專利名稱：過電流保護(hù)組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電流保護(hù)組件(Over-Current Protection Device)及其制造 方法，更具體而言，涉及一具有正溫度系數(shù)(positive temperature coefficient ;PTC)特 性的表面黏著型過電流保護(hù)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的正溫度系數(shù)組件的電阻值對溫度變化的反應(yīng)相當(dāng)敏銳。當(dāng)正溫度系數(shù)組 件于正常使用狀況時，其電阻可維持極低值而使電路得以正常運行。但是當(dāng)發(fā)生過電流或 過高溫的現(xiàn)象而使溫度上升至一臨界溫度時，其電阻值會瞬間彈跳至一高電阻狀態(tài)(例如 IO4Ohm以上)而將過量的電流反向抵銷，以達(dá)到保護(hù)電池或電路組件的目的。參見圖1，美國專利第US 5，852，397號揭示一具有過電流保護(hù)的電氣裝置1，其中 正溫度系數(shù)材料層10的上、下表面分別貼合一金屬箔電極片11，再將這些上、下金屬箔電 極片11的表面蝕刻出長條狀溝槽12，如此同一面的金屬箔電極片11則分割為兩個大小不 相同的電極部。另外，該電氣裝置1的左右邊緣各鉆出一導(dǎo)通孔，然后再于各導(dǎo)通孔中電鍍 一導(dǎo)通柱13，因此位于同一端的電極部就能上下導(dǎo)通。圖2為中國臺灣專利公告第415，624號所揭示的表面黏著電氣裝置的立體圖。表 面黏著電氣裝置2同樣于一正溫度系數(shù)材料層20的上、下表面分別貼合一金屬膜層21，再 以蝕刻工藝分別將該上、下金屬膜層21的左側(cè)與右側(cè)形成一長條狀缺口。接著在上、下金 屬膜層21分別涂布一絕緣薄膜22，且這些缺口也會被絕緣薄膜22填滿。然后于上、下絕緣 薄膜22表面分別再貼合一金屬箔電極片23，同樣以蝕刻工藝將金屬箔電極片23的中央部 分去除，只留下左右兩區(qū)對稱的端部。此外，在表面黏著電氣裝置2的左右邊緣要各形成一通孔，并于各通孔壁電鍍一 導(dǎo)通層24，如此就能將左側(cè)的兩金屬箔電極片23電性連接至下金屬膜層21，以及將右側(cè)的 兩金屬箔電極片23電性連接至上金屬膜層21。上述現(xiàn)有技術(shù)均利用類似印刷電路板的生產(chǎn)工藝，例如曝光、顯影、蝕刻、鉆孔及 電鍍等，因此不僅需要較昂貴的生產(chǎn)設(shè)備及復(fù)雜的工藝，而且會產(chǎn)生污染環(huán)境的蝕刻液或 電鍍液。另外，關(guān)于電氣裝置1及表面黏著電氣裝置2，外部電極和內(nèi)部電極(或?qū)ㄖ?、?dǎo) 通層)間的接觸面積小，因此也會導(dǎo)致電阻值升高。在電子組件面積日益微小化的要求之 下，該接觸面積或通孔直徑無法有效被減少，故現(xiàn)有技術(shù)并不利于制作小型化電流保護(hù)組 件。此外，電氣裝置1及表面黏著電氣裝置2，其兩個側(cè)面(垂直于上、下金屬膜層表 面且沿著本體的長邊方向的表面)的疊層結(jié)構(gòu)均暴露于空氣中，使得正溫度系數(shù)材料層及 上、下金屬膜層會被濕氣侵入而影響可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種過電流保護(hù)組件，其結(jié)構(gòu)簡單及本體完全被包覆，實 為一低成本、體積小及可靠性佳的電子組件。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種過電流保護(hù)組件的制造方法，其采取容易且污 染低的工藝，故能降低制造成本及環(huán)境污染。本發(fā)明提供一種過電流保護(hù)組件，其包含一正溫度系數(shù)材料層、一第一電極層、一 第二電極層、一第一端電極及一第二端電極。該正溫度系數(shù)材料層夾設(shè)于該第一電極層及 該第二電極層的中間。該第一端電極及該第二端電極分設(shè)于該正溫度系數(shù)材料層的相對的 兩個側(cè)面，并分別和該第一電極層及該第二電極層相連接。且該第一端電極及該第二端電 極分別延伸至與所述兩個側(cè)面相鄰接并相互垂直的四個表面。另外，臓四特面未被織一端電概織j謝及驢的^mK設(shè)有一本體膽層。本發(fā)明提供一種過電流保護(hù)組件的制造方法，其包含下列步驟提供一正溫度系 數(shù)材料層；以印刷方式于該正溫度系數(shù)材料層的上表面及下表面分別形成一第一電極層及 一第二電極層；切割該正溫度系數(shù)材料層、該第一電極層及該第二電極層的疊層結(jié)構(gòu)為多 個本體單元；以及將各本體單元沾涂(dipping) —導(dǎo)電材料以形成兩個相對的端電極。本發(fā)明還包含覆蓋一本體絕緣層于該本體單元未被該第一端電極及該第二端電 極附著的位置處的步驟。本發(fā)明還包含滾鍍一可焊性金屬于該端電極表面的步驟。通過本發(fā)明可以得到結(jié)構(gòu)簡單及本體完全被包覆、低成本、體積小及可靠性佳的 電子組件，并能降低制造成本及環(huán)境污染。


