插拔式PTC保护器的制作方法

本实用新型涉及一种插拔式ptc保护器技术领域，具体指一种可承受外部压力的插拔式ptc保护器。

背景技术：

由聚合物基导电复合材料制成得到的ptc保护器，其电阻与温度通常具有非线性关系，随着温度的升高，聚合物基体的热膨胀导致导电颗粒间间距增大，使得材料的体积电阻率增大，而当外界温度接近聚合物基体熔点时，此时基体热膨胀最为显著，导电颗粒间距被急剧拉大，因此，具有正温度系数效应（ptc）聚合物导电复合材料（下称：ptc聚合物导电复合材料）的体积电阻率会出现几个数量级的增大，即出现ptc（电阻正温度系数）效应。这类ptc聚合物导电复合材料在电子线路保护元件、加热器、传感器等领域有诸多应用。

在车载电机领域，特别是门锁和腰托类车载电机，为防止电机过电流和过热的发生，普遍采用ptc保护器方案。此类车载电机体积较小，内部空间狭小，一般倾向采用插拔式ptc保护器安装在电机内部，通过金属弹片夹持ptc保护器串联接入电机电路，从而达到自动化组装和降低组成成本的目的。但弹片夹持会对ptc保护器产生外部压力，限制组成ptc保护器的聚合物基体热膨胀，导电颗粒链无法断开，导致保护失效；并且在正常工作电压下，由于外部压力的存在，甚至会使得ptc保护器在正常工作电压下，发生电击穿失效。

现有插拔式ptc保护器的结构，如图1所示，包括第一、二金属电极箔1’、2’和ptc聚合物导电复合材料3’，ptc聚合物导电复合材料3’夹在第一、二金属电极箔1’、2’之间。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可承受外部压力的插拔式ptc保护器，可将直接承受外部压力的接触点设置在该ptc保护器的部分区域上，而不是ptc材料部分。

本实用新型技术问题通过下述方案解决：一种插拔式ptc保护器，包括：

第一金属电极箔；

第二金属电极箔；

连接于该第一、二金属电极箔之间的芯片，该芯片由非良性导体材料结构件和ptc导电复合材料结构件组成，并且在同一个平面上，且非良性导体材料结构件和ptc导电复合材料结构件紧密接触。

在上述方案基础上，所述的插拔式ptc保护器总体厚度在0.1-10mm之间。

在上述方案基础上，该插拔式ptc保护器的形状为圆形、矩形、三角形、梯形、菱形或其他多边形中的一种。

所述的非良导体材料，在环境温度25℃，电阻率不小于100ω.cm。

进一步的，所述的非良导体材料选用至少为聚乙烯、环氧树脂、聚偏氟乙烯、热固性聚酯树脂、聚丙烯、预浸渍环氧树脂的玻璃纤维布中的一种。

所述的ptc聚合物导电复合材料，在环境温度25℃，电阻率不大于10ω.cm。

进一步的，所述的非良导体材料部分为连续的整体结构件或分体结构件，与ptc聚合物导电复合材料部分的厚度相同，当为整体结构件时，设在聚合物导电复合材料部分的一侧或中间；当为分体结构件时，分布在ptc聚合物导电复合材料部分外侧，且对称分布。

本实用新型的优越性在于：当连接到电路中，可将直接承受外部压力的接触点设置在该ptc保护器的非良导体材料部分的区域，避免了聚合物导电复合材料层直接承受外部压力，从而能够使ptc保护器的聚合物基体充分热膨胀、导电颗粒链断开，避免失效；同时也防止ptc保护器受外部压力或电压击穿失效的作用；本实用新型的ptc保护器的芯片可薄型化，可具备更低的电阻水平和更高的通流能力。

以下通过具体实施例对本实用新型进行作进一步的详细说明。

附图说明

图1现有插拔式ptc保护器的结构示意图；

图2本实用新型第一实施例的插拔式ptc保护器的结构示意图，其中，图2a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图2b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图；

图3本实用新型第二实施例的插拔式ptc保护器的结构示意图，其中，图3a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图3b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图；

图4本实用新型第三实施例的插拔式ptc保护器的结构示意图，其中，图4a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图4b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图；

