一种防护结构过流保护器件制造技术

本发明专利技术涉及一种防护结构过流保护器件，该器件内部具有一或多个高分子PTC材料层，以内部盲孔或通孔与盲孔相结合形式填埋导电材料形成同尺寸、叠层式并联结构高分子PTC功能层，且功能层四周环绕绝缘材料的引脚类保护器件。本发明专利技术通过高分子PTC功能层上电极层的非全覆盖式的设计，减少引脚端子焊接锡膏量的同时增加了热传导途径，可有效应对利用瞬间高温手段连接对保护器造成的失效风险；整体高分子PTC功能层四周的防护层设计，可有效避免强导电或弱导电物质对保护器的性能的干扰；采用内部盲孔或通孔与盲孔相结合的多层重叠式并联结构，较其他相同尺寸常规产品提高了通流能力，进一步扩大了相同尺寸保护器的应用范围。步扩大了相同尺寸保护器的应用范围。步扩大了相同尺寸保护器的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种防护结构过流保护器件


[0001]本专利技术防护结构过流保护器件，涉及一种具有PTC导电复合材料的过电流保护器件。

技术介绍

[0002]目前引脚类PTC保护器均采用高分子PTC功能芯片层表面涂覆焊锡通过特定温度与金属引脚端子进行连接形成完整产品。而该结构保护器的高分子PTC功能芯片层侧面均处于外漏形式，当接触一定量的碳粉、金属粉末、弱酸性有机化合物或有机溶剂等强导电或弱导电物质时，容易使保护器金属引脚间形成短路或微短路现象，造成产品失效风险。
[0003]同时，在受安装空间限制时，引脚类PTC保护器会采取缩短引脚引出端的焊接处长度来缩短产品整体尺寸。而该种产品在接受点焊或者其它利用瞬间高温手段连接入电路时，不仅容易使PTC功能芯片层产生碳化降低产品功能；甚至可能使高分子PTC芯片外侧锡层融化在两端子引脚之间形成短路或微短路现象，造成产品失效风险等，影响产品的成品率。
[0004]为此需一种方案保护器来同时解决侧面短路风险和利用瞬间高温手段连接造成的保护器功能减弱或失效风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种防护结构过流保护器件，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术再一目的在于：提供所述保护器件的制备方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术阐述了一种防护结构过流保护器件，器件内部具有一或多个高分子PTC材料层，以内部盲孔或通孔与盲孔相结合形式填埋导电材料形成同尺寸、叠层式并联结构高分子PTC功能层，且功能层四周环绕绝缘材料的引脚类保护器件，包括：1）高分子PTC功能层，包括内部具有两个不同位置的通孔或盲孔的高分子PTC材料层，高分子PTC材料层相对两侧位置具有的第一表面和第二表面；第一金属箔片位于材料层第一表面、第二金属箔片位于的第二表面，两者均以粗糙表面物理接触且具有与PTC材料层相同位置的通孔；所述的高分子PTC功能层内部的通孔与盲孔靠近任意边缘的1/2面积内，与边缘呈现对角线和平行线状分布；2）材料绝缘层，设置于高分子PTC功能层上下表面间形成三明治结构，形成电气隔离状态；3）第一电极层，设置于整体PTC功能层上表面，通过通孔或盲孔中的导电材料与第一层高分子PTC功能层的第一均属箔片进行电气连接，电极层面积占功能层表面的60%
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100%之间，通孔与盲孔结合时，各孔位置同处于高分子功能层靠近任意边缘的1/2面积内；同时将辐照交联处理后的其他高分子功能层也进行钻孔处理，在不同位置钻出第二通孔和第二盲孔，各孔与第一高分子功能层中的通孔和盲孔位置呈相反位置连通；
第二电极层，位于整体高分子PTC功能层下表面，通过通孔或盲孔中的导电材料与最后一层PTC功能层的第二均属箔片进行电气连接，电极层面积占功能层表面的60%
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100%之间；4）焊锡层，分别设置与第一电极层和第二电极层外侧；5）金属引脚端子，分别设置于第一电极层和第二电极层外侧，金属引脚端子用于接入电路的引出端可设置为同侧或异侧；6）侧面防护层，设置于除金属引脚端子侧的整体高分子PTC功能层的四周。
[0008]本专利技术设计将高分子PTC功能层进行了特殊结构处理，以增加热传导途径及侧面防护结构，进而减免产品侧面短路及瞬间高温手段连接造成的风险。
[0009]优选的，所述的高分子PTC材料层厚度为0.1mm
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1.5mm之间。
[0010]优选的，所述侧面防护层可选用非导电耐高温涂料或外框式结构，耐温不低于145℃。
[0011]所述的高分子PTC材料层中，导电粉末选自：炭黑粉末、金属碳化物、金属粉末、陶瓷粉末、金属硅化物、金属氮化物、金属硼化物之中的一种或几种的混合物。
[0012]所述的高分子PTC材料层中，所述高分子材料选自聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等之中的一种或几种的混合物。
