專利名稱：過電流保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電流保護(hù)裝置，更具體而言，涉及具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材料為電流檢測元件的過電流保護(hù)裝置。
為防止發(fā)生電池過電流(over-current)或是過高溫(over-temperature)現(xiàn)象的過電流保護(hù)裝置，隨著目前便攜電子儀器的廣泛應(yīng)用，例如手機(jī)、筆記型電腦、手提攝影機(jī)及個人數(shù)位助理器(PDA)等，其重要性也愈來愈顯著。
已知的電池過電流保護(hù)裝置各種各樣，包括溫度保險絲(Thermal-Fuso)、雙金屬保險器或正溫度系數(shù)(PTCPositive ThermalCoefficient)過電流保護(hù)裝置等。其中，由于PTC過電流保護(hù)裝置具有不需更換即可重復(fù)使用、對溫度敏感及可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以目前已被普遍應(yīng)用于電池的過電流保護(hù)，尤其是應(yīng)用于二次電池的過電流保護(hù)裝置，例如鎳氫電池或是鋰電池等。
PTC過電流保護(hù)裝置是利用一具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材料，作為電流檢測元件。由于該正溫度導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻值對溫度變化反應(yīng)敏銳，在正常使用狀況時，PTC過電流保護(hù)裝置的電阻可維持極低值，使電路得以正常運(yùn)作。但是當(dāng)電池不當(dāng)使用而發(fā)生過電流(overcurrent)或過高溫(over temperature)的現(xiàn)象時，PTC過電流保護(hù)裝置的電阻值會瞬間提高數(shù)萬倍至一高電阻狀態(tài)(例如104ohm)，而將過量的電流抵銷，以達(dá)到保護(hù)電路元件及電池的目的。
一般而言，PTC過電流保護(hù)裝置需具備以下特性1.低電阻即使電池在正常放電(discharge)的狀況下，也會困其電路末端的電子儀器的需求，偶爾會有瞬間大量電流的流通。此時，若PTC過電流保護(hù)裝置的電阻值過高，則會造成供電電壓下降(Voltage Drop)，而導(dǎo)致電子儀器的電路及其他元件無法正常運(yùn)作。因此在正常的使用狀況下，PTC過電流保護(hù)裝置的電阻應(yīng)保持小于30毫歐姆，且最好小于20毫歐姆。
2.低切換溫度(Switching Temperature)當(dāng)電路溫度逐漸上升時，PTC過電流保護(hù)裝置的電阻值會瞬間轉(zhuǎn)變至一高電阻狀態(tài)，該項(xiàng)轉(zhuǎn)折的溫度稱為切換溫度。一般而言，PTC過電流保護(hù)裝置的切換溫度最好小于100℃，以保護(hù)電池在長時間過充電的狀況下，不會因其本身溫度過高而造成損壞。
PTC過電流保護(hù)裝置中所使用的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，是由一具有結(jié)晶性的聚合物摻混導(dǎo)電填料，例如碳黑或金屬微粒所組成，再將該導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)由放射線照射使的進(jìn)行交鏈(crosslinking)反應(yīng)。上述導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻可在室溫下保持極低值，而當(dāng)溫度上升達(dá)切換溫度時，其電阻會瞬問升高至一高電阻狀態(tài)。
美國專利第5,801,612號公開了一過電流保護(hù)裝置，所使用的聚合物為一聚烯烴及聚丙烯酸的聚合物，再與導(dǎo)電填料摻混形成一PTC導(dǎo)電復(fù)合材料。該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料在與二電極壓合后，以放射線照射使該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行一交鏈反應(yīng)。由于該先前技藝公開的熔點(diǎn)必須低于110℃，結(jié)晶度必須小于40％，且放射線照射的累積放射量必須小于20Mrad，因此無法在較低的溫度下敏銳地感應(yīng)過電流變化，以產(chǎn)生電阻轉(zhuǎn)變跳動而保護(hù)電路及電池。另，美國專利號第5,580,493及5,378,407亦分別公開PTC導(dǎo)電復(fù)合材料的組成，但其使用的聚合物皆為聚烯烴及聚丙烯酸的聚合物。由于聚丙烯酸具有易吸水的特性，會使導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電度降低，對溫度的靈敏度也相對地降低。
