一种小电流高分子贴片保险丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种小电流高分子贴片保险丝及其制备方法，方法包括以下步骤：制备基板、蚀刻熔丝、印刷助熔层、印刷阻燃保护层、切割基板、印刷标识、金属化端头；贴片保险丝具备以下结构：单元格、熔丝、助熔层、阻燃保护层、侧面电极、端电极。本发明专利技术采用PCB材质的基板替代原有的陶瓷基板，具有很好的保温效果，通过覆铜板工艺实现熔丝，精度控制高，可以准确地实现熔断时间的控制；同时，针对现有技术中存在的机身问题，采用PCB材质作为基板，通过覆铜工艺、表面蚀刻工艺、厚膜印刷工艺、以及端涂工艺制备的高分子贴片保险丝，具有阻值差异小、熔断时间可控度高、外观和焊性不良率低等优点。外观和焊性不良率低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种小电流高分子贴片保险丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及贴片保险丝设备及其制备
，特别涉及采用PCB线路板工艺制备的一种小电流高分子贴片保险丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]表面贴装熔断器主要应用于印刷电路板和其它电路的过流保护，其原理在于当电路发生故障或异常时，熔断器金属熔体自身熔断切断电流以实现保护电路。金属熔体的周围都被其基体部分的高分子材料或陶瓷材料所紧紧围贴着，即使是已经熔化的金属也无法向两端收缩，只能依靠向周围材料的扩散渗透或被周围材料吸收，如果在这个过程中过电流消失了（例如瞬间脉冲现象）或者产生的热量被基材迅速散掉，而扩散或吸收的过程尚在进行过程中，此时就会造成电阻变大而熔体没有完全熔断的现象。
[0003]此外，在表面贴装保险丝中，毫安级别的保险丝因电流低，所以发热量小，陶瓷基板的散热较快，对保险丝熔断效果有影响。再有，现有的表面贴装保险丝使用玻璃釉做隔热层会存在玻璃熔化吃银的现象，对熔断器的阻值影响比较大，所以在陶瓷基板上面生产的毫安级别的保险丝存在良率不高，性能不稳定的问题。同时毫安级别的保险丝由于银的阻值较低，所以行业多采用价格昂贵的金、铂、钯等贵金属作为熔丝材料，成本较高，良率也不好控制。从而使该类的产品价格居高不下，不利于电子行业的发展。
[0004]因此，在研发过程及生产中，专利技术人采用PCB材质的基板替代原有的陶瓷基板。但是在实现本专利技术的过程，专利技术人发现现有技术中采用PCB材质基板及采用常规工艺贴装保险丝的工艺至少还存在有以下问题：1、高分子材质的器件由于本身较轻，制备和测包过程中容易产生静电，引起返料和抛料的问题。在回流焊过程中容易出现歪焊、缺焊等不良的现象，影响客户的正常使用。为解决这种问题，往往在端电极位置打孔并灌注导电浆料，然后通过电镀Ni、Sn增加端头的导电性，从而造成制备成本的增加，推广性能较差。
[0005]2、常规表面贴装保险丝采用厚膜工艺印刷，氧化铝陶瓷为基板，金属银、金等制备成电子浆料进行印刷形成熔丝，玻璃浆料印刷在陶瓷基板表面制备成灭弧层和保护层。由于金银的导电性能较好，制备小电流的保险丝尤其是毫安级别的产品存在严重的不足，在厚膜印刷工艺中生产250mA的产品已经是极限，厚膜印刷形成的熔丝目前的技术印刷的线宽最窄只能实现50um,厚度最薄只能实现5um，而且对电子浆料的要求比较高，实现难度较大，厚度和宽度的均匀性也无法保证，对于制备毫安级别的保险丝表现的明显不足，而且生产良率较低，品质无法保证，无法满足大规模生产的需要。
[0006]有鉴于此，如何解决现有技术存在的问题，便成为本专利技术所要研究解决的课题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种小电流高分子贴片保险丝及其制备方法以及相关的电子产品。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的第一方面提出了一种小电流高分子贴片保险丝的制备方法，其创新点在于，该方法包括以下步骤：步骤一，制备基板采用PCB覆铜板作为基板，所述基板上具有多个能够独立分割成具备保险丝功能的单元格；步骤二，蚀刻熔丝通过蚀刻工艺在所述基板上蚀刻出熔丝，使熔丝以线条的方式呈几何形状布置于每个单元格处；步骤三，修饰熔丝采用激光对每个单元格上的熔丝进行修饰，使得每个单元格上的熔丝线条均匀，以便获得阻值一致的熔丝；步骤四，印刷助熔层选取由低温易熔金属、有机溶剂、固化剂混合制备成的助熔浆料，将助熔浆料印刷至每个单元格上熔丝表面的中央位置以形成助熔层；步骤五，印刷阻燃保护层将每个单元格的两端定义为非印刷区域，将每个单元格上熔丝和助熔层的表面定义为印刷区域，将阻燃材料印刷至印刷区域，阻燃材料固化后形成阻燃保护层；步骤六，切割基板将印刷完成的基板分割成独立的单元格，每个单元格形成器件胚体，各器件胚体具有位于两端的端头；步骤七，金属化端头在器件胚体的端头设置至少部分覆盖该端头的金属电极。
[0009]本专利技术的第二方面提出了一种小电流高分子贴片保险丝，该贴片保险丝采用如本专利技术第一方面所述的制备方法制成。
[0010]本专利技术的第三方面提出了一种电子产品，该电子产品包含本专利技术第一方面所述的贴片保险丝。
[0011]本专利技术的有关内容解释如下：1.通过本专利技术的上述技术方案的实施，采用PCB材质的基板替代原有的陶瓷基板，环氧材质的PCB基板的热导率在0.2W/(m.k)左右，具有很好的保温效果，通过覆铜板工艺实现熔丝，精度控制高，可以实现最细15um宽的熔丝设计，可以准确的实现熔断时间的控制；同时，针对现有技术中存在的机身问题，采用PCB材质作为基板，通过覆铜工艺、表面蚀刻工艺、厚膜印刷工艺、以及端涂工艺制备的高分子贴片保险丝，具有阻值差异小、熔断时间可控度高、外观和焊性不良率低等优点。
