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1、(10)申请公布号 CN 102969100 A (43)申请公布日 2013.03.13 CN 102969100 A *CN102969100A* (21)申请号 201210538217.9 (22)申请日 2012.12.13 H01C 7/02(2006.01) (71)申请人 上海长园维安电子线路保护有限公 司 地址 201202 上海市浦东新区施湾七路 1001 号 (72)发明人 刘玉堂 黄贺军 刘正平 吴国臣 杨铨铨 孙天举 (74)专利代理机构 上海东亚专利商标代理有限 公司 31208 代理人 董梅 (54) 发明名称 薄型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻及其制造 方法 。
2、(57) 摘要 本发明涉及一种薄型表面贴装式高分子 PTC 热敏电阻器， 包括高分子芯材和贴覆于所述高分 子芯材两面的电极片组成复合片材， 所述的高分 子芯材由高分子聚合物、 导电填料、 纳米填料以及 其他填料和加工助剂制成， 将所述的复合片材一 面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极片， 在蚀刻后的 表面镀锡或化金作为一个端电极， 另一面作为外 层电极， 并做图形蚀刻形成另一端电极， 满足高分 子芯材层数为n， 则仅有1层复合片材采用一面为 内层蚀刻， 一面为外层蚀刻， 其余 n-1 个复合片材 为传统双面内层蚀刻结构。发明并非采用传统复 合片材两面蚀刻的方法， 而是将复合片材一面作 为内层电极蚀刻，。
3、 另一面作为外层电极图形蚀刻， 避免产品焊接装配过程中的变形问题， 且实现了 产品的薄型化。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种薄型表面贴装式高分子 PTC 热敏电阻器， 包括高分子芯材和贴覆于所述高分 子芯材两面的电极片组成复合片材， 所述的高分子芯材由高分子聚合物、 导电填料、 纳米填 料以及其他填料和加工助剂制成， 其特征在于， 将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作 为内层电极片， 在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个。
4、端电极， 另一面作为外层电极， 并做图 形蚀刻形成另一端电极， 满足高分子芯材层数为 n， 则仅有 1 层复合片材采用一面为内层蚀 刻， 一面为外层蚀刻， 其余 n-1 个复合片材为传统双面内层蚀刻结构。 2. 根据权利要求 1 或所述薄型表面贴装型式的高分子 PTC 热敏电阻器， 其特征在于 ： 所述的内、 外层蚀刻出的绝缘槽形状为直线组合、 曲线组合 , 或者直线和曲线组合。 3. 根据权利要求 1 所述薄型表面贴装型式的高分子 PTC 热敏电阻器， 其特征在于 ： 所 述的电极片为金属箔片。 4. 根据权利要求 1 所述的薄型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻器， 其特征在于所述的复 合片。
5、材包括一层或一层以上的多层高分子芯材， 采用蚀刻设计的芯材仅有一层， 即最外层 的一层高分子复合片材。 5. 根据权利要求 1 所述的薄型型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻器， 其特征在于所述的 导电填料是包括碳黑、 石墨、 碳纤维、 金属粉末、 金属氧化物中的一种或一种以上的混合物。 6.根据权利要求1至5之任一项所述的薄型表面贴装式高分子PTC热敏电阻器的制造 方法， 其特征在于 ： 按下述方法制造 ： 第一， 先将包含有高分子聚合物、 导电填料和其他填料及加工助剂的高分子芯材组分 在高速混合机内混合， 然后将混合物 100 200温度下混炼， 然后用模压或挤出的方法制 成面积为 100 。
6、5000cm2， 厚 0.1 3.0mm 的高分子芯材 ； 第二， 用热压的方法在热压机上把金属箔片复合于上述高分子芯材的两个表面， 制成 复合片材 ； 第三， 将复合片材用 射线 （Co60） 或电子束辐照交联， 剂量为 5 100Mrad， 第四， 采 用印制线路板工艺制成表面贴装型高分子 PTC 热敏电阻器。 7. 根据权利要求 6 所述的薄型表面贴装式高分子 PTC 热敏电阻器的制造方法， 其特征 在于 ： 所述的采用印制线路板工艺是将复合片材通过图形转移蚀刻技术使一面的电极片蚀 刻出蚀刻区域或称绝缘区域， 然后再将一绝缘层与一片金属箔片叠放于复合片材蚀刻区域 面上并进行高温压合作为基。
