具有相变材料的熔断装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种熔断装置，所述熔断装置包括：熔断部件、第一电极、第二电极和相变部件，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上、所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触。熔断部件可以包括熔断温度，其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，并且其中所述相变温度小于所述熔断温度。

【技术实现步骤摘要】
具有相变材料的熔断装置
本专利技术涉及包括熔断装置的电路保护装置领域。
技术介绍
传统的电路保护装置包括熔断保险丝(fuses)、可重置熔断保险丝、正温度系数(PTC)装置，其中正温度系数装置可以被考虑为可重置熔断保险丝。在诸如可重置熔断保险丝以及非可重置熔断保险丝的装置中，电路保护装置可以被设计成在诸如低电流的设计状态下操作时显示低电阻。包括电路保护元件的电路保护装置的电阻可以由于电路保护元件的环境中的温度升高通过直接加热而改变，或者经由通过电路保护元件的电流而产生的电阻加热而改变。例如，正温度系数装置可以包括聚合物材料和传导性填充剂，由于诸如熔化转变或玻璃转变的聚合物材料的改变，传导性填充剂提供从低电阻状态转变到高电阻状态的混合物。在这种通常高于室温的转变温度下，聚合物基体可以膨胀和破坏导电网络，使得复合材料具有更少的导电性。电阻中的这种改变将类似熔断保险丝的特征赋予给正温度系数材料，该电阻在正温度系数材料冷却回到室温时为可逆的。在非可重置熔断保险丝的情况下，熔断元件的材料会被熔化或气化，导致开路状态。从低电阻至高电阻的转变的速度或响应时间可以受到熔断装置中使用的材料的固有性质支配，诸如非可重置熔断保险丝中的金属合金的，或者在正温度系数熔断中的聚合体/填充金属。对于一些应用，响应时间可以比设想的更迅速，意味着较长响应时间是更合适的。相对于这些及其它考虑提供了本公开。
技术实现思路
示例性实施例涉及基于相变材料和熔断装置的组合的改进的材料和装置。在一个实施例中，熔断装置可以包括熔断部件；第一电极，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上；第二电极，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上；和相变部件，所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，和其中所述相变温度小于所述熔断温度。在另一个实施例中，一种形成熔断装置的方法可以包括：形成第一电极，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上；形成第二电极，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上；和施加相变部件，所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变材料的相转变，和其中所述相变温度小于所述熔断温度。在另一个实施例中，保护装置可以包括：金属氧化物可变电阻；第一电极，所述第一电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第一侧上；第二电极，所述第二电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第二侧上；和第三电极，所述第三电极设置在所述金属氧化物可变电阻的第二侧上。该保护装置还可以包括热熔断元件，所述热熔断元件连接在第二电极和第三电极之间；和相变层，所述相变层包括相变材料，被设置在所述金属氧化物可变电阻的第二侧上，且被设置成与所述热熔断元件热接触。附图说明图1图示了根据本公开实施例的熔断装置；图2提供了正温度系数材料的特征电特性；图3图示了PCM物质的一般属性；图4显示表示根据本公开实施例的相变材料的特征的示例性实验加热曲线；图5表现了显示根据本公开实施例的熔断装置的响应曲线的图表；图6显示了根据本公开不同实施例的另一熔断装置的剖视图；图7显示了根据本公开一些实施例的熔断装置的剖视图；图8显示了根据本公开其它实施例的熔断装置的剖视图；图9示出了根据本公开另外实施例的熔断装置的剖视图；图10示出了根据本公开另一实施例的熔断装置的视图；图11示出了根据本公开的另一实施例的另外的熔断装置的横截面；图12A和图12B分别描述了根据本公开的另一实施例的熔断装置的俯视平面图和侧横截面图；图13示出了根据本公开的实施例的示例性处理流程；和图14示出了根据本公开的另外实施例的另一示例性处理流程。具体实施方式现将参照附图在下文中更充分地说明本实施例，其中显示了示例性实施例。实施例不被解释为对在这里阐述的实施例的局限。相反地，提供这些实施例使得本公开将更全面和完整，并将它们的保护范围完整地表达给本领域的技术人员。在附图中，全文相同的数字表示相同的元件。在下文的说明书和/或权利要求中，术语“在......上”、“覆盖”、“设置在......上”和“在......上方”可以被用在下面的说明书和权利要求中。“在......上”、“覆盖”、“设置在......上”和“在......上方”可以用于指示两个或多个元件彼此直接物理接触。此外，术语“在......上”、“覆盖”、“设置在......上”和“在......上方”可以表示两个或多个元件彼此不直接接触。例如“在......上方”可以在彼此不接触的时候表示一个元件在另一元件的上方，并且可以在两个元件之间具有另一个元件或多个元件。此外，虽然权利要求主题的保护范围不被限制于此，但是术语“和/或”可以表示“和”，也可以表示“或”，还可以表示“排它-或”，还可以表示“一个”，还可以表示“一些，而不是全部”，还可以表示“两者都不”，和/或还可以表示“两者都”。