專利名稱：一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱敏電阻器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及正溫度系數(shù)熱敏電阻器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指 一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器及其制造方法。
背景技術(shù)：
正溫度系凄史(PTC， Positive Temperature Coefficient)凈爭性熱敏電阻已廣泛用于電月畝、 通訊、消費性電子、汽車、通路、數(shù)字內(nèi)容等6C產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的電路保護。其工作原理是 當電路正常工作時，PTC熱敏電阻阻值Ro非常小不阻礙電流通過；而當電路出現(xiàn)過流、過 載或過熱等故障時，熱敏電阻表面溫度迅速上升，超過開關(guān)溫度時瞬間升至高阻態(tài)，從而 及時限制電路電流到很低水平保護電路；當故障排除后，PTC熱敏電阻迅速冷卻并恢復(fù)到 原低阻狀態(tài)，電路恢復(fù)正常后此熱敏電阻可再次重復(fù)使用。但是，利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計及技術(shù)工藝生產(chǎn)的熱敏電阻存在如下缺陷，當熱敏電阻處于 電路故障的高阻態(tài)時， 一方面，芯片上的兩層電極層電壓增大，由于芯片很薄，電極間往 往存在爬電現(xiàn)象，芯片產(chǎn)生電火花現(xiàn)象，當電弧放電嚴重時，溫度急劇升高芯片會產(chǎn)生不 可恢復(fù)性損壞，另一方面，由于內(nèi)部溫度急劇升高芯片膨脹不能及時散熱，容易造成如產(chǎn) 品開裂、燃燒等異?，F(xiàn)象，從而導(dǎo)致熱敏電阻器失效。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器及 其制造方法，該新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器設(shè)計巧妙，有效較少了電極間電弧放電現(xiàn)象的發(fā) 生，有效降低開裂、燃燒等異常現(xiàn)象發(fā)生幾率，從而有效提高產(chǎn)品安全性能及總合格率，同 時制造簡單、效率高。為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，包 括正溫度系數(shù)電阻元件，所述正溫度系數(shù)電阻元件包括具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片、 兩金屬箔電極層和兩引出電極，兩所述金屬箔電極層分別貼合在所述導(dǎo)電性聚合物芯片的相 對的兩面，兩所述引出電極分別連接在兩所述金屬箔電極層的外表面上，其特點是，所述新 型正溫度系數(shù)熱敏電阻器還包括耐熱絕緣彈性膠體層，所述耐熱絕緣彈性膠體層包覆所述正4溫度系數(shù)電阻元件，兩所述引出電極分別穿出所述耐熱絕緣彈性膠體層。 較佳地，所述耐熱絕緣彈性膠體層的耐熱溫度超過150°C 。較佳地，所述耐熱絕緣彈性膠體層含有雙酚環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化酚醛、硅樹脂中的一種或 幾種，或者雙酚環(huán)氧樹脂及其溶劑、環(huán)氧化酚醛及其溶劑、硅樹脂及其溶劑中的一種或幾種。較佳地，兩所述引出電極徑向引出且分別部分貼合在兩所述金屬箔電極層上。較佳地，還包括所述新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器還包括粉體絕緣層，所述粉體絕緣層包 覆所述耐熱絕緣彈性膠體層，兩所述引出電極分別穿出所述粉體絕緣層。更佳地，所述粉體絕緣層是環(huán)氧樹脂粉體絕緣層。在本發(fā)明的第二方面，還提供了一種上述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其 特點是，所述的方法包括以下步驟a. 制備所述導(dǎo)電性聚合物芯片；b. 將兩所述金屬箔電極層貼合在所述的導(dǎo)電性聚合物芯片的相對的兩面上；c. 將兩所述引出電極分別連接在兩所述金屬箔電極層的外表面上；d. 將所述耐熱絕緣彈性膠體層包覆在所述正溫度系數(shù)電阻元件上，兩所述引出電極分別 穿出所述耐熱絕緣彈性膠體層。較佳地，所述耐熱絕緣彈性膠體層的耐熱溫度超過15(TC。較佳地，在步驟d中，具體采用刷涂、噴涂、浸涂或淋涂方式在所述正溫度系數(shù)電阻元件 外部包裏一層耐熱絕緣彈性膠體，然后固化所述耐熱絕緣彈性膠體形成所述耐熱絕緣彈性膠 體層。較佳地，所述耐熱絕緣彈性膠體層含有雙酚環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化酚醛、硅樹脂中的一種或 幾種，或者雙酚環(huán)氧樹脂及其溶劑、環(huán)氧化酚醛及其溶劑、硅樹脂及其溶劑中的一種或幾種。 較佳地，兩所述引出電極徑向引出且分別部分貼合在兩所述金屬箔電極層上。 較佳地，在步驟d后，還包括以下步驟將所述粉體絕緣層包覆所述耐熱絕緣彈性膠體層，兩所述引出電極分別穿出所述粉體絕 緣層。更佳地，所述粉體絕緣層是環(huán)氧樹脂粉體絕緣層。