一种新型贴片式过流保护元件制造技术

本实用新型专利技术公开一种新型贴片式过流保护元件及制造方法，其特征在于：采用聚合物基PTC材料和渗流型聚合物电容并联结构，可以在不降低保持电流的状态下通过渗流型聚合物电容芯片充电有效降低短时间大电流冲击引起的PTC电阻性能劣化，当长时间大电流状态时，PTC芯片过流大幅度升阻切断电路，起保护电路的作用。渗流型聚合物电容采用三相复合材料的设计，高介电半导体填料为包覆核壳结构，聚合物基体为胶粘剂，无需另外制作电容芯片，用渗流型电容聚合物替代SMD工艺中的传统粘胶，制作方法与传统PPTC贴片元件近似，结构紧凑，利于电子电路的小型化设计。

A new type of chip type over-current protection element

【技术实现步骤摘要】
一种新型贴片式过流保护元件
本技术涉及一种新型贴片式过流保护元件，属于电子学和材料科学

技术介绍
聚合物基正温度系数复合材料(PPTC)材料是以绝缘高分子材料为基体，加入导电填料制备而成，在室温下导电填料形成渗流通路，材料具有较高电导率，过流升温时渗流网络被破坏引起电阻指数上升，切断电路实现保护功能，适用于各种电子电路的过流保护。对于相同配方成分的PTC芯片，如果要增大芯片的耐压耐流性能，需要增加厚度，提高元件电阻，会使得元件的保持电流降低。专利(200610000389.5)提出采用多个芯片并联的贴片式元件可提高相同尺寸元件电流承载能力，但在不稳定电路中或故障状态下的短时尖峰电流往往远高于芯片的承载电流，反复冲击会使得PTC电阻性能疲劳劣化甚至烧毁，带来不安全因素。专利(CN106205912A)提出包含聚合物基PTC芯片和聚合物基电容芯片并联结构过流保护元件，用于抵消尖峰电流，适当减缓PTC动作时间的作用。但是传统的嵌入式聚合物基的介质电容主要采用高介电常数的铁电陶瓷粉体与聚合物基体进行复合制备，介电常数通常不高(～30)，电容接近nF级，滤波效果有限。渗流型复合介电材料是一种获得高介电常数的有效途径，介电材料与低于渗流阈值含量的导电材料复合其介电常数可以达到1000，较高填料含量时可以超过2000，可大大提高容值和滤波效率，但随之带来损耗的急剧升高，高频信号下引起发热。但在通常的直流线路中，故障尖峰电流多为单向或者低频，高频率尖峰电流几乎不会出现，因此可以采用渗流型聚合物电容起到平缓电流作用。
技术实现思路
针对现有技术缺陷，本技术提供一种新型贴片式过流保护元件，其特征在于：采用聚合物基PTC材料和渗流型聚合物电容并联结构，元件包含：至少一个聚合物基PTC芯片，其包含第一电极箔、第二电极箔及一层夹在该第一和第二电极箔间的具有正温度系数效应的材料层；至少一个渗流型聚合物电容胶层，贴附在电极箔上，使芯片牢固结合；二端电极和引脚，聚合物基PTC芯片和渗流型聚合物电容胶层为叠层并联结构。聚合物基PTC芯片是由正温度系数复合材料层和第一、第二金属电极箔构成的“三明治”结构，芯片的体积电阻率不大于200μΩ·cm；第一、第二金属电极箔为镍箔或镀镍铜箔。元件可包含超过一个聚合物基PTC芯片，多个聚合物基PTC芯片由渗流型聚合物电容胶层粘结所有芯片和胶层之间均为并联结构。新型贴片式过流保护元件在线路中呈L型或∏型滤波保护结构，用于电子线路的过流过温保护，并对单向或低频的短时尖峰电流有过滤平缓作用。本技术的优点在于：该类型贴片式过流保护元件可以在不降低保持电流的状态下通过渗流型聚合物电容芯片充电有效降低短时间大电流冲击引起的PTC电阻性能劣化，当长时间大电流状态时，PTC芯片过流大幅度升阻切断电路，起保护电路的作用。渗流型聚合物电容起到胶粘作用，无需另外制作电容芯片，用渗流型电容聚合物替代SMD工艺中的传统粘胶，制作方法与传统PPTC贴片元件近似，结构紧凑，利于电子电路的小型化设计。附图说明图1采用本技术(实施例1，2)新型贴片式并联结构过流保护元件结构示意图。