電路保護組件的制作方法
本發明涉及一種電路保護組件，特別是一種將具有電阻正溫度效應的保護元件內置于覆銅箔層壓板中的電路保護組件，以節省電路保護元件的安裝空間。
背景技術：
聚合物基導電復合材料在正常溫度下可維持較低的電阻值，具有對溫度變化反應敏銳的特性，即當電路中發生過電流或過高溫現象時，其電阻會瞬間增加到一高阻值，使電路處于斷路狀態，以達到保護電路元件的目的。因此可把聚合物基導電復合材料制備的保護元件連接到電路中，作為電流傳感元件的材料。此類材料已被廣泛應用于電子線路保護元器件上。
隨著智能移動終端的發展，電子元器件大電流和小型化是發展的趨勢。然而，傳統的裝配在線路板表面的電路保護元件受到越來越有限的空間限制，如需進一步提升性能時，空間的限制致使其性能提升及其有限，如果將電路保護元件內置于覆銅箔層壓板內部，既可以大幅減小電路保護元件厚度帶來的影響，又給電路保護元件的面積帶來較大的可設計空間。并且，電路保護元件被密封在覆銅箔層壓板內部，很大程度上降低了外界環境對其的影響，因此具有較好的環境可靠性。
技術實現要素：
本發明涉及一種電路保護組件，不但可以節省電路保護元件的安裝空間，且具有良好的環境可靠性。
本發明的電路保護組件，包含由兩個金屬電極片間緊密夾固聚合物基導電復合材料層構成的具有電阻正溫度效應的保護元件，還包括：
（a）覆銅箔層壓板，中間有保護元件容置空間，所述的具有電阻正溫度效應的保護元件設在容置空間內；
（b）導電部件，使所述具有電阻正溫度效應的保護元件和被保護電路電氣連接；其中，所述聚合物基導電復合材料層包含至少一種聚合物基材和至少一種電阻率低于100μΩ.cm的導電粉末，所述導電粉末粒徑分布范圍在0.1μm～50μm之間。
將保護元件內置于覆銅箔層壓板內部，既可以大幅減小電路保護元件厚度帶來的影響，并且，很大程度上降低了外界環境對保護元件的影響，具有較好的環境可靠性。
在上述方案基礎上,所述覆銅箔層壓板按結構是單層、雙層或多層板，采用紙基、玻璃纖維布基、紙基和玻璃纖維布復合基板、陶瓷基基板，在基板上下覆蓋膠粘層后與銅箔復合。
在上述方案基礎上,所述的膠粘層采用酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、雙馬來酰亞胺改性三嗪樹脂、聚酰亞胺樹脂、二亞苯基醚樹脂、馬來酸酐亞胺-苯乙烯樹脂、聚氰酸酯樹脂、聚烯烴樹脂中的一種或其組合。
在上述方案基礎上,所述聚合物基材為：聚乙烯、氯化聚乙烯、氧化聚乙烯、聚氯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、酚醛樹脂、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、環氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種及其混合物。
在上述方案基礎上,所述導電粉末選自:碳系導電粉末、金屬粉末、導電陶瓷粉末及它們的混合物。
在上述方案基礎上,所述碳系導電粉末為：碳黑、碳纖維、碳納米管、石墨、石墨烯及它們的混合物。
在上述方案基礎上,所述金屬粉末為：銅、鎳、鈷、鐵、鎢、錫、鉛、銀、金、鉑或其合金中的一種及其混合物。
在上述方案基礎上,所述導電陶瓷粉末為：金屬氮化物、金屬碳化物、金屬硼化物、金屬硅化物、層狀結構陶瓷粉之中的一種或幾種的混合物。
在上述方案基礎上,所述金屬硼化物為硼化鉭、二硼化鉭、硼化釩、二硼化釩、二硼化鋯、二硼化鈦、硼化鈮、二硼化鈮、硼化二鉬、五硼化二鉬、二硼化鉿、硼化二鎢、硼化鎢、硼化二鉻、硼化鉻、二硼化鉻或三硼化五鉻之中的一種。
在上述方案基礎上,所述氮化物為氮化鉭、氮化釩、氮化鋯、氮化鈦、氮化鈮或氮化鉿中的一種。
在上述方案基礎上,所述碳化物為碳化鉭、碳化釩、碳化鋯、碳化鈦、碳化鈮、碳化二鉬、碳化鉿、碳化鎢、碳化二鎢或二碳化三鉻之中的一種。
在上述方案基礎上,所述硅化物為二硅化鉭、三硅化五鉭、硅化三釩、二硅化釩、二硅化鋯、二硅化鈦、三硅化五鈦、二硅化鈮、二硅化鉬、二硅化鉿、二硅化鎢、硅化三鉻或二硅化鉻之中的一種。
