專利名稱：故障電流熔斷電阻及方法
所涉及申請(qǐng)的相關(guān)參考文獻(xiàn)這是1995年3月7日提交的(美國(guó))專利申請(qǐng)系列號(hào)No.08/400,046，題為“故障電流熔斷電阻及方法”中部分的繼續(xù)。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)及應(yīng)用場(chǎng)合中，極其需要能對(duì)相當(dāng)大的電流及高AC和DC電壓非?？焖俚?cái)嚅_的故障電流熔斷電阻。而對(duì)于制造成本低及尺寸小的并以高安全性為特征的這種故障電流熔斷電阻具有更大的需求。
舉一個(gè)例子，具有一種功率系統(tǒng)的應(yīng)用，其中在相當(dāng)高DC電壓下控制大電流的電路內(nèi)使用了功率半導(dǎo)體器件(晶體管、晶閘管、可控硅整流器等等)。一種實(shí)例是如用于電力機(jī)車中的電動(dòng)機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)裝置。與控制電路或驅(qū)動(dòng)電路相連接的功率半導(dǎo)體器件偶然發(fā)生內(nèi)部短路，這可能引起由于短路的功率半導(dǎo)體器件形成的短路通路中的電路部分突然承受很大的故障電流及很高的故障電壓。
上段所提供的一個(gè)故障電流狀態(tài)的例子中，電流的建立不是漸漸或遞增地達(dá)到一個(gè)超出值，而是電流以突然的大階躍或跳躍從常規(guī)值變到超出值?！俺Ｒ?guī)”是指在正常工作期間待抗故障電流保護(hù)的功率半導(dǎo)體電流部分(可能短路的路徑)中出現(xiàn)的電流幅度；它通常為幾毫安培至2安培的低電流?！俺鲋怠笔侵翟诔霈F(xiàn)短路時(shí)在短路電流路徑中實(shí)際上立即出現(xiàn)的電流值，它是大的故障電流，通常超過(guò)15安培，更典型地在通常超過(guò)125伏至1000伏或更高的電壓下為50安培至500安培或更大。
非常急需要有一種經(jīng)濟(jì)的、快速動(dòng)作的熔斷裝置，它可工作在上述那些或另外的相當(dāng)大(超出)故障電流及高電壓下?？焖賱?dòng)作能有效地保護(hù)短路電流路徑中的電流板銅跡及元件。
迄今就本申請(qǐng)人目前所知道的，能工作在相當(dāng)高電壓下及能截?cái)嘞喈?dāng)大電流的故障電流熔斷裝置是尺寸很大的，和/或昂貴的，和/或慢動(dòng)作的，和/或具有另外缺點(diǎn)的。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的裝置及方法，提供了一種故障電流熔斷電阻(FCFR)，當(dāng)它受到上述(或另外)的相當(dāng)大的故障電流及相當(dāng)高的故障AC/DC電壓時(shí)能非?？焖俚貏?dòng)作。該裝置以可控制、密封及無(wú)爆炸的方式斷開(切斷)，因此實(shí)質(zhì)上是安全的，并不會(huì)產(chǎn)生碎片。實(shí)際上它沒有無(wú)抑制地燃弧或者說(shuō)根本沒有起弧。
根據(jù)本發(fā)明的方法，所述的產(chǎn)品或裝置將設(shè)置在功率半導(dǎo)體電路或類似電路中，用于在僅是常規(guī)低電流通過(guò)它的情況下長(zhǎng)時(shí)間周期地工作。但是，在突然出現(xiàn)故障電流時(shí)，流過(guò)電流的階躍變化將產(chǎn)生故障電流的所述極快速的停止。
根據(jù)該裝置的一優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)相對(duì)低值的細(xì)長(zhǎng)電阻元件(不是電阻絲)被夾在襯底及蓋之間，并如用環(huán)氧樹脂密封在其中間。在該密封裝置內(nèi)的電阻元件具有這樣的特性，即當(dāng)出現(xiàn)故障電流時(shí)，該電流能非?？焖俚乇恢兄?，并包括故障電壓的必要阻斷。
根據(jù)本發(fā)明的方法及產(chǎn)品，在導(dǎo)電膜中使用金屬、最好是混合了玻璃的金屬，以新穎的方式產(chǎn)生出驚人的效果。
優(yōu)選的電阻元件是設(shè)置在基片(襯底)上的電阻膜，該膜具有相當(dāng)?shù)偷碾娮琛?br> 在電阻膜上沉積了一層面釉(或等同物)的膜。
在襯底上設(shè)有用于電阻膜的端子及圖跡。在一個(gè)實(shí)施例中，端子及襯底以及圖跡這樣地設(shè)置及相關(guān)，即當(dāng)常規(guī)電流狀態(tài)期間能保證防止端子(及相應(yīng)的電路板部分)的過(guò)熱。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是實(shí)施本發(fā)明的一種FCFR的大比例放大平面圖；圖2是沿圖1中線2-2的更加放大的橫截面圖；圖3表示襯底的一面，在其上只有圖跡及端子焊區(qū)；圖4是圖3、5及6的后視圖，用于表示端子焊區(qū)；圖5表示施加于襯底的電阻膜；及圖6表示施加在膜上及除端子焊區(qū)外的所有部分上的玻璃涂層；圖7表示FCFR和被保護(hù)的電路部分的組合，后者以框的形式概要地表示；圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例的立體圖，它的部分被剖割；
圖9-14為涉及另一實(shí)施例的制造步驟的前視圖；及圖15-16是表示又一實(shí)施例的前視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明尤其參照?qǐng)D1、5及6，一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的電阻元件10伸展在端子裝置11、11(a)之間(圖1)。元件10被容納及密封裝置12(圖2)容納及密封在內(nèi)，裝置12對(duì)于承受由故障電流引起的電阻元件的加熱及開斷具有足夠的強(qiáng)度。
電阻元件10最好是基板或襯底13上的網(wǎng)板印刷電阻厚膜成分，襯底也形成了以下要描述的容納及密封裝置的一部分。另外的方式是，電阻元件可通過(guò)真空沉積、濺射沉積、“噴墨”或其它類似方式來(lái)形成。
最好，厚膜網(wǎng)印元件10是一種鈀-銀的合成物。最好，該元件10是使用325或400目的篩網(wǎng)的網(wǎng)板印刷薄層?？墒褂玫拟Z-銀合成物的一個(gè)例子是“Ferro 850”系列，它由加利福尼亞州Santa Barbara市的Ferro公司電子材料部銷售的。
