[发明专利]热敏电阻元件

说明书

技术领域

本发明涉及以导电高分子材料制成的表面黏着型(SMD)可变热敏电阻元件，如正温度系数(PTC)元件、负温度系数(NTC)元件，其可应用于印刷电路板(PCB)上，做过电流保护及异常温度环境的感测。

背景技术

由于具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性的导电复合材料的电阻对温度变化具有反应敏锐的特性，可作为电流感测元件的材料，目前已被广泛应用于过电流保护元件或电路元件上。由于PTC导电复合材料在正常温度下的电阻可维持极低值，使电路或电池得以正常运作。但是，当电路或电池发生过电流(over-current)或过高温(over-temperature)的现象时，其电阻值会瞬间提高至一高电阻状态(至少10²Ω以上)，而将过量的电流降低，以达到保护电池或电路元件的目的。

在高密度线路设计及制造中，对保护元件在尺寸的要求上，需达到轻、薄、微小的要求，而且在安装上需达到表面黏着型元件的设计。因此，以有机高分子材料制作的PTC元件，已被设计成不同型式的表面黏着型电子元件。然而，受到元件尺寸的限制，以及热传不良等因素，导致产品的维持电流(hold current)无法提升。另外，由于元件的绝热性过高，亦可能造成对环境温度的敏感性过低的问题。

发明内容

为了克服以上所设计的缺陷，本发明的特点在于热敏电阻元件表面增加导热层，以期快速导热。借此提升元件的维持电流与增加对于环境的温度感应。

根据本发明的一实施例，热敏电阻元件包括薄板型电阻元件、第一绝缘层、第一电极、第二电极、第一导热层。该薄板型电阻元件包含第一导电构件、第二导电构件及高分子材料层，其中该高分子材料层叠设于第一导电构件及第二导电构件之间，且具有正温度或负温度系数的特性。第一绝缘层设置于该第一导电构件上，且该第一绝缘层的表面延伸构成第一平面。第一电极电气连接该第一导电构件。第二电极电气连接该第二导电构件，且与第一电极电气隔离。第一导热层设置于该第一绝缘层表面，其导热率至少为30W/mK，且第一导热层的厚度为15～250μm。一实施例中，部分的第一电极和第二电极形成于第一平面上，且和第一导热层形成热敏电阻元件的第一表面，且第一表面中该第一电极、第二电极和第一导热层的面积总和为第一表面的面积的40～90％。

一实施例中，热敏电阻元件另包含第二绝缘层及第二导热层，该第二绝缘层设置于该第二导电构件上，且该第二绝缘层的表面延伸构成第二平面。第二导热层设置于该第二绝缘层表面，其中部分的第一电极、第二电极形成于该第二平面上，且和第二导热层形成热敏电阻元件的第二表面，且该第二表面中第一电极、第二电极和第二导热层的面积总和为第二表面的面积的40～90％。

一实施例中，可利用导热连接件连接前述第一导电构件及第一导热层，或第二导电构件及第二导热层。

本发明借由改善传统的SMD产品外观，增加元件的导热面积或是导热/导电路径，亦可搭配具备热传效应的焊垫，以借此大幅提升元件的热传效率，进而提升产品的维持电流。另外，本发明亦可增加对于环境温度的敏感性，以提供电池元件保护与各式电子产品应用。

附图说明

图1A及图1B为本发明第一实施例的热敏电阻元件的示意图；

图2A及图2B为本发明第二实施例的热敏电阻元件的示意图；

图3为本发明第三实施例的热敏电阻元件的示意图；

图4为本发明第四实施例的热敏电阻元件的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、20、30、40热敏电阻元件

11电阻元件

12第一导电构件

13第二导电构件

14高分子材料层

15第一绝缘层

16第二绝缘层

17第一电极

18第二电极

19第一导电连接件

20第二导电连接件

21第一导热层

22第二导热层

24第一表面

25防焊层

26第二表面

27第一导热连接件

28第二导热连接件

31第一平面

32第二平面

41电阻元件

42第一导电构件

43第二导电构件

44高分子材料层

45防焊层

46导电层

47第一电极