CN205069252U - 薄型表面贴装大电流ptc元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种薄型表面贴装大电流PTC元件，包括n片高分子复合片材相叠加的导电复合材料基层、第一及第二电极、第一及第二端电极以及绝缘层，高分子复合片材具有相对的第一，第二表面；第一导电电极紧密结合于第一表面；第二导电电极紧密结合于第二表面，处于元件外表面层的导电电极做外层蚀刻形成绝缘槽，位于元件内部的导电电极进行内部蚀刻，使各个层的导电电极均为导电复合材料基层本身的导电电极，成品电极层数为2n。本实用新型除高分子复合片材表面的导电电极外无其他电极箔，且只有一个焊接面，非焊接面的导电电极通过与导电端相连的绝缘槽与该导电端电气隔断，增大了导电电极的有效导通面积，产品具有薄型化、大电流负载能力。

Description

薄型表面贴装大电流PTC元件

技术领域

本实用新型涉及一种薄型表面贴装大电流PTC元件，为一种导电高分子聚合物复合材料为主要材料的过电流保护电子元器件。

背景技术

申请号：201310203815.5公开了一种表面贴装型过电流保护元件，包含PTC材料层、第一及第二连接电路、第一及第二电极及绝缘层。PTC材料层的体积电阻率小于0.2Ω-cm，且包含结晶性高分子聚合物及分散于其中的体积电阻率小于500μΩ-cm的导电填料。第一及第二连接电路具备有效逸散该PTC材料层产生之热的功能。第一电极通过该第一连接电路电气连接该PTC材料层的第一表面。第二电极通过该第二连接电路电气连接该PTC材料层的第二表面。绝缘层作为第一及第二电极间隔离之用。上述电极和连接电路的面积总和除以PTC材料层的面积及其个数之值大于等于0.6。过电流保护元件于25°C时，其维持电流除以PTC材料层的面积及其个数之值大于1A/mm2。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：一种薄型表面贴装大电流PTC元件，可有效增加产品负载电流以及有效实现产品薄型化。

本实用新型技术问题通过下述方案解决：一种薄型表面贴装大电流PTC元件，以附有导电电极的高分子PTC复合片材为导电复合材料基层，至少包括第一及第二电极、第一及第二端电极以及绝缘层，其中：

1）所述的高分子复合片材数为n（其中n≥2）相叠加，包括：

(a)由至少一种聚合物和至少一种分散于所述聚合物中的体积电阻率小于1μΩ.m的导电填料组成的高分子PTC材料的复合材料基层具有相对的第一，第二表面；

(b)第一导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第一表面；

(c)第二导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第二表面，处于元件最外表面层的导电电极做外层蚀刻形成绝缘槽，位于元件内部的导电电极进行内部蚀刻，使各个层的导电电极均为导电复合材料基层本身的导电电极，最终成品电极层数为2n；

2）第一导电端，与每个高分子PTC复合片材中的其中一个导电电极电气连接，与对应的另一个导电电极不电气连接；

第二导电端，与每个高分子PTC复合片材中的已经与第一导电端电气连接的导电电极不电气连接，与每个高分子PTC复合片材中不与第一导电端电气连接的导电电极电气连接；

3）所述的绝缘层，贴覆于上述的非同一高分子PTC片材上的第一导电电极和第二导电电极之间用于电气隔离；

4）第一端电极，为处于元件最外表面层的导电电极，在所述的绝缘槽二侧中连接第一导电端的为第一端电极，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路一极电气相连；

第二端电极通过所述的绝缘槽与第一端电极电气隔断，并连接第二导电端，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路另一极电气相连。

在上述方案基础上，所述的导电复合材料基层,其体积电阻率小于0.001Ω.m。

在上述方案基础上，所述的导电端是通过钻孔，并在孔的表面附着导电金属层构成，所述导电端的形状可以是任意规则的或不规则的形状。

在上述方案基础上，所述的元件端电极为最外层焊接面导电电极经蚀刻形成两电气隔断的电极，并在表面附着导电层后形成。

在上述方案基础上，所述的导电层是通过化学沉积、喷涂、溅射、电镀或是这几种工艺复合使用形成的金属导电层。

在上述方案基础上，所述导电层，是由锌、铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物组成。

本实用新型的直接使用产品最外层导电电极作为端电极使用，减少了传统元件中的作为端电极使用的两层金属箔，有效实现了产品的薄型化。另外，本实用新型只含有一个焊接面，非焊接面的导电电极通过与导电端相连的绝缘槽与该导电端电气隔断，最大限度的增加了非焊接面导电电极的有效导通面积，有效增加了产品的大电流负载能力。