該電阻元件10的成分及形狀是這樣的，即它具有相對(duì)低的電阻，通常低于30歐姆，最好是10歐姆以下到1.0到0.5歐姆(或甚至再低些)。該電阻元件10的電阻值不低到一歐姆的小分?jǐn)?shù)值，例如幾毫歐姆。形成該電阻元件10的材料的電阻率典型為每平方分之?dāng)?shù)歐姆值。
對(duì)于電阻線10的長(zhǎng)度，它應(yīng)作為足夠長(zhǎng)以便在故障電流停止后承受所施加的電壓，所應(yīng)足夠的短以防止電阻過(guò)高及用于可靠的工作。最好線長(zhǎng)度小于1英寸。該元件的額定電壓愈低，對(duì)于可靠工作所需的線長(zhǎng)度愈短。
對(duì)于電阻線10的寬度，就故障時(shí)工作來(lái)說(shuō)最好使用窄線。因此相對(duì)于FCFR功能，寧可用0.01英寸線寬而不用0.03英寸線寬。但是在正常工作(故障前)的期間，較寬(如0.03英寸)的線可在較大的表面積上傳送功率及助散熱。因此，例如當(dāng)在FCFR(指電阻線10)中的常規(guī)功率是一瓦的分?jǐn)?shù)值時(shí)，最好使用0.01英寸寬的線。當(dāng)常規(guī)功率為1瓦或更大時(shí)，最好使用較寬的線例如0.03英寸寬的線。
規(guī)定超過(guò)例如1歐姆的低電阻值要求在該FCFR接入的功率半導(dǎo)體電路中(作為例子)由常規(guī)方式低幅值電流在FCFR中引起低的功率損耗。在前面段落中所述范圍中的較高電阻值(如10歐姆)在FCFR開斷前瞬間限制了故障電流的幅值。
可使用的線的構(gòu)型包括拱形和彎形，假若設(shè)有一個(gè)可避免在彎曲形狀上相鄰線之間小距離的小角度以使得不會(huì)在各圈之間燃弧。
最好使用直線。該線也可為拱形(如所述的)或最好為鈍角的寬角度。該線(形成元件10)應(yīng)逐漸向前延伸(到對(duì)面的端子)而非雙線折回。在任何情況下，不能在雙線折回，那里相鄰線的不同部分將太靠近以致會(huì)引起燃弧。
實(shí)際電阻元件10的尺寸在一具體例中約為0.680英寸長(zhǎng)，并具有0.03英寸的寬度，該例是為了說(shuō)明的目的給出的而非限制性的。該具體例的電阻元件10的電阻值為10歐姆。在該具體例中，襯底13的尺寸是0.08英寸長(zhǎng)及0.50英寸高。
在該例中，電阻膜的線為0.0004英寸至0.001英寸厚(燒結(jié)厚度)。
接著來(lái)描述端子裝置11(圖1)，具有各種各樣的端子，包括(例如)通常與電阻元件10對(duì)齊的端子。并不必需使端子與襯底13機(jī)械地連接，但在本實(shí)施例中最好是襯底具有對(duì)端子的焊接連接。
參照?qǐng)D3，所示的網(wǎng)板印刷圖跡14及焊區(qū)16形成端子裝置11的一部分(圖1)，它們位于靠近襯底13的各端部并且圖跡大致平行于襯底的兩端。圖跡14和焊區(qū)16同時(shí)地用低電阻率材料網(wǎng)板印刷，其電阻率最好小于每平方5毫歐姆。它的一個(gè)例子是DuPont9770。該DuPont9770是一種鉑-銀合成物。在端子(端接部分)圖跡及焊區(qū)被網(wǎng)印沉積后，及在電阻元件10被沉積其上以前，該圖跡及焊區(qū)被燒結(jié)。類似地，在網(wǎng)印的電阻元件10沉積后，它也被燒結(jié)。
圖示例中的端子裝置包括爪型端子腳17，它們被夾在焊區(qū)16、18上，并焊在其上。
腳17被防止過(guò)于加熱，這不僅是由于圖跡14及焊區(qū)16的高導(dǎo)電率，而且因?yàn)殡娮柙?0遠(yuǎn)離襯底13的下邊緣布置，相對(duì)地接近其上邊緣。因此在熱產(chǎn)生電阻元件10及插在電路板孔的插腳部分之間具有大的熱梯度。該熱梯度隨著襯底變薄而增大。
應(yīng)著重指出，也可使用各種另外的構(gòu)型，例如使襯底作成非常小的高度，以致插腳非常接近電阻膜。由此可獲得較小的部件，正如當(dāng)電阻元件10的電阻(例如)僅約為1歐姆時(shí)作法，這時(shí)具有常規(guī)電流引起的低功率損耗。
現(xiàn)在來(lái)詳細(xì)說(shuō)明容納及密封裝置(圖2)，圖示的優(yōu)選該裝置包括襯底13，因此它(在該優(yōu)選形式中)不僅用來(lái)施加膜而且也作為容納及密封裝置的一部分。它還包括一個(gè)蓋19(圖1及2)，其最好用它的頂部及側(cè)面邊緣與襯底13的頂部及垂直邊緣對(duì)齊，并用它的下邊緣21離開電阻元件10地布置。制作襯底13及蓋19的一種示范材料為氧化鋁。
部件13、19各可具有的厚度為0.030英寸。當(dāng)壓力較高時(shí)，各作成0.040英寸厚。甚至這些相當(dāng)薄的由脆性氧化鋁(作為例子)作的層將要承受由流過(guò)電阻元件10的大電流產(chǎn)生的壓力。
該容納及密封裝置12還包括密封及連接材料22(圖2)，它充填在部件13、19面對(duì)著的表面之間的整個(gè)空間中。最好該材料為環(huán)氧樹脂粘劑。因?yàn)樗涮盍顺に伎臻g外的整個(gè)空間，所以在部件13、19之間基本上無(wú)空氣(在環(huán)氧樹脂中可能有很小的氣泡)。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，在施加蓋及端子以前，電阻元件10用面釉(玻璃層)23覆蓋。該玻璃層最好也是網(wǎng)印的并接著被燒結(jié)。一種示范材料是DuPont9137。最好在網(wǎng)板印刷期間使用200目的篩網(wǎng)進(jìn)行二道處理，每道后在550℃下燒結(jié)到形成高的表面光潔度。
如由圖6能更好地表示的，玻璃層23實(shí)質(zhì)上比電阻元件10大，以致它基本上延伸過(guò)電阻元件的側(cè)面及端部。作為故障操作的結(jié)果，電阻元件10典型地沿每側(cè)寬度上增大的量小于10％。也可能在寬度上不增大。
陶瓷襯底和蓋、環(huán)氧樹脂以及(優(yōu)選的)玻璃層協(xié)同配合形成了一種有效的容納及密封裝置12(如上所述)，它能阻止FCFR的爆炸及阻止其斷裂。在熔斷開以后沒有碎片，該產(chǎn)品的特征在于高度的安全性。
