一种熔断器及其生产方法技术

本发明专利技术公开一种熔断器，包括设有端电极的上、下绝缘层及设在上、下绝缘层之间的熔断体，所述熔断器还包括设置在所述熔断体与所述绝缘层之间的功能层，所述功能层包括基材及均匀或大致均匀地分布在所述基材中的灭弧材料，所述灭弧材料含有密闭空穴，所述基材包括低温共烧陶瓷粉、气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，所述灭弧材料的含量为1~50wt%；本发明专利技术还公开了一种熔断器的生产方法；本发明专利技术提供的熔断器，克服了现有技术中熔断体在与缓冲层以及灭弧层之间因无依托在烧结过程中收缩不匹配，导致熔断体发生变形、弯曲、缺陷等现象的缺点，保证熔断体的平整性、一致性和完整性，显著提升了熔断特性及生产效率。

A Fuse and Its Production Method

The invention discloses a fuse, which comprises an upper and a lower insulating layer with end electrodes and a fuse body between the upper and lower insulating layers. The fuse also includes a functional layer between the fuse body and the insulating layer. The functional layer comprises a base material and an arc extinguishing material uniformly or roughly uniformly distributed in the base material, the arc extinguishing material contains a closed cavity. The base material includes low temperature co-fired ceramic powder, aerosol silicon oxide, silicon oxide, inert resin, phosphoric acid and phosphate polyester, and the content of the arc-extinguishing material is 1-50wt%. The invention also discloses a production method of a fuse; the fuse provided by the invention overcomes the shrinkage mismatch between the fuse in the prior art and the buffer layer and the arc-extinguishing layer during sintering due to no support. The defects such as deformation, bending and defect of fuses are caused. The smoothness, consistency and integrity of fuses are guaranteed, and the fusing characteristics and production efficiency are significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种熔断器及其生产方法
本专利技术涉及电气保护元件领域，尤其是提供一种含有具备灭弧及泄压等多重作用的功能层的熔断器的生产方法及由该方法生产的熔断器。
技术介绍
熔断器被广泛的应用于各种电子元器件的过流保护。利用金属导体作为熔体串联于电路中，当电路发生异常时，电流超过规定值后，熔断器的熔体将会自动熔化，达到断开电路，保护电器的作用。随着应用电路中额定电压的升高，熔断器在熔断过程由于无法经受高电压的能量，存在出现基体破碎、碎裂、烧板以及基体飞离电路板等情况的安全隐患，因此迫切需要找到一种能有效提高熔断器的耐压能力的材料或结构。目前改善此问题的技术方案，大部分是以导入凹槽或空穴在熔体周围为主，或者在凹槽中再填加入多孔浆料来达到泄压或灭弧的效果。