[發明專利]正溫度系數元件

有效

• 申請號: 201911227747.X
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN112397266B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 曾郡騰;張耀德;利文峰
• 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
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 韓旭;黃艷

一種正溫度系數元件，包含層疊基板、第一PTC材料層、第二PTC材料層、第一金屬層及第二金屬層。該層疊基板包括第一導電層、第二導電層及疊設于該第一導電層及第二導電層之間的絕緣層。該第一PTC材料層設置于該第一導電層表面。該第二PTC材料層設置于該第二導電層表面。該第一金屬層設置于該第一PTC材料層表面。該第二金屬層設置于該第二PTC材料層表面。該絕緣層中包括至少一穿孔，該穿孔內填充形成PTC連接件，該PTC連接件的一端連接該第一PTC材料層，另一端連接該第二PTC材料層。

技術領域

本發明涉及一種熱敏電阻，特別涉及一種正溫度系數(Positive TemperatureCoefficient；PTC)元件。

背景技術

正溫度系數元件可被用于保護電路，使其免于因過熱或流經過量電流而損壞。正溫度系數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特性，亦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百或數千倍以上，借此抑制過量電流通過，以達到電路保護的目的；或應用于過溫度檢測電路，可預先檢測周圍溫度，以指示后端電路啟動過溫度保護動作，如關機或停止供電等動作。當溫度降回室溫后或電路上不再有過電流的狀況時，正溫度系數元件可回復至低電阻狀態，而使電路重新正常操作。這種可重復使用的優點，使正溫度系數元件取代保險絲或其他溫度感測元件，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、小的趨勢發展，以使得電子產品能更趨于迷你化。例如以手機而言，PTC過電流保護元件是設置于保護電路模塊(ProtectiveCircuit Module；PCM)上，其外接電極片將占據一定的空間，因此超薄化的過電流保護元件有其強烈需求。在表面粘著元件(Surface mountable 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。

舉例而言，依照SMD0201的規格要求，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、外層線路的設計(參美國專利US6,377,467)，不僅厚度不符合要求，如果厚度接近或甚至大于寬度，后續生產包裝及客戶使用時，將出現因厚度過厚造成元件翻轉問題。另外，因包含內層線路及外層線路，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US9,007,166針對前述問題提出改良，直接以PTC基板作設計，不需增加PP層及外層電極層，僅將其中一邊的電極面蝕刻或切割隔離線，區分成左右電極，可以將PTC過電流保護元件的厚度控制于小于等于 0.28mm。然而，因為兩邊的電極面并非對稱而有正反面，后續進行電氣檢測和包裝時，需區分正反面而較為麻煩，且隔離線若制作時因材料漲縮影響而有偏差，會造成左右電極一大一小而影響到焊接與電氣特性。另外，元件無PP結構支撐，制作過程中可能有強度較為不足而容易斷裂的問題。

發明內容

本發明公開一種正溫度系數元件，提供過電流保護及/或溫度感測功能，其結構和制程簡單，特別適于如0402或0201規格的小型元件的制作。該正溫度系數元件內層未設計線路，無材料漲縮及內、外層線路對位問題，且可使用PP材料提供支撐結構，除提升產品結構強度外，亦可提升制造良率。

根據本發明一實施例的正溫度系數元件，其包括：一種正溫度系數元件，包含層疊基板、第一PTC材料層、第二PTC材料層、第一金屬層及第二金屬層。該層疊基板包括第一導電層、第二導電層及疊設于該第一導電層及第二導電層之間的絕緣層。該第一PTC材料層設置于該第一導電層表面。該第二PTC材料層設置于該第二導電層表面。該第一金屬層設置于該第一PTC 材料層表面。該第二金屬層設置于該第二PTC材料層表面。該絕緣層中包括至少一穿孔，該穿孔內填充形成PTC連接件，該PTC連接件的一端連接該第一PTC材料層，另一端連接該第二PTC材料層。