[发明专利]高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器及制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以高分子聚合物导电复合材料为主要原料的电子元器件及其制造方法，尤其是一种高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器及制法。 

背景技术

信息科学技术的飞速发展使得以大规模集成电路为核心的各种通信设备得到了广泛的发展，相对于独立元器件设备，有着体积小，成本低，功耗低，运行速度快，可靠性高等优点。但是由于其工作电压低，绝缘强度差，承压能力弱，当出现电网过电压或者雷电干扰的情况下，往往会使得通信设备失效甚至工作元件被击穿，给电子通讯设备带来较大的损坏，特别是在那些与人机界面以及USB、HDMI、以太网和连接器端口等数据端口相关的各种应用中，需要更强劲的ESD和雷击保护。同时随着电子设备功能的不断增强，其内部元器件密度正在不断上升，要求相同工作电流、电压、耐流等级的器件能够进一步减小尺寸；类似的要求也体现在对电源线的保护上。市场同样希望能以较小尺寸的元器件来承担相同或更高的冲击电流。而针对小型化的电路保护元件的发展可以满足过流过压集成保护元件市场的要求趋势。

过电流保护用正温度系数热敏电阻器（PTC）是目前电路保护中非常重要的一种过流保护元件。小型化的正温度热敏电阻器可以适用于各种通信线路的保安单元及电子设备的敏感性高密度集成电路板中。当部分通信线路遭受到雷电干扰或与电力线接触时，或者各种连接器端口遭受短路故障电流时，PTC的阻值会迅速增加，使线路呈现高阻(断开)状态，回路电流幅度减小，保护了室内通信设备。当过电压、过电流消除后，热敏电阻器PTC自动恢复正常，可重复使用。所以，为通信设备以及不断发展的各种微型化的电子设备配置电路保护元件PTC对于防止通信线路和电子设备的干扰过电压，降低设备故障率是非常必要的。 

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器。

本发明的再一目的在于：提供所述高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器的制备方法。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器，由高分子PTC芯材和贴覆于该芯材两表面的金属箔片，焊接在金属箔片外表面的一对电极以及外侧包覆的绝缘层构成，高分子PTC芯材包括高分子聚合物、碳黑和加工助剂，其中：耐电压等级不小于A.C.600Vrms，雷击等级为峰值电压4-6KV，冲击电流100-150A，波形为10/700μs，所述的高分子PTC芯材各组份按重量百分比为：

高分子聚合物      25%-60%

碳黑              20%-45%

导热填料          25%-50%

余量为加工助剂，其中，

所述的高分子聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯中的一种或一种以上聚合物的共混物；

所述的碳黑为导电碳黑、补强碳黑、色素碳黑中的一种或一种以上的混合物；

所述的导热填料为氢氧化镁、氢氧化铝、氮化硼、碳化硅中的一种或一种以上的混合物。

在上述方案基础上，所述的耐电压等级A.C.600Vrm～A.C.800Vrms。

提供一种高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器的制法，依序按下述步骤制备：

第一步，将芯材组分高分子聚合物、碳黑、导热填料和加工助剂在100～200℃下混炼成高分子复合材料；

第二步，用模压的方法将混合好的高分子复合材料压制成所需厚度和形状的片材，并趁热在片材两片贴覆上金属箔片；

第三步，复合好的片材用γ射线或电子辐照交联，交联次数1-4次，辐照剂量4-30Mrad；第四步，将辐照交联的片材切割成小片，焊接上引出电极，在外侧包覆绝缘层制得高分子PTC热敏电阻。

高分子PTC芯材的厚度在1.0～2.5mm之间，每个芯材小片的面积为5～70mm²。

本发明的优越性在于：所述高分子PTC热敏电阻尺寸远小于国内市售同类产品的尺寸，能耐受高电压、雷击等级远高于国内现有同类产品。

具体实施方式

一种高雷击等级的耐高电压小尺寸高分子PTC热敏电阻器，由高分子PTC芯材和贴覆于该芯材两表面的金属箔片，焊接在金属箔片外表面的一对电极以及外侧包覆的绝缘层构成，高分子PTC芯材包括高分子聚合物、碳黑和加工助剂，其中，耐电压等级不小于A.C.600Vrms，雷击等级为峰值电压4-6KV，冲击电流100-150A，波形为10/700μs，所述的高分子PTC芯材各组份按重量百分比为：