图5本实用新型第四实施例的插拔式ptc保护器的结构示意图，其中，图5a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图5b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图；

图6本实用新型第五实施例的插拔式ptc保护器的爆炸图；

图7本实用新型第六实施例的插拔式ptc保护器的爆炸图所示；

图中标号说明：

1——第一金属电极箔；

2——第二金属电极箔；

3——ptc导电复合材料结构件；

31、32——矩形的ptc导电复合材料结构件一、二；

4——条状非良性导体材料件；

5——矩形非良性导体材料；

61、62——长条形非良性导体材料结构件一、二；

71、72、73、74——三角形非良性导体材料一、二、三、四；

8——圆形非良性导体材料结构件；

9——正方形非良性导体材料结构件。

具体实施方式

实施例1

如图2a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图2b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片由二部分组成，并且在同一个平面上、厚度相同，包含：矩形的ptc导电复合材料结构件3和条状非良性导体材料结构件4，矩形的ptc导电复合材料结构件3宽度方向的一边与条状非良性导体材料结构件4的一个长边紧密接触。

本实施例中，ptc导电复合材料为聚乙烯与炭黑的共混复合物，在环境温度25℃，电阻率为0.67ω.cm；非良性导体材料4采用聚乙烯材质，在环境温度25℃，电阻率为1×10¹⁷ω.cm。

本实施例成品的主要尺寸为：总厚度0.3mm、总长11mm、总宽8mm，其中，条状非良性导体材料结构件4为长度为8mm、宽度为2mm的条状结构；ptc导电复合材料结构件3为长度9mm、宽度8mm的矩形结构。

本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的条状区域的聚乙烯材质部分作为直接受力的接触点，避免了聚合物导电复合材料层直接承受外部压力，从而能够使ptc保护器的聚合物基体充分热膨胀、导电颗粒链断开，避免失效；同时也防止ptc保护器受外部压力（电压）击穿失效的作用。

实施例2

如图3a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图3b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片由ptc导电复合材料结构件和非良性导体材料结构件组成，并且在同一个平面上、厚度相同，包含：矩形的ptc导电复合材料结构件一、二31、32和矩形非良性导体材料结构件5，矩形非良性导体材料结构件5的二个长边分别与矩形的ptc导电复合材料结构件一、二31、32的一个长边紧密接触，形成依序为矩形的ptc导电复合材料结构件一31、矩形非良性导体材料结构件5和矩形的ptc导电复合材料结构件二32的夹心结构芯片。

本实施例中，ptc导电复合材料为聚偏氟乙烯与炭黑的共混复合物，在环境温度25℃，电阻率为0.51ω.cm；矩形非良性导体材料结构件5采用环氧树脂材质，在环境温度25℃下，电阻率为1×10¹⁰ω.cm。

本实施例插拔式ptc保护器为方形，主要尺寸为：总厚度0.25mm、总长5mm、总宽5mm。其中，矩形非良性导体材料结构件5的长度为5mm、宽度为1mm，矩形非良性导体材料结构件5的二长边分别紧密连接结构尺寸相同的ptc导电复合材料结构件一、二31、32。

本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的矩形区域的环氧树脂材质部分作为直接受力的接触点，优势在于ptc保护器在受外力后，避免电压击穿失效。

实施例3

如图4a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图4b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片由ptc导电复合材料结构件和非良性导体材料结构件组成，并且在同一个平面上、厚度相同，包含：矩形的ptc导电复合材料结构件3，二宽度方向的边分别紧密连接长条形非良性导体材料结构件一、二61、62的长度方向，长条形的非良性导体材料结构件一、二61、62的结构、尺寸相同，形成依序为长条形非良性导体材料结构件一61、矩形的ptc导电复合材料结构件3和长条形非良性导体材料结构件二62的夹心结构芯片。

其中，ptc导电复合材料为聚偏氟乙烯与炭黑的共混复合物，在环境温度25℃下，电阻率为0.45ω.cm；非良性导体材料为聚偏氟乙烯材质，在环境温度25℃，电阻率为1×10¹⁵ω.cm。

