專利名稱：一種溫度保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度保護裝置。
背景技術(shù)：
隨著IT產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各種各樣的電子和電器產(chǎn)品越來越廣泛的應(yīng)用于人們 的生活中。這類產(chǎn)品在使用中常會由于過流、過熱等原因而導(dǎo)致電路的破壞，從而影響產(chǎn)品 的正常使用，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致燃燒、爆炸等嚴(yán)重安全事故。現(xiàn)在廣泛使用的便攜式鋰離子電 池也是一樣，由于其使用更接近于人身安全，對其安全性能的要求也更高?，F(xiàn)有普遍采用的 一般是通過溫度保護裝置來解決這一問題，當(dāng)上述情況發(fā)生時，溫度保護裝置中的溫度保 險絲熔斷從而保護電路以及產(chǎn)品?，F(xiàn)有普遍采用的溫度保護裝置一般包括兩電極，連接兩電極的低熔點合金絲及封 裝他們的上下絕緣膜，依靠產(chǎn)品的異常發(fā)熱來熔斷低熔點合金絲，實現(xiàn)斷電。也有為了提高 熔斷速度，而在此基礎(chǔ)上集成電阻發(fā)熱體或在下膜上設(shè)置電阻，當(dāng)產(chǎn)品異常發(fā)熱時啟動對 電阻發(fā)熱體通電發(fā)熱，來熔斷低熔點合金絲，實現(xiàn)斷電。其中，低熔點合金絲為溫度保護裝 置的核心部件，也是現(xiàn)有研究的熱點和難點。針對現(xiàn)有大量大電流充放電設(shè)備，例如汽車動力電池，為滿足較大的功率充放電， 一般通過增加低熔點合金絲的截面積來增加溫度保護裝置的額定電流，但同時卻增加了溫 度保護裝置的反應(yīng)時間，降低了溫度保護裝置的靈敏度，同時現(xiàn)有設(shè)置于充放電電路中的 低熔點合金絲一般為一根合金絲，分布于充放電兩回路中的低熔點合金絲的熔點相同，容 易出現(xiàn)兩部分合金絲均難關(guān)斷；或可能出現(xiàn)充電回路關(guān)斷，而放電回路電壓又較低，難以使 放電回路中的部分低熔點合金絲動作，造成問題的延續(xù)，埋下巨大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的溫度保護裝置的反應(yīng)不靈敏的問題，提供一種反應(yīng)更 靈敏的特別適合大電流充放電保護的溫度保護裝置。包括絕緣基板和絕緣上層，及位于他 們之間的公共電極、第一側(cè)電極、第二側(cè)電極、第一合金絲和第二合金絲。其中，第一合金絲的兩端分別與第一側(cè)電極和公共電極連接；第二合金絲的兩端 分別與第二側(cè)電極和公共電極連接。第一合金絲與第二合金絲的熔點差值為5_20°C。本發(fā)明通過在充放電保護電路的充電回路和放電回路設(shè)置不同熔點的合金絲，進 一步優(yōu)選連接負(fù)載和電源時設(shè)置距離負(fù)載較近的第一合金絲熔點較低，當(dāng)熔點較低的第一 合金絲熔斷后，由于充電回路仍可提供持續(xù)供電，進一步加快熔斷較高熔點的第二合金絲， 從而確保充放電兩回路均安全而有效的關(guān)斷，實現(xiàn)快速依次關(guān)斷，降低溫度保護裝置的反 應(yīng)時間，增加溫度保護裝置的靈敏度，提高了產(chǎn)品的安全性能。


圖1是本發(fā)明的一種實施方式的溫度保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的一種實施方式的溫度保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的一種實施方式的溫度保護裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的一種實施方式的溫度保護裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的一種實施方式的過充放電保護電路。
