CN205920839U - 表面黏着型热敏电阻组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种表面黏着型热敏电阻组件，其包括至少一电阻组件，包含第一导电构件、第二导电构件及高分子材料层，其中高分子材料层设置在第一导电构件及第二导电构件之间，高分子材料层与所述第一导电构件及第二导电构件沿第一方向共同延伸为叠层状结构；第一电极，电气连接第一导电构件；第二电极，电气连接第二导电构件，且与第一电极隔离；以及至少一绝缘层，设置于第一电极及第二电极之间，提供其间的绝缘效果，且绝缘层为具有最大厚度为0.06mm的薄型结构，表面黏着型热敏电阻组件的厚度与电阻组件个数的比值小于0.55mm。本实用新型特别适合于空间狭小的电子产品的应用，通过并联设计，得到低电阻和薄型的双重效果。

Description

表面黏着型热敏电阻组件

【技术领域】

本实用新型属于热敏电阻技术领域，特别是涉及一种表面黏着型热敏电阻组件。

【背景技术】

由于具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)或负温度系数(Negative Temperature Coefficient；NTC)特性的导电复合材料的电阻对温度变化具有反应敏锐的特性，可作为电流感测组件的材料。以PTC为例，由于PTC导电复合材料在正常温度下的电阻可维持极低值，使电路或电池得以正常运作。但是，当电路或电池发生过电流(over-current)或过高温(over-temperature)的现象时，其电阻值会瞬间提高至一高电阻状态(至少10²Ω以上)，而将过量的电流降低，以达到保护电池或电路组件的目的。

PTC导电复合材料通常是由一种或一种以上具结晶性的聚合物及导电填料所组成。聚合物一般为聚烯烃类聚合物，例如：聚乙烯，而导电填料一般为碳黑。

美国专利US6377467揭露表面黏着型PTC组件，该组件是在PTC导电复合材料上、下形成铜箔，且于铜箔表面形成绝缘层，作为铜箔与外部电极间的电气隔离。一般而言，绝缘层采用玻纤预浸树脂材料(prepreg)，例如现有技术中的FR4材料，以提供组件所需的绝缘及强度特性。随着电子产品(例如：手机)小型化的发展，需要更小型的PTC组件配合使用。然而，因材料本身特性的关系，FR4绝缘层的厚度不易减薄，使得制成的PTC组件的总体厚度较厚。例如采用1080规格的玻纤材料，其厚度即大于0.08mm。2116规格的玻纤材料，厚度甚至大于0.1mm。采用该等玻纤材料作为绝缘层材料的表面黏着型热敏电阻组件的厚度常大于0.8mm。又，制造过程中，进行FR4绝缘层压合的制程温度常高达约170℃，可能损害PTC导电复合材料的原有电气特性，使得PTC组件有初始电阻值较高的问题。

因此，有必要提供一种新的表面黏着型热敏电阻组件来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种表面黏着型热敏电阻组件，总体厚度较薄且耐高温能力强，特别适合于空间狭小的电子产品的应用。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种表面黏着型热敏电阻组件，其包括

至少一电阻组件，包含第一导电构件、第二导电构件及高分子材料层，其中所述高分子材料层叠层设置在所述第一导电构件及所述第二导电构件之间，且具有正温度或负温度系数特性，所述高分子材料层与所述第一导电构件及所述第二导电构件沿第一方向共同延伸为叠层状结构；

一第一电极，电气连接所述第一导电构件；

一第二电极，电气连接所述第二导电构件，且与所述第一电极隔离；以及

至少一绝缘层，设置于所述第一电极及所述第二电极之间，提供其间的绝缘效果，且所述绝缘层为具有一最大厚度为0.06mm的薄型结构；

所述表面黏着型热敏电阻组件的厚度除以所述电阻组件个数的值小于0.55mm。

进一步的，所述绝缘层为玻璃转换温度大于200℃的热塑形塑料层。

进一步的，所述绝缘层的厚度大于0.03mm。

进一步的，所述绝缘层通过设置于其上下表面的接着层，以接触所述第一电极、所述第二电极、所述第一导电构件或所述第二导电构件。

进一步的，所述表面黏着型热敏电阻组件的体积电阻值介于0.05～0.3Ω·cm之间。

进一步的，所述表面黏着型热敏电阻组件还包括：

一第一导电连接件，沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，以电气连接所述第一电极及所述第一导电构件，且所述第一导电连接件与所述第二导电构件隔离；以及

一第二导电连接件，沿所述第二方向延伸，电气连接所述第二电极及所述第二导电构件，且所述第二导电连接件与所述第一导电构件隔离。

进一步的，所述绝缘层包含第一导热绝缘层及第二导热绝缘层，所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层分别设置于所述第一导电构件及所述第二导电构件表面。

进一步的，所述第一电极包含一对设置于所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层表面的电极箔，所述第二电极包含一对设置于所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层表面的电极箔。

