過(guò)電流保護(hù)元件及其保護(hù)電路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種過(guò)電流保護(hù)元件（over-currentprotectiondevice)W及 應(yīng)用該過(guò)電流保護(hù)元件的保護(hù)電路板（ProtectiveCircuitMo化Ie;PCM)，特別設(shè)及可提 升外接電極件（externallead)結(jié)合強(qiáng)度的過(guò)電流保護(hù)元件及其保護(hù)電路板。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于具有正溫度系數(shù)（PositiveTemperatureCoefficient;PTC)特性的導(dǎo)電 復(fù)合材料的電阻具有對(duì)溫度變化反應(yīng)敏銳的特性，可作為電流或溫度感測(cè)元件的材料，且 目前已被廣泛應(yīng)用于過(guò)電流保護(hù)元件或電路元件上。由于PTC導(dǎo)電復(fù)合材料在正常溫度 下的電阻可維持極低值，使電路或電池得W正常運(yùn)作。但是，當(dāng)電路或電池發(fā)生過(guò)電流 (over-current)或過(guò)高溫（over-temperature)的現(xiàn)象時(shí)，PTC導(dǎo)電復(fù)合材料中的結(jié)晶性高 分子會(huì)隨著烙解而膨脹，而切斷大部分導(dǎo)電性粒子的導(dǎo)電路徑，使得電阻值會(huì)瞬間提高至 一高電阻狀態(tài)，即發(fā)生觸發(fā)（trip)現(xiàn)象，從而降低流過(guò)的電流值。
[0003] 參照?qǐng)D8,美國(guó)專利US6, 713, 210公開(kāi)一具過(guò)電流保護(hù)的電路板結(jié)構(gòu)。IC元件2 是設(shè)置于一保護(hù)電路模塊（ProtectiveCircuitModule;PCM) 1上，PTC元件3則W表面粘 著方式固設(shè)于該P(yáng)CM1表面。該P(yáng)TC元件3是一層迭結(jié)構(gòu)，PTC材料層6是設(shè)置于儀錐（或 鍛儀銅錐）7、7'之間，該儀錐7、7'作為PTC材料層6的電極錐。儀片4是固接于該儀錐7 的上表面作為外接電極件之用。儀錐7'的下表面（即相鄰于PCM1的表面）另焊接一銅 電極5,相對(duì)于PTC元件3成一對(duì)稱結(jié)構(gòu)。儀片4 一端延伸出PTC元件3,W便連接至如電 池等外部裝置。舉例而言，當(dāng)連接至電池時(shí)，儀片4常須依循電池所在位置加W彎折而承受 一定的應(yīng)力，此時(shí)如果儀片4與PTC元件3的結(jié)合力不足，容易造成儀片4自PTC元件3表 面剝離的現(xiàn)象。
[0004] 另外考量后續(xù)點(diǎn)焊（spotwelding)時(shí)必須承受較大的電壓、電流，所W該P(yáng)TC元 件3無(wú)法承受直接點(diǎn)焊。為了解決前述點(diǎn)焊問(wèn)題，美國(guó)專利US7, 852, 192于PTC元件表面 另依序設(shè)置絕緣層和電極層，并利用導(dǎo)電盲孔方式作為PTC元件的儀錐和電極層間的電氣 導(dǎo)通，藉此可提供直接點(diǎn)焊的便利。
[0005] 然而前述該等設(shè)計(jì)，作為外接電極件的儀片利用錫膏進(jìn)行回焊（reflow)接合時(shí)， 可能會(huì)發(fā)生錫膏涂布不均及/或錫膏厚度不易精準(zhǔn)控制的問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生儀片結(jié)合強(qiáng)度不 足的缺點(diǎn)。尤其是PTC元件（忍片）面積愈小時(shí)，PTC元件和儀片之間的結(jié)合力因彼此之 間的間距難W固定，錫膏無(wú)法固定量且無(wú)法控制溢錫量（容易產(chǎn)生溢錫），將降低結(jié)合力或 造成結(jié)合力變化，進(jìn)而降低生產(chǎn)良率或有良率不穩(wěn)定的現(xiàn)象。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 為了解決過(guò)電流保護(hù)元件中PTC元件和外接電極件之間結(jié)合力不足或不穩(wěn)定的 問(wèn)題，本實(shí)用新型于外接電極件與PTC元件結(jié)合的表面作出凸點(diǎn)設(shè)計(jì)，通過(guò)增加結(jié)合接觸 面積及立體結(jié)合結(jié)構(gòu)而提高兩者間的結(jié)合力。本實(shí)用新型除了應(yīng)用于過(guò)電流保護(hù)元件本身 的外接電極件的結(jié)合外，亦特別適用于保護(hù)電路板中的過(guò)電流保護(hù)元件的外接電極件常需 要彎折的情況。
