表面贴装型过电流保护元件的制作方法_2

文档序号:9275517阅读:来源:国知局
化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛树脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种及其混合物。
[0016]所述聚合物占所述导电复合材料基层的体积分数优选为25%_70%之间,更优为30%-65% 之间 ο
[0017]所述的导电填料选自金属粉末、导电陶瓷粉末中的一种及其混合物。
[0018]所述的金属粉末选自:铜、镍、钴、铁、钨、锡、铅、银、金、铂或其合金中的一种及其混合物。
[0019]所述的导电陶瓷粉末选自:金属氮化物、金属碳化物、金属硼化物、金属硅化物之中的一种或几种的混合物。
[0020]所述导电填料的粒径优选为0.05 μ m?50 μ m,更优为0.1 μ m?20 μ m ;体积电阻率不大于2 μ Ω.m,优选为不大于I μ Ω.m,更优为不大于0.5 μ Ω.m。所述导电填料占所述导电复合材料基层体积分数的25%?80%,优选为30%-75%之间,更优为35%_70%之间,分散于所述聚合物中。
[0021]所述导电填料的粒径优选为0.05 μm?50 μm,更优为0.1 μm?20 μm ;所述导电填料占所述导电复合材料基层体积分数的25%?80%,优选为30%-75%之间,更优为35%-70%之间,分散于所述聚合物中。
[0022]所述具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层可含有其他组分,如抗氧剂、辐射交联剂(常称为辐照促进剂、交联剂或交联促进剂,例如三烯丙基异氰脲酸酯)、偶联剂、分散剂、稳定剂、非导电性填料(如氢氧化镁,碳酸钙)、阻燃剂、弧光抑制剂或其他组分。这些组分通常占高分子基导电复合材料总体积份数不大于15%,例如体积百分比5%。
[0023]所述的框形结构体由纤维或纤维毡为骨架,热塑性或热固性聚合物为胶结料组成的复合物,其挠曲强度介于10MPa?50GPa。
[0024]所述的粘结层为导热率系数0.1?10W/m.K的高导热型的聚合物复合材料层。
[0025]所述的导电盲孔是通过钻孔,并在孔的表面附着导电金属层构成,所述导电盲孔的形状是圆柱形、圆锥形、长方体形、正方体形或其他棱柱体形等,也可以是使导电电极和导电焊盘电气连接的任何形状。其中,所述的钻孔可以是机械钻孔和激光钻孔,所述的在孔的表面附着导电金属层的方法是通过化学沉积、喷涂、溅射、电镀或是这几种工艺复合使用。
[0026]所述的框形结构体为矩形,导电端分布于所述框形结构体的左、右两侧。所述的左导电端可以分布在长方体型结构体左端的任何部位;所述的右导电端可以分布在长方体型结构体右端的任何部位。
[0027]所述的左导电端和右导电端的数量分别是一个或一个以上。
[0028]所述的导电盲孔可以穿过导电电极并深入导电复合材料基层内部,这种连接可以更好的保证导电盲孔和芯片的连接稳定性。
[0029]本发明的优越性在于:
1)本发明可通过卡入方式直接安装在充电接口内部,避免使用复杂且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;
2)功能上,可以在电流异常及接口温度过高时及时截断电流,直至故障被解除,从而保护电子设备和线路;
3)结构上,在保证核心功能的情况下,有非常好的结构强度,能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。
【附图说明】
[0030]图1表面贴装型过电流保护元件的立体图;
图2导电复合材料芯片截面图;
图3将芯片放入框板后的截面图;
图4芯片被完整包裹后的结构体的截面图; 图5形成盲孔和通孔后的截面图;
图6形成导电盲孔、导电通孔和导电焊盘后的截面图;
图7形成导电保护层后的截面图;
图8本发明的实施例2的截面结构示意图;
图9本发明的实施例3的俯视结构图;
图中标号说明
10一一表面贴装型过电流保护元件;
