表面贴装型过电流保护元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种表面贴装型过电流保护元件，尤其是涉及一种具有电阻正温度效应的表面贴装型过电流保护元件。
【背景技术】
[0002]基于导电复合材料的正温度系数过流防护元件(PTC)已广泛地应用到通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中，应用于电路的过流保护设置。在通常状态下，电路中的电流相对较小，热敏电阻器温度较低，而当由电路故障引起的大电流通过此自复性保险丝时，其温度会突然升高到“关断”温度，导致其电阻值变得很大，这样就使电路处于一种近似“开路”的状态，从而保护了电路中其他元件。而当故障排除后，热敏电阻器的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态。
[0003]随着电子行业的迅猛发展，市场对表面贴装型过电流保护元件的应用日新月异。传统的表面贴装型元件的安装加工一般为回流焊焊接，此工艺的热过程对产品的升阻显而易见。通常，经过回流焊后，元件的升阻率超过50%。对于低电阻的PTC保护元件而言，如此高的升阻率是会明显的影响产品的保持特性。
[0004]如本申请人在申请号200910248045.X中公开的一种表面贴装型过电流保护元件，一种表面贴装型过电流保护元件，包括两个单层PTC复合芯片，芯片由第一 PTC芯材和贴覆于第一 PTC芯材两表面的第一金属箔层、第二金属箔层构成，另一芯片由第二 PTC芯材和贴覆于第二 PTC芯材两表面的第三金属箔层、第四金属箔层构成，其中:在所述的两个单层PTC复合芯片之间由第三绝缘层将第二金属箔层与第三金属箔层电气隔离并粘结，构成双层PTC复合芯片；在双层PTC复合芯片的中部偏侧位置，在第一金属箔层和第四金属箔层上下相对位置上分别形成一个蚀刻图形以露出内侧的第一 PTC芯材和第二 PTC芯材，构成复合小芯片；对复合小芯片钻孔、贴装形成具有PTC特性的表面贴装型过电流保护元件。
[0005]聚鼎科技股份有限公司在申请号:201310203815.5中公开了一表面贴装型过电流保护元件包含PTC材料层、第一及第二连接电路、第一及第二电极及绝缘层。PTC材料层的体积电阻率小于0.2D-cm，且包含结晶性高分子聚合物及分散于其中的体积电阻率小于500 μ Ω-cm的导电填料。第一及第二连接电路具备有效逸散该PTC材料层产生之热的功能。第一电极通过该第一连接电路电气连接该PTC材料层的第一表面。第二电极通过该第二连接电路电气连接该PTC材料层的第二表面。绝缘层作为第一及第二电极间隔离之用。上述电极和连接电路的面积总和除以PTC材料层的面积及其个数之值大于等于0.6。过电流保护元件于25。C时，其维持电流除以PTC材料层的面积及其个数之值大于lA/mm2。
[0006]聚鼎科技股份有限公司在申请号:201310204088.4还公开了一种表面贴装型过电流保护元件包含至少一 PTC材料层、第一导电层、第二导电层、第一电极、第二电极及至少一绝缘层。PTC材料层包含结晶性高分子聚合物及分散于该结晶性高分子聚合物中的导电填料。第一及第二导电层分别设于PTC材料层的第一及第二表面。第一及第二电极分别电气连接该第一及第二导电层。绝缘层设置于该第一及第二电极之间，作为电气隔离。在结晶性高分子聚合物对应的熔点温度时，结晶性高分子聚合物与该第一及第二导电层的热膨胀系数相差100倍以上，且至少该第一导电层及第二导电层中之一者的厚度大到足以使得该表面贴装型过电流保护元件的电阻再现性R3/Ri小于1.4，其中Ri为元件的起始电阻值，R3为触发3次后的电阻值。
[0007]以及聚鼎科技股份有限公司在申请号201310130672.X公开了一表面贴装型过电流保护元件包括:PTC材料层、第一及第二导电层、第一及第二电极和第一及第二电气导通件。PTC材料层包含结晶性高分子聚合物及导电填料，且其体积电阻率小于0.ΙδΩ-cmo第一和第二导电层分别物理接触该PTC材料层的相对二表面。第一电极包含一对形成于元件上表面及下表面的第一金属箔，且和第二导电层电气隔离。第二电极包含一对形成于元件上表面及下表面的第二金属箔，且和第一导电层电气隔离。第一电气导通件形成于第一端面，且连接第一金属箔及第一导电层。第二电气导通件形成于第二端面，且连接第二金属箔及第二导电层。第一和第二导通件分别占第一和第二端面的面积比例为40%至100%。
