一种表面贴装过流保护元件制造技术

本发明专利技术公开一种表面贴装过流保护元件，其至少一个电阻正温度效应导电复合材料芯材，且电阻正温度效应导电复合材料芯材两面需覆有金属电极；至少有一面有导电端子，与电阻正温度效应导电符合材料芯材金属电极形成电气导通；所述导电复合材料芯材四个侧面或者四个侧面和一个正面均被塑封包覆，与外界环境隔绝。本发明专利技术公开的表面贴装过流保护元件便于实现批量生产，且满足单层电阻正温度效应导电复合材料芯材和多层电阻正温度效应导电复合材料芯材并联结构的正常生产，同时元件具有极高的环境性能和结构的稳定性能。环境性能和结构的稳定性能。环境性能和结构的稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
一种表面贴装过流保护元件


[0001]本专利技术涉及一种用于电子线路中，作为过流过温的器件，具体说就是一种可表面贴装的过流保护元件。

技术介绍

[0002]具有电阻电阻正温度效应的导电复合材料制备的表面贴装型元件(SMD)广泛的应用于电子线路中，在电子线路中起着过流过温保护的作用。SMD PTC元件因其小尺寸、易加工等优点已广泛应用。但随着电子设备的智能化，多功能化，功率化的需求发展，更小尺寸、更大通流能力、更优秀的环境性能，是现阶段SMD产品的一项技术难题。
[0003]现有SMD PTC元件主要通过PCB加工完成，大尺寸规格(0603封装及以上)采用PCB中传统的钻孔、蚀刻等工艺制备的SMD PTC元件在回流焊后仍有足够结构强度和可靠的电芯。但该规格的SMD PPTC由于产品四个侧面裸露在空气中，产品的环境可靠性是一项需要解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种表面贴装过流过温保护元件，该表面贴装元件可实现不同的尺寸封装，产品结构更加稳定，环境性能更加可靠的特性。
[0005]本专利技术所述一种表面贴装过流保护元件，包含至少一个芯材，两个端电极、两个导电端子和塑封层。其中芯材具有电阻正温度系数特性：1.保护元件侧面和一个正面具有塑封层,也可以将保护元件的六个面全部塑封，仅留出两个导电电极，使元件高分子材料基材与空气环境隔离，从而使元件具备较高的环境可靠性；2.起电气连接作用的导电构件位于具有电阻正温度系数特性芯材的两侧，充分保证了元件具有良好的焊接可操作性，又使元件具备良好的环境性能；3.本专利技术可正常生产单层PTC芯片产品、双层PTC芯片和多层PTC芯片产品，此种方案产品具有单焊接面结构，塑封至少包裹所述导电复合材料芯材的四个侧面和一个正面或者导电复合材料芯材的六个面，仅露出导电端子作为焊盘使用。在上述方案的基础上，所述的塑封材料为热固成型的液态环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、或无机填料改性环氧树脂、玻璃纤维或有环氧树脂与其他填料的混合物。
[0006]在上述方案的基础上，所述塑封包裹导电复合材料芯材的至少四个侧面，采用塑封成型、压塑成型、模压成型、注塑成型、转注成型、热固成型中的一种。
[0007]在上述方案的基础上，所述导电端子可以是一金属导电结构组件，或是由金属电极箔、金属镀层、合金或是镀层金属组成。
[0008]在上述方案的基础上，所述表面贴装过流保护元件的包裹的塑封材料为非导电材料，且具有阻隔空气及水汽的性能。
[0009]在上述方案的基础上，所述表面贴装过流保护元件为单面焊盘设计或者双面焊盘设计。
[0010]在上述方案的基础之上，所述的具有电阻正温度系数特性的芯材，其中高分子材
料选自聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯
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丙烯腈共聚物、丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯
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六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯
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醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯
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丙烯酸共聚物中的一种及其混合物。
[0011]在上述方案的基础之上，所述的具有电阻正温度系数特性的芯材，其中导电材料选自碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、金属粉末、导电陶瓷粉末中的一种及其混合物。所述金属粉末选自：铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物。所述的导电陶瓷粉末选自：金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物之中的一种或几种的混合物。
[0012]本专利技术的电阻正温度效应复合材料以及由该导电复合材料制备的电阻正温度效应芯材可按下述方法进行制备：将高分子材料、导电填料、其他助剂或辅助填料加入到混合设备，在高于高分子材料熔融温度以上的温度下进行捏合。混合设备可以是密炼机、开炼机、单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。然后将熔融混合好的聚合物加工成为片材，也可以通过挤出成型、模压成型或开练机薄通拉片来实现。一般来说，聚合物片材的厚度为0.10～0.55mm，优选为0.15～0.45mm，为了加工的方便更优为0.20～0.40mm。
