[发明专利]表面粘着型过电流保护元件

说明书

一种表面粘着型过电流保护元件，包括PTC材料层、第一导电层、第二导电层、左电极、右电极、左导通件、右导通件、左绝缘件和右绝缘件。该PTC材料层包含相对的左端部和右端部，分别设有一个左缺口和右缺口。该第一导电层包含贴合于该PTC材料层的上表面的主要部分和延伸至该左缺口上方的次要部分。该第二导电层包含贴合于该PTC材料层的下表面的主要部分和延伸至该右缺口下方的次要部分。该左导通件连接左电极和第一导电层，且与第二导电层隔离。该右导通件连接右电极和第二导电层，且与第一导电层隔离。该左、右绝缘件分别填入该左、右缺口中。该PTC材料层和左、右导通件之间不形成物理接触，且该第一导电层和第二导电层的主要部分和次要部分的厚度不同。

技术领域

本发明涉及一种过电流保护元件，特别涉及一种可耐高电压的表面粘着型(surface mountable device；SMD)的过电流保护元件。

背景技术

过电流保护元件被用于保护电路，使其免于因过热或流经过量电流而损坏。过电流保护元件通常包含两电极及位在两电极间的电阻材料。此电阻材料具正温度系数(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性，亦即在室温时具低电阻值，而当温度上升至一临界温度或电路上有过量电流产生时，其电阻值可立刻跳升数千倍以上，藉此抑制过量电流通过，以达到电路保护的目的。当温度降回室温后或电路上不再有过电流的状况时，过电流保护元件可回复至低电阻状态，而使电路重新正常操作。此种可重复使用的优点，使PTC过电流保护元件取代保险丝，而被更广泛运用在高密度电子电路上。

一般而言，高分子聚合物型PTC导电复合材料是由一结晶性高分子聚合物及导电填料所组成，该导电填料是均匀分散于该高分子聚合物之中。该高分子聚合物一般为聚烯烃类聚合物，例如：聚乙烯，而导电填料一般为碳黑、金属或导电陶瓷填料。

目前业界最广为使用的SMD过电流保护元件如美国专利US6,377,467 所掲露，其结构主要是通过垂直方向的导电通孔连接PTC元件表面的金属箔和位于元件上下表面两侧的电极，形成导电通路。传统上若要使用于例如6V或30V以上的高电压应用时，通常需要降低其中的导电填料如碳黑或导电陶瓷粉末。但是如此一来也将降低元件的维持电流(holdcurrent)，而无法符合同时兼具耐高电压和高维持电流的要求。通常SMD过电流保护元件是通过印刷电路板(PCB)制程加以制作，需要利用蚀刻制程制作所需线路。然而若蚀刻位置不精确、蚀刻铜箔不完全、残余金属存在或导电通孔的连结没做好，可能发生电弧(arcing)的问题。此外，蚀刻液若有残留，也有可能会降低耐电压的效果。

PTC保护元件在发生保护作用时，由于其电阻迅速增加，因此在产生保护作用时，往往承受了电源回路中绝大部分的电压。随着通信或车用设备要求PTC保护元件需承受线路中较大的故障电压时，现有的SMD结构设计因为PTC材料层侧边接触导电通孔，容易发生电弧现象，导致PTC保护元件发生击穿、火花、燃烧等现象，引发安全事故。因此原有SMD结构的设计，应设法使其具有较高的耐电压能力。

中国专利CN 201994151U公开了一种SMD高分子PTC保护元件，利用嵌入包含PTC材料层和其上下层铜箔的PTC芯片的缺口的绝缘凸台来提高耐电弧的能力。制作该PTC芯片的缺口是使用盲孔的方式，盲孔的位置与PTC元件两端的缺口位置相对应，盲孔深度正好可以正面钻透上层铜箔和高分子PTC复合导电材料而不钻透下层铜箔，反面钻透下层铜箔和高分子PTC复合导电材料而不钻透上层铜箔。然而盲孔深度不易精确控制，很有可能会钻透该上层和下层铜箔造成电路断路，或者使得铜箔过薄而影响导电稳定性，导致良率降低或有电气特性不良的问题。