[0007] 根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，公開(kāi)一種過(guò)電流保護(hù)元件，其包括PTC元件及第一 外接電極件。PTC元件包含第一和第二導(dǎo)電層W及PTC材料層。第一導(dǎo)電層構(gòu)成該P(yáng)TC元 件的上表面，該P(yáng)TC材料層設(shè)置于第一和第二導(dǎo)電層之間形成層迭結(jié)構(gòu)。第一外接電極件 的下表面W錫膏連結(jié)該第一導(dǎo)電層，該第一外接電極件包含多個(gè)凸點(diǎn)于該下表面，該凸點(diǎn) 頂端接觸該第一導(dǎo)電層，從而該第一外接電極件和該第一導(dǎo)電層間形成一間距，W供錫膏 填充其中而形成導(dǎo)電連接層。
[000引一實(shí)施例中，該過(guò)電流保護(hù)元件可另包含同樣具凸點(diǎn)的第二外接電極件，用W焊 接至第二導(dǎo)電層，從而形成軸型（axial-leaded)或插件型（radia^leaded)過(guò)電流保護(hù)元 件。申言之，電流保護(hù)元件另包含一第二外接電極件，其上表面W錫膏連結(jié)該第二導(dǎo)電層， 該第二外接電極件包含多個(gè)凸點(diǎn)于該上表面，該凸點(diǎn)頂端接觸該第二導(dǎo)電層，從而該第二 外接電極件和該第二導(dǎo)電層間形成一間距，W供錫膏填充其中而形成另一導(dǎo)電連接層。
[0009] -實(shí)施例中，該第二導(dǎo)電層形成該P(yáng)TC元件的下表面，用于焊接于一電路板。
[0010] 一實(shí)施例中，該間距在0. 01-0. 16mm的范圍。
[0011] 一實(shí)施例中，該第一和第二導(dǎo)電層分別直接接觸該P(yáng)TC材料層的上下表面，且形 成方形或圓形的忍片結(jié)構(gòu)。
[0012] 一實(shí)施例中，該第一或第二外接電極件的凸點(diǎn)的直徑在0. 1-0. 5mm的范圍。
[0013] 一實(shí)施例中，該多個(gè)凸點(diǎn)成平均分布于該外接電極件與PTC元件的重疊部分。
[0014] 一實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)元件另包含第=導(dǎo)電層、絕緣層及導(dǎo)電盲孔。第=導(dǎo)電層 是接觸該P(yáng)TC材料層的上表面。絕緣層層迭設(shè)置于該第一和第S導(dǎo)電層之間。導(dǎo)電盲孔， 電氣連接該第一和第=導(dǎo)電層。該錫膏較佳地可填入該導(dǎo)電盲孔中，增加結(jié)合力。
[0015] 一實(shí)施例中，凸點(diǎn)頂端包含一開(kāi)口，供錫膏填入其中。
[0016] 一實(shí)施例中，第一及/或第二外接電極件非凸點(diǎn)位置包含至少一開(kāi)口，與PTC元件 壓何時(shí)，錫膏填入其中。
[0017] 根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，公開(kāi)一種保護(hù)電路板，其包含電路板及過(guò)電流保護(hù) 元件。該過(guò)電流保護(hù)元件可為前述任一過(guò)電流保護(hù)元件，其中第二導(dǎo)電層焊接于該電路板 表面，且電氣連接至電路板中的電路。
[0018] 一實(shí)施例中，第一及第二導(dǎo)電層可為銅錐、儀錐或鍛儀銅錐。
[0019] 本實(shí)用新型利用凸點(diǎn)的設(shè)計(jì)增加錫膏的接觸面積且形成立體結(jié)合結(jié)構(gòu)，故可有效 增加外接電極件與PTC元件之間的結(jié)合力，進(jìn)而提升過(guò)電流保護(hù)元件或其保護(hù)電路板的穩(wěn) 定度，W及提升產(chǎn)品良率。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的保護(hù)電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的保護(hù)電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖5是本實(shí)用新型又一實(shí)施例的保護(hù)電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00巧]圖6例示本實(shí)用新型的過(guò)電流保護(hù)元件的外接電極件的上視示意圖。
[0026]圖7例示本實(shí)用新型的過(guò)電流保護(hù)元件的外接電極件的部分側(cè)面示意圖。
[0027] 圖8是現(xiàn)有的保護(hù)電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[002引 1 保護(hù)電路模塊