本發(fā)明的一目的在于提供一種過電流保護(hù)裝置，在正常操作下其電阻可維持極低值，使電池得以正常操作。但當(dāng)電池的溫度到達(dá)一切換溫度時，其電阻值則會瞬間升高至一高電阻狀態(tài)以降低電流。
本發(fā)明另一目的在提供一種制備電池過電流保護(hù)裝置的方法，可快速且大量制備一穩(wěn)定且對溫度敏感度高的過電流保護(hù)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的并避免已知技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開一種過電流保護(hù)裝置，包含一電流檢測元件及二電極。其中該電流檢測元件是由一PTC導(dǎo)電復(fù)合材料所形成，包含至少一聚合物、一導(dǎo)電填料及一非導(dǎo)電填料。其特征在于該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料所使用的聚合物的熔點(diǎn)高于110℃，且其衛(wèi)式軟化點(diǎn)(Vicat softing point)低于110℃，以增加過電流保護(hù)裝置的導(dǎo)電性及對溫度的靈敏度。
本發(fā)明更公開一種制備過電流保護(hù)裝置的方法，包含下述步驟(a)至步驟(b)。在步驟(a)中，將至少一聚合物、一導(dǎo)電填料及一非導(dǎo)電填料充分混合均勻以形成一PTC導(dǎo)電復(fù)合材料。在步驟(b)中，將該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料與至少二電極進(jìn)行壓合，以形成一PTC板材。在步驟(c)中，將該P(yáng)TC板材以放射線照射，且累積的照射計量至少為20Mrads，使該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料產(chǎn)生交鏈反應(yīng)。在步驟(d)中，沖切該P(yáng)TC板材以形成該過電流保護(hù)裝置。
本發(fā)明的前述和其他目的、優(yōu)點(diǎn)以及達(dá)成方式，根據(jù)下列詳細(xì)說明與附圖將更加清楚。


圖1為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置的一較佳實(shí)施例的剖面圖；圖2為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置的另一較佳實(shí)施例的剖面圖；及圖3為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置的電阻值與放射線累積照射量的對應(yīng)圖。
圖1為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置10的一較佳實(shí)施例的剖面圖，包含一電流檢測元件13、二電極11和12，及二金屬導(dǎo)電片14和15。該電流檢測元件13是由一具正溫度是數(shù)(PTC)的導(dǎo)電復(fù)合材料所形成，且包含至少一聚合物及一導(dǎo)電填料(conductive filler)。該電極11和12貼合于該電流檢測元件13的兩側(cè)，可電氣連接至電池電源的正負(fù)極。該二金屬導(dǎo)電片14和15未必為必需使用；當(dāng)使用時，可貼合于該兩電極11和12相對于該電流檢測元件13的另一側(cè)，作為表面粘著至一電路板或電池的導(dǎo)線。
圖2為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置10的另一較佳實(shí)施例的剖面圖。和圖1的不同點(diǎn)是，該二金屬導(dǎo)電片14和15延伸出該電極11和12的方向相同或不同。
該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料所使用的聚合物是由至少一種聚烯烴類聚合物所組成，例如聚乙烯、聚丙烯或聚辛烯，其熔點(diǎn)(peak meltingpoint)大于110℃，以提高結(jié)晶度，并加強(qiáng)PTC效應(yīng)；且其衛(wèi)式軟化點(diǎn)(Vicat softing point)小于110℃，以達(dá)到低溫過電流保護(hù)的目的。上述的衛(wèi)式軟化點(diǎn)是根據(jù)ASTM，D1525的方法測量而得。此外，該導(dǎo)電填料可選自導(dǎo)電碳黑、金屬粉末或碳化陶瓷性粉末，且該碳化陶瓷性粉末例如碳化鈦或碳化鎢，為增強(qiáng)該電流檢測元件13的韌度(toughness)、導(dǎo)電度(conductivity)及對溫度的敏感度(sensitivity)，在該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料內(nèi)可另添加一非導(dǎo)電填料。該非導(dǎo)電填料可為無機(jī)或是有機(jī)體，本發(fā)明對此并未有任何限制。