阅读说明：本技术 一种适用于贴装过流保护器件ptc的保护板 (Protection plate suitable for pasting and mounting over-current protection device PTC ) 是由 夏坤 方勇 张锐 黄定兵 曹清华 张伟 吴国臣 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板,是硬板、软板、软硬结合板,包括基板层和线路层,线路层覆于基板层表面,所述的线路层包含焊接各电子元器件引脚的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层,其中,至少包含1组用于焊接PTC的焊盘,导电线在走线时至少有1根从焊接PTC两端引脚的焊盘中间进行局部布线或是从两端引脚的焊盘之间穿过,即至少1根导电线从PTC的底部经过。本发明通过导电线走线时从PTC的底部经过的设计,当电流较小时,该段导电线发热较小,PTC几乎不受该段导电线的发热影响,当电流较大时,该段导电线发热剧增,PTC受该段导电线的发热影响较大,更容易触发PTC的动作保护。(The invention relates to a protection board suitable for mounting an overcurrent protection device PTC, which is a hard board, a soft board and a soft and hard combined board and comprises a substrate layer and a line layer, wherein the line layer covers the surface of the substrate layer, and comprises bonding pads for welding pins of electronic components, conducting wires for forming a line and a protection layer for covering the conducting wires, wherein at least 1 group of bonding pads for welding the PTC are included, and at least 1 conducting wire is locally wired from the middle of the bonding pads for welding the pins at two ends of the PTC or penetrates through the bonding pads for welding the pins at two ends when in wiring, namely at least 1 conducting wire passes through the bottom of the PTC. According to the invention, through the design that the conductive wire passes through the bottom of the PTC when the wire is wired, when the current is small, the conductive wire generates less heat, the PTC is hardly influenced by the heat of the conductive wire, when the current is large, the conductive wire generates heat sharply, the PTC is greatly influenced by the heat of the conductive wire, and the action protection of the PTC is more easily triggered.)

一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板

技术领域

本发明涉及一种既可以保障PTC在通常小电流应用条件下的长期使用，又可以满足限流电源（Limited Power Supply，简称LPS）8A的保护动作时间在60s以内要求的一种保护板，其通过将走线设计成从焊接PTC两端引脚的焊盘之间穿过，即从PTC的底部经过，在通小电流时，该段导电线发热小，几乎不影响PTC；在通大电流时，该段导电线发热大，加速了PTC的发热，使PTC更易发生动作保护。

背景技术

随着用户对智能手机这类产品的需求越来越苛刻，其电芯的容量也做的越来越大，手机充电的电流也越来越大，这种快充的流行都对过流保护器件PTC的要求也越来越高，期望其降低初始电阻，提高可维持电流，增大PTC的使用寿命；但是，低阻化必然会带来PTC动作时间的延缓，根据锂电池安全标准UL2054中关于LPS的标准说明，对于使用了PTC过流保护器件的场合，LPS对PTC要求的保护动作时间是8A小于60s。所以仅对于PTC本身来说，既要低阻化，又要满足LPS，很可能无法同时满足。

发明内容

本发明目的在于：提供一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，使PTC可以同时满足低阻值、高寿命的同时，又可以满足电池安全标准UL2054规定的LPS标准。

本发明目的通过下述技术方案实现：本发明提供一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，可以是硬板、软板、软硬结合板，包括基板层和线路层，线路层覆于基板层表面，所述的线路层包含焊接各电子元器件引脚的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层，其中，至少包含1组用于焊接PTC的焊盘，导电线在走线时至少有1根从焊接PTC两端引脚的焊盘中间进行局部布线或是从两端引脚的焊盘之间穿过，即至少1根导电线从PTC的底部经过。

本发明所述的线路层的导电线必须有1根或2根以上的导电线从焊接PTC的焊盘中间进行局部布线或是从焊接PTC的焊盘之间穿过，即部分或是全部从PTC的底部经过。原理是：当接入电路中通电时，该段从PTC的底部经过导电线的发热会有助于加速PTC的发热，根据发热功率Q=I²R，当电流较小时，该段导电线发热较小，PTC几乎不受该段导电线的发热影响，当电流较大时，该段导电线发热剧增，PTC受该段导电线的发热影响较大，更容易触发PTC的动作保护。

