CN2575817Y - 过电流保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种过电流保护装置，其具有均匀和稳定的电气连接强度。本实用新型的过电流保护装置包含一正温度系数材料层、一上电极箔、一下电极箔、第一金属端层、第二金属端层及至少一绝缘层。该上电极箔设于该正温度系数材料层的上表面，且该下电极箔设于该正温度系数材料层的下表面。该第一金属端层通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该上电极箔，且该第二金属端层通过至少非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该下电极箔。该至少一绝缘层用于隔离该上电极箔和该第二金属端层及隔离该下电极箔和该第一金属端层。

Description

过电流保护装置

技术领域

本实用新型关于一种过电流保护装置，特别是关于一种具有均匀和稳定的电气连接强度的过电流保护装置。

背景技术

为防止电路发生过电流或是过高温现象的过电流保护装置，随着目前可携式电子产品(例如手机、笔记型计算机、手提摄影机及个人数字助理器等)的广泛应用，其重要性也愈来愈显著。

正温度系数(PTC)过电流保护装置为一常见的过电流保护装置，由于其具有不需更换即可重复使用、对温度敏感及可靠度稳定等优点，所以目前已被普遍应用于高密度电路板及如前所述可携式的精密电子产品。

PTC过电流保护装置利用一具有正温度系数的导电复合材料(PTC材料)作为电流感测元件。由于该PTC材料的电阻值对温度变化反应敏锐，在正常使用状况时，其电阻可维持极低值，使电路得以正常运作。但是当电池不当使用而发生过电流或过高温的现象时，其电阻值会瞬间提高数万倍以上至一高电阻状态，而将过量的电流反向抵销，以达到保护电路元件及电池的目的。

图一为现有的PTC板材10，其内部结构可参考本实用新型的设计人在标题为“Surface mountable over-current protecting device”的美国专利号为6,377,467的专利中所揭示的内容。由侧面观之，该PTC板材10具有PTC材料层11、覆盖该PTC材料层11的上电极箔13和下电极箔14、电气连接至上电极箔13的第一金属端层15、电气连接至下电极箔14的第二金属端层16、位于第一金属端层15和第二金属端层16之间的防焊绿漆18，及用于隔离上电极箔13和第二金属端层16和隔离下电极箔14和第一金属端层15的绝缘层17。经由俯视观之，该PTC板材10具有多个电气导通孔12，且每一电气导通孔12之内均镀上导电材料。在制作成品阶段，须使用切割刀沿着该电气导通孔12的中心切开，形成半圆电气导通孔21，并对个别的过电流保护装置20进行封装，如图2所示。

但由于电子元件的小型化趋势，典型的PTC过电流保护装置也逐渐由1812(长×宽)和1210(长×宽)规格，逐渐过渡到1206和0805规格，甚至到达0603和0402规格。在0603规格以下，往往切割刀的厚度即和电气导通孔12的直径相差不多，若在切割时出现误差，往往会造成该PTC过电流保护装置20具有太小的电气导通孔表面积，该结果将降低该PTC过电流保护装置20在和电路板作表面粘着时的吃锡性。此外，在高电压制程下，该PTC材料层11的材料张力及延展性均大于金属材料，因而造成该PTC过电流保护装置20在电气连接上的可靠度。

由于现有的过电流保护装置20具有上述种种缺点，因此有必要针对此一问题提出一有效的解决方案。

实用新型说明

本实用新型的主要目的是提供一种过电流保护装置，可加强该装置的电气连接强度。

为达成上述目的并避免现有技术的缺点，本实用新型揭示一种过电流保护装置，其包含一正温度系数材料层、一上电极箔、一下电极箔、第一金属端层、第二金属端层及至少一绝缘层。该上电极箔设于该正温度系数材料层的上表面，且该下电极箔设于该正温度系数材料层的下表面。该第一金属端层通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该上电极箔，且该第二金属端层通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该下电极箔。该至少一绝缘层用于隔离该上电极箔和该第二金属端层及隔离该下电极箔和该第一金属端层。

