CN201345266Y - 表面贴装高分子ptc热敏电阻器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及导电高分子聚合物复合材料电子元器件，为一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器，包括芯片、内电极片、绝缘层和二端电极，所述的芯片包括相对的第一表面与第二表面，相对的第一焊接端面与第二焊接端面和相对的二非焊接端面，所述的二端电极均由外电极和一对金属箔片构成，其中，所述内电极片的两侧均与芯片的二非焊接端面之间留有间距，形成绝缘槽，且内电极片与绝缘层间设有缓冲层，其中，所述的缓冲层材料为酚醛树脂、硅胶、三聚氰胺树脂中的一种。优点是：采用了对非焊接端侧面进行处理的特殊设计，其优点为避免产品在SMT领域应用时易产生的短路现象，缓冲层可有效提高热缓冲功能以及长期电老化特性。

Description

表面贴装高分子PTC热敏电阻器

技术领域

本实用新型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，尤其是涉及一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器。

背景技术

在填充导电粒子的结晶或半结晶高分子复合材料中可表现出正温度系数PTC(positive temperature coefficient)现象。也就是说，在一定的温度范围内，自身的电阻率会随温度的升高而增大。这些结晶或半结晶聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它们的共聚物。导电粒子包括碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末(如银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉)。在较低的温度时，这类高分子导体呈现较低的电阻率，而当温度升高到其高分子聚合物熔点附近，也就是达到所谓的“关断”温度时，电阻率急骤升高。具有PTC特性的这类导电体已制成热敏电阻器，应用于电路的过流保护设置。在通常状态下，电路中的电流相对较小，热敏电阻器温度较低，而当由电路故障引起的大电流通过此自复性保险丝时，其温度会突然升高到“关断”温度，导致其电阻值变得很大，这样就使电路处于一种近似“开路”状态，从而保护了电路中其他元件。而当故障排除后，热敏电阻器的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态。

表面贴装高分子PTC热敏电阻器已广泛地应用到通信、计算机、家用电器等众多领域中。通常表面贴装高分子PTC热敏电阻器的芯材结构中两层电极片会延伸到非焊接端，焊接端尺寸可以大于、小于或等于非焊接端尺寸。

中国实用新型专利号ZL00257994.4公开了一种表面粘着电气装置，包括薄板型电阻元件，其表面设置有分别延伸至电阻元件两个端面(即焊接端)的第一导电构件和第二导电构件，导电构件表面设置有绝缘膜，端部设有二电极，包括主体部和连接部，主体部包括一对金属箔片。

本实用新型的申请人在实践中发现，一般的表面贴装元件的上、下电极片不仅延伸至焊接端，还延伸到两个非焊接端，如图7所示，若出现锡珠13搭接的情况，元件就会被短路。由于表面贴装高分子PTC热敏电阻器是一种需要重复动作的元件，对其热冲击和长期电老化特性要求较高，故这种搭接现象会直接影响产品质量。

发明内容

针对已有技术存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以避免侧面短路、安全可靠，且热冲击性能和长期电老化性能有较大提高的表面贴装高分子PTC热敏电阻器。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器，包括芯片、内电极片、绝缘层和二端电极，所述的芯片包括相对的第一表面与第二表面，相对的第一焊接端面与第二焊接端面和相对的二非焊接端面，所述的二端电极均由外电极和一对金属箔片构成，其中，所述内电极片的两侧均与芯片的二非焊接端面之间留有间距，形成绝缘槽，且内电极片与绝缘层间设有缓冲层，其中，所述的缓冲层材料为酚醛树脂、硅胶、三聚氰胺树脂中的一种。

本实用新型由于绝缘槽的存在可以使产品的侧面不露出内电极片故在锡珠产生时无法短路其电极，而该缓冲层的设计可以有效提高热缓冲功能以及长期电老化特性，使器件动作快速且长期工作的耐久性能提高。

在上述方案的基础上，提供一种具体的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，由内向外依序包括：

一芯片；

第一内电极片，设在芯片的第一表面，其一端延伸至第一焊接端面，相对的另一端与第二焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成绝缘槽；

第二内电极片，设在芯片的第二表面，其一端延伸至第二焊接端面，相对的另一端与第一焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成绝缘槽；

第一缓冲层，设在第一内电极片的上，覆盖整个第一内电极片及露出的芯片第一表面；

第二缓冲层，设在第二内电极片的上，覆盖整个第二内电极片及露出的芯片第二表面；

第一绝缘层，设在第一缓冲层上，覆盖整个第一缓冲层；

第二绝缘层，设在第二缓冲层上，覆盖整个第二缓冲层；

第一对金属箔片，分别设在第一绝缘层和第二绝缘层上；

第二对金属箔片，分别设在第一绝缘层和第二绝缘层上，两对金属箔片之间留有空间；

第一外电极，沿芯片的第一焊接端面设置，第一外电极连接第一对金属箔片和第二内电极片；

第二外电极，沿芯片的第二焊接端面设置，第二外电极连接第二对金属箔片和第一内电极片。

在上述方案基础上，所述的绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm，优选在0.3～1.0mm。

