正温度系数元件制造技术

一种正温度系数元件包含电流及温度感测元件、第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层及第二电极层。该电流及温度感测元件为层叠结构，包含第一导电层、第二导电层及PTC材料层。该第一导电层设于该PTC材料层的第一表面，第二导电层设于该PTC材料层的第二表面，第二表面位于第一表面的相对侧。该第一绝缘层设置于该第一导电层表面，该第二绝缘层设置于该第二导电层表面。该第一电极层设置于该第一绝缘层表面，且电气连接该第一导电层。该第二电极层设置于该第二绝缘层表面，且电气连接该第二导电层。该电流及温度感测元件的转角处设有绝缘件。

Positive temperature coefficient element

【技术实现步骤摘要】
正温度系数元件
本专利技术关于一种热敏电阻，特别涉及一种正温度系数(PositiveTemperatureCoefficient；PTC)元件。
技术介绍
正温度系数元件可被用于保护电路，使其免于因过热或流经过量电流而损坏。正温度系数元件通常包含两电极及位在两电极间的电阻材料。此电阻材料具正温度系数特性，亦即在室温时具低电阻值，而当温度上升至一临界温度或电路上有过量电流产生时，其电阻值可立刻跳升数百或数千倍以上，借此抑制过量电流通过，以达到电路保护的目的；或应用于过温度检测电路，可预先检测周围温度，以指示后端电路启动过温度保护动作，如关机或停止供电等动作。当温度降回室温后或电路上不再有过电流的状况时，正温度系数元件可回复至低电阻状态，而使电路重新正常操作。这种可重复使用的优点，使正温度系数元件取代保险丝或其他温度感测元件，而被更广泛运用在高密度电子电路上。未來的电子产品，将朝着具有轻、薄、短、小的趋势发展，以使得电子产品能更趋于迷你化。例如以手机而言，PTC过电流保护元件是设置于保护电路模块(ProtectiveCircuitModule；PCM)上，其外接电极片将占据一定的空间，因此超薄化的过电流保护元件有其强烈需求。在表面粘着元件(Surfacemountabledevice；SMD)的过电流保护应用上，如何降低保护元件厚度，实为当今技术上的一大挑战。举例而言，依照SMD0201的规格要求，长度为0.6±0.03mm，宽度为0.3±0.03mm，厚度为0.25±0.03mm。制作时长、宽尺寸较无问题，但厚度要求则不易达到。目前压板线碳黑板材可压至最薄为0.20mm，但在陶瓷粉板材则最薄为0.2～0.23mm，若仍采用含预浸玻纤材料(prepreg；PP层)及内、外层线路的设计(参美国专利US6,377,467)，不仅厚度不符合要求，如果厚度接近或甚至大于宽度，后续生产包装及客户使用时，将出现因厚度过厚造成元件翻转问题。另外，因包含内层线路及外层线路，在制作小尺寸产品时，易有内、外层线路对位不准确问题，生产良率将一并受到影响。美国专利US9,007,166针对前述问题提出改良，直接以PTC基板作设计，不需增加prepreg层及外层电极层，仅将其中一边的电极面蚀刻或切割隔离线，区分成左右电极，可以将PTC过电流保护元件的厚度控制于小于等于0.28mm。然而，因为两边的电极面并非对称而有正反面，后续进行电气检测和包装时，需区分正反面而较为麻烦，且隔离线若制作时因材料涨缩影响而有偏差，会造成左右电极一大一小而影响到电气特性。另外，元件无prepreg结构支撑，制作过程中可能有强度较为不足而容易断裂的问题。此外，PTC材料于切割工艺时易受切割时高温程熔融状，在切割第一刀(例如X轴)时，熔融状材料可随刀片往后带离，毛边相对较少，但在切割第二刀时(例如Y轴)，因第一刀沟槽已形成，熔融状材料有一部分则往第一刀沟槽填入形成毛边。此毛边问题在大尺寸元件上相对较小，但在小尺寸元件上则相对较大，在后续卷带包装、SMT打件及焊接工艺上将造成影响。除了PTC材料毛边影响较大外，切割后铜层延展的毛边也会于切割时形成，对于特别是小尺寸的例如SMD0201结构元件亦会造成后续卷带包装、SMT打件及焊接工艺上将造成影响。综上，在正温度系数元件小型化的同时，如何减少切割毛边的问题，避免影响到后续卷带包装、SMT打件及焊接品质，是目前业界的一大挑战。
技术实现思路
本专利技术公开一种正温度系数元件，提供过电流保护及/或温度感测功能。该正温度系数元件，于其中的电流及温度感测元件转角处设置绝缘件，可提升产品结构强度，避免切割毛边产生，进而增加制造良率。根据本专利技术的一实施例，正温度系数元件包含电流及温度感测元件、第一绝缘层、第二绝缘层、第一电极层及第二电极层。该电流及温度感测元件为层叠结构，包含第一导电层、第二导电层及PTC材料层。该第一导电层设于该PTC材料层的第一表面，第二导电层设于该PTC材料层的第二表面，第二表面位于第一表面的相对侧。该第一绝缘层设置于该第一导电层表面，该第二绝缘层设置于该第二导电层表面。该第一电极层设置于该第一绝缘层表面，且电气连接该第一导电层。该第二电极层设置于该第二绝缘层表面，且电气连接该第二导电层。该电流及温度感测元件的转角处设有绝缘件。一实施例中，该绝缘件延伸通过该第一导电层、第二导电层及PTC材料层的层叠结构。一实施例中，该第一电极层和第二电极层作为该正温度系数元件焊接于一电路板的爬锡面。一实施例中，该绝缘件包含预浸玻纤材料或树脂。一实施例中，绝缘件的硬度大于PTC材料层的硬度。一实施例中，绝缘件的玻璃转换温度(Tg)大于PTC材料层的玻璃转换温度达50℃以上。一实施例中，该第一电极层、第一绝缘层、第一导电层、PTC材料层、第二导电层、第二绝缘层及第二电极层按序层叠。一实施例中，该第一电极层、第一绝缘层、第一导电层、PTC材料层、第二导电层、第二绝缘层及第二电极层形成一底平面，该底平面朝向该电路板，作为焊接至该电路板的界面。一实施例中，该正温度系数元件另包含第一导电孔和第二导电孔。该第一导电孔通过该第一绝缘层，且连接该第一电极层和第一导电层。该第二导电孔通过该第二绝缘层，且连接该第二电极层和第二导电层。一实施例中，该第一导电孔位于第一绝缘层的中央或侧边，且该第二导电孔位于第二绝缘层的中央或侧边。一实施例中，该第一绝缘层、第一导电层、PTC材料层、第二导电层及第二绝缘层形成一底平面，该底平面朝向该电路板，该第一电极层外缘相对于该第一绝缘层内缩形成缺口，且该第二电极层外缘相对于该第二绝缘层内缩形成缺口。一实施例中，该第一电极层外缘包含延伸至第一绝缘层边缘的延伸块，该第二电极层外缘包含延伸至第二绝缘层边缘的延伸块。本专利技术的正温度系数元件于初期的印刷电路板(PCB)工艺时，先将形成电流及温度感测元件的材料基板于垂直和水平切割道交会处进行钻孔，之后以树脂填充或prepreg压合时自动填入孔中，形成绝缘件。该绝缘件最后形成于该电流及温度感测元件的转角处，可避免或降低切割所产生的毛边问题，进而改善后续卷带包装及焊接问题。另外，本专利技术一实施例的正温度系数元件，将位于层叠件两侧的第一电极层和第二电极层作为该正温度系数元件焊接于一电路板的爬锡面，特别适于小型化应用。附图说明图1～5显示本专利技术一实施例的正温度系数元件的制作流程。图6显示本专利技术一实施例的正温度系数元件的立体结构示意图。图7显示本专利技术一实施例的正温度系数元件的应用剖面示意图。图8显示本专利技术另一实施例的正温度系数元件的立体结构示意图。图9显示本专利技术另一实施例的正温度系数元件的制作方式。图10显示本专利技术又一实施例的正温度系数元件的立体结构示意图。图11显示本专利技术又一实施例的正温度系数元件的制作方式。图12显示本专利技术再一实施例的正温度系数元件的立体结构示意图。附图标记列表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正温度系数元件，包含：/n一电流及温度感测元件，其为层叠结构，包含第一导电层、第二导电层及PTC材料层，该第一导电层设于该PTC材料层的第一表面，第二导电层设于该PTC材料层的第二表面，第二表面位于第一表面的相对侧；/n一第一绝缘层，设置于该第一导电层表面；/n一第二绝缘层，设置于该第二导电层表面；/n一第一电极层，设置于该第一绝缘层表面，且电气连接该第一导电层；以及/n一第二电极层，设置于该第二绝缘层表面，且电气连接该第二导电层；/n其中该电流及温度感测元件的转角处设有绝缘件。/n

