插入式聚合物正温度系数过电流保护装置制造方法
【专利摘要】一种插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，包含：两片电极；一种焊料；两支分别与所述电极连接的引线接脚，每一支引线接脚包括一个连接段及一个自由段，每一个连接段沿着各自电极的外表面延伸并借着该焊料接合于该外表面，每一个自由段由每一个连接段向外延伸并突出于各自电极的周缘；及一块夹设在所述电极间的正温度系数聚合物基体。该正温度系数聚合物基体上形成至少一个孔，以调节该正温度系数聚合物基体的热膨胀。
【专利说明】插入式聚合物正温度系数过电流保护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种插入式聚合物正温度系数(PPTC)过电流保护装置，特别是指一种包含一块形成有至少一个孔的正温度系数(PTC)聚合物基体的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置。
【背景技术】
[0002]美国专利案第4，238，812公开一种过电流保护装置，该过电流保护装置包含一片正温度系数薄膜、两片分别在该正温度系数薄膜的两个相反表面形成的电极，及两支分别连接至所述电极的引线接脚。该正温度系数薄膜是由一种包括一种导电填料的聚合物材料所制成。
[0003]该过电流保护装置的电气性能(例如:高电压耐久性)仍需提升，以防止该过电流保护装置因电压过载而受损。虽然能借着增加该正温度系数薄膜的厚度或面积而提升高电压耐久性，但同时也增加了该过电流保护装置的尺寸。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能克服先前技术缺点的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置。
[0005]本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，包含:两片电极，每一片电极包括一个外表面及一个周缘；一种焊料；两支引线接脚，分别与所述电极连接，每一支引线接脚包括一个连接段及一个自由段，每一个连接段沿着各自电极的外表面延伸并借着该焊料接合于该外表面，每一个自由段由每一个连接段向外延伸并突出于各自电极的周缘；及一块正温度系数聚合物基体，夹设在所述电极间，并包括两个相反表面及一个周缘。该正温度系数聚合物基体的两个相反表面分别与所述电极接触。该正温度系数聚合物基体上形成有至少一个在该正温度系数聚合物基体两相反表面间延伸的孔，该孔与该正温度系数聚合物基体的周缘相间隔，并被该正温度系数聚合物基体的周缘所环绕。
[0006]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该孔是一个延伸穿过该正温度系数聚合物基体两相反表面的贯穿孔。
[0007]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该孔是一个穿过该正温度系数聚合物基体两相反表面之一的盲孔。
[0008]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该正温度系数聚合物基体包括一种正温度系数组成物，该正温度系数组成物具有一种未接枝的烯烃系聚合物，及一种导电填料。
[0009]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该正温度系数组成物具有一种不饱和羧酸接枝的烯烃系聚合物。
[0010]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该未接枝的烯烃系聚合物是高密度聚乙烯。[0011]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该导电填料选自于碳黑、金属粉末或导电陶瓷粉末。
[0012]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该插入式聚合物正温度系数过电流保护装置包含一种封装材，该封装材是围绕封闭所述电极、该正温度系数聚合物基体，及每一支引线接脚的一部分的组合体。
[0013]本发明的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，该封装材是环氧树脂。
[0014]本发明的有益效果在于:形成在该正温度系数聚合物基体上的孔，能有效调节该正温度系数聚合物基体的热膨胀，所以本发明确实具有改善插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的高电压耐久性的功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是一个立体图，说明本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第一较佳实施例；
[0016]图2是一个分解图，说明该第一较佳实施例；
[0017]图3是一个侧视图，说明该第一较佳实施例；
[0018]图4是一个立体图，说明本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第二较佳实施例；
[0019]图5是一个分解图，说明本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第三较佳实施例；
