本发明是关于一种过电流保护元件，更具体而言，关于一种热稳定且薄型的过电流保护元件。
背景技术：
1、现有具有正温度系数(positive temperature coefficient，ptc)特性的导电复合材料的电阻对于特定温度的变化相当敏锐，可作为电流感测元件的材料，且目前已被广泛应用于过电流保护元件或电路元件上。具体而言，ptc导电复合材料在正常温度下的电阻可维持极低值，使电路或电池得以正常运行。但是，当电路或电池发生过电流(over-current)或过高温(over-temperature)的现象时，其电阻值会瞬间提高至一高电阻状态(至少104ω以上)，即所谓的触发(trip)，而将过电流截断，以达到保护电池或电路元件的目的。
2、就过电流保护元件的最基本结构而言，是由ptc材料层及贴合于其两侧的金属电极所构成。ptc材料层至少会包含基材及导电填料。基材由高分子聚合物所组成，而导电填料则散布于高分子聚合物中作为导电通道。应理解的是，过电流保护元件在制作时会经过多道的高温制程，例如：过电流保护元件的模塑或焊接。在过电流保护元件制作完成后，也会因触发而处于高温的状态。然而，高低温交替的环境中易使ptc材料层产生孔隙甚至破裂(crack)，前述孔隙或破裂不仅使整体结构失去完整性，亦会拉高元件的电阻值，进而影响过电流保护元件的电阻稳定性。换言之，发生破裂(crack)或者高阻的过电流保护元件已经不再具备原本应有的电气特性(electrical characteristic)，而无法符合实际应用需求。
3、另外，现今手持式电子产品对于轻薄短小的要求越来越高，同时对于各主动或被动元件的尺寸及厚度的限制也更加严苛。然而，当ptc材料层的上视面积逐渐缩小时，元件的电阻值会跟着增加，并使元件可承受的电压随之下降。如此一来，过电流保护元件再也无法承受大电流和大功率。而且，当ptc材料层的厚度减薄时，元件的耐电压会降低甚至不足。显然，小尺寸的过电流保护元件，在实际应用时，容易烧毁。
4、综上，现有的过电流保护元件在热稳定性及厚度上仍有相当的改善空间。
技术实现思路
1、本发明提供一种热稳定且可制作为极薄的过电流保护元件。过电流保护元件中具有热敏电阻层，其电阻会因高温而上升而截断电流的导通，以便对电子元件起到保护作用。本发明于热敏电阻层的高分子聚合物基材中导入聚烯烃类共聚物，使得热敏电阻层在高温时不易产生孔隙或破裂。值得一提的是，热敏电阻层更可包含聚烯烃类均聚物，通过将聚烯烃类共聚物与聚烯烃类均聚物混练并形成互穿聚合物网络(interpenetrating polymernetworks，ipn)的结构，可减少相分离的情形并使热敏电阻层的热膨胀系数更小。故于高温下更能保持材料原貌，即结构完整性更佳。如此，过电流保护元件得以制作为更薄，在承受较高的电压时不会烧毁。
2、根据本发明的一实施态样，一种过电流保护元件，包含热敏电阻层及电极层。热敏电阻层具有上表面及下表面。电极层包含上金属层及下金属层，而上金属层及下金属层分别贴附于热敏电阻层的上表面及下表面。此外，热敏电阻层具有正温度系数特性且包含高分子聚合物基材及导电填料。高分子聚合物基材包含聚烯烃类均聚物及聚烯烃类共聚物。聚烯烃类均聚物具有第一热膨胀系数，而聚烯烃类共聚物具有第二热膨胀系数。第二热膨胀系数小于第一热膨胀系数，且聚烯烃类均聚物与聚烯烃类共聚物形成互穿聚合物网络(interpenetrating polymer networks，ipn)的结构。导电填料散布于高分子聚合物基材中，用于形成热敏电阻层的导电通道。
3、根据一些实施例，聚烯烃类均聚物为高密度聚乙烯，而聚烯烃类共聚物选自由乙烯-丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物及乙烯-辛烯共聚物所组成的群组。
4、根据一些实施例，聚烯烃类共聚物依结构单体排列方式为无规共聚物(randomcopolymer)、接枝共聚物(graft copolymer)或其组合。
5、根据一些实施例，聚烯烃类共聚物为乙烯-丁烯共聚物，且以热敏电阻层的体积为100％计，高分子聚合物基材所占的体积百分比为47％至52％。
6、根据一些实施例，聚烯烃类均聚物与聚烯烃类共聚物的体积比为1∶4至4∶1。
7、根据一些实施例，热敏电阻层于20℃至100℃间的热膨胀系数介于42ppm/℃与60ppm/℃之间。
8、根据一些实施例，热敏电阻层于100℃至120℃间的热膨胀系数介于1500ppm/℃与2600ppm/℃之间。
9、根据一些实施例，热敏电阻层于150℃至175℃间的热膨胀系数介于180ppm/℃与240ppm/℃之间。
10、根据一些实施例，导电填料由碳黑组成，且以热敏电阻层的体积为100％计，导电填料所占的体积百分比为33％至39％。
11、根据一些实施例，更包含阻燃剂。阻燃剂选自由氧化锌、氧化锑、氧化铝、氧化硅、碳酸钙、硫酸镁或硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙及氢氧化钡所组成的群组。
12、根据一些实施例，热敏电阻层的厚度为0.09mm至0.13mm。