[0013]所述的高分子PTC功能层内部的通孔与盲孔，位置同处于功能层靠近任意边缘的1/2面积内，与边缘呈现对角线和平行线状分布。
[0014]本专利技术也提供了上述保护器件的制备方法。进一步提高耐超高焊接、耐近距离高温焊接等特点。
[0015]本专利技术提供的保护器件不仅结构简单、阻值可恢复性、耐高温高湿和防短路等特点，同时还具耐超高焊接、耐近距离高温焊接等特点。特别适用于通过点焊或其他利用瞬间高温手段进行保护器连接工艺，同时也适用各种高温高湿及具有导电粉尘环境中的电气保护。
[0016]本专利技术的优越性在于：1. 高分子PTC功能层上电极层的非全覆盖式的设计，减少金属引脚端子焊接锡膏量的同时增加了热传导途径，可有效应对利用瞬间高温手段连接对保护器造成的失效风险；2.整体高分子PTC功能层四周的防护层设计，可有效避免强导电或弱导电物质（如碳粉、金属颗粒、有机溶剂或弱酸性有机化合物等）对保护器的性能的干扰；3. 采用内部盲孔或通孔与盲孔相结合的多层重叠式并联结构，较其他相同尺寸常规产品提高了通流能力，进一步扩大了相同尺寸保护器的应用范围。
附图说明
[0017]图1为实施例1 多层重叠式防护结构过流保护器件的侧剖面示意图；图2为实施例1多层重叠式防护结构过流保护器件的的主视示意图；图3为实施例2 单层式防护结构过流保护器件的侧剖面示意图；图4为实施例2单层式防护结构过流保护器件的主视示意图；
图中标号说明：1——第一金属引脚端子；1a——第一金属引脚端子引出端即焊接点；2——第一焊锡层；3——第一电极层；4、4
’
——第一高分子PTC功能层；4a——第一金属箔片；4b——第一高分子PTC材料层；4c——第二金属箔片；4d——第一通孔；4e、4e
’
——第一盲孔；4f——第一绝缘槽；5——第二高分子PTC功能层；5a——第三金属箔片；5b——第二高分子PTC材料层；5c——第四金属箔片；5d——第二通孔；5e、5e
’
——第二盲孔；5f——第二绝缘槽；6——第一材料绝缘层；7——第二材料绝缘层；8——第三材料绝缘层；9——第二电极层；10——第二焊锡层；11——第二金属引脚端子；11a——第二金属引脚端子引出端即焊接点；12——导电材料；13、13
’
——侧面防护层。
具体实施方式
[0018]实施例1一种防护结构过流保护器件，为多层重叠式防护结构过流保护器件，在器件内部具有二个高分子PTC材料层，以内部盲孔或通孔与盲孔相结合形式填埋导电材料形成同尺寸、叠层式并联结构高分子PTC功能层，且功能层四周环绕绝缘材料的引脚类保护器件，自上而下具有：1）具有第一金属箔片4a、第一高分子PTC材料层4b和第二金属箔片4c的第一高分子PTC功能层4，在第一高分子PTC功能层4上设有第一通孔4d，该第一通孔4d也是第二高分子PTC功能层5的第二盲孔5e；第一盲孔4e，该第一盲孔4e也是第二高分子PTC功能层5上的第二通孔5d；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防护结构过流保护器件，其特征在于器件内部具有一或多个高分子PTC材料层，以内部盲孔或通孔与盲孔相结合形式填埋导电材料形成同尺寸、叠层式并联结构高分子PTC功能层，且功能层四周环绕绝缘材料的引脚类保护器件，包括：1）高分子PTC功能层，包括内部具有两个不同位置的通孔或盲孔的高分子PTC材料层，高分子PTC材料层相对两侧位置具有的第一表面和第二表面；第一金属箔片位于材料层第一表面、第二金属箔片位于的第二表面，两者均以粗糙表面物理接触且具有与PTC材料层相同位置的通孔；所述的高分子PTC功能层内部的通孔与盲孔靠近任意边缘的1/2面积内，与边缘呈现对角线和平行线状分布；2）材料绝缘层，设置于高分子PTC功能层上下表面间形成三明治结构，形成电气隔离状态；3）第一电极层，设置于整体PTC功能层上表面，通过通孔或盲孔中的导电材料与第一层高分子PTC功能层的第一均属箔片进行电气连接，电极层面积占功能层表面的60%
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100%之间，通孔与盲孔结合时，各孔位置同处于高分子功能层靠近任意边缘的1/2面积内；同时将辐照交联处理后的其他高分子功能层也进行钻孔处理，在不同位置打出第二通孔和第二盲孔，各孔与第一高分子功能层中的通孔和盲孔位置呈相反位置连通；第二电极层，位于整体高分子PTC功能层下表面，通过通孔或盲孔中的导电材料与最后一层PTC功能层的第二均属箔片进行电气连接，电极层面积占功能层表面的60%