[0013]所述芯材通常可借助交联或热处理的方法来提高PTC芯片性能的稳定性。
[0014]交联可以是化学交联或辐照交联，例如可利用交联促进剂、电子束辐照或Co
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辐照来实现。PTC元件所需的辐照剂量一般小于100Mrad，优选为1～50Mrad，更优为1～20Mrad。
[0015]热处理可以是退火、热循环、高低温交变，例如80℃/
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40℃高低温交变。所述退火的温度环境可以是PTC材料层基材分解温度以下的任何温度，例如高于导电复合材料基材熔融温度的高温退火和低于导电复合材料基材熔融温度的低温退火；由上述生产的电阻正温度系数效应的复合材料片材和紧密贴覆于上述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片材，对复合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片材两表面，并分别覆盖金属箔，进行高温压合，之后将压合后的基板经过后续的外层金属箔镀锡、蚀刻外层图形、印刷阻焊油墨、固化阻焊油墨、钻孔、沉铜、镀铜工艺等步骤工艺，得到具有两个端电极的高分子PTC过流保护元件。后续通过焊接工艺，将带有两个端电极的高分子过流保护元件通过焊接工艺焊接在导电端子上，在通过注塑工艺将产品的四个侧面和一个上表面进行塑封，得到一个具有优异环境稳定性的高分子过流保护元件。
附图说明
[0016]图1为一表面贴装过流过温保护元件的结构示意图；图2 为实施例一的表面贴装过流过温保护元件的结构示意图；图3 为实施例二的表面贴装过流过温保护元件的结构示意图；图4 为实施例三的表面贴装过流过温保护元件的结构示意图；图5 为实施例四的表面贴装过流过温保护元件的结构示意图。
具体实施方式
[0017]以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0018]PTC芯材的制备过程如下：按电阻正温度效应复合材料层所使用的高分子材料及导电填料按表一所示进行配比，然后，将混合物组分在180℃温度下于双螺杆造粒机造粒，经冷却，粉碎后经单螺杆挤出机挤出，后在压延机的压延后上下两层附上电极铜箔，得到厚度为0.20～0.40mm的导电复合材料，也即所述的芯材；根据实际工艺需求，将制成两面覆有金属铜箔的PTC的板材经过16Mrad辐照，并经过120℃、30min热处理后进行PCB加工；通过PCB加工工艺，制成表面贴装型高分子PTC过电流保护元件，后经过划切，焊接导电端子，塑封工序，制造过程中，对该过电流保护元件的四个侧面、五个面或者六个面增加塑封层，使元件高分子材料基层与空气环境隔离，从而提高了产品的环境可靠性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面贴装过流保护元件，其特征在于：包括：至少一个具有电阻正温度系数效应的复合材料片材，包含：（a）具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层；(b) 第一导电电极，位于电阻正温度系数效应的复合材料片材的第一表面；(c) 第二导电电极，位于电阻正温度系数效应的复合材料片材的第二表面；导电构件，与复合材料片材中的其中一个导电电极电气连接，与对应的另一个导电电极不电气连接；3）第一绝缘层，贴覆于上所述元件第一导电电极上，并用于电气隔离；第二绝缘层，贴覆于上述元件第二导电电极上，并用于电气隔离；4）第一端电极，设置于其中一个绝缘层上，或两个绝缘层上，并连接其中一个导电构件；第二端电极，与第一端电极设置于同一个绝缘层上，或两个绝缘层上，与第一端电极电气隔断，并连接另一个导电构件；5）第一导电端子，设置于第一端电极上，与第一端电极电气连接；第二导电端子，设置于第二端电极上，与第二端电极电气连接；6）塑封层，所述过流保护元件整体的四个侧面或四个侧面加一个上端面或者元件的六个面有塑封层包裹；第一导电端子和第二导电端子的局部或全部外露。2.如权利要求1所述的表面贴装过流保护元件，其特征在于：所述的塑封材料为可热熔加工的固态环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、或无机填料改性环氧树脂、玻璃纤维或有环氧树脂与其他填料的混合物；或者，所述的塑封材料为热固成型的液态环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、或无机填料改性环氧树脂、玻璃纤维或有环氧树脂与其他填料的混合物。3.如权利要求1或2所述的表面贴装过流保护元件，其特征在于：所述塑封包裹导电复合材料芯材的至少四个侧面，采用塑封成型、压塑成型、模压成型、注塑成型、转注成型、热固成型中的一种。4.如权利要求1所述的表面贴装过流保护元件，其特征在于：导电端子是一金属导电结构组件，或是由金属电极箔、金属镀层、合金或是镀层金属组成。5.如权利要求1所述的表面贴装过流保护元件，其特征在于，所述的具有电阻正温度系数效应的复合材料片材具有二个以上，通过导电构件并联连接。6.一种如权利要求1至5任一项所述的表面贴装过流保护元件的制备方法，其特征在于，按下述步骤：（1）高分子PTC复合片材制备：将高密度聚乙烯、金属碳化钨按一定比例在高速混合器中混合30min后...

【专利技术属性】
技术研发人员：高道华，邓安甲，夏坤，刘玉堂，刘正平，方勇，吴国臣，
申请(专利权)人：上海维安电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：