一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法技术

本发明专利技术属于电阻技术领域，尤其涉及一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，至少包括如下步骤：第一步，在双螺杆造粒机中采用双螺杆造粒加工的方式将聚合物和导电物质混合在一起并造粒，形成混合物；第二步，在单螺杆挤出成型机中采用单螺杆挤出加工工艺将第一步得到的混合物熔融挤出，形成PPTC片状材料，将该片状材料形成于上电极铜箔和下电极铜箔之间，形成PPTC芯片；第三步，对第二步形成的PPTC芯片进行电子束辐照处理；第四步，对PPTC芯片进行冲压，然后通过组装或者经过PCB加工工艺形成自恢复保险丝。现对于现有技术，本发明专利技术通过优化低阻热敏电阻的制作工艺，可以获得电阻分布均匀性很好、更低电阻特性的低阻热敏电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法
本专利技术属于电阻
，尤其涉及一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法。
技术介绍
自恢复保险丝由具有正温度系数效应的正温度系数高分子复合材料制成(PolymerPositiveTemperatureCoefficient简称PPTC)，所谓的正温度系数效应指的是在一定的温度范围内，材料自身的电阻率会随温度的升高而增大，当温度升高其阻值会从低阻态逐步向高阻态变化，达到并稳定在高阻状态，从而降低回路电流值；当电路或温度恢复正常后，其阻值又从高阻态恢复到低阻态又可以正常使用，这就是其自恢复特性。聚合物正温度系数自恢复保险丝具有电阻对温度变化反应灵敏的特性，可作为电流或温度感测的材料，已广泛运用于过电流或过温保护电路上，涉及汽车运用领域，工业控制运用领域，家用电器运用领域，电脑便携式设备运用领域，手机蓝牙等消费类电子领域。低阻PPTC热敏电阻广泛运用在手机电池保护、快充数据线TypeC端口保护、USB3.0端口保护、汽车适配器端口保护、蓝牙耳机安全保护等领域，由于这些产品的小型化和轻量化，实际运用功率要求越来越高，即电压及电流等级越来越高，这就要求低阻PPTC热敏电阻阻值需要越来越低，阻值稳定性要高，耐热性耐候性好，抗老化能力高。现有技术中的自恢复保险丝一般加工流程如下：先将聚合物和导电物开炼式加工或混炼加工，形成复合物，然后对复合物进行压合加工以形成PPTC(高分子PTC)芯片，最后将PPTC芯片进行冲压，切割或经过PCB加工成自恢复保险丝。其流程相对简单，但一致性差。其中的高分子PTC(PPTC)材料是由一种或几种导电粒子与一种或几种结晶或半结晶高分子材料及各种添加剂复合加工而成，现有复合加工方式主要选择开炼式加工或混炼加工，再破碎成粒子或造粒；该开炼加工方式为开放式，需要人工不停打包混合，存在打包不均匀，湿气裹入材料里面及污染风险。打包不均匀会导致电阻率一致性差，性能不稳定的风险。混炼加工方式是在密闭室混炼，但具有内温控制不精准及混炼均匀性不好的缺点，最终导致材料阻值分布不均匀。而且在将复合物压合加工成PPTC芯片的过程中，主要是通过压机将复合加工好的PPTC复合材料上下表面覆盖电极铜箔；压合时需要专用缓冲材料——铁氟龙脱模布，其与钢板形成多层结构。该工艺存在的问题点是厚度一致性差及复合材料混合均匀性不好，导致阻值分布不够均匀。厚度一致性差的原因是多层结构由缓冲材料，铁氟龙脱模布及钢板叠层压合工艺，存在叠层多重定位，累积公差大，压力不均匀等缺陷。这两种工艺上的缺陷导致高分子自恢复保险丝(PPTC)阻值不均匀，性能不稳定。针对现有技术的不足，本申请旨在提供一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，以提高产品电阻一致性及性能稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，以提高产品电阻一致性及性能稳定性。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，至少包括如下步骤：第一步，在双螺杆造粒机中采用双螺杆造粒加工的方式将聚合物和导电物质混合在一起并造粒，形成混合物；第二步，在单螺杆挤出成型机中采用单螺杆挤出加工工艺将第一步得到的混合物熔融挤出，形成PPTC片状材料，将该片状材料形成于上电极铜箔和下电极铜箔之间，形成PPTC芯片；第三步，对第二步形成的PPTC芯片进行电子束辐照处理；第四步，对PPTC芯片进行冲压，然后通过组装或者经过PCB加工工艺形成低阻热敏电阻。PPTC芯片制作完成后，可根据自恢复保险热敏电阻形状要求。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，第一步中，聚合物和导电物质的质量比为(2-10)：(90-98)。按体积比，导电物质占比是聚合物粉末占比的3倍多。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，第一步中，所述聚合物为聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯丁二烯-丙烯腈共聚物、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和聚丙烯中的至少一种；导电物质为碳化钛、碳化钒、碳化锆、碳化钨、碳化铌、碳化钼、硼化钛、硼化钒、硼化锆、硼化铌和氮化钛中的至少一种。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，所述导电物质的粒径大小介于0.01μm至20μm之间。