圖1為現(xiàn)有的過電流保護(hù)組件的示意圖；圖2為另一現(xiàn)有的過電流保護(hù)組件的示意圖；以及圖3A 3G為本發(fā)明過電流保護(hù)組件的制造步驟的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下1電氣裝置2表面黏著電氣裝置10正溫度系數(shù)材料層11金屬箔電極片12溝槽13導(dǎo)通柱21金屬膜層22絕緣薄膜23金屬箔電極片24導(dǎo)通層30電流保護(hù)組件31正溫度系數(shù)材料層32第一電極層33第二電極層36、36'第一端電極37、37'第二端電極38本體絕緣層39本體單元311上表面312下表面
具體實施例方式圖3A 3F為本發(fā)明過電流保護(hù)組件的制造步驟的示意圖。首先提供一正溫度系數(shù)材料層(或基板)31，此外本實例使用高分子正溫度系數(shù)(polymerPTC)材料。然后以印 刷(printing)方式于正溫度系數(shù)材料層31的上表面311及下表面312分別形成一第一電 極層32及一第二電極層33，如圖3B所示。為能使正溫度系數(shù)材料層31與第一電極層32及第二電極層33間的接合界面有更好的結(jié)合性，可以先將上表面311及下表面312粗化處理，例如噴砂及研磨等。該第一 電極層32及該第二電極層33的圖案上下交錯布置，亦即第一電極層32及第二電極層33 分別包含多個等間距的長條狀區(qū)域，且所述多個長條狀區(qū)域并未于上、下表面對齊設(shè)置。本 發(fā)明可使用網(wǎng)印工藝將第一電極層32及第二電極層33的圖案直接限定于正溫度系數(shù)材料 層31上，故與現(xiàn)有技術(shù)以光學(xué)蝕刻工藝限定銅箔圖案相比是更簡單且低廉的工藝。第一電 極層32及第二電極層33的材料可選用金、銀、鈀、銅、鎳、碳或前述材料任意組合的混合物。參見圖3C，正溫度系數(shù)材料層31、第一電極層32及第二電極層33的疊層結(jié)構(gòu)已 完成，并可延著圖3C中所示的網(wǎng)格狀切割路徑將該疊層結(jié)構(gòu)分割為多個本體單元39。圖3D為顯示出一個本體單元39的立體圖。第一電極層32的左側(cè)與正溫度系數(shù)材 料層31的左側(cè)近似對齊，但第一電極層32的右側(cè)未延伸至正溫度系數(shù)材料層31的右側(cè)。 此外第二電極層33的與正溫度系數(shù)材料層31的右側(cè)近似對齊，但第二電極層33的左側(cè)未 延伸至正溫度系數(shù)材料層31的左側(cè)。各本體單元39要沾涂一導(dǎo)電材料以形成兩個相對的第一端電極36及第二端電極 37，例如沾銀或沾銅。此外該第一端電極36及該第二端電極37分設(shè)于本體單元39的相 對的兩個側(cè)面，并分別和第一電極層32及第二電極層33相連接。且第一端電極36及第二 端電極37分別自所述相對的兩個側(cè)面延伸至與所述兩個側(cè)面相鄰接并相互垂直的四個表 面，因此形成各具有五個外表面的端電極。相對于現(xiàn)有技術(shù)中三個表面的端電極，本發(fā)明的 過電流保護(hù)組件更有利于后續(xù)表面黏著工藝的實施。參見圖3E 3F，一本體絕緣層38覆蓋于該本體單元39。優(yōu)選地，本體絕緣層38 可以設(shè)于所述四個表面未被該第一端電極36及該第二端電極37覆蓋的位置處。由于本體 絕緣層38能避免濕氣侵入本體單元39內(nèi)，故可以提升過電流保護(hù)組件30的可靠性。另外， 優(yōu)選地，該第一電極層32鄰接該第一端電極36的部分未被該本體絕緣層38覆蓋，該第二 電極層33鄰接該第二端電極37的部分未被該本體絕緣層38覆蓋。為能提升第一端電極36及第二端電極37于后續(xù)表面黏著工藝的可焊性，可通過 滾鍍沉積一可焊性金屬于其表面，使過電流保護(hù)組件30具有可焊性佳的第一端電極36' 及第二端電極37'，如圖3G所示。該可焊性金屬為鎳、錫或錫鉛合金等。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于本發(fā)明 的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限 于實施例所揭示的范圍，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為所附權(quán)利要求書 所限定的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