[0012]2. 在上述技术方案的第一方面中，在所述步骤一中，在所述PCB板的单面涂覆有铜层，铜层厚度为10~20mm，所述铜层的上表面电镀有防氧化层，防氧化层为表面镀金或镀银。
[0013]3. 在上述技术方案的第一方面中，在所述步骤二中，通过蚀刻工艺在基板上蚀刻出宽度为10~50um的熔丝，将该熔丝在每个单元格上布置成“几”字形；在所述步骤三中，采用激光将熔丝的拐弯处设置为圆角，将熔丝的直线条、曲线条的宽度修饰为一致，相较于现
有技术，熔丝存在明显的差别，本专利技术专利采用直线加圆角的“几”字形熔丝设计，并在中间区域加入助熔层，精度控制更高。
[0014]4. 在上述技术方案的第一方面中，在所述步骤四中，所述助熔浆料的重量份数配比如下：双酚A环氧树脂
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5~10份有机溶剂
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10~20份固化剂
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1~5份低温易熔金属粉体
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60~80份；按照重量份数称取上述材料混合均匀后，再通过研磨制备出所述助熔浆料。其中，有机溶剂采用DBE、松油醇、十二醇酯等，固化温度80℃~150℃，固化时间30~120min不等，温度高固化时间就短；固化剂为有机胺类固化剂，有机胺类固化剂采用有机脂肪胺、脂环胺、芳香胺和聚酰胺等，用于环氧树脂80℃~150℃的固化。且该助熔层采用厚膜印刷工艺，印刷在熔丝层的表面，通过丝印技术对图形的外观和厚度控制更好。
[0015]5. 在上述技术方案的第一方面中，在所述步骤四中，所述低温易熔金属粉体选取锡（Sn）、锡铋合金（Sn
‑
Bi）、锡
‑
银
‑
铜合金（Sn
‑
Ag
‑
Cu）中的一种或多种形成的2~4um的球形粉体。
[0016]6. 在上述技术方案的第一方面中，在所述步骤五中，所述阻燃材料采用具有阻燃功能的环氧树脂，通过丝网印刷方式将阻燃材料印刷至每个单元格的所述熔丝及助熔层表面，经80~150℃固化30~120min后形成阻燃保护层，同时在基板的边缘印刷切割对位线，方便后续单元格分离，能有效的保证产品尺寸的一致性。在本专利技术中，阻燃材料选用具有阻燃功能的环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小电流高分子贴片保险丝的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，制备基板采用PCB覆铜板作为基板，所述基板上具有多个能够独立分割成具备保险丝功能的单元格；步骤二，蚀刻熔丝通过蚀刻工艺在所述基板上蚀刻出熔丝，使熔丝以线条的方式呈几何形状布置于每个单元格处；步骤三，修饰熔丝采用激光对每个单元格上的熔丝进行修饰，使得每个单元格上的熔丝线条均匀，以便获得阻值一致的熔丝；步骤四，印刷助熔层选取由低温易熔金属、有机溶剂、固化剂混合制备成的助熔浆料，将助熔浆料印刷至每个单元格上熔丝表面的中央位置以形成助熔层；步骤五，印刷阻燃保护层将每个单元格的两端定义为非印刷区域，将每个单元格上熔丝和助熔层的表面定义为印刷区域，将阻燃材料印刷至印刷区域，阻燃材料固化后形成阻燃保护层；步骤六，切割基板将印刷完成的基板分割成独立的单元格，每个单元格形成器件胚体，各器件胚体具有位于两端的端头；步骤七，金属化端头在器件胚体的端头设置至少部分覆盖该端头且与熔丝电性连接的金属电极。2.根据权利要求1所述的一种小电流高分子贴片保险丝的制备方法，其特征在于：在所述步骤一中，在所述PCB板的单面涂覆有铜层，铜层厚度为10~20mm，所述铜层的上表面电镀有防氧化层。3.根据权利要求1所述的一种小电流高分子贴片保险丝的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，通过蚀刻工艺在基板上蚀刻出宽度为10~50um的熔丝，将该熔丝在每个单元格上布置成“几”字形；在所述步骤三中，采用激光将熔丝的拐弯处设置为圆角，将熔丝的直线条、曲线条的宽度修饰为一致。4.根据权利要求1所述的一种小电流高分子贴片保险丝的制备方法，其特征在于：在所述步骤三中，所述助熔浆料的重量份数配比如下：双酚A环氧树脂
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5~10份有机溶剂
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10~20份固化剂
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1~5份低温易熔金属粉体
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60~80份；按照重量份数称取上述材料混合均匀后，再通过研磨制备出所述助熔浆料。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴剑，董福兴，仇利民，
申请(专利权)人：苏州晶讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：