專利名稱：高耐壓等級高分子ptc熱敏電阻及其制作方法
技術領域：
本發明主要涉及具有正溫度系數電阻率高分子聚合物的電子元件或裝置，特別是指一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻及其制作方法。
背景技術：
具有正溫度系數(Positive Temperature Coefficient, PTC)特性的導電復合材料的電阻具有對溫度變化反應敏銳的特性，目前已被廣泛應用于過電流保護元件或電路元件上。由于PTC導電復合材料在正常溫度下的電阻可維持極低值，使電路可以正常運作，當電路發生過大電流或過高溫度時，其電阻值會瞬時升高到高阻態狀態，使電路處于一種近 似“開路”狀態，將電路電流限制在極低的水平，以達到保護電路的目的。而當故障排除后，熱敏電阻器的溫度下降，其電阻值又可恢復到低電阻狀態。目前過電流保護用高分子熱敏電阻，也稱PPTC (Polymer Positive Temperaturecoefficient)或自恢復保險絲，通常用結晶性高分子聚合物(例如高密度聚乙烯等)，導電粉末(例如碳黑等)，填料，抗氧劑，助交聯劑等經混煉加工芯材后，將金屬箔電極復合在芯材兩面，復合片材再經切割，或沖裁制成一定尺寸的芯片，再經焊接引線，包封而成。這已在本領域中公知。利用現有結構設計及技術工藝生產的PPTC存在如下缺陷。在PPTC動作后，電壓幾乎都加在PPTC的兩電極之間，由于兩面邊緣的銅箔電極距離較近，在電壓較高的應用場合，例如220V電路，有時就容易在PPTC芯片邊緣產生爬電，跳火，當電弧嚴重時，容易產生擊穿、燃燒等現象，導致PPTC失效。為解決這個問題，增大兩面銅箔電極之間的爬電距離，公開號為CN1416142的中國專利，是用電路板腐蝕技術，在芯片邊緣蝕刻掉一圈銅箔，以加大兩面銅箔電極之間的爬電距離，這樣的方法要增加幾道工序，成本增加。而公開號為CN101315823A的中國專利提出另一種方法，將切割沖裁好的PPTC芯片再次放入熱壓機加熱加壓，以使PPTC料從邊緣擠出一點，以達到加大兩面銅箔電極之間的爬電距離的目的。這樣做同樣存在增加工序，效率低，成本增加的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻及其制作方法，其有效減少電極間電弧放電現象，以降低擊穿，同時具有制造成本低，便于加工的特點。為實現上述目的，本發明的解決方案是
一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，由具有PTC特性的高分子材料芯材和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層構成；其中在熱敏電阻的周緣裁切出斜面。所述斜面是以芯材截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層傾斜形成上下兩斜面，即V型切斷面。所述上下兩斜面為對稱或不對稱設置。
所述上下兩斜面分別與芯材截面中心線成20-80度的夾角。所述斜面是以上下兩金屬箔電極層分別向芯材中部傾斜形成出上下兩斜面，上下兩斜面之間形成有直邊。一種制作所述高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻的方法，其具體步驟為
步驟1，將貼覆有金屬箔電極層的片材置于模具或夾具上；
步驟2，采用V型刀頭在片材兩面切割線上分別開出V形槽；
步驟3，依V形槽為斷線將各部分片材分離便形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。
所述步驟3中再采用直切頭垂直裁切V形槽的底部便將各部分片材分離形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，由具有PTC特性的高分子材料芯材和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層構成；其中在熱敏電阻的周緣裁切出弧面。所述弧面是以芯材截面中心向外弧凸形成。所述弧面是以芯截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層形成內凹或外凸的上下兩弧面。所述的上下兩弧面為對稱或不對稱設置。一種制作所述高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻的方法，其具體步驟為
步驟1，將貼覆有金屬箔電極層的片材置于模具或夾具上；
步驟2，采用弧形刀頭在片材兩面切割線上分別開出弧形槽；
步驟3，依弧形槽中心為斷線將各部分片材分離便形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。所述步驟2中的弧形刀頭為兩邊對稱或不對稱的外凸弧形刀頭。所述步驟2中的弧形刀頭為兩邊對稱或不對稱的內凹弧形刀頭。采用上述方案后，本發明的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻是在貼覆有金屬箔電極層的片材上利用不同形狀刀頭的刀具裁切的方式可以在其周緣形成斜面或弧面，令兩銅箔電極之間的爬電距離比原來直線距離長，產品耐壓特性得以提高，有效減少了電極間電弧放電現象，有效降低擊穿，燃燒等異常現象發生幾率；并且該斜面或弧面可利用不同刀具在制造的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻片材上直接裁切而成，因此，其具有同時制造簡單，不增加額外的制作工序，可以降低成本，提高性能，并快速且經濟的大量生產。