在與本產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的另一產(chǎn)品中，除去尺寸外，蓋19的下邊緣比圖1及2中所示的低得多并靠近腳17的夾的上部分。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，本產(chǎn)品或裝置(最好是附圖中所示的及上面詳細(xì)描述的優(yōu)選形式)被安裝在電路板上或否則以串聯(lián)的關(guān)系與待抗短路電流保護(hù)的元件或電路板圖跡相連接。現(xiàn)在參照?qǐng)D7，在該說(shuō)明書開始所描述的示例情況下，被保護(hù)的是一個(gè)功率半導(dǎo)體電路。因此，在該示范情況下，本發(fā)明的FCFR與功率半導(dǎo)體電路可能發(fā)生短路電流的通路相串聯(lián)。
因?yàn)橛辛吮景l(fā)明，可以相信基本上完全防止了(保護(hù)對(duì)象的)損傷和損壞的發(fā)生。相反地，所發(fā)生的將是，流過(guò)電阻元件的故障電流引起電阻導(dǎo)電部分熔斷，這個(gè)熔斷將在極短的時(shí)間上切斷了電流。通過(guò)襯底13將非常清楚地看到一個(gè)亮的閃爍。在封裝結(jié)構(gòu)中圖跡14上端之間的距離被作得足夠能防止限制電流的重新恢復(fù)，而不管引起該裝置斷開的相對(duì)高的電壓將繼續(xù)存在。
上述具體例子的產(chǎn)品(10歐姆)，在1000伏特DC及大約出現(xiàn)100安培時(shí)，切斷電流的時(shí)間小于200微秒，其中極大部分電流的下降出現(xiàn)在開始的20微秒中。
因?yàn)楸景l(fā)明，就可以用相對(duì)少的電路板銅圖跡構(gòu)成一個(gè)控制電路。換言之，可在控制電路板上設(shè)置最小的圖跡尺寸，因?yàn)楸景l(fā)明裝置的熔斷操作是非?？焖俚?。其斷路的快速和完全是驚人的。
當(dāng)不使用玻璃(面釉)時(shí)，與使用玻璃的情況相比較，由故障電流操作產(chǎn)生的作用區(qū)域的邊緣顯著地膨脹。
如上所指出的，本發(fā)明(在其一個(gè)方面)包括功率半導(dǎo)體(以及與它相關(guān)的控制電路)與該FCFR的組合。根據(jù)本方法的一個(gè)方面，在上句中所述的組合能在150伏至1000伏AC/DC的范圍中可靠地?cái)嚅_。
本裝置將不具有任何未包含的電阻元件的部分。因此，例如，將不含有未蓋起來(lái)的且暴露在襯底基片背面(露在外面的一側(cè))的蓋與蓋著的前面電阻元件在同一電路中的電阻元件部分。方法與裝置的附加討論本發(fā)明的FCFR方法及裝置特征是其結(jié)果遠(yuǎn)超出本申請(qǐng)人曾聽到的任何方法及裝置的結(jié)果。例如，本FCFR的實(shí)際尺寸規(guī)格可在故障狀態(tài)期間工作在2000伏DC上，并在50微秒內(nèi)切斷故障。這是安全地發(fā)生的，沒有任何損壞或其它不希望的后果。僅出現(xiàn)光閃爍，它是故障外部可看到的后果。
本申請(qǐng)人不能確切地知道當(dāng)故障期間在本FCFR中出現(xiàn)的驚人現(xiàn)象所涉及的若干理論。但現(xiàn)在將要指出(1)對(duì)于獲得該說(shuō)明書中所述結(jié)果來(lái)說(shuō)本申請(qǐng)人認(rèn)為是重要的那些部件，及(2)在故障已出現(xiàn)后電阻元件的狀態(tài)。
上述的鈀-銀Ferro 850包含鈀和銀以及玻璃。它們以粉末形式(顆粒)出現(xiàn)，當(dāng)施加到襯底期間它們出現(xiàn)在一種合適的載體中(如用網(wǎng)絡(luò)印刷時(shí))，但通過(guò)燒結(jié)載體被排除。該鈀-銀Ferro 850是本發(fā)明顯著優(yōu)選形式的一個(gè)例子，即一定的金屬及玻璃粒子(粉末)彼此混合。在燒結(jié)后，金屬粒子與玻璃結(jié)合成一個(gè)導(dǎo)電膜。該膜的大部分就重量言是金屬粒子。
在前一段中要指出的第二部件是電阻元件(如10)的封閉容器或封閉外殼。在所述例中，襯底13、蓋19、密封和連接材料22及面釉(一種形式)23以實(shí)際和經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)了封裝。在沒有封裝的情況下，在大電壓下的大電流故障狀態(tài)期間將會(huì)是一個(gè)外部的“火球”。應(yīng)當(dāng)理解，有效的封閉容器涉及基本上排除了空氣及基本上消除了空隙；在電阻元件(如10)上或附近不希望有空氣，因?yàn)閼?yīng)在最大程度上合理地阻止電弧起燃。
另一個(gè)在獲得最佳結(jié)果方面的重要因素是電阻線(如10)應(yīng)非常薄。因而，典型地在網(wǎng)格印刷操作時(shí)使用325目至400目的篩網(wǎng)。在燒結(jié)后膜約為0.0005英寸厚。當(dāng)使用200目的篩網(wǎng)時(shí)其效果較不能令人滿意。
電阻膜10中的金屬粒子很小。作為例子，這種粒子約為1微米的尺寸。
用金屬作成非常薄的導(dǎo)電膜但在導(dǎo)電膜中未含玻璃，是非常不可取的。
現(xiàn)在描述在故障后的導(dǎo)電膜(如10)，這是通過(guò)首先去掉蓋19，環(huán)氧樹脂22及面釉23來(lái)確定的。通過(guò)對(duì)電阻膜(線)10的顯微鏡檢查，于是暴露地揭示了電阻膜(線)10中的存在許多間斷、破裂或不連續(xù)處，并通過(guò)是在垂直于膜(線)的縱向軸上。申請(qǐng)人認(rèn)為，這些破裂點(diǎn)的數(shù)目與故障持續(xù)期間在FCFR上出現(xiàn)的電壓幅值有關(guān)。這些破碎點(diǎn)在膜(線)的縱向上彼此隔開。
例如，在一個(gè)10歐姆電阻值的FCFR中，當(dāng)在故障期間出現(xiàn)的電壓為1000伏時(shí)，在0.68英寸的膜(線)10中具有63破裂點(diǎn)。電壓愈高產(chǎn)生的破裂點(diǎn)愈多，電壓愈低產(chǎn)生愈少的破裂點(diǎn)。
典型地，每個(gè)這種破裂點(diǎn)(間斷或不連續(xù)點(diǎn))約為0.0005英寸到0.003英寸寬。這些破裂點(diǎn)通常不是空白，它們包含一些殘余物及還有些金屬小球。它們還包含一些玻璃，這些玻璃可用酸溶解掉以便能更好地看到金屬。
這些破裂點(diǎn)呈現(xiàn)出“大河流的航攝照片”的模樣，其中有“島嶼和峽溝”……，該“河流”的邊緣(河床)不是直的而是無(wú)規(guī)則的。該“河流”基本延伸在電阻元件(如電阻線10)的整個(gè)距離上(在上述例中為0.030英寸)。這些金屬球從上方來(lái)看呈現(xiàn)非常大的“氣球”的模樣并懸浮在“河流”上方-典型地在“河床”上方。這些球具有各種尺寸。
這些破裂點(diǎn)(或一系列的破裂點(diǎn))呈現(xiàn)由在電阻線的縱向上施加拉力來(lái)拉電阻膜或線所產(chǎn)生的模樣。
