[發明專利]一種小尺寸表面貼裝電路保護元器件及其生產方法

在審

• 申請號: 202111204800.1
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號: CN115985600A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陳緒煌;李伏香
• 申請（專利權）人: 北京復通電子科技有限責任公司
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;H01C7/18;H01C17/075
• 代理公司: 上海世圓知識產權代理有限公司 31320
• 代理人: 王賀玲

本發明的一種小尺寸表面貼裝電路保護元器件及其生產方法，包括以下部分：平板形絕緣基材；上電極和下電極，分別貼覆在所述絕緣基材的上下表面；上電極是由各自具有2～4個指形交叉但又互相絕緣的左上極板和右上極板構成；下電極由分居在絕緣基材兩端的左下極板和右下極板構成；左導電膜將左上極板和左下極板連接在一起形成左電極，右導電膜將右上極板和右下極板連接在一起形成右電極；采用聚合物正溫度系數材料制成的PPTC薄膜，貼覆在上電極的指形交叉區域，將左電極和右電極連接在一起；絕緣保護層貼覆在PPTC薄膜的上表面。本發明更適于產品小型化，PPTC材料被保護在絕緣保護層內，免受環境因素的影響，具備更好的耐候性。

技術領域

本發明屬于過電流保護電子元器件材料技術領域，具體涉及一種小尺寸表面貼裝電路保護元器件及其生產方法。

背景技術

電阻溫度系數特性的技術包含聚合物正溫度系數（polymer?positivetemperature?coefficient，簡稱PPTC）、陶瓷正溫度系數（ceramic?positive?temperaturecoefficient，簡稱CPTC）和負溫度系數（negative?temperature?coefficient，簡稱NTC），對電流和溫度具有快速的響應，主要用于過流、過溫保護，也可用于溫度開關和溫度指示。因此，基于上述技術制成的表面貼裝電路保護元器件被廣泛用于電路的過流過溫保護裝置，串聯在電路中使用。表面貼裝PTC過電流保護元件至少包括PPTC材料、電極和導電部件，通過表面貼裝工藝制備。

保護元件的核心部件是高分子導電復合材料（PPTC材料）和連接該材料的電極。保護元件的核心部件在室溫下處于低阻狀態，電子線路呈通路狀態；當溫度升高或電路出現故障大電流時，其電阻躍遷至數千倍以上，起到保護電路的作用。當溫度恢復或故障電流排除后，保護元件的電阻恢復正常。

現有的表面貼裝電路保護元器件尺寸較大，結構相對穩定且工藝成熟，裝配及應用中的熱過程（例如：回流焊接、涂層熱固化、注塑成型的溫度和應力）對產品的材料和結構的影響較小，且環境中的溫度和濕度等環境因素的影響也比較小，因此其性能和長期可靠性都比較好。

但是，由于新興市場（新興的消費性電子、可穿戴設備，集成電路（IC）、電源充電線的過流和過溫保護應用）對功率和裝配空間的需求，過電流保護元件也趨向于更小更薄的小型化發展，對小尺寸保護器件需求越來越多，常規的1206、0805等封裝尺寸已經逐漸無法滿足應用需求。但是小尺寸的元器件（例如0603、0402、0201、甚至01005），如果采用類似大尺寸元器件的設計結構和加工工藝，已經無法實現，且小尺寸產品結構的穩定性較差，裝配及應用中的熱過程（例如：回流焊接、涂層熱固化、注塑成型的溫度）容易造成結構變形，進而對產品的性能造成影響。由于尺寸相對較小，其溫度和濕度也容易對材料和產品的結構造成影響，進而影響產品的長期使用的可靠性。

因此，基于以上技術加工的小尺寸表面貼裝器件，必須要解決三個問題：新結構具有可加工性；結構的熱穩定性問題；環境因素的影響造成的產品可靠性的問題。

中國專利文獻CN111640548A公開了一種小型封裝尺寸的表面貼裝高分子PTC過電流保護元件，包括PTC芯片、絕緣層、端電極，至少一導電件，其中，在第一導電電極設計分割間隙，形成第一、二導電區，導電件設置在PTC芯片的第一導電區側的邊緣處或至少一角；第一導電電極的分割間隙包含的主要部分與第一端電極和第二端電極的縱向平行。但該文獻的PTC芯片均暴露在環境中，沒有與外界環境隔離開，因此采用一些碳化鎢，碳化鈦類似的陶瓷導電材料容易受到環境因素溫度和濕度的影響，其導電特性會受到影響，進而影響PPTC材料的導電特性及可靠性；而且該文獻是傳統設計，如果做超小尺寸（例如0201、01005）的產品時，該結構無法實現。