专利名称：电路保护模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路保护模块，具体地，涉及一种具有正温度系数元件的电路保护模块。
背景技术：
常规的正温度系数(Positive Temperature Coefficient PTC)元件的电阻值对温度变化的反应相当敏锐。当正温度系数元件在正常使用状况时，其电阻可维持极低值而使电路得以正常运作。但是，当发生过电流或者过高温的现象而使温度上升到临界温度时，其电阻值会瞬间跳到高阻值状态(例如IO4欧姆以上)而将过量电流反向抵消，以达到保护电路元件的目的，即在电路保护模块设计中引入正温度系数元件能够达到保护电路的目的。·[0003]然而，如何将正温度系数独立元器件连接在电路保护模块中以及将正温度系数独立元器件连接在电路保护模块的什么地方能够达到更好的效果一致是本领域专业技术人员探讨的一个课题。一方面，从达到更好的保护效果而言，需要将正温度系数独立元器件做大，从而提升正温度系数独立元器件的工作面，以达到更好的电路保护效果；但是另一方面，在传统的电路保护模块中，正温度系数独立元器件通常通过回流的安装方式贴片到电路保护模块的板子上，而利用这种结构能够为所在电路带来过流和/或过热保护的同时，也加大了印刷电路板的体积，这将对产品的尺寸有要求，不能过高；而且同时对正温度系数保护元器件的尺寸要求愈来愈小型化也是一大趋势。这一方面要求做大，另一方面要求做小的矛盾如何化解，本领域的专业人员一直致力于此。此外，正温度系数独立元器件对工作环境也有一定要求，而且正温度系数独立元器件如果被氧化后其温度敏感性能将显著降低，如何设计正温度系数独立元器件的安装位置以满足该元器件外露环境的要求，例如现有的正温度系数独立元器件做防氧涂覆处理后出现的漏气问题，诸如此类的问题也是亟待解决的。
发明内容根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，如果能够提供一种更优的电路保护模块设计方案，将是非常有益的。本发明提出了一种电路保护模块，该电路保护模块包括基板，其中所述基板的至少部分区域由具有正温度系数特性的热敏电阻构成，所述热敏电阻具有第一电极和第二电极；第一焊盘与第二焊盘，位于所述基板的表面，所述第一电极和第二电极分别通过第一盲孔和第二盲孔引出至所述第一焊盘和第二焊盘。其中，所述至少部分区域既包括所述基板全部由具有正温度系数特性的热敏电阻构成的特例；也包括普通的基板中内嵌具有正温度系数特性的热敏电阻的情形。在本发明的一个实施例中，所述热敏电阻外覆盖有保护涂层。该涂层具有保护所述热敏电阻和防止所述热敏电阻氧化的作用。这也就较好地保持了所述热敏电阻材料的稳定性，从而确保了所述热敏电阻的正常工作。在本发明的一个实施例中，所述电路保护模块还包括发热部件，其与所述热敏电阻并联连接并以热传导方式将热量传递到所述热敏电阻。在本发明的一个实施例中，所述发热部件直接贴合到所述热敏电阻或通过导热材料贴合到所述热敏电阻，这样能够显著减少热敏电阻的动作时间，从而能够达到更好的电路保护效果。其中，该动作时间是指热敏电阻从电路发生故障到热敏电阻阻值实际发生实质变化从而能够保护电路所需要的时间。其中，所述发热部件包括阻性器件、感性器件或半导体器件。且该发热部件具有位于其两端上的第三电极和第四电极，所述第三电极通过第三盲孔引出至所述第一焊盘，所述发热部件的第四电极通过第四盲孔电引出。附加地，所述第四盲孔上连接有控制单元，所述控制单元用于当所述热敏电阻单元过热和/或过流时控制流过所述发热部件的电流，以加热所述发热部件。可选地，所述发热部件和所述热敏电阻的形状为平板状，平板状的热敏电阻和发热部件方便安装，而且能够更好地贴合热敏电阻和发热部件，方便热传导。`[0010]相比于传统的电路保护模块，本发明的电路保护模块改善了正温度系数元件的耐候性，且通过内嵌正温度系数元件，有利于封装，同时使得对正温度系数元件的尺寸要求不必那么苛刻，此外还省出了表面面积，为进一步小型化印刷电路板做出了贡献，还可以选择将正温度系数元件直接内嵌在指定的发射器件下面，提高正温度系数元件的感温保护效果。此外，该电路保护模块省去了用户焊接正温度系数独立元件的麻烦，即使用该电路保护模块能显著降低生产成本。本发明的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。图I示出了现有技术中正温度系数独立元件100的结构详图；图2示出了现有技术中正温度系数独立元件100连接于电路保护模块200时的相对结构示意图；图3(a)示出了本发明的一个实施例300的结构示意图；图3(b)示出了本发明的实施例300的变形实施例30(V的结构示意图；图4示出了本发明的另一个实施例400的结构示意图；以及图5示出了本发明的另一个实施例500的结构示意图。