圖1是本發明實施例1的結構示意 圖2是本發明高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻片材示意 圖3是本發明的制作示意圖1;
圖4是本發明的制作示意圖2;
圖5是本發明的實施例2的結構示意 圖6是本發明的實施例3的結構示意 圖7是本發明的實施例4的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1至圖7所示，本發明揭示了一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻1，其是由具有PTC特性的高分子材料芯材11和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層12、13構成；如圖1、5、6所示，本發明的關鍵在于在熱敏電阻I的周緣裁切出斜面。如圖1所示，此斜面是芯材11截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層12、13傾斜形成上下兩斜面121、131，即構成V型切斷面。配合圖2、3、4所示，各熱敏電阻I在制作時，是將一貼覆有金屬箔電極層的片材10置于模具或夾具中，采用V型刀頭，在片材兩面切割線上，都開出V形槽，如4圖所示，當所有切割線都開槽后，就可以分開成為多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。由于高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻邊緣采用斜面的形式形成有突出部，因此，兩面銅箔電極之間的爬電距離比原來直線距離長，產品耐壓特性得以提高。 此高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻周緣的形狀可采用不同的刀具利用上述的裁切方法即可。如圖4所示，本發明的實施例2，其斜面是以上下兩金屬箔電極層12、13分別向芯材11中部傾斜形成出上下兩斜面123、133，上下兩斜面123、133之間形成有直邊111，即形成一梯形的切斷面，同樣可以實現加長兩面銅箔電極之間爬電距離的功效。而制作時，先利用V型刀頭刀具在片材兩面切割線上分別開出V形槽，之后再采用直切頭垂直裁切V形槽的底部便將各部分片材分離形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。此述實施例1、2中的斜面與芯材11中心線成20-80度的夾角為最佳。并且上下兩斜面傾斜的角度可為對稱或非對稱設置。再如圖5、6所示，此熱敏電阻的周緣可利用弧形刀頭刀具裁切出弧面，同樣可以令芯材11的邊緣凸出于兩銅箔電極層12、13的邊緣，以增加兩面銅箔電極之間的爬電距離。如圖5所示，本發明的實施例3，此弧面112是以芯材11截面中心向外弧凸形成，制作時是采用兩邊對稱的內凹弧形刀頭刀具裁切。而如圖6所示的本發明實施例4，此弧面是以芯材11截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層12、13形成內凹或外凸的上下兩弧面122、132，則制作時是采用兩邊對稱或不對稱的外凸或內凹的弧形刀頭刀具裁切。總之，本發明的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻通過裁切的方式可以在其周緣形成斜面或弧面，令兩銅箔電極之間的爬電距離比原來直線距離長，有效減少了電極間電弧放電現象，有效降低擊穿，燃燒等異常現象發生幾率；并且該斜面或弧面可利用不同刀具在制造的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻片材上直接裁切而成，因此，其具有同時制造簡單，不增加額外的制作工序，可以降低成本，提高性能，并快速且經濟的大量生產。具體實例
下面結合實例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。把HDPE，炭黑，氫氧化鎂，交聯劑及其它助劑放密煉機密煉15分鐘，取出用平板硫化機在180度溫度下壓成厚2. 3毫米的芯材，夾在兩片單面粗糙化過的鍍鎳銅箔電極里，用平板硫化機在180度，50MPa壓力條件下，將銅箔電極復合在芯材兩面，壓制成2毫米厚PPTC片材。切割刀用2毫米厚的圓片銑刀改造，把圓周刀口用工具磨床磨成和平面中心線成45度的兩個斜角。把切割刀裝在銑床上對PPTC片材兩面分別開V型槽，槽深O. 9毫米，槽成井字型分布，槽距離10毫米。完成后，用手輕掰，就得到長寬為IOX 10毫米大小的PPTC芯片。芯片再經交聯處理，焊接引線，包封，熱處理后，制成常溫電阻值為2. 5-3. 5歐姆的PPTC元件。對比例
除用沖裁模將上述PPTC片材沖裁成IOX 10毫米的芯片，邊緣為垂直平面，其余同上。
結果
將PPTC元件用240V，IA電流觸發，通電維持20秒，斷電100秒，這樣為一個循環。反