本实用新型还揭示一种过电流保护装置，其由至少两个过电流保护模块以垂直层叠和电气并联的方式组成。第一金属端层通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该至少两个过电流保护模块的上电极箔，且第二金属端层通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该至少两个过电流保护模块的下电极箔。至少一绝缘层用于隔离该第二金属端层和最上层的过电流保护模块的上电极箔、该第一金属端层和最下层的过电流保护模块的下电极箔及相邻的过电流保护模块。

附图说明

本实用新型将依照后附图式来说明，其中：

图1为现有的PTC板材；

图2为现有的PTC过电流保护装置；

图3为本实用新型的过电流保护装置的第一实施例；

图4为本实用新型第一实施例的电气导通孔的一连接示意图；

图5为本实用新型第一实施例的电气导通孔的另一连接示意图；

图6为本实用新型的过电流保护装置的第二实施例；

图7为本实用新型的过电流保护装置的第三实施例；

图8为本实用新型的过电流保护装置的第四实施例；

图9为本实用新型的过电流保护装置的第五实施例；及

图10为本实用新型的第五实施例的电气导通孔的连接示意图。

元件符号说明：

10现有PTC板材                   11PTC材料层

12电气导通孔                    13上电极箔

14下电极箔                      15第一金属端层

16第二金属端层                  17绝缘层

18防焊绿漆

20现有PTC过电流保护装置         21半圆电气导通孔

30本实用新型的过电流保护装置    31全圆电气导通孔

51上电极箔                      52下电极箔

53蚀刻环

60本实用新型的过电流保护装置

61全圆电气导通孔

62金属导线

70本实用新型的过电流保护装置    71全圆电气导通孔

80本实用新型的过电流保护装置    81四分之一圆电气导通孔

90本实用新型的过电流保护装置    91上层过电流保护模块

92下层过电流保护模块            93绝缘层

具体实施方式

图3为本实用新型的过电流保护装置的第一实施例。和现有技术的最大不同点在于本实用新型的过电流保护装置30在该第一金属端层15和第二金属端层16的垂直面埋设至少一个全圆电气导通孔31。因此即使该半圆电气导通孔21的电气连接特性不佳，然可通过该全圆电气导通孔31而增加电气连接的强度和可靠度。

参考图4，其显示本实用新型第一实施例的电气导通孔的一连接示意图。该第一金属端层15可通过该半圆电气导通孔21和该全圆电气导通孔31电气连接至上电极箔13，而该第二金属端层16可通过该半圆电气导通孔21和该全圆电气导通孔31电气连接至下电极箔14。由于该上电极箔13和下电极箔14的长度并未延伸至另一端的金属端层，因此该第一金属端层15和该下电极箔14之间及该第二金属端层16和该上电极箔13之间将保持电绝缘的特性。

参考图5，其显示本实用新型的第一实施例的电气导通孔的另一连接示意图。和图4的电气导通孔连接示意图不同的是该上电极箔51和下电极箔52的长度延伸至另一端的金属端层。因此可于该上电极箔51相对于该第二金属端层16区域的半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔31的四周区域制作一蚀刻区53，而隔绝设于该第二金属端层16的半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔31电气连接至该上电极箔51。同理，可于该下电极箔52相对于该第一金属端层15区域的半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔31的四周区域制作一蚀刻区53，而隔绝设于该第一金属端层15的半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔31电气连接至该下电极箔52。

图6为本实用新型的过电流保护装置的第二实施例。和图3的结构不同的是该全圆电气导通孔61并非位于该第一金属端层15和该第二金属端层16，而是位于该防焊绿漆18的区域内。由于该第一金属端层15和该第二金属端层16的面积较小，不足以制作出大面积的全圆电气导通孔61。因此第二实施例的过电流保护装置60是将全圆电气导通孔61设于该防焊绿漆18的区域内，而得到较大面积的全圆电气导通孔61。之后，再以一金属导线62(例如铜导线)分别电气连接该全圆电气导通孔61至该第一金属端层15和该第二金属端层16。

图7是本实用新型的过电流保护装置的第三实施例。和图3的结构不同的是该过电流保护装置70具有两个半圆电气导通孔21和一个全圆电气导通孔71。换言之，本实用新型的精神在于善用该半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔71以增进电气连接强度和可靠度。至于该半圆电气导通孔21和全圆电气导通孔71的位置和数量，则可依设计者的安排而自行调配。

