專利名稱：具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)電流保護(hù)元件，具體涉及一種具有正溫度系數(shù)(PTC)特性的過(guò) 電流保護(hù)元件及其制造方法。
背景技術(shù)：
聚合物和分散在聚合物中的導(dǎo)電填充材料組成的導(dǎo)電性聚合物以及由此導(dǎo)電性 聚合物制備的具有正溫度系數(shù)(PTC)特性的過(guò)電流保護(hù)元件技術(shù)已是大家所熟知的。通 常，PTC導(dǎo)電性聚合物是由一種或一種以上的結(jié)晶聚合物及一導(dǎo)電填充材料組成，該導(dǎo)電填 充材料均勻分散于該聚合物中。導(dǎo)電填充材料可以為聚乙烯、乙烯類共聚物、氟聚合物中的 一種或其中幾種的混合物；導(dǎo)電填充材料可以為碳黑、金屬顆?；驘o(wú)機(jī)陶瓷粉末。此類導(dǎo)電 性聚合物的PTC特性(電阻值隨溫度上升而增加)被認(rèn)為是由于熔融時(shí)結(jié)晶聚合物的膨脹導(dǎo) 致導(dǎo)電粒子所形成的導(dǎo)電通道斷開造成的。在現(xiàn)有已公開的技術(shù)中，最普遍的是將碳黑作為導(dǎo)電填充材料，但是將碳黑作為 導(dǎo)電填充材料制備的導(dǎo)電性聚合物難以得到很低的室溫電阻率，特別是將該聚合物用來(lái)制 備電池(組)的過(guò)電流保護(hù)元件時(shí)，將不能滿足器件小型化、低室溫電阻的要求。雖然將金屬 顆粒(如鎳粉)作為導(dǎo)電填充材料可以制得較低室溫電阻率的導(dǎo)電性聚合物，用此類導(dǎo)電性 聚合物制備的過(guò)電流保護(hù)元件可以滿足小型化、低室溫電阻的要求，但是又會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn) 題
由于器件的尺寸小，如圖3為現(xiàn)有過(guò)電流保護(hù)元件的主視結(jié)構(gòu)示意圖和圖4為現(xiàn)有過(guò) 電流保護(hù)元件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖所示，引出電極3，3’與金屬箔電極2，2’、金屬箔電極2，2’ 與PTC芯片1之間的連接強(qiáng)度(我們用剝離強(qiáng)度和扭矩來(lái)表征連接強(qiáng)度)都非常小，器件在 使用過(guò)程中極易引起引出電極3，3’與金屬箔電極2，2’或金屬箔電極2，2’與PTC芯片1 的脫離，導(dǎo)致器件失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元 件，該元件不僅具有尺寸小、室溫電阻低的特點(diǎn)，并且具有高的連接強(qiáng)度。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供上述具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保 護(hù)元件的制造方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電 流保護(hù)元件，包括PTC芯片、芯片二面的電極以及兩個(gè)引出電極，其中，在所述過(guò)電流保護(hù) 元件的PTC芯片區(qū)域整體外側(cè)設(shè)有密閉的保護(hù)膜。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)膜厚度為0. 01 0. 3mm。不但保證保護(hù)膜的性 能，而且工藝上容易實(shí)現(xiàn)。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)膜材料是環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅膠、聚對(duì)二甲苯 中的一種。
因這些材料所具有的工藝特性，可以是環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅膠等材料通過(guò)涂覆的 方式形成保護(hù)膜，也可以是聚對(duì)二甲苯材料通過(guò)表面聚合的方式形成密閉的保護(hù)膜。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的保護(hù)膜是由涂覆固化后形成或表面聚合形成的密閉膜。針對(duì)上述具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件的制造方法，先在壓制成型的 PTC芯片的上、下兩面分別壓合金屬箔電極形成復(fù)合芯片，復(fù)合芯片經(jīng)過(guò)輻照，沖切成設(shè)計(jì) 要求的小片，然后在小片的兩邊焊接上鎳片作為引出電極，其中，在PTC芯片區(qū)域整體外側(cè) 涂覆固化后形成或表面聚合形成的保護(hù)膜，并露出兩個(gè)引出電極，制得過(guò)電流保護(hù)元件。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過(guò)在過(guò)流保護(hù)元件的PTC區(qū)域形成一定厚度的密閉的保護(hù)膜，不僅具有很低 的室溫電阻，還可以有效的提高器件的剝離強(qiáng)度、扭矩等連接強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品的絕緣、防 潮、防氧化的功能，提高器件的耐環(huán)境性能。


圖1為本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為現(xiàn)有過(guò)電流保護(hù)元件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有過(guò)電流保護(hù)元件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明
1—PTC芯片2，2，一金屬箔電極