該無機(jī)非導(dǎo)電填料，例如為氳氧化鎂、二氧化鈦或碳酸鈣；而該有機(jī)非導(dǎo)電填料，是選自下列群組矽化物、丙烯酸類、胺類、硫化物、羧酸類、脂肪酸類及酯類的衍生物及其鹽類或是非晶形聚合物(amorphous polymer)，本發(fā)明的一較佳具體實(shí)施例中所使用的有機(jī)非導(dǎo)電填料為硬酯酸鋅。再者，PTC導(dǎo)電復(fù)合材料可另添加一添加劑以增強(qiáng)其物理特性，該添加劑包含光起始劑、交鏈劑、偶合劑、分散劑、穩(wěn)定劑或抗氧化劑等化合物。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，是先將該聚合物、導(dǎo)電填料、非導(dǎo)電填料及添加劑進(jìn)行初步的混合及粉碎，其中，該聚合物的重量百分比是介于20％至80％之間，較佳者是介于30％至70％之間；該導(dǎo)電填料的重量百分比是介于20％至90％之間，較佳者是介于30％至70％之間；該非導(dǎo)電填料的重量百分比是介于0.1％至10％之間，較佳者是介于0.5至5％之間，再將上述混合物于高溫下進(jìn)行混料，且混料溫度在180℃至250℃之間，較佳者在180℃至230℃之間。
之后，該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料與二金屬薄片11和13進(jìn)行壓合以形成一PTC板材。而該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)壓合后形成一薄片狀的電流檢測元件13與金屬薄片緊密接合。該金屬薄片的材料可以為鎳、銅或其合金，并作為電極之用。該壓合的方式可利用將熔融后的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料以擠壓的方式注入二金屬薄片11和12間所形成，或利用將導(dǎo)電復(fù)合材料與三金屬薄片11和12以熱壓而形成。
將該P(yáng)TC板材以放射線照射，使該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行一交鏈反應(yīng)(crosslink reaction)，以增進(jìn)元件的熱穩(wěn)定性以及電氣穩(wěn)定性。放射線照射的累積放射量至少在20Mrads以上，而較佳者是介于25Mrad至35Mrads之間。
該P(yáng)TC板材經(jīng)過一交鏈反應(yīng)后，以模具沖切形成本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置。其尺寸小于120mm2，較佳者是介于40mm2至80mm2之間。之后，該過電流保護(hù)裝置的電極上下兩側(cè)可另與二金屬導(dǎo)電片14、15相粘接，以便作為與電池正負(fù)極電氣連接的導(dǎo)線。于本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，該金屬導(dǎo)電片14、15的材料為鎳片。
本發(fā)明所之電流檢測元件13，其電阻系數(shù)于20℃(R20)時是不超過2.0ohm-cm，且其厚度是介于0.025mm至0.25mm之間。
圖3為本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置的電阻值與放射線累積照射量的對應(yīng)圖。曲線31為10Mrads放射線照射，曲線32為20Mrads放射線照射，曲線33為30Mrads放射線照射。由圖中可知，隨著累積放射劑量的增加，PTC導(dǎo)電材料的交鏈密度也會增加，所以其電阻值也隨之增加。
實(shí)施例1將重量百分比51％的聚乙烯及聚辛烯聚合物(由Dow Chemical所生產(chǎn)的Elite 5400，其熔點(diǎn)為122.5℃，衛(wèi)式軟化點(diǎn)為102℃)與重量百分比48％的導(dǎo)電碳黑(由中國合成橡膠公司所生產(chǎn)的N550)，及重量百分比為1％的氫氧化鎂(由Ube Material Industries所生產(chǎn)的MGOH-650)以一果汁機(jī)高速混合3分鐘，將上述混合材料慢慢加入混煉機(jī)(Haake-600)中，于200℃下進(jìn)行混煉15分鐘以形成-PTC導(dǎo)電復(fù)合材料?；鞜挄r的轉(zhuǎn)速于加料期間為40rpm，加料結(jié)束后，轉(zhuǎn)速提高至70rpm。將下料后的PTC導(dǎo)電復(fù)合材料切成碎片，以二片厚度為0.05mm的鍍鎳銅箔將導(dǎo)電復(fù)合材料的碎片上下夾住，其中，該鍍鎳銅箔的粗糙面朝內(nèi)以便與電流檢測元件接合，再以二片厚度為5mm的鐵氟龍片將上述鍍鎳銅箔上下夾住，最后，再以二片厚度為1mm的不銹鋼片將上述鐵氟龍片上下夾住以形成一多層結(jié)構(gòu)，將上述多層結(jié)構(gòu)于熱壓機(jī)中熱壓，熱壓機(jī)先預(yù)熱180℃維持20分鐘后，開始壓合，壓力為50kg/cm2，5分鐘后將壓力升高至150kg/cm2，繼續(xù)壓合10分鐘，壓合結(jié)束后將鐵氟龍片及不銹鋼片拆除形成一PTC板材。于該P(yáng)TC板材中，導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)壓合后形成一薄片狀的電流檢測元件與鍍鎳銅箔緊密接合，其厚度烏0.13mm。