图2采用本技术(实施例3)新型贴片式并联结构过流保护元件结构示意图。图3采用本技术(实施例4)新型贴片式并联结构过流保护元件结构示意图。1-聚合物PTC芯层3-侧电极4-内电极箔5-渗流型聚合物电容胶层7-引脚具体实施方式实施例1：一种新型贴片式过流保护元件，结构如图1所示：聚合物基PTC芯材为高密度聚乙烯(HDPE)和碳化钨陶瓷粉共混复合材料，内电极箔为镀镍铜箔；PCB图形化后的PTC芯片外表面压合有渗流型聚合物电容胶粘结胶层，渗流型聚合物电容胶层的由聚氨酯胶粘剂基体和碳包覆钛酸钡填料构成，渗流型聚合物电容胶层与PTC芯层为并联的电气结构，得到如图1所示的贴片式过流保护元件。当元件处于平稳工作状态下时，聚合物基PTC芯片导通，聚合物基电容芯片不起作用；当出现短时尖峰电流时，聚合物基电容芯片充电，起到稳定电路和保护PTC芯片的作用；当长时间大电流状态时，PTC芯片过流大幅度升阻切断电路，起保护电路的作用。实施例2：一种新型贴片式过流保护元件，外部结构和制造方式同实施例1。聚合物基PTC芯材为PVDF和碳黑共混复合材料，渗流型聚合物电容胶层的由有机硅胶粘剂基体和聚苯胺包覆锆钛酸铅填料构成，内电极箔为镍箔。实施例3：一种贴片式并联结构过流保护元件，结构如图2所示：元件为两个聚合物基PTC芯材和多个渗流型聚合物电容胶层并联结构。聚合物基PTC芯材为尼龙1012和碳化钛陶瓷粉共混复合材料，渗流型聚合物电容胶层的由环氧胶粘剂基体和聚吡咯包覆钛酸铜钙填料构成，内电极箔为镀镍铜箔。两个聚合物基PTC芯材用于提升元件的保持电流，满足大电流的放电同时可以实现低电流下过温保护；渗流型聚合物电容胶层提供尖峰电流的缓冲能力。元件用于大电流负荷且很不稳定的电路环境中。实施例4：一种贴片式并联结构过流保护元件，结构如图3所示：元件为三个聚合物基PTC芯材和多个渗流型聚合物电容胶层并联结构。聚合物基PTC芯材为聚丙烯和二硼化钛陶瓷粉共混复合材料，渗流型聚合物电容胶层的由丙烯酸胶粘剂基体和PEDOT包覆钛酸锶钡填料构成，内电极箔为镀镍铜箔。本技术不局限于上述实施方式，任何人再本技术启示下都可得出其他各种形式的产品，不论其在形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近的技术方案，均落在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型贴片式过流保护元件，其特征在于：采用聚合物基PTC材料和渗流型聚合物电容并联结构，元件包含：/n至少一个聚合物基PTC芯片，其包含第一电极箔、第二电极箔以及一层夹在该第一和第二电极箔间的具有正温度系数效应的材料层；/n至少一个渗流型聚合物电容胶层，贴附在电极箔上，使PTC芯片牢固结合；/n二端电极和引脚；/n聚合物基PTC芯片和渗流型聚合物电容胶层为叠层并联结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型贴片式过流保护元件，其特征在于：采用聚合物基PTC材料和渗流型聚合物电容并联结构，元件包含：
至少一个聚合物基PTC芯片，其包含第一电极箔、第二电极箔以及一层夹在该第一和第二电极箔间的具有正温度系数效应的材料层；
至少一个渗流型聚合物电容胶层，贴附在电极箔上，使PTC芯片牢固结合；
二端电极和引脚；
聚合物基PTC芯片和渗流型聚合物电容胶层为叠层并联结构。


2.根据权利要求1所述一种新型贴片式过流保护元件，其特征在于：聚合物基PTC芯片是由正温度系数复合材料层和第一、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪元元，
申请(专利权)人：上海萃励电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31