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，第一步中双螺杆造粒加工的具体工艺为：将聚合物和导电物质预混后从喂料口加入自控温加热料筒内，二者经过双螺杆均匀混合后从出料模头挤出，形成混合物，混合过程中，湿气通过设置于自控温加热料筒上的排气孔和抽真空口排出。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，自控温加热料筒设置为八个，其中，最远离出料模头的第一自控温加热料筒内的温度为110℃-130℃，第二自控温加热料筒至第八自控温加热料筒的温度为220℃～270℃，出料模头的温度为220～270℃；抽真空口的真空度小于500Psi；双螺杆的转速为8～15rpm。因为材料密度落差大，材料加工如果采用早期开炼式或混炼式加工，材料混合均匀性不好，导致材料阻值一致性差，而且容易裹入湿气或杂质污染风险；本专利技术通过该工艺将聚合物和导电物质均匀的混合在一起，挤出过程中夹杂或释放气体通过抽真空口排出，加工过程中材料存在的湿气也可通过排气孔及抽真空口排出，确保聚合物材料无水汽存在，自动化程度高，出料稳定，混炼均匀，材料性能稳定。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，第二步中，熔融挤出的具体工艺为：将第一步得到的混合物从喂料区加入自控温加热高耐磨性材料料筒内，二者经过高耐磨性单螺杆加热后从成型模头挤出，形成PPTC片状材料，混合过程中，湿气通过设置于自控温加热高耐磨性材料料筒上的排气孔和真空排气口排出；将片状材料形成于上电极铜箔和下电极铜箔之间的具体工艺为：通过上滚筒和下滚筒分别将上电极铜箔和下电极铜箔自动覆膜到PPTC片状材料的上下两个表面，从而形成PPTC芯片。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，自控温加热高耐磨性材料料筒设置为八个，其中，最远离成型模头的第一自控温加热高耐磨性材料料筒内的温度为110℃-130℃，第二自控温加热高耐磨性材料料筒至第八自控温加热高耐磨性材料料筒的温度为235℃～275℃，成型模头的温度为235℃～275℃；真空排气口的真空度小于500Psi；上滚筒和下滚筒的温度为180～220℃；滚筒转速设定2～5刻度之间。挤出过程中夹杂或释放气体通过抽真空口排出，确保聚合物复合材料无水汽存在。该工艺自动程度高，又有抽真空功能，排除湿气，滚筒精度高，保证辊压出来的PPTC芯片厚度一致性。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，PPTC芯片的厚度为0.18～2.5mm，宽度为200～300mm，长度为300～500mm。作为本专利技术高可靠性低阻热敏电阻的制作方法的一种改进，本专利技术综合材料密度、材料厚度、电子束能量及辐照剂量要求，对第三步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于，至少包括如下步骤：/n第一步，在双螺杆造粒机中采用双螺杆造粒加工的方式将聚合物和导电物质混合在一起并造粒，形成混合物，；/n第二步，在单螺杆挤出成型机中采用单螺杆挤出加工工艺将第一步得到的混合物熔融挤出，形成PPTC片状材料，将该片状材料形成于上电极铜箔和下电极铜箔之间，形成PPTC芯片；/n第三步，对第二步形成的PPTC芯片进行电子束辐照处理；/n第四步，对PPTC芯片进行冲压，然后通过组装或者经过PCB加工工艺形成低阻热敏电阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
第一步，在双螺杆造粒机中采用双螺杆造粒加工的方式将聚合物和导电物质混合在一起并造粒，形成混合物，；
第二步，在单螺杆挤出成型机中采用单螺杆挤出加工工艺将第一步得到的混合物熔融挤出，形成PPTC片状材料，将该片状材料形成于上电极铜箔和下电极铜箔之间，形成PPTC芯片；
第三步，对第二步形成的PPTC芯片进行电子束辐照处理；
第四步，对PPTC芯片进行冲压，然后通过组装或者经过PCB加工工艺形成低阻热敏电阻。


2.根据权利要求1所述的高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于：第一步中，聚合物和导电物质的质量比为(2-10)：(90-98)。


3.根据权利要求1所述的高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于：第一步中，所述聚合物为聚乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯丁二烯-丙烯腈共聚物、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯和聚丙烯中的至少一种；导电物质为碳化钛、碳化钒、碳化锆、碳化钨、碳化铌、碳化钼、硼化钛、硼化钒、硼化锆、硼化铌和氮化钛中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于：所述导电物质的粒径大小介于0.01μm至20μm之间。


5.根据权利要求1所述的高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于：第一步中双螺杆造粒加工的具体工艺为：将聚合物和导电物质预混后从喂料口加入自控温加热料筒内，二者经过双螺杆均匀混合后从出料模头挤出，形成混合物，混合过程中，湿气通过设置于自控温加热料筒上的排气孔和抽真空口排出。


6.根据权利要求5所述的高可靠性低阻热敏电阻的制作方法，其特征在于：自控温加热料筒设置为八个，其中，最远离出料模头的第一自控温加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊敏，陈锦标，
申请(专利权)人：东莞市竞沃电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44