CN1529329A - 高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法。一种高分子正温度系数热敏电阻器，由高分子PTC芯材和金属箔片电极构成的芯片，其中金属箔片电极贴覆于所述芯材的同一侧面。所述的高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法，第一步，分别将芯材各组分高分子聚合物、碳黑、无机填料和加工助剂在100～200℃温度下混炼；第二步，用压制方法制成一面贴覆金属箔片的复合片材；第三步，再将此复合片材用γ射线(Co⁶⁰)或电子辐照交联，然后将片材切割成一定尺寸的小片，在贴覆于芯材的金属箔片电极上刻蚀出具有一定几何形状、一定宽度的分割线，将上述金属箔片电极分割为不相连接的两部分，即制得高分子正温度系数热敏电阻器。

Description

高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法

技术领域

本发明高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法，涉及一种以导电高分子聚合物复合材料为主要原料的高分子PTC热敏电阻器及其制造方法。

背景技术

填充导电粒子的结晶或部分结晶高分子复合材料可表现出PTC(正温度系数positive temperature coefficient)现象。也就是说，在一定的温度范围内，自身的电阻率会随温度的升高而增大。具有PTC特性的这类导电体己制成热敏电阻器，应用于电路的过流保护。目前高分子正温度系数热敏电阻器已广泛地应用到通信、计算机、汽车、工业控制、家用电器等众多领域中。

通常高分子PTC热敏电阻器的芯材为所谓“三明治”结构，即两层金属箔片电极夹一层高分子PTC材料芯片。由于这种“三明治”结构决定了其具有一定的电容，因此，在高频线路中应用时易产生高频信号变形。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述技术存在的缺陷而提供一种适合高频线路过流防护用的高分子正温度系数热敏电阻器及其制造工艺。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种高分子正温度系数热敏电阻器，由高分子PTC芯材和金属箔片电极构成的芯片，其中，金属箔片电极贴覆于所述芯材的同一侧面。

在上述技术方案基础上，在金属箔片电极外表面上焊接引出电极。

在上述技术方案基础上，在芯片外面包覆绝缘层。

本发明高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法有下述步骤：第一步，分别将芯材各组分高分子聚合物、碳黑、无机填料和加工助剂在100～200℃温度下混炼；第二步，用压制方法制成一面贴覆金属箔片的复合片材；第三步，再将此复合片材用γ射线(Co⁶⁰)或电子辐照交联，然后将片材切割成一定尺寸的小片，在贴覆于芯材的金属箔片电极上刻蚀出具有一定几何形状、一定宽度的分割线，将上述金属箔片电极分割为不相连接的两部分，即制得高分子正温度系数热敏电阻器。

一种高分子正温度系数热敏电阻器及其制造方法，这种高分子正温度系数热敏电阻器，它的芯片由高分子PTC芯材和贴覆于上述芯材同一侧面的金属箔片电极构成，芯片可以直接作为高分子正温度系数热敏电阻器使用，也可以在金属箔片电极外表面上焊接引出电极和在外面包覆绝缘层。

所述的芯材材料由高分子聚合物、碳黑、无机填料以及其它加工助剂混合而成。

上述芯材材料组分中高分子聚合物可以是一种聚合物或两种以上聚合物的共混物，主要有：聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚三氯乙烯中的一种或一种以上材料的共聚物。

上述芯材材料组分中加工助剂是碳黑分散剂、抗氧剂、交联促进剂、偶联剂，其中碳黑分散可以是石蜡、氧化聚乙烯，抗氧剂可以是酚类或胺类化合物，如酚类抗氧剂ANOX70，交联促进剂可以是多官能团不饱和化合物，如三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)，偶联剂可以是硅烷或钛酸酯类有机化合物，如钛偶联剂TCF。

