一种过电流保护元件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种表面贴装高分子PTC过电流保护元件，包括具有电阻正温度系数效应的复合材料片材、绝缘层、端电极，至少有一导电孔存在于电阻正温度系数效应的复合材料片材内部，且不与端电极接触。本实用新型专利技术元件存在三个导电孔，且起电路保护作用的第一导电孔以通孔、盲孔或位于元件内部的局部盲孔形式存在，不与端电极（焊盘）直接接触，避免焊盘上的锡进入孔内而减少焊盘本身的锡量，同时当孔内有污染时也不会影响端电极（焊盘）的可焊性；元件的非焊接面最外层可以增加绝缘层、金属箔层或两种中的任意组合层来增强元件强度；电路设计尤其适合超小型PTC贴片制造工艺，可批量量产。

An over-current protection element

【技术实现步骤摘要】
一种过电流保护元件
本技术涉及一种表面贴装高分子PTC(positivetemperaturecoefficient)过电流保护元件，以导电高分子聚合物复合材料为主材并有特殊导电孔设计的一种过电流保护元件。
技术介绍
过电流保护元件被用于电路保护，使其免于因过热或过流而出现故障甚至烧毁。过电流保护元件通常包含两端电极及位于中间的具有正温度系数的电阻材料。其在室温下处于低阻状态，当温度升高或电流短路时，其电阻跃迁至数千倍以上，来达到降低电路中电流的效果，起到保护作用。当温度恢复或故障电流排除后，PTC电阻恢复正常。以此达到重复使用的，故此为自恢复保险丝（PTC）。目前市场应用趋向于小型化发展，更小更薄。常规的1812、1206等封装尺寸，技术上已经相当成熟。而小型化的0402、乃至超小型的0201甚至01005类封装要求也渐渐有市场需求出现。此种小型化产品对于制程能力、电路设计都将是一个巨大的挑战。专利CN103594213中所公布的设计，等效为两个电阻串联，该设计元件电阻高，通流能力小。为此，如何在超小型化的产品上设计导电通路以达到各电极层之间的导通，并提升PTC的有效面积，在元件电阻小的情况下，通流能力提升是目前的技术难题。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有可量产，提供一种过电流保护元件，在超小型化的同时，提升PTC的有效面积和通流能力。本技术目的通过下述技术方案实现：一种表面贴装高分子PTC过电流保护元件，包括具有电阻正温度系数效应的复合材料片材、绝缘层、端电极，至少有一个复合材料片材上的导电孔存在于电阻正温度系数效应的复合材料片材内部，且不与端电极接触，其中，1）具有电阻正温度系数效应的复合材料片材包括：a)所述的电阻正温度系数效应的复合材料片材具有相对的第一、第二表面以及第一、第二端面；b)第一导电电极，位于导电复合材料基层的第一表面；c)第二导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面；d)第三导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面，且与该第二导电电极之间电气隔离；e)第一导电孔，存在于复合材料片材内部，用于复合材料片材中的第一导电电极与第二导电电极电气连接；f)第二导电孔，用于复合材料片材中的第二导电电极电气连接第一端电极；g)第三导电孔，用于复合材料片材中的第三导电电极电气连接第二端电极；2)绝缘层：贴覆于所述第二、第三导电电极层与第一、第二端电极层之间，用于电气隔离，并且第二、第三导电孔穿过该绝缘层；3)端电极：第一端电极，位于整个元件的最外层，连接第二导电孔，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路一极电气相连；第二端电极，与第一端电极电气隔断，位于整个元件的最外层，并连接第三导电孔，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路另一极电气相连。本技术提供的PTC过电流保护元件，有别于常规的贴片PTC的两端通孔设计，起电路保护作用的第一导电孔不与端电极（焊盘）直接接触，通过特殊设计的导电孔，实现元件内部的电路导通。且此特殊设计也可满足目前PCB工艺实现量产的要求。在上述方案基础上，所述的第二导电电极与第三导电电极可以是任意规则或不规则图形。在上述方案基础上，所述的第一导电孔可以是通孔、盲孔或位于元件内部的局部盲孔形式存在。在上述方案基础上，所述的过电流保护元件四角或两边或四边设置绝缘件，以增加元件强度。在上述方案基础上，所述的过电流保护元件为单焊接面表面贴装元件。在上述方案基础上，元件非焊接面最外层增加绝缘层、金属箔层或两种中的任意组合层来增强元件强度。本技术一种过电流保护元件通过下述制备方法得到：由具有电阻正温度系数效应的导电高分子材料基层和紧密贴覆于该高分子材料基层两面的第一导电电极和第二导电电极形成复合材料片材；对复合材料片材通过内层图形转移蚀刻技术使复合片材的导电电极蚀刻出绝缘槽，然后将两绝缘层叠放于完成蚀刻的复合材料片材的上、下表面，并分别覆盖金属箔，进行高温压合形成基板，得到包括第一、二和三导电电极的复合材料基板；之后，将基板经过后续的钻孔、镭射孔、沉铜、镀铜、蚀刻外层图形、印刷阻焊油墨、固化阻焊油墨等步骤，得到包括第一、二和三导电孔，及第一、二端电极的超小型表面贴装高分子PTC过电流保护器件，其中，第一导电电极和第二导电电极通过第一导电孔电气连接；第二导电电极通过第二导电孔与第一端电极电气连接；第三导电电极通过第三导电孔与第二端电极电气连接；第二、三导电电极由绝缘槽电气隔离；第一导电电极通过高分子复合材料基层与第三导电电极形成通路。