CN208173321U

CN208173321U - 热敏电阻元件

Info

Publication number: CN208173321U
Application number: CN201820377367.9U
Authority: CN
Inventors: 王绍裘; 曾郡腾
Original assignee: KUNSHAN JUDA ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN JUDA ELECTRONIC CO Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-11-30
Anticipated expiration: 2028-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种热敏电阻元件，其包括PTC材料层、分别设置在PTC材料层上下表面的第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层均具有表面粗糙度为0.3～0.6μm的黑化表面；第一电极包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，且电气连接该第一导电层；第二电极包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，且电气连接该第二导电层；以及四个导电连接件，形成于热敏电阻元件转角处，其中两个所述导电连接件连接该第一电极的金属箔及该第一导电层，且和该第二导电层隔离，另两个所述导电连接件连接该第二电极的金属箔及该第二导电层，且和该第一导电层隔离。本实用新型通过导电层和导电连接件的优化，取得了小尺寸和高维持电流的优势。

Description

热敏电阻元件

【技术领域】

本实用新型涉及一种热敏电阻元件，特别是涉及一种表面贴装型的热敏电阻元件。

【背景技术】

未来的电子产品，将朝着具有轻、薄、短、小的趋势发展，以使得电子产品能更趋于迷你化。例如以手机而言，过电流保护元件设置于保护电路模块(Protective CircuitModule；PCM)上，其外接电极片将占据一定的空间，因此小型化之过电流保护元件有其强烈需求。尤其当规格缩小至形状因数0402规格时，在表面贴装型(Surface mountabledevice；SMD)的过电流保护应用上，目前业界能力仅能达到0.5A的规格，对于应用上的广度则受到限制。因此，如何提高保护元件维持电流能力，实为当今技术上的一大挑战。

依照SMD0402的规格要求，长度为1.0±0.15mm，宽度为0.5±0.15mm，若采用过去层叠并联法来提高维持电流能力，元件厚度将会接近或甚至大于宽度，导致后续生产包装及客户使用时，将出现因厚度过厚造成元件翻转问题。

基于以上原因，本实用新型进行了一种更新的设计方法，将SMD热敏电阻元件(如正温度系数PTC元件)通过改善产品材料和结构，优化PTC材料层表面的导电层，增加元件的导热效率，从而提升产品的维持电流。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种热敏电阻元件，通过其中PTC芯片导电层和电极导电连接件的优化，取得了小尺寸和高维持电流的优势。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种热敏电阻元件包括相对的上表面、下表面及四个侧表面，所述四个侧表面连接该上表面和该下表面，且相邻的所述侧表面构成四个转角。该热敏电阻元件还包括：PTC材料层，具有第一表面和第二表面，该第二表面位于该第一表面相对侧；第一导电层，物理接触该PTC材料层的第一表面，且具有表面粗糙度Ra在0.3～0.6μm的黑化表面；第二导电层，物理接触该PTC材料层的第二表面，且具有表面粗糙度Ra在0.3～0.6μm的黑化表面；第一电极，包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，该第一电极层电气连接该第一导电层；第二电极，包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，该第二电极层电气连接该第二导电层；以及四个导电连接件，形成于所述转角处，其中两个所述导电连接件连接该第一电极的金属箔及该第一导电层，且和该第二导电层隔离，另两个所述导电连接件连接该第二电极的金属箔及该第二导电层，且和该第一导电层隔离。

一实施例中，所述PTC材料层为导电陶瓷PTC材料层。

一实施例中，所述该第一导电层或第二导电层的厚度介于50至150μm之间。

一实施例中，该PTC材料层厚度与第一导电层和第二导电层厚度加总的比值在1～10之间。

一实施例中，该黑化表面包括Co、Ni-Cu、Co-Cu或Ni-Co-Cu黑色披覆面。

一实施例中，该黑化表面的粗化粒子在1μm以下。

一实施例中，热敏电阻元件还包含形成于该第一导电层表面的第一绝缘层以及形成于该第二导电层表面的第二绝缘层。形成于该上表面的该金属箔形成于该第一绝缘层表面，形成于该下表面的该金属箔形成于第二绝缘层表面。