將上述PTC板材以放射線鈷60照射使導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行一交鏈反應(yīng)，其中照射放射線的累積劑量為30Mrad。再將交鏈后的PTC板材經(jīng)模具沖切而形成尺寸大小為5×12×0.13mm的過電流保護(hù)裝置，而鍍鎳銅箔則構(gòu)成該過電流保護(hù)裝置的二電極。
將二鎳片以錫膏分別粘合于過電流保護(hù)裝置的二電極上下二側(cè)，鎳片的尺寸大小為4×16×0.127mm，粘合后的鎳片二端向外伸出電極約5mm。最后，將上述元件經(jīng)85℃加熱及-45℃退火(anneal)的處理后，其電阻會降至0.026ohm。
將上述過電流保護(hù)裝置置于一溫控烤箱中，測量溫度變化時電阻與溫度的關(guān)系，在110℃時的電阻(R110)及其斷電元件表面溫度(tripsurface temperature)如表1所示。斷電元件表面溫度的測量是將上述過電流保護(hù)裝置在12V/10A下斷電，于斷電的狀態(tài)下以紅外線測溫儀測量其表面溫度而得。
實(shí)施例2將重量百分比47％的聚乙烯及聚辛烯聚合物(由Dow Chemical所生產(chǎn)的Elite 5400，其熔點(diǎn)為122.5℃，衛(wèi)式軟化點(diǎn)為102℃)與重量百分比50％的導(dǎo)電碳黑(由中國合成橡膠公司所生產(chǎn)的N660)，及重量百分比為3％的硬醋酸鋅(Aldrich Chemical)以果汁機(jī)高速混合3分鐘，將上述混合材料慢慢加入混煉機(jī)(Haake-600)中，于200℃下進(jìn)行混煉15分鐘以形成一PTC導(dǎo)電復(fù)合材料。混煉時的轉(zhuǎn)速于加料期間為40rpm，加料結(jié)束后，轉(zhuǎn)速提高至70rpm。將二片鍍鎳銅箔分別繞過相互平行的上鋼輪及下鋼輪且銅箔的粗糙面朝外，鋼輪的溫度為220℃壓力為100kb/cm2。將該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料以押出機(jī)擠壓出來，并使之由上下鋼輪間的狹小隙縫間通過，隨著鋼輪的轉(zhuǎn)動，PTC導(dǎo)電復(fù)合材料會被壓合成一薄片狀的電流檢測元件并與鍍鎳銅箔緊密接合，而形成一PTC板材。
將上述PTC板材以放射線鈷60照射使導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行一交鏈反應(yīng)，其中照射放射線的累積劑量為30Mrad。再將交鏈后的PTC板材經(jīng)模具沖切而形成尺寸大小為5×12×0.13mm的過電流保護(hù)裝置，而鍍鎳銅箔則構(gòu)成該過電流保護(hù)裝置的二電極。
將二鎳片以錫膏分別粘合于該過電流保護(hù)裝置的二電極上，鎳片的尺寸大小為4×16×0.127mm，粘合后的鎳片二端向外伸出電極約5mm。最后，將上述元件經(jīng)85℃加熱及45℃退火(anneal)的處理后，其電阻會降至0.023ohm。
將上述過電流保護(hù)裝置置于一溫控烤箱中，測量溫度變化時電阻與溫度的關(guān)系，其在110℃時的電阻(R110)及其斷電元件表面溫度(trip surface temperature)如表1所示。斷電元件表面溫度的測量是將上述過電流保護(hù)裝置在12V/10A下斷電，于斷電的狀態(tài)下以紅外線測溫儀測量其表面溫度而得。
比較例1其實(shí)施步驟與實(shí)施例H目同，但所形成的PTC板材照射放射線鈷60的累積照射量為10Mrad。
將上述過電流保護(hù)裝置置于一溫控烤箱中，測量溫度變化時電阻與溫度的板是，其在110℃時的電阻(R110)及其斷電元件表面溫度(trip surface temperature)如表1所示。斷電元件表面溫度的測量是將上述過電流保護(hù)裝置在12V/10A下斷電，于斷電的狀態(tài)下以紅外線測溫儀測量其表面溫度而得。
比較例2其實(shí)施步驟與實(shí)施例1相同，但所成的PTC板材照射放射線鈷60的累積照射量為20Mrad。
將上述過電流保護(hù)裝置置于一溫控烤箱中，測量溫度變化時電阻與溫度的關(guān)是，其在110℃時的電阻(R110)及其斷電元件表面溫度(trip surface temperature)如表1所示。斷電元件表面溫度的測量是將上述過電流保護(hù)裝置在12V/10A下斷電，于斷電的狀下以紅外線測溫儀測量其表面溫度而得。
比較例3其實(shí)施步驟與實(shí)施例1相同，但導(dǎo)電復(fù)合材料所使用的聚合物為高密度聚乙烯(由臺塑公司所生產(chǎn)的8050，其熔點(diǎn)為136℃，衛(wèi)式軟化點(diǎn)為127℃)。
將上述過電流保護(hù)裝置置于一溫控烤箱中，測量溫度變化時電阻與溫度的關(guān)是，其在110℃時的電阻(R110)及其斷電元件表面溫度(trip surface temperature)如表1所示。斷電元件表面溫度的測量是將上述過電流保護(hù)裝置在12V/10A下斷電，于斷電的狀態(tài)下以紅外線測溫儀測量其表面溫度而得。
