可表面貼裝的ptc熱敏電阻器及其貼裝方法
2023-10-17 09:38:24 1
專利名稱：可表面貼裝的ptc熱敏電阻器及其貼裝方法
背景技術：
1.發明領域本發明涉及可表面貼裝的PTC(正溫度係數)熱敏電阻器，以及將這種PTC元件表面貼裝到貼裝靶例如基板上的方法。
2.相關技術的描述在
圖13和14中，分別示出了傳統的可表面貼裝的PTC熱敏電阻器的透視圖和前視圖。可表面貼裝的PTC熱敏電阻器包含元件體1的頂表面和底表面、電極2和3以及分別連接到電極2和3的端子4和5，該元件體1呈圓鈕扣形，端子4和5呈鉤狀向下彎曲。該PTC元件在由模壓帶或其它類似的包裝構成的包裝中運輸和出售。如圖15(a)所示，該PTC元件由吸嘴6一個接一個地拾取，該吸嘴限定了作為貼裝裝置的一部分的元件保持器，該PTC元件被貼裝在貼裝靶上，以便接著通過焊接固定。為了防止熱從元件體1傳輸到基板7，在貼裝PTC元件時，在PTC元件體1和基板7之間形成了間隙s。
在上述傳統結構中，當將PTC元件貼裝到基板的預定位置時，通過適當的壓力以及吸嘴6本身將PTC元件壓到基板7的表面上，使得每個端子4和5牢固地與設置在電路圖形的墩處的焊料(圖中未示出)接觸。
在這種情況下，在元件體1的上和下電極2和3的外邊緣附近連接每個端子4和5，每個端子4和5的垂直腿部4b和5b分別置於元件體1的外側。這就導致了在上端子4和電極2的結合部4a上在脫開的方向上的作用力集中，該作用力是由襯底上的壓力負荷的反作用力而引起的。這樣，上端子4的接合可能如圖15(b)所示遭到破壞。因此，加壓將被調整到電極2和接合部4a的接合強度，從而使其難以調整，因為即使具有相同特性的元件也具有不同的接合強度。
發明綜述為了克服上述問題，本發明的最佳實施例提供了一種可表面帖裝的PTC熱敏電阻器及其帖裝方法，能防止在帖裝時出現上述問題。
根據本發明的第一最佳實施例，可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件包含熱敏電阻器元件體和設置在熱敏電阻器元件體上表面和下表面上的電極，設置上、下端子，使得每個電極與各自的一個端子連接，每個端子向下延伸，其中下端子的垂直腿部沿徑向置於熱敏電阻器元件體的內側，離開熱敏電阻器元件體的外邊緣。
而且，在可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件中，可以將下端子的垂直腿部置於熱敏電阻器元件體的中心附近。
此外，在可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件中，上端子和上電極的接合部可以設置成在接近元件體的中心部分互相重疊。
利用這些獨特的設置，從下端子的垂直腿部到將元件壓到基板表面上的壓力中心之間的距離變小，從而使作用在上端子垂直腿部的向上的作用力最小。總之，作用在兩個垂直腿部的反作用力直接正比於從壓力的中心到每個垂直腿部之間的距離，使得下端子的垂直腿部和壓力中心之間的距離越小，作用在上端子的垂直腿部的向上的力越小。
這樣，能夠使作用在上端子的垂直腿部的向上的作用力最小，從而使其能夠防止上電極和上端子的接合脫開。因此，即使在上電極和上端子的接合部的接合強度存在不規則性，也很容易調整壓力。
而且，如果下端子的垂直腿部位於元件體中心附近，當在元件的中心附近施加壓力時，下端子的腿部支撐了大部分壓力。這樣，能夠使作用在上端子的垂直腿部上的向上的力最小，從而能夠更加確保防止上電極的脫開。
此外，如果在元件體的中心部分附近使上端子和上電極的接合部排列為彼此重疊，當通過元件保持器給該元件的中心附近加壓時，上端子與上電極的接合部的一部分夾在保持部分和元件體的上表面之間，從而使上端子難以從上電極脫開。
這樣，通過上端子夾在帖裝裝置的元件保持器和元件體之間，增強並大大提高的上端子的抗脫開強度，從而推進了上述有益效果。
根據本發明的另一個最佳實施例，帖裝可表面帖裝的PTC熱敏電阻器的方法包含以下步驟通過元件保持器保持熱敏電阻器元件，將熱敏電阻器元件表面帖裝到帖裝靶上，該熱敏電阻器元件是可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，在熱敏電阻器元件體的上表面和下表面上形成有電極，其中每個電極分別與端子連接，每個端子向下延伸，其中下端子的垂直腿部沿徑向置於熱敏電阻器元件體的內側，離開熱敏電阻器元件體的外邊緣，由元件保持器保持的熱敏電阻器元件體的保持區和垂直腿部的至少一部分在垂直方向上重疊，由元件保持器保持該元件體並表面帖裝到帖裝靶上。
利用這種獨特的設置，由元件保持器保持的熱敏電阻器元件體的整個區域都作為壓力作用區，使得該區中的下端子的垂直腿部支撐所有的壓力。
這樣，能夠將元件加壓帖裝到帖裝靶的表面，同時可靠地防止上端子的任何脫開，從而確保有效地進行表面帖裝。
通過下面參考附圖對最佳實施例的詳細描述，可以使本發明的其它特徵、元件、步驟、特性和優點變得更明顯。
