TWI581274B - 表面黏著型過電流保護元件 - Google Patents

Description

表面黏著型過電流保護元件

本發明係關於一種過電流保護元件，特別是關於一種可耐高電壓的表面黏著型(surface mountable device; SMD)的過電流保護元件。

過電流保護元件被用於保護電路，使其免於因過熱或流經過量電流而損壞。過電流保護元件通常包含兩電極及位在兩電極間之電阻材料。此電阻材料具正溫度係數(Positive Temperature Coefficient；PTC)特性，亦即在室溫時具低電阻值，而當溫度上升至一臨界溫度或電路上有過量電流產生時，其電阻值可立刻跳升數千倍以上，藉此抑制過量電流通過，以達到電路保護之目的。當溫度降回室溫後或電路上不再有過電流的狀況時，過電流保護元件可回復至低電阻狀態，而使電路重新正常操作。此種可重複使用的優點，使PTC過電流保護元件取代保險絲，而被更廣泛運用在高密度電子電路上。

一般而言，高分子聚合物型PTC導電複合材料係由一結晶性高分子聚合物及導電填料所組成，該導電填料係均勻分散於該高分子聚合物之中。該高分子聚合物一般為聚烯烴類聚合物，例如：聚乙烯，而導電填料一般為碳黑、金屬或導電陶瓷填料。

目前業界最廣為使用的SMD過電流保護元件如美國專利US6,377,467所掲露，其結構主要是藉由垂直方向的導電通孔連接PTC元件表面的金屬箔和位於元件上下表面兩側的電極，形成導電通路。傳統上若要使用於例如6V或30V以上的高電壓應用時，通常需要降低其中的導電填料如碳黑或導電陶瓷粉末。但是如此一來也將降低元件的維持電流(hold current)，而無法符合同時兼具耐高電壓和高維持電流的要求。通常SMD過電流保護元件係透過印刷電路板(PCB)製程加以製作，需要利用蝕刻製程製作所需線路。然而若蝕刻位置不精確、蝕刻銅箔不完全、殘餘金屬存在或導電通孔的連結沒做好，可能發生電弧(arcing)的問題。此外，蝕刻液若有殘留，也有可能會降低耐電壓的效果。

PTC保護元件在發生保護作用時，由於其電阻迅速增加，因此在產生保護作用時，往往承受了電源迴路中絕大部分的電壓。隨著通信或車用設備要求PTC保護元件需承受線路中較大的故障電壓時，習知的SMD 結構設計因為PTC材料層側邊接觸導電通孔，容易發生電弧現象，導致PTC保護元件發生擊穿、火花、燃燒等現象，引發安全事故。因此原有SMD結構的設計，應設法使其具有較高的耐電壓能力。

中國專利CN 201994151U公開了一種SMD高分子PTC保護元件，利用嵌入包含PTC材料層和其上下層銅箔的PTC晶片之缺口的絕緣凸台來提高耐電弧的能力。製作該PTC晶片的缺口是使用盲孔的方式，盲孔的位置與PTC元件兩端的缺口位置相對應，盲孔深度正好可以正面鑽透上層銅箔和高分子PTC 複合導電材料而不鑽透下層銅箔，反面鑽透下層銅箔和高分子PTC 複合導電材料而不鑽透上層銅箔。然而盲孔深度不易精確控制，很有可能會鑽透該上層和下層銅箔造成電路斷路，或者使得銅箔過薄而影響導電穩定性，導致良率降低或有電氣特性不良的問題。

此外，後續使用真空壓合技術，將FR4流膠(prepreg)嵌入盲孔的過程當中，可能會有嵌入不完全或氣泡問題的發生，也會造成對產品的不良影響。申言之，壓合填孔對於大孔徑、高深寬比(high aspect ratio)與孔數多之盲孔，可能因為FR4流膠的含膠量不足以完全填充較大與較深孔徑之盲孔，而造成塞孔氣泡、凹陷與介質厚度不足等等問題的出現，此亦將影響產品整體之可靠度。FR4膠具有相對較高之熱膨脹係數CTE ( Coefficient of Thermal Expansion)，過高的CTE 將促使填充材料在受熱 (如冷熱衝擊、熱應力等信賴性測試) 的過程中發生龜裂（crack）或分層（delamination）的情形，兩種材料之間存在差異甚大的CTE 與內含塞孔氣泡均為導致上述不良的主要原因。

