[实用新型]过电流保护元件

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种可变热敏电气装置，尤其是涉及一种可应用于印刷电路板上的过电流保护元件，特别是表面粘着型式。

【背景技术】

以有机高分子聚合物如聚烯烃类的聚乙烯为材料，加入导电填料如碳黑或金属颗粒或粉末而组成的导电性复合材料，可产生许多应用(application)方式。这许多应用之中，又以非线性的正温度系数(PTC)的电阻变化现象最为突出。这种PTC可设计成为电子元件或电气装置，用于保护电路，及防止因过热或过量电流所可能造成的电路损害。

简单而言，此种材料在室温时，电阻值是保持在低电阻状态，当温度瞬间上升至一临界温度、或瞬间有超量电流通过时，其电阻值可立刻跳升至数千倍以上。此种电阻跳动式的改变，可有效地抑制或切断通过的超量电流，从而达到保护线路避免烧毁的目的。此种PTC元件另一明显的优点在于，当温度回复正常，或过量电流的情况消失后，其电阻值可回复至低电阻状态，从而可使电路重新正常操作。不像一般的保险丝，必须经过更换后才能使电路回复正常。正因为此项优点，这种不需更换的PTC保护元件，在高密度电子线路系统中，为实现保护功能而在设计上显得更为需要。

然而，在高密度线路设计及制造中，对保护元件的尺寸要求是其要达到轻、薄、微小的特征，而且在安装上需达到表面粘着型。因此，以有机高分子材料制作的PTC元件，已被设计成不同型式的表面粘着型电子元件，例如，使用了上下各一对平面式的导电电极，因此在制造上必须考虑此平面式导电金属电极(conductivemetalterminalaselectrode)与PTC元件上下平面金属膜电极层的粘合稳定度，而此元件设计的缺点在于其上下导电金属电极与平面薄膜电极经回焊热风安装于电路板上时，常易产生分离。

也有以蚀刻方式将PTC上下表面所附着的电极膜，按所设计的图案除去，一直蚀刻到PTC层，再沿着蚀刻沟纹，以外力使之断裂，从而制成PTC材料层，此技术强调元件以断裂方式制造出来，以致元件含有断裂造成的边缘(fracturedsurface)，此技术并没有描述以元件结构改变来解决热传导的问题。

另一种新型PTC元件，其对两个电极端的设计，基本上是采用一般印刷电路板设计，将电路透过穿洞，以电镀导通的方式，使上下各自分开的电极层，改变至对称式的平面构造。虽然此设计取消了外加的平面式导电电极，克服了前项设计的缺点，但仍有下列数项功能的限制亟待改进：(1)元件散热太快，以致易受周围环境如印刷电路板上电路宽度、厚度或位置的影响，而直接反应在元件的电阻变化上，使电阻的跳动难以预测与控制。(2)因金属电极膜与导电材料的热膨胀系数的差异，致使在制造过程中出现材料应力不均匀的现象，致使其在使用过程中易造成电极剥离的现象，而无法达到原有的功能。(3)上下两端的电极，须先将上下两平面的电极膜以蚀刻方式分割开来，使其每面有两区，以致造成有效使用面积减少。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种过电流保护元件，其便于表面贴装式安装至印刷电路上，不仅元件散热慢，不易受周围环境如印刷电路板上电路宽度、厚度或位置的影响，电阻的跳动容易预测与控制；而且在使用过程中电极不会剥离，质量性能稳固，且元件没有断裂造成的边缘，电极的有效使用面积大。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种过电流保护元件，包括：

PTC材料层，是由具有导电粒子分散于其中的高分子材料所组成，具有相对的第一表面与第二表面，还具有相对的第一端面与第二端面，所述第一端面与所述第二端面是分别从所述第一表面延伸至所述第二表面；

第一导电层，设置于所述PTC材料层的所述第一表面，且延伸至所述第一端面；

第二导电层，设置于所述PTC材料层的所述第二表面，且延伸至所述第二端面；

第一绝缘层，设置于所述第一导电层上，且自所述PTC材料层的所述第一端面延伸至所述第二端面；

第二绝缘层，设置于所述第二导电层的下表面上，且自所述PTC材料层的所述第二端面延伸至所述第一端面；

第一电极，包括一对第一金属箔片，是分设于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层上；

第二电极，包括一对第二金属箔片，是分设于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层上；

第一导电连接件，沿所述第一端面电气连接所述第一金属箔片与所述第一导电层；以及

第二导电连接件，沿所述第二端面电气连接所述第二金属箔片与所述第二导电层。

进一步的，所述第一导电层与所述第二端面由所述第一绝缘层隔开绝缘，所述第二导电层与所述第一端面由所述第二绝缘层隔开绝缘。