本申請(qǐng)人有一些理論可解釋所述的現(xiàn)象。但是不管(例如)使用電子顯微照相的部件檢查如何，大多數(shù)“解釋”其大部分只是推測(cè)。有一些情況的出現(xiàn)是明顯的(1)在破裂點(diǎn)中的某些金屬變?yōu)槿刍?，因?yàn)樗鼈兂榭s成球(可能由于表面張力)。
(2)如上所述，電壓愈高斷裂點(diǎn)數(shù)目愈多。該多破裂點(diǎn)的故障狀態(tài)明顯地與傳統(tǒng)的全部金屬(線或金屬部分)熔斷時(shí)所發(fā)生的狀態(tài)形成鮮明對(duì)照。在那里通常僅有一個(gè)斷裂點(diǎn)，并且它將愈變愈大。但不知道本裝置中的破裂點(diǎn)是同時(shí)發(fā)生的還是接連地發(fā)生的。
(3)封閉容器中包含著由導(dǎo)電膜的加熱所產(chǎn)生的蒸汽，和/或可使熔化金屬在其趨于增長(zhǎng)成更大的球時(shí)受到抑制。這些效應(yīng)中的一種或兩者可阻止或熄滅電弧或電阻過(guò)大的破裂點(diǎn)增長(zhǎng)。
(4)閃光似乎沿熔化的電阻長(zhǎng)度上發(fā)生，而不是在一點(diǎn)上發(fā)生。
(5)故障電流如此快地被切斷，以致封裝結(jié)構(gòu)不會(huì)爆炸或破裂。
(6)故障電流如此快地被切斷，以致面釉的上表面通常不會(huì)熔化或受到影響(僅有時(shí)稍微產(chǎn)生“斑點(diǎn)”)。
(7)該現(xiàn)象不是玻璃中的金屬熔化(溶解)的結(jié)果，溶解是不希望的，盡管有一些是可容許的。
(8)因?yàn)榫哂性S多破裂點(diǎn)，降落在每個(gè)破裂點(diǎn)上的電壓值大大下降了。這有些分壓器之作用。
(9)任何起弧是容易抑制或熄滅的。
(10)上述的優(yōu)選電阻值對(duì)于在切斷電流緊前面限制故障電流幅值提供了很大便利。圖8的實(shí)施例除了具體的描述外，圖8的實(shí)施例與以上所述的及以下具體例子中示范說(shuō)明的實(shí)例是相同的。
在該實(shí)施例中，電阻線(膜)10通常未被面釉23覆蓋，盡管它可以這樣被覆蓋。
蓋19不存在，密封及連接材料(環(huán)氧樹脂22)也不存在。
在電阻線10上，在該線燒結(jié)后提供一個(gè)化學(xué)鍵合的陶瓷物質(zhì)26，它具有足夠的厚度，以致在故障狀態(tài)期間不會(huì)損壞，并相反地能保持由高電流引起的加熱和熔斷形成的壓力。
作為一例，該物質(zhì)26的優(yōu)選形式約為0.03英寸厚，但是對(duì)于某些電阻或復(fù)合物，厚度作成0.04英寸至0.060英寸，以防止燒壞。
物質(zhì)26以糊狀形式通過(guò)注射來(lái)施加，然后，允許用空氣干燥。接著進(jìn)行烘焙及固化。例如，它可(在空氣干燥后)在200°F下烘焙3小時(shí)，然后在300°F下固化一小時(shí)。它將非常緊密地粘附在襯底上。
一種優(yōu)選的這樣的陶瓷物質(zhì)是“Cerama-Dip538”。它是用于埋置高溫電阻絲等的介電涂料。它的大部分由礬土構(gòu)成。它由紐約Aremco膠產(chǎn)品公司(Products Inc.，of Ossining)出品。圖9至14的實(shí)施例本簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)的FCFR的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它能以電子工業(yè)所希望的方式封裝。因此，例如它可封裝成散熱器安裝器件，輻射引線器件或軸向引線器件，或表面安裝器件。這些器件能具有標(biāo)準(zhǔn)物理尺寸及引腳。
在圖9-14中與圖1-8中相對(duì)應(yīng)的部分使用相同的標(biāo)號(hào)，但跟隨后標(biāo)“a”。襯底13a相應(yīng)于襯底13，所不同的是垂直方向有些加長(zhǎng)。在其上被網(wǎng)格印刷及然后燒結(jié)了低電阻率的圖跡14a和焊區(qū)16a。接著，在其上網(wǎng)格印刷了電阻膜(線)10a并燒結(jié)。在它們上面再網(wǎng)絡(luò)印刷面釉23a并燒結(jié)。
然后，將引線或腳28焊到焊區(qū)16a上，并使其彼此平行地從襯底13a上向外伸出。蓋19a(圖13)通過(guò)保持及密封材料(環(huán)氧樹脂)來(lái)施加?；蛘呤褂锰沾刹牧?如26)。
接著使一種合成樹脂的模制封裝或殼體29(圖14)通過(guò)轉(zhuǎn)移?；蜃⒛Ｐ纬稍趫D13中所示的組件的外圍。圖示的封裝29具有一個(gè)穿透的螺桿孔30，以便使該器件作為散熱器安裝器件使用。圖15-16的實(shí)施例根據(jù)本實(shí)施例，該電阻膜(線)106相當(dāng)于復(fù)合物等作的線10和10a，但在主要方面有區(qū)別。它不是連續(xù)的而是分段的。各個(gè)段通過(guò)低電阻率的焊區(qū)連接在一起，這些焊區(qū)相當(dāng)于焊區(qū)(及圖跡)14-16和14a-16a的復(fù)合物。
在圖示的形式中，在襯底13a(它與前面實(shí)施例中的襯底相同的角部分具有四個(gè)焊區(qū)32、33、34和35。
電阻膜(線)的各部分36、37和38分別連接在焊區(qū)32-33，33-34和34-35之間。除去長(zhǎng)度及方向外，各部分36、37和38各與電阻膜10相同。
圖示部分36、37和38彼此成直角。它們的組合長(zhǎng)度比圖10a的長(zhǎng)度(作為例子)長(zhǎng)得多。因此，圖15-16的實(shí)施例在故障狀態(tài)結(jié)束后能比圖9-14的實(shí)施例耐更高的電壓。故障電壓降沿膜長(zhǎng)度-更具體地沿該線中的破裂點(diǎn)分布，因此較長(zhǎng)的線提供了對(duì)更高故障電壓的更好絕緣。
低電阻率的角焊區(qū)33、34減少了在角區(qū)上可能起弧的機(jī)會(huì)、或在角區(qū)上產(chǎn)生不希望有的大的破裂點(diǎn)的機(jī)會(huì)。大的破裂點(diǎn)是不希望有的，所希望的是如涉及第一實(shí)施例所述的多個(gè)小破裂點(diǎn)。
圖15-16的裝置是通過(guò)按照涉及圖11、12、13及14所示和所述的步驟來(lái)完成的。其結(jié)果是高壓FCFR，它為小型的并如希望的那樣成形和封裝，及能以驚人的速度切斷大電流。
為了完整地提交，附上11頁(yè)的題為“附加具體例”的附錄，以便結(jié)合于此作為參考。
