一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻的制作方法

本发明涉及一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，高分子ptc因为是材料类的元件，其电阻很离散，对于特殊电阻环境，ptc并不适用。本发明主要为了解决这一问题，本发明中所述元件适用于即需要ptc的自恢复过流保护功能又对电阻要求很高的线路中。

背景技术：

1、高分子聚合物正温度系数热敏电阻（ptc）具有在低温环境下电阻较低，随温度升高其电阻增加，且在到达某个温度点时电阻急剧升高，为一种自恢复保险丝。通常状态下，电路中的电流相对较小，pptc温度较低，而当发生过流或过高温现象时，其电阻值会瞬间变得很大，切断线路中的电流，使电路处于一种近似“开路”状态，对电路中其它元件起到过流保护作用。这也使得ptc作为二级保护广泛用于过电流保护中（通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域）。

2、ptc由高分子+导电粒子共混所得，受限于其材料特性，其电阻呈现一定的离散程度。而贴片ptc，需要经过回流焊贴装后使用，经过高温热冲击，会使得其电阻离散度再次扩大。对于部分高精度电路中，其应用受到很大限制。

3、随着市场发展，应用端要求渐渐升高，对于各种器件的精度要求也提出了新的挑战，其中就包括了高分子ptc的电阻精度要求。应用端会要求将ptc电阻范围缩减50%，更甚者要求达到原范围的25%以内。例如初始ptc可以满足100-200ω的范围，而现在要求只有125-150ω的范围。对于传统高分子ptc材料来说，后者是没办法满足的。

4、申请人在cn202110920831.0公开了一种过温和过流一体式防护元件，包括串联的双金属片元件、ptc热敏电阻，并共同固定在固定座上，所述双金属片元件的跳变温度低于ptc热敏电阻的居里温度；其中，所述的双金属片元件的一端与ptc热敏电阻的一面电极通过触点与触点层电接触实现串联结构，双金属片元件的另一端连接第一引出端子；所述的ptc热敏电阻的另一面电极连接第二引出端子；各组件共同安装在外壳内，并引出端子从外壳内同向或不同向引出。优点在于：回路中不再有漏电流，不会继续发热；若只是短时故障电流，可自动上电；双金属片元件的过温防护不需要贴近设备的发热源；具有结构简单、集成度高、性能可靠，可满足电子器件小型化的要求。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件。

2、本发明目的通过下述技术方案实现：

3、一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，包括端子和贴片电阻，所述的贴片电阻为贴片电阻层，采用具有自恢复过流保护功能的ptc芯层和所述贴片电阻层集成为一体，其与高分子ptc芯层通过电接触实现串联结构；所述贴片电阻层的电阻大于高分子ptc芯层的电阻；所述贴片电阻层和高分子ptc芯层通过连接端子与外部电路串联。

4、其中，所述贴片电阻层为片式电阻层，可以是厚膜片式电阻层或薄膜片式电阻层。

5、所述高分子ptc芯层可以是具有自恢复功能的高分子ptc片材，其由高分子材料和导电粒子共混而得的。

6、优选地，对于要求rmin~rmax的电路中，所述贴片电阻层的电阻选择（50%~100%）rmin；ptc芯层的电阻范围为0~（rmax-r贴片电阻）。

7、进一步的，当应用端需求rmin~rmax在125-150ω的电阻范围，所述贴片电阻层的电阻选择rmin 100ω，ptc芯层的电阻范围为0~25ω。

8、本发明原理是：采用ptc芯层和贴片电阻层集成，其中，ptc芯层是具有自恢复过流保护功能的ptc芯层，在低温环境下电阻较低，随温度升高其电阻增加，且在到达某个温度点时电阻急剧升高。通常状态下，电路中的电流相对较小，具有正温度系数效应的ptc贴片温度较低，而当发生过流或过高温现象时，其电阻值会瞬间变得很大，切断线路中的电流，使电路处于一种近似“开路”状态，对电路中其它元件起到过流保护作用。而串联的贴片电阻层主要用于分担电阻，以达到提升元件电阻精度的目的。

