热电保护元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种热电保护元件及其制造方法，热电保护元件包括从下到上依次层叠的发热元件、绝缘壳体和上盖板，发热元件的底面设有第一左电极和第一右电极，发热元件的顶面设有第二左电极和第二右电极，上盖板的底面设有第三左电极和第三右电极，绝缘壳体的内部具有一空腔，热驱动开关的固定端夹在绝缘壳体的底面与第二左电极之间，热驱动开关的活动端位于绝缘壳体的空腔内并在常态下与第三右电极电接触，还包括第一左焊盘、第一右焊盘、第二左焊盘、第二右焊盘、左端电极和右端电极。本发明专利技术结构简单，适宜大规模自动化生产，制造成本低；元件面积小，节省空间，适应集成电路贴片工艺。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，热电保护元件包括从下到上依次层叠的发热元件、绝缘壳体和上盖板，发热元件的底面设有第一左电极和第一右电极，发热元件的顶面设有第二左电极和第二右电极，上盖板的底面设有第三左电极和第三右电极，绝缘壳体的内部具有一空腔，热驱动开关的固定端夹在绝缘壳体的底面与第二左电极之间，热驱动开关的活动端位于绝缘壳体的空腔内并在常态下与第三右电极电接触，还包括第一左焊盘、第一右焊盘、第二左焊盘、第二右焊盘、左端电极和右端电极。本专利技术结构简单，适宜大规模自动化生产，制造成本低；元件面积小，节省空间，适应集成电路贴片工艺。【专利说明】
本专利技术涉及一种，特别是涉及一种表面贴装型热电保 护元件及其制造方法。
技术介绍
热电保护元件广泛用于工业和家用的各种电子、电气设备中，市场上具有热保护 功能的断路器有多种，但均为引脚式电极型产品。该类型产品具有如下缺点：一、结构复杂， 组装精度要求高，生产良率低，由于引脚的存在，整体加工必须有专门的引脚安装和组装工 序，并且该工艺过程需要高精度定位，增加了成本，限制了生产效率；二、非表面贴装设计导 致在集成电路中占用面积大，不利于大规模集成电路安装，电子工业日趋集成化，而电子元 器件的引出式引脚增加整个元件的无效面积，挤占了集成电路的空间，即使通过弯折设计 减小二维平面上的投影至最低，但另一方面又增加了三维空间的占用，故引脚式设计缺陷 明显；三、非表面贴装设计导致焊接工艺效率低，焊接定位不准确。现代电子工业广泛使用 回流焊接，提高生产效率，降低不良率，引脚式元件多适用于点焊，对表面贴装工艺适应性 差，容易发生位移。 市场上目前使用的具有热保护功能的断路器均有上述缺点，如双金属片热保护 器、PTC热保护器、Breaker热保护器、电子电路型热保护器等，其中Breaker型热保护器虽 然结合了双金属片和PTC的共同优点，也初步实现了小型化设计，但其引脚式电极设计投 影面积大、结构复杂，局限了其生产效率和使用范围。 申请号为201110457077. 8的中国专利技术专利申请说明书中公开了一种自保持型过 电流保护装置，该装置是典型的双引脚式热电保护元件，该结构设计虽有较好的可靠性和 较小的体积，但结构复杂、必须经过精密安装、投影面积大、不适合大规模生产和表面贴装 工艺。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题在于提供一种结构简单、适宜大规模自动化生 产、适应集成电路贴片工艺的热电保护元件。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种热电保护元件，包括从下到 上依次层叠的发热元件、绝缘壳体和上盖板，所述发热元件的底面设有第一左电极和第一 右电极，发热元件的顶面设有第二左电极和第二右电极，所述上盖板的底面设有第三左电 极和第三右电极，所述绝缘壳体的内部具有一空腔，还包括一个热驱动开关，所述热驱动开 关包括固定端和活动端，所述固定端夹在所述绝缘壳体的底面与第二左电极之间，所述活 动端位于绝缘壳体的空腔内并在常态下与第三右电极电接触，所述发热元件的底面还设有 第一左焊盘和第一右焊盘，所述上盖板的顶面还设有第二左焊盘和第二右焊盘，所述第一 左焊盘、第一左电极、第二左电极、热驱动开关的固定端、第三左电极和第二左焊盘通过一 左端电极电连接；所述第一右焊盘、第一右电极、第二右电极、第三右电极和第二右焊盘通 过一右端电极电连接。 或者也可以采用如下技术方案：一种热电保护元件，包括从下到上依次层叠的发 热兀件、绝缘壳体和上盖板，所述发热兀件的底面设有第一左电极和第一右电极，发热兀件 的顶面设有第二左电极和第二右电极，所述上盖板的底面设有第三左电极和第三右电极， 所述绝缘壳体的内部具有一空腔，还包括一个热驱动开关，所述热驱动开关包括固定端和 活动端，所述固定端夹在所述绝缘壳体的顶面与第三右电极之间，所述活动端位于绝缘壳 体的空腔内并在常态下与第二左电极电接触，所述发热元件的底面还设有第一左焊盘和第 一右焊盘，所述上盖板的顶面还设有第二左焊盘和第二右焊盘，所述第一左焊盘、第一左电 极、第二左电极、第三左电极和第二左焊盘通过一左端电极电连接；所述第一右焊盘、第一 右电极、第二右电极、热驱动开关的固定端、第三右电极和第二右焊盘通过一右端电极电连 接。 