TW201923791A - 聚合物正溫度係數材料及包含其的熔斷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明是關於一種聚合物正溫度係數（PPTC）材料。PPTC材料可包含聚合物基質、導電填充劑以及熱穩定劑。

Description

具有熱衰減抵抗之聚合物正溫度係數組成物
實施例是關於包含熔斷裝置的電路保護裝置的領域。
聚合物正溫度係數（Polymer positive temperature coefficient；PPTC）裝置可用作各種應用當中的過電流或過溫度保護裝置，以及電流或溫度感測器。在過電流或過溫度保護應用中，可將PPTC裝置視為自恢復熔斷器，所述自恢復熔斷器設計為當在所設計條件（諸如低電流）下操作時呈現低電阻。PPTC裝置的電阻可藉由因電路保護元件的環境中溫度升高所致的直接加熱改變，或經由通過電路保護元件的電流產生的電阻加熱改變。舉例而言，PPTC裝置可包含聚合材料及導電填充劑，所述導電填充劑提供由於所述聚合材料的改變（熔融轉變或玻璃轉變）而自低電阻狀態轉變至高電阻狀態的混合物。在有時稱作跳脫溫度（trip temperature）的此類轉變溫度下，聚合物基質可擴展及中斷導電網路，從而使得複合物較不導電，其中跳脫溫度可通常介於室溫或高於室溫範圍內。電阻中的此改變將熔斷類特徵賦予至PPTC材料，當PPTC材料冷卻回至室溫時所述電阻可為可逆的。
在應用中，諸如汽車應用，PPTC裝置用作過電流/過溫度保護件，所述過電流/過溫度保護件依賴於在較低電流或低於聚合物溫度（基態）下展示低電阻的經導電粒子填充的聚合物複合物，當故障電流或過溫度事件出現時，PPTC變為高電阻且停止電流流動。已知PPTC裝置的材料包含基於聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride；PVDF）熔點（~177℃）及聚乙烯（~123℃）的那些材料。然而，對於PPTC在汽車車窗升降馬達中作為電路的使用，此類裝置的效能可能不令人滿意。在控制電動窗的已知系統中，PPTC裝置設計為當故障電流出現時，在指定跳脫溫度下跳脫且進入高電阻狀態，例如，以保護系統的組件。故障電流可在過量故障電流通過PPTC裝置時使得PPTC材料超過其跳脫溫度。然而，即使當故障電流不出現時，熱量的其他來源可能無意中導致PPTC裝置跳脫。舉例而言，當電流在80℃操作溫度下循環以用於向上及向下操作從而模擬電動窗的操作時，PPTC材料可變熱且超過其跳脫溫度。在實際窗用馬達應用中，即使沒出現實際故障電流，此類故障亦造成該窗無法工作。
另外，雖然給定PPTC裝置可在短時間內充分地工作，但當PPTC裝置在延長累積時間中經歷高溫時，裝置特性可能發生衰減。關於這些及其他考慮因素，提供本揭露內容。
在一個實施例中，聚合物正溫度係數（PPTC）材料可包含聚合物基質、導電填充劑以及熱穩定劑。
在另一實施例中，熔斷裝置可包含聚合物正溫度係數（PPTC）主體。熔斷裝置可更包含：第一電極，安置於PPTC主體的第一側上；第二電極，安置於PPTC主體的第二側上，其中PPTC主體包括聚合物基質、導電填充劑以及熱穩定劑。
現將在下文參看展示例示性實施例的隨附圖式更全面地描述本發明實施例。實施例不應理解為受限於本文所闡述的實施例。確切而言，提供這些實施例，以使得本揭露內容將為透徹且完整的，且將向本領域的技術人員充分傳達本揭露內容的範疇。在圖式中，相同編號通篇指相同元件。
在以下描述及/或申請專利範圍中，術語「在...上」、「上覆於」、「安置於...上」以及「在...上方」可使用於以下描述及申請專利範圍中。「在...上」、「上覆於」、「安置於...上」以及「在...上方」可用以指示兩個或大於兩個元件彼此直接實體接觸。此外，術語「在...上」、「上覆於」、「安置於...上」以及「在...上方」可意謂兩個或大於兩個元件彼此不直接接觸。舉例而言，「在...上方」可意謂一個元件在另一元件上方但並不彼此接觸且在所述兩個元件之間可具有另外一或多個元件。此外，術語「及/或」可意謂「及」、可意謂「或」、可意謂「互斥或」、可意謂「一個」、可意謂「一些，但並非所有」、可意謂「皆不」及/或可意謂「兩者皆」，但所主張主題的範疇不限於此。
