[发明专利]正温度系数元件

说明书

一种正温度系数元件，包含层叠基板、第一PTC材料层、第二PTC材料层、第一金属层及第二金属层。该层叠基板包括第一导电层、第二导电层及叠设于该第一导电层及第二导电层之间的绝缘层。该第一PTC材料层设置于该第一导电层表面。该第二PTC材料层设置于该第二导电层表面。该第一金属层设置于该第一PTC材料层表面。该第二金属层设置于该第二PTC材料层表面。该绝缘层中包括至少一穿孔，该穿孔内填充形成PTC连接件，该PTC连接件的一端连接该第一PTC材料层，另一端连接该第二PTC材料层。

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻，特别涉及一种正温度系数(Positive TemperatureCoefficient；PTC)元件。

背景技术

正温度系数元件可被用于保护电路，使其免于因过热或流经过量电流而损坏。正温度系数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百或数千倍以上，借此抑制过量电流通过，以达到电路保护的目的；或应用于过温度检测电路，可预先检测周围温度，以指示后端电路启动过温度保护动作，如关机或停止供电等动作。当温度降回室温后或电路上不再有过电流的状况时，正温度系数元件可回复至低电阻状态，而使电路重新正常操作。这种可重复使用的优点，使正温度系数元件取代保险丝或其他温度感测元件，而被更广泛运用在高密度电子电路上。

未来 的电子产品，将朝着具有轻、薄、短、小的趋势发展，以使得电子产品能更趋于迷你化。例如以手机而言，PTC过电流保护元件是设置于保护电路模块(ProtectiveCircuit Module；PCM)上，其外接电极片将占据一定的空间，因此超薄化的过电流保护元件有其强烈需求。在表面粘着元件(Surface mountable device；SMD)的过电流保护应用上，如何降低保护元件厚度，实为当今技术上的一大挑战。

举例而言，依照SMD0201的规格要求，长度为0.6±0.03mm，宽度为 0.3±0.03mm，厚度为0.25±0.03mm。制作时长、宽尺寸较无问题，但厚度要求则不易达到。目前压板线碳黑板材可压至最薄为0.20mm，但在陶瓷粉板材则最薄为0.2～0.23mm，若仍采用含预浸玻纤材料(prepreg；PP层)及内、外层线路的设计(参美国专利US6,377,467)，不仅厚度不符合要求，如果厚度接近或甚至大于宽度，后续生产包装及客户使用时，将出现因厚度过厚造成元件翻转问题。另外，因包含内层线路及外层线路，在制作小尺寸产品时，易有内、外层线路对位不准确问题，生产良率将一并受到影响。

美国专利US9,007,166针对前述问题提出改良，直接以PTC基板作设计，不需增加PP层及外层电极层，仅将其中一边的电极面蚀刻或切割隔离线，区分成左右电极，可以将PTC过电流保护元件的厚度控制于小于等于 0.28mm。然而，因为两边的电极面并非对称而有正反面，后续进行电气检测和包装时，需区分正反面而较为麻烦，且隔离线若制作时因材料涨缩影响而有偏差，会造成左右电极一大一小而影响到焊接与电气特性。另外，元件无PP结构支撑，制作过程中可能有强度较为不足而容易断裂的问题。

发明内容

本发明公开一种正温度系数元件，提供过电流保护及/或温度感测功能，其结构和制程简单，特别适于如0402或0201规格的小型元件的制作。该正温度系数元件内层未设计线路，无材料涨缩及内、外层线路对位问题，且可使用PP材料提供支撑结构，除提升产品结构强度外，亦可提升制造良率。

根据本发明一实施例的正温度系数元件，其包括：一种正温度系数元件，包含层叠基板、第一PTC材料层、第二PTC材料层、第一金属层及第二金属层。该层叠基板包括第一导电层、第二导电层及叠设于该第一导电层及第二导电层之间的绝缘层。该第一PTC材料层设置于该第一导电层表面。该第二PTC材料层设置于该第二导电层表面。该第一金属层设置于该第一PTC 材料层表面。该第二金属层设置于该第二PTC材料层表面。该绝缘层中包括至少一穿孔，该穿孔内填充形成PTC连接件，该PTC连接件的一端连接该第一PTC材料层，另一端连接该第二PTC材料层。