較佳地，在步驟b和c之間、在步驟c和d之間或在步驟d之后，還包括以下步驟 將貼合兩所述金屬箔電極層的所述導(dǎo)電性聚合物芯片輻照交聯(lián)和熱處理。 本發(fā)明的有益效果在于1 、本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器是在正溫度系數(shù)電阻元件上包裹一層耐熱絕緣彈性膠體層，設(shè)計巧妙，由于在正溫度系數(shù)電阻元件外部緊密包裹一層耐熱絕緣彈性 膠體層，使產(chǎn)品有效的隔絕空氣， 一方面，有效較少了電極間電弧放電現(xiàn)象的發(fā)生； 另一方面，產(chǎn)品故障內(nèi)部溫度急劇升高時，內(nèi)部膠體膨脹為芯片提供熱緩沖層，有效 降低開裂、燃燒等異常現(xiàn)象發(fā)生幾率；從而有效提高產(chǎn)品安全性能及總合格率；2、 本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的耐熱絕緣彈性膠體層外包裹一粉體絕緣層，提 高了熱敏電阻的絕緣、耐潮等性能；3、 本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器制造方法比常規(guī)方法多出一個涂覆及固化耐熱 絕緣彈性膠體從而形成耐熱絕緣彈性膠體層的步驟，可選的還可包括在耐熱絕緣彈性 膠體層外包裹粉體絕緣層，制造簡單，效率高。


圖1是本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的一具體實施例的主視局部剖視示意圖。 圖2是圖1所示的具體實施例的側(cè)視局部剖視示意圖。圖3是本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的另一具體實施例的主視局部剖視示意圖。 圖4是圖3所示的具體實施例的側(cè)視局部剖視示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。 實施例1:參照圖1和2說明本發(fā)明的實施例1的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器結(jié)構(gòu)及其制造方法。圖1是本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的一具體實施例的主視局部剖視示意圖，其 是徑向引出型PTC熱敏電阻的新型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖面圖，圖2是該徑向引出型PTC熱敏電阻 的側(cè)視局部剖視示意圖。此徑向引出型PTC特性熱敏電阻包括具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片1 、兩金屬箔電 極層2以及耐熱絕緣彈性膠體層3及兩引出電極4。其中，兩層金屬箔電極層2緊密覆蓋于 上述PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片1的上下兩面上，引出電極4緊密貼于上下兩金屬箔電極 層2的外表面上，形成正溫度系數(shù)電阻元件，耐熱絕緣彈性膠體層3均勻覆蓋于上述正溫度 系數(shù)電阻元件的整體六面上，引出電極4穿出耐熱絕緣彈性膠體層3,金屬箔電極層2、引出 電極4與PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片1保持良好的電氣連接。下面，對上述徑向引出型PTC熱敏電阻制造方法加以說明。首先，將一種或多種晶體聚合物、導(dǎo)電填充料以及加工助劑等原料混合分別通過雙螺桿 擠出壓延等加工方式制成總厚度為0.10 ~ 5mm的薄片，即具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片 1，然后兩金屬箔電極層2分別緊密疊壓于具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片l上下兩面上； 隨之用Y射線、劑量為1 ~ 100Mrad輻照后，在真空烘箱內(nèi)80- 150。C熱處理1 ~ 24小時； 繼而，在上述兩金屬蕩電極層2的外表面上分別焊接引出電極4,形成正溫度系數(shù)電阻 元件；其后，通過刷涂、噴涂、浸涂、淋涂等方式，將上述帶有引出電極4的正溫度系數(shù)電阻 元件的外部包裹一層耐熱絕緣彈性膠體層3，引出電極4穿出耐熱絕緣彈性膠體層3,最后將 上述已包裹耐熱絕緣彈性膠體層3固化即可。這里，只是針對于產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)說明其制造工序，沒有對各工序具體參數(shù)作細致說明， 采用常規(guī)參數(shù)進行，而其中的輻照交聯(lián)、熱處理、涂膠等工序可根據(jù)具體元件的電氣性能(如 電阻-溫度特性、電流特性、電壓-電流特性)要求，順序可適當部分互換，以下各實施例皆 如此，故不贅述。而上述熱敏電阻的PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片1亦可做成其他如圓柱形、正方體形及 其他不規(guī)則狀。對比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工藝，本實施例1的徑向引出型熱敏電阻與以往的同類徑向引出型熱敏 電阻結(jié)構(gòu)相比，所揭示的熱敏電阻結(jié)構(gòu)多了一層耐熱絕緣彈性膠體層3;與以往的同類熱敏 電阻工藝相比，本發(fā)明所揭示的熱敏電阻工藝多一道操作簡單的涂膠工序。