具體實施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種反應(yīng)更靈敏的特別適合大電流充放電保護的溫度保護裝置。包括 絕緣基板和絕緣上層，及位于他們之間的公共電極、第一側(cè)電極、第二側(cè)電極、第一合金絲 和第二合金絲。其中，第一合金絲的兩端分別與第一側(cè)電極和公共電極連接；第二合金絲的 兩端分別與第二側(cè)電極和公共電極連接。第一合金絲與第二合金絲的熔點差值為5-20°C。 實現(xiàn)充電回路和放電回路的快速依次關(guān)斷，降低溫度保護裝置的反應(yīng)時間，增加溫度保護 裝置的靈敏度，提高了產(chǎn)品的安全性能。例如，本發(fā)明可以選用較低熔點的第一合金絲為 1260C的h-Sn-Si系三元合金，較高熔點的第二合金絲為136°C的In-Sn-Ag系三元合金，形 成10°C高低溫差，更優(yōu)化低熔點合金絲的先后關(guān)斷的次序，同時防止電池出現(xiàn)不可逆增溫 反應(yīng)，進一步提高產(chǎn)品的安全性能。具體應(yīng)用于過充放電保護電路中時，本發(fā)明優(yōu)選第一側(cè)電極與負(fù)載端例如電池連 接，第二側(cè)電極與充電電源連接，即優(yōu)選在第一側(cè)電極與公共電極間連接的第一合金絲的 熔點較低，以保證第一合金絲熔斷后，由于充電回路仍可提供持續(xù)供電，進一步加快熔斷第 二合金絲，從而確保充電兩回路均安全而有效的關(guān)斷。絕緣基板的材料和形狀本發(fā)明沒有特別限制，例如對于過充保護電路中的溫度保 護裝置，可以選用厚度為0. 25mm-0. 45mm的具有良好導(dǎo)熱、絕緣性能的Al2O3陶瓷或^O2陶 瓷板，也可以選用厚度為0. 4mm-0. 6mm具有較好絕緣性能的樹脂板等。公共電極和第一側(cè)電極、第二側(cè)電極本發(fā)明也沒有特別限制，可以直接采用金屬 電極，部分引出。本發(fā)明也可以優(yōu)選第一側(cè)電極包括第一電極焊接區(qū)和與其連接的第一 電極引腳；第二側(cè)電極包括第二電極焊接區(qū)和與其連接的第二電極引腳。第一電極焊接 區(qū)和第二電極焊接區(qū)可以為在陶瓷基板上印刷的銀、銀鈀合金導(dǎo)電漿料，或者在樹脂基板 上刷鍍的銅/鎳/金復(fù)合金屬層等。后在第一電極焊接區(qū)和第二電極焊接區(qū)上分別焊接 第一電極引腳和第二電極引腳引出電流，第一電極引腳和第二電極引腳可以為截面積為 1. OmmXO. 3mm，長度為20mm的銅芯浸鍍錫導(dǎo)線，或者銅芯浸鍍錫銀銅合金導(dǎo)線等，可通過釬 焊、錫焊等于陶瓷基板上，或利用錫焊、回流焊等于樹脂基板上，并分別與第一電極焊接區(qū) 和第二電極焊接區(qū)連接。第一合金絲和第二合金絲的設(shè)置本發(fā)明沒有特別限制，可以通過回流焊、激光焊、 軟釬焊等方式焊在絕緣基板上。上絕緣層的材料和形狀本發(fā)明沒有特別限制，一般是將第一合金絲和第二合金絲封裝，防止短路、污染等情況的出現(xiàn)，一般優(yōu)選將整個溫度保護裝置封裝，例如，對于通過第 一電極引腳和第二電極引腳引出電流的基板型溫度保護裝置，可以將整個覆有元器件的絕 緣基板上表面覆蓋，實現(xiàn)對元器件的保護。本發(fā)明優(yōu)選第一合金絲和第二合金絲間還設(shè)置有防止其相互接觸的隔離物，以防 止第一合金絲和第二合金絲熔融后互相接觸造成成分偏析，影響合金絲熔斷精度等。隔離 物可以完全隔離第一合金絲和第二合金絲，也可以在需要可能會接觸的地方隔離第一合金 絲和第二合金絲即可，根據(jù)實際情況進行調(diào)整，例如，本發(fā)明可以優(yōu)選只在第一合金絲和第 二合金絲與公共電極連接的部位實現(xiàn)隔離物，隔離物可以通過印刷燒結(jié)玻璃膏，或直接涂 刷絕緣樹脂漆等即可簡單實現(xiàn)。本發(fā)明為了節(jié)約溫度保護裝置的內(nèi)部空間，降低溫度保護 裝置的體積，可以優(yōu)選采用將第一合金絲和第二合金絲并排設(shè)置。本發(fā)明第一合金絲和第二合金絲的直徑比為0. 8-1. 2，使低熔點的合金絲更易熔 斷，從而進一步熔斷高熔點的合金絲。本發(fā)明優(yōu)選公共電極上還串聯(lián)有發(fā)熱電阻，利用電路異常時，啟動發(fā)熱電阻異常 發(fā)熱，進一步加速第一合金絲和第二合金絲的熔斷，縮短溫度保護裝置的反應(yīng)時間。例如具 體在過充放電保護電路，其利用充、放電防止開關(guān)FET的失效激活三極管T導(dǎo)通，使發(fā)熱電 阻在導(dǎo)通電流驅(qū)動下發(fā)熱，從而熔斷第一合金絲和第二合金絲，實現(xiàn)溫度保險裝置的關(guān)斷， 實現(xiàn)電路的關(guān)斷，而起到保護作用。