专利名称：高分子ptc芯片及表面贴装型过流过温保护元件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于过流过温防护的电子元器件，具体涉及一种高分子PTC芯片及利 用这种高分子PTC芯片制作的表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件。
背景技术：
功能高分子材料是目前材料科学研究的热点，具有PTC特性的高分子复合导电材料便是其 中的佼佼者，迄今学术界产业界都在踊跃地对它进行研究开发。所谓高分子PTC复合导电材 料，就是具有PTC (positive temperature coefficient "正温度系数")电阻特性的高分子复 合导电材料。也就是说，在一定的温度范围内，这种导电材料自身的电阻率会随温度的升高 而增大。这种过流过温保护元件由高分子材料填充导电粒子复合而成。所述的高分子材料包 括热固性聚合物和热塑性聚合物，热塑性聚合物包括聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯 -醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯等；热固性聚合物主要 有环氧树脂。导电粒子包括碳黑和金属粉末，以及表面镀有金属的石墨、炭黑、陶瓷微珠、 玻璃微珠。常用的金属粉末包括银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉。
利用高分子PTC复合导电材料制成高分子过流过温保护元件，可以作为电路的过流过温保 护装置。其串联在电路中使用，电路正常工作时，通过高分子过流过温保护元件的电流较低， 其温度较低，呈现低电阻状态，不会影响电路正常工作。而当由电路故障引起的大电流通过 此高分子过流过温保护元件时，其温度会突然升高，引起其自身电阻值骤然变大，这样就使 电路呈现近似断路状态，从而起到保护电路作用。当故障排除后，高分子过流过温保护元件 的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态。因此，其实这是一种可以自动恢复的保险丝， 已广泛地应用到计算机、通信设备、汽车电子、家用及工业控制电器设备等领域中。
高分子过流过温保护元件在过流防护领域已经得到普遍应用，电子元器件的小型化是目前 的发展趋势，这也对高分子过流过温保护元件的封装技术提出了更高的要求。由于过流过温 保护元件的侧面，尤其是对于含有金属填料的过流过温保护元件来说，往往直接暴露在空气 中，容易受到外界环境中氧气及水汽等侵入，造成元件耐候性能变差
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是提供结构简单、耐候性能好的高分子PTC芯片， 使得其中的高分子PTC复合导电材料可以与空气完全隔离，提高耐候性能，克服现有技术存 在的上述缺陷。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下
一种高分子PTC芯片，包括高分子PTC材料层、壳体和分别贴覆在高分子PTC芯片上下 表面的金属箔电极片，所述壳体为一框型结构，中心设有通孔，所述上下金属箔电极片分别 粘帖在壳体的上表面和下表面上，所述高分子PTC材料层封闭在金属箔电极片和壳体的通孔 之间的空腔内，所述高分子材料层的形状与壳体的通孔的形状相适应。
与现有技术相比，本实用新型通过将高分子PTC材料直接设置在壳体内，不接触外部空 气，耐候性大大提高，具有结构简单、耐候性好等优点。
所述壳体材料为有机高分子复合材料，包括高分子树脂与填充材料，也可以只包括高分 子树脂。所述高分子树脂可以选自聚乙烯、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚 物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、尼龙、聚氯乙烯、 酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、热固性聚 苯醚类树脂、聚酯树脂中的一种或几种混合物填充材料可以选自纸、玻璃纤维布、芳酰 胺纤维非织布，炭黑，氢氧化镁，氢氧化铝，高岭土，白炭黑，碳酸钙，二氧化钛的一种或 几种混合物。
所述壳体与金属箔电极片的连接可以使用粘结剂，也可以不使用粘结剂，直接热熔粘结。
本实用新型解决的第二个技术问题是提供一种采用上述高分子PTC芯片的表面贴装型高 分子PTC过流过温保护元件