表1
由表1中的結(jié)果可知，過電流保護(hù)裝置于高溫的電阻(R110)隨著交鏈反應(yīng)時照射Co60的累積放射劑量的增加而增加。而且，20Mrad以上的累積放射劑量能符合過電流保護(hù)裝置所要求的低溫(＜110℃)的特性，于比較例3中，所使用的聚合物的衛(wèi)式軟化點(diǎn)超過110℃，反而會降低過電流保護(hù)裝置在110℃下的電阻，以致于失去低溫保護(hù)的作用?？v上所述，本發(fā)明的過電流保護(hù)裝置所使用的聚合物的熔點(diǎn)必須大于110℃，而衛(wèi)式軟化點(diǎn)需小于110℃，且交鏈反應(yīng)所需的累積放射劑量需至少20Mrad。
以上，雖已例舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例作一說明，但在不背離本發(fā)明的精神與范圍下，仍可作任何等效的變更。因此，任何熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域人士所顯而易見的變更或修飾，都應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種過電流保護(hù)裝置，包含一電流檢測元件，為具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材料，包括至少一聚合物；及一導(dǎo)電填料，散布于該聚合物的內(nèi)；以及至少兩電極，貼合于該電流檢測元件的兩側(cè)；其特征在于該聚合物的熔點(diǎn)高于110℃，衛(wèi)式軟化點(diǎn)低于110℃，該電流檢測元件的厚度介于0.025毫米至0.25毫米之間，且其20℃電阻系數(shù)不超過2.0ohm-cm。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該聚合物為聚烯烴類聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該聚合物是選自下列群組聚乙烯、聚丙烯及聚辛烯。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該導(dǎo)電填料為碳黑、金屬粉末或碳化陶瓷性粉末。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中該金屬粉末為鎳粉、銀粉或其混合物。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中該碳化陶瓷性粉末為碳化鈦或碳化鎢。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材另包含一非導(dǎo)電填料，且散布于該聚合物之內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中該非導(dǎo)電填料為無機(jī)或是有機(jī)形式。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該無機(jī)非導(dǎo)電填料是選自氫氧化鎂、三氧化鈦、碳酸鈣。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中該有機(jī)非導(dǎo)電填料是選自矽化物、丙烯酸類、胺類、硫化物、羧酸類、脂肪酸類及酯類的衍生物及其鹽類或是非晶形聚合物。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該電極為一金屬薄片。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中該金屬薄片為鍍鎳銅箔；
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該電極相對于該電流檢測元件的另一側(cè)粘附一金屬導(dǎo)電片。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中該金屬導(dǎo)電片為鎳片。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料是經(jīng)放射線照射且累積計量至少20Mrads。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料是經(jīng)放射線照射且累積計量25至35Mrads。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料另滲入一添加劑以增強(qiáng)其物理特性。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中該添加劑為一光起始劑、交鏈劑、偶合劑、分散劑、穩(wěn)定劑或抗氧化劑。
