CN210245192U - 耐高温热敏电阻元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温热敏电阻元件，其包括PTC芯材、贴覆于所述PTC芯材相对两表面的金属箔片以及焊接于所述金属箔片表面的电极接脚；还包括包覆在所述PTC芯材、所述金属箔片和所述电极接脚的焊接端外周的绝缘导热层，所述绝缘导热层的导热率大于3W/m·K，该电极接脚的截面积大于10mm²。本实用新型的耐高温热敏电阻元件可以提升散热效果，特别适用于例如车用高温环境。

Description

耐高温热敏电阻元件

【技术领域】

本实用新型涉及一种热敏电阻元件，特别是涉及一种耐高温热敏电阻元件。

【背景技术】

由于时代进步、科技不断发展，以往只有高级房车才能配备的电动调整装置，包括：电动车窗开关、电动照后镜调整开关、电动雨刷开关、电动座椅驱动开关、电动天窗开关等，现在已逐渐普及到一般的轿车上，成为标准的内装配备。

上述的电动调整装置都是由小型直流马达所驱动控制，为了避免小型直流马达受到异常操作时所产生的过量电流与异常高温损害，甚或危害到车上驾驶与乘坐人员的安全，选用适当的电路保护装置便显得相当重要；随着车用电子越来越发达，一台汽车从天窗、电动窗、雨刷、中控锁、煞车系统等，至少会用到十五颗到二十颗直流马达，当中每一颗马达都会需要一个过电流或是过温保护装置，然而高分子正温度系数(PTC)保护组件正好适合用于汽车小型直流马达的保护；当过量电流或异常高温发生时， PTC组件的电阻便迅速升高形成断路、切断电流，待异常状况解除后，PTC 组件的电阻便会降回低阻区、让电流能够正常通过。

在PTC的各种型式产品中，插件式产品因其使用了简易的接脚封装制程，并以传统的导线作为与外部电路连接的电极，可以使用波焊、手焊，甚至使用夹具、套环等方式连接到被保护的电路上，应用广泛，所以一直是许多非高密度电路板或是无电路板的回路应用的首选组件。除此之外，插件式产品因其外型限制较少，可以制作从小电流到大电流、低电压到高电压的各种规格产品，因此，插件式PTC产品的应用范围也是最广的。

车用环境常常处于高温，使得插件式PTC产品必须能够抵抗耐高温的严苛环境。若散热条件不佳，可能导致产品的维持电流(hold current)下降，甚至失效或烧毁。因此，有必要设计一种新的耐高温插件式PTC产品来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种耐高温热敏电阻元件，提高了散热效果，具有耐高温特性。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种耐高温热敏电阻元件，其包括PTC芯材、贴覆于所述PTC芯材相对两表面的金属箔片以及焊接于所述金属箔片表面的电极接脚；还包括包覆在所述PTC芯材、所述金属箔片和所述电极接脚的焊接端外周的绝缘导热层，所述绝缘导热层的导热率大于3W/m·K，该电极接脚的截面积大于10mm²。

进一步的，所述电极接脚包括一个焊接至该金属箔片平坦面。

进一步的，所述电极接脚的截面为方形或半圆形。

进一步的，所述绝缘导热层中散布导热填料。

进一步的，所述导热填料为氧化铝或氮化硼颗粒。

进一步的，耐高温热敏电阻元件还包括外罩，所述绝缘导热层填充于该外罩内。

进一步的，所述绝缘导热层的厚度小于1mm。

进一步的，所述绝缘导热层的氧渗透率在0.35cm³·mm/m²·atm·day以下。

与现有技术相比，本实用新型的耐高温热敏电阻元件的有益效果在于：通过改善PTC芯材的散热特性，从而增进耐高温效果，并保持产品的维持电流不降低。考虑户外使用的实际情况，可将产品的使用温度上限提升到 125℃，以满足车辆在各种严苛环境的要求。

【附图说明】

图1为本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新一个实施例的电极接脚截面示意图；

图4为本实用新型另一个实施例的电极接脚截面示意图。

附图标记说明：

10 耐高温热敏电阻元件

11 PTC芯材

12 金属箔片

13 电极接脚

14 绝缘导热层

15 外罩

16 平坦面

17 平坦面

【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。

图1显示本实用新型一实施例的耐高温热敏电阻元件10的示意图。耐高温热敏电阻元件10包括PTC芯材11、贴覆在该PTC芯材11相对表面上的两个金属箔片12、连接于金属箔片12表面的电极接脚13以及绝缘导热层14。

PTC芯材11包括高分子聚合物和导电填料。高分子聚合物可为例如乙烯等，导电填料可为碳黑。此外，为了获得更低的组件电阻，导电填料可以选择金属(例如镍)或导电陶瓷(例如碳化钛或碳化钨)粉粒，而形成低电阻率PTC芯材。