9、当应用端需求rmin~rmax（例如125-150ω）的电阻范围，贴片电阻层选用rmin（100ω），剩余0~（rmax-rmin）既是高分子ptc层的电阻范围（0-25ω），这个电阻范围是高分子ptc芯层足够能满足的区间范围。

10、本发明具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件主要应用于电路保护设计中，与传统ptc保护方案相比，优点在于：

11、①该元件使贴片电阻具有过电流保护功能；

12、②该元件的电阻精度远远高于高分子ptc元件，可以做到接近贴片电阻的精度；

13、③该元件适用于即需要ptc的自恢复过流保护功能又对电阻精度要求高的线路中；

14、④一体式元件，结构简单，器件最小可以做到0201封装。

技术特征：

1.一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，包括端子和贴片电阻，其特征在于，所述的贴片电阻为贴片电阻层，采用具有自恢复过流保护功能的ptc芯层和所述贴片电阻层集成为一体，其与高分子ptc芯层通过电接触实现串联结构；所述贴片电阻层的电阻大于高分子ptc芯层的电阻；所述贴片电阻层和高分子ptc芯层通过连接端子与外部电路串联。

2.根据权利要求1所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：所述贴片电阻层为膜片式电阻层。

3.根据权利要求1或2所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：对于要求rmin-rmax的电路中，所述贴片电阻层的电阻r贴片电阻选择（50%-100%）rmin；ptc芯层的电阻范围为0-（rmax-r贴片电阻）。

4.根据权利要求3所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：当应用端需求rmin-rmax在125-150ω的电阻范围，所述贴片电阻层的电阻选择rmin 100ω，ptc芯层的电阻范围为0~25ω。

5.根据权利要求3所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：右端子(3)通过导通孔与高分子ptc芯层(2)导通，左端子(4)通过导通孔与贴片电阻层(1)导通，通过右端子(3)和左端子（4）与外部电路串联，元件串联入电路时，电流从右端子（3）进入，流经高分子ptc芯层（2），再到贴片电阻层（1），最后，由左端子（4）流出，形成一个完整回路。

6.根据权利要求3所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：贴片电阻层（1）与高分子ptc芯层（2）通过电接触实现串联结构，右端子（3）通过导通孔与高分子ptc芯层（2）导通，左端子（4）直接与贴片电阻层（1）物理接触实现电连接，右端子（3）和左端子（4）与外部电路串联；元件串联入电路时，电流从右端子（3）进入，流经高分子ptc芯层（2），再到贴片电阻层（1），最后，由左端子（4）流出，形成一个完整回路。

7.根据权利要求3所述的具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，其特征在于：，贴片电阻层（1）和右贴片电阻层（1’）在同一层面与高分子ptc芯层（2）通过电接触实现串联结构；右端子（3）直接与右贴片电阻层（1’）物理接触实现电连接，左端子（4）直接与贴片电阻层（1）物理接触实现电连接，右端子（3）和左端子（4）与外部电路串联；元件串联入电路时，电流从右端子（3）进入，流经右贴片电阻层（1’），再到高分子ptc芯层（2），然后，到贴片电阻层（1），最后，由左端子（4）流出，形成一个完整回路。

技术总结
本发明公开了一种具有自恢复功能的过电流保护贴片电阻元件，包括端子和贴片电阻，所述的贴片电阻为贴片电阻层，采用具有自恢复过流保护功能的PTC芯层和所述贴片电阻层集成为一体，其与高分子PTC芯层通过电接触实现串联结构；所述贴片电阻层的电阻大于高分子PTC芯层的电阻；所述贴片电阻层和高分子PTC芯层通过连接端子与外部电路串联。相比较传统保护方案，优点在于：①该元件使贴片电阻具有过电流保护功能；②该元件的电阻精度远远高于高分子PTC元件，可以做到接近贴片电阻的精度；③该元件适用于即需要PTC的自恢复过流保护功能又对电阻要求很高的线路中；④一体式元件，结构简单，器件最小可以做到0201封装。

技术研发人员：周阳,侯晓旭,刘玉堂,房茗辉,姜雷,高道华,张伟,张锐
受保护的技术使用者：上海维安电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14