其中，从PTC底部经过的导电线走线类型，可以是单边全部穿过型、双边全部穿过型、单边局部布线型、双边局部布线型，或者一边局部布线型一边全部穿过型。

从PTC底部经过的导电线可以是单根、双根以上或全部。

所述的导电线走线是直线、曲线、或者直线和曲线的组合。

所述的线路层还包含用于焊接NTC、IC、MOS、精密电阻、电容类电子元器件的焊盘和形成电子线路的导电线。

所述焊盘的形状可以是圆形、矩形、多边形、不规则形状，焊盘的表面处理方式可以是化学沉镍金、电镀镍金、化学沉银、OSP、热风整平中的一种或两种以上处理方式。

所述的线路层可以是单层、双层或多层，当双层及多层线路层时，需通过线路层间导电孔连接电路。

所述的导电孔通孔、盲孔、埋孔中的一种或两种以上的组合。

所述的基板层是酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、BT树脂、PI树脂、PPO树脂、MS树脂、陶瓷、金属或金属合金层。

在上述方案基础上，所述的基板层的层数可以是单层、双层、多层。

所述的线路层表面需要印刷一层保护层，起到对线路层的保护作用，并防止非焊盘部位浸染焊锡发生短接，同时需将用于焊接各电子元器件引脚的焊盘开窗裸露出来。

所述的保护层为覆盖于线路层表面的阻焊油墨，以及印刷于阻焊油墨上的丝印文字。

本发明优越性在于：保护板通过走线设计，改变PTC周围的环境温度来影响PTC的发热，走线时从焊接PTC两端引脚的焊盘之间穿过，即从PTC的底部经过。这样当接入电路中通电时，该段导电线的发热会有助于加速PTC的发热，根据发热功率Q=I²R，当电流较小时，该段导电线发热较小，PTC几乎不受该段导电线的发热影响，当电流较大时，该段导电线发热剧增，PTC受该段导电线的发热影响较大，更容易触发PTC的动作保护。使PTC即可以实现低阻化、高寿命的同时，又可以满足LPS的标准。

附图说明

图1为本发明实施例1测试板的剖视图；

图2为本发明实施例1测试板的结构示意图；

图3为本发明实施例2测试板的结构示意图；

图4为本发明实施例3测试板的结构示意图；

图5为本发明实施例4测试板的结构示意图；

图6为不含本发明的常规测试板的结构示意图；

图7为8A动作时间，其中，从左至右分别为常规测试板、单边全部穿过型、双边全部穿过型、单边局部布线型、双边局部布线型；

图8为3A充放电电阻变化曲线，其中，右边从上至下分别为双边全部穿过型、双边局部布线型、单边全部穿过型、单边局部布线型、常规测试板；

图中标号说明：

1——保护层；

2——线路层；

3——基板层；

4——镍金层；

5——PTC；

21a——第一测试焊盘；21b——第二测试焊盘；

22a——第一PTC焊盘；22b——第二PTC焊盘；

23a— 实施例1第一导电线；23b— 实施例1第二导电线；

23c— 实施例2第一导电线；23d— 实施例2第二导电线；

23e— 实施例3第一导电线；23f— 实施例3第二导电线；

23g— 实施例4第一导电线；23h— 实施例4第二导电线；

23i— 常规测试板第一导电线；23j— 常规测试板第二导电线。

具体实施方式

实施例1

一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，仅包含PTC 5一种电子元件且从PTC底部经过的导电线是单边全部穿过型的测试板，如图1和图2所示，包括基板层3和线路层2，线路层2覆于基板层3表面，所述的线路层2包含焊接各电子元器件引脚的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层1，其中，

包含1组用于焊接PTC 5的焊盘，第一PTC焊盘22a、第二PTC焊盘22b；

本实施例1第一导电线23a走线时从焊接PTC 5两端引脚的第一PTC焊盘22a、第二PTC焊盘22b中间进行局部布线，即从PTC 5的底部经过。

如图2所示，以0.80mm厚度的FR-4环氧树脂为基板3，表面镀上1OZ厚度的铜层，通过线路影像转移技术形成线路层2。

线路层2包含第一测试焊盘21a和第二测试焊盘21b、焊接PTC 5的第一焊盘22a和第二焊盘22b、第一导电线23a和第二导电线23b。其中，第一导电线23a从焊接PTC 5的第一焊盘22a的端头走出，然后，全部从第一焊盘22a和第二焊盘22b之间穿过，再与第一测试焊盘21a相连；第二导电线23b直接和第二测试焊盘21b相连。