13、根据一些实施例，过电流保护元件具有第一电阻跃增率介于2.3与2.7之间，其中过电流保护元件未经触发前在室温下具有初始的第一电阻值，而经175℃烘烤4小时后再冷却至室温时具有第二电阻值，第二电阻值除以第一电阻值的比值为第一电阻跃增率。
14、根据一些实施例，第一电阻跃增率介于2.3至2.4之间。
15、根据一些实施例，过电流保护元件具有第二电阻跃增率介于3与5之间，其中过电流保护元件经20v/10a的施加功率循环500次后再冷却至室温时具有第三电阻值，第三电阻值除以第一电阻值的比值为第二电阻跃增率。
16、根据一些实施例，第二电阻跃增率介于3.3与3.4之间
17、根据一些实施例，过电流保护元件的耐电压值为30v，过电流保护元件经30v/10a的施加功率循环500次后不烧毁。
18、根据一些实施例，第三电阻值的标准差介于3.3与8.6之间。
19、根据一些实施例，第三电阻值的标准差介于3.3与3.4之间。
20、根据一些实施例，热敏电阻层的厚度为0.9mm至0.94mm。
21、根据一些实施例，过电流保护元件具有上视面积为64mm2至74mm2。
22、根据一些实施例，过电流保护元件具有第三电阻跃增率介于1.2与1.5之间，其中过电流保护元件未经触发前在室温下具有初始的第一电阻值，而过电流保护元件经16v/50a的施加功率处理3分钟后再进行冷却时具有第四电阻值，第四电阻值除以第一电阻值的比值为第三电阻跃增率。
1.一种过电流保护元件，包含：
2.根据权利要求1所述的过电流保护元件，其中该聚烯烃类均聚物为高密度聚乙烯，而该聚烯烃类共聚物选自由乙烯-丁烯共聚物、乙烯-戊烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-庚烯共聚物及乙烯-辛烯共聚物所组成的群组。
3.根据权利要求2所述的过电流保护元件，其中该聚烯烃类共聚物依结构单体排列方式为无规共聚物、接枝共聚物或其组合。
4.根据权利要求1或3所述的过电流保护元件，其中该聚烯烃类共聚物为乙烯-丁烯共聚物，且以该热敏电阻层的体积为100％计，该高分子聚合物基材所占的体积百分比为47％至52％。
5.根据权利要求4所述的过电流保护元件，其中该聚烯烃类均聚物与该聚烯烃类共聚物的体积比为1∶4至4∶1。
6.根据权利要求5所述的过电流保护元件，其中该热敏电阻层于20℃至100℃间的热膨胀系数介于42ppm/℃与60ppm/℃之间。
7.根据权利要求6所述的过电流保护元件，其中该热敏电阻层于100℃至120℃间的热膨胀系数介于1500ppm/℃与2600ppm/℃之间。
8.根据权利要求7所述的过电流保护元件，其中该热敏电阻层于150℃至175℃间的热膨胀系数介于180ppm/℃与240ppm/℃之间。
9.根据权利要求8所述的过电流保护元件，其中该导电填料由碳黑组成，且以该热敏电阻层的体积为100％计，该导电填料所占的体积百分比为33％至39％。
10.根据权利要求1所述的过电流保护元件，更包含一阻燃剂，该阻燃剂选自由氧化锌、氧化锑、氧化铝、氧化硅、碳酸钙、硫酸镁或硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙及氢氧化钡所组成的群组。
11.根据权利要求1所述的过电流保护元件，其中该热敏电阻层的厚度为0.09mm至0.13mm。
12.根据权利要求11所述的过电流保护元件，其中该过电流保护元件具有一第一电阻跃增率介于2.3与2.7之间，其中该过电流保护元件未经触发前在室温下具有初始的一第一电阻值，而经175℃烘烤4小时后再冷却至室温时具有一第二电阻值，该第二电阻值除以该第一电阻值的比值为该第一电阻跃增率。
13.根据权利要求12所述的过电流保护元件，其中该第一电阻跃增率介于2.3至2.4之间。
14.根据权利要求12所述的过电流保护元件，其中该过电流保护元件具有一第二电阻跃增率介于3与5之间，其中该过电流保护元件经20v/10a的施加功率循环500次后再冷却至室温时具有一第三电阻值，该第三电阻值除以该第一电阻值的比值为该第二电阻跃增率。
15.根据权利要求14所述的过电流保护元件，其中该第二电阻跃增率介于3.3与3.4之间。
16.根据权利要求14所述的过电流保护元件，其中该过电流保护元件的耐电压值为30v，该过电流保护元件经30v/10a的施加功率循环500次后不烧毁。
17.根据权利要求14所述的过电流保护元件，其中该第三电阻值的标准差介于3.3与8.6之间。
18.根据权利要求17所述的过电流保护元件，其中该第三电阻值的标准差介于3.3与3.4之间。
19.根据权利要求1所述的过电流保护元件，其中该热敏电阻层的厚度为0.9mm至0.94mm。
20.根据权利要求19所述的过电流保护元件，其中该过电流保护元件具有一上视面积为64mm2至74mm2。
21.根据权利要求20所述的过电流保护元件，其中该过电流保护元件具有一第三电阻跃增率介于1.2与1.5之间，其中该过电流保护元件未经触发前在室温下具有初始的一第一电阻值，而该过电流保护元件经16v/50a的施加功率处理3分钟后再进行冷却时具有一第四电阻值，该第四电阻值除以该第一电阻值的比值为该第三电阻跃增率。
