CN217426466U - 一种堆叠式陶瓷ptc热敏电阻 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，包括至少两片堆叠布置的陶瓷PTC热敏芯片，任意相邻的两片陶瓷PTC热敏芯片之间电性连接。本实用新型中的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，解决了有高电压、低电阻、大电流冲击需求的个体，用较厚的个体厚度来解决高电压需求时，因较厚个体胚片成型密度不均匀带来的瓷体密度不均匀，进而影响到大电流冲击时剧冷剧热的应力变化，最后影响到个体的可靠性问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电阻，尤其涉及一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻。
背景技术
在陶瓷PTC热敏电阻的应用领域中，经常会有一些对冲击电流和电阻有特定要求的场合，如：消磁电阻希望有更大的冲击电流在减少消磁线圈匝数降低成本的同时提供更好的消磁效果；电焊机的预充电路中希望有更大的冲击电流满足更快充电速度和充电频次的要求，在定温发热体的应用中希望用更大的冲击电流提升更快的升温功率。上述应用场景无一例外希望PTC热敏在恒定的电压下以更低的阻值提供更大的冲击电流。
我们知道，当电压恒定且PTC热敏电阻的阻值降低10倍时，流过该PTC热敏电阻的电流也会增加10倍，加在PTC热敏电阻上的瞬态功率较原功率会增加10倍。这意味着这颗陶瓷PTC热敏电阻在相同的时间内会有更剧烈的温升，剧烈的温升一定要有更均匀的瓷体结构才能承受，这要求我们把芯片做得要薄来提供更均匀的瓷体结构。
我们知道，陶瓷PTC热敏电阻是一种高温烧成的陶瓷体，由粉沫状态的BaTiO3、CaTiO3等添加物在模具中压制成胚片，在胚片的成型过程中会有一条条(请参照图1、图2)所示的等压力线，胚片越厚时等压力线越明显，意味着瓷体的一致性会略差；在剧冷剧热的冲击场合极易因剧烈的冷热使陶瓷体产生裂纹导致产品阻值升高并失效。胚片越薄时，等压力线越均匀，瓷体的一致性会更好，在剧冷剧热的冲击场合会有更好的可靠性。
我们还知道阻值和面积一定的陶瓷PTC产品中厚度越厚时耐电压能力会越高，在有高电压要求的大电流冲击场合一定会对PTC热敏电阻提出更高的耐电压要求。增加产品的厚度是提高耐电压比较恰当的解决方式。
我们也知道在PTC热敏电阻的几个串联个体在相同的动作电流情况下阻值稍高的产品一定会因W＝I2Rt而优先动作并最终承担绝大部分电压。因此，怎样在这个串联的几个个体中，把最先动作的这颗个体产生的热量耦合给其它相邻的个体，使其温升后阻值升高共同分担更高的耐电压而不损坏，并且用更均匀的瓷体密度去承担更大的冲击电流的研究就很有必要。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，解决了有高电压、低电阻、大电流冲击需求的个体，用较厚的个体厚度来解决高电压需求时，因较厚个体胚片成型密度不均匀带来的瓷体密度不均匀，进而影响到大电流冲击时剧冷剧热的应力变化，最后影响到个体的可靠性问题。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，包括：
至少两片堆叠布置的陶瓷PTC热敏芯片，任意相邻的两片所述陶瓷PTC热敏芯片之间电性连接。
进一步地，各片所述陶瓷PTC热敏芯片均包括PTC陶瓷体和两个电极，两个所述电极设置在PTC陶瓷体上。
进一步地，两个所述电极设置在PTC陶瓷体相对的两侧上。
进一步地，任意相邻的两片陶瓷PTC热敏芯片之间导电层并实现电性连接。
进一步地，所述陶瓷PTC热敏芯片中最外侧的两片陶瓷PTC热敏芯片均电性连接有导电元件。
进一步地，所述导电元件与陶瓷PTC热敏芯片之间固定连接。
进一步地，所述导电元件与陶瓷PTC热敏芯片之间活动连接。
进一步地，还包括包封层，所述包封层覆盖在各片所述陶瓷PTC热敏芯片和两个所述导电元件的表面上。
进一步地，还包括电气盒，所述电气盒上设置有收容腔，各片所述陶瓷PTC热敏芯片和两个所述导电元件收容于收容腔内且两个所述导电元件可延伸至收容腔外部。
进一步地，各片所述陶瓷PTC热敏芯片均设置为圆形。相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
通过将两片或两片以上的陶瓷PTC热敏芯片上下或左右堆叠布置并能有效实现该电阻的电气性能，可解决有高电压、低电阻、大电流冲击需求的个体，用较厚的个体厚度来解决高电压需求时，因较厚个体胚片成型密度不均匀带来的瓷体密度不均匀，进而影响到大电流冲击时剧冷剧热的应力变化，最后影响到个体的可靠性问题。
附图说明
图1为厚胚片的等压线的示意图；
图2为薄胚片的等压线的示意图；
图3为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻其PTC陶瓷体的结构示意图；
图4为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻其PTC陶瓷体的俯视结构示意图；
图5为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻其陶瓷PTC热敏芯片的结构示意图；