在上述方案基礎上,所述層狀結構陶瓷粉為Sc2InC、Ti2AlC、Ti2GaC、Ti2InC、Ti2TlC、V2AlC、V2GaC、Cr2GaC、Ti2AlN、Ti2GaN、Ti2InN、V2GaN、Cr2GaN、Ti2GeC、Ti2SnC、Ti2PbC、V2GeC、Cr2SiC、Cr2GeC、V2PC、V2AsC、Ti2SC、Zr2InC、Zr2TlC、Nb2AlC、Nb2GaC、Nb2InC、Mo2GaC、Zr2InN、Zr2TlN、Zr2SnC、Zr2PbC、Nb2SnC、Nb2PC、Nb2AsC、Zr2SC、Nb2SC、Hf2SC、Hf2InC、Hf2TlC、Ta2AlC、Ta2GaC、Hf2SnC、Hf2PbC、Hf2SnN、Ti3AlC2、V3AlC2、Ta3AlC2、Ti3SiC2、Ti3GeC2、Ti3SnC2、Ti4AlN3、V4AlC3、Ti4GaC3、Nb4AlN3、Ta4AlC3、Ti4SiC3、Ti4GeC3之中的一種及其混合物。
在上述方案基礎上,所述導電部件將所述具有電阻正溫度效應的保護元件串接于被保護電路中形成導電通路。
在上述方案基礎上,所述導電部件的基材為鎳、銅、鋁、鋅、錫、鉍、銦、銀、金中的一種及它們的合金，形狀為點狀、線狀、帶狀、層片狀、柱狀、全圓通孔、半圓通孔、弧形通孔或盲孔。
在上述方案基礎上,在覆銅箔層壓板外表面覆蓋絕緣漆層。防止其它元件與外部線路電氣接觸，并可在其上印刷標識符。
本發明優越性在于：將電路保護元件內置于覆銅箔層壓板內部，既可以大幅減小電路保護元件厚度帶來的影響，又給電路保護元件的面積帶來較大的可設計空間。并且，電路保護元件被密封在覆銅箔層壓板內部，很大程度上降低了外界環境對其的影響，具有較好的環境可靠性。
附圖說明
圖1本發明的具有電阻正溫度效應的保護元件示意圖；
圖2本發明第1實施例的剖面結構示意圖；
圖3本發明第2實施例的剖面結構示意圖；
圖4本發明第3實施例的剖面結構示意圖；
圖中標號說明：
100、200、300、400——保護元件；
110a、210a、310a、410a——下金屬電極片；
110b、210b、310b、410b——上金屬電極片；
120、220、320、420——聚合物基導電復合材料層；
231a、331a、431a——下絕緣涂層；
231b、331b、431b——上絕緣涂層；
232、332、432——層壓板；
233a、333a、433a——下膠粘層；
233b、333b、433b——上膠粘層；
240a、340a、440a——導電部件一；
240b、340b、440b——導電部件二；
440c——導電部件三；
250a——下銅箔；
250b——上銅箔；
圖3中，
350a、350b——左、右銅箔；
圖4中，
450a、450b——左、右上銅箔；
450c——下銅箔。
具體實施方式
一、材料準備
制作具有電阻正溫度效應的電路保護元件：
將聚合物、導電填料按合適的配方配料。將密煉機溫度設定為180度，轉速為30轉/分鐘，先加入聚合物密煉3分鐘后，然后加入導電填料，繼續密煉15分鐘后出料，得到具有電阻正溫度效應的導電復合材料。
將上述熔融混合好的具有電阻正溫度效應的導電復合材料通過開煉機壓延，得到厚度為0.20-0.25毫米的具有電阻正溫度效應的導電復合材料基層120，如圖1所示的具有電阻正溫度效應的保護元件100。
將具有電阻正溫度效應的導電復合材料基層120，按圖1所示置于下金屬電極片110a和上金屬電極片110b之間，二金屬電極片的粗糙面與具有電阻正溫度效應的聚合物基導電復合材料基層120緊密結合，通過熱壓合的方法將上述三層疊好緊密結合在一起。熱壓合的溫度為180攝氏度，壓力為12兆帕，時間為10分鐘，最后在冷壓機上冷壓10分鐘，得到具有電阻正溫度效應的芯片。
將具有電阻正溫度效應的芯片經過沖壓或劃片，制成合適大小的具有電阻正溫度效應的保護元件100。
二、電路保護組件制作：