本实施例插拔式ptc保护器为方形，主要尺寸为：总厚度0.5mm、总长7mm、总宽9mm，其中，矩形的ptc导电复合材料结构件3为7mm*7mm正方形片状结构件，长条形的非良性导体材料结构件一、二61、62的长度各为7mm、宽度各为1.5mm。

本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的方形区域的聚偏氟乙烯材质部分作为直接受力的接触点，优势在于ptc保护器在受外力后，避免电压击穿失效。

实施例4

如图5a为插拔式ptc保护器的爆炸图，图5b为该插拔式ptc保护器厚度方向的截面图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片是由带四个缺角的矩形的ptc导电复合材料结构件3和四个结构相同的三角形非良性导体材料结构件一、二、三、四71、72、73、74构成的一整体为矩形的芯片，并且在同一个平面上、厚度相同，带四个缺角的矩形的ptc导电复合材料结构件3，其缺角处分别紧密连接结构相同的三角形非良性导体材料一、二、三、四71、72、73、74，构成以整体为矩形的芯片。

其中，ptc导电复合材料为低密度聚乙烯与炭黑的共混复合物，在环境温度25℃，电阻率为0.55ω.cm；非良性导体材料采用热固性聚酯树脂材质，在环境温度25℃下，电阻率为1×10⁸ω.cm。

本实施例插拔式ptc保护器为矩形，主要尺寸为：总厚度0.2mm、总长11mm、总宽8mm。其中，三角形非良性导体材料一、二、三、四71、72、73、74为直角扇形，直径各为3mm，与带四个缺角的ptc导电复合材料3紧密连接后形成矩形芯片。

本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的方形区域的热固性聚酯树脂材质部分作为直接受力的接触点，优势在于ptc保护器在受外力后，避免电压击穿失效。

实施例5

如图6为插拔式ptc保护器的爆炸图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片由在同一个平面上、厚度相同的圆形非良性导体材料结构件8和中间有圆形通孔的ptc导电复合材料结构件3二部分组成，所述的圆形非良性导体材料结构件8嵌在中间的ptc导电复合材料结构件3的圆形通孔内相互紧密连接。

本实施例中，ptc导电复合材料为高密度聚乙烯与炭黑的共混复合物，在环境温度25℃，ptc导电复合材料结构件电阻率为0.88ω.cm；圆形非良性导体材料结构件8采用聚丙烯，在环境温度25℃下，电阻率为1×10¹⁴ω.cm。

本实施例插拔式ptc保护器为方形，主要尺寸为：总厚度0.5mm、总长7.5mm、总宽9.3mm。其中，聚丙烯材质的圆形非良性导体材料结构件8为圆形，其直径2.5mm，嵌在矩形ptc导电复合材料结构件3的中心位置，构成芯片。

将本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的方形区域的聚丙烯材质部分作为直接受力的接触点，优势在于ptc保护器在受外力后，避免电压击穿失效。

实施例6

如图7为插拔式ptc保护器的爆炸图所示：

一种插拔式ptc保护器，包括：第一金属电极箔1、第二金属电极箔2、连接于该第一、二金属电极箔1、2之间的芯片，该芯片由在同一个平面上、厚度相同的正方形非良性导体材料结构件9和中心带正方形通孔的ptc导电复合材料结构件3二部分组成，所述的正方形非良性导体材料结构件9嵌在ptc导电复合材料结构件3的正方形通孔内且二部分紧密贴合。

其中，ptc导电复合材料为聚偏氟乙烯与金属镍粉的共混复合物，在环境温度25℃下，电阻率为0.18ω.cm；矩形非良性导体材料件9采用玻璃纤维布预浸渍环氧树脂材质构成的玻璃钢结构件，在环境温度25℃，电阻率为1×10¹⁰ω.cm。

本实施例插拔式ptc保护器为方形，主要尺寸为：总厚度0.25mm、总长7mm、总宽9.5mm。其中，正方形非良性导体材料结构件9长度为3mm，宽度为3mm，嵌在ptc导电复合材料结构件3的正方形通孔内。

将本实施例插拔式ptc保护器串联直插入电路中时，该插拔式ptc保护器的方形区域的玻璃纤维布预浸渍环氧树脂材质部分作为直接受力的接触点，优势在于ptc保护器在受外力后，避免电压击穿失效。