為解決上述SMD過電流保護元件不易耐高電壓的問題，本發明公開了一種表面黏著型過電流保護元件，其具有更佳的電氣絕緣效果，可避免不預期的電弧現象，因此可在保有高維持電流的條件下提供耐高電壓效果，從而可提供例如6V以上或甚至30V以上的耐高壓的過電流保護。

根據本發明之一實施例，一種表面黏著型過電流保護元件包括PTC材料層、第一導電層、第二導電層、左電極、右電極、左導通件、右導通件、左絕緣件和右絕緣件。該PTC材料層包含相對的左端部和右端部，該左端部設有一個左缺口，該右端部設有一個右缺口。該第一導電層包含貼合於該PTC材料層的上表面的主要部分和延伸至該左缺口上方的次要部分。該第二導電層包含貼合於該PTC材料層的下表面的主要部分和延伸至該右缺口下方的次要部分。左電極電氣連接該第一導電層，右電極電氣連接該第二導電層。該左導通件連接左電極和第一導電層，且與第二導電層隔離。該右導通件連接右電極和第二導電層，且與第一導電層隔離。該左絕緣件填入該左缺口中，且位於該左導通件和PTC材料層之間，作為其間的隔離。該右絕緣件填入該右缺口中，且位於該右導通件和PTC材料層之間，作為其間的隔離。其中該PTC材料層和左、右導通件之間不形成物理接觸，且該第一導電層和第二導電層的主要部分和次要部分的厚度不同。

一實施例中，該第一導電層和第二導電層的主要部分較次要部分為厚。

一實施例中，該第一導電層和第二導電層的主要部分為包含一第一金屬層和一第二金屬層的複合層，該第一導電層和第二導電層的次要部分包含該第二金屬層。

一實施例中，該第二金屬層為貼合於該第一金屬層表面的電鍍層。

一實施例中，該左絕緣件和右絕緣件為半圓柱形，且半圓柱形的高度除以半徑的比值為1~15。

一實施例中，該第一導電層右端設有和該右缺口對齊的缺口，該第二導電層左端設有和該左缺口對齊的缺口。

一實施例中，該作左缺口和右缺口為半圓形或半橢圓形，且該左導通件和右導通件為半圓形或半橢圓形的導電通孔。

一實施例中，該表面黏著型過電流保護元件另包含第一絕緣層和第二絕緣層。該第一絕緣層貼合於該第一導電層上表面，且自該左導通件延伸至右導通件。該第二絕緣層貼合於該第二導電層下表面，且自該左導通件延伸至右導通件。

一實施例中，該左、右電極各有兩個電極區塊，分別貼合在該第一絕緣層上表面和貼合在該第二絕緣層下表面。

一實施例中，該第一絕緣層和第二絕緣層包含預浸玻纖材料(prepreg)。

一實施例中，該第一絕緣層和第二絕緣層所使用的材料和該左絕緣件和右絕緣件所使用的材料不同。

一實施例中，該左絕緣件和右絕緣件於垂直向的CTE小於第一絕緣層和第二絕緣層於垂直向的CTE。

一實施例中，該左絕緣件和右絕緣件包含絕緣樹脂，其不含玻纖。

一實施例中，該絕緣樹脂Tg 點以下之CTE（熱膨脹係數）低於50 ppm，且Tg 點大於等於140℃。

一實施例中，該絕緣樹脂於25℃的黏度為30~60 Pa·s。

本發明的表面黏著型過電流保護元件利用左、右絕緣件使得PTC材料層和左、右導通件不形成物理接觸，可增加其間的絕緣效果，進而提高其耐電壓特性。該左、右絕緣件優選地可使用適合的絕緣樹脂，具有特定的黏度和CTE，適合大孔徑和高深寬比的製程，可以改善傳統壓合製程填孔不全、氣泡、龜裂和分層的問題。此外，本發明可製作包含並聯多層PTC材料層的表面黏著型過電流保護元件，而得到較低的元件電阻值，同時兼具耐電壓特性。