附图说明

附图1本实用新型立体结构示意图；

附图2本实用新型截面剖视示意图；

附图3本实用新型立体结构截面剖视示意图；

附图4本实用新型分解示意图；

图中标号说明：

1、3——第一导电复合材料基层的第一、第二导电电极；

2、6——第一、第二导电复合材料基层；

4——绝缘层；

5、7——第二导电复合材料基层的第一、第二导电电极；

7（a）、7（b）——第一、第二端电极

8、9——第一、第二绝缘槽；

10——第二导电端；

11、12——上、下表面绝缘槽；

13——第一导电端。

具体实施方式

附图1本实用新型立体结构示意图、附图2本实用新型截面剖视示意图、附图3本实用新型立体结构截面剖视示意图和附图4本实用新型分解示意图所示：

一种薄型表面贴装大电流PTC元件，以附有导电电极的高分子PTC复合片材为导电复合材料基层，包括导电复合材料基层、第一及第二电极、第一及第二端电极以及绝缘层4，如图1至4所示：

1）由二片高分子PTC复合片材构成的第一、第二导电复合材料基层2、6相叠加，二层之间设有绝缘层4，包括：

(a)每层导电复合材料基层由至少一种聚合物和至少一种分散于所述聚合物中的体积电阻率小于1μΩ.m的导电填料组成高分子PTC复合片材，导电复合材料基层具有相对的第一，第二表面；

(b)第一导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第一表面；

(c)第二导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第二表面，即：第一导电复合材料基层2的第一、第二导电电极1、3和第二导电复合材料基层6的第一、第二导电电极5、7，如图所示，处于元件最上表面层的第一导电复合材料基层2的第一导电电极1做外层蚀刻形成绝缘槽11，处于元件底表面的第二导电复合材料基层6的第二导电电极7做外层蚀刻形成绝缘槽12，

位于元件内部的第一导电复合材料基层2的第二导电电极3进行内部蚀刻形成第一绝缘槽8，以及第二导电复合材料基层6的第一导电电极5进行内部蚀刻形成第二绝缘9，使各个层的导电电极均为导电复合材料基层本身的导电电极，最终成品电极层数为4层；

2）第一导电端13，与第一导电复合材料基层2的第一导电电极1和第二导电复合材料基层6的第二导电电极7电气连接，与对应的另一个导电电极不电气连接；

第二导电端10，与第一导电复合材料基层2的第二导电电极3和第二导电复合材料基层6的第二导电电极7电气连接；

3）所述的绝缘层4，贴覆于上述的第一导电复合材料基层的第二导电电极3和第二导电复合材料基层的第一导电电极5之间，用于电气隔离，起到使第一导电复合材料基层的第二导电电极3和第二导电复合材料基层的第一导电电极5电气隔离的作用；

4）第一端电极7（a），为处于元件底表面层的第二导电复合材料基层6的第二导电电极7，在其中有下表面绝缘槽12，在该下表面绝缘槽12二侧中连接第一导电端13的为第一端电极7（a），作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路一极电气相连；

第二端电极7（b）通过所述的下表面绝缘槽12与第一端电极电气隔断7（a），并连接第二导电端10，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路另一极电气相连。

如图1至3所示，第一导电端13与第一导电复合材料基层的第一导电电极1以及第二导电复合材料基层的第一导电电极5电气连接；第二导电端10与第一导电复合材料基层的第二导电电极3以及第二导电复合材料基层第二导电电极7电气连接。

本实用新型中的导电复合材料基层体积电阻率小于0.001Ω.m。

如图4所示，上述薄型表面贴装大电流PTC过电流保护元件的制备方法为：

1）第一导电复合材料基层2通过热压将第一导电复合材料基层2的第一、第二导电电极1、3紧密结合于其第一、第二表面上构成第一复合片；

2）第二导电复合材料基层6通过热压将第二导电复合材料基层6的第一、第二导电电极5、7紧密结合于其第一、第二表面上构成第二复合片；

3）对两个复合片材通过图形转移蚀刻技术使第一个复合片的第二导电电极和第二个复合片的第一导电电极蚀刻出第一、第二绝缘槽8、9；

4）将绝缘层4叠放于完成蚀刻的两复合片材之间，并与两复合片材的蚀刻面贴合，进行高温压合；

5）压合后的基板经过后续的钻孔，沉铜、镀铜,在孔的表面附着导电金属层构成第一导电端13和第二导电端10。

6）对压合后的最外层导电电极做外层蚀刻，分别蚀刻出上下绝缘槽（其中作为非焊接面使用的导电电极上的绝缘槽与对应的需要电气隔断的导电端相连；作为焊接面使用的导电电极上的绝缘槽靠近与非焊接面上电气隔断相反一侧的导电端，而不与该导电端相连，从而使绝缘槽两侧的导电电极电气隔断），焊接面上的导电电极经过PCB表面处理后，形成端电极，直接作为焊盘使用。

