芯片型保险丝及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种芯片型保险丝及其制造方法。该芯片型保险丝以电绝缘材料为基板，熔丝配置于基板之上。保护层形成于熔丝的上方，且在熔丝的外围与基板黏结，因此在熔丝与保护层之间形成中空穴。此中空穴隔绝保护层和熔丝直接接触，避免熔丝在过大电流负载下产生的高热和电弧，熔化或破坏保护层。中空穴还可以成为密封状态，将小于１个大气压力的气体密封在内。芯片型保险丝进一步包含隔热层与电弧抑制层，以分别降低在过大电流负载下的反应时间和电弧强度。本发明专利技术还提供一种芯片型保险丝的制造方法，尤其是形成熔丝与中空穴的方式。本发明专利技术可以避免熔丝在过大电流负载下产生的高热和电弧熔化或破坏保护层，以确保零件的完整与使用安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种芯片型保险丝，可以表面贴装方式固定在电路板上，特 别涉及一种在熔丝上方具备中空穴的芯片型保险丝构造及其制作方法。中空 穴更可以形成密封状态，包含小于1个大气压力的气体。
技术介绍
保险丝广泛应用于电子和电机工业，保护产品免于过大电流的破坏和可 能发生的起火灾难。其原理是当电流流经具备适当阻抗的导电熔丝，当电流 超过额定规格时，熔丝因过热而烧断，隔绝电流进入产品。而烧断后的阻抗 愈高，则隔绝效果愈佳。通常熔丝的截面积愈大，则阻抗愈低，额定电流愈 高。保险丝与被保护的电路串联，在额定电流范围内使用时，电压降与温度 上升愈少愈好。而熔丝经由过大电流加热，在完全熔断前会产生电弧，其是 瞬间且局部的高能量，破坏力很强，是保险丝设计与制作上必须考虑的重要 因素。传统的保险丝由中空的绝缘体构成，成份是玻璃或陶瓷。绝缘体内放置 细长形的熔丝，使用的材料通常是银和铜的合金。在绝缘体的两端分别压合 或黏结一个金属盖，并与熔丝的两端分别对应连接。电流经过熔丝产生的热 和过大电流负载下产生的电弧，完全限制在中空的绝缘体内。传统的保险丝 必须通过焊接在电路板上的保险丝座与电路串联，亦可进行替换，工业界已 使用多年，通常使用在电子和电机产品的电源输入端。缺点是尺寸太大，常用的小尺寸规格(直径x长度)是5x20毫米(mm)，不适合现今电子产品轻薄短 小的需求。为了适应电子产品轻薄短小的需要，工业界于近年来推出芯片型保险 丝，特点是尺寸小，常用的长度与宽度规格是1.6x0.8毫米(mm)与3.2x1.6 毫米(mm)，可以表面贴装方式固定在电路板上。因其尺寸小，不仅可应用于 电源输入端，更可使用于产品内部的电路板与线路，形成多层次的保护。另外因其可以自动化机器生产，制造费用比传统的保险丝更低。请参阅图1，现有技术的芯片型保险丝1包含基板11、熔丝12、保护层 19、两个端电极14和两个末端垫16。基板ll电绝缘，通常是长方形，其材质是氧化铝陶瓷、玻璃或高分子。熔丝12的成份是金、银、铝、铜、白金等金属，以溅镀、电镀等薄膜制造工艺制作于基板11的表面。两个金属材料的末端垫16分别连接到熔丝12的两端，其宽度较熔丝12大，厚度和熔 丝12—样或更厚，材料可不同于熔丝12。为了制作方便，末端垫16的材料 和厚度，最好能和熔丝12相同，如图1所示。用以导电的端电极14形成于基板11两端的侧边，经由末端垫16与熔 丝12的两端分别对应连接，是芯片型保险丝1与电路板(未显示)的接点。保 护层19涂布于熔丝12与基板11的表面，其材料是玻璃或耐温高分子，隔 离或减少环境中的湿气、氧气与机械力等对熔丝12的腐蚀与破坏。上述现有技术的芯片型保险丝1虽然结构简明，但是保护层19与熔丝 12直接接触，因此在额定电流范围内使用时，熔丝12所产生的高热易造成 保护层19内的局部高温与热应力，因此会降低芯片型保险丝1长期使用的 可靠度。尤其在过大电流的负载下，熔丝12完全熔断前所产生的高热与电 弧，熔化或破坏保护层19，导致熔融状态下的熔丝材料很可能飞溅出去，造 成邻近金属线路之间的短路，甚至引发起火意外。美国专利公告第5,726,621号与第6，034，589号公开一种芯片型保险丝， 提供局部改进技术，对原本为一条的熔丝结构，改成多条熔丝并联的结构， 并以绝缘层隔绝相邻的两条熔丝。其以绝缘层-熔丝-绝缘层-熔丝----绝缘层 的多层堆叠方式，将电流分散至多处，其中的绝缘层由玻璃和陶瓷材料构成。 这些专利技术减少上述公知技术的热应力与保护层破坏问题，但是熔丝仍然与绝 缘层直接接触，上述热应力与保护层破坏的问题并未彻底解决，而且多层堆 叠方式的制造成本较高。因此，本专利技术的目的在于提供一种在熔丝上方具备中空穴的芯片型保险 丝，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有中空穴的芯片型保险丝。本专利技术以电绝5缘材料为基板，将导电熔丝制作在基板之上；保护层形成于熔丝的上方，且 在熔丝的外围与基板黏结，因此在熔丝与保护层之间形成中空穴。该中空穴 阻绝保护层和熔丝的直接接触，所以在额定电流范围内使用时，保护层内不 会形成局部高温与热应力，提高长期使用的可靠度。该中空穴还可以避免熔 丝在过大电流负载下产生的高热和电弧熔化或破坏保护层，以确保零件的完 整与使用安全。中空穴还可以形成密封状态，将小于1个大气压力的气体密 封在内。