CN2476123Y

CN2476123Y - 过电流保护装置

Info

Publication number: CN2476123Y
Application number: CN 01207381
Authority: CN
Inventors: 朱复华; 王绍裘; 马云晉
Original assignee: Polytronics Technology Corp
Current assignee: Polytronics Technology Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-02-06
Anticipated expiration: 2011-03-29

Abstract

一种过电流保护装置，包含：至少一PTC过电流保护元件，具有PTC材料、履盖于该PTC材料的电极箔和电气连接至该电极箔的金属端层；及一本体、具有一绝缘区及覆盖该绝缘区的第一导电区及第二导电区；该第一导电区及第二导电区的一端电气连接至该金属端层，另一端表面粘着至电路板；且该第一导电区及第二导电区的金属面积至少占有20%，用于增加吃锡性。本实用新型的过电流保护装置可以稳固地粘合于电路板的上，而增加产品的可靠性。

Description

过电流保护装置

本实用新型涉及一种过电流保护装置，特别涉及一种可提高吃锡性的过电流保护装置。

随着目前便携电子产品(例如手机、笔记型电脑、手提摄影机及个人数位助理器等)的广泛应用，防止电路发生过电流(over-current)或是过高温(over-temperature)现象的过电流保护装置的重要性也愈来愈显著。

正温度系数(PTC：Positive，Temperature Coefficient)过电流保护元件为一常见的过电流保护装置，由于其具有不需更换即可重复使用、对温度敏感及可靠稳定等优点，所以目前已被普遍应用于电池的过电流保护，尤其是应用于二次电池，例如镍氢电池或是锂电池等。

PTC过电流保护元件是利用一具有正温度系数的导电复合材料(PTC材料)作为电流感测元件。由于该PTC材料的电阻值对温度变化反应敏锐，在正常使用状况时、其电阻可维持极低值，使电路得以正常运作。但是当电池不当使用而发生过电流(Over current)或过高温(over temperature)现象时，其电阻值会瞬间提高数万倍以上至一高电阻状态，而将过量的电流反向抵销，以达到保护电路元件及电池的目的。

图1为熟知的PTC板材10，其内部结构可参考本实用新型的发明人于中国台湾专利申请号88206474，标题为“表面粘着电气装置”所公开的内容。由侧面观之，该PTC板材10具有PTC材料11、覆盖该PTC材料11的上电极箔13和下电极箔14、电气连接至上电极箔13的第一金属端层15、电气连接至下电极箔14的第二金属端层16、位于第一金属端层15和第二金属端层16之间的防焊漆18，及用于隔离上电极箔13和第二金属端层16和隔离下电极箔14和第一金属端层15的绝缘层17。经由俯视观之，该PTC板材10具有复数个电气导通孔12，且每一电气导通孔12的内均镀上导电材料。在制作成品阶段，须使用切割刀沿着该电气导通孔12的中心切开(称为半圆制法)；并对个别的元件进行封装，如图2所示。

由于电于元件的小型化趋势，典型的PTC过电流保护元件也逐渐由1812(长×宽)和1210(长×宽)规格，)逐渐过渡到1206和0805规格，甚至到达0603和0402规格。在0603规格以下，往往切割刀的厚度与电气导通孔12的直径相差不多，若在切割时出现误差，往往会造成PTC过电流保护元件具有太小的电气导通孔表面积。该结果将降低PTC过电流保护元件在与电路板进行表面粘着时的吃锡性，亦使PTC过电流保护元件较不易紧密地附着在电路板的上，往往轻微的震动即使该PTC过电流保护元件脱离和电路板的焊接点，而降低产品的可靠性。

本实用新型的主要目的在提供一种可提高吃锡性的过电流保护装置。通过提高吃锡性，本实用新型的过电流保护装置可以稳固地粘合于电路板之上，而增加产品的可靠性。

本实用新型另一目的在提供一种制作流程简易的过电流保护装置，可适用于半圆制法及全圆制法，且不因此而大量增加在电路板上的使用面积(footprint)。

为达成上述目的并避免熟知的缺点，本实用新型公开一种过电流保护装置，包含至少一PTC过电流保护元件和一本体。该至少一PTC过电流保护元件具有PTC材料、覆盖于该PTC材料的电极箔和电气连接至该电极箔的金属端层。该本体具有一绝缘区及覆盖该绝缘区的第一导电区及第二导电区。该第一导电区及第二导电区的一端电气连接至该金属端层，另一端表面粘着至电路板。且该第一导电区及第二导电区的金属面积至少有20％，用于增加吃锡性。此外，该PTC过电流保护元件的上方亦可粘着另一本体、使本实用新型的PTC过电流保护元件上下对称。