一種過電流保護(hù)組件，包含一第一電極層；一第二電極層；一正溫度系數(shù)材料層，夾設(shè)于該第一電極層及該第二電極層之間；一第一端電極，電性連接該第一電極層；一第二端電極，電性連接該第二電極層；其中該第一端電極及該第二端電極分設(shè)于該正溫度系數(shù)材料層的相對的兩個側(cè)面，且該第一端電極及該第二端電極分別延伸至與所述兩個側(cè)面相鄰接并相互垂直的四個表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，其中該正溫度系數(shù)材料層的材料為一高分 子正溫度系數(shù)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，還包含設(shè)于所述四個表面未被該第一端電 極及該第二端電極覆蓋的位置處的一本體絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，其中該第一端電極及該第二端電極的表面 分別包含一可焊性金屬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過電流保護(hù)組件，其中該可焊性金屬的材料為鎳、錫或錫鉛1=1 巫 o
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，其中該第一電極層及該第二電極層的材料 為金、銀、鈀、銅、鎳、碳或前述材料任意組合的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，其中該第一電極層鄰接該第一端電極的 部分未被該本體絕緣層覆蓋，該第二電極層鄰接該第二端電極的部分未被該本體絕緣層覆至 rm o
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電流保護(hù)組件，其中該第一端電極及該第二端電極各具有 五個外表面。
9. 一種過電流保護(hù)組件的制造方法，包含下列步驟 提供一正溫度系數(shù)材料層；以印刷方式于該正溫度系數(shù)材料層的上表面及下表面分別形成一第一電極層及一第 二電極層；切割該正溫度系數(shù)材料層、該第一電極層及該第二電極層的疊層結(jié)構(gòu)為多個本體單 元；以及將各所述本體單元沾涂一導(dǎo)電材料以形成兩個相對的端電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，還包含在該第一端電極及該 第二端電極的中間覆蓋一本體絕緣層的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，還包含滾鍍一可焊性金屬于 該端電極表面的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中該可焊性金屬的材料為 鎳、錫或錫鉛合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，還包含粗化處理該正溫度系 數(shù)材料層的上表面及下表面的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中該正溫度系數(shù)材料層的材料為一高分子正溫度系數(shù)材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中該第一電極層及該第二 電極層通過網(wǎng)印工藝分別限定圖案于該正溫度系數(shù)材料層的上表面及下表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中該第一電極層及該第二 電極層的材料為金、銀、鈀、銅、鎳、碳或前述材料任意組合的混合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中各所述本體單元通過沾 銀或沾銅形成所述兩個相對的端電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中所述兩個相對的端電極 分設(shè)于該本體單元的相對的兩個側(cè)面，且分別延伸至與所述兩側(cè)面相鄰接并相互垂直的四 個表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過電流保護(hù)組件的制造方法，其中該本體單元的所述端電 極中的一個端電極電性連接該第一電極層，此外所述端電極中的另一個端電極電性連接該第二電極層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過電流保護(hù)組件及其制造方法。該過電流保護(hù)組件包含一正溫度系數(shù)材料層、一第一電極層、一第二電極層、一第一端電極及一第二端電極。該正溫度系數(shù)材料層夾設(shè)于該第一電極層及該第二電極層的中間。該第一端電極及該第二端電極分設(shè)于該正溫度系數(shù)材料層的相對的兩個側(cè)面，并分別和該第一電極層及該第二電極層相連接。且該第一端電極及該第二端電極分別延伸至與所述兩個側(cè)面相鄰接并相互垂直的四個表面。從而，能夠得到結(jié)構(gòu)簡單及本體完全被包覆、低成本、體積小及可靠性佳的電子組件，并能降低制造成本及環(huán)境污染。
文檔編號H01C17/28GK101800102SQ20091000887
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者馮輝明, 李文志 申請人:佳邦科技股份有限公司