[发明专利]过电流保护元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源元件，尤其涉及一种过电流保护元件。

背景技术

现有的正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)元件的电阻值对温度变化的反应相当敏锐。当PTC元件于正常使用状况时，其电阻可维持极低值而使电路得以正常运作。但是当发生过电流或过高温的现象而使温度上升至一临界温度时，其电阻值会瞬间弹跳至一高电阻状态(例如10⁴ohm以上)而将过量的电流反向抵销，以达到保护电池或电路元件的目的。

参照图1，美国专利US 6,713,210揭示一具过电流保护的电路板结构。一IC元件2设置于一保护电路模块(Protective Circuit Module；PCM)1上，一PTC元件3则以表面黏着方式固设于该PCM 1表面。该PTC元件3为一层叠结构，一PTC材料层6设置于镍箔(或镀镍铜箔)7、7′之间，该镍箔7、7′作为PTC材料层6的电极箔。一镍片4固接于该镍箔7的上表面作为外接电极之用。在镍箔7′的下表面(即相邻于PCM 1的表面)另焊接一铜电极5，相对于PTC元件3成一对称结构。

考量后续点焊(spot welding)时必须承受较大的电压、电流，该PTC元件3无法直接进行点焊，而需先行结合该镍片4，其厚度较佳地约需0.3mm以上，以避免后续点焊时破坏PTC元件的镍箔7、7′。然而该镍片4通常需要以人工的方式结合于该PTC元件，不利于大量制造及降低成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种过电流保护元件，可应用于电池的保护电路模块(PCM)。该过电流保护元件可利用表面黏着、回焊或点焊等方式进行与PCM或外接电极片的结合，而适于机械化大量制造，进而可有效减少制造时间及成本。

本发明一实施例的过电流保护元件包括电阻元件、绝缘层、电极层及至少一导电连接件。电阻元件包含一第一电极箔、一第二电极箔及叠设于该第一电极箔及第二电极箔之间的正温度系数材料层。绝缘层设于该第一电极箔表面。电极层设于该绝缘层的表面。导电连接件至少贯穿该电极层、绝缘层及第一电极箔，用以电气连接该电极层及第一电极箔。该导电连接件与第二电极箔电气隔离。该第一电极箔及第二电极箔中的一者用于电气连接PCM表面，另一者用于电气连接欲保护电池的电极端。

一实施例中，过电流保护元件另包含设于第二电极箔表面的焊垫，并于该焊垫区域以外的该第二电极箔表面设置防焊漆层(Solder Mask)。本实施例中，过电流保护元件可利用该焊垫焊接于PCM的表面。电极层可以回焊或点焊方式连接外接电极层。

又一实施例中，过电流保护元件的电极层可利用表面黏着或回焊等方式连接于PCM表面。第二电极箔可为铜箔，而其表面可形成锡金属层，可利用回焊或点焊方式连接外接电极层。

本发明的过电流保护元件，可应用于电池的保护电路模块(PCM)。该过电流保护元件可利用表面黏着、回焊或点焊等方式进行与PCM或外接电极片的结合，而适于机械化大量制造，进而可有效减少制造时间及成本。

附图说明

图1为现有的PTC元件于PCM上的应用示意图。

图2A至2C为本发明第一实施例的过电流保护元件示意图。

图3A至3C为本发明第二实施例的过电流保护元件示意图。

图4A至4B为本发明第三实施例的过电流保护元件示意图。

图5A至5B为本发明第四实施例的过电流保护元件示意图。

图6A至6C为本发明的过电流保护元件的应用示意图。

其中，附图标记说明如下：

1  保护电路模块

2  IC元件

3  PTC元件

4  镍片

5  铜电极

6  PTC材料层

7、7’  镍箔

10、30、40、50  过电流保护元件

11  电阻元件

12  第一电极箔

13  正温度系数材料层

14  第二电极箔

15  绝缘层

16  电极层

17  防焊漆层

18  导电通孔

19、29  导电连接件

20  焊垫

25  半圆导电孔

41  填孔胶

42、45  锡金属层

43、44  防焊漆层

60  PCM

61  外接电极片