過(guò)電流保護(hù)元件及其保護(hù)電路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過(guò)電流保護(hù)元件以及表面設(shè)有該過(guò)電流保護(hù)元件的保護(hù)電路板。該過(guò)電流保護(hù)元件特別是具有正溫度系數(shù)(Positive Temperature Coefficient ；PTC)特性。
【背景技術(shù)】
[0002]熟知的PTC元件的電阻值對(duì)溫度變化的反應(yīng)相當(dāng)敏銳。當(dāng)PTC元件于正常使用狀況時(shí)，其電阻可維持極低值而使電路得以正常運(yùn)作。但是當(dāng)發(fā)生過(guò)電流或過(guò)高溫的現(xiàn)象而使溫度上升至一臨界溫度時(shí)，其電阻值會(huì)瞬間跳至一高電阻狀態(tài)(例如12 Ω以上)而將過(guò)量的電流反向抵消，以達(dá)到保護(hù)電池或電路元件的目的。
[0003]美國(guó)專利US 6，713，210揭示一具過(guò)電流保護(hù)的電路板結(jié)構(gòu)。IC元件2是設(shè)置于電路板I上，PTC元件3則以表面黏著方式固設(shè)于該電路板I表面。該P(yáng)TC元件3是一層疊結(jié)構(gòu)，PTC材料層6是設(shè)置于鎳箔(或鍍鎳銅箔)7、7’之間，該鎳箔7、7’作為PTC材料層6的電極箔。鎳片4是固接于該鎳箔7的上表面作為外接電極之用。在鎳箔7’的下表面(即相鄰于電路板I的表面)另焊接一電極5,相對(duì)于PTC兀件3成一對(duì)稱結(jié)構(gòu)。該電極5是電路板I上的電極區(qū)塊，由此可降低元件的高度，以符合電子裝置小型化或薄型化的需要。
[0004]PTC元件3是以回焊方式焊接于電路板1，其間強(qiáng)度不及點(diǎn)焊方式，而有可能造成后續(xù)組裝時(shí)PTC元件3自電路板I表面剝離的情況。舉例而言，當(dāng)該電路板I進(jìn)行組裝時(shí)，鎳片4可能需要彎曲以配合組裝時(shí)焊接至電池的情形，而彎折鎳片4時(shí)的拉力及扭力可能破壞PTC元件3和電路板I間的焊接結(jié)構(gòu)，或更甚者將使得PTC元件3自電路板I表面剝離，造成元件毀損。
[0005]鑒于以上問(wèn)題，如何增加PTC元件和電路板間的結(jié)合強(qiáng)度，以解決后續(xù)制程PTC元件可能產(chǎn)生剝離的問(wèn)題，實(shí)為目前業(yè)界所亟欲解決及突破的技術(shù)障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明揭示一種具有PTC特性的過(guò)電流保護(hù)元件，其焊接于相應(yīng)電路板表面時(shí)，具有較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度，不易因后續(xù)組裝的拉力，造成過(guò)電流保護(hù)元件與電路板剝離的情形。另外，過(guò)電流保護(hù)元件可提供整個(gè)上表面供外接電極焊接之用，無(wú)須特定外接電極的焊接區(qū)域，因而方便后續(xù)焊接制程。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，揭露一種過(guò)電流保護(hù)元件，用于焊接于一電路板表面。該過(guò)電流保護(hù)元件為具有上表面、下表面及連接該上表面和下表面的四個(gè)側(cè)表面的方體結(jié)構(gòu)，且包含PTC材料層、第一電極箔、第二電極箔、焊接區(qū)及金屬連接件。PTC材料層具有相對(duì)的第一和第二表面，第一電極箔物理接觸該第一表面，第二電極箔電氣連接該P(yáng)TC材料層的第二表面。第二電極箔和焊接區(qū)均位于該過(guò)電流保護(hù)元件下表面，且焊接區(qū)與該第二電極箔隔離。金屬連接件位于該過(guò)電流保護(hù)元件側(cè)表面。其中該第二電極箔用于焊接于該電路板中的電極區(qū)，該焊接區(qū)與金屬連接件用于與該電路板中的相應(yīng)焊墊焊接固定。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，揭露一種保護(hù)電路板，其包含一電路板及在其表面設(shè)置的過(guò)電流保護(hù)元件。過(guò)電流保護(hù)元件為具有上表面、下表面及連接該上表面和下表面的四個(gè)側(cè)表面的方體結(jié)構(gòu)，其包含PTC材料層、第一電極箔、第二電極箔、焊接區(qū)及金屬連接件。PTC材料層具有相對(duì)的第一表面及第二表面，第一電極箔物理接觸該第一表面，第二電極箔電氣連接該P(yáng)TC材料層的第二表面。第二電極箔和焊接區(qū)位于該過(guò)電流保護(hù)元件下表面，且焊接區(qū)與該第二電極箔隔離。金屬連接件位于該側(cè)表面。電路板的表面設(shè)有電極區(qū)及焊墊，其中該第二電極箔焊接于該電路板中的該電極區(qū)，該焊接區(qū)與金屬連接件焊接于該焊墊。
[0009]一實(shí)施例中，該焊接區(qū)可環(huán)繞該第二電極箔設(shè)置，且設(shè)置于該過(guò)電流保護(hù)元件下表面的四周邊緣。該金屬連接件可設(shè)置于所有四個(gè)側(cè)表面，其可為全鋪面(full face)設(shè)計(jì)。