本發(fā)明進一步優(yōu)選發(fā)熱電阻設(shè)置于絕緣基板和絕緣上層之間，較發(fā)熱電阻設(shè)置于 溫度保護裝置的外表面的孔傳熱，發(fā)熱電阻與第一合金絲和第二合金絲共同處于絕緣基板 和上絕緣層之間，絕緣基板和上絕緣層的絕緣和密封使其形成的內(nèi)部空間的散熱困難，發(fā) 熱電阻與第一合金絲和第二合金絲間的傳熱更快，同時還避免了發(fā)熱電阻的熱量損失，提 高了熔斷效率，減小熔斷時間，提高熔斷精度，且保證傳熱均勻性。優(yōu)選，發(fā)熱電阻的外連接 可以采用在溫度保護裝置的絕緣基板上設(shè)置第三電極，第三電極也可以包括第三電極焊接 區(qū)和第三電極引腳，第三電極引腳引出電流與充放電保護電路電連接。發(fā)熱電阻本發(fā)明沒有特別限制，例如可以為在陶瓷基板上印刷燒結(jié)氧化釕形成的 發(fā)熱電阻膜，或在樹脂基板上通過回流焊安裝的貼片電阻等。本發(fā)明優(yōu)選可以通過簡單的 涂覆燒結(jié)形成導(dǎo)電涂層。發(fā)熱電阻的阻值可以根據(jù)實際情況進行選擇，也可以直接安裝阻 值可調(diào)的發(fā)熱電阻，通過其他器件進行控制，在實際使用時再調(diào)節(jié)，以滿足各種情況的不同 需求。本發(fā)明進一步優(yōu)選導(dǎo)電涂層與第一合金絲和第二合金絲的距離相等，例如，當(dāng)?shù)谝缓?金絲和第二合金絲并排間隔設(shè)置時，可以置于第一合金絲和第二合金絲的某個共同端部， 為保證熱量傳遞速度，一般發(fā)熱電阻距離第一合金絲和第二合金絲的距離盡可能的近，為 防止發(fā)熱電阻與第一合金絲和第二合金絲的非正常短接，以進一步提高溫度保護裝置的動 作速度，或發(fā)熱電阻與附近電極的非正常接觸，降低發(fā)熱電阻的阻值等問題影響溫度保護 裝置的性能，本發(fā)明還優(yōu)選在發(fā)熱電阻上覆有覆蓋物。覆蓋物本發(fā)明沒有特別限制。本發(fā)明進一步優(yōu)選第一合金絲和第二合金絲上還覆有助熔劑，加速第一合金絲和 第二合金絲的熔斷，進一步縮短溫度保護裝置的反應(yīng)時間，優(yōu)選助熔劑完全包覆第一合金 絲和第二合金絲，防止第一合金絲和第二合金絲的氧化，影響溫度保護裝置的性能。助熔劑 本發(fā)明可選用但不僅限于松香系助熔劑，優(yōu)選以松香為主要成分添加酰胺類物質(zhì)的固態(tài)中 性助熔劑。
本法明優(yōu)選絕緣基板與上絕緣層之間填充有封裝物，從而實現(xiàn)溫度保護裝置的密 封，特別是能固定阻隔各元器件，防止振蕩等對溫度保險絲的損害等；同時密封物一般絕 緣，也能進一步防止各元器件的接觸，導(dǎo)致溫度保護裝置的失效；封裝物可選用但不僅限于 常溫固化環(huán)氧樹脂。為提高溫度保護裝置的結(jié)構(gòu)強度及保證各元器件間的厚度一致性，防 止元器件的損傷等，進一步優(yōu)選在助熔劑與上絕緣層之間還設(shè)有密封片，一般保證密封片 不與低熔點合金絲接觸，保證合金絲的熔斷空間；封裝片可選用但不僅限于陶瓷、聚酰胺等 材質(zhì)。下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明做進一步詳述。如附圖1、2、3、4，本發(fā)明可以在^O2陶瓷板7上印刷銀導(dǎo)電漿料燒結(jié)后形成 公共電極1、第一電極焊接區(qū)21、第二電極焊接區(qū)22及第三電極焊接區(qū)6，及在公共電 極1、第一電極焊接區(qū)21、第二電極焊接區(qū)22及第三電極焊接區(qū)6上分別焊接截面積為 1. OmmXO. 3mm，長度為20mm的銅芯浸鍍錫導(dǎo)線的第一電極引腳211、第二電極引腳221、第三 電極引腳61引出電流。在^O2陶瓷板7上公共電極1及第三電極焊接區(qū)6之間焊接可調(diào) 貼片發(fā)熱電阻4，第三電極引腳61用于引出可調(diào)發(fā)熱電阻的電流。為了增大發(fā)熱電阻4的 空間，并降低溫度保護裝置的體積，且發(fā)熱電阻4與第一合金絲31和第二合金絲32的距離 更近，可以將公共電極1彎折，包括第一端部11、中間部12及第二端部13，其中第一端部11 與發(fā)熱電阻4連接，中間部12上涂覆有玻璃膏隔離物5，發(fā)熱電阻4可以與中間部12交疊， 加快傳熱，玻璃膏隔離物5及發(fā)熱電阻4表面的玻璃膏覆蓋層41能有效防止電阻的變化和 與第一合金絲31和第二合金絲32的接觸，第二端部13表面可以用玻璃膏隔離物5分割成 兩個區(qū)域，分別與熔點為的h-Sn-Si系三元合金的第一合金絲31和熔點為136°C的 In-Sn-Ag系三元合金的第二合金絲32焊接。第一合金絲31和第二合金絲32的另一端分 別與第一電極焊接區(qū)21和第二電極焊接區(qū)22焊接，并排設(shè)置，導(dǎo)通電流。