CN2789897Y - 过电流保护元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种过电流保护元件，其包含两层第一电极层、一电流感测层及一绝缘体。该电流感测层是由正温度系数材料组成，且叠设于该两层第一电极层之间。该绝缘体是环绕于该电流感测层侧边的中空结构。该第一电极层是直接接触该电流感测层，且因其相较于现有技艺的电极层具有较大的面积，故具有优选的散热效果。此外，该过电流保护元件可另包含两设置于该第一电极层表面的第二电极层，且该第二电极层的面积大于第一电极层的面积，用以加强散热效果。

Description

过电流保护元件

技术领域

本实用新型是关于一种过电流保护元件，特别是关于一种具有较高工作电流的过电流保护元件。

背景技术

为防止电路发生过电流(over-current)或是过高温(over-temperature)现象的过电流保护元件，随着目前便携式电子产品(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。

一般的正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)元件的电阻值对温度变化的反应相当敏锐，PTC元件于正常使用状况时，其电阻值可维持极低，通常在0.1欧姆以下，使电路得以正常运作。但是，当发生过电流或过高温的现象而使温度上升至一临界温度时，其电阻值会瞬间弹跳至一高电阻状态(例如10⁴ohm以上)而抑制过量电流，以达到保护电池或电路元件的目的。因此，该PTC元件已见整合于各式电路元件中，以防止过电流的损害。

现有的过电流保护元件10的结构如图1所示，其是在一正温度系数聚合物11的上、下各置一绝缘的印刷电路积层板12，作为该正温度系数聚合物11的外部保护材料，以防止因水气侵入或刮伤该正温度系数聚合物11而造成元件失效。在该正温度系数聚合物11及印刷电路积层板12的左右两端置入两电极层13，作为导通该正温度系数聚合物11与外部电路的桥梁。

该电极层13是制作于该过电流保护元件10的左右两侧，用以支撑该正温度系数聚合物11。然，因该印刷电路积层板12不具散热效果，且该电极层13与外界接触的面积较小，故无法使该过电流保护元件10在工作时获得良好的散热，以致该正温度系数聚合物11的电阻将增加，而降低该过电流保护元件10的工作电流且大幅度限制其应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种过电流保护元件，用以防止该过电流保护元件于工作时因高热增加其电阻，藉此可增加其工作电流，进而扩大其应用范围。

为达到上述目的，本实用新型揭示一种过电流保护元件，其特征在于：包含：两层第一电极层；一电流感测层，其是由正温度系数材料组成，且叠设于该两层第一电极层之间；一绝缘体，该绝缘体是一中空结构，且该绝缘体环绕于该电流感测层***。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体的上下表面分别接触该两层第一电极层。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体是选自：树脂、环氧塑料、高分子聚合物、玻璃纤维积层板或其组合物。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该第一电极层是选自：铝、铜、银或其合金。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体为方形。

所述的过电流保护元件，其特征在于：其另包含两层第二电极层，分别设置于该两层第一电极层的表面，且面积大于该两层第一电极层的面积。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体的上下表面分别接触该两层第二电极层。

所述的过电流保护元件，其特征在于：该第二电极层是选自：铝、铜、银或其合金。

为顺应元件设计微小化的趋势，本实用新型的过电流保护元件提供优选的散热结构设计及选择适当的散热材料，可以有效避免该过电流保护元件的电阻增加，藉以提高过电流保护装置的工作电流。

本实用新型的过电流保护元件，其包含两层第一电极层、一电流感测层及一绝缘体。该电流感测层是由正温度系数材料组成，且叠设于该两层第一电极层之间。该绝缘体是环绕于该电流感测层侧边的中空结构。该第一电极层是直接接触该电流感测层，且因其相较于现有技艺的电极层具有较大的面积，故具有优选的散热效果。

