本實(shí)用新型涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有防止過(guò)電壓、過(guò)電流或過(guò)溫度功能的保護(hù)元件。

背景技術(shù)：

近年來(lái)移動(dòng)裝置高度普及，舉凡手機(jī)、筆記本電腦等信息產(chǎn)品隨處可見，使得人們對(duì)信息產(chǎn)品的使用量大增。然而，不時(shí)出現(xiàn)有關(guān)于手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品的電池在充放電的過(guò)程中爆炸的新聞。因此，制造商逐步改良前述過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù)元件的設(shè)計(jì)，提升電池在充放電的過(guò)程中的保護(hù)措施，以防止電池在充放電的過(guò)程中因過(guò)電壓或過(guò)電流而燒毀。

關(guān)于過(guò)電流保護(hù)，廣泛周知有由鉛、錫、銻等低熔點(diǎn)金屬體所構(gòu)成的保險(xiǎn)絲。之后，在防止過(guò)電流和過(guò)電壓方面，持續(xù)發(fā)展出保護(hù)元件，其包含在一個(gè)基板上按序積層發(fā)熱體及保險(xiǎn)絲。在過(guò)電壓時(shí)發(fā)熱體會(huì)發(fā)熱，熱從底部向上傳遞，將承載保險(xiǎn)絲的電極加熱，而熔斷該保險(xiǎn)絲，切斷流經(jīng)的電流，以保護(hù)相關(guān)的電路或電子裝置。

就詳細(xì)結(jié)構(gòu)而言，現(xiàn)有的保護(hù)元件具有基板、發(fā)熱體、保險(xiǎn)絲及外罩。外罩外緣設(shè)置于基板表面，而提供內(nèi)部空間容納發(fā)熱體和保險(xiǎn)絲。發(fā)熱體配置于基板上，且電連接兩發(fā)熱體電極。保險(xiǎn)絲配置于發(fā)熱體上方。發(fā)熱體發(fā)熱時(shí)可直接熔融保險(xiǎn)絲，以使保險(xiǎn)絲熔融而向電極流動(dòng)，因此保險(xiǎn)絲熔融后向與其連接的電極聚集，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲從原本的一整片金屬，熔融后分開成為多塊，而截?cái)嚯娏鬟_(dá)到保護(hù)目的。此現(xiàn)有技術(shù)因這些電極區(qū)域都在保險(xiǎn)絲的下方，而保險(xiǎn)絲表面在高溫加熱熔融時(shí)容易產(chǎn)生不同程度的氧化，阻礙熔融金屬向這些電極聚集，導(dǎo)致此保險(xiǎn)絲不易熔斷，而有熔斷時(shí)間不準(zhǔn)確的問題。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的保護(hù)元件來(lái)解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種保護(hù)元件，其具有過(guò)電壓、過(guò)電流及/或過(guò)溫度保護(hù)的功能，可以提升其中保險(xiǎn)絲的熔斷效果，使熔斷時(shí)間更為準(zhǔn)確。

本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的：一種保護(hù)元件，其包括

一基板；

一發(fā)熱體，設(shè)置于該基板上；

一保險(xiǎn)絲，設(shè)置于該發(fā)熱體上方，受該發(fā)熱體加熱后熔斷；以及

一外罩，設(shè)于該基板之上，包含上板及側(cè)壁，形成容納該發(fā)熱體和該保險(xiǎn)絲的內(nèi)部空間；

一吸附板，設(shè)于該上板下表面且位于該保險(xiǎn)絲上方，吸附該保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)的融熔金屬。

進(jìn)一步的，該吸附板包含毛細(xì)通孔。

進(jìn)一步的，該吸附板面向該保險(xiǎn)絲的表面為凹凸面。

進(jìn)一步的，還包括覆蓋于該發(fā)熱體上部的絕緣層、位于該基板上的第一電極和第二電極、位于該絕緣層上的中間電極。

進(jìn)一步的，該保險(xiǎn)絲與該第一電極、該第二電極以及該中間電極連接。

進(jìn)一步的，該上板包含散熱通孔。

進(jìn)一步的，該吸附板和該保險(xiǎn)絲之間有間隙，該間隙填充有錫膏。

進(jìn)一步的，該吸附板和該保險(xiǎn)絲表面直接接觸。

不同于傳統(tǒng)技藝，本實(shí)用新型的該實(shí)施例不但有三個(gè)在保險(xiǎn)絲的下方的電極，可以吸附保險(xiǎn)絲的熔融金屬，另外在保險(xiǎn)絲的上方也有吸附板具備吸附熔融金屬的能力。因此當(dāng)發(fā)熱體啟動(dòng)加熱，并傳熱到保險(xiǎn)絲時(shí)，保險(xiǎn)絲開始熔融，并被上方的吸附板吸附過(guò)去，使氧化層不易形成。另外，當(dāng)熱往下傳到保險(xiǎn)絲下方的三個(gè)電極，保險(xiǎn)絲的熔融金屬則朝在其下方三個(gè)電極吸附過(guò)去，從而熔斷保險(xiǎn)絲。本實(shí)用新型通過(guò)從上方吸附板與下方電極一齊吸附熔融金屬，可克服傳統(tǒng)技藝熔斷時(shí)間不準(zhǔn)確的問題。

