[发明专利]一种新型表面贴装PTC热敏电阻及其制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种导电高分子聚合物复合材料为主要原料的电子元器件及其制造方法，尤其涉及一种新型表面贴装PTC热敏电阻及其制作方法。

技术背景

在填充导电粒子的结晶或半结晶高分子复合材料中可表现出正温度系数PTC(positive temperature coefficient)现象。也就是说，在一定的温度范围内，自身的电阻率会随温度的升高而增大。这些结晶或半结晶聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它们的共聚物。导电粒子包括碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末（如银粉、铜粉、铝粉、镍粉、不锈钢粉）。在较低的温度时，这类导体呈现较低的电阻率，而当温度升高到其高分子聚合物熔点附近，也就是达到所谓的“关断”温度时，电阻率急骤升高。具有PTC特性的这类导电体已制成热敏电阻器，广泛应用于电路的过流保护设置。在通常状态下，电路中的电流相对较小，热敏电阻器温度较低，而当由电路故障引起的大电流通过此自复性保险丝时，其温度会突然升高到“关断”温度，导致其电阻值变得很大，这样就使电路处于一种近似“开路”状态，从而保护了电路中其他元件。而当故障排除后，热敏电阻器的温度下降，其电阻值又可恢复到低阻值状态。

表面贴装高分子PTC热敏电阻器已广泛地应用到通信、计算机、家用电器等众多领域中。通常表面贴装高分子PTC热敏电阻器的芯材的上电极，一端延伸至第一焊接端，另一端与第二焊接端的导通孔之间形成蚀刻槽（或称绝缘槽）；芯材的下电极，一端延伸至第二焊接端，另一端与第一焊接端的导通孔之间形成蚀刻槽。

见图5为传统结构示意图和图6传统设计内层上下电极蚀刻设计图所示，该结构电路图形设计方案在印刷电路板工艺的高温压合过程中，受高温下热压的影响，蚀刻后芯材极易变形，导致绝缘槽偏移至导通孔内（如图6右侧虚线框位置），导致产品短路。另外，由于焊接端一面电极被蚀刻后，孔铜与内层电极的连接面减小，导致孔铜连接的可靠性降低，多次动作后有孔铜断开的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型表面贴装PTC热敏电阻，提高导通孔与内层电极的连接可靠性，以避免PTC多次动作后出现导通孔与内层连接断开的问题。

本发明的再一目的在于：提供上述表面贴装PTC热敏电阻的制作方法，以利于批量生产。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种新型表面贴装PTC热敏电阻，包括高分子芯材、上下两层内电极、端电极、绝缘层，其中，将内层电极绝缘槽设在内电极内偏向一端焊接端的位置，绝缘槽的宽度为0.10mm～1.00mm。本发明通过改变贴覆于高分子芯材表面的内层电极蚀刻图形，使高温下热压，绝缘槽不会移向导通孔，有效解决了芯材在印刷电路板的层压工序中因变形而引起的导通孔与内层连接不可先靠的问题。与现有技术相比，蚀刻区域并非设计在导通孔周围，即内电极的一端，而是将蚀刻槽设计在内电极内偏向一端焊接端的位置，达到绝缘的效果（图3-1）。

在上述方案基础上，所述的绝缘槽为直线组合而成,也可以由曲线组合而成,亦可以为直线和曲线组合而成。

在上述方案基础上，所述的高分子芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料以及其他填料和加工助剂混合而成，其中，所述的导电填料是碳黑、石墨、碳纤维中的一种或其混合物。

所述的芯材组分中高分子聚合物是一种或一种以上聚合物的共混物，如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它们的共混物。

所述的芯材组分中导电填料是下述一种或几种材料的混合物，如碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物。

所述的芯材组分中的其它填料是下述一种或几种材料的混合物，如陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉。

所述的芯材组分中的加工助剂是指抗氧剂、交联促进剂、偶联剂，其中抗氧剂可以是酚类或胺类化合物，如酚类抗氧剂ANOX70，交联促进剂可以是多官能团不饱和化合物，如三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)，偶联剂可以是硅烷偶联剂或钛酸酯类偶联剂，如钛偶联剂TCF。

本发明提供上述表面贴装PTC热敏电阻的制作方法，依下述步骤：

第一，将芯材组分高分子聚合物、导电填料和其他填料及加工助剂在高速混合机内混合，然后将混合物100～200℃温度下混炼，然后用模压或挤出的方法制成高分子芯材，面积为100～5000cm²，厚0.1～3.0mm的芯材；

第二，热压复合金属箔片于上述高分子芯材的两个表面，制成复合片材，如在热压机上把金属箔片复合于上述片材的两个表面；