图6为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻其陶瓷PTC热敏芯片的俯视结构示意图；
图7为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻的局部结构示意图；
图8为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻一种实施方式的结构示意图；
图9为本实用新型的优选实施例中堆叠式陶瓷PTC热敏电阻另一种实施方式的结构示意图。
图中：1、陶瓷PTC热敏芯片；2、PTC陶瓷体；3、电极；4、导电层；5、包封层；6、电气盒；7、引线；8、金属簧片。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，多个的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
请参照图3至图9，本实用新型的优选实施例提供一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，包括至少两片堆叠布置的陶瓷PTC热敏芯片1，任意相邻的两片陶瓷PTC热敏芯片1之间电性连接。
在上述结构的基础上，通过将两片或两片以上的陶瓷PTC热敏芯片1上下或左右堆叠布置并能有效实现该电阻的电气性能，可解决有高电压、低电阻、大电流冲击需求的个体，用较厚的个体厚度来解决高电压需求时，因较厚个体胚片成型密度不均匀带来的瓷体密度不均匀，进而影响到大电流冲击时剧冷剧热的应力变化，最后影响到个体的可靠性问题。
作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：
在本实施例中，各片陶瓷PTC热敏芯片1均包括PTC陶瓷体2和两个电极3，两个电极3烧渗在PTC陶瓷体2上。这样，各片陶瓷PTC热敏芯片1上的两个电极3可与另一片陶瓷PTC热敏芯片1上的电极3电性连接或接入电路中，有利于实现该电阻的电气性能。
在本实施例中，两个电极3设置在PTC陶瓷体2相对的两侧上，对结构进行合理布置，有利于电阻的制作和提高该电阻整体结构的稳定性。具体地，两个电极3烧渗在PTC陶瓷体2的上下侧上，可利于各个电极3与PTC陶瓷体2的接触面积，有利于提高该电阻的制作效率。
在其它实施例中，两个电极3设置在PTC陶瓷体2的左右侧上。
更具体地，两个电极3焊接在PTC陶瓷体2相对的两侧上，可利于提高该陶瓷PTC热敏芯片1整体结构的稳定性。在本实施例中，任意相邻的两片陶瓷PTC热敏芯片1之间导电层4并进行焊接而实现电性连接，因而可利于保证该电阻的电气性能。
在具体实施时，导电层4由导电浆料制得，其中，导电浆料可以是碳浆、金属浆料或陶瓷浆料，金属浆料中优选采用锡浆，有利于降低制作成本，还保证了该电阻的电气性能。
在本实施例中，陶瓷PTC热敏芯片1中最外侧的两片陶瓷PTC热敏芯片1均电性连接有导电元件，以利于该电阻通过两个导电元件接入电路。具体地，两个导电元件分别与最外侧的两片陶瓷PTC热敏芯片1的电极3电性连接，可进一步利于该电阻通过两个导电元件接入电路。
在本实施例中，该电阻包括三片上下堆叠布置的陶瓷PTC热敏芯片1，两个导电元件分别与最下方和最上方的两片陶瓷PTC热敏芯片1电性连接，对该电阻的结构进行合理布置，有利于该电阻通过两个导电元件接入电路。
在其它实施例中，陶瓷PTC热敏芯片1的数量可以根据实际需要设置成两个、四个或五个等。
一种实施方式是，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间固定连接，可利于提高导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间连接结构的稳定性。具体地，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间通过焊接连接，使得该电阻的结构简单，可利于进一步提高导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间连接结构的稳定性。在其它实施例中，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间粘接。
更具体地，导电元件为引线7，引线7的一端焊接在陶瓷PTC热敏芯片1上最外侧的电极3上，另一端用于接入电路，使得该电阻的结构简单，利于制作和降低成本。
另一种实施方式是，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间活动连接，可利于提高该电阻结构的灵活性，利于拆装。具体地，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间弹性接触，可利于进一步提高该电阻结构的灵活性，利于拆装。在其它实施例中，导电元件与陶瓷PTC热敏芯片1之间卡接。
具体地，导电元件为金属簧片8，金属簧片8的一端压接在陶瓷PTC热敏芯片1上最外侧的电极3上，另一端用于接入电路，使得该电阻的结构简单，利于制作和降低成本。
一种实施方式是，该电阻还包括包封层5，包封层5覆盖在各片陶瓷PTC热敏芯片1和两个导电元件的表面上，利于使该电阻形成稳定的结构，起到较佳的绝缘保护作用。