在上述方案基础上，所述的绝缘槽为直线型、曲线型或其组合。

在上述方案基础上，所述的芯片设有两片或两片以上，其中，相互叠置的二芯片之间共用同一绝缘层，第一对金属箔片和第二对金属箔片分别设在最上层芯片的绝缘层和最下层芯片的绝缘层上，构成多层PTC热敏电阻器。

在上述方案基础上，沿所述芯片的第一焊接端面和第二焊接端面均形成有导通孔，内电极片的一端蚀刻有与导通孔相应的缺口(延伸至芯片第一焊接端面或第二焊接端面的一端蚀刻有缺口，另一端与导通孔之间留有间距)。

在上述方案基础上，所述的第一外电极和第二外电极至少覆盖整个导通孔的表面。

在上述方案基础上，在绝缘层上，第一对金属箔片和第二对金属箔片之间的空间处分别涂覆有阻焊油墨。

在上述方案基础上，所述的缓冲层与绝缘层预先粘合构成的预制片分别设置在对应的内电极片上。

在上述方案基础上，所述的绝缘层材料为掺有玻璃纤维的环氧树脂、纸基、复合材料胶膜中的一种。

所述的芯材由高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂混合而成。

本实用新型的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，由高分子PTC芯材和贴覆于上述芯材两面的金属箔片内电极片构成复合片材，通过图形转移蚀刻技术使金属箔片电极蚀刻出特殊设计的绝缘槽，将缓冲层与绝缘层进行预先粘合构成预制片，然后预制片、一对金属箔片，依次叠放于复合片材上并进行高温压合。压合后的基板经过后续的钻孔，沉铜、镀铜、镀锡(构成外电极)，蚀刻外层图形，印阻焊油墨，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。

本实用新型的有益效果：

本实用新型表面贴装型高分子PTC热敏电阻器产品与现有技术相比，由于采用了对非焊接端侧面进行处理的特殊设计，其优点为避免产品在SMT领域应用时易产生的短路现象，另外，该缓冲层的设计可以有效提高热缓冲功能以及长期电老化特性，使器件动作快速且长期工作的耐久性能提高。

附图说明

图1为表面贴装高分子PTC热敏电阻器的结构示意图。

图2为本实用新型焊接端的结构示意图。

图3为本实用新型的A-A剖视结构示意图。

图4为本实用新型非焊接端的结构示意图。

图5为本实用新型的第一内电极片蚀刻图。

图6为本实用新型的第二内电极片蚀刻图。

图7为传统PTC热敏电阻器侧面被锡珠短路的示意图

图8为本实用新型的多层PTC热敏电阻器的A-A剖视结构示意图。

附图中标号说明

实施例1中：

1-芯片            101-第一表面    102-第二表面

103-第一焊接端面  104-第二焊接端面

105，106-非焊接端面

2a-第一内电极片    21a-缺口

2b-第二内电极片    21b-缺口

3a-第一缓冲层       3b-第二缓冲层

4a-第一绝缘层       4b-第二绝缘层

5-第一对金属箔片    6，7-导通孔      8-第二对金属箔片

9a，9b-阻焊油墨

10-第一外电极       11-第二外电极    12-绝缘槽

13-焊珠

实施例2中：

电阻元件A中，

1-芯片

2a-第一内电极片    2b-第二内电极片

3a-第一缓冲层      3b-第二缓冲层

4a-第一绝缘层；

电阻元件B中，

1’-芯片

2a’-第一内电极片  2b’-第二内电极片

3a’-第一缓冲层    3b’-第二缓冲层

4b’-第二绝缘层；

4c-绝缘层

5-第一对金属箔片   6，7-导通孔      8-第二对金属箔片

9a，9b-阻焊油墨    10-第一外电极    11-第二外电极

具体实施方式

实施例1

如图1为表面贴装高分子PTC热敏电阻器的结构示意图，图2为本实用新型焊接端的结构示意图，图3为本实用新型的A-A剖视结构示意图，图4为本实用新型非焊接端的结构示意图，图5为本实用新型的第一内电极片蚀刻图和图6为本实用新型的第二内电极片蚀刻图所示，一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器，包括一芯片1、二内电极片、二缓冲层、二绝缘层和二端电极，所述的芯片1包括相对的第一表面101与第二表面102，相对的第一焊接端面103与第二焊接端面104和相对的二非焊接端面105，106，所述的二端电极均由外电极和一对金属箔片构成，所述内电极片的两侧均与芯片的二非焊接端面105，106之间留有间距，形成绝缘槽12，且内电极片与绝缘层间设有缓冲层，其中，所述的缓冲层材料为酚醛树脂、硅胶、三聚氰胺树脂中的一种。

