專(zhuān)利名稱(chēng)：過(guò)電流保護(hù)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種過(guò)電流保護(hù)元件，特別是關(guān)于一種可提高工作電流的過(guò)電流保護(hù)元件。
背景技術(shù)：
已知的正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient，PTC)元件的電阻值對(duì)溫度變化的反應(yīng)相當(dāng)敏銳。當(dāng)PTC元件在正常使用狀況時(shí)，其電阻可維持極低值而使電路得以正常運(yùn)作。但是當(dāng)發(fā)生過(guò)電流或過(guò)高溫的現(xiàn)象而使溫度上升至一臨界溫度時(shí)，其電阻會(huì)瞬間彈跳至一高電阻值(例如104ohm以上)，從而將過(guò)量的電流反向抵消，以達(dá)到保護(hù)電池或電路元件的目的。因此該P(yáng)TC元件已被整合于各種電路元件中，以防止過(guò)電流的損害。
傳統(tǒng)的過(guò)電流保護(hù)元件包含一電流感測(cè)元件及兩半固化片(Pre-Preg，P/P)。該半固化片是通過(guò)壓合制程疊設(shè)在該電流感測(cè)元件的表面，作為該電流感測(cè)元件的外部保護(hù)材料，防止水氣滲入或刮傷，并具有絕緣的效果。
一般的半固化片的玻璃轉(zhuǎn)換溫度(glass switching temperature，Tg)約在130至140℃之間，而所謂高Tg的半固化片的玻璃轉(zhuǎn)換溫度則約在170-180℃之間。半固化片在與過(guò)電流保護(hù)元件壓合時(shí)需一并考慮半固化片的固化所需溫度，因而壓合的制程溫度必需大于半固化片的玻璃轉(zhuǎn)換溫度約30-50℃。然而，此高熱制程將使得電流感測(cè)元件中的高分子正溫度系數(shù)材料膨脹變形，甚至于半固化片的表面產(chǎn)生折皺，進(jìn)而影響到過(guò)電流保護(hù)元件的最終尺寸。另外，過(guò)電流保護(hù)元件經(jīng)高熱壓合后，其常態(tài)電阻值往往彈升至壓合前的1.2倍以上，因而大幅度限制其應(yīng)用范圍。
此外，過(guò)電流保護(hù)元件的使用為適應(yīng)未來(lái)元件設(shè)計(jì)的微小化趨勢(shì)，使得元件的散熱變成一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮因素。傳統(tǒng)的半固化片的散熱速率約在0.3-0.5W/℃-m，并無(wú)法有效散熱，因而降低過(guò)電流保護(hù)元件的使用壽命及可靠性。因此，如果可以提高半固化片的散熱速率，即可使得過(guò)電流保護(hù)元件具有更穩(wěn)定的性能，并且可擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種過(guò)電流保護(hù)元件，其可減低在壓合制程前后的電阻彈升率，并增進(jìn)元件的散熱效率以提高工作電流，進(jìn)而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明揭示一種過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其包含一電流感測(cè)元件，其包含兩電極箔；一電流感測(cè)層，其由具有正溫度系數(shù)特性的材料制成，且疊設(shè)于該兩電極箔之間；兩絕緣層，分別設(shè)于該電流感測(cè)元件的上、下表面，且該絕緣層具有至少一下列特性(a)玻璃轉(zhuǎn)換溫度介于90-120℃；(b)散熱效率介于1-7W/℃-m；兩電極層，分別連接于該電流感測(cè)元件的兩端。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述絕緣層是由半固化片、樹(shù)脂及環(huán)氧塑料中的一種材料組成。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述電流感測(cè)層是由具有高分子正溫度系數(shù)材料組成。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其另包含兩阻焊劑層，分別設(shè)置于該兩絕緣層的表面。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述兩電極層的材料是選自銅、鋁或鋁銅合金。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其另包含兩分別覆蓋于該兩電極層表面的焊接電極層，用于防止該兩電極層與外界直接接觸而氧化。
所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述焊接電極層的材料是選自錫、鉛或錫鉛合金。
本發(fā)明揭示一種過(guò)電流保護(hù)元件，其包含一電流感測(cè)元件、兩絕緣層及兩電極層。該電流感測(cè)元件包含兩電極箔及一疊設(shè)于該兩電極箔間的電流感測(cè)層。該電流感測(cè)層是由正溫度系數(shù)材料組成。該兩絕緣層分別疊設(shè)于該電流感測(cè)元件的上、下表面，其玻璃轉(zhuǎn)換溫度介于90-120℃或散熱效率介于1-7W/℃-m。該兩電極層分別連接于該電流感測(cè)元件的兩端。
該兩電極層一般是由銅、鋁或鋁銅合金組成，較易氧化。該過(guò)電流保護(hù)元件可另包含兩分別罩于該兩電極層表面的焊接電極層，其是由較不易氧化的錫鉛合金或錫金屬組成，可防止該兩電極層與外界直接接觸而氧化。


圖1是本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件的立體圖；圖2是沿圖1中剖面線(xiàn)1-1截取的剖面圖；圖3是本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件的示意圖。
圖中元件符號(hào)說(shuō)明