所述表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，包括左焊盘、右焊盘、阻焊膜和端头； 其特征在于，还包括如上所述的高分子PTC芯片，所述上金属箔电极片上设有蚀刻槽，所述 蚀刻槽将上金属箔电极片分割成相互独立的左右两分割区，其中右分割区将高分子PTC材料 层的上表面全部封闭在壳体内，所述蚀刻槽位于壳体的上表面上；所述左右焊盘分别贴合在 金属箔电极片的左右两分割区的上表面上，所述阻焊膜连接于左右两个焊盘之间且覆盖于蚀 刻槽的上方；所述壳体的两端设有两个端头，左端头将左焊盘与上金属箔电极片的左分割区 电连接，右端头将右焊盘与上金属箔电极片的右分割区电连接。
与现有技术相比，本实用新型表面贴装型过流过温保护元件通过将高分子PTC芯片直接 设置在壳体内，不接触外部空气，耐候性大大提高，具有结构简单、耐候性好等优点。
优选地，在壳体的下表面也设置左右焊盘，并在下金属箔电极片上设置蚀刻槽，下部的结构与上部结构反向对称，从而使整个原件没有方向性，更便于元件的贴装。
优选地，所述壳体上设有两个缺口，所述端头设置于缺口内，所述缺口设置在壳体的左 右两端，所述缺口为半圆孔型或半椭圆孔型，所述端头为连接在上下两个左焊盘之间以及上 下两个右焊盘之间的金属层。所述左右焊盘为金属层状结构，可以为内层是铜层、外层是 镍层；或内层是铜层、外层是锡层或内层是铜层、中间层是镍层、外层是金层；或内层是 铜层、中间层是镍层、外层是锡层。所述端头设置在壳体侧面上，所述端头为金属层构成， 其金属层的结构与左右焊盘的金属层结构相同。
优选地，所述壳体上可以不设有两个缺口，所述端头直接设置在壳体侧面上。
图1是本实用新型高分子PCT芯片的分解结构示意图。
图2是本实用新型表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件分解结构示意图。 图3是图2中实施例的外形图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1示出了本实用新型高分子PTC芯片的一个实施例分解结构图，所述高分子PTC芯片 包括高分子PTC材料层2、壳体3和分别贴覆在高分子PTC芯片上下表面的金属箔电极片1和 l',所述壳体3为一方框型结构，中心设有通孔4，所述上下金属箔电极片l和l'分别粘帖 在壳体3的上表面和下表面上，所述高分子PTC材料层2封闭在金属箔电极片1、 r和壳体 3的通孔之间的空腔内。
图2、图3示出了采用本实用新型高分子PTC芯片的表面贴装型高分子PTC过流过温保护 元件的一个实施例结构示意图，所述表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，包括左焊盘7 和7'、右焊盘8和8'、阻焊膜6和6'、端头10和高分子PTC芯片；所述高分子PTC芯片包 括高分子PTC材料层2、玻纤增强环氧树脂壳体3和分别贴覆在高分子PTC芯片上下表面的金 属箔电极片i和r，所述壳体3为一方框型结构，中心设有通孔4，所述上下金属箔电极片l 和l'分别覆盖壳体3的上表面和下表面，所述高分子PTC材料层2设置在金属箔电极片1、 1'和壳体3的通孔之间的空腔内，所述高分子材料层的形状与壳体的通孔的形状相适应，所 述上金属箔电极片1上设有蚀刻槽5,所述蚀刻槽5将上金属箔电极片1分割成相互独立的左 右两分割区，其中右分割区将高分子PTC材料层2的上表面封闭在壳体3内，所述蚀刻槽5位于壳体3上表面上；所述左右焊盘7和8分别贴合在金属箔电极片1的左右两分割区的上
表面上，所述阻焊膜6连接于左右两个焊盘之间且覆盖于蚀刻槽5的上方；所述下金属箔电
极片T上设有蚀刻槽5'，所述蚀刻槽5'将下金属箔电极片l'分割成相互独立的左右两分 割区，其中左分割区将高分子PTC材料层2的下表面封闭在壳体内，所述蚀刻槽5'位于壳体 3下表面上；所述左右焊盘7'和8'分别贴合在下金属箔电极片l'的左右两分割区的下表 面上，所述阻焊膜6'连接于左右两个焊盘之间且覆盖于蚀刻槽5'的下方；所述壳体3的两 端设有两个端头IO，左端头将左焊盘7与上金属箔电极片1的左分割区电连接，右端头将右 焊盘8与上金属箔电极片1的右分割区电连接。这样，该过流过温保护元件在使用时，不管 是以上面的两个焊盘进行贴装还是以下面的两个焊盘进行贴装，都能保证PTC芯片的两极被 连接在电路中。
壳体的左右两端各设有一个缺口 9，缺口 9为半圆孔型或半椭圆孔型，所述端头10设置 于缺口9内，左端头将左上焊盘7、左下焊盘7'与上金属箔电极片1的左分割区、下金属箔 电极片l'的左分割区电连接，右端头将右上焊盘8、右下焊盘8'与上金属箔电极片l的右