一实施例中，该热敏电阻元件的形状因数面积小于等于1mm²。

一实施例中，该导电连接件为1/4圆导电孔。

与现有技术相比，本实用新型的热敏电阻元件的有益效果在于：具有小尺寸、高维持电流的特性，而且成本低，足具竞争力。

【附图说明】

图1显示本实用新型实施例热敏电阻元件的俯视结构示意图。

图2显示图1的热敏电阻元件的侧面结构示意图。

附图标记说明：

10 热敏电阻元件

11 PTC材料层

12 第一导电层

13 第二导电层

14 第一电极

15 第二电极

16 第一绝缘层

17 第二绝缘层

18 导电连接件

19 导电连接件

【具体实施方式】

下面请参照说明书附图，对本实用新型进一步描述。

本实用新型结合高导电粒子(导电陶瓷)与高分子材料、高分子加工、印刷电路板制程技术、表面贴装式元件开发与元件量测技术等，开发出可以大幅缩小尺寸并拥有高维持电流的表面贴装型元件。

图1为本实用新型一实施例的热敏电阻元件10的上表面视图或俯视图，图2为热敏电阻元件10的横向或侧面结构示意图。热敏电阻元件10具有相对的上表面、下表面及四个侧表面，所述四个侧表面连接该上表面和该下表面，且相邻的所述侧表面构成四个转角。该热敏电阻元件10包括：PTC材料层11、第一导电层12、第二导电层13、第一电极14、第二电极15、第一绝缘层16、第二绝缘层17以及四个导电连接件18和19。PTC材料层11具有第一表面和第二表面，该第二表面位于该第一表面相对侧。第一导电层12物理接触该PTC材料层11的第一表面，第二导电层13物理接触该PTC材料层11的第二表面。第一绝缘层16覆盖第一导电层12，第二绝缘层17覆盖第二导电层13。第一电极14包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，第一电极14的金属箔位于该第一绝缘层16和第二绝缘层17的表面。该第一电极14电气连接该第一导电层12。第二电极15包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，第二电极15的上下两个金属箔位于该第一绝缘层16和第二绝缘层17的表面。该第二电极15电气连接该第二导电层13。第一电极14的上下金属箔通过导电连接件18连接，该导电连接件18连接第一导电层12，且和第二导电层13有隔离。第二电极15的上下金属箔通过导电连接件19连接，该导电连接件19连接第二导电层13，且和第一导电层12有隔离。特别是，导电连接件18和19总共有4个，都位于侧表面构成四个转角处。导电连接件18位于两个转角处，导电连接件19位于另外两个转角处。导电连接件18和19设置于四个转角的目的在于防止当导电连接件18和19设置于侧边中央处时可能造成相邻元件的嵌卡问题。优选的，该导电连接件18和19为1/4圆导电孔。

PTC材料层11为导电陶瓷PTC材料层，其中包括高导电粒子与高分子材料，例如采用导电陶瓷粉末、HDPE(高密度聚乙烯)或LDPE(低密度聚乙烯)高分子材料，材料经过高电流冲击过后回复性较佳，提升产品的可靠度与较高的结晶度，对于元件在长期保持在通电的情况下具有较好的导热率，有效提升维持电流能力。陶瓷粉末不易氧化，高结晶度高分子同时对于氧气有较佳的阻绝性，并搭配高分子混炼技术，将高导电粒子与高分子材料混练加上例如为镀镍铜箔的第一导电层12和第二导电层13成为产品的基材，并采用热压成型技术，开发出具有低阻特性的高维持电流PTC产品。

制作内层的第一导电层12和第二导电层13时进行黑化处理，以增加其表面附着性而与作为绝缘与黏合的例如Prepreg材质的第一绝缘层16和第二绝缘层17以及PTC材料层11更稳固地贴合，并透过选用散热Prepreg来提升维持电流能力。第一导电层12和第二导电层13的黑化处理表面或层的铜箔可通过电镀覆盖Co、Ni-Cu、Co-Cu、Ni-Co-Cu中至少一种的黑色处理面。经Ni-Cu镀层处理的Ni附着量在300～800mg/m²，或者经这种Ni-Cu镀层处理后，又经Ni或Ni-Co镀层处理的镀面的Ni-Co附着量在400～1000mg/m²。第一导电层12和第二导电层13的铜箔的单面或两面的黑化处理面的粗化粒子在1μm以下，该面的表面粗糙度Ra在0.3～0.6μm。