本實(shí)用新型的保護(hù)元件的發(fā)熱體和保險(xiǎn)絲可以使用印刷技術(shù)制作，可以作出薄型結(jié)構(gòu)。再者，相較于傳統(tǒng)的保護(hù)元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的保護(hù)元件的熔斷時(shí)間較為集中，而有較小的標(biāo)準(zhǔn)偏差，具有優(yōu)越的質(zhì)量穩(wěn)定性。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例吸附板一表面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例吸附板另一表面的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10 保護(hù)元件

11 基板

12 發(fā)熱體

13 絕緣層

14 保險(xiǎn)絲

14a 第一保險(xiǎn)絲

14b 第二保險(xiǎn)絲

15 吸附板

16 外罩

17 中間電極

18 發(fā)熱體電極

19 第一電極

20 第二電極

151 毛細(xì)通孔

152 凹凸面

161 散熱通孔

【具體實(shí)施方式】

為讓本實(shí)用新型的上述和其他技術(shù)內(nèi)容、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出相關(guān)實(shí)施例，并配合說(shuō)明書附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖1為本實(shí)用新型的保護(hù)元件10的剖面示意圖，其同樣可實(shí)現(xiàn)前述保護(hù)機(jī)制。圖2為保護(hù)元件10相應(yīng)的電路圖。保護(hù)元件10具有基板11、發(fā)熱體12、絕緣層13、保險(xiǎn)絲14、吸附板15及外罩16。外罩16外緣罩設(shè)置于基板11表面，而提供內(nèi)部空間容納發(fā)熱體12、絕緣層13、保險(xiǎn)絲14和吸附板15。發(fā)熱體12配置于基板11上，且電連接兩個(gè)發(fā)熱體電極18。保險(xiǎn)絲14連接兩側(cè)的第一電極19、第二電極20以及一個(gè)中間電極17。絕緣層13覆蓋發(fā)熱體12和發(fā)熱體電極18。保險(xiǎn)絲14配置于絕緣層13上方，且由中間電極17分開形成包含2個(gè)第一保險(xiǎn)絲14a和第二保險(xiǎn)絲14b的電路。中間電極17電氣連接發(fā)熱體12一端的發(fā)熱體電極18，另一端的發(fā)熱體電極18作為連接外部電路的界面。外罩16包括上板和側(cè)壁，吸附板15設(shè)置于上板下表面，且位于保險(xiǎn)絲14約中央部位的上方，用來(lái)聚集或吸附保險(xiǎn)絲14燒斷前呈現(xiàn)的融熔金屬。過(guò)熱可能會(huì)使得外罩16產(chǎn)生裂痕，可于外罩16位于吸附板15上方或附近的部份制作散熱通孔161來(lái)加強(qiáng)散熱，以防止外罩16龜裂。

基板11作為承載基材，其可為四方形平板的絕緣基板，材料可選用例如氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯或玻纖板等。第一電極19和第二電極20、中間電極17、發(fā)熱體電極18可包含銀、金、銅、錫、鎳或其他導(dǎo)電金屬，厚度約為0.01～1mm。保險(xiǎn)絲14的材料可選用低熔點(diǎn)金屬或其合金，例如Sn-Pb-Ag、Sn-Ag、Sn-Sb、Sn-Ag-Cu等。并視所需通過(guò)的電流量，保險(xiǎn)絲14的長(zhǎng)度與寬度可作調(diào)整，但不超出基板11，其厚度介于0.001mm至1mm。較厚的保險(xiǎn)絲14是使用在大電流例如50～100A的應(yīng)用。絕緣層13的材料可選用玻璃(glass)、環(huán)氧樹脂(epoxy)、氧化鋁或硅膠(silicone)等。

保護(hù)元件10動(dòng)作大致可分三段，而可稱為三段式保護(hù)元件。當(dāng)偵測(cè)到電壓超過(guò)一默認(rèn)值(過(guò)電壓)或溫度超過(guò)一默認(rèn)值(過(guò)溫度)時(shí)，電流流經(jīng)發(fā)熱體12使得發(fā)熱體12發(fā)熱(第一段)。發(fā)熱體12發(fā)熱將保險(xiǎn)絲14熔斷(第二段)，進(jìn)而提供過(guò)電壓或過(guò)溫度的保護(hù)。當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí)，大量的電流流經(jīng)保險(xiǎn)絲14會(huì)使保險(xiǎn)絲14發(fā)熱而熔斷，進(jìn)而達(dá)到過(guò)電流保護(hù)(第三段)。