所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器由内向外依序包括：

一芯片1；

第一内电极片2a，设在芯片1的第一表面101，其一端延伸至第一焊接端面103，相对的另一端与第二焊接端面104之间留有间距，两侧均与二非焊接端面105，106留有间距，形成直线型的绝缘槽12(如图2所示)，绝缘槽的宽度K为0.02～1.5mm；

第二内电极片2b，设在芯片1的第二表面102，其一端延伸至第二焊接端面104，相对的另一端与第一焊接端面103之间留有间距，两侧均与二非焊接端面105，106留有间距，形成直线型的绝缘槽12(如图2所示)，绝缘槽的宽度K为0.02～1.5mm；

第一缓冲层3a，设在第一内电极片2a的上，覆盖整个第一内电极片2a及露出的芯片第一表面101；

第二缓冲层3b，设在第二内电极片2b的上，覆盖整个第二内电极片2b及露出的芯片第二表面102；

第一绝缘层4a，设在第一缓冲层3a上，覆盖整个第一缓冲层3a；

第二绝缘层4b，设在第二缓冲层3b上，覆盖整个第二缓冲层3b；

第一对金属箔片5，分别设在第一绝缘层4a和第二绝缘层4b上；

第二对金属箔片8，分别设在第一绝缘层4a和第二绝缘层4b上，第一对金属箔片5与第二对金属箔片8之间留有空间，该空间处分别涂覆有阻焊油墨9a、9b；

第一外电极10，沿芯片1的第一焊接端面103设置，第一外电极10连接第一对金属箔片5和第二内电极片2b；

第二外电极11，沿芯片1的第二焊接端面104设置，第二外电极11连接第二对金属箔片8和第一内电极片2a。

沿所述芯片1的第一焊接端面103和第二焊接端面104均形成有垂直的导通孔6，7，所述的第一外电极10和第二外电极11至少覆盖整个导通孔6，7的表面。

第一内电极片2a和第二内电极片2b均由一平面金属箔片经过蚀刻方式形成与导通孔6、7相应的一左一右各一不对称的缺口21a，21b，以及靠近非焊接端面105，106的绝缘槽12。

上述的芯材1是由高分子聚合物、导电填料、其他填料和加工助剂混合而成。

所述的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或一种以上聚合物的共混物；

所述的导电填料为碳黑、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；

所述的其它填料为陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉中的一种或一种以上的混合物。

绝缘层材料为环氧树脂和玻璃纤维布或纸基或复合材料所制成的胶膜。

制备方法为：

将第一缓冲层3a与第一绝缘层4a进行预先粘合后制得的预制片，同样将第二缓冲层3b与第二绝缘层4b进行预先粘合后制得的预制片，预先贴合的方式可以是热压式也可以是涂敷式，按图3的顺序叠放在第一内电极片2a和第二内电极片2b上，并在外层的第一绝缘层4a、第二绝缘层4b上下各加铜片(第一对金属箔片5、第二对金属箔片8)，经热压固化密合后，将第一对金属箔片5、第二对金属箔片8经蚀刻方法产生左右对称的电极端。

左右两端电极区通过导通孔6，7或全面性裁切面的电镀方式将上下左右的电极选择性的垂直联通在一起，然后在第一对金属箔片5、第二对金属箔片8电极端中间的空间通过涂敷阻焊油墨9a，9b造成绝缘效应。

由图3可知，导通孔6上的第一外电极10连接第一对金属箔片5和第二内电极片2b；而导通孔7上的第二外电极11连接第二对金属箔片8和第一内电极片2a。导通孔的形状可以是任意形状和任意个数，本实施例中是以一个半圆形为例。

实施例2

请参阅图8为本实用新型的多层PTC热敏电阻器的A-A剖视结构示意图所示，一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器，芯片设有两片，图中A，B代表两个电阻元件总成，进行并联连接，达到多层并联的目的，其中，

包括电阻元件A由内向外依序包括：

一芯片1；

第一内电极片2a，设在芯片1的第一表面，其一端延伸至第一焊接端面，相对的另一端与第二焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成直线型的绝缘槽，绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm；

第二内电极片2b，设在芯片1的第二表面，其一端延伸至第二焊接端面，相对的另一端与第一焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成直线型的绝缘槽，绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm；

第一缓冲层3a，设在第一内电极片2a的上，覆盖整个第一内电极片2a及露出的芯片1第一表面；

第二缓冲层3b，设在第二内电极片2b的上，覆盖整个第二内电极片2b及露出的芯片1第二表面；

第一绝缘层4a，设在第一缓冲层3a上，覆盖整个第一缓冲层3a；

包括电阻元件B由内向外依序包括：

一芯片1’；

第一内电极片2a’，设在芯片1’的第一表面，其一端延伸至第一焊接端面，相对的另一端与第二焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成直线型的绝缘槽，绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm；

