正温度系数电阻器制造技术

一种ＰＴＣ电阻器具有基体（１），所述基体包括陶瓷材料，所述陶瓷材料具有欧姆电阻的正温度系数，所述基体沿中间层（２）延伸，所述基体受到表面（３、４）的限制，由此至少一个表面被构造以便与所述基体进行电接触，由此所述至少一个表面的表面面积要大于沿垂直于所述中间表面的方向的所述基体的平行伸出部的面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及正温度系数(PTC)电阻器，所述PTC电阻器具有基体(base body)，所 述基体包括陶瓷材料，所述陶瓷材料至少在一定温度范围内具有欧姆电阻的正温度系数。
技术介绍
在一定温度范围内，作为温度的函数的电阻率P沿循对数曲线而升高。PTC电阻 器可被制成盘的形式，所述盘具有圆形、方形或矩形形状。这种PTC电阻器适用于多种应用 场合，特别是过流保护装置、开关等，且还可用作加热器。PTC电阻器可通过对颗粒物进行干压的方式制成。对于通过干压方式制造基体的 这种PTC电阻器而言，这种PTC电阻器所具有的多种可能形状受到很大限制，使得往往只能 形成极简单的几何结构，例如上面提到的盘。
技术实现思路
本专利技术描述了一种PTC电阻器，所述PTC电阻器具有基体，所述基体包括陶瓷材 料，所述陶瓷材料至少在一定温度范围内具有欧姆电阻的正温度系数。所述基体主要沿中间层延伸。此外，所述基体还可具有垂直于所述中间层的延伸 部。所述基体受到不同表面的限制，由此所述表面中的至少一个表面被构造以便与所 述基体进行电接触。所述至少一个表面的面积要大于沿垂直于所述中间表面的方向的所述基体的平 行伸出部的面积。在这种PTC电阻器中，陶瓷基体可获得这样的面积容积比，该面积容积比降低了 欧姆电阻(所述电阻通常是在25°C的温度下测得的)且提供了 PTC部件的特征。因此，本专利技术描述了一种结构化的PTC电阻器，所述电阻器的面积容积比提高了 上述PTC体电阻器的面积容积比。通过增加适于与所述PTC电阻器的基体进行电连接的表面的面积，可改善流动通 过所述基体的电流的分布并降低所述部件在25°c的温度下的电阻(R25)。由于降低了室温 下的电阻率，这对于所述PTC电阻器的多种应用场合而言都是有利的。 例如，在过流保护应用场合中，PTC电阻器与将要防止过流作用的电路进行串联连 接。因此，所述电路的正常运行所需的运行电流作为整体流动通过所述PTC电阻。由于正 常运行温度下的电阻较低，因此，可使所述PTC电阻器上的电压降最小化，且因此可降低功在加热应用中，加热电流流动通过所述PTC电阻器。根据欧姆定律，当所述PTC电 阻器的电阻被降低时，提供特定量的加热电流所需的电压也被降低了。这在许多电压有限 的应用场合中是非常有利的，例如在汽车应用场合中情况就是如此。在所述PTC电阻器的一个实施例中，所述至少一个表面包括凸部。在另一实施例中，所述基体的所述至少一个表面包括凹部。在一个优选实施例中，所述至少一个表面包括二者，S卩，既包括凸部又包括凹部。所述至少一个表面的形状可通过保持具有预定厚度的板片的方式获得。在另一实施例中，无论是所述基体的一个表面的形状还是所述基体作为一个整体 的形状都可通过折叠板片的方式获得。因此，可通过沿垂直于所述中间层的方向折叠板片的方式接收所述基体的形状。 在一个优选实施例中，实现了多条折痕。在所述PTC电阻器的另一实施例中，所述至少一个表面具有多条折痕，由此每条 折痕具有与相邻折痕的脊线平行地进行延伸的脊线。不仅所述至少一个表面可具有多条折痕，所述基体作为一个整体也可通过将多条 折痕施加到板片的方式获得。通过对所述板片进行折叠的方式对所述基体进行成形可导致产生具有波状形状 的基体。在所述PTC电阻器的另一实施例中，室温下的欧姆电阻随着在所述基体中设置的 折痕数量的增加而降低。所述PTC电阻器可通过用特定类型的给料进行注射成型的方式制造而成。该可注射成型的给料优选包括陶瓷填料、用于与所述填料结合的基质和含量优选 小于IOppm的金属杂质。该陶瓷可例如基于钛酸钡(BaTiO3),这是一种钙钛矿型(ABO3)陶瓷。对于注射成型工艺而言，可使用这样的给料，所述给料包括陶瓷填料、用于与所述 填料结合的基质和含量小于IOppm的金属杂质。一种可能的陶瓷填料可由以下结构表示Ba1_x_yMxDyTi1-a-bNaMnb03其中的参数为:x= 0-0. 5,y = 0-0. 01,a = 0-0. 01 且b = 0-0. 01。在该结构中， M代表二价阳离子，如Ca、Sr或Pb，D代表三价或四价供体(施主)，如Y、La或稀土元素， 且N代表五价或六价阳离子，如Nb或Sb。