第一合金絲31 和第二合金絲32上涂覆有助焊劑8，防止第一合金絲31和第二合金絲32氧化及加快第一 合金絲31和第二合金絲32熔斷?？梢栽诟髟骷戏派咸沾煞庋b片9，增強溫度保護裝置 的強度，后覆上上絕緣層11后填充環(huán)氧樹脂封裝物10，密封溫度保護裝置12。如圖5為本發(fā)明的過充放電保護電路，將本發(fā)明的溫度保護裝置12設(shè)置于如圖所 示的電路中，通過保護IC控制過充防止開關(guān)14、過放防止開關(guān)13。在電池過充情況下，當(dāng) 過充防止開關(guān)14失效時，由保護IC向三級管T發(fā)出導(dǎo)通信號，溫度保護裝置中發(fā)熱電阻4 在導(dǎo)通電流驅(qū)動下發(fā)熱，先將熔點較低的第一合金絲31熔斷以關(guān)斷電池側(cè)回路，后將較高 熔點第二合金絲32熔斷以關(guān)斷充電向回路，以保證電池及外充電電路安全。本發(fā)明的溫度保護裝置，通過實現(xiàn)快速依次關(guān)斷，降低溫度保護裝置的反應(yīng)時間， 增加溫度保護裝置的靈敏度。更加適用于上述產(chǎn)品的過充放電保護電路，通過此種結(jié)構(gòu)更 能實現(xiàn)兩接外回路的精確關(guān)斷次序，實現(xiàn)快速斷電，提高產(chǎn)品的安全性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種溫度保護裝置，包括絕緣基板和絕緣上層，及位于他們之間的公共電極、第一側(cè) 電極、第二側(cè)電極、第一合金絲和第二合金絲；所述第一合金絲的兩端分別與第一側(cè)電極和公共電極連接；所述第二合金絲的兩端分別與第二側(cè)電極和公共電極連接；所述第一合金絲與第二合金絲的熔點差值為5-20°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述第一側(cè)電極包括第一電極 焊接區(qū)和與其連接的第一電極引腳；所述第二側(cè)電極包括第二電極焊接區(qū)和與其連接的第 二電極引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述第一合金絲和第二合金絲 之間設(shè)置有防止其電接觸的隔離物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述第一合金絲和第二合金絲 的直徑比為0. 8-1.2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述公共電極上還串聯(lián)有發(fā)熱 電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述發(fā)熱電阻為設(shè)置于絕緣基 板和絕緣上層之間的導(dǎo)電涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電涂層與第一合金絲和 第二合金絲的距離相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述發(fā)熱電阻上覆有覆 蓋物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述第一合金絲和第二合金絲 上覆有助熔劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫度保護裝置，其特征在于，所述絕緣基板與上絕緣層之間 填充有封裝物，所述助熔劑與上絕緣層之間還設(shè)有密封片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種反應(yīng)更靈敏的特別適合大電流充放電保護的溫度保護裝置。包括絕緣基板和絕緣上層，及位于他們之間的公共電極、第一側(cè)電極、第二側(cè)電極、第一合金絲和第二合金絲。其中，第一合金絲的兩端分別與第一側(cè)電極和公共電極連接；第二合金絲的兩端分別與第二側(cè)電極和公共電極連接。第一合金絲與第二合金絲的熔點差值為5-20℃。實現(xiàn)充電回路和放電回路的快速依次關(guān)斷，降低溫度保護裝置的反應(yīng)時間，增加溫度保護裝置的靈敏度，提高了產(chǎn)品的安全性能。
文檔編號H01H37/76GK102117720SQ20091023883
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉子岳, 劉彥和, 吳強, 栗利杰 申請人:比亞迪股份有限公司