第二内电极片2b’，设在芯片1’的第二表面，其一端延伸至第二焊接端面，相对的另一端与第一焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成直线型的绝缘槽，绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm；

第一缓冲层3a’，设在第一内电极片2a’的上，覆盖整个第一内电极片2a’及露出的芯片1’第一表面；

第二缓冲层3b’，设在第二内电极片2b’的上，覆盖整个第二内电极片2b’及露出的芯片1’第二表面；

第二绝缘层4b’，设在第二缓冲层3b’上，覆盖整个第二缓冲层3b’；

相互叠置的二芯片1，1’之间共用同一绝缘层4c，设置在电阻元件A的第二缓冲层3b和电阻元件B的第一缓冲层3a’之间；

第一对金属箔片5，分别设在电阻元件A的第一绝缘层4a和电阻元件B的第二绝缘层4b’上；

第二对金属箔片8，分别设在电阻元件A的第一绝缘层4a和电阻元件B的第二绝缘层4b’上，第一对金属箔片5与第二对金属箔片8之间留有空间，该空间处分别涂覆有阻焊油墨9a、9b；

第一外电极10，沿芯片1，1’的第一焊接端面设置，第一外电极10连接第一对金属箔片5、电阻元件A的第二内电极片2b和电阻元件B的第二内电极片2b’；

第二外电极11，沿芯片1，1’的第二焊接端面设置，第二外电极11连接第二对金属箔片8、电阻元件A的第一内电极片2a和电阻元件B的第一内电极片2a’。

第一对金属箔片5和第二对金属箔片8分别与导电材10，11达成电气上的连接，经由此设计制作的表面贴装高分子PTC热敏电阻器内含两层PTC芯材，呈并联连接。

Claims (10)

1、一种表面贴装高分子PTC热敏电阻器，包括芯片、内电极片、绝缘层和二端电极，所述的芯片包括相对的第一表面与第二表面，相对的第一焊接端面与第二焊接端面和相对的二非焊接端面，所述的二端电极均由外电极和一对金属箔片构成，其特征在于：所述内电极片的两侧均与芯片的二非焊接端面之间留有间距，形成绝缘槽，且内电极片与绝缘层间设有缓冲层，其中，所述的缓冲层材料为酚醛树脂、硅胶、三聚氰胺树脂中的一种。

2、根据权利要求1所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器由内向外依序包括：

一芯片；

第一内电极片，设在芯片的第一表面，其一端延伸至第一焊接端面，相对的另一端与第二焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成绝缘槽；

第二内电极片，设在芯片的第二表面，其一端延伸至第二焊接端面，相对的另一端与第一焊接端面之间留有间距，两侧均与二非焊接端面留有间距，形成绝缘槽；

第一缓冲层，设在第一内电极片的上，覆盖整个第一内电极片及露出的芯片第一表面；

第二缓冲层，设在第二内电极片的上，覆盖整个第二内电极片及露出的芯片第二表面；

第一绝缘层，设在第一缓冲层上，覆盖整个第一缓冲层；

第二绝缘层，设在第二缓冲层上，覆盖整个第二缓冲层；

第一对金属箔片，分别设在第一绝缘层和第二绝缘层上；

第二对金属箔片，分别设在第一绝缘层和第二绝缘层上，两对金属箔片之间留有空间；

第一外电极，沿芯片的第一焊接端面设置，第一外电极连接第一对金属箔片和第二内电极片；

第二外电极，沿芯片的第二焊接端面设置，第二外电极连接第二对金属箔片和第一内电极片。

3、根据权利要求1或2所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的绝缘槽的宽度为0.02～1.5mm。

4、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的绝缘槽为直线型、曲线型或其组合。

5、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的芯片设有两片或两片以上，其中，相互叠置的二芯片之间共用同一绝缘层，第一对金属箔片和第二对金属箔片分别设在最上层芯片的绝缘层和最下层芯片的绝缘层上，构成多层PTC热敏电阻器。

6、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述芯片的第一焊接端面和第二焊接端面上均形成有垂直的导通孔，内电极片的一端蚀刻有与导通孔相应的缺口。

7、根据权利要求6所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的第一外电极和第二外电极至少覆盖整个导通孔的表面。

8、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：在绝缘层上，第一对金属箔片和第二对金属箔片之间的空间处分别涂覆有阻焊油墨。

9、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的缓冲层与绝缘层预先粘合构成的预制片分别设置在对应的内电极片上。

10、根据权利要求3所述的表面贴装高分子PTC热敏电阻器，其特征在于：所述的绝缘层材料为掺有玻璃纤维的环氧树脂、纸基、复合材料胶膜中的一种。

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