上述芯材材料组分中碳黑是指各种导电碳黑、色素碳黑和补强碳黑，最好是导电碳黑。

上述芯材材料组分中无机填料是指氢氧化镁、氢氧化铝、氧化镁、氧化铝、碳酸钙、二氧化硅。

与现有技术相比，本发明金属箔片电极在芯材同一侧面，因此从结构上降低了产品电容，从而制得适合高频线路过流防护用的高分子正温度系数热敏电阻器。

附图说明：

附图1高分子正温度系数热敏电阻器结构图。镀镍铜箔2压合于高分子PTC芯材3。在复合片贴覆镀镍铜箔电极面对应蚀刻掉镀镍铜箔形成分割槽1。

附图2高分子正温度系数热敏电阻器俯视图。镀镍铜箔电极经蚀刻后形成分割槽1。

具体实施方式

一种高分子正温度系数热敏电阻器，由高分子PTC芯材1和金属箔片电极构成的芯片2，其中，金属箔片电极贴覆于所述芯材的同一侧面。如附图1高分子正温度系数热敏电阻器结构图以及图2高分子正温度系数热敏电阻器俯视图所示，镀镍铜箔电极2压合于高分子PTC芯材3上，在复合片贴覆镀镍铜箔电极面对应蚀刻掉镀镍铜箔形成分割槽1，镀镍铜箔电极经蚀刻后形成分割槽1。

一种高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法，分别将芯材组分高分子聚合物、碳黑、无机填料和加工助剂在100～200℃温度下混炼，用模压方法制成一面贴覆金属箔片的复合片材；再将此复合片材用γ射线(Co⁶⁰)或电子辐照交联，然后将片材切割成一定尺寸的小片，利用化学或机械的方法，在贴覆于芯材的金属箔片电极上刻蚀出具有一定几何形状、一定宽度的分割线，将上述金属箔片电极分割为不相连接的两部分21、22，即可制得高分子正温度系数热敏电阻器。也可以分别在上述两部分不相连接的金属箔片电极焊接上引出电极，并在外面包覆绝缘层。

表1                                                                                                               单位：g

高密度聚乙烯	碳黑	氢氧化镁	酚类抗氧剂ANOX70	钛偶联剂TCF
					345	320	160	16	8

注：高密度聚乙烯：菲利浦石油公司BHB5502

碳黑：卡博特公司VULCAN 9A32

将表1中各组分在190℃温度下于密炼机中混炼均匀，经冷却，粉碎磨粉后，得到粒径80目的粉末，取上述粉末30克，将其夹在一层镀镍铜箔与一层涤纶薄膜之间，放于压模中，压力5Mpa，温度180℃条件下压制成面积200cm²，厚2.0mm片材，将涤纶薄膜揭下来，而镀镍铜箔与高分子PTC芯材粘合在一起。在真空烘箱中80℃热处理16小时后，用γ射线(Co⁶⁰)辐照，剂量为20Mrad，然后再用冲床冲制成10mm*10mm大小的小片，然后用三氯化铁蚀刻液在其电极一侧刻蚀分割槽，(如图1所示)分割槽宽1.5mm，深度恰好将镀镍铜箔除去。在其两电极上分别焊接φ0.6mm的镀锡圆铜线，然后环氧树脂包封，即得高分子正温度系数热敏电阻器。

所得高分子正温度系数热敏电阻器零功率电阻值6-10欧姆，用于ADSL线路过流防护，对于线路传输的高频信号没有影响。

Claims (6)

1一种高分子正温度系数热敏电阻器，由高分子PTC芯材和金属箔片电极构成的芯片，其特征在于：金属箔片电极贴覆于所述芯材的同一侧面。

2根据权利要求1所述的高分子正温度系数热敏电阻器，其特征在于在金属箔片电极外表面上焊接引出电极

3根据权利要求1、2所述的高分子正温度系数热敏电阻器，其特征在于在芯片外面包覆绝缘层。

4根据权利要求1所述的高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法，第一步，分别将芯材各组分高分子聚合物、碳黑、无机填料和加工助剂在100～200℃温度下混炼；第二步，用压制方法制成一面贴覆金属箔片的复合片材；第三步，再将此复合片材用γ射线(Co⁶⁰)或电子辐照交联，然后将片材切割成一定尺寸的小片，在贴覆于芯材的金属箔片电极上刻蚀出具有一定几何形状、一定宽度的分割线，将上述金属箔片电极分割为不相连接的两部分，即制得高分子正温度系数热敏电阻器。

5根据权利要求4所述的高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法，其特征在于在上述两部分不相连接的金属箔片电极上焊接引出电极。

6根据权利要求4或5所述的高分子正温度系数热敏电阻器的制造方法，其特征在于在芯片外面包覆绝缘层。

Images