图8为本实用新型的过电流保护装置的第四实施例。该过电流保护装置80的特色在于具有四分之一圆电气导通孔81，且位于该过电流保护装置80的四个边角上。该四分之一圆电气导通孔81可通过适当安排PTC板材的电气导通孔的位置，并利用切割刀以横向及直向方式切割而得到。

图9为本实用新型的过电流保护装置的第五实施例。该过电流保护装置90的特色在于该第一金属端层15和该第二金属端层16之间包含至少两个彼此并联的过电流保护模块91、92，因此可降低装置电阻值和装置所消耗的功率。该上层过电流保护模块91和该下层过电流保护模块92之间具有一绝缘层93，其可使用聚丙烯(PP)或玻璃纤维等材质，以提供绝缘效果和维持一定的硬度。

图10为本实用新型第五实施例的电气导通孔的连接示意图。该第一金属端层15可通过该半圆电气导通孔21和该全圆电气导通孔31电气连接至该上层过电流保护模块91之上电极箔和该下层过电流保护模块92的上电极箔，而该第二金属端层16可通过该半圆电气导通孔21和该全圆电气导通孔31电气连接至该上层过电流保护模块91的下电极箔和该下层过电流保护模块92的下电极箔。经由上述电气连接的方式即可于该第一金属端层15和该第二金属端层16之间包含彼此并联的上层过电流保护模块91和该下层过电流保护模块92，因此可降低装置电阻值和装置所消耗的功率。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本专业技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰。因此，本实用新型的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (11)

1.一种过电流保护装置，其特征在于，包含：

一正温度系数材料层；

一上电极箔，设于该正温度系数材料层的上表面；

一下电极箔，设于该正温度系数材料层的下表面；

第一金属端层，通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该上电极箔；

第二金属端层，通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该下电极箔；及

至少一绝缘层，用于隔离该上电极箔和该第二金属端层及隔离该下电极箔和该第一金属端层。

2.如权利要求1所述的过电流保护装置，其还包含一设于该第一金属端层和第二金属端层之间的防焊绿漆。

3.如权利要求1所述的过电流保护装置，其中该全圆电气导通孔设于该第一金属端层及第二金属端层的表面。

4.如权利要求2所述的过电流保护装置，其中该全圆电气导通孔设于该防焊绿漆的表面，再以一金属导线连接至该第一金属端层及该第二金属端层。

5.如权利要求1所述的过电流保护装置，其中该非全圆电气导通孔为半圆或四分之一圆电气导通孔。

6.一种过电流保护装置，其特征在于，包含：

至少两个过电流保护模块，其以垂直层叠和电气并联的方式组成，包含：

(a)一正温度系数材料层；

(b)上电极箔，设于该正温度系数材料层的上表面；及

(c)下电极箔，设于该正温度系数材料层的下表面；

第一金属端层，通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该至少两个过电流保护模块的上电极箔；

第二金属端层，通过至少一非全圆电气导通孔和至少一全圆电气导通孔电气连接至该至少两个过电流保护模块的下电极箔；及

至少一绝缘层，用于隔离该第二金属端层和最上层的过电流保护模块的上电极箔、该第一金属端层和最下层的过电流保护模块的下电极箔及相邻的过电流保护模块。

7.如权利要求6所述的过电流保护装置，其还包含一设于该第一金属端层和该第二金属端层之间的防焊绿漆。

8.如权利要求6所述的过电流保护装置，其中该全圆电气导通孔设于该第一金属端层及该第二金属端层的表面。

9.如权利要求7所述的过电流保护装置，其中该全圆电气导通孔系设于该防焊绿漆的表面，再以一金属导线连接至该第一金属端层及该第二金属端层。

10.如权利要求6所述的过电流保护装置，其中相邻的过电流保护模块之间的绝缘层使用聚丙烯或玻璃纤维为材质。

11.如权利要求6所述的过电流保护装置，其中该非全圆电气导通孔为半圆或四分之一圆电气导通孔。

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