在附設(shè)權(quán)利要求中使用的詞“玻璃”不僅包含該詞的傳統(tǒng)意思，而且也包含在燒結(jié)導(dǎo)電膜中的玻璃狀基質(zhì)時(shí)具有成形能力的任何陶瓷物質(zhì)，該玻璃狀基質(zhì)其功能等同于玻璃，以使得能獲得如上詳細(xì)描述的多個(gè)破裂點(diǎn)。也可以理解，在某些情況下在燒結(jié)時(shí)可由沉積材料中的玻璃形成組分“制成”玻璃。玻璃材料可包含加強(qiáng)的填充物。在附設(shè)權(quán)利要求中所用的詞“金屬”也可包括與金屬性金屬一起使用的某些導(dǎo)電金屬氧化物。
顯然，對(duì)于以上的詳細(xì)說(shuō)明可以理解為僅是通過(guò)圖解及例子的方式給出的，本發(fā)明的精神和范圍僅由附設(shè)權(quán)利要求書來(lái)限定。
附加具體例使用在FCFR測(cè)試組的結(jié)構(gòu)中的材料襯底在所有測(cè)試方案中使用96％AL2O3(礬土)的平襯底。
端子正面端子及適用場(chǎng)合用的背面端子。
DuPont 9770導(dǎo)體混合物。約3微歐姆每平方的非常低的電阻率。端子設(shè)計(jì)的電阻率和/或尺寸給出了相對(duì)FCFR的低端子電阻，以避免當(dāng)元件的故障電流熔斷期間端子圖跡的過(guò)熱和故障。250目網(wǎng)印(背面及前面)。根據(jù)通用的厚膜燒結(jié)方法在850℃下燒結(jié)。
FCFR元件材料AFerro 850系列配方號(hào)No.1/5。鈀銀混合物。當(dāng)用200目網(wǎng)印沉積及在850℃下燒結(jié)時(shí)由Ferro規(guī)定的電阻率為每平方1/5Ω(0.20Ω每平方)。
該材料是由金屬粉末、陶瓷粉末及有機(jī)載體組合成的。該混合物是由下列(按重量)組成的鈀15％至75％，約1μm的粒度；銀10％至50％，約1μm的粒度；鋇硼硅玻璃5％至30％，約1μm的粒度；該玻璃在約700℃至800℃的范圍中熔化。
載體8％至25％。
有機(jī)載體提供了厚膜網(wǎng)板印刷所需的粒子懸浮及流體特性。為了形成FCFR裝置的電阻元件，該材料用最好325目篩網(wǎng)、更好為400目篩網(wǎng)被網(wǎng)板印刷，形成一個(gè)薄沉積膜。在網(wǎng)印后該材料在100℃下干燥15分鐘。然后該材料在800℃至900℃范圍中燒結(jié)，使用60分鐘燒結(jié)分布圖及在峰值溫度上約10分鐘。該燒結(jié)處理使有機(jī)載體成分干凈地?zé)龤Ъ叭コ粝陆饘偌安ＡЯＷ?。這發(fā)生在燒結(jié)初始階段期間的較低溫度時(shí)。在燒結(jié)處理的高溫時(shí)，玻璃熔化，使金屬粒子粘結(jié)成導(dǎo)電膜并使該元件粘結(jié)到襯底上及與端子形成導(dǎo)電接觸。這與標(biāo)準(zhǔn)厚膜工藝相一致。故障電流熔斷電阻材料BDuPont 9596鉑金。該材料是由金屬粉末，玻璃和/或陶瓷成分，及有機(jī)載體成分組合成的。該材料由DuPont(按重量)給出如下金的金屬粉末30％至60％；鈀的金屬粉末1％至5％；鉑的金屬粉末10％至30％；玻璃或陶瓷成分10％至30％；
載體10％至30％。
有機(jī)載體提供了厚膜網(wǎng)板印刷所需的粒子懸浮及流體特性。為了形成FCFR裝置的電阻元件，該材料用最好325目篩網(wǎng)，更好為400目篩網(wǎng)被網(wǎng)印，形成一薄沉積膜。在網(wǎng)印后該材料在100℃下干燥10分鐘，然后該材料在800℃至900℃范圍中燒結(jié)，使用60分鐘燒結(jié)分布圖及在峰值溫度上約10分鐘。該燒結(jié)處理使有機(jī)載體成分干凈地?zé)龤Ъ叭コ粝陆饘偌安ＡЯＷ?。這發(fā)生在燒結(jié)初始階段期間的較低溫度時(shí)。在燒結(jié)處理的高溫時(shí)，玻璃熔化，使金屬粒子粘結(jié)成導(dǎo)電膜并使該元件粘結(jié)到襯底上及與端子形成導(dǎo)電接觸。這與標(biāo)準(zhǔn)厚膜工藝相一致。
FCFR元件材料CCaddock PH-DC鈀混合物。
該材料是由金屬粉末、玻璃和/或玻璃形成配方及有機(jī)載體組合成的。該材料的組成(按重量)如下鈀金屬粉末75％至80％，約1μm的粒度；玻璃和/或陶瓷粉末10％至12％，約1μm的粒度；該玻璃在700℃至800℃的范圍中熔化；載體11％至14％。
有機(jī)載體提供了厚膜網(wǎng)板印刷所需的粒子懸浮及流體特性。為了形成FCFR裝置的電阻元件，該材料用最好325目篩網(wǎng)、更好為400目篩網(wǎng)被網(wǎng)板印刷，形成一個(gè)薄沉積膜。在網(wǎng)印后該材料在100℃干燥15分鐘。然后該材料在850℃至900℃范圍中燒結(jié)，使用60分鐘燒結(jié)分布圖及在峰值溫度上約10分鐘。該燒結(jié)處理使有機(jī)載體成分干凈地?zé)龤Ъ叭コ粝陆饘偌安ＡЯＷ?。這發(fā)生在燒結(jié)初始階段期間的較低溫度時(shí)，在燒結(jié)處理的高溫時(shí)，玻璃熔化，使金屬粒子粘結(jié)成導(dǎo)電膜并使該元件粘結(jié)到襯底上及與端子形成導(dǎo)電接觸。這與標(biāo)準(zhǔn)厚膜工藝相一致。
FCFR元件材料DDuPont 9770鉑銀混合物。
當(dāng)以200目篩網(wǎng)沉積及在850℃燒結(jié)時(shí)，電阻率約3毫歐姆/平方。
該材料是由金屬粉末、玻璃和/或玻璃形成配方及有機(jī)載體組合成的。該材料由DuPont(按重量)給出如下銀金屬粉末大于60％，
鉑，0.1％至1％，玻璃和/或玻璃形成配方，0.2％至2％，氧化銅0.1％至1％，銅金屬粉末，小于0.1％，載體，12％至25％。
有機(jī)載體提供了厚膜網(wǎng)板印刷所需的粒子懸浮及流體特性。為了形成FCFR裝置的電阻元件，該材料最好用325目篩網(wǎng)，更好為400目篩網(wǎng)被網(wǎng)板印刷，形成一個(gè)薄沉積膜。在網(wǎng)印后，該材料在100℃下干燥15分鐘。然后該材料在850℃至900℃范圍中燒結(jié)，使用60分鐘燒結(jié)分布圖及在峰值溫度上約10分鐘。該燒結(jié)處理使有機(jī)載體成分干凈地?zé)龤Ъ叭コ?，而留下金屬及玻璃粒子。這發(fā)生在燒結(jié)初始階段期間的較低溫度時(shí)。在燒結(jié)處理的高溫時(shí)，玻璃及玻璃形成材料熔化，使金屬粒子粘結(jié)成導(dǎo)電膜并使該元件粘結(jié)到襯底上且與端子形成導(dǎo)電接觸。粘結(jié)是由銅成分與礬土襯底的化學(xué)鍵合增強(qiáng)的。這與標(biāo)準(zhǔn)厚膜工藝相一致。
