[發明專利]高分子基熱敏阻抗元件及其制造方法

無效

• 申請號: 01109711.6
• 申請日: 2001-03-19
• 公開（公告）號: CN1375839A
• 公開（公告）日: 2002-10-23
• 發明（設計）人: 林建榮
• 申請（專利權）人: 寶電通科技股份有限公司
• 主分類號: H01C7/04
• 分類號: H01C7/04;H01C7/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 過曉東

本發明涉及一種電阻元件及其制造方法，具體是指一種使用導電填充材填充的高分子復合材料而在不同溫度下呈現不同電阻變化的熱敏元件及其制造方法。

熱敏阻抗元件，已被廣泛應用于溫度檢測、安全控制、溫度補償等領域。以往，熱敏阻抗元件主要是以陶瓷為材料，但陶瓷需較高溫度制造，溫度多在攝式九百度以上，需消耗大量的能源，制程也比較復雜。

而后，高分子基的熱敏阻抗元件被開發出來，由于高分子基熱敏阻抗元件的制造溫度約在攝式三百度以下，比較容易加工、成型，能源消耗較少，制程簡單，成本低廉，因此應用領域日漸寬廣。

然而，此等導電填充材填充的高分子復合材料的溫度系數，隨導電填充材的含量不同及微觀結構不同，會呈不同的正溫度系數電阻特性，可以利用此一特性制成各種電阻元件及正溫度系數熱敏電阻元件。

美國RAYCHEM公司，即利用此一特性，制成一系列的可回復型正溫度系數熱敏電阻元件(Resetable?PPTC，UP4237441)，當熱敏電阻溫度到達一定切換溫度(Switching?Temperature)以上時，元件電阻即迅速上升，可應用于溫度及電流過載保護。亦可做成對溫度變化敏感度低的電阻元件(Constant?Wattage?Element，以下簡稱CW型元件，UP4304987)，可應用于加熱器設計。

但此類高分子基的熱敏電阻元件都是正溫度系數的熱敏阻抗元件或是溫度變化敏感度低的電阻元件，其阻抗值不是隨溫度提高而升高，就是不隨溫度變化。也就是說，在實際電路中，電路設計的熱敏電阻元件應用，都必須受限于溫度與阻抗值的上述關聯性。舉例說明，若欲設計一個溫度值達一定高度時會啟動的電路，則無法直接使用傳統的高分子熱敏電阻元件，必須另外設計、使用復雜電路來達成。

本發明目的之一在于提供一種高分子基熱敏電阻元件，具有負的溫度系數，使電路的設計與應用不會受限于傳統高分子正溫度系數熱敏元件，使高分子熱敏元件的應用范疇更為寬廣。

本發明的另一目的在于提供一種高分子基熱敏電阻元件，其在初次使用時，維持在相對高的阻抗值，但在一次高溫使用之后，元件溫度升至高分子基材的玻璃轉化溫度(Glass-transition?temperarure)或是熔點后，其阻抗值會相對降低。

本發明的又一目的在于提供一種高分子基熱敏電阻元件的制造方法，其使用簡式剪切力加工，可改變導電填充材的微觀結構。

本發明的再一目的在于提供一種高分子基熱敏電阻元件的制造方法，其可制造出不同熱敏特性的導電填充物填充的高分子基熱敏元件，使得制程的應用與可能性有全新的觀點。

為達到上述目的，本發明所提供的高分子基熱敏電阻元件包括：一導電填充物填充的高分子復合材料，該高分子復合材料包含高分子基材，并在該高分子基材中設有導電性粒子。而該導電性粒子，依單一方向形成不連續相。且該高分子復合材料具有形狀記憶的特性，在經過一定溫度(此一定溫度，對非結晶型的熱塑性材料，或是熱固性材料，是指玻璃轉化溫度；對于結晶性的熱塑性材料而言，是指熔點)時，使該單一方向不連續的導電性粒子接合成為導電連續相。因此，此高分子基的熱敏性元件，在溫度升高后，機械加工應力消除，導電性提高，可以成為負溫度系數的高分子熱敏元件，或是受熱后，阻抗降低為定值的元件等。是以，相關電路的設計與應用，不會受限于傳統高分子正溫度系數熱敏元件，使高分子熱敏元件的應用范疇更為寬廣。

另外，本發明所提供的高分子基熱敏電阻元件的制造方法，其對一導電粒子填充的高分子基材進行交聯，使該整個攙有導電粒子的高分子復合材料結構具有形狀記憶的特性。再對該高分子復合材料，進行簡式剪切力加工，使該高分子應變量大于百分之一，而使得導電填充材的微觀結構發生改變，具有不同的電氣特性。

以下參閱考附圖對本發明進行詳細的說明，附圖中：

圖1是填充復合材料的示意圖。

圖2為本發明第一實施例的一過程示意圖；

圖3為本發明第一實施例的另一過程示意圖；

圖4為本發明第一實施例的再一過程示意圖；

圖5為本發明第一實施例的熱敏元件制作示意圖；

圖6為本發明第一實施例的熱敏元件的一電性說明圖；

圖7為本發明第一實施例的熱敏元件的另一電性說明圖；

圖8為本發明第二實施例的一過程示意圖；

圖9為本發明第二實施例的另一過程示意圖；

圖10為本發明第二實施例的再一過程示意圖；

圖11為本發明第二實施例的熱敏元件制作示意圖；