[发明专利]PTC设备的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物PTC设备的制造方法、以及使用这种制造方法制 造的聚合物PTC设备。

背景技术

聚合物PTC元件被广泛应用于电气或者电子装置中，该聚合物PTC 元件具有聚合物PTC要素以及配置在其两侧的金属电极，该聚合物PTC 要素是将由聚合物材料以及其中包含导电性填料而成的导电性聚合物 材料成型为例如层状而形成的。

这种聚合物PTC元件在电子设备中被用作例如电路保护装置，其在 设备的正常使用过程中不具有实质性的电阻值，但在设备处于异常状 态、或者设备的周边环境处于异常状态时，聚合物PTC元件自身的温度 升至高温，电阻值急剧增加，形成所谓的跳闸，将设备中流动的电流切 断，从而对设备损坏起到防患于未然的作用。这种聚合物PTC元件优选 是在设备处于正常运转的状态下其电阻值尽可能地小，以至于仿佛其本 身并不存在。

为了在电子设备中使用聚合物PTC元件，在聚合物PTC要素上连 接了金属电极从而形成聚合物PTC元件，在这种聚合物PTC元件的至 少一个金属电极上电气连接引线从而形成PTC设备，将这种PTC设备 连接到预定的布线或电气要素，通过引线将聚合物PTC元件插入到电子 设备的预定的电路中。

具有引线而形成的聚合物PTC设备是通过以下方式制造的：在例如 挤压成型为片状的导电性聚合物材料的表里两侧，通过例如热压接粘合 用作金属电极的金属箔之后，裁断或冲裁为预定尺寸，然后在金属电极 上连接应插入到电子设备的电路中的各种金属引线。例如，下述专利文 献1中，在连接引线时使用了软钎焊、电阻焊接等。

专利文献1：特开2001-102039号公报

发明内容

这种聚合物PTC元件优选是在设备处于正常运转的状态下其电阻 值尽可能地小，以至于仿佛其本身并不存在。如果配置有聚合物PTC元 件的环境温度升高，其电阻值就逐渐上升至即将跳闸的温度，然后会急 剧地增加。当然，在跳闸前，聚合物PTC元件优选是其本身是低电阻值。 因而，希望提供一种具有电阻值更低的聚合物PTC元件的聚合物PTC 设备。

上述课题通过以下的PTC设备的制造方法来解决，该PTC设备包 括：具有聚合物PTC要素和配置在其两侧的金属电极而成的PTC元件、 以及电气连接到至少一个金属电极上的引线，该制造方法的特征在于： 聚合物PTC要素由聚合物材料及包含了分散在其中的导电性填料而成 的导电性聚合物组成物而形成，在低于聚合物材料熔点的温度下将引线 连接到金属电极上。

此外，在本发明的PTC设备的制造方法中，构成PTC元件的PTC 要素的各部件材料和金属电极、以及引线与通常的PTC设备中所使用的 材料相同即可，它们都是众所周知的，因此，省略其详细说明。

构成聚合物PTC要素的聚合物材料优选是结晶聚合物或者是包含 结晶聚合物的聚合物组成物。这种结晶聚合物可以是例如聚乙烯(PE)、 聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚和物(EBA)、乙烯- 醋酸乙烯酯共聚合物(EVA)等聚合物材料。此外，分散在这种聚合物 材料中的导电性填料可以使用例如炭黑、镍填料、镍合金(例如镍-钴 合金)填料等。

另外，PTC元件的金属电极优选是金属箔，尤其是镍箔。进而，在 其他的优选的实施方式中，连接到PTC元件的引线是镍制的。

此外，在本说明书中，构成聚合物PTC元件的聚合物的熔点指的是 基于塑料的结晶转移温度的测定中所使用的JIS K 7121(塑料的转移温 度测定方法)、通过DSC测定的温度(峰值顶点的温度)。此外，主要 的测定条件如下所示。

温度条件：20～180℃

升温速度：10℃/min

测定环境气体：氮气

装置：精工技术有限公司(SEIKO INSTRUMENTS INC.) EXSTAR6000/6200

本发明的制造方法的特征在于，在低于聚合物材料熔点的温度下将 引线连接到金属电极上。该连接具体可以实施为使用导电性粘接剂的连 接、使用钎焊膏的连接、使用焊接材料的连接(必要时使用焊剂等，即 所谓的焊接)等，在进行该连接时，PTC元件，特别是其导电性聚合物 要素只要不暴露在作为其构成材料的聚合物的熔点以上的温度中即可。