在各種實施例中，提供材料以形成PPTC裝置，其中PPTC裝置經組態以操作為自恢復熔斷器、在相對高跳脫溫度下操作以及在高溫下操作延長時間，同時裝置特性的衰減可接受地低。在各種實施例中，使用氟聚合物及導電填充劑的所選組合以及熱穩定劑來形成高跳脫溫度PPTC。根據一些實施例，PPTC裝置可呈現150℃或大於150℃、175度或大於175度、200度或大於200度或225度或大於225度的跳脫溫度。實施例並不受限於此內容背景中。
在各種實施例中，PPTC裝置可如圖1A及圖1B中所展示來建構。圖1A說明PPTC裝置100的側橫截面圖，其中PPTC主體104安置於分別配置於第一側及第二側上的第一電極102與第二電極106之間。圖1B說明在第一端子108接合至第一電極102且第二端子110接合至第二電極106後的PPTC裝置100的組態。根據本揭露內容的實施例，PPTC主體104可由如下詳述的相對低熔融溫度聚合物形成。第一電極102及第二電極106可由諸如銅箔的已知金屬形成。在一些實施例中，銅箔可為鍍鎳的。第一端子108及第二端子110亦可由諸如銅或黃銅的已知材料形成。第一端子108及第二端子110可諸如藉由焊接形成與第一端子108及第二端子110的第一界面112及第二界面114。實施例並不受限於此內容背景中。
在一些實施例中，PPTC主體可由以下形成：乙烯四氟乙烯共聚物（ethylene tetrafluoroethylene copolymer；ETFE）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene；PTFE）、聚氯三氟乙烯、全氟烷氧基烷烴或四氟乙烯-全氟丙烯、聚偏二氟乙烯、其他氟聚合物或其他含氟聚合物。實施例並不受限於此內容背景中。PPTC主體可更包含任何適合的導電填充劑，諸如：金屬填充劑，包含鎳、銅；碳填充劑，諸如碳黑或石墨；導電陶瓷填充劑，諸如碳化鎢或碳化鈦。實施例並不受限於此內容背景中。在一些實施例中，可使用具有不規則形狀的導電粒子、球形粒子、纖維、薄片或樹枝狀粒子來形成導電填充劑。在各種實施例中，導電填充劑粒子的粒度可介於50奈米至100微米範圍內。根據各種實施例，導電填充劑的體積分率可介於5%至55%範圍內。
PPTC裝置的組態可根據本揭露內容的不同實施例而改變。圖1C呈現包含附接至PPTC主體402的相對表面的底部導線404及頂部導線406的展示為徑向導線PPTC的PPTC裝置400的頂部平面圖。PPTC主體402可具有分別附接至頂部表面及底部表面的第一電極及第二電極（未單獨地展示），如以上大致描述。PPTC裝置400可由諸如環氧樹脂的包封層包封。
圖1D及圖1E描繪根據本揭露內容的不同實施例的展示為PPTC裝置500的單層表面安裝PPTC裝置及展示為PPTC裝置600的雙層表面安裝PPTC裝置的實施例的側橫截面圖。在此等額外裝置中，PPTC主體502可大致如上文所描述來配製。PPTC裝置500及PPTC裝置600各自具有類似組件，包含金屬電極504、金屬結構506、金屬箔電極508、PTC層502、絕緣層510及阻焊劑。
現轉而參看圖2，此圖展示繪製已知PPTC材料及根據本揭露內容的實施例所配置的PPTC裝置材料與溫度呈函數關係的電阻特性的曲線圖。在此實例中，已知PPTC裝置材料的特性由實線曲線展示，使用PVDF的聚合物基質形成所述已知PPTC裝置材料，其中聚合物的熔融溫度為177℃。虛線曲線的PPTC裝置材料由熔融溫度為255℃的ETFE聚合物形成。
當應用於PPTC裝置中時，諸如圖1A中所展示，ETFE聚合材料可產生較長跳脫時間，因為PPTC裝置在轉變至高電阻狀態發生前需要加熱至較高溫度。相應地，在過量電流存在下，使用虛線曲線材料的PPTC裝置將不如使用實線曲線材料的PPTC裝置那樣快速地跳脫。
根據各種實施例，本發明者已發現，添加小部分視為「熱穩定劑」的材料可增強PPTC材料（諸如基於氟聚合物的PPTC材料）的性質。根據各種實施例，可以體積百分比範圍為大致1%至20%的範圍內將諸如呈顆粒形式的氧化物的材料添加在包含氟聚合物材料及導電填充劑的基質內。應注意，已發現熱穩定劑的添加增強包含PPTC裝置的長期效能的性質。