第一导电层12和第二导电层13的厚度要有一定厚度以上，以增加散热效果，从而提升维持电流值。优选的，该第一导电层12的厚度为50～150μm，第二导电层13的厚度为50～150μm。另外，PTC材料层11的厚度也不能太厚，以免升温时来不及逸散所产生的热量。该PTC材料层11厚度与第一导电层12和第二导电层13厚度加总的比值为1～10。

一般公知的SMD元件皆制作成两侧半圆孔设计，然而，半圆孔的凹陷宽度达到所在侧边宽度的一半以上时，在推送时相邻的元件容易会有凸出部分卡入半圆孔内，而造成推送不顺、卡料等等问题发生。因此本实用新型热敏电阻元件左右两端导通孔设计，改为落在四个转角处方式设计。

在核心能力与坚持质量的要求下，结合材料、量测、设备与元件的技术架构，本实用新型热敏电阻元件超越目前世界标准的产品，并满足电子元件/电池市场对于过电流保护热敏电阻元件的需求。

本实施例的热敏电阻元件10的有益效果在于：

1)低成本：本实用新型采用低电阻陶瓷粉末材料，除具有相当低的电阻特性外，产品的耐环境性与电阻信赖性，亦较传统的材料系统大幅度的提升，搭配高分子加工技术的开发，使用连续式生产方法，降低成本同时提升效率，并且能搭印刷电路板的制作程序，进一步制作成表面贴装型的元件，同时亦可降低客户生产成本。

2)小型化元件：本实用新型表面贴装型热敏电阻元件，可制作为目前业界最小SMD0402尺寸，尚无竞争对手可满足小尺寸高维持电流之需求，具有非常高的竞争优势。本实用新型的热敏电阻元件特别适用于形状因数面积小于等于1mm²的小尺寸元件，例如长宽尺寸仅约1.0mm×0.5mm，可有效达到小型化的效果，提供过电流、过温度的双重保护。

3)大电流应用：已超出业界最小尺寸仅有0.5A能力，目前可制作的维持电流能力已达到1A。

本实用新型的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域相关技术人员仍可能基于本实用新型的启示及公开而作种种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实施例所示，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

1.一种热敏电阻元件，其特征在于：具有相对的上表面、下表面及四个侧表面，所述四个侧表面连接该上表面和该下表面，且相邻的所述侧表面构成四个转角，该热敏电阻元件包括：

PTC材料层，具有第一表面和第二表面，该第二表面位于该第一表面相对侧；

第一导电层，物理接触该PTC材料层的第一表面，且具有表面粗糙度Ra为0.3～0.6μm的黑化表面；

第二导电层，物理接触该PTC材料层的第二表面，且具有表面粗糙度Ra为0.3～0.6μm的黑化表面；

第一电极，包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，该第一电极层电气连接该第一导电层；

第二电极，包含一对形成于该上表面及该下表面的金属箔，该第二电极层电气连接该第二导电层；以及

四个导电连接件，形成于所述转角处，其中两个所述导电连接件连接该第一电极的金属箔及该第一导电层，且和该第二导电层隔离，另两个所述导电连接件连接该第二电极的金属箔及该第二导电层，且和该第一导电层隔离。

2.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述PTC材料层为导电陶瓷PTC材料层。

3.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述第一导电层或第二导电层的厚度为50～150μm。

4.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述PTC材料层厚度与第一导电层和第二导电层厚度加总的比值为1～10。

5.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述黑化表面包括Co、Ni-Cu、Co-Cu或Ni-Co-Cu黑色披覆面。

6.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述黑化表面的粗化粒子在1μm以下。

7.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：还包括，

第一绝缘层，形成于该第一导电层表面；以及

第二绝缘层，形成于该第二导电层表面；

其中形成于该上表面的该金属箔形成于该第一绝缘层表面，形成于该下表面的该金属箔形成于该第二绝缘层表面。

8.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述热敏电阻元件的形状因数面积小于等于1mm²。

9.如权利要求1所述的热敏电阻元件，其特征在于：所述导电连接件为1/4圆导电孔。