与现有技术相比，本实用新型一种表面黏着型热敏电阻组件的有益效果在于：通过导入使用具薄型化特性的绝缘层，或优选的为热塑性塑料层，作为热敏电阻组件的绝缘层，可进一步将热敏电阻组件的厚度减薄，以因应电子产品日趋薄型化的需求。再者，本实用新型的薄型化绝缘层可适用较低温制程生产，故可避免制造过程中因高温导致的初始体积电阻值较高的现象，进一步降低体积电阻值。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例一的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的侧视剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例二的侧视剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例三的侧视剖面结构示意图；

图5为本实用新型实施例四的侧视剖面结构示意图；

图中数字表示：

10、30、50 热敏电阻组件

11 电阻组件

12 高分子材料层

13 第一导电构件

14 第二导电构件

15、16 绝缘层

17、57 第一电极

18、58 第二电极

19、59 第一导电连接件

20、60 第二导电连接件

21、61 防焊层

23、24 导电连接件

【具体实施方式】

实施例一

图1显示本实施例的表面黏着型热敏电阻组件10，图2为图1中沿剖面线1-1的剖面结构示意图。表面黏着型热敏电阻组件10包括电阻组件11、第一电极17、第二电极18、绝缘层15和16、第一导电连接件19及第二导电连接件20。电阻组件11包含第一导电构件13、第二导电构件14及高分子材料层12。高分子材料层12叠设于第一导电构件13及第二导电构件14之间，亦即高分子材料层12与第一导电构件13及第二导电构件14沿第一方向(图示的水平方向)共同延伸为层叠状结构。高分子材料层12中含有导电粒子，且具有正温度或负温度系数的特性，其适用的材料包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氟烯、前述的混合物及共聚合物等。导电粒子可为金属粒子、含碳粒子、金属氧化物、金属碳化物，或是前述材料的混合物。

申言之，高分子材料层12的上下表面，分别设置有第一导电构件13与第二导电构件14，且各自延伸至高分子材料层12的相对两端面。第一导电构件13及第二导电构件14可由一平面金属簿膜，经一般蚀刻方式(如Laser Trimming，化学蚀刻或机械方式)产生上下面，一左一右各一的缺口(剥离金属膜产生的缺口)。上述导电构件13、14的材料可为镍、铜、锌、银、金、及前述金属所组成的合金或多层材料。此外，所述缺口可为长方型、半圆形、三角形或不规则的形状及图案。上述缺口经剥离金属膜成型后，使用绝缘层15、16，将此电阻组件11与外层上下各一片的金属箔经热压固化密合。之后，可将上下外层的金属箔经蚀刻方法，产生第一电极17及第二电极18。易言之，绝缘层15设置于第一导电构件13上，绝缘层16设置于第二导电构件14上。第一电极17包含一对分别设置于绝缘层15和16表面的电极箔，第二电极18亦然。

传统的绝缘材料prepare的玻璃转换温度(Tg)大约介于130～170℃之间。本实施例中的绝缘层15或16中至少一层选用玻璃转换温度(Tg)大于200℃的热塑形塑料(thermoplastic)层，其中的材料可包含聚酰亚胺(polyimide)、聚酯(polyester)等。以聚酰亚胺而言，其玻璃转换温度大于400℃，具有优良的耐热、绝缘和机械稳定性，其适合热压合制程。聚酰亚胺与电阻组件11进行压合时，可采用约90℃～110℃的低温制程，故可避免传统高温压合时影响高分子材料层12的特性所造成初始电阻值较高的现象。一实施例中，该绝缘层15或16为最大厚度约0.06mm的薄型结构，或进一步为约0.055mm或0.05mm。至于考虑绝缘特性及强度上的要求，绝缘层15或16的厚度约大于0.03mm。使用低温压合制程的关系，表面黏着型热敏电阻组件10的体积电阻值介于0.05～0.3Ω·cm之间。

一实施例中，绝缘层15或16可另包含导热填料，其可选自：氮化锆、氮化硼、氮化铝、氮化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌或二氧化钛。

第一电极17和第二电极18可采用金属镍、铜、铝、铅、锡、银、金或其合金的箔片、镀镍铜箔、镀锡铜箔或镀镍不锈钢等。

第一电极17所包含的一对分别设置于绝缘层15和16表面的上下电极箔由第一导电连接件19进行连接。第二电极18所包含的一对分别设置于绝缘层15和16表面的上下电极箔则由第二导电连接件20进行连接。申言之，第一导电连接件19沿与第一方向垂直的第二方向(图示的垂直方向)延伸，以电气连接该第一电极17及第一导电构件13，且该第一导电连接件19与该第二导电构件14隔离。第二导电连接件20沿第二方向延伸，以电气连接第二电极18及第二导电构件14，且该第二导电连接件20与第一导电构件13隔离。就结构位置而言，绝缘层15和16设置于第一电极17及第二电极18之间，提供绝缘功能。