（a）覆銅箔層壓板，中間有保護元件容置空間，將上述具有電阻正溫度效應的保護元件設在容置空間內；
（b）導電部件，使所述具有電阻正溫度效應的保護元件和被保護電路電氣連接；其中，所述聚合物基導電復合材料層包含至少一種聚合物基材和至少一種電阻率低于100μΩ.cm的導電粉末，所述導電粉末粒徑分布范圍在0.1μm～50μm之間。
所述導電部件的基材為鎳、銅、鋁、鋅、錫、鉍、銦、銀、金中的一種及它們的合金，形狀為點狀、線狀、帶狀、層片狀、柱狀、全圓通孔、半圓通孔、弧形通孔或盲孔。
實施例1
如圖2所示：電路保護組件，包含覆銅箔層壓板、具有電阻正溫度效應的保護元件和導電部件。將具有電阻正溫度效應的保護元件200置于覆銅箔層壓板的基材層壓板232中，保護元件200結構和性能與保護元件100相同或相近，該保護元件200由具有電阻正溫度效應的聚合物基導電復合材料基層220、下金屬電極片210a和上金屬電極片210b組成；將半固化的上膠粘層233b和下膠粘層233a熱壓合在層壓板232的上下表面，然后將下銅箔250a和上銅箔250b分別壓合在半固化層下膠粘層233a和上膠粘層233b上，將上金屬電極210b通過導電部件二240b與上銅箔250b電氣連接；將下金屬電極片210a通過導電部件一240a與下銅箔250a電氣連接,下銅箔250a和上銅箔250b可以加工成各種形狀的外部線路。在電路保護組件的上下表面分別覆蓋一層絕緣漆，形成上、下絕緣涂層231b、231a，防止其它元件與外部線路電氣接觸，并可在其上印刷標識符。
實施例2
如圖3所示，電路保護組件，包含覆銅箔層壓板、具有電阻正溫度效應的保護元件300和導電部件。將具有電阻正溫度效應的保護元件300置于覆銅箔層壓板的基材332中，保護元件300結構和性能與保護元件100相同或相近，保護元件300由具有電阻正溫度效應的聚合物導電復合材料基層320、下金屬電極片310a和上金屬電極片310b組成，將半固化的上膠粘層333b和下膠粘層333a熱壓合在層壓板332的上下表面，然后在外表面復合銅箔，對銅箔進行進行刻蝕，形成左、右銅箔350a、350b，將上金屬電極310b通過導電部件二340b與右銅箔350b電氣連接；將下金屬電極片310a通過導電部件一340a與左銅箔350a電氣連接。左、右銅箔350a、350b可以加工成各種形狀的外部線路。在電路保護組件的上下表面分別覆蓋一層絕緣漆，形成上、下絕緣涂層331b、331a，防止其它元件與外部線路電氣接觸，并可在其上印刷標識符。
實施例3
如圖4所示，電路保護組件，包含覆銅箔層壓板、具有電阻正溫度效應的保護元件400和導電部件。將具有電阻正溫度效應的保護元件400置于層壓板432中，保護元件400結構和性能與保護元件100相同或相近，保護元件400由具有電阻正溫度效應的導電復合材料基層420、下金屬電極片410a和上金屬電極片410b組成，將半固化的上膠粘層433b和下膠粘層433a熱壓合在層壓板432的上下表面，然后將銅箔分別壓合在半固化層433a和433b上，對銅箔進行刻蝕，形成左、右上銅箔450a、450b和下銅箔450c，將上金屬電極410b通過導電部件二440b與右上銅箔450b電氣連接，再將右上銅箔450b和下銅箔450c通過導電部件三440c電氣連接；將下金屬電極410a通過導電部件一440a與左上銅箔450a電氣連接,450a、450b和450c為可以加工成各種形狀的外部線路。在電路保護組件的上下表面分別覆蓋一層絕緣漆431b和431a，防止其它元件與外部線路電氣接觸，并可在其上印刷標識符。
本發明的內容和特點已揭示如上，然而前面敘述的本發明僅僅簡要地或只涉及本發明的特定部分，本發明的特征可能比在此公開的內容涉及的更多。因此，本發明的保護范圍應不限于實施例所揭示的內容，而應該包括在不同部分中所體現的所有內容的組合，以及各種不背離本發明的替換和修飾，并為本發明的權利要求書所涵蓋。
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