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100%之间；3）焊锡层，分别设置与第一电极层和第二电极层外侧；4）金属引脚端子，分别设置于第一电极层和第二电极层外侧，金属引脚端子用于接入电路的引出端可设置为同侧或异侧；5）侧面防护层，设置于除金属引脚端子侧的整体高分子PTC功能层的四周。2.根据权利要求1所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，自上而下具有：1）具有第一金属箔片（4a）、第一高分子PTC材料层（4b）和第二金属箔片（4c）的第一高分子PTC功能层（4），在第一高分子PTC功能层（4）上设有第一通孔（4d），该第一通孔（4d）与第二高分子PTC功能层（5）的第二盲孔（5e）电气连通；第一盲孔（4e），该第一盲孔（4e）与第二高分子PTC功能层（5）上的第二通孔（5d）电气连通，二孔位置同处于高分子功能层（4）靠近任意边缘的1/2面积内；同时将辐照交联处理后的高分子功能层5也进行钻孔处理，在不同位置打出第二通孔5d和第二盲孔5e，两者同处于高分子功能层5靠近任意边缘的1/2面积内，与高分子功能层4中的通孔和盲孔位置呈相反位置；具有第三金属箔片（5a）、第二高分子PTC材料层（5b）和第四金属箔片（5c）的第二高分子PTC功能层（5），在第二高分子PTC功能层（5）上设有第二通孔（5d），该第二通孔（5d）也是第一高分子PTC功能层（4）的第一盲孔（4e）；第二盲孔（5e），该第二盲孔（5e）也是第一高分子PTC功能层（4）的第一通孔（4d）；第一通孔（4d）内填充导电材料（12），并与第一高分子PTC功能层（4）的第一金属箔片（4a）通过绝缘槽（4f）电气绝缘；第二高分子PTC功能层（5）上的第二通孔（5d）内也填充导电材料（12），并与第二高分子PTC功能层（5）上的第四金属箔片（5c）通过绝缘槽（5f）电气绝缘；2）在第一高分子PTC功能层（4）的上表面设第一材料绝缘层（6），在第一、二高分子PTC
功能层（4、5）之间设第二材料绝缘层（7），以及在第二高分子PTC功能层（5）的下表面设有第三材料绝缘层（8）；3）第一材料绝缘层（6）上表面设第一电极层（3）、第一焊锡层（2），最外层为第一金属引脚端子（1）及其第一金属引脚端子引出端即焊接点（1a）；第二材料绝缘层（7）的通孔与第一、第二高分子PTC功能层（4、5）上的通孔位置对应；第三材料绝缘层（8）下表面设第二电极层（9）、第二焊锡层（10）、第二金属引脚端子（11）及其第二金属引脚端子引出端即焊接点（11a）；4）在第一、第二高分子PTC功能层（4、5）四周设侧面防护层（13）。3.根据权利要求1所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，自上而下具有：1）具有第一金属箔片（4a）、第一高分子PTC材料层（4b）和第二金属箔片（4c）的第一高分子PTC功能层（4），在第一金属箔片（4a）上设有第一盲孔（4e
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），在第二金属箔片（4c）上设有第二盲孔（5e
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），两盲孔同处于高分子功能层（4
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）靠近任意边缘的1/2面积内；；2）在第一高分子PTC功能层（4）的第一表面设第一材料绝缘层（6），在第二表面设第二材料绝缘层（7）；3）第一材料绝缘层（6）上表面设第一电极层（3）、第一焊锡层（2），最外层为第一金属引脚端子（1）及其第一金属引脚端子引出端即焊接点（1a）；第二材料绝缘层（7）下表面设第二电极层（9）、第二焊锡层（10）、第二金属引脚端子（11）及其第二金属引脚端子引出端即焊接点（11a）；4）在第一高分子PTC功能层（4）四周设侧面防护层（13
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）。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，所述的高分子PTC材料层厚度为0.1mm
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1.5mm之间。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，所述的金属引脚端子选用平引脚结构或利用冲压、折弯方式设置成阶梯状、圆弧状结构。6.根据权利要求1至3任一项所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，所述的侧面防护层选用非导电耐高温涂料或外框式结构，其耐温不低于145℃。7.根据权利要求1至3任一项所述的一种防护结构过流保护器件，其特征在于，所述的高分子PTC功能层内部的通孔与盲孔，位置同处于功能层靠近任意边缘的1/2面积内，与边缘呈现对角线和平行线状分布。8.一种根据权利要求2所述的一种防护结构过流保护器件的制备方法，其特征在于，按下述工艺制备：步骤一，将金属带材经冲压或裁减工艺制作成带有阶梯状结构的第一金属引脚端子（1）和第二金属引脚端子（11）备用；步骤二，根据PPTC的生产工艺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫建，曹清华，张锐，郁益根，赵电，吴国臣，张伟，
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：