此外，该过电流保护元件可另包含两设置于该第一电极层表面的第二电极层，且该第二电极层的面积大于第一电极层的面积，用以加强散热效果。

该绝缘体除了具有绝缘的效果外，另具有支撑该第一电极层或第二电极层的功能。

附图说明

图1是现有的过电流保护元件的示意图；

图2(a)是本实用新型的第一优选实施例的过电流保护元件的示意图；

图2(b)是图2(a)中沿1-1剖面线的剖面图；

图3是本实用新型的第二优选实施例的过电流保护元件的示意图。

具体实施方式

参照图2(a)，其是本实用新型的第一优选实施例的过电流保护元件20的示意图。该过电流保护元件20包含一电流感测层21、两层第一电极层22及一绝缘体23。该电流感测层21是由正温度系数材料组成，且叠设于该两层第一电极层22之间。该第一电极层22可由铜、铝、银或铝-铜合金制成。该绝缘体23的材料可为树脂(resin)、环氧树脂(epoxy)、高分子聚合物(polymer)、印刷电路积层板或玻璃纤维积层板(例如FR-4)等。该绝缘体23除了提供绝缘的功能在之外，亦作为支撑该第一电极层22用。

图2(b)是图2(a)中沿1-1剖面线的剖面图。由图2(b)可知，该绝缘体23为中空结构，且环绕于该电流感测层21的侧边。实际制作上，该绝缘体23并不限定于方形，例如圆形或其它多边形亦可应用。

就制造程序上而言，可先在一整块绝缘板以机械钻头、冲压(stamping)或激光镂空等方式凿出若干个镂空处，再将镂空处填入该电流感测层21的材料。之后，将该两层第一电极层22或以电镀、溅镀电极等方式接合电极于该电流感测层21的表面并进行切割，即可得到若干个过电流保护元件20。

参照图3，其是本实用新型的第二优选实施例的过电流保护元件30的示意图。该过电流保护元件30包含一电流感测层31、两层第一电极层32、一绝缘体33及两第二电极层34。相较于第一优选实施例的过电流保护元件20，该过电流保护元件30增加了设置于该第一电极层32表面的第二电极层34，且该第二电极层34的面积大于第一电极层32的面积，故可增加散热效率。该绝缘体33除了提供绝缘的功能外，亦作为支撑该第二电极层34之用。

与第一优选实施例相同，本实施例的第一电极层32及第二电极层34亦可选用铝、铜、银或铝-铜合金等散热性佳且易于制作实施的金属材料。

铝及铜金属的热传导性(thermal conductivity)、热容量(heat capacity)及电传导性(electrical conductivity)如表(一)所示。因铝、铜皆兼具良好散热及导电特性，且较银便宜，故铝、铜或其合金(铝-铜合金)非常适合作为第一电极层22、32及第二电极层34的电极材料。

                     表(一)

	铝	铜
			电传导性(siemens/m)热容量(J/Kg℃)热传导性(W/m℃)	0.377*106910160	0.596*106390200

本实用新型的过电流保护元件20、30因具有优选的散热效率，故可避免其于工作时因电流感测层21、31的温度升高造成其电阻增加的问题，而可使过电流保护元件20、30具有较高的工作电流。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士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。

Claims (8)

1.一种过电流保护元件，其特征在于：包含：

两层第一电极层；

一电流感测层，其是由正温度系数材料组成，且叠设于该两层第一电极层之间；

一绝缘体，该绝缘体是一中空结构，且该绝缘体环绕于该电流感测层***。

2.如权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体的上下表面分别接触该两层第一电极层。

3.如权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体是选自：树脂、环氧塑料、高分子聚合物、玻璃纤维积层板或其组合物。

4.如权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：该第一电极层是选自：铝、铜、银或其合金。

5.如权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体为方形。

6.如权利要求1所述的过电流保护元件，其特征在于：其另包含两层第二电极层，分别设置于该两层第一电极层的表面，且面积大于该两层第一电极层的面积。

7.如权利要求6所述的过电流保护元件，其特征在于：该绝缘体的上下表面分别接触该两层第二电极层。

8.如权利要求6所述的过电流保护元件，其特征在于：该第二电极层是选自：铝、铜、银或其合金。

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