專利名稱：一種新型片式保險(xiǎn)絲及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種新型片式保險(xiǎn)絲及制造方法涉及一種應(yīng)用于線路防護(hù)領(lǐng)域的陶瓷片式保險(xiǎn)絲，以及制造這種片式保險(xiǎn)絲的方法。
背景技術(shù)：
表面貼裝保險(xiǎn)絲廣泛應(yīng)用于過流防護(hù)領(lǐng)域，比如對元件小型化，集成化要求很高的線路板上面。比較引線狀保險(xiǎn)絲，表面貼裝型具有更小的焊腳，占用更小的空間。美國專利No.5,296,833闡釋了一種這樣的表面貼裝保險(xiǎn)絲的制造方法，在一層絕緣層上涂刷金屬薄膜，然后在上面覆蓋一層絕緣層，最后在上下絕緣層上覆蓋另外一種成分的覆蓋層，這樣得到一種具有很好的機(jī)械性能的薄膜保險(xiǎn)絲；一些傳統(tǒng)的表面貼裝保險(xiǎn)絲的基體材料用的是高分子材料，美國專利No.5,790,008中采用FR-4環(huán)氧板作為基板，銅為電極，經(jīng)過一系列的覆銅、刻蝕、UV固化、激光調(diào)阻等工藝，這樣得到的保險(xiǎn)絲阻值一致性很好，可是由于高分子材料的本身局限性，它的溶劑耐性很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種阻值一致性和溶劑耐性好的新型表面貼裝保險(xiǎn)絲。
本發(fā)明目的可以通過下述方案實(shí)現(xiàn)一種新型片式保險(xiǎn)絲，由三層或三層以上玻璃-陶瓷材料和沉積在各層上面的金屬薄膜構(gòu)成獨(dú)石結(jié)構(gòu)；這種獨(dú)石結(jié)構(gòu)兩個(gè)端頭覆蓋著導(dǎo)電層，內(nèi)部由平行排列的金屬薄膜導(dǎo)通。
所述的玻璃-陶瓷層作為基體層，金屬薄膜作為電極，金屬薄膜有兩個(gè)端頭，分別連接著端電極。
所述各基體層中，上、下表面的兩層厚度厚于所有中間層。
所述的玻璃-陶瓷層材料包括氮化鋁、二氧化鈦、硅鋁酸鈣鹽、氧化鋁、硼硅酸玻璃、硬硼酸鈣石中的一種或一種以上的組合物。
所述的金屬薄膜的結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)端頭，中間有一個(gè)連接橋，其中，所述的連接橋?qū)挾刃∮诙祟^；所述的端頭的材料為金、銀、銅、鋁、鈀、鉑中的一種或一種以上的組合物；所述的連接橋材料為金、銀、鋁、鉑的一種或一種以上的組合物。
所述的保險(xiǎn)絲端頭有三層，內(nèi)部是一層銀合金，中間覆蓋一層鎳，外部是鉛-錫合金。
一種制造新型片式保險(xiǎn)絲的方法，第一在玻璃-陶瓷層的表面覆蓋一層金屬薄膜，然后再覆蓋一層略薄的玻璃-陶瓷層，重復(fù)上述步驟直到得到設(shè)計(jì)的層數(shù)為止，這樣得到獨(dú)石結(jié)構(gòu)的生膜片；第二將膜片切成單個(gè)的保險(xiǎn)絲，燒結(jié)成瓷，最后封端、電鍍。
本發(fā)明中保險(xiǎn)絲的各基體層厚度并不相同，上下表面的基體層厚度相同，中間基體層厚度小于，上下表面基體層的厚度。
所述保險(xiǎn)絲的端頭有三層，內(nèi)部是一層銀合金，中間覆蓋一層鎳，外部是鉛-錫合金；本發(fā)明和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較，獨(dú)石結(jié)構(gòu)表面貼裝保險(xiǎn)絲提高了額定電壓和額定電流，并且提高了機(jī)械性能，增強(qiáng)了熱振性、耐焊接熱和耐腐蝕性能，因此在線路防護(hù)領(lǐng)域更具安全性，更有效率。
結(jié)合下述圖能夠更好的理解本專利。


圖1是本發(fā)明所述獨(dú)石表面貼裝保險(xiǎn)絲的外觀示意2是沿著2-2線形成的截面3是沿著3-3線形成的截面4是是沿著4-4線形成的截面圖，為附著金屬薄膜的陶瓷-玻璃層的俯視5制造表面貼裝保險(xiǎn)絲過程中金屬薄膜的涂覆方式示意6制造表面貼裝保險(xiǎn)絲過程中的切割方法示意圖具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明所述獨(dú)石表面貼裝保險(xiǎn)絲的外觀示意圖，根據(jù)上述方法制造，各部分的比例并非嚴(yán)格參照實(shí)物，而是為了闡述方便進(jìn)行了放大。保險(xiǎn)絲10包含表層基體20，底層基體26和中間層22，24，在實(shí)際應(yīng)用中，中間層并不僅限于兩層。各層20-26粘結(jié)在一起形成獨(dú)石結(jié)構(gòu)。