7、板， 压合后的基板经过后续的钻孔、 沉铜、 镀铜 ； 再在复合片材另一面的电极片上蚀刻出绝缘槽， 作为外层图形， 两面端电极镀锡、 印刷 阻焊油墨， 固化阻焊油墨等步骤制成 PCB 三层板， 将 PCB 三层板按照单元进行切割， 得到该 表面贴装型式的元器件。 权 利 要 求 书 CN 102969100 A 2 1/3 页 3 薄型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种导电高分子聚合物复合材料为主要原料的电子元器件及其制造 方法， 尤其是涉及一种薄型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻器及其制造方法。 背景技术 0002 目前市面上较为常见的有两种薄型表。
8、面贴装 PTC 热敏电阻制作结构。 0003 传 统 工 艺 一， 如 图 3 传 统 工 艺 结 构 一 侧 面 剖 视 图 所 示， 及 如 中 国 专 利 CN200610000389.5 中第三实施例所示， 贴覆于高分子芯材两面的金属电极， 蚀刻后再在表 面镀锡或化金处理后， 直接作为端电极使用。若高分子芯材数为 n， 则形成 2n 层结构 ； 传统工艺二， 如如图 4 传统工艺结构二侧面剖视图及美国专利 US6377467， 由高分子芯 材和贴覆于上述芯材两面的内电极片组成复合片材， 内电极片蚀刻后， 再在复合片材上下 两面均覆合绝缘层以及金属箔片组成 “三明治” 结构。覆合在复合片。
9、材上的金属箔片镀锡 或化金处理后， 作为端电极。若高分子芯材数为 n， 则形成 2n+2 层结构。 0004 然而申请人实践中发现， 在传统工艺一中， 由于没有覆合绝缘缓冲材料， 产品在焊 接装配过程中极易变形， 而传统工艺二中， 层结构多， 则无法达到产品的薄型化。 0005 因此如何解决薄型表面贴装 PTC 热敏电阻的薄型化与防止装配变形的矛盾是本 领域的一大难题。 发明内容 0006 针对已有技术存在的缺陷， 本发明的目的之一在于提供一种可有效解决产品在焊 接装配时变形问题以及有限实现产品薄型化的薄型表面贴装高分子 PTC 热敏电阻。 0007 本发明的另一目的在于提供所述薄型表面贴装高。
10、分子 PTC 热敏电阻的制造方法。 0008 本发明目的通过下述方案实现 ： 一种薄型表面贴装式高分子 PTC 热敏电阻器， 包 括高分子芯材和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合片材， 所述的高分子芯材由 高分子聚合物、 导电填料、 纳米填料以及其他填料和加工助剂制成， 其中， 将所述的复合片 材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极， 在蚀刻后的表面镀锡或化金作为一个端电极， 另一 面作为外层电极， 并做图形蚀刻形成另一端电极， 满足高分子芯材层数为 n， 则仅有 1 层复 合片材采用一面为内层蚀刻， 一面为外层蚀刻， 其余 n-1 个复合片材为传统双面内层蚀刻 结构。 0009 由于本发明仅。
11、对复合片材单面覆合绝缘层以及金属箔片， 覆合在复合片材单面上 的金属箔片镀锡或化金处理后， 做为端电极。而复合片材另一面内层电极蚀刻后再在表面 镀锡或化金处理后， 直接作为另一面端电极使用。若高分子芯材数为 n， 则形成 2n+1 层结 构。与传统工艺相比， 既增强了产品的刚性， 有效解决了产品装配过程中的变形问题， 又有 效地实现了产品的薄型化需求。 0010 在上述方案基础上， 所述的内、 外层蚀刻出的绝缘槽形状为直线组合、 曲线组合 , 或者直线和曲线组合。 说 明 书 CN 102969100 A 3 2/3 页 4 0011 在上述方案基础上， 所述的金属电极为金属箔片。 0012 。
12、所述的高分子芯材组分中高分子聚合物是一种或一种以上聚合物的共混物， 如聚 乙烯、 聚丙烯、 聚偏氟乙烯、 聚三氟氯乙烯， 以及它们的共混物。 0013 在上述方案基础上， 所述的复合片材包括一层或一层以上的多层高分子芯材， 采 用蚀刻设计的芯材仅有一层， 即最外层的一层高分子复合片材。 0014 在上述方案基础上， 所述的导电填料是包括碳黑、 石墨、 碳纤维、 金属粉末、 金属氧 化物中的一种或一种以上的混合物。 0015 所述的加工助剂是指抗氧剂、 交联促进剂、 偶联剂， 其中抗氧剂可以是酚类或胺类 化合物， 如酚类抗氧剂 ANOX70， 交联促进剂可以是多官能团不饱和化合物， 如三烯丙基异。
