一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件制造技术

本发明专利技术涉及一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，以导电高分子聚合物复合材料为主要材料的表面贴装高分子PTC(positive temperature coefficient)过电流保护元件，元件芯片层采用两角导通工艺；且采用焊盘分割设计，可以有效阻止产品焊后不平整；起保护效果的PTC芯片层蚀刻面积减少，可以有效降低元件电阻；元件的四个侧面有涂覆层包裹。元件的四个侧面有涂覆层包裹。元件的四个侧面有涂覆层包裹。

【技术实现步骤摘要】
一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件


[0001]本专利技术涉及一种导电高分子聚合物复合材料为主要材料的电子元器件，其涉及一种新型结构的过流保护元件，该过流保护元件具有降低元件电阻，改善元件焊接后的平整度。

技术介绍

[0002]具有正温度系数特性的PTC材料在正常温度下可维持较低的电阻值，具有对温度变化反应敏锐的特性，即当电路中发生过电流或过高温现象时，其电阻会瞬间增加到一高阻值，使电路处于断路状态，以达到保护电路元件的目的。因此可把聚合物基导电复合材料连接到电路中，作为电流传感元件的材料。由此类材料制备的过电流保护元件已被广泛应用于电子线路上。
[0003]近年来，随着智能设备小型化及智能化发展，对PTC元件要求也越来越高，要求PTC具备更小的尺寸、更低的电阻及更优异的环境稳定性，目前市面上具有优异环境稳定性的表面贴装过流保护元件一般采用四个侧面涂覆工艺，由于元件的四个侧面有涂覆材料，容易导致产品四个侧面涂覆层颗粒会有高出产品正面的区域，如图1所示，有一涂覆层颗粒1。这种情况导致元件过炉焊接时，元件不能平整的与线路板接触，过炉时锡膏熔融分散不均匀，导致元件焊接偏移、不平整或者虚焊等现象，严重影响客户使用。
[0004]在现有公开的技术中，具有优异环境性能的表面贴装型元件的PTC为四个侧面采用涂覆材料涂覆，PTC芯片与外界隔离，以达到提升环境性能的目的，实际在生产涂覆的过程中，会有四个侧面涂覆层高于元件正面的情况，导致元件焊接时偏移、不平整或者虚焊等现象，严重影响客户使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于：提供一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，以改善涂覆型PTC焊接时由于涂覆层高于元件正面而引起的偏移，不平整及虚焊等问题。
[0006]本专利技术目的通过下述方案实现：一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，为单层结构或者多层PTC芯片并联结构，包含:PTC芯片包括：具有正温度系数的高分子导电复合材料基层，以及(a) 第一导电电极，位于高分子导电复合材料基层的第一表面；(b) 第二导电电极，位于高分子导电复合材料基层的第二表面；其中，第一导电孔，位于PTC芯片位置的一角，与每个高分子导电复合材料基层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连接；第二导电孔，位于PTC芯片位置的另一角，与每个高分子导电复合材料基层中的已经与第一导电孔电气连接的导电电极不连接，与每个高分子导电复合材料基层中与第一导电孔不连接的导电电极电气连接；
第一端电极，位于整个元件的最外层的两面上，连接第一导电孔，作为焊盘使用，与导电电极连接的端电极采用焊盘分隔设计，焊接至保护电路中，使元件与外电路的一极电气相连；第二端电极，与第一端电极同样位于整个元件的最外层的两面上，并与第一端电极电气隔断，连接第二导电孔，作为焊盘使用，与导电电极连接的端电极采用焊盘分隔设计，焊接至电路中，使元件与外电路另一极电气相连；绝缘层，贴覆于最外层高分子导电复合材料基层上的导电电极和端电极之间，以及对于二层以上复合材料层的，各层之间的导电电极也由绝缘层进行电气隔离；侧面涂覆层，位于元件四个侧面，使导电复合材料基层与外界环境隔离。
[0007]优选的，所述的导电复合材料基层,其体积电阻率小于0.01Ω.m。
[0008]优选的，所述的过流保护元件与导电电极连接的端电极采用分割方式。
[0009]优选的，所述的导电孔位于元件两个端电极的两角，从而使元件具有较好的焊接性能；导电孔由激光钻孔、机械钻孔等工艺形成，且孔表面附着导电金属层构成，所述导电孔的形状可以是任意规则的或不规则的形状。
[0010]优选的，所述的导电填料选自炭黑粉末、金属粉末或者导电陶瓷粉末中的一种及其混合物。
[0011]优选的，所述的侧面涂覆层，为环氧树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、硅橡胶、聚氨酯、UV树脂或无机胶中的一种或它们的复合物。
[0012]优选的，所述的PTC上下两面均有有一端电极分割为分割方式。