【技术特征摘要】
20180927 TW 1071341081.一种正温度系数元件，包含：
一电流及温度感测元件，其为层叠结构，包含第一导电层、第二导电层及PTC材料层，该第一导电层设于该PTC材料层的第一表面，第二导电层设于该PTC材料层的第二表面，第二表面位于第一表面的相对侧；
一第一绝缘层，设置于该第一导电层表面；
一第二绝缘层，设置于该第二导电层表面；
一第一电极层，设置于该第一绝缘层表面，且电气连接该第一导电层；以及
一第二电极层，设置于该第二绝缘层表面，且电气连接该第二导电层；
其中该电流及温度感测元件的转角处设有绝缘件。


2.根据权利要求1的正温度系数元件，其中该绝缘件延伸通过该第一导电层、第二导电层及PTC材料层的层叠结构。


3.根据权利要求1的正温度系数元件，其中该第一电极层和第二电极层作为该正温度系数元件焊接于一电路板的爬锡面。


4.根据权利要求1的正温度系数元件，其中该绝缘件包含预浸玻纤材料或树脂。


5.根据权利要求1的正温度系数元件，其中该绝缘件的硬度大于PTC材料层12的硬度。


6.根据权利要求1的正温度系数元件，其中该绝缘件的玻璃转换温度大于PTC材料层的玻璃转换温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾郡腾，王绍裘，利文峰，
申请(专利权)人：聚鼎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71