本实施例中的导电连接件19、20以半圆形导通孔为例作一说明。在导通孔的孔壁上可通过无电电镀或电镀方法镀上一层导电金属(如铜或金)。除半圆形外，导通孔的截面形状可为圆形、1/4圆形、弧形、方形、菱形、长方形、三角形、或多边形等。此外，左右两端电极17、18亦可藉由全面性裁切面的电镀方式，将上下左右各区的电极选择性垂直导通相连。一实施例中，第一电极17和第二电极18间蚀刻出间隔进行隔离，或以绝缘的防焊层21作为隔离。虽然在本实施例中作为隔离的防焊层21为长方型，其他形状的隔离如半圆形、弧形、三角形或不规则形状及图案亦可适用于本新型。

实施例二

请参照图3，本实施例的结构与实施例一的结构基本相同，其区别在于：本实施例中，绝缘层15或16的上下表面通过接着层151或161，从而形成与电阻组件11及第一电极17和第二电极18的结合接口，便于压合制造及增加结合强度。

实施例三

图4显示本实施例的表面黏着型热敏电阻组件30的结构示意图，其类似于图1所示的热敏电阻组件10，然而第一电极17与第一导电构件13通过位于组件角落的导电连接件23进行导通连接，且第二电极18与第二导电构件14通过位于组件另一侧角落的导电连接件24进行导通连接。

实施例四

以上的设计及制作方式，也可增加其中电阻组件层数至二层以上(即包含两个以上的电阻组件11)进行并联联结，达到多层并联式的表面黏着用电阻组件。请参照图5所示，即为并联2个电阻组件的表面黏着型热敏电阻组件50。热敏电阻组件50包含2个电阻组件11，且该电阻组件11通过第一导电连接件59电气连接第一电极57，且通过第二导电连接件60电气连接第二电极58，而形成并联连接。热敏电阻组件50的上下表面的第一电极17和第二电极18间以防焊层61进行隔离。电阻组件11和上下的第一电极17及第二电极18之间设置绝缘层55和56。两电阻组件11间以绝缘层63进行隔离。绝缘层55、56及63中至少一者选用前述Tg大于200℃的热塑型塑料层，例如polyimide等。绝缘层55、56及63可全部采用Tg大于200℃的热塑型塑料层，或例如绝缘层55、56采用Tg大于200℃的热塑形塑料层，而绝缘层63采用FR4的部分采用的方式，其端视情况所需。

一实施例中，就热敏电阻组件整体厚度而言，包含单个电阻组件11的热敏电阻组件10的厚度可达0.55mm以下，或甚至达0.5mm、0.45mm或0.4mm以下。至于包含2个电阻组件11的热敏电阻组件50的厚度可达0.9mm、0.85mm或甚至0.80mm以下。综言之，本新型的绝缘层具有一最大厚度，使得表面黏着型热敏电阻组件的厚度除以电阻组件的个数的值有小于0.55mm的特性。该值甚至可小于0.5mm、0.45mm或0.4mm。因此不论是包含单一或多个电阻组件的表面黏着型过电流保护组件都可以制作成薄型，特别适合于空间狭小的电子产品的应用，例如手机或USB连接器等，又特别是可以通过并联设计，得到低电阻和薄型的双重效果。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：其包括

至少一电阻组件，包含第一导电构件、第二导电构件及高分子材料层，其中所述高分子材料层叠层设置在所述第一导电构件及所述第二导电构件之间，且具有正温度或负温度系数特性，所述高分子材料层与所述第一导电构件及所述第二导电构件沿第一方向共同延伸为叠层状结构；

一第一电极，电气连接所述第一导电构件；

一第二电极，电气连接所述第二导电构件，且与所述第一电极隔离；以及

至少一由玻璃转换温度大于200℃的热塑形塑料层制成的绝缘层，设置于所述第一电极及所述第二电极之间，所述绝缘层为具有一最大厚度为0.06mm的薄型结构，所述绝缘层通过设置于其上下表面的接着层，以接触所述第一电极、所述第二电极、所述第一导电构件或所述第二导电构件；

所述表面黏着型热敏电阻组件的厚度除以所述电阻组件个数的值小于0.55mm。

2.如权利要求1所述的表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：所述绝缘层的厚度大于0.03mm。

3.如权利要求1所述的表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：所述表面黏着型热敏电阻组件的体积电阻值介于0.05～0.3Ω·cm之间。

4.如权利要求1所述的表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：还包括：

一第一导电连接件，沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸，以电气连接所述第一电极及所述第一导电构件，且所述第一导电连接件与所述第二导电构件隔离；以及

一第二导电连接件，沿所述第二方向延伸，电气连接所述第二电极及所述第二导电构件，且所述第二导电连接件与所述第一导电构件隔离。

5.如权利要求1所述的表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：所述绝缘层包含第一导热绝缘层及第二导热绝缘层，所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层分别设置于所述第一导电构件及所述第二导电构件表面。

6.如权利要求5所述的表面黏着型热敏电阻组件，其特征在于：所述第一电极包含一对设置于所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层表面的电极箔，所述第二电极包含一对设置于所述第一导热绝缘层及所述第二导热绝缘层表面的电极箔。