3,3' 一引出電極 4 一保護(hù)膜。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1為本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖和圖2為本發(fā)明的過(guò)電 流保護(hù)元件的主視結(jié)構(gòu)示意圖所示，一種具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件，包括PTC 芯片1、PTC芯片1 二面的金屬箔電極2，2’以及兩個(gè)引出電極3，3’。在所述過(guò)電流保護(hù)元件的PTC芯片1區(qū)域整體外側(cè)設(shè)有密閉的保護(hù)膜4，所述的保 護(hù)膜4是由涂覆固化后形成或表面聚合形成的密閉膜，材料是環(huán)氧樹脂、聚氨酯、硅膠、聚 對(duì)二甲苯中的一種，厚度為0.01 0. 3mm。制造方法為
將導(dǎo)電金屬顆粒、聚合物、一些功能填料按一定的配比進(jìn)行混煉，壓制形成一定厚度的 PTC芯片1，先在壓制成型的PTC芯片1的上、下兩面分別壓合金屬箔電極2，2’形成復(fù)合芯 片，復(fù)合芯片經(jīng)過(guò)輻照，沖切成設(shè)計(jì)要求的小片，然后在小片的兩邊焊接上鎳片作為引出電 極3，3’，最后在PTC芯片1區(qū)域整體外側(cè)涂覆固化后形成或表面聚合形成的保護(hù)膜4，并露 出兩個(gè)引出電極3，3’，制得過(guò)電流保護(hù)元件。
實(shí)施例將重量比為1 :5的高密度聚乙烯(BHB5012，菲利浦石油)與鎳粉(CNP525，INCO) 在190°C的密煉機(jī)中混煉均勻，在開煉機(jī)上拉出0. 6mm士0. 2mm厚度的PTC芯材1 ；將PTC芯材1的上下兩面分別放上金屬電極箔2，2’，在180°C的壓機(jī)上進(jìn)行壓合，得到厚 度為0. 65mm士0. 2mm的復(fù)合芯片；將該復(fù)合芯片進(jìn)行電子束輻照，輻照劑量為IOMrad至 lOOMrad，然后沖切或劃切成一個(gè)個(gè)的3mmX4mm的小方塊，在小方塊兩邊各焊上鎳片作為 引出電極3，3’，在PTC芯片區(qū)域涂覆上一層環(huán)氧樹脂涂料，在85°C的烘箱中固化30分鐘， 形成一層厚度為0.01 0.3mm的保護(hù)膜4，就可以得到所需的過(guò)電流保護(hù)元件。如圖1、2 所示。將上述的過(guò)電流保護(hù)元件進(jìn)行剝離強(qiáng)度測(cè)試、扭矩測(cè)試。比較例
與實(shí)施例相比較，除了沒(méi)有在PTC芯片1區(qū)域形成保護(hù)膜4外，其它結(jié)構(gòu)、工藝與實(shí)施 例相同，如圖3為現(xiàn)有過(guò)電流保護(hù)元件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖和圖4為現(xiàn)有過(guò)電流保護(hù)元件的 主視結(jié)構(gòu)示意圖所示，包括PTC芯片1，PTC芯片1 二面的電極2，2’，兩邊焊接上鎳片作為 引出電極3，3’。
權(quán)利要求
1.一種具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件，包括PTC芯片、PTC芯片二面的電極以 及兩個(gè)引出電極，其特征在于在所述過(guò)電流保護(hù)元件的PTC芯片區(qū)域整體外側(cè)設(shè)有密閉 的保護(hù)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述的保護(hù)膜厚度為0.01 0. 3mm O
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述的保護(hù)膜材料是環(huán) 氧樹脂、聚氨酯、硅膠、聚對(duì)二甲苯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過(guò)電流保護(hù)元件，其特征在于所述的保護(hù)膜是由涂覆 固化后形成或表面聚合形成的密閉膜。
5.針對(duì)權(quán)利要求1至4之一所述具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件的制造方法， 先在壓制成型的PTC芯片的上、下兩面分別壓合金屬箔電極形成復(fù)合芯片，復(fù)合芯片經(jīng)過(guò) 輻照，沖切成設(shè)計(jì)要求的小片，然后在小片的兩邊焊接上鎳片作為引出電極，其特征在于 在PTC芯片區(qū)域整體外側(cè)涂覆固化后形成或表面聚合形成的保護(hù)膜，并露出兩個(gè)引出電 極，制得過(guò)電流保護(hù)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有正溫度系數(shù)特性的過(guò)電流保護(hù)元件及其制造方法，包括PTC芯片、PTC芯片二面的電極以及兩個(gè)引出電極，在所述過(guò)電流保護(hù)元件的PTC芯片區(qū)域整體外側(cè)設(shè)有密閉的保護(hù)膜。在導(dǎo)電性聚合物層的兩邊復(fù)合金屬箔電極形成復(fù)合芯片，復(fù)合芯片經(jīng)過(guò)輻照，然后沖切成一定形狀和大小的小片子，再在小片子兩邊焊接上鎳片作為引出電極，最后在PTC芯片區(qū)域形成一定厚度的密閉的保護(hù)膜，露出引出電極而形成。優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明在PTC芯片區(qū)域形成一定厚度的密閉的保護(hù)膜可以顯著提高器件的連接強(qiáng)度，過(guò)電流保護(hù)元件不僅具有很低的室溫電阻，還具有很高的連接強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01C7/02GK102074324SQ20111002780
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者劉正平, 李從武, 王軍 申請(qǐng)人:上海長(zhǎng)園維安電子線路保護(hù)股份有限公司