為讓本發明之上述和其他技術內容、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出相關實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1A顯示本發明第一實施例之表面黏著型過電流保護元件10的立體示意圖，圖1B為前述表面黏著型過電流保護元件10的分解示意圖。圖2A為圖1A中沿1-1剖面線的剖面示意圖，圖2B為圖1中表面黏著型過電流保護元件10的右側示意圖，圖2C為圖1中表面黏著型過電流保護元件10的左側示意圖。表面黏著型過電流保護元件10為一種包含多層材料的層疊結構，其包括PTC材料層11、第一導電層12、第二導電層13、左電極14、右電極15、左導通件16、右導通件17、左絕緣件18、右絕緣件19、第一絕緣層20和第二絕緣層21。該PTC材料層11包含相對的左端部和右端部，且該左端部設有一個左缺口22，可容納該左絕緣件18，該右端部設有一個右缺口23，可容納該右絕緣件19。該PTC材料層11可包含高分子聚合物和散佈於其中的導電填料，該導電填料包含碳黑、金屬或陶瓷導電粉末。該第一導電層12右端設有和該右缺口23對齊的缺口，該第二導電層13左端設有和該左缺口22對齊的缺口。該第一導電層12包含貼合於該PTC材料層11的上表面的主要部分121和延伸至左缺口22上方的次要部分122。更精確而言，該次要部分122係位於該左絕緣件18的表面。該第二導電層13包含貼合於該PTC材料層11的下表面的主要部分131和延伸至右絕緣件19下方的次要部分132。更精確而言，該次要部分132係位於該右絕緣件19的表面。該左電極14通過左導通件16連接該第一導電層12，形成電氣導通。該右電極15通過右導通件17連接該第二導電層13，形成電氣導通。申言之，左導通件16連接左電極14和第一導電層12，且與第二導電層13隔離。右導通件17連接右電極15和第二導電層13，且與第一導電層12隔離。該左絕緣件18填入該左缺口22中，且位於該左導通件16和PTC材料層11之間，作為其間的隔離。該右絕緣件19填入該右缺口23中，且位於該右導通件17和PTC材料層11之間，作為其間的隔離。第一絕緣層20貼合於該第一導電層12上表面，且自該左導通件16延伸至右導通件17。第二絕緣層21貼合於該第二導電層13下表面，且自該左導通件16延伸至右導通件17。一實施例中，PTC材料層11的左缺口22和右缺口23為半圓形或半橢圓形，且該左導通件16和右導通件17為半圓形或半橢圓形的導電通孔。實際應用上，左缺口和右缺口也可以為矩形，左導通件和右導通件也可以為全面形(full face)導通。該左、右電極14和15各有兩個電極區塊，分別形成於該第一絕緣層20上表面和第二絕緣層21下表面，作為表面黏著至電路板的介面。

本發明因為製程的關係，該第一導電層12和第二導電層13有特別的厚薄關係。該第一導電層12的主要部分121和次要部分122的厚度不同，特別是該第一導電層12的主要部分121較次要部分122為厚，亦即，第一導電層12貼合於PTC材料層11上表面的厚度較厚，而位於左絕緣件18上表面處略薄。類似地，第二導電層13的主要部分131和次要部分132的厚度不同，特別是第二導電層13的主要部分131較次要部分132為厚。亦即，第二導電層13貼合於PTC材料層11下表面的厚度較厚，而位於右絕緣件19下表面處略薄。一實施例中，該第一導電層12和第二導電層13係包含二層金屬層的結構，特別是該第一導電層12和第二導電層13的主要部分121和131為包含第一金屬層和第二金屬層的複合層，該第一導電層12和第二導電層13的次要部分122和132包含該第二金屬層。