附圖的簡要說明圖1是根據本發明第一最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其頂表面看的透視圖；圖2是根據本發明第一最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其底表面看的透視圖；圖3是根據本發明第一最佳實施例的表面帖裝PIC熱敏電阻器的前視圖；圖4是根據本發明最佳實施例的用於帖裝PTC熱敏電阻器的帖裝工藝的前視圖；圖5是根據本發明第二最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其底表面看的透視圖；圖6是根據本發明第二最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器的前視圖；圖7是是根據本發明第三最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其底表面看的透視圖；圖8是根據本發明第三最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器的前視圖；圖9是根據本發明第四最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其底表面看的透視圖；圖10是根據本發明第四最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器的前視圖；圖11是根據本發明第五最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其底表面看的透視圖；圖12是根據本發明第五最佳實施例的表面帖裝PTC熱敏電阻器的前視圖；圖13是傳統的表面帖裝PTC熱敏電阻器從其頂表面看的透視圖14是傳統的表面帖裝PTC熱敏電阻器的前視圖；和圖15是說明傳統的表面帖裝PTC熱敏電阻器的帖裝工藝的前視圖。
最佳實施例的詳細描述現在將參考附圖描述本發明的最佳實施例。
圖1-3說明了根據本發明第一最佳實施例的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件。該可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件包含具有基本上呈圓形鈕扣狀的元件體和設置在該元件體的上表面和下表面上的間隙型(gap-type)電極2和3，每個電極都具有鎳層Ni和銀層Ag。每個電極2和3在接合處分別與兩個端子4和5中各自的一個端子連接，端子4和5呈平板狀並且最好由基材不鏽鋼製成。
設置的上端子4的長度方向在元件體1的徑向延伸，使得上端子4和電極2的接合部4a與電極2在從元件體1的中心部到其外邊緣的範圍內充分重疊。而且，在該元件體1的外側垂直向下彎曲端子4的外側延伸部分，以限定垂直腿部4b。而且，垂直腿部4b向下延伸得比該元件體1的底表面稍長，並且彎曲垂直腿部4b的下端以限定水平連接部分4c。
此外，下端子5隻在元件體1的中心部分附近具有與電極3連接的接合部5a，從接合部5a的一端，通過垂直向下彎曲形成短的垂直腿部5b。另外，彎曲垂直腿部5b的下端部並一直延伸到接近元件體1的外邊緣的位置，以限定水平連接部分5c，該水平連接部分5c的長度方向在徑向延伸，並具有與上端子4的連接部4c基本上相同的高度。
在本發明最佳實施例的例子中，元件體1的直徑最好為大約8.0mm，厚度大約為2.0mm，CP大約為100℃，電阻值R25大約10Ω，電極2和3最好包含直徑大約為6.0mm的銀層，每個端子4和5最好包含不鏽鋼板，不鏽鋼板的寬度大約為4.0mm，厚度大約為0.15-0.2mm，具有內塗層Ni和表面鍍層Sn，垂直腿部4b的高度大約為3.5cm，連接部4c和5c的高度分別為大約1.0mm和大約4.0mm。
在包含模壓帶或其它類似封裝的包裝中供應和運輸具有上述結構的元件，如圖4所示，通過吸嘴6一個接一個地拾取元件，並通過焊接固定到基板7的預定位置上，吸嘴6確定了帖裝裝置的元件保持器。為了防止熱量從元件體1傳輸到基板7，帖裝元件時在元件體1和基板7之間形成了用於隔熱的間隙s。
當將元件帖裝到基板7的表面上時，將保持可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件的吸嘴6移動到基板7的表面附近，然後從一定的高度，利用元件重力、彈力和其它的力，以適當的力將可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件壓到基板7的表面上。此時，如果吸嘴6位於該元件體1的中心附近，下端子5的垂直腿部5b位於元件的由吸嘴6保持的區域內，下端子5的垂直腿部5b支撐了由吸嘴6施加的大部分壓力，從而使作用在上端子4的垂直腿部4b上的反作用力最小。
圖5和6顯示了根據本發明第二最佳實施例的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器。在該可表面帖裝的PTC熱敏電阻器中，向上述第一實施例的結構中的相反的方向彎曲下端子5與電極3的接合部5a，但具有與第一實施例相同的功能度。
圖7和8顯示了根據本發明第三實施例的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器。該可表面帖裝的PTC熱敏電阻器具有兩個端子4和5，包含在第一最佳實施例結構中的端子4和5的連接部分4c和5c已經刪除了，從而導致基板表面上高的加壓應力。
圖9和10顯示了根據本發明第四實施例的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器。與第一最佳實施例的結構相比，該可表面帖裝的PTC熱敏電阻器具有帶變化的形狀的下端子5。在這種情況下，在徑向將下端子5的垂直腿部5b置於元件體1的中心的外側和元件體1的外邊緣的內側。