[0013]本专利技术提供一种制备改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件的方法，由高分子复合材料基层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，然后采用压机压合，单层结构元件在PTC芯材的最上与最下层采用绝缘PP与金属箔，多层并联结构元件除PTC芯材的最上与最下层采用绝缘PP与金属箔，还需要在PTC芯材间压合绝缘PP,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，最后经过划切，涂覆，得到具有优异焊接性能和环境性能的PTC过流保护元件。
[0014]本专利技术的结构特征为：1.保护元件为单层结构或者多层PTC芯片并联结构，PTC芯片连接采用两角导电连接，另外两角不做处理，可以有效降低PTC的蚀刻面积，增大PTC芯片面积，降低电阻；PTC采用焊盘分割设计，可以有效降低元件焊接时产生的偏移、不平整、虚焊等问题。
附图说明
[0015]图1：常规产品结构及涂覆层高出元件正面；图2：本专利技术实施例1整体立体图；图3：本专利技术实施例1整体侧面涂覆后立体图；图4：本专利技术实施例2整体立体图；图5：本专利技术实施例2整体侧面涂覆后立体图图6：本专利技术实施例1单层片材结构解析图
附图中标号说明1——涂覆层颗粒；2、2a、2b——第一导电电极；3、3a、3b——高分子导电复合材料基层；4、4a、4b——第二导电电极；5、5a、5b——绝缘层；6、6a、6b——第一端电极的分割第一部分；7、7a、7b——第一端电极的分割第二部分；8、8a、8b——第二端电极；9——第一导电孔；10——第二导电孔；11——涂覆层；12、12a、12b阻焊油墨层。
具体实施方式
[0016]按传统PTC元件的制备工艺准备PTC芯材：先制备导电高分子复合材料：高分子聚合物、导电填料在高速混合机内混合，然后采用双螺杆造粒，再采用单螺杆挤出片材，上下均附有电极箔，后采用压延机压延成型为复合片材，然后再将此复合片材用γ射线（Co
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）或电子束辐照交联，剂量为5～100Mrad，再采用印制线路板工艺制成表面贴装型高分子PTC过电流保护元件。
[0017]实施例1一种单层PTC芯片的改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，参考图2、图3，以及分解图6所示，包含：一PTC芯片，具有正温度系数的高分子导电复合材料基层3，以及(a) 第一导电电极2，位于高分子导电复合材料基层的第一表面；(b) 第二导电电极4，位于高分子导电复合材料基层的第二表面；第一导电孔9，位于PTC芯片位置的一角，与第一导电电极电气连接，与对应的第二导电电极3不连接；第二导电孔10，位于PTC芯片位置的另一角，与第一导电电极2不连接，与第二导电电极4电气连接；第一端电极，位于整个元件的最外层的两面上，连接第一导电孔9，作为焊盘使用，与导电电极连接的端电极采用焊盘分隔设计，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，为单层结构或者多层PTC芯片并联结构，包含:PTC芯片包括：具有正温度系数的高分子导电复合材料基层，以及(a) 第一导电电极，位于高分子导电复合材料基层的第一表面；(b) 第二导电电极，位于高分子导电复合材料基层的第二表面；其特征在于，第一导电孔，位于PTC芯片位置的一角，与每个高分子导电复合材料基层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连接；第二导电孔，位于PTC芯片位置的另一角，与每个高分子导电复合材料基层中的已经与第一导电孔电气连接的导电电极不连接，与每个高分子导电复合材料基层中与第一导电孔不连接的导电电极电气连接；第一端电极，位于整个元件的最外层的两面上，连接第一导电孔，作为焊盘使用，与导电电极连接的端电极采用焊盘分隔设计，焊接至保护电路中，使元件与外电路的一极电气相连；第二端电极，与第一端电极同样位于整个元件的最外层的两面上，并与第一端电极电气隔断，连接第二导电孔，作为焊盘使用，与导电电极连接的端电极采用焊盘分隔设计，焊接至电路中，使元件与外电路另一极电气相连；绝缘层，贴覆于最外层高分子导电复合材料基层上的导电电极和端电极之间，以及对于二层以上复合材料层的，各层之间的导电电极也由绝缘层进行电气隔离；侧面涂覆层，位于元件四个侧面，使导电复合材料基层与外界环境隔离。2.根据权利要求1所述的改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，其特征在于，所述的导电复合材料基层,其体积电阻率小于0.01Ω.m。3.根据权利要求1所述的改善焊接性能的贴片PTC过流保护元件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：高道华，夏坤，程华伟，张锐，方勇，
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：