在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。图I示出了现有技术中正温度系数独立元件100的结构详图。该正温度系数独立元件的核心单元为具有正温度系数特性的热敏电阻150。该热敏电阻150的第一电极和第二电极分别通过盲孔120a和120b连接至导体I IOa和IlOb并进一步通过其连接至该正温度系数独立元件100的第一电极140a和第二电极140b。图中除了以上所述的主要部分之外还有辅助部分130 (图中未标记出)，该部分包括覆盖在该元件避免的绝缘材料131a和131b，通常实施为绿油，和通常实施为例如印刷电路板中常用的FR4/5的部分132a和132b，还有辅助热敏电阻150密封的密封层133以及其粘结电路板各层作用的粘结层134。在电路正常工作时，即该正温度系数独立元件100所处的电路部分温度不高时，该正温度系数独立元件100的电阻值非常小；相反地，如果电路发生故障，即当正温度系数独立元件100所处的电路部分温度非常高时，该正温度系数独立元件100的电阻会在温度超过一特定的临界值时骤然升高，从而达到减小电路电流，起到保护电路的作用。图2示出了现有技术中正温度系数独立元件100连接于电路保护模块200时的相对结构示意图。图中100即为图I中的正温度系数独立元件100的简化的示意图，该正温度系数独立元件100的第一电极140a和第二电极140b分别被焊接至该电路保护模块的第一焊盘260a和260b上，如在图I中已经描述过的那样，在电路发生故障，即当正温度系 数独立元件100所处的电路部分温度非常高时，该正温度系数独立元件100的电阻会在温度超过一特定的临界值时骤然升高，从而达到减小电路电流，起到保护电路的作用。为了减小热敏电阻所需消耗的功耗，并由此减小热敏电阻自身产生的热量对其本身工作条件的影响，必须尽量减小热敏电阻在所处电路正常工作时的电阻值，为了达到这一目的，势必要加大正温度系数独立元件100中的核心单元热敏电阻150的工作面，这势必使得正温度系数独立元件100的体积以及在电路板上所占的面积更大，这也就导致了其所在的电路保护模块必须做大。这和当前电子元器件小型化的趋势相左。图3(a)示出了为了本发明的一个实施例300的结构示意图，该实施例300正是为了解决上述矛盾而设计的。该实施例为一种电路保护模块300，该电路保护模块300包括基板330，其中所述基板330的至少部分区域由具有正温度系数特性的热敏电阻350构成，所述热敏电阻350具有第一电极(热敏电阻靠近焊盘的一面)和第二电极(热敏电阻远离焊盘的一面);第一焊盘360a与第二焊盘360b，位于所述基板330的表面，所述第一电极和第二电极分别通过第一盲孔320a和第二盲孔320b引出至所述第一焊盘360a和第二焊盘360b ο其中，第二盲孔320b周围通过蚀刻形成至所述热敏电阻350第一电极以及所述热敏电阻本身的间隙370，从而未与所述热敏电阻350第一电极以及所述热敏电阻本身直接电连接。图3(b)示出了本发明的实施例300的变形实施例30(V的结构示意图。同样也能够如图3(b)中的变形实施例所示那样，首先将所述热敏电阻的第二电极通过盲孔320c'电连接至所述基板330'远离所述焊盘360a'以及360b'的一面，然后再通过盲孔320b'电连接至第二焊盘360b'，其中盲孔320b'和320c'在所述基板330'远离所述焊盘360a^以及360Y的一面电连接。通过这样的设计，原本焊接于基板表面上的正温度系数独立元件被内嵌至基板上，这样不但能够节省原本被正温度系数独立元件占据的表面面积，同时还能够将正温度系数独立元件做大，以减小其在电路正常工作时的电阻值，并由此减小电路正常工作时的正温度系数独立元件所消耗的功率，同时也减小了其发热，从而达到更好的电路保护效果。[0027]附加地，所述热敏电阻350外覆盖有保护涂层。该涂层具有保护所述热敏电阻350和防止所述热敏电阻350氧化的作用。这也就较好地保持了所述热敏电阻材料的稳定性，从而确保了所述热敏电阻的正常工作。图4示出了本发明的另一个实施例的结构示意图，在该图示的实施例中，所述电路保护模块400还包括发热部件480，其与所述热敏电阻450并联连接并以热传导方式将热量传递到所述热敏电阻450。可选地，所述发热部件480直接贴合到所述热敏电阻450或通过导热材料贴合到所述热敏电阻450，这样能够显著减少热敏电阻450的动作时间，从而能够达到正好的电路保护效果。