发明内容
本实用新型涉及一种电路保护组件,不但可以节省电路保护元件的安装空间,且具有良好的环境可靠性。
本实用新型的电路保护组件,包含由两个金属电极片间紧密夹固聚合物基导电复合材料层构成的具有电阻正温度效应的保护元件,还包括:
(a)覆铜箔层压板,中间有保护元件容置空间,所述的具有电阻正温度效应的保护元件设在容置空间内;
(b)导电部件,使所述具有电阻正温度效应的保护元件和被保护电路电气连接;其中,所述聚合物基导电复合材料层包含至少一种聚合物基材和至少一种电阻率低于100μΩ.cm的导电粉末,所述导电粉末粒径分布范围在0.1μm~50μm之间。
将保护元件内置于覆铜箔层压板内部,既可以大幅减小电路保护元件厚度带来的影响,并且,很大程度上降低了外界环境对保护元件的影响,具有较好的环境可靠性。
在上述方案基础上,所述覆铜箔层压板按结构是单层、双层或多层板,采用纸基、玻璃纤维布基、纸基和玻璃纤维布复合基板、陶瓷基基板,在基板上下覆盖胶粘层后与铜箔复合。
在上述方案基础上,所述的胶粘层采用酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、双马来酰亚胺改性三嗪树脂、聚酰亚胺树脂、二亚苯基醚树脂、马来酸酐亚胺-苯乙烯树脂、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂中的一种或其组合。
在上述方案基础上,所述聚合物基材为:聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种及其混合物。
在上述方案基础上,所述导电粉末选自:碳系导电粉末、金属粉末、导电陶瓷粉末及它们的混合物。
在上述方案基础上,所述碳系导电粉末为:碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯及它们的混合物。
在上述方案基础上,所述金属粉末为:铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物。
在上述方案基础上,所述导电陶瓷粉末为:金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物、层状结构陶瓷粉之中的一种或几种的混合物。
在上述方案基础上,所述金属硼化物为硼化钽、二硼化钽、硼化钒、二硼化钒、二硼化锆、二硼化钛、硼化铌、二硼化铌、硼化二钼、五硼化二钼、二硼化铪、硼化二钨、硼化钨、硼化二铬、硼化铬、二硼化铬或三硼化五铬之中的一种。
在上述方案基础上,所述氮化物为氮化钽、氮化钒、氮化锆、氮化钛、氮化铌或氮化铪中的一种。
在上述方案基础上,所述碳化物为碳化钽、碳化钒、碳化锆、碳化钛、碳化铌、碳化二钼、碳化铪、碳化钨、碳化二钨或二碳化三铬之中的一种。
在上述方案基础上,所述硅化物为二硅化钽、三硅化五钽、硅化三钒、二硅化钒、二硅化锆、二硅化钛、三硅化五钛、二硅化铌、二硅化钼、二硅化铪、二硅化钨、硅化三铬或二硅化铬之中的一种。
在上述方案基础上,所述层状结构陶瓷粉为Sc2InC、Ti2AlC、Ti2GaC、Ti2InC、Ti2TlC、V2AlC、V2GaC、Cr2GaC、Ti2AlN、Ti2GaN、Ti2InN、V2GaN、Cr2GaN、Ti2GeC、Ti2SnC、Ti2PbC、V2GeC、Cr2SiC、Cr2GeC、V2PC、V2AsC、Ti2SC、Zr2InC、Zr2TlC、Nb2AlC、Nb2GaC、Nb2InC、Mo2GaC、Zr2InN、Zr2TlN、Zr2SnC、Zr2PbC、Nb2SnC、Nb2PC、Nb2AsC、Zr2SC、Nb2SC、Hf2SC、Hf2InC、Hf2TlC、Ta2AlC、Ta2GaC、Hf2SnC、Hf2PbC、Hf2SnN、Ti3AlC2、V3AlC2、Ta3AlC2、Ti3SiC2、Ti3GeC2、Ti3SnC2、Ti4AlN3、V4AlC3、Ti4GaC3、Nb4AlN3、Ta4AlC3、Ti4SiC3、Ti4GeC3之中的一种及其混合物。
在上述方案基础上,所述导电部件将所述具有电阻正温度效应的保护元件串接于被保护电路中形成导电通路。
在上述方案基础上,所述导电部件的基材为镍、铜、铝、锌、锡、铋、铟、银、金中的一种及它们的合金,形状为点状、线状、带状、层片状、柱状、全圆通孔、半圆通孔、弧形通孔或盲孔。
在上述方案基础上,在覆铜箔层压板外表面覆盖绝缘漆层。防止其它元件与外部线路电气接触,并可在其上印刷标识符。
本实用新型优越性在于:将电路保护元件内置于覆铜箔层压板内部,既可以大幅减小电路保护元件厚度带来的影响,又给电路保护元件的面积带来较大的可设计空间。并且,电路保护元件被密封在覆铜箔层压板内部,很大程度上降低了外界环境对其的影响,具有较好的环境可靠性。
具体实施方式
一、材料准备
制作具有电阻正温度效应的电路保护元件:
将聚合物、导电填料按合适的配方配料。将密炼机温度设定为180度,转速为30转/分钟,先加入聚合物密炼3分钟后,然后加入导电填料,继续密炼15分钟后出料,得到具有电阻正温度效应的导电复合材料。
将上述熔融混合好的具有电阻正温度效应的导电复合材料通过开炼机压延,得到厚度为0.20-0.25毫米的具有电阻正温度效应的导电复合材料基层120,如图1所示的具有电阻正温度效应的保护元件100。
将具有电阻正温度效应的导电复合材料基层120,按图1所示置于下金属电极片110a和上金属电极片110b之间,二金属电极片的粗糙面与具有电阻正温度效应的聚合物基导电复合材料基层120紧密结合,通过热压合的方法将上述三层叠好紧密结合在一起。热压合的温度为180摄氏度,压力为12兆帕,时间为10分钟,最后在冷压机上冷压10分钟,得到具有电阻正温度效应的芯片。
将具有电阻正温度效应的芯片经过冲压或划片,制成合适大小的具有电阻正温度效应的保护元件100。
二、电路保护组件制作:
(a)覆铜箔层压板,中间有保护元件容置空间,将上述具有电阻正温度效应的保护元件设在容置空间内;
(b)导电部件,使所述具有电阻正温度效应的保护元件和被保护电路电气连接;其中,所述聚合物基导电复合材料层包含至少一种聚合物基材和至少一种电阻率低于100μΩ.cm的导电粉末,所述导电粉末粒径分布范围在0.1μm~50μm之间。
所述导电部件的基材为镍、铜、铝、锌、锡、铋、铟、银、金中的一种及它们的合金,形状为点状、线状、带状、层片状、柱状、全圆通孔、半圆通孔、弧形通孔或盲孔。