其中，处于元件底表面层的第二导电复合材料基层6的第二导电电极7做外层蚀刻形成下表面绝缘槽12，构成第一端电极7(a)和第二端电极7（b），第一端电极7（a）和第二端电极7（b）为最外层焊接面导电电极经蚀刻形成两电气隔断的电极，并在表面附着导电层后形成；导电层是通过化学沉积、喷涂、溅射、电镀或是这几种工艺复合使用形成的金属导电层。

位于元件内部的第一导电复合材料基层2的第二导电电极3以及第二导电复合材料基层6的第一导电电极5分别进行内部蚀刻形成内层导电电极片蚀刻区域作为第一绝缘槽8和第二绝缘槽9，使各个层的导电电极均为导电复合材料基层本身的导电电极，形成两层电极。

本实用新型的直接使用产品的最外层导电电极作为端电极使用，减少了传统元件中的作为端电极使用的两层金属箔，有效实现了产品的薄型化。另外，本实用新型只含有一个焊接面，非焊接面的导电电极通过与导电端相连的绝缘槽与该导电端电气隔断，最大限度的增加了非焊接面导电电极的有效导通面积，有效增加了产品的大电流负载能力。

在线路板工艺制造过程中，叠层工艺采用本实用新型特殊设计，将过电流保护元件最外层的其中一个导电电极蚀刻，再进行PCB表面处理后形成端电极直接作为焊盘使用，使产品趋于薄型化。

本实施例中，导电复合材料是将高密度聚乙烯、金属硼化物按一定比例在高速混合器中混合10min，然后将混合物组分在180℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却，粉碎后将其放在压模中，压力5Mpa，温度180℃条件下压制成面积200cm²，厚0.2mm高分子复合材料基层（标号2、6）。将表面粗化后的铜箔经平整后，在压力5Mpa，温度160℃条件下热压到高分子复合材料基层的双面，即得到高分子PTC复合片材，在真空烘箱中80℃热处理48小时后，用γ射线（Co⁶⁰）辐照，剂量为15Mrad。元件最外层的导电电极作为外层导电电极进行蚀刻，蚀刻出上、下绝缘槽11、12，有上绝缘槽11的导电电极为非焊接面；有下绝缘槽12的导电电极作为焊接面，并经过印刷阻焊油墨、固化阻焊油墨、镀锡等成为第一、第二端电极7(a)、7(b)，从而制成薄型表面贴装型式的大负载电流高分子PTC过电流保护元件（图1、2、3）。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域技术人员仍可能基于本实用新型的揭示而作其他不背离本实用新型精神的替换及修饰。因此，本实用新型的保护范围应不限于本实施例所揭示者，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种薄型表面贴装大电流PTC元件，以附有导电电极的高分子PTC复合片材为导电复合材料基层，至少包括第一及第二电极、第一及第二端电极以及绝缘层，其特征在于:

1）所述的导电复合材料基层为n层相叠加（其中n≥2），包括：

(a)每层导电复合材料基层具有相对的第一，第二表面；

(b)第一导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第一表面；

(c)第二导电电极，紧密结合于导电复合材料基层的第二表面，处于元件最外表面层的导电电极做外层蚀刻形成绝缘槽，位于元件内部的导电电极进行内部蚀刻，使各个层的导电电极均为导电复合材料基层本身的导电电极，最终成品电极层数为2n；

2）第一导电端，与每个高分子PTC复合片材中的其中一个导电电极电气连接，与对应的另一个导电电极不电气连接；

第二导电端，与每个高分子PTC复合片材中的已经与第一导电端电气连接的导电电极不电气连接，与每个高分子PTC复合片材中不与第一导电端电气连接的导电电极电气连接；

3）所述的绝缘层，贴覆于上述的非同一高分子PTC片材上的第一导电电极和第二导电电极之间用于电气隔离；

4）第一端电极，为处于元件最外表面层的导电电极，在所述的绝缘槽二侧中连接第一导电端的为第一端电极，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路一极电气相连；

第二端电极通过所述的绝缘槽与第一端电极电气隔断，并连接第二导电端，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路另一极电气相连。

2.根据权利要求1所述的薄型表面贴装大电流PTC元件，其特征在于，所述的导电复合材料基层,其体积电阻率小于0.001Ω.m。

3.根据权利要求1所述的薄型表面贴装大电流PTC元件，其特征在于，所述的导电端是通过钻孔，并在孔的表面附着导电金属层构成，所述导电端的形状可以是任意规则的或不规则的形状。

4.根据权利要求1所述的薄型表面贴装大电流PTC元件，其特征在于，所述的元件端电极为最外层焊接面导电电极经蚀刻形成两电气隔断的电极，并在表面附着导电层后形成。

5.根据权利要求4所述的薄型表面贴装大电流PTC元件，其特征在于，所述的导电层是通过化学沉积、喷涂、溅射、电镀或是这几种工艺复合使用形成的金属导电层。

6.根据权利要求4所述的薄型表面贴装大电流PTC元件，其特征在于所述导电层，是由锌、铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物组成。