进一步地，所述第一左焊盘和第一右焊盘之间设有下遮蔽层，第二左焊盘和第二 右焊盘之间设有上遮蔽层。 进一步地，还包括贯穿所述下遮蔽层、发热元件、绝缘壳体、热驱动开关的固定端、 上盖板和上遮蔽层的定位柱。 优选地，所述左端电极和右端电极分别位于一个半圆形的缺口内。 进一步地，所述上盖板的顶面设有第四左电极和第四右电极，所述第二左焊盘和 第二右焊盘分别形成在第四左电极和第四右电极的上面。 优选地，所述发热元件为正温度系数元件。 优选地，所述热驱动开关为弯曲状的多层金属复合片，其中至少一层为热膨胀或 热收缩型金属。 优选地，所述热驱动开关的活动端以及与其电接触的第三右电极或第二左电极上 设有触点。 更优地，所述触点为银镍合金触点。 本专利技术要解决的第二个技术问题是提供了一种上述热电保护元件的制造方法。 该制造方法包括以下步骤： 1)以发热板材制备发热元件，所述发热板材由PPTC芯材和包覆在PPTC芯材表面 的上、下极板构成，在其上、下极板上蚀刻出用于分隔左、右电极的隔离槽； 2)以复合金属板材制备热驱动开关阵列：所述复合金属板材由至少两层热膨胀 系数不同的金属板材复合而成，在所述复合金属板材上冲切出热驱动开关的固定端和活动 端，并使活动端形成翘曲状，相邻的固定端之间以连接柄相连接，形成热驱动开关编带阵 列； 3)以绝缘体板材制备绝缘壳体阵列：在绝缘体板材的上表面和下表面复合半固 化片，然后冲孔，形成多个按阵列排布的空腔； 4)以PCB覆铜板制备上盖板：所述PCB覆铜板包括上导电层、绝缘层和下导电层， 在其上导电层和下导电层上蚀刻出用于分隔左、右电极的隔离槽； 5)将上述发热元件、热驱动开关编带阵列、绝缘壳体阵列和上盖板上下层叠，对准 压合，使热驱动开关的活动端正好对应地位于绝缘壳体阵列的空腔内，压合后进行固化处 理，使所述半固化片和绝缘壳体成为一体，并填充到上盖板下导电层的隔离槽和发热元件 上极板的隔离槽内； 6)在步骤5)得到的多层压合板材上，按照预定的间距钻出多列通孔；在通孔内壁 和每列通孔两侧所对应的焊盘位置镀上适焊导电层； 7)将步骤6)得到的多层压合板材按单元进行切割，得到多个独立的热电保护元 件，在切割过程中，上述通孔被切割为两个半圆形的缺口，通孔内壁上的适焊导电层形成左 端电极和右端电极，通孔两侧的适焊导电层形成焊盘。 优选地，所述步骤5)中，先将热驱动开关编带阵列与绝缘壳体阵列预压合在一 起，再与发热元件、上盖板压合。 优选地，所述步骤5)中，还包括在压合后设置上、下遮蔽层的工序，所述上遮蔽层 由绝缘材料构成并设置在PCB覆铜板的上导电层隔离槽中，所述下遮蔽层由绝缘材料构成 并设置在发热板材下极板的隔离槽中。 优选地，所述步骤6)中，镀适焊导电层时，先化学镀铜后电镀镍。 与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电保护元件，其特征是，包括从下到上依次层叠的发热元件(1)、绝缘壳体(2)和上盖板(3)，所述发热元件(1)的底面设有第一左电极(11)和第一右电极(12)，发热元件(1)的顶面设有第二左电极(13)和第二右电极(14)，所述上盖板(3)的底面设有第三左电极(31)和第三右电极(32)，所述绝缘壳体(2)的内部具有一空腔(21)，还包括一个热驱动开关(4)，所述热驱动开关(4)包括固定端(41)和活动端(42)，所述固定端(41)夹在所述绝缘壳体(2)的底面与第二左电极(13)之间，所述活动端(42)位于绝缘壳体(2)的空腔(21)内并在常态下与第三右电极(32)电接触，所述发热元件(1)的底面还设有第一左焊盘(15)和第一右焊盘(16)，所述上盖板(3)的顶面还设有第二左焊盘(33)和第二右焊盘(34)，所述第一左焊盘(15)、第一左电极(11)、第二左电极(13)、热驱动开关的固定端(41)、第三左电极(31)和第二左焊盘(33)通过一左端电极(51)电连接；所述第一右焊盘(16)、第一右电极(12)、第二右电极(14)、第三右电极(32)和第二右焊盘(34)通过一右端电极(52)电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，侯李明，任井柱，符林祥，臧育锋，
申请(专利权)人：上海神沃电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31