以上制备步骤也可根据实际设计可调整前后顺序以达到最终目的。本技术中以复合材料片材为基板，采用印制线路板中的压合、钻孔、沉铜电镀等工艺制成包括第一导电孔的元件初始结构；该初始结构经蚀刻外层图形、印刷阻焊油墨、固化阻焊油墨等步骤，即可得表面贴装型高分子PTC过电流保护元件。在线路板工艺制造过程中，采用机械或镭射钻孔后沉铜电镀工艺实现了电路的导通,通过特殊设计的导电孔，实现内层电极的导通，以获得超小型化表面贴装高分子PTC过电流保护器件。本技术具有以下特点：本技术以具有电阻正温度系数效应的复合材料片材为初始结构；在元件内存在三个导电孔，其中，第一导电孔以通孔、盲孔或位于元件内部的局部盲孔形式存在，且不与焊接面接触；3.本电路设计尤其适合超小型PTC贴片制造工艺。本技术具有以下特点：1.保护元件起电气连接作用的第一导电孔并不与端电极（焊盘）直接接触，避免焊盘上的锡进入孔内而减少焊盘本身的锡量，同时当孔内有污染时也不会影响端电极（焊盘）的可焊性；2.本技术导电孔可包含盲孔、通孔或位于元件内部的局部盲孔形式存在；3.本技术元件为单焊接面表面贴装类型，这种单焊接面表面贴装元件的特点有：元件非焊接面最外层可以增加绝缘层、金属箔层或两种中的任意组合层来增强元件强度；4.本技术的电路设计尤其适合超小型PTC贴片制造工艺。附图说明图1，实施例1过电流保护元件截面结构示意图；图2，图1去除非焊接面一金属箔的过电流保护元件截面示意图；图3，实施例2过电流保护元件截面结构示意图；图4，实施例3过电流保护元件截面结构示意图；图5，实施例4过电流保护元件截面结构示意图；图6：对实施例4的改进结构示意图；标号说明1——高分子导电复合材料基层；2——第一导电电极；2a——第二导电电极；2b——第三导电电极；2c——绝缘槽一；3、3a、3b——绝缘层一、二、三；4——第一端电极；4a——第二端电极；5、5a——第一、二金属箔；5c——绝缘槽二；6、6’、6’’——第一导电孔；6a——第二导电孔；6b——第三导电孔；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面贴装高分子PTC过电流保护元件，包括具有电阻正温度系数效应的复合材料片材、绝缘层、端电极，其特征在于至少有一个导电孔存在于电阻正温度系数效应的复合材料片材内部，且不与端电极接触，其中，/n1）具有电阻正温度系数效应的复合材料片材包括：/na) 所述的电阻正温度系数效应的复合材料片材具有相对的第一、第二表面以及第一、第二端面；/nb) 第一导电电极，位于导电复合材料基层的第一表面；/nc) 第二导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面；/nd) 第三导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面，且与该第二导电电极之间电气隔离；/ne) 第一导电孔，存在于复合材料片材内部，用于复合材料片材中的第一导电电极与第二导电电极电气连接；/nf)第二导电孔，用于复合材料片材中的第二导电电极电气连接第一端电极；/ng)第三导电孔，用于复合材料片材中的第三导电电极电气连接第二端电极；/n2）绝缘层：贴覆于所述第二、第三导电电极层与第一、第二端电极层之间，用于电气隔离，并且第二、第三导电孔穿过该绝缘层；/n3）端电极：/n第一端电极，位于整个元件的最外层，连接第二导电孔，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路一极电气相连；/n第二端电极，与第一端电极电气隔断，位于整个元件的最外层，并连接第三导电孔，作为焊盘使用，焊接至电路中后使元件与外电路另一极电气相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种表面贴装高分子PTC过电流保护元件，包括具有电阻正温度系数效应的复合材料片材、绝缘层、端电极，其特征在于至少有一个导电孔存在于电阻正温度系数效应的复合材料片材内部，且不与端电极接触，其中，
1）具有电阻正温度系数效应的复合材料片材包括：
a)所述的电阻正温度系数效应的复合材料片材具有相对的第一、第二表面以及第一、第二端面；
b)第一导电电极，位于导电复合材料基层的第一表面；
c)第二导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面；
d)第三导电电极，位于导电复合材料基层的第二表面，且与该第二导电电极之间电气隔离；
e)第一导电孔，存在于复合材料片材内部，用于复合材料片材中的第一导电电极与第二导电电极电气连接；
f)第二导电孔，用于复合材料片材中的第二导电电极电气连接第一端电极；
g)第三导电孔，用于复合材料片材中的第三导电电极电气连接第二端电极；
2）绝缘层：贴覆于所述第二、第三导电电极层与第一、第二端电极层之间，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周阳，方勇，侯晓旭，黄贺军，吴国臣，
申请(专利权)人：上海维安电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31