[發(fā)明專利]過電流保護元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210489361.8
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103594213B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設計）人: 曾郡騰;王紹裘
• 申請（專利權）人: 聚鼎科技股份有限公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;H01C7/13;H01C1/14
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司72003
• 代理人: 張龍哺,馮志云

技術領域

本發(fā)明關于一種熱敏電阻，且特別是關于一種過電流保護元件。

背景技術

過電流保護元件被用于保護電路，使其免于因過熱或流經過量電流而損壞。過電流保護元件通常包含兩電極及位在兩電極間的電阻材料。此電阻材料具正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性，也即在室溫時具低電阻值，而當溫度上升至一臨界溫度或電路上有過量電流產生時，其電阻值可立刻跳升數(shù)千倍以上，以此抑制過量電流通過，以達到電路保護的目的。當溫度降回室溫后或電路上不再有過電流的狀況時，過電流保護元件可回復至低電阻狀態(tài)，而使電路重新正常操作。此種可重復使用的優(yōu)點，使PTC過電流保護元件取代保險絲，而被更廣泛運用在高密度電子電路上。

未來的電子產品，將朝著具有輕、薄、短、小的趨勢發(fā)展，以使得電子產品能更趨于迷你化。例如以手機而言，過電流保護元件設置于保護電路模組(Protective Circuit Module；PCM)上，其外接電極片將占據(jù)一定的空間，因此薄型化的過電流保護元件有其強烈需求。在表面粘著元件(Surfacemountable device；SMD)的過電流保護應用上，如何降低保護元件厚度，實為當今技術上的一大挑戰(zhàn)。

舉例而言，依照SMD0201的規(guī)格要求，長度為0.6±0.03mm，寬度為0.3±0.03mm，厚度為0.25±0.03mm。制作時長、寬尺寸較無問題，但厚度要求則不易達到。目前壓板線碳黑板材可壓至最薄為0.20mm，但在陶瓷粉板材則最薄為0.2~0.23mm，若仍采用含預浸玻纖材料(prepreg；PP層)及內、外層銅線路的設計（參我國專利公告號第415624號），不僅厚度不符合要求，如果厚度接近或甚至大于寬度，后續(xù)生產包裝及客戶使用時，將出現(xiàn)因厚度過厚造成元件翻轉問題。另外，現(xiàn)有SMD產品的設計因包含雙層PP結構，且分為內層線路及外層線路（參美國專利US6,377,467），在制作小尺寸產品時，易有內、外層線路對位不準確問題，生產良率將一并受到影響。

美國專利US8,044,763教導如何使用低電阻導電材料(如：金屬粉末或金屬碳化物)制備SMD元件，以突破碳黑導電填料的限制，并將元件的單位面積維持電流值（維持電流不觸發(fā)下能承受的最大電流值）突破0.16A/mm²，甚至大幅提高至最高可達1A/mm²。但因行動裝置的突飛猛進，除了體積要求更輕更小，功能卻是要求越來越大，操作時所需的電流也越來越大。因此在PTC過電流保護的技術層面上，1A/mm²的極限值已經不能滿足新技術的需求。PTC裝置必須在技術上要更上一層樓，使元件擁有更高單位面積的維持電流，才能做出更小面積更大電流的元件。

因此，如何在元件逐漸小型化的情況下仍能制作出大電流的元件，同時兼顧元件結構的簡化以利減少制造工序及降低制作成本，實為產業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容

本發(fā)明關于一種過電流保護元件，其可符合薄型化的需求。另外，按本發(fā)明的設計，特別適用于小型過電流保護元件，而仍得以提供較大的單位面積維持電流。

根據(jù)本發(fā)明的一種過電流保護元件，其包括：PTC材料層、第一電極層及第二電極層。PTC材料層具有第一表面、第二表面、第一端面及第二端面。第二表面位于該第一表面相對側，第二端面位于第一端面的相對側。第一電極層物理接觸該PTC材料層的第一表面，并延伸至該第一端面。第二電極層物理接觸該PTC材料層的第一表面，并延伸該第二端面，且與該第一電極層間以第一間隔形成電氣隔離。該第一電極層和第二電極層形成實質上左右對稱的結構，且分別作為應用時電流流入過電流保護元件和流出過電流保護元件的界面。

一實施例中，過電流保護元件還包含第三電極層，其形成于PTC材料層的第二表面。第三電極層于垂直方向上和第一電極層及第二電極層有重疊部分，藉此過電流保護元件可形成包含兩個PTC熱敏電阻的等效電路。

本發(fā)明可直接以PTC基板作設計，較佳地不需增加PP絕緣層及外層電極層，僅將其中一邊的電極面蝕刻隔離線，區(qū)分成左右電極即可。

一實施例中，電極層包含銅層，另外可將不需鍍錫部分以防焊層覆蓋，之后于未覆蓋部份鍍錫作為回焊接合的界面。故本發(fā)明的設計的元件厚度除PTC材料層本身的厚度外，僅會增加鍍銅、鍍錫及防焊層厚度。因此，本發(fā)明的設計無需經過壓合工藝且無內、外層線路之分，故無內、外層電極的對位問題，可提升生產良率。