[發明專利]過溫及過電流雙保護元件及其制法

無效

• 申請號: 200910177356.1
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN102035175A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 余長欣;吳怡萱
• 申請（專利權）人: 璦司柏電子股份有限公司
• 主分類號: H02H5/04
• 分類號: H02H5/04;H02H3/08
• 代理公司: 北京明和龍知識產權代理有限公司 11281
• 代理人: 郁玉成

【技術領域】

本發明是關于過電流保護的元件，特別是一種過溫及過電流雙保護元件及其制法。

【背景技術】

一般電路設計時，為避免使用時發生危險或電子產品毀損，均會在電路中增加如保險絲等電路保護元件。在各種電路保護元件中，一般均以保險絲作為過電流保護元件，以定額1安培的保險絲為例，當固定通以1安培的電流時，保險絲壽命至少可維持若干小時；但當電流倍增至2安培，則該保險絲將在數秒以內熔斷；若再加倍而通以4安培的電流，則該保險絲必須在數毫秒內燒斷以阻斷電流，避免過量的電流造成嚴重的后果。

另方面，電流量并非電子產品使用安全問題的唯一考量，如鋰離子電池等，常聽聞因使用過程中產生高溫、或因環境溫度的提升而自行燃燒，此種安全風險亦不容忽視。上述保險絲利用過載電流將保險絲加熱并熔斷而達到過電流的保護，僅對電流量敏感，對于溫度并無明顯效應，無法達到過溫保護。因此，業者提出以正溫度系數(Positive?Temperature?Coeffient，以下簡稱PTC)電阻作為過溫保護元件，藉由溫度升高、電阻增大的原理，使得溫度超過額定時，電阻不斷提高直到斷路。然而，PTC元件不僅作用時間較長，也對于瞬時過電流問題一籌莫展。

更進一步，亦可將部分檢測元件與控制IC共同運作，提升反應速度與靈敏度，但此種安全效果提升，不僅伴隨成本暴增，尤其相較于上述解決方案都是被動元件，無須額外耗能，此種偵測方式則是主動偵測與控制，必須持續耗費電能，對于電能有限的攜帶式電子產品領域，尤其無法接受；何況控制IC有失效的風險，亦可能造成保護功能的喪失。

因此，若有一種在不大幅提升成本的前提下即可達到過溫與過電流雙保護的被動元件，不僅無須額外耗電、亦可同時達成保險絲阻斷過電流風險、以及環境溫度過高時的斷路保障功效，將是現在電子業者的一大福音！

【發明內容】

因此，本發明之一目的，在于提供一種不僅可阻斷在常溫下的降低超額電流所造成的風險，亦可避免環境溫度過高時所可能產生危害的雙保護元件。

本發明另一目的，在于提供一種更為靈敏的過溫及過電流雙保護元件。

本發明再一目的，在于提供一種被動式過溫及過電流雙保護元件，避免無謂耗能。

本發明又一目的，在于揭示制造一種可同時保障過溫及過電流環境下電路安全的雙保護元件的方法。

所以本發明所揭示的一種過溫及過電流雙保護元件的制造方法，該方法包括下列步驟：a)在一片基板上設置多數組包括兩個端部，以及并聯于該二端部間的至少一個保險絲、與至少一個正溫度系數熱敏電阻的電路裝置；b)形成一層保護層，該保護層與該基板共同形成一個至少被覆該保險絲及該正溫度系數熱敏電阻的腔室；c)將該基板依該電路裝置的分布切割成粒；d)形成兩個導接該二端部、且暴露于該腔室外的端電極。

本發明所揭示的過溫及過電流雙保護元件，包括：一個具有絕緣及絕熱表面的基板；一組包括兩個端部，及并聯于該二端部間的至少一個保險絲、與至少一個正溫度系數熱敏電阻的電路裝置；一層與該基板共同形成一個至少被覆該保險絲及該正溫度系數熱敏電阻的腔室的保護層；及兩個導接該二端部、且暴露于該腔室外的端電極。

承上所述，本發明藉由將保險絲與正溫度系數熱敏電阻并聯于單一元件中，一方面當正常電流流經該元件時，電流將分流至正溫度系數熱敏電阻與保險絲兩條路徑，確保電流正常導通，若環境溫度過高，則正溫度系數熱敏電阻的電阻值隨溫度增大，致使流經保險絲的分流逐漸增加，造成過電流而使并聯線路中的保險絲燒斷，原行經保險絲的電流反向回到正溫度系數熱敏電阻，促使流經PTC熱敏電阻的電流暴增而迅速增溫，導致最終斷路，可達到過溫的保護；另方面，當電流過大或電源所供應的電量極不穩定，由于一次式保險絲的作動時間較快，過電流將于瞬間熔斷保險絲，并將所有電流集中至PTC熱敏電阻而將其加熱、并使其阻抗驟升，電流集中后的過載，更進一步加速PTC的截斷時間，可以彌補一般PTC作動時間過慢問題，同樣達到截斷電流的目的，以提供過電流保護作用。

藉此，本發明揭示的元件可以獨立完成過溫與過電流雙重保護，且仍為一個被動元件，不僅造價低廉更無須耗費額外能源，有效達成所有上述目的。

【附圖說明】

圖1是本發明第一較佳實施例所用陶瓷基板立體示意圖；

圖2是本發明第一較佳實施例制造方法的流程圖；

圖3至圖9是圖2實施例于不同步驟的結構示意圖；

圖10是本發明第二較佳實施例制造方法的流程圖；

圖11至圖26是圖10實施例于不同步驟的結構示意圖；及