專利名稱：高分子ptc芯片多層復(fù)合制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明高分子PTC芯片多層復(fù)合制造方法涉及一種以導(dǎo)電高分子聚合物復(fù)合材料為主要原料的電子元器件及其制造方法，尤其是一種高分子PTC熱敏電阻器芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
在填充導(dǎo)電粒子的結(jié)晶或半結(jié)晶高分子復(fù)合材料中可表現(xiàn)出正溫度系數(shù)PTC(positive temperature coefficient)現(xiàn)象。也就是說，在一定的溫度范圍內(nèi)，自身的電阻率會隨溫度的升高而增大。這些結(jié)晶或半結(jié)晶聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯，以及它們的共聚物。導(dǎo)電粒子包括碳黑、石墨、碳纖維、金屬粉末(如銀粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、不銹鋼粉)。在較低的溫度時，這類導(dǎo)體呈現(xiàn)較低的電阻率，而當(dāng)溫度升高到其高分子聚合物熔點附近，也就是達到所謂的“關(guān)斷”溫度時，電阻率急驟升高。用具有PTC特性的這類導(dǎo)電體已制成熱敏電阻器，應(yīng)用于電路的過流保護設(shè)置。在通常狀態(tài)下，電路中的電流相對較小，熱敏電阻器溫度較低，而當(dāng)由電路故障引起的大電流通過此自復(fù)性保險絲時，其溫度會突然升高到“關(guān)斷”溫度，導(dǎo)致其電阻值變得很大，這樣就使電路處于一種近似“開路”狀態(tài)，從而保護了電路中其他元件。
通常高分子PTC熱敏電阻的芯片結(jié)構(gòu)，如圖3習(xí)知高分子PTC熱敏電阻芯片結(jié)構(gòu)示意圖所示，由兩層金屬箔片電極1’、2’夾一層高分子PTC材料層3’構(gòu)成。當(dāng)熱敏電阻器處于“關(guān)斷”狀態(tài)時，芯片處于高電阻狀態(tài)，兩層電極片間的電壓增大。而當(dāng)故障排除后，熱敏電阻器的溫度下降，其電阻值又可恢復(fù)到低阻值狀態(tài)。但是恢復(fù)后的電阻會比初始電阻稍微高一點。而且當(dāng)PTC承受的電壓或電流超出其極限后，元件可能會燃燒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以有效降低恢復(fù)后的電阻漂移，并且降低元件失效后燃燒可能性的高分子PTC熱敏電阻的芯片以及其制造工藝。
本發(fā)明的目的可以通過以下方式來實現(xiàn)一種高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括高分子PTC材料層及復(fù)合在材料層外面的電極，其特征在于所述的高分子PTC材料層為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間加入有銅片層。本發(fā)明原理是在普通的高分子PTC材料中間插了一層或多層銅隔離層，該隔離層可以使元件內(nèi)的導(dǎo)電填料在動作后位置變動的范圍減小，從而提高產(chǎn)品的長期性能；該隔離層還可以使元件在失效時沿著銅隔離層裂開，大大降低了燃燒的可能性。
為了提高工作穩(wěn)定性，所述的銅片層是由一張銅箔材的兩面以電沉積的方法，復(fù)合鎳與導(dǎo)電顆粒的共沉積層制成的。
其中，所述的高分子PTC材料組份及配比與本公司以前已申請專利的高分子PTC材料相同，由高分子聚合物、導(dǎo)電填料以及其他填料和加工助劑混合而成。
所述的高分子聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯一種或一種以上聚合物的共混物；所述的導(dǎo)電填料是碳黑、石墨、碳纖維、金屬粉末、及其金屬氧化物等材料中的一種或一種以上材料的混合物；所述的其它填料是下述一種或一種材料的混合物，如陶土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉等。
所述的高分子PTC材料組分中的加工助劑是指抗氧劑、交聯(lián)促進劑、偶聯(lián)劑，其中抗氧劑可以是酚類或胺類化合物，如酚類抗氧劑ANOX70，交聯(lián)促進劑可以是多官能團不飽和化合物，如三烯丙基異氰尿酸酯(TAIC)，偶聯(lián)劑可以是硅烷或鈦酸酯類有機化合物，如鈦偶聯(lián)劑TCF。
這種新型高分子PTC熱敏電阻芯片的制造方法，可以描述如下將芯材組分高分子聚合物、導(dǎo)電填料和其他填料及加工助劑在高速混合機內(nèi)混合，然后將混合物在100～200℃溫度下混煉，然后用模壓或擠出的方法制成面積為100～1000cm2，厚0.3～5.0mm的芯材；然后在模具中依次如圖一或圖二疊放電極片、高分子PTC材料、經(jīng)特殊處理的銅片通過壓機用熱壓和冷壓將其復(fù)合在一起。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能有效降低恢復(fù)后的電阻漂移，使產(chǎn)品的長期性能得到提高，同時銅片層作為隔離層還可以使元件在失效時沿著銅隔離層裂開，大大降低燃燒的可能性。


附圖1高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖附圖2實施例2結(jié)構(gòu)示意圖附圖3習(xí)知高分子PTC熱敏電阻芯片結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式