本实用新型的过电流保护装置的另一实施例是以一熟知导线架取代上述的本体，同样亦可达到提高吃锡性的效果。

本实用新型将依照所附图式来说明，其中：

图1为熟知的PTC板材；

图2是熟知的PTC过电流保护元件；

图3是本实用新型的过电流保护装置的第一实施例；

图4是本实用新型的过电流保护装置的第二实施例；

图5是熟知的全圆制法的电气导通孔的连接示意图；

图6是本实用新型的过电流保护装置的第三实施例；及

图7(a)及(b)是本实用新型的过电流保护装置的第四实施例。

图3是本实用新型的过电流保护装置30的第一实施例，包含一PTC过电流保护元件20及一位于该PTC过电流保护元件20下方的本体32。由于该PTC过电流保护元件20和本体32是为一垂直关系，因此本实用新型装置并不增加电路板39的使用面积。该本体32包含一绝缘区33及覆盖于该绝缘区33两侧的第一导电区34及第二导电区35。该绝缘区33可选择陶瓷材料、塑胶材料或软板材料(例如polyimide)等，本实用新型对此未有任何限制。该第一导电区34及第二导电区35各包含一PTC连接部36、支撑部37及电路板连接部38。该PTC连接部36可利用焊锡以热压的方式与上层的PTC过电流保护元件20的第一金属端层15和第二金属端层16作紧密结合、该电路板连接部38用于表面粘着至电路板39的适当位置，而该支撑部37用于电气连接该PTC连接部36和电路板连接部38。在图3中，该第一导电区34及第二导电区35互呈一中括号型状，仅是本实用新型的一个实施例，只要能达成上述功能，任何型状均为本实用新型所涵括。此外，本实用新型亦未限制上层的PTC过电流保护元件20的内部结构或制法。

本实用新型的技术特征之一在于该第二导电区34及第二导电区35的金属面积至少占有20％，或甚至为全金属表面(full metalface)。相对于熟知技艺的PTC过电流保护元件仅有位于半圆位置的电气导通孔，本实用新型的过电流保护装置30提供更大的金属面积可以提高吃锡性。通过虹吸现象，本实用新型装置30在与电路板39作表面粘着时将具有较佳的焊锡爬升现象，亦使得本实用新型装置在表面粘着后更加稳固，且提高产品的可信度。值得注意的是，本实用新型的全表面并未限定是全平面，任何的表面形状只要能提升吃锡的面积，均为本实用新型所涵括。

在制作本实用新型的过电流保护装置30时，可对准一含PTC过电流保护元件20的板材及一含本体32的板材，且以焊锡热压而结合。之后，再以切割刀切割出所需的过电流保护装置30。该本体32的尺寸未必需相同于上层的PTC过电流保护元件20，但以不小于上层的PTC过电流保护元件的尺寸为佳。

图4是本实用新型的过电流保护装置的第二实施例。在本实施例中是将第一本体41粘合至该PTC过电流保护元件20的上方，且该PTC过电流保护元件20的下方粘合第二本体42，因此本实施例为一具有上下对称的过电流保护装置。值得注意的是，该第一本体41和第二本体42之间亦可使用复数个PTC过电流保护元件20串联而成，本实用新型对此并未作任何限制。

图5是熟知的全圆制法的电气导通孔的连接示意图，其中第一导电层51可通过第一电气导通孔53电气连接至第二导电层52和第二金属端层16。而若第一导电层51要通过第二电气导通孔54电气连接至第一金属端层15，但却不电气连接至该第二导电层52时，则可于该第二电气导通孔54相对于该第二导电层52的四周区域制作一蚀刻区55，而隔绝该第二电气导通孔54和该第二导电层52。

图6是本实用新型的全圆制法的过电流保护装置。利用全圆制法，在切割PTC板材时切割刀就无须切在电气导通孔12的中心，而可以避免减少电气导通孔表面积的缺点。但熟知的全圆制法有一缺点，即由于电气导通孔是隐藏于PTC过电流保护元件20之内，因此难以预测吃锡的效果。换句话说，即可目测性(sight inspectable)不足。但若将全圆制法的PTC过电流保护元件20结合本实用新型的本体32，即可解决可目测性不足的问题。换句话说，本实用新型的装置可同时适用于全圆制法及半圆制法的PTC过电流保护元件20。