[0030] 2 IC元件
[0031] 3 PTC元件
[003引4 儀片
[00對(duì)5 銅電極
[0034] 6 PTC材料層
[003引 7、7' 儀錐
[0036] 10、20 過(guò)電流保護(hù)元件
[0037] 11、21、51PTC元件
[0038] 12 PTC材料層
[003引13 第一導(dǎo)電層
[0040] 14 第二導(dǎo)電層
[0041] 15、16 導(dǎo)電連接層
[004引17 第一外接電極件
[004引 18 第二外接電極件
[0044] 22、27 絕緣層
[004引23 第；導(dǎo)電層
[0046] 24、54 導(dǎo)電盲孔
[0047] 26 第四導(dǎo)電層
[0048] 30、40、50保護(hù)電路板
[004引 31 電路板
[0050] 32 IC元件
[0051] 33、43、53過(guò)電流保護(hù)元件
[0052] 151 焊錫塊
[0053] 171、181 凸點(diǎn)
[0054] 172、173 開(kāi)口
【具體實(shí)施方式】
[00巧]為讓本實(shí)用新型的上述和其他技術(shù)內(nèi)容、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出 相關(guān)實(shí)施例，并配合說(shuō)明書(shū)附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[005引圖1顯示本實(shí)用新型一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件10,其包含PTC元件11、導(dǎo)電連 接層15和16、第一外接電極件17化及第二外接電極件18。第一外接電極件17、導(dǎo)電連接 層15、PTC元件11、導(dǎo)電連接層16W及第二外接電極件18依序堆迭而形成層迭結(jié)構(gòu)，其中 PTC元件11包含第一和第二導(dǎo)電層13和14W及PTC材料層12。第一導(dǎo)電層13構(gòu)成該 PTC元件11的上表面，第二導(dǎo)電層14構(gòu)成該P(yáng)TC元件11的下表面，且該P(yáng)TC材料層12設(shè) 置于該第一導(dǎo)電層13和第二導(dǎo)電層14之間形成層迭結(jié)構(gòu)。第一外接電極件17的下表面 可利用錫膏連結(jié)該第一導(dǎo)電層13,而該第一外接電極件17包含多個(gè)凸點(diǎn)171于該下表面。 凸點(diǎn)171頂端直接接觸該第一導(dǎo)電層13,從而該第一外接電極件17和該第一導(dǎo)電層13間 形成一間距，W供回焊時(shí)錫膏填充其中而形成導(dǎo)電連接層15。類似地，該第二外接電極件 18的上表面可利用錫膏連結(jié)該第二導(dǎo)電層14,第二外接電極件18包含多個(gè)凸點(diǎn)181于該 上表面，該凸點(diǎn)181頂端接觸該第二導(dǎo)電層14,從而該第二外接電極件18和該第二導(dǎo)電層 14之間形成一間距，W供回焊時(shí)錫膏填充其中而形成導(dǎo)電連接層16。第一外接電極件17 的一端和第二外接電極件18的一端朝相反方向延伸，形成軸型（axial-leaded)的過(guò)電流 保護(hù)元件10。PTC元件11除了如圖1所示的簡(jiǎn)單S層結(jié)構(gòu)外，亦可視焊接需求而有其他結(jié) 構(gòu)變化。
[0057] 圖2是本實(shí)用新型的過(guò)電流保護(hù)元件的結(jié)構(gòu)示意圖，過(guò)電流保護(hù)元件20包含PTC 元件21、導(dǎo)電連接層15和16W及第一外接電極件17和第二外接電極件18。相較于圖1所 示的過(guò)電流保護(hù)元件10,其差異在于PTC元件21的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)和PTC元件11不同。PTC元 件21為由上而下包含第一導(dǎo)電層13、絕緣層22、第S導(dǎo)電層23、PTC材料層12W及第二導(dǎo) 電層14的層迭結(jié)構(gòu)，且第一導(dǎo)電層13和第=導(dǎo)電層23間設(shè)置有導(dǎo)電盲孔24,作為其間電 氣導(dǎo)通的接口。導(dǎo)電盲孔24的制作，可于先W激光鉆孔制作出盲孔后，于盲孔壁W例如電 鍛方式形成導(dǎo)電層而成。一實(shí)施例中，盲孔中形成導(dǎo)電層后仍未填滿而留有孔桐，故焊接該 第一外接電極件17時(shí)，錫膏所形成的導(dǎo)電連接層15也將填入該導(dǎo)電盲孔24中，而得W增 加結(jié)合接觸面積，具有提升結(jié)合力的技術(shù)效果。PTC元件21