[发明专利]具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以导电高分子聚合物复合材料为主要原料的电子元器件的制造，尤其是一种具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件及其制造方法。

背景技术

基于高分子芯材的正温度系数过流防护元件(PTC)已广泛地应用到通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中，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”的状态，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。

基于高分子基的ESD元件由于其低电容的特点正在越来越多的领域普及应用。

电子产品正在朝多功能、小型化的方向发展。在很多时候体积和面积的减小起到的作用比其他的方面大的多。

本发明的申请人在其申请号200610148186.0中公开了一种具有过流和ESD双重防护的表面贴装器件及其制造方法，在制成PTC复合片材后，通过印刷线路板工艺制成表面贴装型元件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件，能在同一元件上实现两种功能，为电子电路节约很大的面积和体积，且成本比两种元件相加要低的多。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件，包括高分子PTC芯材或经层压构成的多层高分子PTC芯材，芯材两表面复合金属箔片电极，外侧焊接引脚构成，所述的插件型热敏元件，依次复合有单面电极、PTC芯材、双面电极、ESD芯材和单面电极，其中，单、双面电极为金属箔片电极，电极上焊接有引脚。具体的，所述的单、双面电极分别为其单、双面经表面粗化黑化的金属箔片电极。

在上述方案的基础上，所述的单面电极，其经表面处理的一面与PTC芯材、ESD芯材复合；双面电极两面均经过了表面处理，其一面与PTC芯材复合，另一面与ESD芯材复合。

单面电极外侧焊接有引脚，双面电极在ESD芯材的一面焊接有引脚。

所述的插件型热敏元件，外包封有固化的环氧树脂层。

所述的PTC芯材由高分子聚合物、导电填料、纳米填料、其他填料和加工助剂制得，其中高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或其共混物；导电填料为碳黑、石墨、碳纤维、金属粉末、金属氧化物粉末中的一种或其组合；纳米填料为二氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化碳、碳酸钙中的一种或其组合；所述的其他填料为陶土、氢氧化镁、氢氧化铝、滑石粉中的一种或其组合；所述的加工助剂包括抗氧剂、交联促进剂和偶联剂。

所述的抗氧剂为酚类或胺类化合物，包括酚类抗氧剂ANOX70，交联促进剂为多官能团不饱和化合物，包括三烯丙基异氰尿酸酯，偶联剂为硅烷或钛酸酯类有机化合物，包括钛偶联剂TCF。

所述ESD芯材由高分子粘结剂、导电粒子、半导体粒子和绝缘粒子制得，其中高分子粘结剂为有机硅树脂、环氧树脂、橡胶中的一种或其组合；导电粒子为镍粉、羟基镍、铝粉中的一种或其组合；半导体粒子为氧化锌、钛酸钡、碳化硅中的一种或其组合；绝缘粒子为二氧化硅、氧化铝、氧化镁中的一种或其组合。

针对上述的具有过流和ESD双重防护的插件型热敏元件的制造方法，包括下述步骤：

第一步：将高分子聚合物、导电填料、纳米填料、其他填料和加工助剂混合，制成PTC芯材；

第二步：PTC芯材两表面分别复合单面电极和双面电极，制成PTC复合片材，其中，单面电极经表面处理的一面与PTC芯材复合；

第三步：用γ射线(Co⁶⁰)或电子束辐照交联，剂量为5～100Mrad；

第四步：切片，在单面电极、双面电极外侧焊接引脚，制成插件型PTC元件基体；

第五步：将ESD芯材浆料印刷在元件基体的双面电极上，固化制成ESD芯材；

第六步：ESD芯材表面复合单面电极，其中，单面电极经表面处理的一面与ESD芯材复合，电极外侧焊接引脚；

第七步：用环氧树脂层包封，固化包封层。