如CN2010101221215公开了一种熔断器，其采用埋入式线路积层方式，在两个堆叠基板之间设有至少一个泄压与聚热空间，将熔断体穿设于泄压与聚热空间中，此泄压与聚热空间可以聚集熔断体在电流通过时所产生的高温，并可泄除熔断体在熔断时所产生的压力，这种方式的缺点在于由于熔断体穿设于泄压和聚热空间中，至少有一面处于凹槽中且专利中提到该保护元件会进行烧结，而烧结过程是熔断体与陶瓷基板收缩致密化过程，由于熔断体至少一面处于凹槽结构中，导致其无法与基体一起收缩，容易导致熔断体出现弯曲变形现象，进而导致熔断器的熔断一致性会变差，且容易出现非线性熔断影响线路正常工作，该设计的另一个不足在于烧结后凹槽的尺寸由于陶瓷基体的收缩而相应变小，尺寸难以控制，此外该设计方式还存在一个弊端，即熔断体熔断过程在高电压条件下会存在严重的飞弧现象，尤其是在电路短路情况下会产生高电压高电流的情况，这种情况最考验熔断器的分断能力，而这篇专利中的设计虽然有泄压凹槽但没有灭弧材料无法沾灭电弧导致凹槽内有强烈放电现象，出现保护元件熔断不彻底而引起线路板燃烧的不安全现象。CN2012102771048中公开了一种熔断器，采用在元件的陶瓷基板上设一冲压沟槽，冲压沟槽中填充有LTCC的多孔陶瓷浆料或造孔剂浆料，在填充有LTCC的多孔陶瓷浆料或造孔剂浆料的陶瓷基板上堆叠熔体层，使得熔体位于填充有LTCC的多孔陶瓷浆料或造孔剂浆料的冲压沟槽的正上方，在具有熔体层的陶瓷基板上再堆叠另一陶瓷基板，两个陶瓷基板的冲压沟槽部分位于同一垂直平面，使所述熔体层位于填充有LTCC的多孔陶瓷浆料或造孔剂浆料的冲压沟槽部分之间，可以分散熔断体动作时产生的高压热流对产品自身的冲击作用。这种采用干法成型的方式在后期需要通过加压将两个陶瓷基板压到一起，这个加压过程会导致造孔浆料和熔体受到挤压，使得熔体发生变形，同时此方案引入多孔陶瓷或造孔剂通过低温共烧将有机物排出，从而形成多孔结构，这些孔洞的存在会导致熔断体在烧结过程中扩散到上述孔洞之中，造成熔断体本身出现缺陷，从而影响熔断体的阻值变大增加线路中功耗以及熔断的一致性变差，出现异常熔断从而影响线路正常工作。CN2009101263357中采用低温一体成型方式制造具有基材、熔断元素、空穴、抗电弧层以及端电极所构成的电流保护元件，此技术为了达到更高额定电流能力，该专利技术专利采用在熔断元素上方或下方引入抗电弧层，在电弧层或熔断元素上方或下方引入空穴，这种结构在低温成型过程中会导致抗电弧层或熔断元素的其中一面处于一个不受约束的自由收缩面，从而会引起抗电弧层或熔断元素发生变形，造成抗电弧层或熔断元素缺陷，从而影响熔断器的熔断特性和灭弧特性，导致熔断器无法耐更高的额定电压和额定电流，会使得熔断器在短路过程中无法安全分断，引起熔断器炸裂、炸飞、侧喷和烧板等危害线路板安全的现象。CN2016107785327中公开了一种熔断器，其熔断体四周具有灭弧层，灭弧层周面和/或熔断体周面具有缓冲层，该缓冲层具有容置空间或者多孔结构。其生产过程中，先将灭弧层的浆料涂覆在熔断体四周，然后再将缓冲层的浆料采用丝网印刷的方式印刷在灭弧层周面和/或熔断体的周面，这种结构虽然相对于现有技术有一定的改进，但由于缓冲层与灭弧层都含有结构薄弱点且两者的成分及结构不同，在低温共烧的过程中不仅操作工序复杂，而且缓冲层和灭弧层中的间隙依然会导致在低温共烧的过程中导致绝缘层和/或熔断体渗入间隙的不均一收缩，影响熔断体熔断特性。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有功能层的熔断器，具有灭弧和缓冲功能的所述功能层结构稳固，可对上下各层提供稳定支撑。本专利技术提供一种熔断器，包括绝缘层及熔断体，所述绝缘层包括上绝缘层及下绝缘层，所述熔断体设置在所述上绝缘层与所述下绝缘层之间，所述绝缘层上设有与所述熔断体相电连接的端电极，所述熔断器还包括设置在所述熔断体与所述绝缘层之间的功能层，所述功能层包括基材及均匀或大致均匀地分布在所述基材中的灭弧材料，所述灭弧材料含有密闭空穴，所述基材包括低温共烧陶瓷粉、气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，所述灭弧材料的含量为1~50wt%。所述功能层中的灭弧材料能够在熔断体熔断的时候的压力和温度条件下产生空隙，具体地，灭弧材料中的玻璃体或陶瓷体的介面熔融破裂，预置在玻璃体或陶瓷体内的空穴来吸收熔断体熔断时产生的热能和冲击波，以及吸收产生的金属蒸气，将电弧淬灭。所述功能层的灭弧材料只有在熔断体熔断后才会产生空隙，而在生产过程中整个功能层内各成分之间稳固支撑，使得在制备熔断器的低温共烧过程中，功能层能够对熔断体层及绝缘层提供稳定的支撑，在接触部分产生有依托的收缩，克服了现有技术中熔断体在与缓冲层（泄压空间或空穴）以及灭弧层（电弧层）之间因无依托在烧结过程中收缩不匹配，导致熔断体发生变形、弯曲、缺陷等现象的缺点，保证熔断体的平整性、一致性和完整性。