在线路层2的表面印刷一层厚度约23um的绿色阻焊油墨，作为保护层1，并将第一、第二测试焊盘21a、21b和焊接PTC 5的第一、第二PTC焊盘22a、22b开窗露出，第一、第二测试焊盘21a、21b和焊接PTC 5的第一、第二PTC焊盘22a、22b表面均采用化学沉镍金的方式进行处理，形成一层2.6um的镍金层4。

本实施例的8A动作时间和3A充放电电阻变化曲线见图7和图8。使PTC既实现了低阻化、高寿命的同时，又可以满足LPS的标准。

实施例2

一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，如图3所示，为从PTC底部经过的导电线是双边全部穿过型测试板，包括基板层3和线路层2，线路层2覆于基板层3表面，所述的线路层2包含焊接电子元器件引脚的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层1，其中，至少包含1组用于焊接PTC 5的第一、第二PTC焊盘22a、22b，本实施例第一、第二导电线23c、23d在走线时全部从焊接PTC两端引脚的焊盘中间穿过。

本实施例与实施例1的区别仅在于导电线的走线方式不同，如图3所示，其中第一导电线23c从焊接PTC的第一焊盘22a的端头走出，然后全部从PTC的第一、第二焊盘22a、22b之间穿过，再与第一测试焊盘21a相连；第二导电线23d从焊接PTC的第二焊盘22b的端头走出，然后全部从PTC的第一、第二焊盘22a、22b之间穿过，再与第二测试焊盘21b相连。

本实施例的8A动作时间和3A充放电电阻变化曲线见图7和图8。使PTC既实现了低阻化、高寿命的同时，又可以满足LPS的标准。

实施例3

一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，如图4所示，为从PTC底部经过的导电线是单边局部布线型测试板，包括基板层3和线路层2，线路层2覆于基板层3表面，所述的线路层2包含1组用于焊接PTC的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层1，

本实施例与实施例1的区别仅在于导电线的走线方式不同，如图4所示，其中第一导电线23e从焊接PTC的第一焊盘22a的侧边布线走出，然后从第一、第二PTC焊盘22a、22b之间走出，再与第一测试焊盘21a相连；第二导电线23f直接和第二测试焊盘21b相连。

本实施例的8A动作时间和3A充放电电阻变化曲线见图7和图8。使PTC既实现了低阻化、高寿命的同时，又可以满足LPS的标准。

实施例4

一种适用于贴装过流保护器件PTC的保护板，如图5所示，从PTC 5底部经过的导电线是双边局部布线型测试板，包括基板层3和线路层2，线路层2覆于基板层3表面，所述的线路层2包含1组用于焊接PTC的焊盘、构成线路的导电线和覆盖导电线的保护层1，本实施例为与实施例1的区别仅在于导电线的走线方式不同，第一导电线23g从焊接PTC第一焊盘22a的侧边布线走出，然后从第一、第二PTC焊盘22a、22b之间穿出，再与第一测试焊盘21a相连；第二导电线23h从焊接PTC 5的第二PTC焊盘22b的侧边布线走出，然后从第一、第二PTC焊盘22a、22b之间穿出，再与第二测试焊盘21b相连。

本实施例的8A动作时间和3A充放电电阻变化曲线见图7和图8。使PTC既实现了低阻化、高寿命的同时，又可以满足LPS的标准。

对比例

另外制作一款不含本发明特殊设计的常规测试板作为对比，如图6所示，与本发明唯一的区别就是第一导电线23i不从PTC 5的底部经过，而是直接同第一测试焊盘21a相连；第二导电线23j也不从PTC 5的底部经过，而是直接同第二测试焊盘21b相连。

数据验证：

用同一型号PTC，分别用常规测试板（图6所示测试板）和本发明实施例1至4测试板（图2至5所示测试板）贴装后，分别从两端测试焊盘上焊出引线对比测试：

一、8A动作时间，如图7所示；二、3A充放电循环阻值变化，如图8所示。从以上两组测试可以看出，同一型号PTC贴装在常规测试板和本发明的几款实施例测试板上，小电流充放电的升阻水平相当；但在常规测试板上无法满足LPS（8A动作时间小于60s）的标准，而在本发明的几款实施例测试板上都可以满足LPS标准，且动作时间大小顺序为：双边全部穿过型＜双边局部布线型＜单边全部穿过型＜单边局部布线型。应该说明，保护板制造商在设计保护板时可以根据本身保护板的散热能力来选择一个最优的走线方式，既可以保障PTC在通常小电流应用条件下的长期使用，又可以满足LPS（8A的保护动作时间在60s以内）的要求。