詳細(xì)來(lái)說(shuō)，發(fā)熱體12會(huì)發(fā)熱直接加熱保險(xiǎn)絲14，使得保險(xiǎn)絲14熔融而向兩側(cè)的第一電極19、第二電極20和中間電極17流動(dòng)，因此兩側(cè)第一電極19、第二電極20與中間電極17這三電極區(qū)域，是保險(xiǎn)絲14熔融后向這三區(qū)域聚集，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲14從原本的一整片金屬，熔融后分開成為三塊，而截?cái)嚯娏鬟_(dá)到保護(hù)目的。因三個(gè)電極區(qū)域都在保險(xiǎn)絲14的下方，產(chǎn)生保險(xiǎn)絲14的融熔金屬向下吸附的情況。本實(shí)用新型的吸附板15設(shè)置于保險(xiǎn)絲14上方，所以另外產(chǎn)生吸附保險(xiǎn)絲14的融熔金屬向上吸附的情況。換句話說(shuō)，保險(xiǎn)絲14熔融后可以同時(shí)向上和向下吸附，有助于保險(xiǎn)絲14迅速熔斷，而有更精確的融斷時(shí)間。

吸附板15可以為金屬吸附板，用銀漿印刷方式，或用電鍍方式制備。吸附板15的形狀不限，可以單數(shù)或多個(gè)條狀、塊狀等，成分可為銀、金、銅、鎳、錫、鉛、銻、等金屬或合金。吸附板15與保險(xiǎn)絲14可直接接觸或保留一間隙。此間隙不超過(guò)1.5mm，較佳不超過(guò)1mm，且得以用錫膏(圖未示)填入此間隙。吸附板15及錫膏的作用在于從上方吸附聚集保險(xiǎn)絲14熔融時(shí)的金屬，避免其四處流動(dòng)，此間隙也可以使用松香或其他軟質(zhì)金屬或助焊劑填入，但仍須具備從上方吸附聚集保險(xiǎn)絲14的熔融金屬的功能。發(fā)熱體12的位置對(duì)應(yīng)于保險(xiǎn)絲14，如此發(fā)熱體12產(chǎn)生的熱量可以有效傳遞至保險(xiǎn)絲14，以熔融該保險(xiǎn)絲14。

參照?qǐng)D3，為了增加吸附板15的融熔金屬聚集和吸附效果，除了利用高溫產(chǎn)生合金彼此吸附的現(xiàn)象外，也可以在吸附板15中制作多個(gè)毛細(xì)通孔151，其具有適當(dāng)孔徑，得以利用毛細(xì)管(capillary)原理增加聚集吸附效果?；蛘?，于吸附板15表面設(shè)置凹凸面152，利用粗糙的凹凸面增加表面積來(lái)增加聚集吸附效果，如圖4所示。

傳統(tǒng)的保護(hù)元件在高溫加熱下，一些覆蓋于保險(xiǎn)絲14表面的助焊劑等化學(xué)品保護(hù)膜會(huì)因流失或揮發(fā)而失去保護(hù)的作用，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲14表面容易氧化，形成氧化膜。此氧化膜覆蓋在熔融的保險(xiǎn)絲14的表面上，阻礙熔融金屬向下方的三電極區(qū)域聚集，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲14不易熔斷，而有熔斷時(shí)間不準(zhǔn)確的問題。本實(shí)用新型利用創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加保險(xiǎn)絲14上方的吸附板15，提供向上吸附的能力，可突破不易熔斷的問題使熔斷時(shí)間更為準(zhǔn)確。另外，可進(jìn)一步通過(guò)毛細(xì)管原理和增加表面積的方式來(lái)增進(jìn)吸附效果。

本實(shí)用新型的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行熔斷時(shí)間測(cè)試，不論是6W或4.5V的測(cè)試中，本實(shí)用新型的保護(hù)元件的熔斷時(shí)間都表現(xiàn)出較低的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。由此可見，相較于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的保護(hù)元件的熔斷時(shí)間分布較為集中，有較低的標(biāo)準(zhǔn)偏差，因此在量產(chǎn)時(shí)可維持更佳的質(zhì)量穩(wěn)定性，也可確保保護(hù)元件可迅速且精準(zhǔn)地熔斷而提供保護(hù)。

前述實(shí)施例的保護(hù)元件10的等效電路包含2個(gè)保險(xiǎn)絲及1個(gè)發(fā)熱體，不過(guò)也可以利用其他不同的結(jié)構(gòu)電路設(shè)計(jì)，制作包含例如2個(gè)保險(xiǎn)絲和2發(fā)熱體的電路形式，而仍為本實(shí)用新型的創(chuàng)新技術(shù)所涵蓋。

本實(shí)用新型可突破傳統(tǒng)保護(hù)元件熔斷不易和熔斷時(shí)間不精準(zhǔn)的問題。因高溫產(chǎn)生合金與彼此吸附的現(xiàn)象，使得除了保險(xiǎn)絲的熔融金屬向下吸附外，同時(shí)也向上方聚集，而防止在高溫下產(chǎn)生氧化層，從而保險(xiǎn)絲可以順利熔斷，本實(shí)用新型有效突破傳統(tǒng)不易熔斷的問題，而可使熔斷時(shí)間更為準(zhǔn)確。相較于傳統(tǒng)的保護(hù)元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型的保護(hù)元件的熔斷時(shí)間較為集中，而有較小的標(biāo)準(zhǔn)偏差，具有更加優(yōu)越的質(zhì)量穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已公開如上，然而本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的公開及啟示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所示，而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾，并為權(quán)利要求所涵蓋。