优选地，所述功能层位于所述熔断体的上方和/或下方，所述功能层与所述熔断体接触。所述熔断器包括多层依次叠置的熔断体，每层所述熔断体的上方和/或下方设置有所述功能层。优选地，单个所述功能层包括多个彼此分离的次级功能层，所述次及功能层位于同一平面内，每个所述次级功能层与相应的所述熔断体接触。进一步地，在同一平面内，所述次级功能层的数量为3。优选地，所述灭弧材料为中空玻璃微球、含有多个所述密闭空穴的玻璃体或含有多个所述密闭空穴的陶瓷的任意一种，所述含有多个所述密闭空穴的玻璃体为掺有发泡剂的玻璃粉末低温共烧后形成，含有多个所述密闭空穴的陶瓷为掺有发泡剂的陶瓷粉末低温共烧后形成。优选地，所述灭弧材料为氧化硼、氧化硅及氧化铝的一种或多种的混合玻璃。优选地，所述灭弧材料的球径D50为10~80微米。本专利技术还提供一种熔断器的生产方法，包括如下步骤：S1，用低温共烧陶瓷粉和粘结剂制备玻璃陶瓷浆料；S2，向所述玻璃陶瓷浆料中加入气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，并充分搅拌研磨制备功能层预浆料；S3，向所述功能层预浆料中添加灭弧材料制成功能层浆料，所述灭弧材料为中空玻璃微球、掺有发泡剂的玻璃粉末或掺有发泡剂的陶瓷粉末的任意一种，所述灭弧材料的含量为1~50wt%；S4，涂布一层所述玻璃陶瓷浆料形成玻璃陶瓷浆料层，构成下绝缘层浆料；S5，在所述玻璃陶瓷浆料层的上方涂布至少一层熔断体层浆料及至少一层功能层浆料，每个所述熔断体层浆料的上方和/或下方涂布有所述功能层浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔断器，包括绝缘层及熔断体，所述绝缘层包括上绝缘层及下绝缘层，所述熔断体设置在所述上绝缘层与所述下绝缘层之间，所述绝缘层上设有与所述熔断体相电连接的端电极，其特征在于：所述熔断器还包括设置在所述熔断体与所述绝缘层之间的功能层，所述功能层包括基材及均匀或大致均匀地分布在所述基材中的灭弧材料，所述灭弧材料含有密闭空穴，所述基材包括低温共烧陶瓷粉、气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，所述灭弧材料的含量为1~50wt%。

【技术特征摘要】
1.一种熔断器，包括绝缘层及熔断体，所述绝缘层包括上绝缘层及下绝缘层，所述熔断体设置在所述上绝缘层与所述下绝缘层之间，所述绝缘层上设有与所述熔断体相电连接的端电极，其特征在于：所述熔断器还包括设置在所述熔断体与所述绝缘层之间的功能层，所述功能层包括基材及均匀或大致均匀地分布在所述基材中的灭弧材料，所述灭弧材料含有密闭空穴，所述基材包括低温共烧陶瓷粉、气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，所述灭弧材料的含量为1~50wt%。2.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述绝缘层还包括隔层，所述熔断器包括多个所述熔断体及多个所述功能层，每个所述熔断体的上方和/或下方设有所述功能层，所述隔层设置在相邻的两个所述熔断体之间。3.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述灭弧材料为中空玻璃微球、含有多个所述密闭空穴的玻璃体或含有多个所述密闭空穴的陶瓷。4.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于，所述灭弧材料的球径D50为10~80微米。5.一种熔断器的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，用低温共烧陶瓷粉和粘结剂制备玻璃陶瓷浆料；S2，向所述玻璃陶瓷浆料中加入气雾氧化硅、氧化硅、惰性树脂、磷酸及磷酸酯聚酯，并充分搅拌研磨制备功能层预浆料；S3，向所述功能层预浆料中添加灭弧材料制成功能层浆料，所述灭弧材料为中空玻璃微球、掺有发泡剂的玻璃粉末或掺有发泡剂的陶瓷粉末的任意一种，所述灭弧材料的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡庆，李向明，单小兵，杨永林，
申请(专利权)人：AEM科技苏州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32