[0020]图6是一个分解图，说明本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第四较佳实施例；
[0021]图7是一个剖面图，说明该第四较佳实施例；
[0022]图8是一个分解图，说明本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第五较佳实施例 '及
[0023]图9是一个分解图，说明一种现有的聚合物正温度系数过电流保护装置。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0025]参阅图1至3，本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第一较佳实施例，包含:两片平面的电极3，每一片电极3包括一个外表面30及一个周缘32 ;—种焊料43 ;两支分别与所述电极3连接的引线接脚4，每一支引线接脚4包括一个连接段41及一个自由段42，每一个连接段41沿着各自电极3的外表面30向外延伸并借着该焊料43完全地接合于该外表面30，每一个自由段42由每一个连接段41向外延伸并突出于各自电极3的周缘32，而能够插入电路板或电路装置的针孔中(图未示)；一块平面的正温度系数聚合物基体2，该正温度系数聚合物基体2夹设在所述电极3间，并包括两个相反表面21及一个周缘22。该正温度系数聚合物基体2的两个相反表面21是在一法线方向上互相对立并分别与所述电极3接触。该正温度系数聚合物基体2上形成至少一个孔20，该孔20在该正温度系数聚合物基体2的两相反表面21间在该法线方向上延伸，该孔20与该正温度系数聚合物基体2的周缘22相间隔，并被该正温度系数聚合物基体2的周缘22所环绕，且该孔20的容积配合该正温度系数聚合物基体2的条件来设计，用来容纳该正温度系数聚合物基体2因温度升高的热膨胀，以防止该正温度系数聚合物基体2有结构的变形。结构的变形会不利于该正温度系数聚合物基体2的电气性质，并降低该正温度系数聚合物基体2的可信度。
[0026]在本实施例中，该正温度系数聚合物基体2的孔20是一个贯穿孔，贯穿该正温度系数聚合物基体2的两个相反表面21，该孔20具有一个圆形周缘，并沿着一条穿过该正温度系数聚合物基体2的几何中心且横向该正温度系数聚合物基体2的两个相反表面21的直线(图未示)延伸。另外，该孔20的孔周缘在形状上能是正方形、椭圆形、三角形或十字形。
[0027]每一片电极3上形成一个开口 31，该开口 31与该正温度系数聚合物基体2的孔20在空间上相连通并与之对齐。
[0028]该正温度系数聚合物基体2包括一种正温度系数组成物，该正温度系数组成物具有一种未接枝的烯烃系聚合物，及一种分散在其中的导电填料，还可以具有一种不饱和羧酸接枝的烯烃系聚合物。较佳地，该未接枝的烯烃系聚合物是未接枝的高密度聚乙烯(HDPE)。较佳地，该不饱和羧酸接枝的烯烃系聚合物是羧酸酐接枝HDPE。较佳地，该导电填料选自于碳黑、金属粉末或导电陶瓷粉末。
[0029]参阅图4，本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第二较佳实施例。该第二较佳实施例与前述实施例不同之处在于，该第二较佳实施例更包含一种封装材5，其围绕封闭所述电极3、该正温度系数聚合物基体2，及每一支引线接脚4 一部分的组合体。所述引线接脚4的其余部分暴露在该封装材5外。较佳地，该封装材5是环氧树脂。
[0030]参阅图5，本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第三较佳实施例。该第三较佳实施例与前述实施例不同之处在于，该正温度系数聚合物基体2上形成多个孔20，且在每一片电极3上形成分别与该正温度系数聚合物基体2的孔20相对应的开口31。该正温度系数聚合物基体2的孔20是平均分布的。
[0031]参阅图6及图7，本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第四较佳实施例。该第四较佳实施例不同于该第一较佳实施例之处在于，该正温度系数聚合物基体2上的孔20，是一个仅延伸穿过该正温度系数聚合物基体2的两相反表面21其中一个表面的盲孔。
[0032]参阅图8，本发明插入式聚合物正温度系数过电流保护装置的一个第五较佳实施例。该第五较佳实施例不同于该第一较佳实施例之处在于，该正温度系数聚合物基体2上形成多个盲孔20，所述盲孔20只有延伸穿过该正温度系数聚合物基体2的两相反表面21的其中一个表面。
[0033]本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，该实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施之限制。
[0034]<实施例>
[0035][实施例1 (El)]