這樣，由于在正 溫度系數(shù)特性芯片外部緊密包裹一層耐熱絕緣彈性膠體層3,使產(chǎn)品有效的隔絕空氣，使得 一方面，有效較少了電極間電弧放電現(xiàn)象的發(fā)生；另一方面，產(chǎn)品故障內(nèi)部溫度急劇升高時， 內(nèi)部膠體膨脹為芯片提供熱緩沖層，有效降低開裂、燃燒等異?，F(xiàn)象發(fā)生幾率；從而有效提 高產(chǎn)品安全性能及總合格率。實施例2:參照圖3和4說明本發(fā)明的實施例2的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器結(jié)構(gòu)及其制造方法。 圖3是新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的另一具體實施例的主視局部剖視示意圖，其是另一徑向引出型PTC熱敏電阻的新型結(jié)構(gòu)的內(nèi)部剖面圖，圖4是該徑向引出型PTC熱敏電阻的新型結(jié)構(gòu)的側(cè)視局部剖視示意圖。此徑向引出型PTC特性熱敏電阻包括具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片11、兩金屬箔電極層12以及耐熱絕緣彈性膠體層13、兩引出電極14及環(huán)氧樹脂粉體絕緣層15。其中，兩7層金屬箔電極層12緊密覆蓋于上述PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片11的上下兩面上，兩引出 電極14緊密貼于上下兩金屬箔電極層12的外表面上，形成正溫度系數(shù)電阻元件，耐熱絕緣 彈性膠體層13均勻覆蓋于上述正溫度系數(shù)電阻元件的整體六面上，環(huán)氧樹脂粉體絕緣層15 均勻包裹于耐熱絕緣彈性膠體層13外部，引出電極14穿出耐熱絕緣彈性膠體層13和環(huán)氧樹 脂粉體絕緣層15，金屬箔電極層12、引出電極14與PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片11保持 良好的電氣連接。下面，對上述徑向引出型PTC熱敏電阻制造方法加以說明。首先，將一種或多種晶體聚合物、導(dǎo)電填充料以及加工助劑等原料混合分別通過雙螺桿 擠出壓延等加工方式制成總厚度為0.10 ~ 5mm的薄片，即具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片 11,然后兩金屬箔電極層12分別緊密疊壓于具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片ll上下兩面 上；隨之用y射線、劑量為1 ~ 100Mrad輻照后，在真空烘箱內(nèi)80~ 150。C熱處理1 ~24小時； 繼而，在上述兩金屬箔電極層12的外表面上分別焊接引出電極14,形成正溫度系數(shù)電 阻元件；其后，通過刷涂、噴涂、浸涂、淋涂等方式，將上述帶有引出電極14的正溫度系數(shù)電阻 元件的外部包裹一層耐熱絕緣彈性膠體層13,引出電極14穿出耐熱絕緣彈性膠體層13,并 固化所述耐熱絕緣彈性膠體層13;再在上述耐熱絕緣彈性膠體層13外部包封一層環(huán)氧樹脂粉體絕緣層15,引出電極14穿 出環(huán)氧樹脂粉體絕緣層15 。同樣，上述熱敏電阻的PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片l亦可做成其他如圓柱形、正方體 形及其他不規(guī)則狀。對比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工藝，本實施例2的徑向引出型熱敏電阻與以往的同類包封的徑向引出 型熱敏電阻結(jié)構(gòu)相比，所揭示的熱敏電阻結(jié)構(gòu)多了一層耐熱絕緣彈性膠體層13;與以往的同 類熱敏電阻工藝相比，本發(fā)明所揭示的熱敏電阻工藝多一道操作簡單的涂膠工序。這樣，由 于在正溫度系數(shù)特性芯片外部緊密包裹一層耐熱絕緣彈性膠體層13,使產(chǎn)品有效的隔絕空氣， 使得一方面，有效較少了電極間電弧放電現(xiàn)象的發(fā)生；另 一方面，產(chǎn)品故障內(nèi)部溫度急劇升 高時，內(nèi)部膠體膨脹為芯片提供熱援沖層，有效降低開裂、燃燒等異常現(xiàn)象發(fā)生幾率；從而 有效提高產(chǎn)品安全性能及總合格率。綜上，本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器設(shè)計巧妙，有效較少了電極間電弧襪電現(xiàn)象的發(fā)生，有效降低開裂、燃燒等異?，F(xiàn)象發(fā)生幾率，從而有效提高產(chǎn)品安全性能及總合格率， 同時制造簡單、效率高。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種 修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性的而非限 制性的。
權(quán)利要求
