印刷PTC自恢复保险丝的PCB/FPC的制作方法

印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc
技术领域
1.本发明属于动力电池模组技术领域，尤其涉及一种印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc。


背景技术：

2.随着新能源汽车和储能的飞速发展，对用于新能源汽车中的动力电池的安全性能也要求越来越高，同时，成本也是现在厂家非常注重的一方面。
3.现有的动力电池电压/温度信号采集线路，在客户端应用出现最多的客诉为：电压和温度采集故障(单串/多串电池无电压)，一般为两种现像导致，一为线路保险丝熔断，二为线路元器件虚焊或假焊。以上故障皆可导致在运行工况中的车辆断电，具有严重的安全隐患，而导致电压采集异常主要是线路上关键的保险丝发生了熔断。
4.现有的电池电压/温度信号采集线路中的保险丝采用蚀刻的方式设于pcb或fpc上，该类保险丝过流熔断后不可恢复，熔断精度差。过流熔断后只能换装fpca(柔性线路板组件)，导致客户端使用成本高。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc，其保险丝具有熔断后自恢复的功能。
6.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc，应用于动力电池模组中，包括：主体、连接器以及多个采集件；所述连接器和多个所述采集件均设于所述主体上；且所述主体上设有多条电连接所述连接器与多个所述采集件的采集线路；
7.其中，各所述采集线路均包括第一线路和第二线路；所述第一线路的一端与所述连接器电连接，所述第一线路的另一端具有第一连接部；所述第二线路的一端与所述采集件电连接；所述第二线路的另一端具有第二连接部，所述第二连接部位于所述第一连接部的侧旁；于所述第一连接部和所述第二连接部之间印刷有ptc热敏电阻，所述第一连接部和所述第二连接部通过所述ptc热敏电阻导通连接。
8.在一个实施例中，所述采集件为电压采集片，或，温度采集片，或，温压采集片。
9.在一个实施例中，所述第一连接部为金手指，和/或，第二连接部为金手指。
10.在一个实施例中，所述第一连接部和所述第二连接部表面均电镀有金层。
11.在一个实施例中，所述主体的侧边延伸出有安装部，所述安装部伸出所述主体外，所述采集件设于所述安装部上。
12.在一个实施例中，所述主体上设有采温负温度系数电阻，所述温度采集片与所述采温负温度系数电阻电连接。
13.在一个实施例中，所述主体上设有贴二维码区。
14.本技术的有益效果在于：通过在第一连接部和第二连接部之间印刷ptc热敏电阻，
代替传统的smt或线路蚀刻式的不可恢复式保险丝，使用ptc热敏电阻具有过流熔断后自恢复的特点，以达到提高动力电池的的运行安全，降低了客户的使用成本；且可根据客户的技术要求选用不同配方的ptc浆料印刷，灵活度高，成本低。且使用丝印的方式在电路上设置ptc热敏电阻，能使ptc热敏电阻与采集线路印刷一体，两者结合更好，相较传统ptc热敏电阻焊接在线路或其它连接方式连接在线路上，其可根据客户的技术要求选用不同配方的高分子碳基ptc浆料，灵活度高，成本低，单价可控制在0.1元以下。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本技术实施例提供的pcb/fpc的立体图；
17.图2为本技术实施例提供的pcb/fpc的线路图；
18.图3是图2中a处的局部放大图。
19.其中，图中各附图标记：
20.10、主体
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11、安装部
21.12、贴二维码区
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20、连接器
22.30、采集件
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31、第一电压采集片
23.32、第二电压采集片
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33、第三电压采集片
24.34、第四电压采集片
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35、第五电压采集片