在不同的实施例中，新装置结构和材料被提供用于形成熔断装置，其中可以利用相变部件调节熔断装置响应时间。图1显示了根据本公开实施例的熔断装置100。熔断装置100可以包括熔断部件102、设置在熔断部件102的第一侧上的第一电极104、设置在熔断部件102的第二侧上的第二电极106、和被设置成与熔断部件102热接触的相变部件108。熔断装置100还包括设置在第二电极106的外部并与熔断部件102热接触的相变部件110。如图所示，第一电极104具有被设置成与熔断部件102相接触的内侧和与相变部件110相接触的外侧。在图1的熔断装置100中，熔断部件102可以是热熔断、电流熔断、可重置熔断、非可重置熔断、正温度系数(PTC)熔断或本领域所公知的其它熔断。例如，熔断部件102可以包括正温度系数材料，其中正温度系数材料的特征在于分开使正温度系数材料的低电阻状态与正温度系数材料的高电阻状态的熔断温度(断开温度)。如这里使用的术语“热接触”或“与......热接触”可以表示第一部件与第二部件物理接触，或者第一部件通过高导热性路径连接到第二部件。例如，在熔断装置100中，第一电极104或第二电极106可以是诸如铜的金属薄片或金属导线，其中该金属具有高导热性。因此，在相变部件108与熔断部件102通过第一电极104分开的同时，相变部件108仍然借助于通过第一电极104提供的高导热性路径与熔断部件102热接触。在不同的实施例中，用在相变部件108中的材料可以是包括聚合体、石蜡、金属、金属合金、盐合水、或易熔材料的任一种合适材料。在易熔材料中是有机-有机系统、有机-无机系统以及无机-无机系统。本实施例不被限制于该范围。图2提供了正温度系数材料的特征电特性。如图所示，在低电阻状态下的较低温度处，电阻相对较低，并且作为温度增加的函数基本没有增加。在给定温度下，有时被称为熔断温度或断开温度(在本实例中为大约170℃)，电阻的快速增加作为增加温度的函数而发生，其中正温度系数材料进入高电阻状态。在高电阻状态，电阻比低电阻状态高很多，例如两个数量级、三个数量级或更高的四个数量级。一旦处于高电阻状态，正温度系数材料的电阻在温度增加的情况下可能更缓慢地增加，或者在一些情况下，根本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔断装置，所述熔断装置包括：熔断部件；第一电极，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上；第二电极，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上；和相变部件，所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，和其中所述相变温度小于所述熔断温度。

【技术特征摘要】
2017.04.28 US 15/581,0501.一种熔断装置，所述熔断装置包括：熔断部件；第一电极，所述第一电极设置在所述熔断部件的第一侧上；第二电极，所述第二电极设置在所述熔断部件的第二侧上；和相变部件，所述相变部件被设置成与所述熔断部件热接触，其中所述熔断部件包括熔断温度；其中所述相变部件呈现相变温度，所述相变温度标记相变部件的相转变，和其中所述相变温度小于所述熔断温度。2.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件包括聚合物、石蜡、金属、金属合金、盐合水或易熔材料。3.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述熔断部件包括正温度系数(PTC)材料，其中所述正温度系数材料包括断开温度，所述断开温度分开正温度系数材料的高电阻状态与正温度系数材料的低电阻状态。4.根据权利要求1所述的熔断装置，其中第一电极包括：内侧，所述内侧被设置成与所述熔断部件直接接触；和外侧，其中所述相变部件设置在第一电极的所述外侧上。5.根据权利要求4所述的熔断装置，其中所述第二电极包括：第二内侧，所述第二内侧被设置成与所述熔断部件直接接触；和第二外侧，其中所述相变部件设置在第二电极的所述第二外侧上。6.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件设置在第一电极和第二电极之间，并且被设置成与所述熔断部件直接接触。7.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件包括：封装层；和相变材料，其中所述相变材料的特征在于相转变温度，且其中所述相变材料通过封装层封装。8.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件包括相变材料，且其中所述相转变包括相变材料的熔化。9.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件包括：基体材料；和多个微封装颗粒，其中所述多个微封装颗粒分散在所述基体材料中，和其中所述多个微封装颗粒包括相变材料，所述相变材料的特征在于相转变。10.根据权利要求3所述的熔断装置，其中所述相变部件包括多个微封装颗粒，其中所述多个微封装颗粒分散在所述正温度系数材料内。11.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变温度小于150℃。12.根据权利要求1所述的熔断装置，其中所述相变部件包括带，其中所述带设置在第一电极上，并包括其特征在于相变温度的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾俊昆，陈建华，
申请(专利权)人：力特有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US