因此，可使用多种陶瓷材料，其中可根据后烧结的 陶瓷的所需电特征选择所述陶瓷的成分。所述给料的所述陶瓷填料可转化成这样的PTC陶瓷，所述PTC陶瓷的电阻率较低 且电阻-温度曲线的斜率较陡。根据所述陶瓷填料的成分和所述给料烧结过程中的条件， 由这种给料制成的PTC陶瓷在25°C下的电阻率可处在3 Ω cm至30000 Ω cm的范围内。电阻 开始增加时所处的特征温度Tb处在-30°C至340°C的范围内。由于更高含量的杂质会阻碍 模制成型的PTC陶瓷的电特征，因此，所述给料中的金属杂质的含量低于lOppm。所述给料中的所述金属杂质可包括Fe、Al、Ni、Cr和W。由于在所述给料的制备过 程中采用的工具会带来磨损，因此这些金属杂质在所述给料中的含量-无论是组合起来的 含量还是每种相应杂质的含量_要小于lOppm。所述给料的制备包括使用具有这种低磨损度的工具，从而制备出这样的给料，所 述给料中包含的由于所述磨损带来的杂质的含量小于lOppm。因此，本专利技术使得可制成这样 的给料，该给料可模制成型，且其中包含的由于磨损带来的金属杂质的含量较低，且模制成 型的PTC陶瓷不会损失所需电特征。用于制备所述给料的工具包括硬材料的涂层。所述涂层可包括任何硬金属，如碳化钨(WC)。这种涂层降低了工具在与所述陶瓷填料和所述基质的混合物接触时的磨损度 且使得能够制备出这样的给料，所述给料中包含的由于所述磨损带来的金属杂质的含量较 低。金属杂质可以为Fe、但也可以是Al、Ni或Cr。当所述工具上涂覆有硬涂层如WC时，W 的杂质会被引入给料内。然而，这些杂质的含量小于50ppm。申请人已经发现这样的浓度 不会影响烧结而成的PTC陶瓷的所需电特征。在利用注射成型技术形成所述模型的情况下，必须关注所述模型中的所述金属杂 质以便确保所述PTC陶瓷的效率不会降低。陶瓷材料的PTC效应包括电阻率P作为温度 τ的函数而产生变化。尽管在一定温度范围内，电阻率P随温度τ的升高而产生的变化较 小，但从所谓居里温度Tc开始，电阻率P随着温度的升高而迅速增加。在该第二温度范围 内，温度系数，即电阻率在给定温度下的相对变化，可以是100% /K。如果在居里温度下并 未出现迅速升高，则说明模型的自调节性质并不令人满意。附图说明通过以下具体实施方式并结合附图将易于 理解PTC电阻器的其它特征。图1是具有波状形状的PTC电阻器的透视图；图2是PTC电阻器的透视图，其中两个不同的波状结构彼此交叉；和图3是图1所示PTC电阻器的剖视图。具体实施例方式参见图1，图中示出了具有基体1的PTC电阻器。该基体包括具有欧姆电阻的正温 度系数的陶瓷材料，例如，以下材料可被用作陶瓷材料(Ba0 329C)Ca0. 0505§ *0. 0969 ^0. 1306^0. 005)(Ti0.502Mn0.0007) Ol 5045该陶瓷材料的烧结本体具有122°C的特征基准温度和-取决于烧结过程中的条件 的-处在40-200 Ω cm范围内的电阻率。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正温度系数电阻器，所述正温度系数电阻器具有基体，所述基体包括陶瓷材料，所述陶瓷材料具有欧姆电阻的正温度系数，所述基体沿中间层延伸，所述基体受到表面的限制，由此至少一个表面被构造以便与所述基体进行电接触，由此所述至少一个表面的表面面积要大于沿垂直于所述中间表面的方向的所述基体的平行伸出部的面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-5 11/950738一种正温度系数电阻器，所述正温度系数电阻器具有基体，所述基体包括陶瓷材料，所述陶瓷材料具有欧姆电阻的正温度系数，所述基体沿中间层延伸，所述基体受到表面的限制，由此至少一个表面被构造以便与所述基体进行电接触，由此所述至少一个表面的表面面积要大于沿垂直于所述中间表面的方向的所述基体的平行伸出部的面积。2.根据权利要求1所述的正温度系数电阻器，其中所述至少一个表面包括凸部。3.根据权利要求1所述的正温度系数电阻器，其中至少所述至少一个表面包括凹部。4.根据权利要求1所述的正温度系数电阻器，其中所述至少一个表面的形状可通过对 具有预定厚度的板片进行折叠的方式获得。5.根据权利要求1所述的正温度系数电阻器，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J伊尔，W卡尔，M拉思，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]