圖3A至圖3E係本發明實施例之過電流保護元件一實施例的製作流程示意圖。首先將高分子PTC 複合導電材料壓制成例如厚0.38mm、長200mm、寬200mm的PTC材料層31，然後，在PTC材料層31兩面各貼覆厚度0.035mm的第一金屬層32和33。第一金屬層32和33將高分子PTC材料層31夾在中間，且通過熱壓形成一基板，如圖3A所示。該第一金屬層32和33可為貼合於該PTC材料層11的銅箔或其他金屬箔。參照圖3B，接著在該基板於約等間隔的位置鑽出或沖壓出複數個穿孔，並於穿孔中填入絕緣材料34，例如不含玻纖的絕緣樹脂等。填孔可採用網板印刷或刮刀塗佈方式。絕緣材料34填入後可能會有開孔處凸出的問題，需進一步研磨整平。參照圖3C，一實施例中係以電鍍方式形成第二金屬層35和36於基板的上下表面。參照圖3D，以例如蝕刻的方式去除相對於絕緣材料34的位置的第二金屬層35和36，以暴露出單側的絕緣材料34。本實施例中，相鄰的絕緣材料34係於不同側進行蝕刻去除其表面上的第二金屬層35和36。之後，可利用例如壓合的方式，於基板上下表面依序形成第一絕緣層37和第二絕緣層38、以及電極層39和40。第一絕緣層37和第二絕緣層38的材料可選用預浸玻纖材料。參照圖3E，於垂直方向於各個絕緣材料34所處位置進行鑽孔形成孔洞46，這次鑽孔的孔洞46孔徑必須小於前次鑽孔所形成穿孔的孔徑，也就是要小於絕緣材料34的直徑。在儘可能降低誤差的前提下，此次鑽孔定位中心必須和前次鑽孔定位中心一致，以確保孔洞46位於絕緣材料34的中央部位。之後於孔洞46側壁電鍍導電層，形成導通件45。上方的電極層39蝕刻掉中央部分區域，形成左電極區塊41和右電極區塊42。下方的電極層40蝕刻掉中央部分區域，形成左電極區塊43和右電極區塊44。之後，進行切割，其中切割孔洞46中央，而形成兩個半圓孔或半橢圓孔，形成表面黏著型過電流保護元件30。該左電極區塊41和43的組合形成左電極，且通過導通件45連接該第二金屬層35，形成電氣導通。該右電極區塊42和44的組合形成右電極，且通過導通件45連接該第二金屬層36，形成電氣導通。該表面黏著型過電流保護元件30係實質相同於圖1所示的該表面黏著型過電流保護元件10，然而為清楚說明本發明的過電流保護元件的製作方式，圖3A至圖3E所示者的尺寸僅為示意，而可能略不同於圖1A至圖2C所示者。本實施例中，表面黏著型過電流保護元件30中左側的絕緣材料34對應於表面黏著型過電流保護元件10的左絕緣件18，右側的絕緣材料34對應於表面黏著型過電流保護元件10的右絕緣件19。表面黏著型過電流保護元件30中第一金屬層32和第二金屬層35的組合對應於該表面黏著型過電流保護元件10的第一導電層12。表面黏著型過電流保護元件30中第一金屬層33和第二金屬層36的組合對應於該表面黏著型過電流保護元件10的第二導電層13。

特而言之，絕緣材料34中絕緣樹脂的選用，較佳地可考量皆需具備下列特性：(1)不允許任何溶劑的存在並且需具備較低的CTE，以防止因受熱的過程中發生龜裂或分層之不良情形，絕緣樹脂的玻璃轉換溫度Tg 點以下之CTE必須低於50 ppm。(2) 絕緣材料34塞孔研磨後需有平整的表面，不可存在任何凹陷。(3) 絕緣材料34與作為導通件45的鍍銅孔壁之間需有良好之附著力。(4) Tg 點大於140℃以上。(5)25℃的黏度為30~60Pa·s，以提供填孔時良好的流動性。因絕緣材料34有相異於第一絕緣層37和第二絕緣層38的上述特性，不會有填孔不完全、氣泡、龜裂或分層問題的發生。相較於傳統利用壓合將FR4流膠填孔，本發明的絕緣材料34更適合於大孔徑、高深寬比(high aspect ratio)的填孔製程。一實施例中，在基板鑽孔的孔徑（相當於絕緣材料34的直徑）約為0.4~3mm，PTC材料層31和上下第一金屬層32和33的厚度（相當於絕緣材料34的厚度）約為0.2~3mm。在板材切割時，絕緣材料34切割形成的左絕緣件和右絕緣件通常為半圓柱形，且半圓柱形的高度除以其半徑比值（即深寬比）為1~15，或特別是1.5、2、3、5、10。圖1B所示之一實施例中，該左絕緣件18和右絕緣件19可為中間有缺口的半圓柱形。一實施例中，絕緣材料34(包含左絕緣件和右絕緣件)於垂直向的CTE要小於第一絕緣層37和第二絕緣層38於垂直向的CTE，可避免絕緣材料34本身的龜裂和分層以及第二金屬層35和36的變形。