面釉DuPont 9137，綠玻璃。用105目篩網(wǎng)網(wǎng)印，或最好用200目篩網(wǎng)網(wǎng)印二道，以消除針孔并獲得最可靠的純化(高熔斷電阻)。在每道網(wǎng)印后在550℃上燒結(jié)到高表面光潔度。
陶瓷蓋及環(huán)氧樹脂填充料Al2O3的平陶瓷平被放置到元件上面。環(huán)氧樹脂是Emerson&Cuming公司的產(chǎn)品Ecco Bond 27。環(huán)氧樹脂在襯底與蓋的交面上沿端子附近的蓋邊緣被分配。通過(guò)毛細(xì)作用環(huán)氧樹脂被吸入并填充在陶瓷蓋和陶瓷襯底之間。實(shí)質(zhì)上消除了所有的空氣。該組件經(jīng)過(guò)時(shí)間及爐烘工序被固化。
陶瓷涂料Aremco產(chǎn)品Ceramic Dip 538。
礬土基糊劑被稀釋到在分配后能自均化的點(diǎn)上。然后利用射被施加在元件區(qū)域上，并具有足夠的重疊及厚度(約0.040英寸)，以提供所需的強(qiáng)度，并如專利說(shuō)明書中所述地通過(guò)時(shí)間及爐烘來(lái)固化。
測(cè)試組A其結(jié)果如圖1至圖6所示前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.03英寸×0.680英寸；FCFR元件電阻值10Ω，材料A ferro 850-1/5，400目沉積，800℃燒結(jié)。
面釉2層，200目沉積；元件區(qū)域封裝陶瓷蓋及環(huán)氧樹脂填充料；故障電流熔斷電阻性能初始電阻10Ω±10％樣品 故障電壓結(jié)果組A No.1 250V，DC 斷開-切斷到大于約25A 約50MegΩ，在250VDC下測(cè)得，時(shí)間約200μs到約90％切斷，約800μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)一個(gè)破裂點(diǎn)。組A No.2 500V，DC 斷開-切斷到大于約50A 約100MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約70μs到約90％切斷，約300μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-23個(gè)破裂點(diǎn)。組ANo.3100V，DC 斷開-切斷到大于約100A約1000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約20μs到約90％切斷，約200μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-63個(gè)破裂點(diǎn)。組A No.4 1500V，DC 斷開-切斷到大于約150A約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得時(shí)間約20μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-89個(gè)破裂點(diǎn)。
測(cè)試組B其結(jié)構(gòu)如圖3至圖6中所示，具有陶瓷涂劑封裝，所不同者為襯底稍大及元件稍長(zhǎng)。
襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.030英寸×0.790英寸；
FCFR元件電阻值10Ω，材料A Ferro 850-1/5，400目沉積，800℃燒結(jié)；面釉2層，200目沉積；元件區(qū)域封裝陶瓷涂劑。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻10Ω±10％樣品 故障電壓 結(jié)果組A No.1 250V，DC 斷開-切斷到大于約50A 約10MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約100μs到約90％切斷，約300μs到約100％切斷，組B No.2 1000V，DC 斷開-切斷到大于約100A 約10MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約20μs到約90％切斷，約200μs到約100％切斷，組B No.3 1500V，DC 斷開-切斷到大于約150A 約100MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約15μs到約90％切斷，約50μs到約100％切斷，測(cè)試組C其結(jié)構(gòu)如圖3、4及5所示。所不同者是襯底稍大及元件稍大。沒有面釉。該組使用陶瓷涂劑作為封裝。
襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.030英寸×0.790英寸；FCFR元件電阻值10Ω，材料A Ferro 850-1/5，400目沉積，800℃燒結(jié)；面釉無(wú)；文件區(qū)域封裝陶瓷涂劑。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻10Ω±10％樣品 故障電壓 結(jié)果組C No.1 500V，DC 斷開-切斷到大于約50A 約3MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約70μs到約90％切斷，約300μs到約100％切斷，組C No.2 1000V，DC 斷開-切斷到大于約100A 約6MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，組C No.3 1500V，DC 斷開-切斷到大于約20MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約70μs到約100％切斷，測(cè)試組D其結(jié)構(gòu)如圖3至圖6中所示，所不同者是0.015英寸寬(垂直尺寸)的有蓋元件。并且襯底稍大及元件稍大。
襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.015英寸×0.790英寸；FCFR元件電阻值10Ω，材料A Ferro 850-1/5，400目沉積，800℃燒結(jié)；面釉2層，200目沉積；元件區(qū)域封裝陶瓷蓋及環(huán)氧樹脂填充料。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻18Ω±10％樣品 故障電壓 結(jié)果組D No.1500V，DC 斷開-切斷到大于約27.8A約10,000MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約50μs到約90％切斷，約200μs到約100％切斷，
元件中破裂點(diǎn)-20個(gè)破裂點(diǎn)組D No.2 1000V，DC斷開-切斷到大于約55.5A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約150μs到約100％切斷，元件破裂點(diǎn)-44個(gè)破裂點(diǎn)組D No.3 1500V，DC斷開-切斷到大于約83.3A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-71個(gè)破裂點(diǎn)。組DNo.4 2000V，DC斷開-切斷到大于約111.1A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷元件中破裂點(diǎn)-78個(gè)破裂點(diǎn)。
測(cè)試組E其結(jié)構(gòu)如圖3至6所示。所不同者是0.015英寸寬(垂直尺寸)的元件有面釉及陶瓷涂劑封裝。
襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.015英寸×0.790英寸；FCFR元件電阻值7Ω，材料B DuPont 9596；400目沉積，850℃燒結(jié)；面釉2層200目沉積；元件區(qū)域封裝陶瓷涂劑。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻7Ω±10％樣品 故障電壓結(jié)果組E No.1500V，DC 斷開-切斷到大于約71.4A 約10,000MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約50μs到約90％切斷，
約200μs到約100％切斷，組ENo.2 1000V，DC 斷開-切斷到大于約142.9A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，組E No.3 1500V，DC 斷開-切斷到大于約214.3A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，組E No.4 2000V，DC 斷開-切斷到大于約285.7A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷測(cè)試組E其結(jié)構(gòu)如圖1至6所示，所不同者是襯底較大及元件稍長(zhǎng)；襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.030英寸×0.790英寸；FCFR元件電阻值7Ω，材料C CaddockPH-DC；400目沉積，800℃燒結(jié)；面釉2層，200目沉積；文件區(qū)域封裝陶瓷蓋及環(huán)氧樹脂填充料。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻7Ω±10％樣品 故障電壓結(jié)果組F No.1500V，DC 斷開-切斷到大于約71.4A 約10,000MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約50μs到約90％切斷，約200μs到約100％切斷，
元件中破裂點(diǎn)-22個(gè)破裂點(diǎn)。組F No.2 1000V，DC 斷開-切斷到大于約142.9A 約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約30μs到約90％切斷，約150μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-55個(gè)破裂點(diǎn)。組F No.3 1500V，DC 斷開-切斷到大于約214.3A約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約20μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷，元件中破裂點(diǎn)-86個(gè)破裂點(diǎn)。組E No.4 2000V，DC 斷開-切斷到大于約285.7A約10,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約10μs到約90％切斷，約100μs到約100％切斷元件中斷裂點(diǎn)-遠(yuǎn)大于86個(gè)破裂點(diǎn)。
測(cè)試組G其結(jié)構(gòu)如圖3、4及5所示。所不同者是0.015英寸寬(垂直尺寸)的元件，有面釉及陶瓷涂劑封裝。
襯底尺寸1,050英寸×0,630英寸×0,040英寸；前面端子DuPont 9770，325目沉積；背面端子DuPont 9770，250目沉積；FCFR元件尺寸0.015英寸×0.790英寸；FCFR元件電阻值0.35Ω，材料D DuPont 9770，400目沉積，850℃燒結(jié)；面釉2層，200目沉積；元件區(qū)域封裝陶瓷涂劑，該涂層厚度當(dāng)固化時(shí)必需大于0.040英寸。
故障電流熔斷電阻性能初始電阻0.35Ω±10％樣品 故障電壓 結(jié)果組G No.1300V，DC斷開-切斷到大于約857A 約5,000MegΩ，在300VDC下測(cè)得，
時(shí)間約50μs到約90％切斷，約200μs到約100％切斷，組G No.2 500V，DC 斷開-切斷到大于約1428A 約5,000MegΩ，在500VDC下測(cè)得，時(shí)間約30μs到約90％切斷，約300μs到約100％切斷，組G No.3 1000V，DC斷開-切斷到大于約2857A 約5,000MegΩ，在1000VDC下測(cè)得，時(shí)間約5μs到約90％切斷，約300μs到約100％切斷，
權(quán)利要求