具體實(shí)施方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，圖1是本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件10的立體示意圖，而圖2則為圖1中沿1-1剖面線(xiàn)的剖面圖。該過(guò)電流保護(hù)元件10包含一電流感測(cè)元件13、兩絕緣層14、兩阻焊劑(Solder Mask，S/M)層15及兩電極層16。該電流感測(cè)元件13是由一電流感測(cè)層11疊設(shè)于兩電極箔12之間組成，其中該電流感測(cè)層11是采用高分子正溫度系數(shù)材料。該絕緣層14可由半固化片、樹(shù)脂(resin)或環(huán)氧塑料(epoxy)組成，且其玻璃轉(zhuǎn)換溫度是介于90-120℃。該兩電極層16分別置于該電流感測(cè)元件13、兩絕緣層14及兩阻焊劑層15的左右兩端。
與已知的過(guò)電流保護(hù)元件的絕緣層相比，本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件10的絕緣層14的玻璃轉(zhuǎn)換溫度較低，故在進(jìn)行壓合過(guò)程中對(duì)過(guò)電流保護(hù)元件10所造成的尺寸改變較小，還可降低壓合前后的電阻彈升率。
參照表一，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件10(具有較低玻璃轉(zhuǎn)換溫度的絕緣層)的電阻值較低，也就是說(shuō)可提供較大的工作電流。
表一

過(guò)電流保護(hù)元件的散逸功率(Power Dissipation，Pd)可以下列通式表示Pd＝I2R，其中I為工作電流，R為電阻值。由上述通式可知，散逸功率愈高，工作電流愈高。就物理意義而言，較好的散熱效率可將因高電流所產(chǎn)生的高熱量快速散發(fā)。即，較大的散逸功率相當(dāng)于可增加元件在觸發(fā)(trip)前對(duì)電流的承受度。因此，具有較高散熱效率的過(guò)電流保護(hù)元件也可應(yīng)用于較大工作電流的情況。
將該過(guò)電流保護(hù)元件10的絕緣層14選用散熱速率介于1-7W/℃-m的半固化片、樹(shù)脂或環(huán)氧塑料，其實(shí)際測(cè)試結(jié)果如表二所示。由表二可知，本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件10(具有較高散熱效率的絕緣層)的工作電流及散逸功率均比已知的高。
表二


圖3是本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件30的示意圖。該過(guò)電流保護(hù)元件30包含一電流感測(cè)元件33、兩絕緣層34、兩阻焊劑層35、兩電極層36及兩焊接電極層37。該電流感測(cè)元件33是由一電流感測(cè)層31疊設(shè)于兩電極箔32之間形成，其中該電流感測(cè)層31是采用高分子正溫度系數(shù)材料。該絕緣層34可由玻璃轉(zhuǎn)換溫度介于90-120℃或散熱效率介于1-7W/℃-m的半固化片、樹(shù)脂、環(huán)氧塑料組成。該兩電極層36分置于該電流感測(cè)元件33、兩絕緣層34及兩阻焊劑層35的左右兩端。該兩焊接電極層37覆蓋于該電極層36的表面，用于連接外接導(dǎo)線(xiàn)(未圖標(biāo))。
該過(guò)電流保護(hù)元件30與圖2的過(guò)電流保護(hù)元件10相比，相當(dāng)于在該電極層36的表面增加兩焊接電極層37。為增加導(dǎo)電性，一般的電極層36是由銅、鋁及鋁銅合金組成。若由該電極層36直接焊接導(dǎo)線(xiàn)，將使得該電極層36暴露于外界而可能發(fā)生氧化。焊接電極層37是由較不易氧化的錫鉛合金或錫組成，藉由其覆蓋于該電極層36表面，以防止該電極層36與外界直接接觸。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其包含一電流感測(cè)元件，其包含兩電極箔；一電流感測(cè)層，其由具有正溫度系數(shù)特性的材料制成，且疊設(shè)于該兩電極箔之間；兩絕緣層，分別設(shè)于該電流感測(cè)元件的上、下表面，且該絕緣層具有至少一下列特性(a)玻璃轉(zhuǎn)換溫度介于90-120℃；(b)散熱效率介于1-7W/℃-m；兩電極層，分別連接于該電流感測(cè)元件的兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述絕緣層是由半固化片、樹(shù)脂及環(huán)氧塑料中的一種材料組成。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述電流感測(cè)層是由具有高分子正溫度系數(shù)材料組成。
4.如權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其另包含兩阻焊劑層，分別設(shè)置于該兩絕緣層的表面。
5.如權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述兩電極層的材料是選自銅、鋁或鋁銅合金。
6.如權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于其另包含兩分別覆蓋于該兩電極層表面的焊接電極層。
7.如權(quán)利要求6所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述焊接電極層的材料是選自錫、鉛或錫鉛合金。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種過(guò)電流保護(hù)元件，其包含一電流感測(cè)元件、兩絕緣層及兩電極層。該電流感測(cè)元件包含兩電極箔及一疊設(shè)于該兩電極箔間的電流感測(cè)層。該電流感測(cè)層是由正溫度系數(shù)材料組成。該兩絕緣層分別疊設(shè)于該電流感測(cè)元件的上、下表面，其玻璃轉(zhuǎn)換溫度介于90－120℃或散熱效率介于1－7W/℃－m。該兩電極層分別連接于該電流感測(cè)元件的兩端。本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件，可減低在壓合制程前后的電阻彈升率，并增進(jìn)元件的散熱效率以提高工作電流，進(jìn)而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)H01C7/13GK1627453SQ20031012025
公開(kāi)日2005年6月15日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者林賢明, 余錦漢 申請(qǐng)人:聚鼎科技股份有限公司