[0008]另外，聚鼎科技股份有限公司在申请号:201310129361.1公开了一表面贴装型过电流保护元件包括:PTC元件、第一电极、第二电极、第一电路及第二电路。PTC元件包含PTC材料层、第一导电层及第二导电层。PTC材料层设于第一导电层及第二导电层之间，且包含结晶性高分子聚合物及分散其中的导电填料。第一电极包含一对形成于上表面及下表面的第一金属箔。第二电极包含一对形成于上表面及下表面的第二金属箔。第一电路电气连接第一电极及第一导电层，其包含沿水平方向延伸的第一平面线路及沿垂直方向延伸的第一导通件。第二电路电气连接第二电极及第二导电层，其包含沿水平方向延伸的第二平面线路及沿垂直方向延伸的第二导通件。其中该第一平面线路及第二平面线路中至少一者的热阻足以防止热逸散，使得过电流保护元件于25° C、8A测试下可于60秒内触发。
[0009]为了解决经过回流焊后，元件的升阻率超过50%的高升阻率对产品保持特性的影响，电子公司在设计上，开始尝试新的无热过程的安装方式例如采用卡壳的直接插拔式方案，即元件插入卡槽，两个弹簧触点分别压在元件的左右两个导电焊盘上，接入电路。此方案不尽能解决升阻的问题，而且还具有安装简单、节能环保和对保护元件损害小的特点。
[0010]这种方案的新问题是，为了避免接触电阻小，弹簧触点压在元件上的力必须足够大。当正温度系数效应的元件处于动作状态时，芯片处于膨胀状态，材料的强度大幅降低，弹簧触点的压力会使元件弯曲。故此方案对保护元件的机械强度要求高。于是开发满足此应用条件的具有合适力学强度的保护元件成为此领域的新发展方向。
[0011]东莞市博钺电子有限公司在申请号:201310239798.0和申请号201320346767.0公开了一种电路保护元件技术领域的端头无焊锡的表面贴装型熔断器及其制作方法，包括有内部开设有容置腔的绝缘外壳、设置在容置腔中的熔断体、两个分别盖设在外壳两端的金属端帽，熔断体的两端分别由外壳两端延伸出外壳外部并向外壳端面弯折形成连接部，两个端帽分别与相应端的连接部相接触并将连接部夹紧在外壳端面上，本发明的熔断体与端帽之间通过紧密接触的方式连接，不需要焊锡作为端帽与熔断体之间的连接，避免了熔断器在组装和熔断过程中出锡不良的现象，同时熔断体被充分保护在绝缘外壳和端帽之内，在受环境冷热冲击时有缓冲作用，安全可靠，减少了焊锡的用量，降低了物料成本和组装加热成本，能够适用于大电流产品。
【发明内容】
[0012]本发明的目的是提供一种新型结构的表面贴装型过电流保护元件，它具有结构坚固，能有抵御外界极端环境如光、热、湿、氧、力对过电流保护元件性能的影响。
[0013]本发明目的的通过下述方案实现:一种表面贴装型过电流保护元件，具有电阻正温度系数效应的芯片，该芯片包含导电复合材料基层和电极，所述导电复合材料基层至少一种聚合物和至少一种均匀分布于所述聚合物中，其中:
1)所述的具有电阻正温度系数效应的芯片包括:
(a)具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层，具有相对的上下表面；
(b)第一导电电极，置于导电复合材料基层的上表面；
(C)第二导电电极，置于导电复合材料基层的下表面；
2)具有电阻正温度系数效应的芯片包覆于框形结构体和该结构体上、下部的粘接层构成的腔室内，上导电焊盘和下导电焊盘分别与结构体的上部和下部连接；
3)上、下导电焊盘分别位于结构体的上下表面的左右两边，且导电焊盘长宽比小于
10 ；
4)导电盲孔，包括至少一个上导电盲孔和至少一个下导电盲孔，所述的上导电盲孔电气连接第一导电电极和上表面的导电焊盘，所述的下导电盲孔电气连接第二导电电极和下表面的导电焊盘；
5)导电端，包括至少一个左导电端和至少一个右导电端，所述的左导电端在结构体左侦牝电气连接左边上下两个导电焊盘；所述的右导电端在结构体右侧，电气连接右边上下两个导电焊盘。
[0014]本发明引入框形结构体和接插式导电端，可以通过卡入式方法安装在充电接口内部，安装工艺简单，避免了使用复杂且操作过程难以控制的回流焊或其它焊接工艺来安装，简化了工艺，提高了工作效率。
[0015]在上述方案基础上，所述的导电复合材料基层，其体积电阻率小于0.001 Ω.m，其包含至少一种聚合物和至少一种均匀分布于所述聚合物中的体积电阻率小于2 μ Ω.πι、粒径为0.05 μπι?50 μπι的导电填料。其中，
所述的聚合物占所述导电复合材料基层的体积分数介于20%?75%之间，选自聚乙烯、氯