另一种实施方式是，该电阻还包括电气盒6，电气盒6上设置有收容腔，各片陶瓷PTC热敏芯片1和两个导电元件收容于收容腔内且两个导电元件可延伸至收容腔外部。利于通过两个导电元件接入电路，使该电阻形成更稳定的结构，起到更佳的绝缘保护作用。
在本实施例中，各片陶瓷PTC热敏芯片1均设置为圆形，简化了该电阻的结构，有利于提高该电阻的制作效率。
在其它实施例中，各片陶瓷PTC热敏芯片1可设置为多边形，如三角形、四边形、四边形、五边形和六边形等形状。当然，这些陶瓷PTC热敏芯片1也可以部分设置成如三角形、四边形、四边形、五边形和六边形等形状中的一种或以上，另一部分设置成圆形。
该电阻的制作方法如下：
①在确定某一阻值的陶瓷PTC热敏电阻电压要求时，用缓慢加压的方式在陶瓷PTC热敏电阻两端用统一的间隔时间施加统一的电压增幅，一直加到超过该产品规格书要求的耐压电30％幅度为止，并持续上述两倍的统一间隔时间；
②用同样的方法确定更多数量的样本个体均能承受这一耐压并不使其发生超过规格书允许的电性能变化；
③满足上述①②要求的陶瓷PTC热敏电阻有一个严格的芯片厚度，我们根据芯片厚度按一个比例确定产品的胚片厚度；
④将上述胚片厚度均分成两片或以上的均匀厚度的胚片个体，并按设定的密度压制成型；
⑤上述压制成型的胚片个体在窑炉中烧成均分阻值的芯片个体，请参照图3；
⑥上述芯片个体被制相应电极3后作一定范围的阻值分选，请参照图5、图6；
⑦上述分选后的芯片按需求印刷相应的锡浆或其它导电浆料；
⑧将上述印刷好锡浆或其它导电浆料的个体依次放入特定的夹具中，在特定的环境中焊接或使其成为一个串联的单独个体，请参照图7；
⑨在⑧中的单独个体的两端焊接好引线7并浸入在涂料中取出晾干、固化好后制成单独个体，请参照图8；
⑩将⑧中的这个串联个体装配在特定的电气盒6中，使电气盒6中的金属簧片8与该串联个体两端的电极3形成机械连接后制成成品，请参照图9。
综上，本实用新型实施例中公开了一种由两片或两片以上，数量尺寸规格相近、具有独立电气性能的陶瓷PTC热敏芯片1个体依次堆叠在一起，依靠各单独个体表面的电极3用焊锡或导电浆料形成电气连接和热量耦合介质，在最外侧电极3面焊接引线7，然后封装在一个涂层内或依靠金属簧片8作电气连接装配在一个电气盒6内。该电阻产品解决了有高电压、低电阻、大电流冲击需求的个体，用较厚的个体厚度来解决高电压需求时，因较厚个体胚片成型密度不均匀带来的瓷体密度不均匀，进而影响到大电流冲击时剧冷剧热的应力变化，最后影响到个体的可靠性问题。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，包括：
至少两片堆叠布置的陶瓷PTC热敏芯片(1)，任意相邻的两片所述陶瓷PTC热敏芯片(1)之间电性连接。
2.如权利要求1所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，各片所述陶瓷PTC热敏芯片(1)均包括PTC陶瓷体(2)和两个电极(3)，两个所述电极(3)设置在PTC陶瓷体(2)上。
3.如权利要求2所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，两个所述电极(3)设置在PTC陶瓷体(2)相对的两侧上。
4.如权利要求1所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，任意相邻的两片陶瓷PTC热敏芯片(1)之间设置有导电层(4)并实现电性连接。
5.如权利要求1所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，所述陶瓷PTC热敏芯片(1)中最外侧的两片陶瓷PTC热敏芯片(1)均电性连接有导电元件。
6.如权利要求5所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，所述导电元件与陶瓷PTC热敏芯片(1)之间固定连接。
7.如权利要求5所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，所述导电元件与陶瓷PTC热敏芯片(1)之间活动连接。
8.如权利要求5所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，还包括包封层(5)，所述包封层(5)覆盖在各片所述陶瓷PTC热敏芯片(1)和两个所述导电元件的表面上。
9.如权利要求5所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，还包括电气盒(6)，所述电气盒(6)上设置有收容腔，各片所述陶瓷PTC热敏芯片(1)和两个所述导电元件收容于收容腔内且两个所述导电元件可延伸至收容腔外部。
10.如权利要求1所述的堆叠式陶瓷PTC热敏电阻，其特征在于，各片所述陶瓷PTC热敏芯片(1)均设置为圆形。
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| CN202220223603.8U Active CN217426466U (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种堆叠式陶瓷ptc热敏电阻 |
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