其中，所述发热部件包括阻性器件、感性器件或半导体器件。且该发热部件具有位于其两端上的第三电极和第四电极，所述第三电极通过第三盲孔420c引出至所述第一焊盘460a，所述发热部件的第四电极通过第四盲孔420d电引出。附加地，所述第四盲孔420d上连接有控制单元，所述控制单元用于当所述热敏电阻单元过热和/或过流时控制流过所述发热部件480的电流，以加热所述发热部件480。可选地，所述发热部件480和所述热敏电阻450的形状为平板状，平板状的热敏电阻和发热部件方便安装，而且能够更好地 贴合热敏电阻和发热部件，方便热传导。图5示出了本发明的另一个实施例的结构示意图。图5中整个基板均是由具有正温度系数的材料制成，基板530靠近焊盘的一面通过第一盲孔520a连接至第一焊盘560a，基板530远离焊盘的一面通过第二盲孔520b连接至第二焊盘560b。这样，由第一盲孔520a和第二盲孔520b连接的区域550在本实施例中的作用相当于热敏电阻，其中，第二盲孔520b周围通过蚀刻形成至所述热敏电阻550第一电极以及所述热敏电阻本身的间隙570，从而未与所述热敏电阻550第一电极以及所述热敏电阻本身直接电连接，本实施例能够达到和图3中示出的实施例一样的电路保护效果。本领域技术人员应该能够理解，图3(a)、图3(b)、图4以及图5中示出的实施例仅为示范性实施例，其中的印刷电路板当然也可以是两层或者多层结构。相比于传统的电路保护模块，本发明的电路保护模块改善了正温度系数元件的耐候性，且通过内嵌正温度系数元件，有利于封装，同时使得对正温度系数元件的尺寸要求不必那么苛刻，此外还省出了表面面积，为进一步小型化印刷电路板做出了贡献，还可以选择将正温度系数元件直接内嵌在指定的发射器件下面，提高正温度系数元件的感温保护效果。此外，该电路保护模块省去了用户焊接正温度系数独立元件的麻烦，即使用该电路保护模块能显著降低生产成本。尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所上述实施方式。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
权利要求1.一种电路保护模块，其特征在于，包括 基板，其中所述基板的至少部分区域由具有正温度系数特性的热敏电阻构成，所述热敏电阻具有第一电极和第二电极； 第一焊盘与第二焊盘，位于所述基板的表面，所述第一电极和第二电极分别通过第一盲孔和第二盲孔引出至所述第一焊盘和第二焊盘。
2.根据权利要求I所述电路保护模块，其特征在于，所述热敏电阻外覆盖有保护涂层。
3.根据权利要求I所述电路保护模块，其特征在于，所述电路保护模块还包括发热部件，其与所述热敏电阻并联连接并以热传导方式将热量传递到所述热敏电阻。
4.根据权利要求3所述电路保护模块，其特征在于，所述发热部件直接贴合到所述热敏电阻或通过导热材料贴合到所述热敏电阻。
5.根据权利要求3所述电路保护模块，其特征在于，所述发热部件包括阻性器件、感性器件或半导体器件。
6.根据权利要求3所述电路保护模块，其特征在于，所述发热部件具有位于其两端上的第三电极和第四电极，所述第三电极通过第三盲孔引出至所述第一焊盘，所述发热部件的第四电极通过第四盲孔电引出。
7.根据权利要求3所述电路保护模块，其特征在于，所述第四盲孔上连接有控制单元，所述控制单元用于当所述热敏电阻单元过热和/或过流时控制流过所述发热部件的电流，以加热所述发热部件。
8.根据权利要求3所述电路保护模块，其特征在于，所述发热部件的形状为平板状。
9.根据以上权利要求中任一项所述电路保护模块，其特征在于，所述热敏电阻的形状为平板状。
专利摘要本实用新型涉及一种电路保护模块，该电路保护模块包括基板，其中所述基板的至少部分区域由具有正温度系数特性的热敏电阻构成，所述热敏电阻具有第一电极和第二电极；第一焊盘与第二焊盘，位于所述基板的表面，所述第一电极和第二电极分别通过第一盲孔和第二盲孔引出至所述第一焊盘和第二焊盘。该电路保护模块改善了正温度系数元件的耐候性，且通过内嵌正温度系数元件，使得对正温度系数元件的尺寸要求不必那么苛刻，同时还省出了表面面积，为进一步小型化印刷电路板做出了贡献，同时可以选择将正温度系数元件直接内嵌在指定的发射器件下面，提高正温度系数元件的感温保护效果。此外，使用该电路保护模块还能显著降低生产成本。
文档编号H05K1/18GK202697037SQ20122015787
公开日2013年1月23日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者刘建勇, 潘杰兵, 董湧, 王冰 申请人:瑞侃电子(上海)有限公司