11、12—一第一、第二四分之一通孔;
13、14一一第三、第四四分之一通孔;
20—一具有电阻正温度系数效应的芯片;
21a、21b 第一、第二导电电极;
22 导电复合材料基层;
30一一具有电阻正温度系数效应的芯片放置在内的结构体;
31——框形结构体;
40一一器件;
41a、41b--上、下金属电极片;
42a、42b 上下粘接层;
得到如图5所示的50。
[0031]50——钻孔后的结构体强化的导电材料元件;
53a、53b--上、下盲孔;
60--带焊盘的元件;
61a、61b、61c、61d——右上、左上、右下、左下导电焊盘;
63a、63b--上、下导电盲孔;
64a、64b--上、下绝缘槽;
70一一形成导电保护层的元件;
73a、73b——有保护层的上、下导电盲孔;
75a、75b、75c、75d——右上、左上、右下、左下导电焊盘上的保护层;
80--实施例2兀件;
81a、81b 激光钻孔形成的上、下盲孔;
90--实施例3兀件;
91a、91b、91c、91d--右一、右二、左一、左二导电端。
【具体实施方式】
[0032]实施例1
如图1表面贴装型过电流保护元件的立体图、图2导电复合材料芯片截面图、图3将芯片放入框板后的截面图、图4芯片被完整包裹后的结构体的截面图、图5形成盲孔和通孔后的截面图和图6形成导电盲孔、导电通孔和导电焊盘后的截面图所示,
本发明一种表面贴装型过电流保护元件10,如图1所示,在元件的左侧二角设有第一、第二四分之一通孔11、12作为左侧导电端;在元件的右侧二角设有第三、第四四分之一通孔13、14作为右侧导电端;
所述的表面贴装型过电流保护元件10包括具有电阻正温度系数效应的芯片20,其中,
1)所述的具有电阻正温度系数效应的芯片20包括:
(a)具有电阻正温度系数效应的导电复合材料基层22,如图2所示,具有相对的上下表面,如图2所示,具有相对的上下表面,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.m、粒径为0.05 ym?50 μ m的导电填料;
(b)第一导电电极21a,置于导电复合材料基层22的上表面;
(c)第二导电电极21b,置于导电复合材料基层22的下表面;
2)具有电阻正温度系数效应的芯片20包覆于框形结构体31和该结构体31上、下粘接层42a、42b构成的腔室内,如图3和图4所示,具有电阻正温度系数效应的芯片20放置在内的结构体30的上、下部分别与上导电焊盘41a和下导电焊盘41b连接;
3)上、下导电焊盘分别位于该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,如图5所不,包括一个上导电盲孔53a和一个下导电盲孔53b,所述的上导电盲孔53a电气连接第一导电电极21a和上导电焊盘51a,所述的下导电盲孔53b电气连接第二导电电极21b和下导电焊盘51b ;
5)如图6所示,通过在上下导电焊盘51a、5Ib的中间设置绝缘槽64a、64b,形成有右上、左上导电焊盘61a、61b,和左下、右下导电焊盘61d、61c的器件60,则上导电盲孔63a电气连接第一导电电极21a和上表面的上右导电焊盘61a,下导电盲孔63b电气连接第二导电电极21b和下表面的下左导电焊盘61d ;
导电端,如图1所示,包括一个左导电端11和一个右导电端12,所述的右导电端12在结构体右侧,电气连接右上、右下导电焊盘61a、61c ;所述的左导电端11在结构体左侧,电气连接左边左上、左下导电焊盘61b、61d。
[0033]具体制作依序按下述步骤:
一、核心功能芯片的制作
将聚合物、导电填料、加工助剂按合适的配方配料。将密炼机温度设定为180度,转速为30转/分钟,先加入聚合物密炼3分钟后,然后加入导电填料和加工助剂,加料在3分钟内完成,继续密炼15分钟后出料,得到导电复合材料。
[0034]将上述熔融混合好的导电复合材料通过开炼机压延,得到厚度为0.20-0.25毫米的导电复合材料基层2
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