13、氰 尿酸酯 (TAIC)， 偶联剂可以是硅烷或钛酸酯类有机化合物， 如 ： 钛酸酯偶联剂 TCF 等。 0016 所述的填料可以是如陶土、 氢氧化镁、 氢氧化铝、 滑石粉中的一种或几种材料的混 合物。 0017 本发明提供针对上述的薄型表面贴装式高分子 PTC 热敏电阻器的制造方法， 按下 述方法制造 ： 第一， 先将包含有高分子聚合物、 导电填料和其他填料及加工助剂的高分子芯材组分 在高速混合机内混合， 然后将混合物 100 200温度下混炼， 然后用模压或挤出的方法制 成面积为 100 5000cm2， 厚 0.1 3.0mm 的高分子芯材 ； 第二， 用热压的方法在热压机上把金属箔片复合。
14、于上述高分子芯材的两个表面， 制成 复合片材 ； 第三， 将复合片材用 射线 （Co60） 或电子束辐照交联， 剂量为 5 100Mrad， 第四， 采 用印制线路板工艺制成表面贴装型高分子 PTC 热敏电阻器。 0018 其中， 第四所述的采用印制线路板工艺是将复合片材通过图形转移蚀刻技术使一 面的电极片蚀刻出蚀刻区域或称绝缘区域， 然后再将一绝缘层与一片金属箔片叠放于复合 片材蚀刻区域面上并进行高温压合作为基板， 压合后的基板经过后续的钻孔、 沉铜、 镀铜 ； 再在复合片材另一面的电极片上蚀刻出绝缘槽， 作为外层图形， 两面端电极镀锡、 印刷 阻焊油墨， 固化阻焊油墨等步骤制成 PCB 三。
15、层板， 将 PCB 三层板按照单元进行切割， 得到该 表面贴装型式的元器件。 0019 本发明通过图形转移蚀刻技术使内电极片单面蚀刻出绝缘槽， 然后将绝缘层与一 金属箔片叠放于复合片材蚀刻单面上进行高温压合。 压合后的基板经过后续的钻孔、 沉铜、 镀铜、 端电极镀锡， 蚀刻外层图形， 印刷阻焊油墨， 固化阻焊油墨等步骤制成表面贴装型式 的高分子 PTC 热敏电阻器。 0020 本发明与现有技术相比， 并非采用复合片材两面蚀刻的方法， 而是将复合片材一 面作为内层电极蚀刻， 另一面作为外层电极图形蚀刻， 避免产品焊接装配过程中的变形问 题， 且实现了产品的薄型化。 附图说明 0021 图 1 ：。
16、 本发明侧面剖视图 ； 图 2 ： 本发明结构分解图 ； 图 3 ： 传统工艺结构一侧面剖视图 ； 说 明 书 CN 102969100 A 4 3/3 页 5 图 4 ： 传统工艺结构二侧面剖视图 ； 图中标号说明 ： 1、 1a、 1b高分子芯材 ； 2、 2b、 3b外层电极片 ； 3、 2a、 3a- 内层电极片， 表面贴覆绝缘层以及金属箔片 ； 4 和 4a- 绝缘层 ； 5 和 5a- 金属箔片， 与绝缘层一起贴覆于内层电极上 ； 6、 6a 和 6b ： 导通孔 ； 7、 7a 和 7b ： 端电极， 表面镀锡或者化金处理 ； 8 和 8b ： 外层蚀刻槽 ； 9 和 9a ： 。
17、内层电极片蚀刻区域。 具体实施方式 0022 如图1本发明侧面剖视图和图2本发明结构分解图所示， 一种薄型表面贴装式高 分子 PTC 热敏电阻器， 包括高分子芯材 1 和贴覆于所述高分子芯材两面的电极片组成复合 片材， 所述的高分子芯材由高分子聚合物、 导电填料、 纳米填料以及其他填料和加工助剂制 成， 其中， 将所述的复合片材一面蚀刻出绝缘槽的作为内层电极 3， 在蚀刻后的表面镀锡或 化金作为一个端电极， 另一面作为外层电极 2， 并做图形蚀刻形成另一端电极， 满足高分子 芯材层数为n， 则仅有1层复合片材采用一面为内层蚀刻， 一面为外层蚀刻， 其余n-1个复合 片材为传统双面内层蚀刻结构。。
18、 0023 制法是 ： 将高密度聚乙烯、 碳黑、 氢氧化镁和抗氧剂按一定比例在高速混合器中混合 10min。然 后将混合物组分在 180温度下于密炼机中混炼均匀， 经冷却， 粉碎后将其放在压模中， 压 力 5Mpa， 温度 180条件下压制成面积 200cm2， 厚 0.2mm 高分子芯材 1 ； 将表面粗化后的铜 箔片经平整后， 在压力5Mpa， 温度160条件下热压到高分子芯材1的双面分别作为内层电 极3和外层电极2， 即得到高分子PTC复合片材， 在真空烘箱中80热处理48小时后， 用 射线 （Co60） 辐照， 剂量为 15Mrad， 将复合片材通过图形转移蚀刻技术成内层电极片蚀刻区 。
19、域 9， 然后将绝缘层 4 与一金属箔片 5 叠放于复合片材的内层电极片 3 上并进行高温压合。 压合后的基板经过后续的钻孔 6、 沉铜、 镀铜 ； 内层电极片2做为外层图形进行蚀刻， 蚀刻出外层蚀刻槽8， 两面端电极7镀锡， 印刷阻 焊油墨， 固化阻焊油墨等步骤制成如图 1 的表面贴装型式的高分子 PTC 热敏电阻器。 0024 在线路板工艺制造过程中， 内层蚀刻采用本发明单面蚀刻的设计， 避免产品焊接 装配过程中的变形问题， 且实现了产品的薄型化。 说 明 书 CN 102969100 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102969100 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102969100 A 7 。