可达到相同的功效。此等修改应仍属于本发明的保护范围内。

Claims (23)

1.一种表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：包括：

一第一金属层，包含一第一构件部及一第二构件部，而该第一构件部与该第二构件部相互为绝缘状态；

一第一绝缘层，设于该第一金属层的上方；

一第二金属层，设于该第一绝缘层上方；

一第一电导机构，使该第二金属层经由该第一绝缘层与该第一金属层的第一构件部形成电导通状态；

一含有碳黑的复合电镀层，设于该第二金属层上方；

一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，设于该含有碳黑的复合电镀层的上方，通过该含有碳黑的复合电镀层与该第二金属层接着；

一第三金属层，设于该具有PTC特性的第一导电性复合材料层上方；

一第二电导机构，贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，使该第三金属层与该第一金属层的第二构件部形成电导通状态。

2.如权利要求1所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层分隔为一第一构件部以及一第二构件部，而该第三金属层的第一构件部和该第三金属层的第二构件部为相互绝缘。

3.如权利要求2所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：

其还设有一第一镀通孔贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，且使第三金属层第一构件部与该第一金属层第一构件部互相电导通。

4.如权利要求2所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：其还设有一第二镀通孔贯穿该具有PTC特性的第一导电性复合材料层以及该第一绝缘层，且使第三金属层第二构件部与该第一金属层第二构件部互相电导通。

5.如权利要求1所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层的第一构件部和该第三金属层的第二构件部间，设一第一隔离槽分隔。

6.如权利要求1所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层的第一构件部和该第一金属层的第二构件部间，设有一第二隔离槽分隔，该第二隔离槽中设有绝缘材料。

7.如权利要求1所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该具有PTC特性的第一导电性复合材料层为碳黑填充导电结晶性高分子复合材料。

8.如权利要求1所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层与该第一绝缘层之间，设有至少一金属层及至少一具有PTC特性的导电性复合材料层。

9.如权利要求8所述的表面接着型椟层电路保护装置，其特征在于：该第二金属层与该至少一金属层之间设有一电导机构，使该第二金属层与该至少一金属层成电导通状态。

10.如权利要求9所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该电导机构为一镀通孔。

11.如权利要求8所述的表面接着型椟层电路保护装置，其特征在于：该至少一金属层与该至少一具有PTC特性的导电性复合材料层之间，设有一含有碳黑与金属的连续多孔性结构的复合电镀层。

12.一种表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：依序包括下述步骤：

(1)提供一双面金属箔基板，该双面金属箔基板包含一第一金属层、一设于该第一金属层上方的第一绝缘层以及设于该第一绝缘层上方的一第二金属层；而该第一金属层与该第二金属层以一第一电导机构贯穿该第一绝缘层而成为电导通状态；而该第一金属层又进一步被分隔为一第一构件部以及一第二构件部，且该第一构件部与该第二构件部之间为绝缘状态；

(2)对该第二金属层进行碳黑复合电镀处埋，使该第二金属层表面形成一碳黑及金属的复合电镀层；

(3)将一具有PTC特性的导电性复合材料以及一金属箔，依序热压至该第二金属层，形成一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，该具有PTC特性的第一导电性复合材料层与该第二金属层接合，而该金属箔又与该具有PTC特性的第一导电性复合材料层接合，制得一多层电路积层结构，而该金属箔设为第三金属层；

(4)对该第三金属层进行分隔，使该第三金属层形成第一构件部以及第二构件部；

(5)设置一第一电导机构，使该第三金属层的第一构件部与该第一金属层的第一构件部形成电导通状态；以及设置一第二电导机构，使该第三金属层的第二构件部与该第一金属层的第二构件部形成电导通状态。

13.如权利要求12所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(1)中该第一金属层的第一构件部与该第一金属层的第二构件部是以一第一隔离槽分隔。

14.如权利要求13所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(1)中更包括一对该第一隔离槽填入绝缘材料的步骤。

15.如权利要求12所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(3)中更包括一在该第一金属层下方设置一具有PTC特性的第二导电性复合材料层的步骤。

16.如权利要求12所述的表面接着型积层电路保护装置的制法，其特征在于：在该步骤(2)中电镀条件，是以每一公升电镀液中，加入硼酸四十克、碳黑六克，及镍三十克，电镀温度为摄氏三十五度，电镀电流密度为3A/dm2，电镀时间为五分钟；其中，阴极脱脂使用的脱脂剂，浓度为60克脱脂剂加上1公升去离子水；酸洗用硫酸，使用浓度为10％硫酸；使得第二金属层12表面生成一层连续多孔性的碳黑与金属的复合电镀层；

在该步骤(3)中具有PTC特性的导电性复合材料，是碳黑填充导电结晶性高分子复合材料，以聚乙烯和碳黑，以重量比例一比一，在摄氏二百一十度下，以塑谱仪混练八分钟，再以热压成型机在摄氏一百七十五度之下，热压成具有PTC特性的板状导电性复合材料。

17.一种表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：包括：

一第一金属层第一构件部，及一第一金属层第二构件部，而该第一金属层第一构件部与该第一金属层第二构件部间设有一第一隔离槽；

一第一绝缘层，设于该第一金属层第一构件部与该第一金属层第二构件部的上方；

一第二金属层，设于该第一绝缘层上方；

一具有PTC特性的第一导电性复合材料层，设于该第二金属层的上方；

一第三金属层第一构件部，及一第三金属层第二构件部，该第三金属层第一构件部与该第三金属层第二构件部，皆设于该具有PTC特性的第一导电性复合材料层上方；

一第一电导机构，使该第一金属层第一构件部与该第三金属层第一构件部形成电导通状态；

一第二电导机构；使该第一金属层第二构件部与该第三金属层第二构件部形成电导通状态。

18.如权利要求17所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一金属层第一构件部和该第一金属层第二构件部与该第一绝缘层之间，更设有一第四金属层及一具有PTC特性的第二导电性复合材料层，而该第四金属层是设于该具有PTC特性的该第二导电性复合材料层上方。

19.如权利要求18所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：更设有一电导机构，使该第二金属层与该第四金属层形成电导通状态。

20.如权利要求17所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第二金属层与该具有PTC特性的第一导电性复合材料层之间，设有一含有碳黑与金属的复合电镀层。

21.如权利要求18所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第四金属层与该具有PTC特性的第二导电性复合材料层之间，设有一含有碳黑与金属的复合电镀层。

22.如权利要求17所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第一电导机构与该第二电导机构皆为镀通孔。

23.如权利要求17所述的表面接着型积层电路保护装置，其特征在于：该第三金属层第一构件部与该第三金属层第二构件部上方更设有一绝缘层。

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