19.如權(quán)利要求1項(xiàng)的裝置，是以下列步驟完成(a)將一聚合物、一導(dǎo)電填料及一非導(dǎo)電填料充分混合均勻以形成一PTC導(dǎo)電復(fù)合材料；(b)將該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料與至少二電極進(jìn)行壓合，以形成一PTC板材，其中，該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料經(jīng)壓合后，形成一薄片片大的電流檢測元件；(c)將該P(yáng)TC板材以放射線照射，且累積的照射計量至少為20Mrads，使PTC導(dǎo)電復(fù)合材料產(chǎn)生交鏈反應(yīng)；及(d)將該P(yáng)TC板材沖切形成該過電流保護(hù)裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，于步驟(d)之后另包含一步驟，用以將二金屬導(dǎo)電片粘附于該電極相對于該電流檢測元件的另一側(cè)。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中步驟(b)的壓合方式，是將熔融后的該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料以擠壓的方式注入電極間所形成。
22.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中步驟(b)的壓合方式，是將該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料與二電極以熱壓而形成。
23.一種過電流保護(hù)裝置，包含一電流檢測元件及二電極，其中該電流檢測元件是由一具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材料所形成，該導(dǎo)電復(fù)合材料包含至少一聚合物，該聚合物的熔點(diǎn)高于110℃，衛(wèi)式軟化點(diǎn)低于110℃；及一導(dǎo)電填料，散布于該聚合物之內(nèi)。
24.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該聚合物為聚烯烴類聚合物。
25.如權(quán)利要求24所述的材料，其中該聚合物是選自下列群組聚乙烯、聚丙烯及聚辛烯。
26.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該聚合物的重量百分比為20％至80％之間，較佳者是介于30％至70％之間。
27.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該導(dǎo)電填料為碳黑、金屬粉末或碳化陶瓷性粉末。
28.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該導(dǎo)電填料的重量百分比為20％至90％之間，較佳者是介于30％至70％之間。
29.如權(quán)利要求27所述的材料，其中該金屬粉末為鎳粉、銀粉或其混合物。
30.如權(quán)利要求27所述的材料，其中該碳化陶瓷性粉末為碳化鈦或碳化鎢。
31.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材另包含一非導(dǎo)電填料，且散布于該聚合物之內(nèi)。
32.如權(quán)利要求31所述的材料，其中該非導(dǎo)電填料的重量百分比為0.1％至10％之間，較佳者是介于0.5至5％之間。
33.如權(quán)利要求31所述的材料，其中該非導(dǎo)電填料為無機(jī)或是有機(jī)形式。
34.如權(quán)利要求33所述的材料，其中該無機(jī)非導(dǎo)電填料是選自氫氧化鎂、二氧化鈦、碳酸鈣。
35.如權(quán)利要求33所述的材料，其中該有機(jī)非導(dǎo)電填料是選自矽化物、丙烯酸類、胺類、硫化物、羧酸類、脂肪酸類及酯類的衍生物及其鹽類或是非晶形聚合物。
36.如權(quán)利要求23所述的材料，其中該P(yáng)TC導(dǎo)電復(fù)合材料另添加一添加劑以增強(qiáng)其物理特性。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中該添加劑為一光起始劑、交鏈劑、偶合劑、分散劑、穩(wěn)定劑或抗氧化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種過電流保護(hù)裝置,包含一電流檢測元件及二電極。該電流檢測元件由一具有正溫度系數(shù)的導(dǎo)電復(fù)合材料所形成,包含至少一聚合物、一導(dǎo)電填料及一非導(dǎo)電填料。其特征在于該至少一聚合物的熔點(diǎn)高于110℃,且其衛(wèi)式軟化點(diǎn)低于110℃。此外,可將放射線的累積照射量維持在20Mrads以上,以增加該過電流保護(hù)裝置的熱穩(wěn)定性及電氣穩(wěn)定性。
文檔編號H01C7/02GK1378217SQ0111050
公開日2002年11月6日 申請日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者王紹裘, 馬云晉, 謝炯輝 申請人:聚鼎科技股份有限公司