圖11和12顯示了根據本發明第五最佳實施例的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器。該可表面帖裝的PTC熱敏電阻器包含端子4和5，包含在第四最佳實施例結構中的端子4和5的連接部分4c和5c已經刪除了，從而導致基板表面上高的加壓應力。
在已經描述了本發明的最佳實施例的同時，應理解在不離開本發明的範圍和精神的情況下，對本領域技術人員來說，各種變化和修改都是顯而易見的。因此本發明的範圍將通過下列權利要求來完全確定。
權利要求
1.一種可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，包括熱敏電阻器元件體，包含上表面和下表面；電極，設置在熱敏電阻器元件體的上表面和下表面上；上端子和下端子，它們的設置使得每個電極都分別與上端子或下端子的各一個連接，並且每個下端子和上端子都向下延伸；其特徵在於，下端子的垂直腿部在徑向上離開熱敏電阻器元件體的外邊緣，置於熱敏電阻器元件體的內側。
2.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，所述下端子的垂直腿部位於熱敏電阻器元件體的中心附近。
3.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，設置上端子的接合部分和電極之一，以使在熱敏電阻器元件體的中心部分處彼此重疊。
4.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，熱敏電阻器元件體基本上具有圓形鈕扣形狀。
5.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，每個電極都包含鎳層和銀層。
6.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，每個端子都具有平板狀結構，並且由不鏽鋼製成。
7.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，彎曲垂直腿部的下端以確定水平連接部分。
8.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，只在熱敏電阻器元件體的中心部分附近的位置，下端子具有與電極之一連接的接合部。
9.根據權利要求1的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，上端子包含比下端子的垂直腿部更長的垂直腿部。
10.根據權利要求9的可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，其特徵在於，彎曲上端子的垂直腿部的下端，以便確定水平連接部分。
11.一種帖裝可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件的方法，該方法包括步驟通過元件保持器保持PTC熱敏電阻器元件；和將熱敏電阻器元件表面帖裝到帖裝靶上，該熱敏電阻器元件是可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件，具有熱敏電阻器元件體和形成在熱敏電阻器元件體的上表面和下表面上的電極以及上、下端子，上、下端子的設置使得每個電極與上和下端子中各自的一個端子連接，上和下端子被設置為向下延伸；其特徵在於，下端子的垂直腿部沿徑向置於熱敏電阻器元件體的內側，離開熱敏電阻器元件體的外邊緣，熱敏電阻器元件體的由所述元件保持器保持的區域與所述垂直腿部的至少一部分在垂直方向上彼此重疊，由所述元件保持器保持該元件體以表面帖裝到帖裝靶上。
12.根據權利要求11的方法，其特徵在於，所述下端子的垂直腿部位於熱敏電阻器元件體的中心附近。
13.根據權利要求11的方法，其特徵在於，上端子的接合部和電極之一設置為在熱敏電阻器元件體的中心部分處彼此重疊。
14.根據權利要求11的方法，其特徵在於，熱敏電阻器元件體具有基本圓形鈕扣形狀。
15.根據權利要求11的方法，其特徵在於，每個電極包含鎳層和銀層。
16.根據權利要求11的方法，其特徵在於，每個端子都具有平板狀結構，並且由不鏽鋼製成。
17.根據權利要求11的方法，其特徵在於，彎曲垂直腿部的下端以確定水平連接部分。
18.根據權利要求11的方法，其特徵在於，只在熱敏電阻器元件體的中心部分附近的位置，下端子具有與電極之一連接的接合部。
19.根據權利要求11的方法，其特徵在於，上端子包含比下端子的垂直腿部更長的垂直腿部。
20.根據權利要求19的方法，其特徵在於，彎曲上端子的垂直腿部的下端，以便確定水平連接部分。
全文摘要
可表面帖裝的PTC熱敏電阻器元件包含設置在熱敏電阻器元件體上表面和下表面上的電極,其中每個電極分別與端子連接,每個端子向下延伸。在加壓將PTC熱敏電阻器元件帖裝到基板的表面上時,通過加壓的反作用力防止上端子的脫開。下端子的垂直腿部在徑向置於熱敏電阻器元件體的內側,離開熱敏電阻器元件體的外邊緣。最好,下端子的垂直腿部置於熱敏電阻器元件體的中心附近。
文檔編號H01C1/14GK1350305SQ01138520
公開日2002年5月22日 申請日期2001年10月24日 優先權日2000年10月24日
發明者勝木隆與, 芳賀嶽夫 申請人:株式會社村田製作所