25.36、第一温度采集片
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37、第二温度采集片
26.40、采集线路
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41、第一线路
27.42、第二线路
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43、第一连接部(金手指)
28.44、第二连接部(金手指)
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50、ptc热敏电阻
29.60、采温负温度系数电阻。
具体实施方式
30.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
32.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.请参阅图1至图3，本技术实施例提供了一种印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc，应用于动力电池模组中，包括：主体10、连接器20以及多个采集件30；连接器20和多个采集件30均设于主体10上，多个采集件30采集动力电池模组中不同位置上的温度和电压，再将采集的信号经连接器20传输到控制系统。主体10上设有多条电连接连接器20与多个采集件30的采集线路40；可选地，采集线路40蚀刻于主体10上。
35.其中，各采集线路40均包括第一线路41和第二线路42；第一线路41的一端与连接器20电连接，第一线路41的另一端具有第一连接部43；第二线路42的一端与采集件30电连接；第二线路42的另一端具有第二连接部44，第二连接部44位于第一连接部43的侧旁；于第一连接部43和第二连接部44之间印刷有ptc热敏电阻50，第一连接部43和第二连接部44通过ptc热敏电阻50导通连接。
36.通过在第一连接部43和第二连接部44之间印刷ptc热敏电阻50，使线路直接印为一体，代替传统的smt或线路蚀刻式的不可恢复式保险丝，使用ptc热敏电阻50具有过流熔断后自恢复的特点，以达到提高动力电池的的运行安全，降低了客户的使用成本；且可根据客户的技术要求选用不同配方的ptc浆料印刷，灵活度高，成本低。
37.在一个实施例中，采集件30为电压采集片，或，温度采集片，或，温压采集片。在该实施例中，电压采集片共5个，其分别为，第一电压采集片31、第二电压采集片32、第三电压采集片33、第四电压采集片34和第五电压采集片35。温度采集片共2个，其分别为，第一温度采集片36和第二温度采集片37。
38.主体10上设有采温负温度系数电阻60(ntc热敏电阻)，第一温度采集片36和第二温度采集片37分别与对应的采温负温度系数电阻60电连接，采温负温度系数电阻60具有使用寿命时间长，灵敏度高、精度高等优点。
39.示例性地，采集件30是使用镍片制成。
40.在一个实施例中，第一连接部43为金手指，和/或，第二连接部44为金手指。当然，第一连接部43和第二连接部44不局限于金手指，还可以是其它可以导电的结构。
41.在一个实施例中，第一连接部43和第二连接部44表面均电镀有金层，其便于ptc热敏电阻50与金手指更好的结合。
42.在一个实施例中，主体10的侧边延伸出有安装部11，安装部11伸出主体10外，采集件30设于安装部11上。每一采集件30均对应设有一安装部11。
43.在一个实施例中，主体10上设有贴二维码区101，贴上二维码后，其便于产品的追踪和识别等。
44.为了更清楚了解ptc的工作原理，以下对其详解：
45.ptc热敏电阻50的电阻值随温度变化呈现非线性正向变化的，其内部的温度超过一定的值(临界点温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，这个临界点温度是居里夫人发现的，因此被称为居里温度(经常称之为温度变化的居里点)，ptc热敏电阻50阻值变化的居里温度是130摄氏度(是指ptc热敏电阻50的内部温度)。
46.电热功的转换关系，即电流经过电阻时会做功向热能转换。当ptc热敏电阻50未启