[0010]一實(shí)施例中，該焊接區(qū)位于過(guò)電流保護(hù)元件下表面相對(duì)的兩端部，且該第二電極箔設(shè)于兩端部焊接區(qū)之間。該金屬連接件設(shè)于焊接區(qū)所在兩端部的兩個(gè)側(cè)表面。
[0011]一實(shí)施例中，該焊接區(qū)位于過(guò)電流保護(hù)元件下表面的角落。該金屬連接件是位于相鄰兩側(cè)表面相接角落的金屬導(dǎo)電通孔。
[0012]一實(shí)施例中，該金屬連接件連接該第一電極箔和焊接區(qū)。
[0013]一實(shí)施例中，該金屬連接件和電路板間形成爬錫結(jié)構(gòu)。
[0014]一實(shí)施例中，第一電極箔表面可設(shè)置焊塊，以供外接電極片直接點(diǎn)焊與其連接。
[0015]一實(shí)施例中，第二電極箔物理接觸該P(yáng)TC材料層的第二表面。
[0016]一實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)元件另包含絕緣層及第三電極箔，其中絕緣層位于該第一電極箔表面，而第三電極箔位于該絕緣層表面且電氣連接該第一電極箔。
[0017]一實(shí)施例中，過(guò)電流保護(hù)元件另包含第三電極箔、絕緣層及導(dǎo)電連接件。第三電極箔位于該P(yáng)TC材料層的第二表面，且與該金屬連接件隔離。絕緣層位于該第二電極箔和第三電極箔之間。導(dǎo)電連接件穿過(guò)該絕緣層以電氣連接該第二及第三電極箔。
[0018]一實(shí)施例中，該電路板是柔性電路板。該柔性電路板上設(shè)置有兩個(gè)焊塊，該兩個(gè)焊塊可分別位于電路板的兩端，且分別電氣連接該焊接區(qū)及第二電極箔。其中該電路板在該兩個(gè)焊塊下方的位置有相應(yīng)開(kāi)口，用于提供兩側(cè)焊接(例如點(diǎn)焊)。
[0019]本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件及包含該過(guò)電流保護(hù)元件的保護(hù)電路板，具有增強(qiáng)焊接強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，可解決過(guò)電流保護(hù)元件于后續(xù)組裝時(shí)可能發(fā)生的自電路板剝離的潛在問(wèn)題。此外，本發(fā)明的過(guò)電流保護(hù)元件的整個(gè)上表面可供外接電極進(jìn)行焊接(例如點(diǎn)焊)，無(wú)須精確對(duì)位，故可提升生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1顯示熟知的過(guò)電流保護(hù)元件及其保護(hù)電路板；
[0021]圖2A?2C顯示本發(fā)明一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件；
[0022]圖3A顯示本發(fā)明一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件相應(yīng)的電路板；
[0023]圖3B?3D顯示本發(fā)明一實(shí)施例的保護(hù)電路板；
[0024]圖4A、4B顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件及相應(yīng)的電路板；
[0025]圖5A、5B顯示本發(fā)明又一實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件及相應(yīng)的電路板；
[0026]圖6A、6B顯示本發(fā)明另一實(shí)施例的保護(hù)電路板；以及
[0027]圖7A、7B顯示本發(fā)明其他實(shí)施例的過(guò)電流保護(hù)元件。
[0028]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0029]I電路板
[0030]2 IC 元件
[0031]3 PTC 元件
[0032]4 鎳片
[0033]5電極區(qū)
[0034]6 PTC 材料層
[0035]7、7’ 鎳箔
[0036]20、30、40、60、70過(guò)電流保護(hù)元件
[0037]21、31、41 電路板
[0038]22、50保護(hù)電路板
[0039]23、24 焊塊
[0040]51柔性電路板
[0041]201、301、401、601、701 PTC 材料層
[0042]202、302、402、602、702 第一電極箔
[0043]203、303、403、603、703 第二電極箔
[0044]204、304、404、604、704 焊接區(qū)
[0045]205、305、405、605、705 絕緣隔離區(qū)
[0046]206、306、406、606、706 金屬連接件
[0047]207爬錫結(jié)構(gòu)
[0048]211、311、411 電極區(qū)
[0049]212、312、412 焊墊
[0050]213電子元件
[0051]510 開(kāi)口
[0052]511、512 焊塊
[0053]607、707 絕緣層
[0054]608、708第三電極箔
[0055]609、709導(dǎo)電連接件
【具