在基於作為基質聚合物的ETFE的PPTC可提供延遲跳脫時，由於相對於其他PPTC材料（諸如PVDF或聚乙烯）的較高熔融溫度，因此無論在單個長期事件上還是在PPTC材料暴露於高溫下的多個事件上，ETFE聚合物基質仍然可由於在高溫下長時間操作而易於衰減。
在一系列實驗中，將一系列不同熱穩定劑添加劑混合至具有ETFE的聚合物基質中。熱穩定劑以粉末狀添加且混合至呈熔融形式的聚合物中，隨後壓入至PPTC配製物樣本中，所述PPTC配製物樣本經配置為側尺寸為4公分 × 4公分的0.5毫米厚正方形塊。當樣本暴露於高溫時，藉由對樣本的外觀改變的觀測來監測熱老化，所述改變包含顏色改變及其他改變。特定言之，圖3呈現在空氣中暴露於285℃後的各種PPTC配製物樣本的暴露的結果的匯總視圖。如所觀測，不添加穩定劑粉末至ETFE聚合物的對照樣本嚴重衰減，從而（自最初的白色）變成有許多氣泡以及小褐點的深褐色。相反地，當將按體積計4%的氧化鋅（ZnO）添加至ETFE聚合物基質時，所得混合物在空氣中暴露於285℃後變成略帶黃色，且不呈現褐點或氣泡。當將按體積計4%的二氧化鈦（TiO2 ）添加至ETFE聚合物基質時，所得混合物變成略帶黃色，且不呈現氣泡，同時展示小褐點。當將按體積計4%的氧化銻（Sb2 O3 ）添加至ETFE聚合物基質時，所得混合物變成略帶黃色，且不呈現氣泡，同時展示小褐點。當將按體積計4%的碳酸鈣添加至ETFE聚合物基質時，所得混合物變成褐色，且與不含熱穩定劑的ETFE樣本相比呈現少量氣泡，同時展示小褐點。以上結果展示對於各種氧化物材料而言，添加4%氧化物粉末至用於PPTC裝置組態（諸如薄塊）的ETFE聚合物可產生改良之熱穩定性。應注意，使用氧化鋅的樣本呈現所顯現的最少的衰減。
不受特定理論限制，當將氧化物熱穩定劑添加至ETFE聚合物時，由於聚合物分解產物（諸如氫氟酸（hydrofluoric acid；HF））減少，因此PPTC樣本可呈現增強的穩定性。應注意，HF使氟聚合物不穩定且促進氟聚合物的衰減。在PPTC裝置的應用中，添加少量熱穩定劑可因藉由熱穩定劑進行HF清除而改良穩定性，及對於過電流/過熱保護的電可靠性，且可改良長跳脫耐久性。PPTC材料的長期跳脫耐久性的特徵可為在跳脫狀態下的長時間暴露（意謂長時間處於足以誘導跳脫狀態的溫度下）後的PPTC裝置的電特性的改變。一個此類測試為1000小時跳脫耐久性。圖4A展示在形成時及在1000小時跳脫耐久性測試後的基於具有2%碳酸鈣的ETFE的PPTC裝置材料的電特性的結果。此情況下的跳脫耐久性測試包括使PPTC裝置跳脫且保持裝置處於PPTC裝置的熔融溫度範圍（~240℃）下1000小時。
如所形成，材料在大約240℃下經歷至跳脫狀態的轉變，具有5.4自熱高度（autotherm height）。在跳脫耐久性後，自熱高度大大減小，展示1.5的值。圖4B展示在形成時及在1000小時跳脫溫度測試後基於具有2%氧化鋅的ETFE的PPTC裝置材料的電特性的結果。如所形成，材料在大約230℃下經歷至跳脫狀態的轉變，再次具有7自熱高度。在跳脫耐久性後，自熱高度大約相同，為7。
在進一步實驗中，基於碳黑及4%氧化鋅的ETFE PPTC材料的實施例經受80℃，從而循環以模擬汽車車窗循環。在1.5個循環（一循環=30%最大堵轉電流，5秒最大堵轉電流0.5s，暫停1s，在80℃下）後觀測到習知PVDF PPTC材料跳脫時，具有4%氧化鋅的ETFE材料的實施例在跳脫前進行13個完整循環。
雖然上述實施例關注改良ETFE PPTC裝置配製物的熱穩定性，但涵蓋氟聚合物可具有較低熔融溫度的其他實施例，諸如PVDF。這些材料亦可藉由添加包含前述氧化物中的任一者的熱穩定劑而穩定。另外，雖然實驗已關注添加相對少量氧化物至ETFE聚合物基質，但氧化物添加劑的較高體積分率（諸如高至20%）亦應合理地改良PPTC材料及PPTC裝置的熱穩定性，同時不使PPTC裝置的電特性衰減至不可接受的程度。
儘管已參考某些實施例而揭露本發明實施例，但對所描述實施例的多個修改、變更以及改變為可能的，而不脫離本揭露內容的領域及範疇，如在所附申請專利範圍中所定義。相應地，本發明實施例不限於所描述實施例，且可具有由以下申請專利範圍的語言及其等效物定義的完整範疇。
