高分子正温度系数材料组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高分子正温度系数材料组件，至少包括有一高分子正温度系数材料层、分设在高分子正温度系数材料层的两面的二电极组、二导通孔以电性连接两同极电极及一USB接口。其中每一电极组至少包括两相邻但不相连的正负极电极，且第一表面的正极电极与第二表面的负极电极的正交投影面积大于10%。本实用新型专利技术的高分子正温度系数材料组件的结构设计形成一简单安全的可携式发热体，并可以通过外部电源以稳定的发热，并应用在加热产业或是电路保护领域。

【技术实现步骤摘要】
高分子正温度系数材料组件
本技术是关于一种高分子正温度系数组件，特别是一种应用在自限式发热体与过电流保护的高分子正温度系数组件。
技术介绍
高分子正温度系数(PolymericPositiveTemperatureCoefficient,PPTC)复合材料具有对温度与电流敏感的特性，目前被广泛运用在电路上作为过电流保护与自限式加热电缆使用。高分子正温度系数复合材料在常温下(25℃)，具有极低的电阻值。当应用在过电流保护时，使得电路可以依照设计所需的功能运作，而当遇到偶发的过温度(Over-temperature)或过电流(Over-current)的情况，高分子正温度系数复合材料的高分子微结构产生相变化，此时导电填充物会因为高分子相的相变化，产生较多的移动空间，进而使得电阻陡然上升，依据奥姆定律，此时电流会因为电阻上升而下降至一微小状态，进而达成电路保护的功能。当高分子正温度系数复合材料应用在自限式发热体时，只要供应足够的电流，促使高分子正温度系数复合材料的高分子微结构产生相变化，在电阻陡然上升的同时，高分子正温度系数材料亦同时产生较环境温度为高的表面温度，但正常应用下，其最高温度会在高分子相熔点附近，而自限式发热体的应用即是利用此特性达成自限式发热的功效。然而，在自限式发热体上，传统高分子正温度系数复合材料发热体，皆为平行式电缆设计，是属于大电压大电流(≧120Vac)的应用，并无法直接接触人体使用，亦无法通过低电压小电流(≦5V/2A)直接触动发热，虽然现今市场已存在一次性暖暖包或是可重复使用充电式个人保暖用品或以白金触媒与煤油燃烧式怀炉，但这些个人保暖产品皆存在安全或环保的隐忧。传统个人保暖用品，除了一次性使用的暖暖包及以白金触媒与煤油燃烧式怀炉为非使用电力转换成热能使用，其余皆是将电力转换成热能使用在个人保暖的应用上。这些使用电能转换为热能的个人保暖用品皆是将充电电池与发热体设计合而为一，然而这样的设计在目前看来是一种潜藏安全隐忧的设计。因为以目前电池材料科技与安全操作环境而言，电池的最高操作温度通常设定在60℃，超过此温度，电池材料易处于不稳定且不安定反应的状态，进而产生电池过热而致烧毁，甚至于爆炸的情况。就此而言，将发热体放在一个热不安定的能源旁，是否是一个明智的安排，恐怕有待商榷。但如果将发热体与电源分开配置，则需在这些发热体加设升压及温度控制电路管理，才可以达到可使用性。所以，现实上，发热体与电源无法分开，必须合而为一，以达成可使用化及可接受的成本。现有的设计，无疑地消费者必须承担在使用的中的风险。另一方面，此类充电式个人保暖用品常见以可挠式聚酰亚胺发热体或镍铬合金丝电阻埋入硅胶片式发热体为主，其制造过程与发热原理皆相近，皆是以一导体的电阻所产生的电阻热，而这个热会不断上升，因为导体的电阻并不会因为导体温度改变而产生剧烈的变化，进而限制电流而限制发热。所以这一类的发热体需要额外的控制电路才能使用在人体直接接触。中国台湾专利技术专利第I407460号与中国台湾新型专利第M325698号皆提出高分子正温度系数材料的发热体应用在人体上。然而，此二专利皆为液态制程，且电极需预先埋入基材的中，再将含电极的基材以涂布或含浸的方式，将高分子正温度系数材料附着在含电极的基材上。此二方法虽然改善传统发热体的问题，但仍然存在不易生产及因电阻较高需要较高电压(≧12V)驱动发热的问题。且因此二专利所制造的发热体为纤维状，故机械强度不足，造成与电源的连接需以特殊方法接合，降低了可使用性。现有技术的高分子正温度系数材料是以制作成组件(Component)，辅以插件焊、表面黏着回焊、轴向点焊方式附加在电路板上，形成过电流保护回路；或是以平行电缆的结构，连接市电电源(110Vac－240Vac)产生热的方式，达到其设计功效与目的。请参见图1所示，图1为现有技术的高分子正温度系数组件的立体示意图，现有技术的高分子正温度系数组件900是将结晶性热塑性高分子与导电材料及功能性添加剂，依据性能需要调整比例混合，藉由混炼设备进行熔融混合后，得到成分均匀分散的导电复合材料，再将这些已经经过混炼的导电复合材料，藉由热压或是薄板压出的方式形成高分子正温度系数材料层901，将上电极902、下电极903均匀压合在此高分子正温度系数材料层901的正反表面，形成一三明治结构的高分子正温度系数组件。
技术实现思路
本技术提供一种高分子正温度系数材料组件，通过电路结构的特殊设计方式，因而具有可以直接或间接将电源接口与高分子正温度系数材料层连接的特性，使得高分子正温度系数材料不仅可以应用在电路保护上，亦可做为可携式重复使用的恒温安全发热体。本技术的一种高分子正温度系数材料组件，至少包括有一高分子正温度系数材料层、分设在高分子正温度系数材料层的两面的二电极组、二导通孔以电性连接两同极电极、及一USB接口。其中每一电极组至少包括两相邻但不相连的正负极电极，且第一表面的正极电极与第二表面的负极电极的正交投影面积大于10%。本技术一实施例中，第一表面和第二表面填敷有一导热材，且导热材的面积至少等于高分子正温度系数材料层。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件还包括有一外壳。本技术一实施例中，电极组的至少二电极互为栅状交错设置在高分子正温度系数材料层。本技术一实施例中，一电极组还包括另一电极以形成一开路，此电极一端连接在电源接口的输入端。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件还连接在一控制电路或一需保护的电路。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件连接一电源后的加热温度低于70℃。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料层的任一表面还填敷一电路层。本技术的另一种高分子正温度系数材料组件，至少包括有：一高分子正温度系数材料层，其包括有一第一表面和一第二表面；一第一电极组，设置在第一表面，并包括有一第一电极和一第二电极，第一电极和第二电极栅状交错分布在第一表面；一第二电极组，设置在第二表面，并包括有一第三电极和一第四电极，第三电极和第四电极栅状交错分布在第二表面；一第一导通孔，电性连接第一电极和第三电极；一第二导通孔，电性连接第二电极和第四电极；及一电源接口，包括有一输入端和一输出端，输入端连接在第一电极，输出端连接在第二电极；本技术一实施例中，第一电极组的第一电极和第二电极组的第四电极正交投影区域大于10%，第一电极组的第二电极和第三电极组正交投影区域大于10%。本技术一实施例中，第一表面和第二表面填敷有一导电热材，且导电热材的面积至少等于高分子正温度系数材料层。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件还包括有一外壳。本技术一实施例中，电源接口为一USB组件。本技术一实施例中，第一电极组还包括一第五电极以形成一开路，第五电极的一端连接在电源接口的输入端，另一端具有一第三导通孔。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件经由第三导通孔还串连接在一控制电路或一需保护的电路。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料组件连接一电源后的表面温度低于70℃。本技术一实施例中，高分子正温度系数材料层的任一表面还填敷一电路层。本技术的高分子正温度系数材料组件在连接电源后，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件包括有：一高分子正温度系数材料层，其包括有一第一表面和一第二表面；二电极组，一电极组设置在所述第一表面，另一电极组设置在所述第二表面，每一电极组至少包括两相邻但不相连的正负极电极，且所述第一表面的正极电极与所述第二表面的负极电极的正交投影面积大于10％；二导通孔，导通所述两电极组，使所述两电极组电性连接；及一USB接口，包括有一输入端和一输出端，所述输入端和所述输出端分别相连至其中一电极组的各电极上。