圖4顯示本發明第二實施例之表面黏著型過電流保護元件50的剖面示意圖。表面黏著型過電流保護元件50為一種包含多層材料的層疊結構，其包括PTC材料層51、第一導電層52、第二導電層53、左電極54、右電極55、左導通件56、右導通件57、左絕緣件58以及右絕緣件59。該PTC材料層51包含相對的左端部和右端部，且該左端部設有一個左缺口，可容納該左絕緣件58，該右端部設有一個右缺口，可容納該右絕緣件59。該第一導電層52包含貼合於該PTC材料層51上表面的主要部分521和延伸至左缺口或左絕緣件58上方的次要部分522。該第二導電層53包含貼合於該PTC材料層51下表面的主要部分531和延伸至右缺口或右絕緣件59下方的次要部分532。該左電極54包含上、下電極區塊，且通過左導通件56連接該第一導電層52，形成電氣導通。該右電極55包含上、下電極區塊，且通過右導通件57連接該第二導電層53，形成電氣導通。申言之，左導通件56連接左電極54和第一導電層52，且與第二導電層53隔離。右導通件57連接右電極55和第二導電層53，且與第一導電層52隔離。本實施例中，該第一導電層52有缺口60，而與右電極55隔離。該開口60優選地位於該右絕緣件59上方，以確保上方的右電極55和PTC材料層51之間沒有因物理接觸而形成導電通路。該第二導電層53有缺口61，而與左電極54隔離。一實施例中，該開口61位於該左絕緣件58下方，以確保下方的左電極54和PTC材料層51之間沒有因物理接觸而形成導電通路。該左絕緣件58位於該左導通件56和PTC材料層51之間，作為其間的隔離。該右絕緣件59位於該右導通件57和PTC材料層51之間，作為其間的隔離。本實施例類似於前述第一實施例，但沒有絕緣層的設置，因而可以增加散熱效果，提升元件的維持電流(hold current)，且可以進一步降低元件高度。

圖5顯示本發明第三實施例之表面黏著型過電流保護元件70的剖面示意圖。該表面黏著型過電流保護元件70類似包含2個層疊的如第一實施例所述的表面黏著型過電流保護元件10，不過共用兩側的左導通件16和右導通件17，形成並聯兩個PTC材料層11的元件結構。亦即並聯兩個PTC電阻，從而可進一步降低元件電阻值。表面黏著型過電流保護元件70包括兩個PTC材料層11、各該PTC材料層11上下表面設有第一導電層12和第二導電層13。各該第一導電層12表面設有第一絕緣層20，各該第二導電層13表面設有第二絕緣層21。各該PTC材料層11包含相對的左端部和右端部，且該左端部設有一個左缺口，可容納該左絕緣件18，該右端部設有一個右缺口，可容納該右絕緣件19。各該第一導電層12右端設有和該右缺口對齊的缺口，各該第二導電層13左端設有和該左缺口對齊的缺口。各該第一導電層12包含貼合於該PTC材料層11的上表面的主要部分121和延伸至左缺口上方的次要部分122。更精確而言，該次要部分122係位於該左絕緣件18的表面。各該第二導電層13包含貼合於該PTC材料層11的下表面的主要部分131和延伸至右絕緣件19下方的次要部分132。更精確而言，該次要部分132係位於該右絕緣件19的表面。該左電極14通過左導通件16連接各該第一導電層12，形成電氣導通。該右電極15通過右導通件17連接各該第二導電層13，形成電氣導通。申言之，左導通件16連接左電極14和兩個第一導電層12，且與兩個第二導電層13隔離。右導通件17連接右電極15和兩個第二導電層13，且與兩個第一導電層12隔離。各該左絕緣件18填入其對應的左缺口中，且位於該左導通件16和其對應的PTC材料層11之間，作為其間的隔離。各該右絕緣件19填入其對應的右缺口中，且位於該右導通件17和其對應的PTC材料層11之間，作為其間的隔離。各該第一絕緣層20貼合於其所對應的第一導電層12上表面，且自該左導通件16延伸至右導通件17。各該第二絕緣層21貼合於其所對應的該第二導電層13下表面，且自該左導通件16延伸至右導通件17。本實施例中，該左、右電極14和15各有兩個電極區塊，分別貼合在上方的第一絕緣層20上表面和下方的第二絕緣層21下表面，作為表面黏著至電路板的介面。本實施例是將各PTC元件11的上表面電氣連接至左電極16，而各PTC元件11的下表面連接至右電極17，以形成並聯。此外，也可以將上方PTC元件11的上表面以及下方PTC元件11的下表面電氣連接至左電極16，上方PTC元件的下表面以及下方PTC元件的上表面電氣連接至右電極17，同樣可以形成並聯結構，而為本發明所涵蓋。