100、400、500、600‧‧‧PPTC裝置
102‧‧‧第一電極
104、402、502‧‧‧PPTC主體
106‧‧‧第二電極
108‧‧‧第一端子
110‧‧‧第二端子
112‧‧‧第一界面
114‧‧‧第二界面
404‧‧‧底部導線
406‧‧‧頂部導線
502‧‧‧PTC層
504‧‧‧金屬電極
506‧‧‧金屬結構
508‧‧‧金屬箔電極
510‧‧‧絕緣層
圖 1A 至圖 1E 展示根據本揭露內容的各種實施例的PPTC裝置。
圖 2 展示繪製已知PPTC材料及根據本揭露內容的實施例所配置的PPTC裝置材料與溫度呈函數關係的電阻特性的曲線圖。
圖 3 呈現在空氣中暴露於285℃後的各種PPTC配製物樣本的暴露的結果的匯總圖。
圖 4A 展示根據本揭露內容的各種額外實施例的在形成時及在1000小時跳脫耐久性後基於具有2%碳酸鈣的ETFE的PPTC裝置材料的電特性的結果。
圖 4B 展示根據本揭露內容的各種額外實施例的在形成時及在1000小時跳脫耐久性後基於具有2%氧化鋅的ETFE的PPTC裝置材料的電特性的結果。

Claims (12)

  1. 一種聚合物正溫度係數（PPTC）材料，包括： 聚合物基質、導電填充劑以及熱穩定劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的PPTC材料，其中所述聚合物基質為乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的PPTC材料，其中所述導電填充劑包括碳黑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的PPTC材料，其中所述熱穩定劑包括0.1%至20%的體積分率。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的PPTC材料，其中所述熱穩定劑包括氧化鋅、二氧化鈦、氧化銻或碳酸鈣。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的PPTC材料，其中所述熱穩定劑包括按體積計2%至4%的氧化鋅。
  7. 一種熔斷裝置，包括： 聚合物正溫度係數（PPTC）主體； 第一電極，安置於所述PPTC主體的第一側上； 第二電極，安置於所述PPTC主體的第二側上； 其中所述PPTC主體包括聚合物基質、導電填充劑以及熱穩定劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的熔斷裝置，其中所述聚合物基質為ETFE。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的熔斷裝置，其中所述導電填充劑包括碳黑。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的熔斷裝置，其中所述熱穩定劑包括0.1%至20%的體積分率。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的熔斷裝置，其中所述熱穩定劑包括氧化鋅、二氧化鈦、氧化銻或碳酸鈣。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的熔斷裝置，其中所述熱穩定劑包括按體積計2%至4%的氧化鋅。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4188276A (en) 1975-08-04 1980-02-12 Raychem Corporation Voltage stable positive temperature coefficient of resistance crosslinked compositions
US4315237A (en) * 1978-12-01 1982-02-09 Raychem Corporation PTC Devices comprising oxygen barrier layers