如圖2是沿著2-2線形成的截面圖所示，保險(xiǎn)絲的端頭30，32有三層，內(nèi)部34是一層銀合金，中間層36覆蓋一層鎳，外部38是鉛-錫合金；端頭30，32與保險(xiǎn)絲10的內(nèi)部金屬薄膜是導(dǎo)通的。
圖3是沿著3-3線形成的截面圖和圖4是是沿著4-4線形成的截面圖，為附著金屬薄膜的陶瓷-玻璃層的俯視圖，闡述了保險(xiǎn)絲10中的金屬薄膜平行排列，每一個(gè)基體層20，22，24，26上面都有電極層，即金屬薄膜40，42，44。其中，電極層40，42，44結(jié)構(gòu)相同，如圖4，包含兩個(gè)端頭46和細(xì)的連接橋48，兩個(gè)端頭46和外部端頭30，32連接。
金屬薄膜40，42，44可以使用金屬銀，其他可能采用的金屬包括金，銅，鋁，鈀，鉑。
基體層22，24，26是一種玻璃和陶瓷的混合物，成分中包括下述材料的一種或者幾種混合的組合物，包括氮化鋁，二氧化鈦，硅鋁酸鈣鹽，氧化鋁，硼硅酸玻璃，硬硼酸鈣石。
端頭30，32一般由三層結(jié)構(gòu)組成，第一層34，或者說內(nèi)部層34，是銀或者銀合金成分，中間層36成分是鎳，外部層38成分是鉛-錫合金，這樣的結(jié)構(gòu)有助于保險(xiǎn)絲通過焊接或者其他方法固定在線路板上。
如圖3所示，在保險(xiǎn)絲10的基體層20，22，24，26間分布著金屬薄膜40，42，44，同端頭34導(dǎo)通。
基體層20，22，24，26的厚度并不相同，上下表面20，26是一種厚度，中間層22，24是另外一種厚度，其中20，26層的厚度厚于中間層22，24。
對應(yīng)的基體層20，26和中間層22，24的功能也不相同，基體層20，26主要保證保險(xiǎn)絲的機(jī)械強(qiáng)度，中間層22，24的作用在于調(diào)整保險(xiǎn)絲的電學(xué)性能當(dāng)保險(xiǎn)絲處于過流狀態(tài)時(shí)，金屬薄膜電極42，44，46產(chǎn)生的熱量通過傳臨近的中間層22，24傳導(dǎo)，中間層越薄，傳導(dǎo)的熱量就越多，當(dāng)金屬薄膜吸收了足夠的熱量到達(dá)熔點(diǎn)時(shí)，連接橋48會瞬時(shí)熔斷，產(chǎn)生電弧，此時(shí)臨近的中間層22，24會把融化的金屬薄膜吸收，形成一種不導(dǎo)電，或者電導(dǎo)率很高的混合物，淬滅電弧，使整個(gè)電路斷開。所以中間層22，24應(yīng)該設(shè)計(jì)足夠的厚度來保證充分吸收金屬薄膜，完成上述功能。
通過設(shè)計(jì)中間層22，24的厚度，可以得到保險(xiǎn)絲10的不同的斷開時(shí)間。
各基體層20～26可以通過鋼帶流延，濕法工藝或者其他一些成熟的工藝制造。
如圖4所示，每一金屬薄膜由兩個(gè)端頭46和連接橋48構(gòu)成。端頭46位于連接橋48的兩端，連接著封端層34和連接橋48。連接橋48的作用是集中電流，產(chǎn)生熔斷，可以設(shè)計(jì)成為不同的尺寸，以對應(yīng)不同的額定電流。例如，一個(gè)長度為0.12英寸，寬度為0.05英寸的連接橋，它的額定電流為0.2安培。
一種使金屬薄膜附著在基體層上的方法是絲網(wǎng)印刷，其它還有一些比如石版印刷，濕法印刷，化學(xué)沉積等常見工藝。
圖5制造表面貼裝保險(xiǎn)絲過程中金屬薄膜的涂覆方式示意圖所示，闡述了一種針對本發(fā)明的制造工藝，通過本工藝可以大量制造獨(dú)石片式保險(xiǎn)絲。根據(jù)圖5，首先流延一張膜片50，膜片上表面標(biāo)記為52，將金屬薄膜漿料通過前述方法涂覆在膜片50上面，端頭標(biāo)記為58，連接橋標(biāo)記為60，等漿料烘干后重復(fù)上述操作，直至得到設(shè)計(jì)的層數(shù)為止，設(shè)計(jì)指標(biāo)主要是額定電流。
對上述操作得到的多層膜片施加一定壓力，使之附著在一起形成一個(gè)整體，按照事先做好的標(biāo)記線切割成為單獨(dú)的個(gè)體，切割手段可以采用前述的很多工藝，在這個(gè)階段切割是因?yàn)樯て鄬θ彳洠子谇懈睢?br> 圖6制造表面貼裝保險(xiǎn)絲過程中的切割方法示意圖是附帶標(biāo)記線的膜片，沿標(biāo)記線58-1，58-2……58-N和68-1，68-2……68-N切割就能得到單個(gè)的保險(xiǎn)絲。