一实施例中，绝缘导热层14包覆PTC芯材11、两金属箔片12和电极接脚13的焊接端，该电极接脚13的插件端延伸向下。绝缘导热层14为树脂绝缘层或陶瓷绝缘层。绝缘导热层14可以由环氧树脂与具氨基化合物 (amide)官能基之硬化剂反应而成，以提升PTC芯材11中金属导电粒子的抗氧化特性。该环氧树脂可选自双酚A或双酚F环氧树脂，硬化剂可选自聚酰胺(polyamide)、双氰胺(Dicyandiamide)或其他具备amide官能基之化合物。按照制程顺序依次为打线、插片、焊接，其后为环氧树脂封装制程，可分为预热、沾粉、预固化、后烤(固化)，最后则为成品的电阻100％全检以及按照客户需求包装方式进行裁脚或编带。环氧树脂涂装流程采用小烤箱进行沾粉前后的预热以及预固化，由于需要配合沾粉的时间差来控制分段式半成品每一框架的进出烤箱时机，所以在每一框架所经历的温度以及时间需要达到平衡且一致的效果。最终进行标印和外观检查，降低的外观不良品流出率。

一实施例中，绝缘导热层14的环氧树脂中散布有例如氧化铝、氮化硼等导热颗粒，从而增加散热效果，以避免因环境温度过高而引发PTC芯材 11材料劣化。该绝缘导热层14的导热率大于3W/m·K，优选地大于4或 5W/m·K。绝缘导热层14的氧渗透率在0.35cm³·mm/m²·atm·day以下，提供优良的氧气阻绝效果。绝缘导热层14是在具有在一平方公尺的面积上透过一毫米的厚度样品的氧的立方公分数所测得的氧渗透率，在24小时期间内，在0％相对湿度、23℃的温度下在1大气压的分压差下测量渗透率。氧渗透率可以根据ASTMF1927规范测得。因应前述氧渗透率，该绝缘导热层14的厚度优选地小于1mm或特别是小于0.5mm，提供优异的抗氧化及防锈效果。

图2显示本实用新型另一实施例的耐高温热敏电阻元件20的示意图。相较于热敏电阻元件10，耐高温热敏电阻元件20通过填充的方式将绝缘材料填充于外罩15中，也就是说绝缘导热层14由外罩15包裹，可以使用较软的绝缘材料来作填充物。

图3显示电极接脚13截面的一个实施例。该电极接脚13截面为方形，可以是正方形也可以是长方形，其中一个平坦面16作为焊接至金属箔片 12的界面。平坦面16提供焊接至金属箔片12较大的面积，从而增加导热效果。图4显示电极接脚13截面的另一个实施例。该电极接脚13截面为半圆形，可以是正半圆形也可以是椭半圆形，其中一个平坦面17作为焊接至金属箔片12的界面。平坦面17提供焊接至金属箔片12较大的面积，从而增加导热效果。为了确保电极接脚13有足够的导热或散热效果，该电极接脚13的截面积大于10mm²，优选地大于12mm²。

车用电子应用在车用周边电子产品已有多年的经验，近年来已逐步延伸开发汽车核心部件所需的过电流或是过温保护装置，采用高分子保护组件的技术，满足车用电子的需求与未来发展趋势。此外现今主流PPTC产品的使用温度上限为85℃，对于汽车实际使用而言在炎热的夏天环境温度下，受到日晒的影响，车内的温度有机会达到此温度上限甚至超出，而产生无法使用的情形。因此，实用新型的开发目标也同时考虑户外使用的实际情况，提高散热效果，将产品的使用温度上限提升到125℃，以满足车辆在各种严苛环境驾驭的要求。技术上，采用高分子加工技术的开发，使用连续式的生产方法，降低成本同时提升效率，并且搭配印刷电路与插件式的封装程序，进一步制作成电子组件，采用表面组装的方式，将组件安装在线路板上。

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 (6)

1.一种耐高温热敏电阻元件，其包括PTC芯材、贴覆于所述PTC芯材相对两表面的金属箔片以及焊接于所述金属箔片表面的电极接脚，其特征在于：还包括包覆在所述PTC芯材、所述金属箔片和所述电极接脚的焊接端外周的绝缘导热层，所述绝缘导热层的导热率大于3W/m·K，该电极接脚的截面积大于10mm²，所述电极接脚包括一个焊接至该金属箔片平坦面，所述电极接脚的截面为半圆形或方形。

2.如权利要求1所述的耐高温热敏电阻元件，其特征在于：所述绝缘导热层中散布导热填料。

3.如权利要求2所述的耐高温热敏电阻元件，其特征在于：所述导热填料为氧化铝或氮化硼颗粒。

4.如权利要求1所述的耐高温热敏电阻元件，其特征在于：还包括外罩，所述绝缘导热层填充于该外罩内。

5.如权利要求1所述的耐高温热敏电阻元件，其特征在于：所述绝缘导热层的厚度小于1mm。

6.如权利要求1所述的耐高温热敏电阻元件，其特征在于：所述绝缘导热层的氧渗透率在0.35cm³·mm/m²·atm·day以下。

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