有一種習知的SMD過電流保護元件係利用導電盲孔連接外電極和PTC元件的導電層。然而設計在多層PTC層的結構時，因為導電盲孔只能作為最外層的PTC元件的導電層和外電極的連接，內層的PTC元件的導電層無法連接至外電極或左、右導通件。因此，該導電盲孔的設計方式，並不適合應用於多層PTC層的結構，而有使用上的限制。相對地，本發明在製作上，將如圖3C所示結構作為基板，取兩個基板經過後續絕緣層形成、堆疊、電極層形成、鑽孔等步驟即可形成並聯的表面黏著型過電流保護元件，而可突破前述導電盲孔的限制。利用相同原理，本發明可以形成3層以上的多層並聯PTC材料層的表面黏著型過電流保護元件。

以2oz銅箔(70mm厚)作為第一和第二導電層的主要部分，製作成板厚0.62mm 且為SMD2920 尺寸的如前述第一實施例的表面黏著型過電流保護元件，其中PTC材料層的導電填料選擇導電陶瓷碳化鎢。經測試其可通過30V/30A 4,000 次循環壽命(cycle life) 測試。然而，若採用沒有絕緣件的原有SMD 結構的設計，其僅能通過16V 測試，而在30V/30A測試中，在約第50次測試時，元件將因耐電壓不足而燒毀。根據測試結果，在特別是PTC材料層使用金屬（例如鎳）或導電陶瓷粉末（例如碳化鈦或碳化鎢）作為導電填料時，本發明之表面黏著型過電流保護元件可具備30V或30V以上的耐高壓特性，其相較於無左右絕緣件的傳統設計，可以提高約1.5倍以上的耐電壓效果。

針對傳統的SMD結構設計，因為PTC材料層中包含導電填料，在高電壓的環境下，可能會有電弧發生的危險。本發明PTC材料層並無直接接觸該左導通件和右導通件，等於多了一層絕緣防護機制，故可加強電氣隔離，從而提升耐電壓效果。此外，作為間隔的該左、右絕緣件優選地可使用適合的絕緣樹脂，具有特定的黏度和CTE，適合大孔徑和高深寬比的製程，可以改善傳統壓合製程填孔不全、氣泡、龜裂和分層的問題。

本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本領域具有通常知識之技術人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10、30、50、70‧‧‧表面黏著型過電流保護元件
11、31、51‧‧‧PTC材料層
12、32、52‧‧‧第一導電層
13、33、53‧‧‧第二導電層
14、54‧‧‧左電極
15、55‧‧‧右電極
16、56‧‧‧左導通件
17、57‧‧‧右導通件
18、58‧‧‧左絕緣件
19、59‧‧‧右絕緣件
20‧‧‧第一絕緣層
21‧‧‧第二絕緣層
22‧‧‧左缺口
23‧‧‧右缺口
31‧‧‧PTC材料層
32、33‧‧‧第一金屬層
34‧‧‧絕緣材料
35、36‧‧‧第二金屬層
37‧‧‧第一絕緣層
38‧‧‧第二絕緣層
39、40‧‧‧電極層
41、43‧‧‧左電極區塊
42、44‧‧‧右電極區塊
45‧‧‧導通件
46‧‧‧孔洞
60、61‧‧‧缺口
121、131、521、531‧‧‧主要部分
122、132、522、532‧‧‧次要部分