復進行。實施例樣品5只，6000個循環后全部完好，沒有燒，裂發生。對比例樣品5只，100個循環后檢查有2只從邊緣擊穿燒壞，500個循環后檢查又有2只邊緣擊穿燒壞，1000個循環后檢查最后I只邊緣擊穿燒壞。
權利要求
1.一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，由具有PTC特性的高分子材料芯材和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層構成；其特征在于在熱敏電阻的周緣裁切出斜面。
2.如權利要求1所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述斜面是以芯材截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層傾斜形成上下兩斜面，即V型切斷面。
3.如權利要求2所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述上下兩斜面為對稱或不對稱設置。
4.如權利要求2或3所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述上下兩斜面分別與芯材截面中心線成20-80度的夾角。
5.如權利要求1所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述斜面是以上下兩金屬箔電極層分別向芯材中部傾斜形成出上下兩斜面，上下兩斜面之間形成有直邊。
6.一種制作如權利要求1、2、3、4或5所述高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻的方法，其具體步驟為步驟1，將貼覆有金屬箔電極層的片材置于模具或夾具上；步驟2，采用V型刀頭在片材兩面切割線上分別開出V形槽；步驟3，依V形槽為斷線將各部分片材分離便形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。
7.如權利要求6所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻制作方法，其特征在于所述步驟3中再采用直切頭垂直裁切V形槽的底部便將各部分片材分離形成多個單獨的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻。
8.一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，由具有PTC特性的高分子材料芯材和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層構成；其特征在于在熱敏電阻的周緣裁切出弧面。
9.如權利要求1所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述弧面是以芯材截面中心向外弧凸形成。
10.如權利要求1所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述弧面是以芯截面中心線分別向兩面的金屬箔電極層形成內凹或外凸的上下兩弧面。
11.如權利要求10所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻，其特征在于所述的上下兩弧面為對稱或不對稱設置。
12.—種制作如權利要求8、9、10或11所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻的方法， 其具體步驟為步驟1，將貼覆有金屬箔電極層的片材置于模具或夾具上；步驟2，采用弧形刀頭在片材兩面切割線上分別開出弧形槽；步驟3，依弧形槽中心為斷線將各部分片材分離便形成多個單獨的高耐壓等級高分子 PTC熱敏電阻。
13.如權利要求12所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻制作方法，其特征在于所述步驟2中的弧形刀頭為兩邊對稱或不對稱的外凸弧形刀頭。
14.如權利要求12所述的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻制作方法，其特征在于所述步驟2中的弧形刀頭為兩邊對稱或不對稱的內凹弧形刀頭。
全文摘要
本發明公開了一種高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻及其制作方法，由具有PTC特性的高分子材料芯材和貼覆于芯材兩面的金屬箔電極層構成；其是在貼覆有金屬箔電極層的片材上利用不同形狀刀頭的刀具裁切的方式可以在其周緣形成斜面或弧面。令兩銅箔電極之間的爬電距離比原來直線距離長，產品耐壓特性得以提高，有效減少了電極間電弧放電現象，有效降低擊穿，燃燒等異常現象發生幾率；并且該斜面或弧面可利用不同刀具在制造的高耐壓等級高分子PTC熱敏電阻片材上直接裁切而成，因此，其具有同時制造簡單，不增加額外的制作工序，可以降低成本，提高性能，并快速且經濟的大量生產。
文檔編號H01C7/02GK103021604SQ201210530870
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者黃恩琳, 黃子軒 申請人:廈門萊納電子有限公司