[0036]以混合温度200°C，搅拌速度30rpm，混合时间10分钟的条件，将10.925克的HDPE(聚合物1，购自台湾塑料工业股份有限公司，产品型号:HDPE9002)、10.925克的羧酸酐接枝HDPE(聚合物2，购自杜邦，产品型号:MB 100D)，及28.15克的碳黑粉末(购自Columbian Chemicals C0.，产品型号:Raven 430UB)在塑谱仪(厂牌:Brabender)中混合得到一种混合物。接着以热压温度200°C，热压时间4分钟，及热压压力80kg/cm2的条件，将该混合物置于模具中热压，以形成一块厚度0.35mm的正温度系数聚合物基体。以两片铜箔片分别与该正温度系数聚合物基体的两个相对表面接触，并在200°C及80kg/cm2下进行热压4分钟，以形成一个三明治构造的正温度系数层板。再将该正温度系数层板切成多个面积13.5mm X 13.5mm的小片后，用Co_60 y射线以总辐射剂量150kGy照射每一片小片，接着在每一片小片上依序穿孔以形成一个在该正温度系数聚合物基体中央部位的贯穿孔(具有一个直径(d) 1.5mm，孔面积(d2/4) 1.77mm2的圆形孔周缘)，及一个在每一片铜箔片上的开口。接着将一对引线接脚分别焊接至每一片小片铜箔上，就可以制作出一片小片尺寸的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置。测量这样制作出的每一片小片尺寸装置的电阻，及计算这样制作出的小片尺寸装置的平均电阻(见表I)。要说明的是在表I中，G-HDPE是表示羧酸酐接枝的HDPE，CB是表示碳黑。
[0037][实施例2 至 5 (E2 至 E5)]
[0038]除了正温度系数聚合物基体上的孔形状、孔直径(或孔总面积)，及/或孔数目与实施例1的不一样以外，实施例2至5的小片尺寸装置是以与制作实施例1 一样的流程及条件所制作(见表I)。
[0039][实施例6 (E6)]
[0040]除了正温度系数聚合物基体上的孔直径或孔总面积与实施例1的不一样以外(见表I)，实施例6的小片尺寸装置用与制作实施例1 一样的流程及条件制作。另外，实施例6的正温度系数聚合物基体上的孔是一个深度约0.175mm的盲孔，并以钻孔方式形成。
[0041][实施例7(E7)]
[0042]除了孔直径或孔总面积及孔数目与实施例1的不一样以外(见表I)，实施例7的小片尺寸装置用与制作实施例1一样的流程及条件制作。另外，实施例7的正温度系数聚合物基体上的孔是一个深度约0.175mm的盲孔，并以钻孔方式形成。
[0043][比较例I 至 3 (CEl 至 CE3)]
[0044]用与制作实施例1 一样的流程及条件，制作比较例I至3的小片尺寸装置。不同之处在于，在每一片比较例I小片尺寸装置的正温度系数聚合物基体上并没有形成孔；在每一片比较例2小片尺寸装置的正温度系数聚合物基体上，将孔(直径1.5mm，位在与该第一较佳实施例一样的位置上)用一种环氧树脂固化物填满；以及在每一片比较例3小片尺寸装置的正温度系数聚合物基体2的周缘22，形成两半圆形孔23在该正温度系数聚合物基体2上(参见图9，每一个半圆形孔23的直径为1.5mm)。比较例I至3每一片小片尺寸装置的电阻及体积电阻率的测量结果如表I所示。
[0045]表I
[0046]
【权利要求】
1.一种插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，包含两片电极、一种焊料，及两支引线接脚，每一片电极包括一个外表面及一个周缘；所述引线接脚分别与所述电极连接，每一支引线接脚包括一个连接段及一个自由段，每一个连接段沿着各自电极的外表面延伸并借着该焊料接合于该外表面，每一个自由段由每一个连接段向外延伸并突出于各自电极的周缘；其特征在于: 一块正温度系数聚合物基体，夹设在所述电极间，并包括两个相反表面及一个周缘，该正温度系数聚合物基体的两个相反表面分别与所述电极接触，该正温度系数聚合物基体上形成至少一个在该正温度系数聚合物基体两个相反表面间延伸的孔，该孔与该正温度系数聚合物基体的周缘相间隔，并被该正温度系数聚合物基体的周缘所环绕。
2.根据权利要求1所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该孔是一个延伸穿过该正温度系数聚合物基体两个相反表面的贯穿孔。
3.根据权利要求1所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该孔是一个穿过该正温度系数聚合物基体两个相反表面之一的盲孔。
4.根据权利要求1所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该正温度系数聚合物基体包括一种正温度系数组成物，该正温度系数组成物具有一种未接枝的烯烃系聚合物，及一种导电填料。
5.根据权利要求4所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该正温度系数组成物还具有一种不饱和羧酸接枝的烯烃系聚合物。
6.根据权利要求4所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该未接枝的烯烃系聚合物是高密度聚乙烯。
7.根据权利要求4所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该导电填料选自于碳黑、金属粉末或导电陶瓷粉末。
8.根据权利要求1所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该插入式聚合物正温度系数过电流保护装置还包含一种封装材，该封装材是围绕封闭所述电极、该正温度系数聚合物基体，及每一支引线接脚的一部分的组合体。
9.根据权利要求8所述的插入式聚合物正温度系数过电流保护装置，其特征在于:该封装材是环氧树脂。
【文档编号】H01C7/02GK103680783SQ201210330424
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2012年9月10日
【发明者】陈继圣, 江长鸿 申请人:富致科技股份有限公司