图7(a)的及(b)是本实用新型的过电流保护装置的第四实施例，可通用于全圆及半圆制法，主要是改良前述的第一至第三实施例的本体32为一熟知的SOP和SOJ导线架70。类似于第一至第三实施例，该导线架70的基座71电气连接至该第一金属端层15和第二金属端层16，该导线架70的接脚72则电气连接至电路板39。应用本实用新型的第四实施例，由于焊接面积亦大于熟知的PTC过电流保护元件，因此吃锡性亦大于熟知的PTC过电流保护元件。

虽然本实用新型的技术内容及技术特点已公开如上、然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本实用新型的教导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公开，而应包括各种不脱离本实用新型的替换及修饰，并为所附的权利要求的范围所涵盖。

Claims

1、一种过电流保护装置，其特征在于包含：

至少一PTC过电流保护元件，具有PTC材料、履盖于该PTC材料的电极箔和电气连接至该电极箔的金属端层；及

一本体、具有一绝缘区及覆盖该绝缘区的第一导电区及第二导电区；该第一导电区及第二导电区的一端电气连接至该金属端层，另一端表面粘着至电路板；且该第一导电区及第二导电区的金属面积至少占有20％，用于增加吃锡性。

2、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件为一全圆制法。

3、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件为一半圆制法。

4、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该第一导电区及第二导电区为一全金属表面。

5、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该第一导电区及第二导电区分别包含一PTC连接部、电路板连接部及电气连接该PTC连接部和电路板连接部的支撑部，该PTC连接部经热压粘合于该金属端层，该电路板连接部表面粘着于电路板。

6、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该第一导电区及第二导电区互呈一中括号形状。

7、如权利要求1所述的过电流保护装置，其特征在于该本体的面积不小于该PTC过电流保护元件的面积。

8、一种过电流保护装置，其特征在于包含：

一第一本体，具有一绝缘区及覆盖该绝缘区的第一导电区及第二导电区；

至少一PTC过电流保护元件，具有PTC材料、覆盖PTC材料的上电极箔和下电极箔，和具有上层和下层的第一和第二金属端层；该第一金属端层电气连接至该上电极箔，该第二金属端层电气连接至该下电极箔；该第一金属端层的上层电气连接至该第一本体的第一导电区，且该第二金属端层的上层电气连接至该第一本体的第二导电区；及

一第二本体：具有一绝缘区及覆盖该绝缘区的第一导电区及第二导电区；该第一导电区及第二导电区的一端电气连接至该下层的第一和第二金属端层，另一端表面粘着至电路板；且该第一导电区和第二导电区的金属面积至少占有20％，用于增加吃锡性。

9、如权利要求8所述的过电流保护装置，其特征在于该第二本体的第一导电区及第二导电区为一全金属表面。

10、如权利要求8所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件为一全圆制法。

11、如权利要求8所述的过电流保护装置，其特征在于PTC过电流保护元件为一半圆制法。

12、如权利要求8所述的过电流保护装置，其特征在于该第一及第二本体的第二导电区及第二导电区互呈一中括号形状。

13、如权利要求8所述的过电流保护装置，其特征在于该第本体的该第一导电区及第二导电区分别包含一PTC连接部、电路板连接部及电气连接该PTC连接部和电路板连接部的支撑部，该PTC连接部经热压粘合于该第一和第二金属端层，该电路板连接部表面粘着于电路板。

14、一种过电流保护装置，其特征在于包含：

至少一PTC过电流保护元件，具有PTC材料、覆盖于该PTC材料的电极箔和电气连接至该电极箔的金属端层；及

一导线架，具有一基座和复数个接脚，该基座电气连接至该金属端层，该复数个接脚表面粘着至该过流保护装置斯在的电路板上。

15、如权利要求14所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件为一全圆制法。

16、如权利要求14所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件为一半圆制法。

17、如权利要求14所述的过电流保护装置，其特征在于该导线架为一SOJ型式。

18、如权利要求14的过电流保护装置，其特征在于该导线架为一SOP型式。

19、如权利要求14所述的过电流保护装置，其特征在于该PTC过电流保护元件的上方另电气连接至一具有一基座和复数个接脚的导线架。