过电流保护元件及其保护电路板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种过电流保护元件（over-currentprotectiondevice)W及 应用该过电流保护元件的保护电路板（ProtectiveCircuitMo化Ie;PCM)，特别设及可提 升外接电极件（externallead)结合强度的过电流保护元件及其保护电路板。
【背景技术】
[0002] 由于具有正溫度系数（PositiveTemperatureCoefficient;PTC)特性的导电 复合材料的电阻具有对溫度变化反应敏锐的特性，可作为电流或溫度感测元件的材料，且 目前已被广泛应用于过电流保护元件或电路元件上。由于PTC导电复合材料在正常溫度 下的电阻可维持极低值，使电路或电池得W正常运作。但是，当电路或电池发生过电流 (over-current)或过高溫（over-temperature)的现象时，PTC导电复合材料中的结晶性高 分子会随着烙解而膨胀，而切断大部分导电性粒子的导电路径，使得电阻值会瞬间提高至 一高电阻状态，即发生触发（trip)现象，从而降低流过的电流值。
[0003] 参照图8,美国专利US6, 713, 210公开一具过电流保护的电路板结构。IC元件2 是设置于一保护电路模块（ProtectiveCircuitModule;PCM) 1上，PTC元件3则W表面粘 着方式固设于该PCM1表面。该PTC元件3是一层迭结构，PTC材料层6是设置于儀锥（或 锻儀铜锥）7、7'之间，该儀锥7、7'作为PTC材料层6的电极锥。儀片4是固接于该儀锥7 的上表面作为外接电极件之用。儀锥7'的下表面（即相邻于PCM1的表面）另焊接一铜 电极5,相对于PTC元件3成一对称结构。儀片4 一端延伸出PTC元件3,W便连接至如电 池等外部装置。举例而言，当连接至电池时，儀片4常须依循电池所在位置加W弯折而承受 一定的应力，此时如果儀片4与PTC元件3的结合力不足，容易造成儀片4自PTC元件3表 面剥离的现象。
[0004] 另外考量后续点焊（spotwelding)时必须承受较大的电压、电流，所W该PTC元 件3无法承受直接点焊。为了解决前述点焊问题，美国专利US7, 852, 192于PTC元件表面 另依序设置绝缘层和电极层，并利用导电盲孔方式作为PTC元件的儀锥和电极层间的电气 导通，藉此可提供直接点焊的便利。
[0005] 然而前述该等设计，作为外接电极件的儀片利用锡膏进行回焊（reflow)接合时， 可能会发生锡膏涂布不均及/或锡膏厚度不易精准控制的问题，进而产生儀片结合强度不 足的缺点。尤其是PTC元件（忍片）面积愈小时，PTC元件和儀片之间的结合力因彼此之 间的间距难W固定，锡膏无法固定量且无法控制溢锡量（容易产生溢锡），将降低结合力或 造成结合力变化，进而降低生产良率或有良率不稳定的现象。 【实用新型内容】
[0006] 为了解决过电流保护元件中PTC元件和外接电极件之间结合力不足或不稳定的 问题，本实用新型于外接电极件与PTC元件结合的表面作出凸点设计，通过增加结合接触 面积及立体结合结构而提高两者间的结合力。本实用新型除了应用于过电流保护元件本身 的外接电极件的结合外，亦特别适用于保护电路板中的过电流保护元件的外接电极件常需 要弯折的情况。
[0007] 根据本实用新型的第一方面，公开一种过电流保护元件，其包括PTC元件及第一 外接电极件。PTC元件包含第一和第二导电层W及PTC材料层。第一导电层构成该PTC元 件的上表面，该PTC材料层设置于第一和第二导电层之间形成层迭结构。第一外接电极件 的下表面W锡膏连结该第一导电层，该第一外接电极件包含多个凸点于该下表面，该凸点 顶端接触该第一导电层，从而该第一外接电极件和该第一导电层间形成一间距，W供锡膏 填充其中而形成导电连接层。
[000引一实施例中，该过电流保护元件可另包含同样具凸点的第二外接电极件，用W焊 接至第二导电层，从而形成轴型（axial-leaded)或插件型（radia^leaded)过电流保护元 件。申言之，电流保护元件另包含一第二外接电极件，其上表面W锡膏连结该第二导电层， 该第二外接电极件包含多个凸点于该上表面，该凸点顶端接触该第二导电层，从而该第二 外接电极件和该第二导电层间形成一间距，W供锡膏填充其中而形成另一导电连接层。
[0009] -实施例中，该第二导电层形成该PTC元件的下表面，用于焊接于一电路板。
[0010] 一实施例中，该间距在0. 01-0. 16mm的范围。
[0011] 一实施例中，该第一和第二导电层分别直接接触该PTC材料层的上下表面，且形 成方形或圆形的忍片结构。
[0012] 一实施例中，该第一或第二外接电极件的凸点的直径在0. 1-0. 5mm的范围。
[0013] 一实施例中，该多个凸点成平均分布于该外接电极件与PTC元件的重叠部分。
[0014] 一实施例中，过电流保护元件另包含第=导电层、绝缘层及导电盲孔。第=导电层 是接触该PTC材料层的上表面。绝缘层层迭设置于该第一和第S导电层之间。导电盲孔， 电气连接该第一和第=导电层。该锡膏较佳地可填入该导电盲孔中，增加结合力。
