[发明专利]低维持电流PPTC过流保护器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正温度系数（Positive temperature coefficient,PTC）可恢复过流保护器件领域，具体是指一种小尺寸、低阻值、低维持电流、快动作的PPTC过流保护器及其制造方法。

背景技术

高分子PTC过流保护器件（简称PPTC），是指一种利用通过热膨胀而使导电性发生变化的导电性聚合物的电阻正温度特性，来接通与断开电路的元件。其中具有正温度特性的导电材料一般由导电介质填充于结晶性的聚烯烃而制成。PPTC器件在通常状态下电阻基本保持恒定，当电路故障引起较大电流通过PPTC器件时，根据焦耳定律，PPTC自身发热，当PPTC产生的热量大于散发的热量时，PPTC温度升高阻值也随之上升，随着热量的积累，PPTC内部温度升至临界转变温度附近时，这时PPTC电阻突然增大，发生几个数量级的转变，从而限制电路中电流的通过，保护设备免于破坏。而当故障排除后，PPTC器件温度下降，其电阻值重新恢复到低阻值状态。

PPTC器件因其具有良好的自恢复特性，而广泛应用于家电、计算机、通信、消费电子、玩具、汽车微电机等领域。随着科技与市场的不断发展，电子设备的功能不断增强的同时体积越做越小，导致内部元器件密度不断上升，这就要求PPTC过流保护元件不断向小型化与低功耗方向发展，即在相同的工作电流下，PPTC能以更较小的尺寸和较低的电阻值来满足电路保护的要求。目前市售的维持电流250毫安以下的PPTC阻值均在1欧姆以上，原因在于：市售PPTC基本上是使用高密度聚乙烯作为PPTC导电材料的基材，但是高密度聚乙烯的熔点一般高于130℃，致使PPTC的动作温度较高；如果将维持电流250毫安以下的PPTC器件的阻值做到1欧姆以下，则会导致PTC器件动作较慢甚至无法动作。这显然已不能满足当前市场上出现的较低维持电流下更低阻值的应用领域以及PPTC元器件低功耗化的整体发展趋势。因而需要开发一种具有较低动作温度的PPTC过流保护器件，使其能够在低于250毫安的较低维持电流下，具有较小尺寸兼具较低的阻值，并能够快速动作，以适应市场的发展。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种低维持电流的PPTC过流保护器件。

本发明的再一目的在于：提供一种低维持电流的具有小尺寸、低阻值、快动作的PPTC过流保护器件的制造方法。

本发明的技术方案为一种低维持电流PPTC过流保护器，包括两个金属箔片及一叠设于所述两个金属箔片中间的PPTC导电材料层，所述两个金属箔片表面各焊接有一个金属电极，所述PPTC材料层外露部分、金属箔片外表面及金属电极上焊接部分表面都包覆有绝缘层；所述PPTC导电材料层按重量计，包括40～50%的结晶性聚合物，0.5～10%的界面相容剂，40～55%的导电炭黑和1～10%的耐电压增强剂，所述PPTC导电材料层中各材料的组分之和为100%；所述PPTC导电材料层的体积电阻率小于2.0Ω.cm；PPTC过流保护器的电阻值小于1.0Ω。

进一步地，所述结晶性聚合物为结晶性烯烃聚合物，熔点低于115℃。

进一步地，所述界面相容剂为极性基团接枝烯烃聚合物，熔点低于115℃。

进一步地，所述导电炭黑，平均粒径介于20～120nm之间，吸油值介于40cm³/100g～150cm³/100g之间。

进一步地，所述耐电压增强剂，为金属氧化物或金属氢氧化物，选自氧化锌、氧化镁、氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铝的一种或几种。

进一步地，所述的结晶性烯烃聚合物选自低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、极低密度聚乙烯（VLDPE）、超低密度聚乙烯（ULDPE）及乙烯-α烯烃共聚物（POE）中的一种或几种。

进一步地，所述极性基团接枝烯烃聚合物，为马来酸酐接枝烯烃聚合物，选自马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝线型低密度聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-α烯烃共聚物中的至少一种。

进一步地，两个金属箔片及叠设于所述两个金属箔片中间的PPTC导电材料层共同构成PPTC芯片，其PPTC芯片的面积小于20mm²。

进一步地，所述金属箔片厚度介于0.15～0.35μm。

进一步地，所述金属箔片选自铜箔、镍箔、镀镍铜箔中的一种。

进一步地，为改善金属箔片与所述有机聚合物间的附着强度，所述金属箔片的其中一面经过粗化处理。

本发明的另一种技术方案为一种低维持电流PPTC过流保护器的制造方法，包括以下步骤：