圖1A及1B顯示本發明第一實施例之表面黏著型過電流保護元件的立體圖和分解示意圖； 圖2A顯示圖1A中沿1-1剖面線之剖面示意圖； 圖2B和圖2C分別顯示圖1A的表面黏著型過電流保護元件的右側視圖和左側視圖； 圖3A至3E顯示本發明一實施例之表面黏著型過電流保護元件的製作流程示意圖； 圖4顯示本發明第二實施例之表面黏著型過電流保護元件的剖面示意圖；以及 圖5顯示本發明第三實施例之表面黏著型過電流保護元件的剖面示意圖。

10‧‧‧表面黏著型過電流保護元件

11‧‧‧PTC材料層

12‧‧‧第一導電層

13‧‧‧第二導電層

14‧‧‧左電極

15‧‧‧右電極

16‧‧‧左導通件

17‧‧‧右導通件

18‧‧‧左絕緣件

19‧‧‧右絕緣件

20‧‧‧第一絕緣層

21‧‧‧第二絕緣層

22‧‧‧左缺口

23‧‧‧右缺口

Claims (15)

1. 一種表面黏著型過電流保護元件，包括： 一PTC材料層，包含相對的左端部和右端部，該左端部設有一個左缺口，該右端部設有一個右缺口； 一第一導電層，包含貼合於該PTC材料層的上表面的主要部分和延伸至該左缺口上方的次要部分； 一第二導電層，包含貼合於該PTC材料層的下表面的主要部分和延伸至該右缺口下方的次要部分； 一左電極，電氣連接該第一導電層； 一右電極，電氣連接該第二導電層； 一左導通件，連接該左電極和第一導電層，且與該第二導電層隔離； 一右導通件，連接該右電極和第二導電層，且與該第一導電層隔離； 一左絕緣件，該左絕緣件填入該左缺口中，且位於該左導通件和PTC材料層之間，作為其間的隔離；以及 一右絕緣件，該右絕緣件填入該右缺口中，且位於該右導通件和PTC材料層之間，作為其間的隔離； 其中該PTC材料層和左、右導通件之間不形成物理接觸，且該第一導電層和第二導電層的主要部分和次要部分有不同厚度。
2. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第一導電層和第二導電層的主要部分較次要部分為厚。
3. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第一導電層和第二導電層的主要部分為包含一第一金屬層和一第二金屬層的複合層，該第一導電層和第二導電層的次要部分包含該第二金屬層。
4. 根據請求項3所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第二金屬層為貼合於該第一金屬層表面的電鍍層。
5. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該左絕緣件和右絕緣件為半圓柱形，且半圓柱形的高度除以半徑比值為1~15。
6. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第一導電層右端設有和該右缺口對齊的缺口，該第二導電層左端設有和該左缺口對齊的缺口。
7. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該作左缺口和右缺口為半圓形或半橢圓形，且該左導通件和右導通件為半圓形或半橢圓形導電通孔。
8. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其另包含： 一第一絕緣層，貼合於該第一導電層上表面，且自該左導通件延伸至右導通件；以及 一第二絕緣層，貼合於該第二導電層下表面，且自該左導通件延伸至右導通件。
9. 根據請求項8所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該左、右電極包含兩個電極區塊，分別貼合在該第一絕緣層上表面和貼合在該第二絕緣層下表面。
10. 根據請求項8所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第一絕緣層和第二絕緣層包含預浸玻纖材料。
11. 根據請求項8所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該第一絕緣層和第二絕緣層所使用的材料和該左絕緣件和右絕緣件所使用的材料不同。
12. 根據請求項8所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該左絕緣件和右絕緣件於垂直向的CTE小於第一絕緣層和第二絕緣層於垂直向的CTE。
13. 根據請求項1所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該左絕緣件和右絕緣件包含絕緣樹脂，其不含玻纖。
14. 根據請求項13所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該絕緣樹脂的Tg 點以下之CTE小於50 ppm。
15. 根據請求項13所述之表面黏著型過電流保護元件，其中該絕緣樹脂於25℃的黏度為30~60 Pa·s。