本發(fā)明一種高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括高分子PTC材料層及復(fù)合在材料層外面的電極，其中，所述的高分子PTC材料層為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間加入有銅片層。
實施例1如圖1高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖所示，高分子PTC材料層為二層，在二層高分子PTC材料層3、4之間加入一銅片層5，在高分子PTC材料層的上下表層復(fù)合有電極片1、2。
此結(jié)構(gòu)的制造方法是將高密度聚乙烯、碳黑、納米碳酸鈣、氫氧化鎂和抗氧劑按一定比例在高速混合器中混合10min。然后將混合物各組份在180℃溫度下于密煉機中混煉均勻，經(jīng)冷卻，粉碎后將其放在壓模中，壓力5Mpa，溫度180℃條件下壓制成面積200cm2，厚0.8mm芯材。
在一張銅箔材的兩面以電沉積的方法，復(fù)合鎳與導(dǎo)電顆粒的共沉積層制成特殊銅片。
只用一面做電沉積制成電極片。
在模具中依照圖1的結(jié)構(gòu)順序依序放置各層材料，在壓力5Mpa，溫度160℃條件下熱壓8分鐘，然后在壓力4Mpa，不另外加熱的條件下冷壓10分鐘即得到高分子PTC熱敏電阻芯片。
實施例2如圖2實施例2之高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖所示，高分子PTC材料層為三層，在三層高分子PTC材料層3、4、6之間加入二銅片層5、7，即在每二層高分子PTC材料層之間加入一銅片層，在高分子PTC材料層的上下表層復(fù)合有電極片1、2。
聚乙烯、聚偏氟乙烯、石墨、金屬粉末、滑石粉、抗氧劑、偶聯(lián)劑混合，其制造方法與實施例1相同。
所制成的高分子PTC熱敏電阻器能恢復(fù)后的電阻漂移小，長期性能穩(wěn)定性高，同時，大大降低燃燒的可能性。
權(quán)利要求
1.一種高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括高分子PTC材料層及復(fù)合在材料層外面的電極，其特征在于所述的高分子PTC材料層為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間加入有銅片層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的銅片層是由一張銅箔材的兩面以電沉積的方法，復(fù)合鎳與導(dǎo)電顆粒的共沉積層制成的復(fù)合結(jié)構(gòu)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的高分子PTC材料層中所用材料由高分子聚合物、導(dǎo)電填料以及其他填料和加工助劑混合而成，其中，所述的高分子聚合物是聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯一種或一種以上聚合物的共混物；所述的導(dǎo)電填料是碳黑、石墨、碳纖維、金屬粉末、及這些金屬氧化物中的一種或一種以上材料的混合物；所述的其它填料是陶土、氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉中的一種或一種以上材料的混合物；所述的加工助劑是指抗氧劑、交聯(lián)促進劑、偶聯(lián)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征在于抗氧劑可以是酚類或胺類化合物中的一種，所述的酚類抗氧劑為ANOX70；所述的交聯(lián)促進劑可以是多官能團不飽和化合物，包括三烯丙基異氰尿酸酯(TAIC)；所述的偶聯(lián)劑可以是硅烷或鈦酸酯類有機化合物中的一種，包括鈦偶聯(lián)劑TCF。
5.一種制造權(quán)利要求1所述的高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法如下先將芯材組份高分子聚合物、導(dǎo)電填料和其他填料及加工助劑在高速混合機內(nèi)混合，然后將混合物在100～200℃溫度下混煉，然后用模壓或擠出的方法制成面積為100～1000cm2，厚0.3～5.0mm的芯材；然后，在模具中依序疊放電極片、二層或二層以上的高分子PTC材料層、電極片，其中，銅片層加入在各層高分子PTC材料層之間，通過壓機壓制成型。
全文摘要
本發(fā)明高分子PTC芯片多層復(fù)合制造方法涉及一種以導(dǎo)電高分子聚合物復(fù)合材料為主要原料的電子元器件及其制造方法，尤其是一種高分子PTC熱敏電阻器芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法。一種高分子PTC芯片多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括高分子PTC材料層及復(fù)合在材料層外面的電極，其中，所述的高分子PTC材料層為二層或二層以上，在各高分子PTC材料層之間加入有銅片層。用此結(jié)構(gòu)所制得的高分子PTC熱敏電阻器芯片能有效降低恢復(fù)后的電阻漂移，使產(chǎn)品的長期性能得到提高，同時銅片層作為隔離層還可以使元件在失效時沿著銅隔離層裂開，大大降低燃燒的可能性。
文檔編號B32B15/08GK1799831SQ200510112
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者吳國臣, 侯李明, 王軍, 連鐵軍, 劉鋒 申請人:上海維安熱電材料股份有限公司