[0015] 一实施例中，凸点顶端包含一开口，供锡膏填入其中。
[0016] 一实施例中，第一及/或第二外接电极件非凸点位置包含至少一开口，与PTC元件 压何时，锡膏填入其中。
[0017] 根据本实用新型的第二方面，公开一种保护电路板，其包含电路板及过电流保护 元件。该过电流保护元件可为前述任一过电流保护元件，其中第二导电层焊接于该电路板 表面，且电气连接至电路板中的电路。
[0018] 一实施例中，第一及第二导电层可为铜锥、儀锥或锻儀铜锥。
[0019] 本实用新型利用凸点的设计增加锡膏的接触面积且形成立体结合结构，故可有效 增加外接电极件与PTC元件之间的结合力，进而提升过电流保护元件或其保护电路板的稳 定度，W及提升产品良率。
【附图说明】
[0020] 图1是本实用新型一实施例的过电流保护元件的结构示意图。
[0021] 图2是本实用新型另一实施例的过电流保护元件的结构示意图。
[0022] 图3是本实用新型一实施例的保护电路板的结构示意图。
[0023] 图4是本实用新型另一实施例的保护电路板的结构示意图。
[0024] 图5是本实用新型又一实施例的保护电路板的结构示意图。
[00巧]图6例示本实用新型的过电流保护元件的外接电极件的上视示意图。
[0026]图7例示本实用新型的过电流保护元件的外接电极件的部分侧面示意图。
[0027] 图8是现有的保护电路板的结构示意图。
[0028] 其中，附图标记说明如下：
[002引 1 保护电路模块
[0030] 2 IC元件
[0031] 3 PTC元件
[003引4 儀片
[00对5 铜电极
[0034] 6 PTC材料层
[003引 7、7' 儀锥
[0036] 10、20 过电流保护元件
[0037] 11、21、51PTC元件
[0038] 12 PTC材料层
[003引13 第一导电层
[0040] 14 第二导电层
[0041] 15、16 导电连接层
[004引17 第一外接电极件
[004引 18 第二外接电极件
[0044] 22、27 绝缘层
[004引23 第；导电层
[0046] 24、54 导电盲孔
[0047] 26 第四导电层
[0048] 30、40、50保护电路板
[004引 31 电路板
[0050] 32 IC元件
[0051] 33、43、53过电流保护元件
[0052] 151 焊锡块
[0053] 171、181 凸点
[0054] 172、173 开口
【具体实施方式】
[00巧]为让本实用新型的上述和其他技术内容、特征和优点能更明显易懂，下文特举出 相关实施例，并配合说明书附图，作详细说明如下。
[005引图1显示本实用新型一实施例的过电流保护元件10,其包含PTC元件11、导电连 接层15和16、第一外接电极件17化及第二外接电极件18。第一外接电极件17、导电连接 层15、PTC元件11、导电连接层16W及第二外接电极件18依序堆迭而形成层迭结构，其中 PTC元件11包含第一和第二导电层13和14W及PTC材料层12。第一导电层13构成该 PTC元件11的上表面，第二导电层14构成该PTC元件11的下表面，且该PTC材料层12设 置于该第一导电层13和第二导电层14之间形成层迭结构。第一外接电极件17的下表面 可利用锡膏连结该第一导电层13,而该第一外接电极件17包含多个凸点171于该下表面。 凸点171顶端直接接触该第一导电层13,从而该第一外接电极件17和该第一导电层13间 形成一间距，W供回焊时锡膏填充其中而形成导电连接层15。类似地，该第二外接电极件 18的上表面可利用锡膏连结该第二导电层14,第二外接电极件18包含多个凸点181于该 上表面，该凸点181顶端接触该第二导电层14,从而该第二外接电极件18和该第二导电层 14之间形成一间距，W供回焊时锡膏填充其中而形成导电连接层16。第一外接电极件17 的一端和第二外接电极件18的一端朝相反方向延伸，形成轴型（axial-leaded)的过电流 保护元件10。PTC元件11除了如图1所示的简单S层结构外，亦可视焊接需求而有其他结 构变化。
[0057] 图2是本实用新型的过电流保护元件的结构示意图，过电流保护元件20包含PTC 元件21、导电连接层15和16W及第一外接电极件17和第二外接电极件18。相较于图1所 示的过电流保护元件10,其差异在于PTC元件21的细节结构和PTC元件11不同。PTC元 件21为由上而下包含第一导电层13、绝缘层22、第S导电层23、PTC材料层12W及第二导 电层14的层迭结构，且第一导电层13和第=导电层23间设置有导电盲孔24,作为其间电 气导通的接口。导电盲孔24的制作，可于先W激光钻孔制作出盲孔后，于盲孔壁W例如电 锻方式形成导电层而成。一实施例中，盲孔中形成导电层后仍未填满而留有孔桐，故焊接该 第一外接电极件17时，锡膏所形成的导电连接层15也将填入该导电盲孔24中，而得W增 加结合接触面积，具有提升结合力的技术效果。PTC元件21