动保护前，其电阻值很小的(大多数都不到一个欧姆，有少量型号比较大的自恢复保险丝元器件因为应用的需要电阻值也有做到几十个欧姆的)，这时若采集电路40正常工作，正常工作的电流通过ptc热敏电阻50(正温度系数热敏电阻)时，其发热很小，与自身散热形成一个平衡。内部温度不会持续升高，电阻也是处于稳定的低阻状态，若是采集电路40出现故障，比如电机堵转，采集电路40中电流会急剧上升，这时ptc热敏电阻50内部电流做功和发热迅速增大，内部温度急剧上升，当内部温度达到130℃时，电阻值发生突变增大呈现高阻状态(电阻值变化率大约在十的五到六次方之间)，同时采集电路40电流迅速降低下来，对设备起到保护作用。
47.采集电路40启动保护时的状态是高阻态，采集电路40中电流并没有中断，仍有很小的残余电流，残余电流是可以维持ptc热敏电阻50处于一个稳定的保护状态而不发生变化，这个电流使热敏电阻维持足够的温度从而保持在高电阻状态。当故障排除以后，ptc热敏电阻50很快就冷却下来并恢复到原来的低电阻状态。因此ptc热敏电阻50处于保护状态时从外部触摸是可以感觉到它是发烫的，这是正常表现。
48.如果通过ptc热敏电阻50的电流过高，那么它的发热功率就会比散热功率大，此时，ptc热敏电阻50的温度将会不断升高，同时ptc热敏电阻50的聚合物就会不断膨胀从而导致炭黑颗粒分离，因此，将会导致电阻升高，这样就非常有效的降低了电路中的电流。
49.ptc热敏电阻的应用会用到以下3个基本的物理学定律：
50.1、欧姆定律：i＝u/r
51.2、焦耳定律：q＝0.24*i^2*r*t
52.3、电功率：p＝u*i＝i^2*r
53.由欧姆定律可知，当施加在负载两端的电压u保持不变时，整个回路的工作电流i，与回路的电阻值r成反比，这个电阻值r越大，电流i将会越小。
54.由焦耳定律可知，电流流过一个导体产生的热量q，与电流i的平方成正比，当回路的电流i只要增加一点，产生的热量q将急剧增加，一旦ptc内部累积的热量到达它动作所需要的温度，ptc内部的导电通路将局部融化或断裂，于是立刻呈现出很高的电阻值，从而将整个回路的电流限制在一个很小的范围内。
55.由电功率的公式可知，在ptc发生保护的情况下，此刻：
56.p输入＝prt+prl。
57.式中，p输入：电源的输入功率；
58.prt：ptc承受的功率；
59.prl：负载获得的功率；
60.由于ptc热敏电阻50发生保护动作以后，rt》》rl；
61.式中，rt：ptc的电阻值；
62.rl：负载的等效电阻值；
63.虽然流过二者的电流完全一致，但：prt(＝i^2*rt)》》prl(＝i^2*rl)故：电源输入的功率，几乎都由ptc热敏电阻50来承担了，负载不再能够获得电功率，从而达到了保护负载的目的。
64.本技术还提供一种印刷ptc自恢复保险丝的pcb/fpc的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
65.丝印ptc浆料：将半成品pcb/fpc放入丝印机中，丝印机中的丝印网板对第一连接部43和第二连接部44位置之间丝印ptc浆料；
66.avi检测：avi检测机构对丝印完成的pcb/fpc进行图形对比检测，检测丝印的ptc浆料厚度和体积是否符合设定的参数；通过检测的pcb/fpc进入下一道工序；未通过检测的pcb/fpc进行回收；可选地，检测的pcb/fpc未达到参数值时，avi检测机构报警，从而将不良品进行回收；
67.烘干：将通过检测的pcb/fpc放入烤箱进行烘干，烤箱的烘烤温度为≤140
°
，烘烤时间为2min；
68.覆膜：将烘干后的pcb/fpc覆膜机，将其表面覆上pi膜，覆膜时温度为180度，压力20kg/平方厘米进行热压合15min，加工出成品。且在该加工环境下覆额pi膜，更耐用，对元器件保护效果更好。
69.在一个实施例中，使用厚度为280目(6-9um)的丝印网板对半成品pcb/fpc进行丝印。使用该厚度的丝印网板印刷出的ptc热敏电阻50，其保证厚度在标准范围内，提供产品的优良率。
70.在一个实施例中，ptc浆料为高分子碳基ptc浆料。高分子碳基ptc浆料中的炭黑颗粒它是具有导电能力的，所以它就能够通过额定电流。
71.使用丝印的方式在电路上设置ptc热敏电阻50，能使ptc热敏电阻50与采集线路40印刷一体，相较传统ptc热敏电阻50焊接在线路或其它连接方式连接在线路上，其可根据客户的技术要求选用不同配方的高分子碳基ptc浆料，灵活度高，成本低，单价可控制在0.1元以下。
72.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。