1.一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，包括正溫度系數(shù)電阻元件，所述正溫度系數(shù)電阻元件包括具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片、兩金屬箔電極層和兩引出電極，兩所述金屬箔電極層分別貼合在所述導(dǎo)電性聚合物芯片的相對的兩面，兩所述引出電極分別連接在兩所述金屬箔電極層的外表面上，其特征在于，所述新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器還包括耐熱絕緣彈性膠體層，所述耐熱絕緣彈性膠體層包覆所述正溫度系數(shù)電阻元件，兩所述引出電極分別穿出所述耐熱絕緣彈性膠體層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，其特征在于，所述耐熱絕緣彈性膠體 層的耐熱溫度超過150 °C 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，其特征在于，所述耐熱絕緣彈性膠體 層含有雙酚環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化酚醛、硅樹脂中的一種或幾種，或者雙酚環(huán)氧樹脂及其溶劑、 環(huán)氧化酚醛及其溶劑、硅樹脂及其溶劑中的一種或幾種。
4. 沖艮據(jù)權(quán)利要求l所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，其特征在于，兩所述引出電極徑向引 出且分別部分貼合在兩所述金屬箔電極層上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，其特征在于，還包括所述新型正溫度 系數(shù)熱敏電阻器還包括粉體絕緣層，所述粉體絕緣層包覆所述耐熱絕緣彈性膠體層，兩所 述引出電極分別穿出所述粉體絕緣層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，其特征在于，所述粉體絕緣層是環(huán)氧 樹脂粉體絕緣層。
7. —種根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，所述的 方法包括以下步驟a. 制備所述導(dǎo)電性聚合物芯片；b. 將兩所述金屬箔電極層貼合在所述的導(dǎo)電性聚合物芯片的相對的兩面上；c. 將兩所述引出電極分別連接在兩所述金屬箔電極層的外表面上；d. 將所述耐熱絕緣彈性膠體層包覆在所述正溫度系數(shù)電阻元件上，兩所述引出電極分別 穿出所述耐熱絕緣彈性膠體層。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，所述的耐熱 絕緣彈性膠體層的耐熱溫度超過150 °C 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，在步驟d中， 具體采用刷涂、噴涂、浸涂或淋涂方式在所述正溫度系數(shù)電阻元件外部包裏一層耐熱絕緣彈性膠體，然后固化所述耐熱絕緣彈性膠體形成所述耐熱絕緣彈性膠體層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，所述的耐熱 絕緣彈性膠體層含有雙酚環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化酚醛、硅樹脂中的一種或幾種，或者雙酚環(huán)氧 樹脂及其溶劑、環(huán)氧化酚醛及其溶劑、硅樹脂及其溶劑中的一種或幾種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，兩所述引出 電極徑向引出且分別部分貼合在兩所述金屬箔電極層上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，在步驟d后， 還包括步以下驟將所述粉體絕緣層包覆所述耐熱絕緣彈性膠體層，兩所述引出電極分別穿出所述粉體絕緣 層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，所述粉體絕 緣層是環(huán)氧樹脂粉體絕緣層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的制造方法，其特征在于，在步驟b和c 之間、在步驟c和d之間或在步驟d之后，還包括以下步驟將貼合兩所述金屬箔電極層的所述導(dǎo)電性聚合物芯片輻照交聯(lián)和熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器，包括正溫度系數(shù)電阻元件和耐熱絕緣彈性膠體層，正溫度系數(shù)電阻元件包括具有PTC特性的導(dǎo)電性聚合物芯片、兩金屬箔電極層和兩引出電極，兩金屬箔電極層分別貼合在導(dǎo)電性聚合物芯片的相對的兩面，兩引出電極分別連接在兩金屬箔電極層的外表面上，耐熱絕緣彈性膠體層包覆正溫度系數(shù)電阻元件，兩引出電極分別穿出耐熱絕緣彈性膠體層，在耐熱絕緣彈性膠體層外還可以包封一層粉體絕緣層，本發(fā)明的新型正溫度系數(shù)熱敏電阻器設(shè)計巧妙，有效較少了電極間電弧放電現(xiàn)象的發(fā)生，有效降低開裂、燃燒等異?，F(xiàn)象發(fā)生幾率，從而有效提高產(chǎn)品安全性能及總合格率，同時制造簡單、效率高。
文檔編號H01C7/02GK101556850SQ20091005161
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者何志勇, 史宇正, 明 徐, 王鵬興, 黃金華 申請人:上海科特高分子材料有限公司