[發(fā)明專利]表面貼裝型熱敏電阻元件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310494851.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN103515040A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫天舉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海長(zhǎng)園維安電子線路保護(hù)有限公司
• 主分類號(hào): H01C7/02
• 分類號(hào): H01C7/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以高分子復(fù)合材料為主要原料的具有正溫度系數(shù)且過溫、過流雙重防護(hù)的表面貼裝型熱敏電阻元件。

背景技術(shù)

正溫度系數(shù)（positive?temperature?coefficient?）材料指其電阻率隨溫度的升高而增大。一些高分子與導(dǎo)電填料共混可制得具有較低的室溫電阻率，隨溫度升高電阻率增加，且在某個(gè)溫度點(diǎn)電阻率急劇升高的現(xiàn)象。具有正溫度系數(shù)特性的這類材料已制成熱敏電阻器，應(yīng)用于電路的過流保護(hù)設(shè)置。通常狀態(tài)下，電路中的電流相對(duì)較小，熱敏電阻器溫度較低，而當(dāng)由電路故障引起的大電流通過此自恢復(fù)保險(xiǎn)絲時(shí)，其溫度會(huì)突然升高到高分子晶體的熔點(diǎn)，高分子膨脹切斷導(dǎo)電通路，導(dǎo)致其電阻值變得很大，這樣就使電路處于一種近似“開路”狀態(tài)，從而保護(hù)了電路中其它元件。而當(dāng)故障排除后，熱敏電阻器的溫度下降，其高分子重新結(jié)晶，體積收縮，電阻值又可恢復(fù)到低阻值狀態(tài)，因此也被稱為可恢復(fù)保險(xiǎn)絲。

由于高分子材料形狀設(shè)計(jì)的便利性，上述正溫度正溫度系數(shù)效應(yīng)材料按照安裝的要求被設(shè)計(jì)成各種符合應(yīng)用端需求的樣式。其中可用于表面貼裝式的正溫度系數(shù)熱敏電阻比較常見于電腦主板或電池保護(hù)板的主板電路保護(hù)設(shè)計(jì)中，而且出于主板輕薄短小設(shè)計(jì)及安裝方便的要求，這種小尺寸可用于表面貼裝式的正溫度系數(shù)熱敏電阻成為電路保護(hù)的第一選擇。美國(guó)專利5831510，5852397，6377467，8044763揭示了幾種可表面貼裝的正溫度系數(shù)熱敏電阻元件，雖然實(shí)現(xiàn)了元件的安裝便利性，但存在以下嚴(yán)重問題：

1、安裝可靠性的問題，由于這些專利中均采用了絕緣層的設(shè)計(jì)，這些絕緣層為環(huán)氧玻璃布化學(xué)交聯(lián)固化物（熱固性材料，固化后受熱膨脹系數(shù)很低），而芯層正溫度系數(shù)熱敏材料為聚乙烯和炭黑的混合物（熱塑性材料，受熱膨脹系數(shù)較大），在客戶通過回流焊或熱風(fēng)高溫錫焊到PCB板上時(shí)由于兩種材料的熱膨脹系數(shù)差別較大，容易出現(xiàn)電鍍導(dǎo)通層破壞，電阻超高的現(xiàn)象；

2、元件的阻值正溫度系數(shù)功能受限的問題，前述專利中的貼裝元件安裝到線路中執(zhí)行過電流保護(hù)的過程中，當(dāng)有異常電流通過元件時(shí)，熱塑性的阻值正溫度系數(shù)電阻受熱膨脹受到熱固性絕緣層的阻擋，阻值增加較慢，動(dòng)作不夠迅速，保護(hù)不夠及時(shí)，即使最終處于“關(guān)斷”電流的狀態(tài)下，也由于其PTC強(qiáng)度（熱塑性功能材料熔點(diǎn)溫度以上的阻值與25度下阻值比值的對(duì)數(shù)）處于較低的狀態(tài)，回路中的漏電流較大，繼續(xù)對(duì)被保護(hù)單元造成危害；?

3、過溫保護(hù)功能喪失的問題，眾所周知電池對(duì)溫度較敏感，個(gè)別電池在溫度超過80度時(shí)就處于高危險(xiǎn)區(qū)域，若不對(duì)溫度進(jìn)行控制，很容易失控發(fā)生漏液、鼓包甚至爆炸的危險(xiǎn)，前述專利中的貼裝元件采用的絕緣層同時(shí)也是對(duì)熱阻隔的，所以電芯溫度不能很好的傳導(dǎo)到元件上，元件對(duì)電芯溫度的上升反應(yīng)遲緩，導(dǎo)致大電流對(duì)電芯持續(xù)加熱，溫度加速上升得不到及時(shí)控制，而且發(fā)生保護(hù)時(shí)漏電流大，因此應(yīng)用到電池領(lǐng)域時(shí)有著無法避免的致命缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：提供一種表面貼裝型熱敏電阻元件，引入熱塑性正溫度系數(shù)電阻層代替前述專利中之熱固化環(huán)氧玻璃布絕緣層，改善安裝可靠性，具有阻值隨溫度升高而迅速增大的特質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)過溫、過流雙重防護(hù)功能。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種表面貼裝型熱敏電阻元件，包含：多層具有正溫度系數(shù)效應(yīng)的高分子材料層，以及與之配合的多層金屬箔電極，所述的高分子材料層為高分子材料與導(dǎo)電填料以及導(dǎo)熱填料的混合物，其中：

所述的具有正溫度系數(shù)效應(yīng)的高分子材料層為電阻單元，每層電阻上下均有1層金屬箔電極，兩層相鄰的電阻層共用一層金屬箔；

以頂層電阻單元為第1層電阻，自上而下編序，電阻單元層總數(shù)量為2N+1層，N為大于等于1的正整數(shù)，其中，奇數(shù)層的電阻率為P₁，厚度為C₁；偶數(shù)層的電阻率為P₂，厚度為C₂；元件上下表面的防焊面寬度為W₂；電阻率滿足P₁>(C₁*C₂/W₂²)*P2；

以頂層電極為第1層電極，自上而下編序，電極層總數(shù)為2N+2層，N為大于等于1的正整數(shù)，任意兩層奇數(shù)層電極均延伸相連，任意兩層偶數(shù)層電極均延伸相連，任意偶數(shù)層電極與任意奇數(shù)層電極均不直接相連，至少由一層電阻單元隔開。