分割区、下金属箔电极片r的右分割区电连接。
权利要求1.一种高分子PTC芯片，包括高分子PTC材料层(2)、壳体(3)和分别贴覆在高分子PTC芯片上下表面的金属箔电极片(1，1’)其特征在于，所述壳体(3)为一框型结构，中心设有通孔(4)，所述上下金属箔电极片(1，1’)分别粘帖在壳体(3)的上表面和下表面上，所述高分子PTC材料层(2)封闭在金属箔电极片(1，1’)和壳体(3)的通孔之间的空腔内，所述高分子材料层(2)的形状与壳体的通孔(4)的形状相适应。
2. —种表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，包括左焊盘(7)、右焊盘(8)、阻焊膜(6) 和端头(10);其特征在于，还包括如权利要求1所述的高分子PTC芯片，所述上金属箔 电极片(1)上设有蚀刻槽(5),所述蚀刻槽(5)将上金属箔电极片(1)分割成相互独 立的左右两分割区，其中右分割区将高分子PTC材料层(2)上表面全部封闭在壳体内， 所述蚀刻槽(5)位于壳体(3)上表面上；所述左右焊盘(7、 8)分别贴合在金属箔电极 片(1)的左右两分割区的上表面上，所述阻焊膜(6)连接于左右两个焊盘之间且覆盖于 蚀刻槽(5)的上方；所述壳体(3)的两端设有两个端头(10)，左端头将左焊盘(7)与 上金属箔电极片(1)的左分割区电连接，右端头将右焊盘(8)与上金属箔电极片(1) 的右分割区电连接。
3. 根据权利要求2所述的表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，其特征在于，还包括下 部左右焊盘(7'， 8')和阻焊膜(6'),所述下金属箔电极片(I')上设有蚀刻槽(5')， 所述蚀刻槽(5')将下金属箔电极片(r)分割成相互独立的左右两分割区，其中左分割 区将高分子PTC材料层(2)的下表面全部封闭在壳体内，所述蚀刻槽(5')位于壳体(3) 下表面上；所述下部左右焊盘(7'、 8')分别贴合在下金属箔电极片(I')的左右两分割 区的下表面上，所述阻焊膜(6')连接于左右两个焊盘(7'， 8，)之间且覆盖于蚀刻槽(5') 的下方；所述左端头将左焊盘(7'， 7)与下金属箔电极片(r)的左分割区电连接，右端头将右焊盘(8', 8)与下金属箔电极片(r)的右分割区电连接。
4. 根据权利要求3所述的一种表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，其特征在于所述 左右焊盘(7， 7' ， 8， 8')为金属层状结构，可以为内层是铜层、外层是镍层；或内 层是铜层、外层是锡层；或内层是铜层、中间层是镍层、外层是金层；或内层是铜层、中 间层是镍层、外层是锡层。
5. 根据权利要求4所述的一种表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，其特征在于所述 金属层的厚度为0.002 0.20mm。
6. 根据权利要求5所述的一种表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，其特征在于壳体的左右两端各设有一个缺口(9)，缺口(9)为半圆孔型或半椭圆孔型，所述端头(10)设置于 缺口(9)内，所述端头(10)为金属层构成，其金属层的结构与左右焊盘(7， 8)的金属层 结构相同。
7.根据权利要求4所述的一种表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件，其特征在于所述 端头(10)设置在壳体侧面上，所述端头(10)为金属层构成，其金属层的结构与左右焊盘 (7， 8)的金属层结构相同。
专利摘要本实用新型公开了一种高分子PTC芯片及利用这种PTC芯片制作的表面贴装型高分子PTC过流过温保护元件。所述高分子PTC芯片，包括高分子PTC材料层、壳体和分别贴覆在高分子PTC芯片上下表面的金属箔电极片，所述壳体为一框型结构，中心设有通孔，所述上下金属箔电极片分别粘帖在壳体的上表面和下表面上，所述高分子PTC材料层封闭在金属箔电极片和壳体的通孔之间的空腔内。与现有技术相比，本实用新型的特点是通过简单结构把高分子PTC材料包裹在壳体内部，不直接接触空气，耐候性大大提高。
文档编号H01C7/13GK201222387SQ20082015047
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月2日 优先权日2008年7月2日
发明者冯明君, 王继才 申请人:上海神沃电子有限公司