本专利技术的另一目的在于提供一种具有密封中空穴的芯片型保险丝的制 作方法。首先，提供一片配置有很多个相同的熔丝的大基板。接着，在每一 个熔丝上面覆盖以高分子为主的牺牲层，再以含有玻璃材料的保护层覆盖牺 牲层。然后，加热去除牺牲层，于是就在原来牺牲层的位置形成- -个中空穴。 接着，提高温度以熔化整个保护层，保护层因此在熔丝的外围与基板黏结， 冷却后密封中空穴。最后，制作端电极，并以钻石刀片或激光，将芯片型保 险丝自基板切割分离。本专利技术的另一目的在于提供一种薄膜和厚膜的整合技术，以低成本的方 法制作低阻抗的精细厚膜熔丝。本专利技术在一片大基板的表面，以厚膜印刷方 式，形成一层银和玻璃复合的导电膜，涵盖基板的表面。然后，涂布光刻胶， 并以曝光、显影、蚀刻等薄膜制造工艺，形成具有精细熔丝的导电膜，其中， 熔丝的宽度可以小至20微米。银和玻璃复合的导电膜是以银作为导电媒介， 玻璃作为黏结的媒介。为实现上述目的，本专利技术提供一种芯片型保险丝，包含基板；熔丝， 配置于该基板之上；保护层，形成于该熔丝的上方，且在该熔丝的外围与该 基板黏结；中空穴，形成于该熔丝与该保护层之间，至少包含一部分该熔丝； 以及至少一个端电极，与该熔丝电连接。如上所述的芯片型保险丝，其中该基板电绝缘，成份是纯度90%以上的 氧化铝。如上所述的芯片型保险丝，其中该熔丝具有导电性，其成份包含银和玻 璃的复合材料。如上所述的芯片型保险丝，其中该保护层特性均匀且电绝缘，其成份包 含玻璃。如上所述的芯片型保险丝，其中该保护层至少一部分经由至少一个中间 层，间接与该基板黏结。如上所述的芯片型保险丝，其中该保护层以整体熔化的方式，在该熔丝 的外围与该基板黏结。如上所述的芯片型保险丝，其中该中空穴包含气体，且该气体的压力小 于1个大气压。如上所述的芯片型保险丝，其中所述至少一个端电极形成于该基板两端 的侧边，且在该基板的边缘与该熔丝电连接。如上所述的芯片型保险丝，进一步包含隔热层，形成于该基板与该熔丝 之间。如上所述的芯片型保险丝，其中该隔热层含有玻璃成份。如上所述的芯片型保险丝，进一步包含电弧抑制层，覆盖于该熔丝之上， 介于该熔丝与该中空穴之间。如上所述的芯片型保险丝，其中该电弧抑制层含有玻璃成份。如上所述的芯片型保险丝，进一步包含至少一个末端垫，配置于该基板 上，电连接该熔丝至该基板的边缘。为实现上述目的，本专利技术还提供一种芯片型保险丝，包含基板；隔热 层，形成于该基板之上；熔丝，配置于该隔热层之上；保护层，形成于该熔 丝的上方，且于该熔丝的外围与该隔热层黏结；以及中空穴，形成于该熔丝 与该保护层之间，至少包含一部分该熔丝。如上所述的芯片型保险丝，其中该保护层至少--部分经由至少- 个中间 层，间接与该隔热层黏结。如上所述的芯片型保险丝，其中该保护层以整体熔化的方式，在该熔丝 的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片型保险丝，包含：基板；熔丝，配置于该基板之上；保护层，形成于该熔丝的上方，且在该熔丝的外围与该基板黏结；中空穴，形成于该熔丝与该保护层之间，至少包含一部分该熔丝；以及至少一个端电极，与该熔丝电连接。

【技术特征摘要】
1. 一种芯片型保险丝，包含基板；熔丝，配置于该基板之上；保护层，形成于该熔丝的上方，且在该熔丝的外围与该基板黏结；中空穴，形成于该熔丝与该保护层之间，至少包含一部分该熔丝；以及至少一个端电极，与该熔丝电连接。2、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该基板电绝缘，成份是纯 度卯％以上的氧化铝。3、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该熔丝具有导电性，其成 份包含银和玻璃的复合材料。4、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该保护层特性均匀且电绝 缘，其成份包含玻璃。5、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该保护层至少一部分经由 至少一个中间层，间接与该基板黏结。6、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该保护层以整体熔化的方 式，在该熔丝的外围与该基板黏结。7、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中该中空穴包含气体，且该 气体的压力小于1个大气压。8、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，其中所述至少一个端电极形成 于该基板两端的侧边，且在该基板的边缘与该熔丝电连接。9、 如权利要求1所述的芯片型保险丝，进一步包含隔热层，形成于该 基板与该熔丝之间。10、 如权利要求9所述的芯片型保险丝，其中该隔热层含有玻璃成份。11、 如权利要求l所述的芯片型保险丝，进一步包含电弧抑制层，覆盖 于该熔丝之...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡聪明，
申请(专利权)人：诚佑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]