切好的單個(gè)保險(xiǎn)絲按照一般的燒結(jié)工藝燒結(jié)成瓷體，然后封端、電鍍形成圖1所示的保險(xiǎn)絲10，封端、電鍍的方法可以采用一般工藝，方法是用振動(dòng)使保險(xiǎn)絲的端頭插進(jìn)一塊布滿小孔的板上，用一定方法保證所有露出的保險(xiǎn)絲端頭在同一水平平面，固定后浸到電鍍液中，然后烘干，對另外一端重復(fù)此操作，直至得到兩端完全電鍍的保險(xiǎn)絲。
上述內(nèi)容僅限于對本發(fā)明原理和結(jié)構(gòu)的一種基本闡述和聲明，在此基礎(chǔ)上可以有很多相近但未涉及的理論和調(diào)整工藝包括在本專利的基本范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型片式保險(xiǎn)絲，由三層或三層以上玻璃—陶瓷材料層和沉積在各層上面的金屬薄膜構(gòu)成獨(dú)石結(jié)構(gòu)；這種獨(dú)石結(jié)構(gòu)兩個(gè)端頭覆蓋著導(dǎo)電層，內(nèi)部由平行排列的金屬薄膜導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述的玻璃—陶瓷層作為基體層，金屬薄膜作為電極，金屬薄膜有兩個(gè)端頭，分別連接著端電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述各基體層中，上、下表面的兩層厚度厚于所有中間層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述的玻璃—陶瓷層材料包括氮化鋁、二氧化鈦、硅鋁酸鈣鹽、氧化鋁、硼硅酸玻璃、硬硼酸鈣石中的一種或一種以上的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述的金屬薄膜的結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)端頭，中間有一個(gè)連接橋，其中，所述的連接橋?qū)挾刃∮诙祟^。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述端頭的材料為金、銀、銅、鋁、鈀、鉑中的一種或一種以上的組合物；所述的連接橋材料為金、銀、鋁、鉑的一種或一種以上的組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型片式保險(xiǎn)絲，其特征在于所述的保險(xiǎn)絲端頭有3層，內(nèi)部是一層銀合金，中間覆蓋一層鎳，外部是鉛—錫合金。
8.一種制造權(quán)利要求1或2所述的新型片式保險(xiǎn)絲的方法，先在玻璃—陶瓷層的表面覆蓋一層金屬薄膜，然后再覆蓋一層略薄的玻璃—陶瓷層，重復(fù)上述步驟直到得到設(shè)計(jì)的層數(shù)為止，得到獨(dú)石結(jié)構(gòu)的生膜片；然后，將膜片切成單個(gè)的保險(xiǎn)絲，燒結(jié)成瓷，最后封端、電鍍。
全文摘要
本發(fā)明一種新型片式保險(xiǎn)絲及制造方法涉及一種應(yīng)用于線路防護(hù)領(lǐng)域的陶瓷片式保險(xiǎn)絲。一種新型片式保險(xiǎn)絲，由三層或三層以上玻璃—陶瓷材料層和沉積在各層上面的金屬薄膜構(gòu)成獨(dú)石結(jié)構(gòu)；這種獨(dú)石結(jié)構(gòu)兩個(gè)端頭覆蓋著導(dǎo)電層，內(nèi)部由平行排列的金屬薄膜導(dǎo)通。一種制造新型片式保險(xiǎn)絲的方法，先在玻璃—陶瓷層的表面覆蓋一層金屬薄膜，然后再覆蓋一層略薄的玻璃—陶瓷層，重復(fù)上述步驟直到得到設(shè)計(jì)的層數(shù)為止，得到獨(dú)石結(jié)構(gòu)的生膜片；然后，將膜片切成單個(gè)的保險(xiǎn)絲，燒結(jié)成瓷，最后封端、電鍍。本發(fā)明因采用獨(dú)石結(jié)構(gòu)表面貼裝保險(xiǎn)絲提高了額定電壓和額定電流，并且機(jī)械性能、熱振性得以提高，耐焊接熱和耐腐蝕性能，因此更具安全性，更有效率的特點(diǎn)。
文檔編號H01H85/08GK1808667SQ20051011241
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者苗明清, 周欣山, 錢朝勇, 余勤民, 沈十林 申請人:上海維安熱電材料股份有限公司