【技术特征摘要】
1.一种高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件包括有：一高分子正温度系数材料层，其包括有一第一表面和一第二表面；二电极组，一电极组设置在所述第一表面，另一电极组设置在所述第二表面，每一电极组至少包括两相邻但不相连的正负极电极，且所述第一表面的正极电极与所述第二表面的负极电极的正交投影面积大于10％；二导通孔，导通所述两电极组，使所述两电极组电性连接；及一USB接口，包括有一输入端和一输出端，所述输入端和所述输出端分别相连至其中一电极组的各电极上。2.如权利要求1所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述第一表面和所述第二表面填敷有一导热材，且所述导热材的面积至少等于所述高分子正温度系数材料层。3.如权利要求1或2所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件还包括有一外壳。4.如权利要求3所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述电极组的至少二电极互为栅状交错设置在所述高分子正温度系数材料层。5.如权利要求4所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述电极组还包括另一电极以形成一开路，此电极一端连接在一电源接口的输入端。6.如权利要求5所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件还连接在一控制电路或一需保护的电路。7.如权利要求6所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件连接一电源后的加热温度低于70℃。8.如权利要求7所述的高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料层的任一表面还填敷一电路层。9.一种高分子正温度系数材料组件，其特征在于，所述高分子正温度系数材料组件包括有：一高分子正温度系数材料层，其包括有一第一表面和一第二表面；一第一电极组，设...

【专利技术属性】
技术研发人员：古奇浩，
申请(专利权)人：弈禔股份有限公司，
类型：新型
国别省市：中国台湾,71