US5925276A (en) * 1989-09-08 1999-07-20 Raychem Corporation Conductive polymer device with fuse capable of arc suppression
US5174924A (en) * 1990-06-04 1992-12-29 Fujikura Ltd. Ptc conductive polymer composition containing carbon black having large particle size and high dbp absorption
US5451919A (en) 1993-06-29 1995-09-19 Raychem Corporation Electrical device comprising a conductive polymer composition
US6358438B1 (en) * 1999-07-30 2002-03-19 Tyco Electronics Corporation Electrically conductive polymer composition
US6593843B1 (en) * 2000-06-28 2003-07-15 Tyco Electronics Corporation Electrical devices containing conductive polymers
US6660795B2 (en) * 2001-03-13 2003-12-09 Therm-O-Disc, Incorporated PTC conductive polymer compositions
US6620343B1 (en) 2002-03-19 2003-09-16 Therm-O-Disc Incorporated PTC conductive composition containing a low molecular weight polyethylene processing aid
US20040222406A1 (en) 2003-05-08 2004-11-11 Fuzetec Technology Co., Ltd. Positive temperature coefficient polymer composition and resettable fuse made therefrom
US7371459B2 (en) * 2004-09-03 2008-05-13 Tyco Electronics Corporation Electrical devices having an oxygen barrier coating
TWI298598B (en) * 2006-02-15 2008-07-01 Polytronics Technology Corp Over-current protection device
US9626685B2 (en) * 2008-01-04 2017-04-18 Excalibur Ip, Llc Systems and methods of mapping attention
US7826200B2 (en) 2008-03-25 2010-11-02 Avx Corporation Electrolytic capacitor assembly containing a resettable fuse
TWI629703B (zh) * 2012-08-31 2018-07-11 太谷電子日本合同公司 保護元件、電氣裝置、2次單電池及墊圈
CN103450536A (zh) * 2013-07-24 2013-12-18 深圳市金瑞电子材料有限公司 正温度系数高分子聚合物导电材料及其元件和制备方法
CN103762012B (zh) 2014-01-08 2016-08-17 深圳市慧瑞电子材料有限公司 低温ptc导电组合物、ptc过流保护器件及其制造方法

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