1.一種故障電流熔斷電阻，它包括(a)在一個(gè)襯底上的電阻膜；(b)分別連接到所述膜兩對(duì)立端的第一和第二端子裝置；及(c)圍繞所述膜緊密設(shè)置的容納及密封裝置，它適用于承受由故障電流及故障電壓組成的電故障突然施加在所述端子裝置上及由此施加在所述膜上所引起的壓力；其特征在于所述部件(a)、(b)及(c)的結(jié)構(gòu)和關(guān)系是這樣的，即使得所述電流非?？焖俚赝Ｖ梗八瞿ぐɑ旌嫌胁ＡУ慕饘倭Ｗ?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述膜中的所述金屬粒子是鈀粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述膜中的所述金屬粒子是鈀粒子和銀粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述膜中的所述金屬粒子是金粒子及鉑粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述膜的所述金屬粒子是銀粒子及鉑粒子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述膜包含占重量大部分的金屬粒子及占重量小部分的玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述容納及密封裝置是一種陶瓷，它以糊狀形式施加到所述襯底和所述電阻膜上，對(duì)所述襯底形成粘接關(guān)系，并具有足夠的厚度以承受電故障狀態(tài)期間的所述壓力而不會(huì)破裂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述容納及密封裝置包括一種面釉，及支持所述面釉防止電故障狀態(tài)期間它被破裂的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障電流熔斷電阻，其中所述支持所述面釉的裝置是一種以糊狀形式施加的陶瓷。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障電流熔斷電阻，其中所述支持所述面釉的裝置是一種陶瓷蓋，及使所述蓋固定到所述襯底和所述面釉上的粘接物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障電流熔斷電阻，其中所述容納及密封裝置包括一個(gè)陶瓷蓋，及使所述蓋固定到所述襯底和所述電阻膜上的粘接物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的故障電流熔斷電阻，其中所述電阻膜是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)線，所述線具有在約0.0004至約0.001英寸范圍中的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的故障電流熔斷電阻，其中所述電阻膜是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)線，在細(xì)長(zhǎng)線中所述線被分成段，所述各段被低電阻率膜在導(dǎo)電上彼此隔開，所述低電阻率膜提供所述各段之間的電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的故障電流熔斷電阻，其中所述電阻電阻膜是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)線，在細(xì)長(zhǎng)線中所述線被分成段，所述各段被低電阻率膜在導(dǎo)電上彼此隔開，所述低電阻率膜提供所述各段之間的電連接，所述各段彼此不是排成一行，而是彼此成一相當(dāng)大的角度，由此在小空間中獲得有效的分壓作用。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的故障電流熔斷電阻，其中所述電阻膜是具有在約0.01英寸至約0.03英寸范圍中的寬度的細(xì)長(zhǎng)線。
16.一種故障電流熔斷電阻，它包括(a)一個(gè)襯底，(b)設(shè)在所述襯底上的細(xì)長(zhǎng)電阻膜；以及(c)連接在所述膜兩對(duì)立端上的端子，及(d)與所述膜相連接的當(dāng)故障電流狀態(tài)發(fā)生時(shí)防止它破裂的裝置，其特征在于所述細(xì)長(zhǎng)電阻膜具有這樣的成分及形狀，以致在發(fā)生引起故障電流及故障電壓的電故障狀態(tài)時(shí)，所述電阻膜通過(guò)在其橫向上形成許多在其縱向上隔開的斷裂點(diǎn)切斷電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的故障電流熔斷電阻，其中所述細(xì)長(zhǎng)電阻膜具有這樣的成分和形狀，以致在第一電壓下發(fā)生所述故障電流的狀態(tài)時(shí)通過(guò)產(chǎn)生“許多斷裂點(diǎn)”切斷電流，及在比所述第一電壓大得多的電壓下在第二個(gè)相同的故障電流熔斷電阻中，發(fā)生故障電流狀態(tài)時(shí)，在該第二電阻中的所述電阻膜通過(guò)形成比所述“許多斷裂點(diǎn)”多得多的多個(gè)斷裂點(diǎn)來(lái)切斷電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至11或16至17中任一項(xiàng)所述的故障電流熔斷電阻，其中所述故障電流熔斷電阻連接到待抗短路保護(hù)及抗另外電故障保護(hù)的電路部分并與其相結(jié)合。
19.保護(hù)電路部分以抗短路及另外電故障的方法，所述方法包括在具有所述電路部分的電路中連接一個(gè)FCFR(故障電流熔斷電阻)，它具有在襯底上的電阻膜，該電阻膜基本由金屬粒子組成，緊密地封閉及密封所述電阻膜，以便當(dāng)在所述電路部分出現(xiàn)故障時(shí)防止所述膜上的蒸汽外泄，并選擇所述膜，使得當(dāng)出現(xiàn)所述故障時(shí)使故障電流極其快速地停止，而不會(huì)在靠近所述金屬粒子的任何物質(zhì)中有所述金屬粒子明顯的熔化。
20.保護(hù)電路部分以抗短路及另外電故障的方法，所述方法包括在具有所述電路部分的電路中連接一個(gè)FCFR(故障電流熔斷電阻)，它具有在襯底上的電阻膜，該電阻膜基本由金屬組成，緊密地封閉及密封所述電阻膜，以便當(dāng)在所述電路部分出現(xiàn)故障時(shí)阻止所述膜上的蒸汽外泄，并選擇所述膜，使得當(dāng)出現(xiàn)所述故障時(shí)使故障電流極其快速地停止，而不會(huì)在靠近所述金屬的任何物質(zhì)中有所述金屬的明顯熔化。
21.一種故障電流熔斷電阻，它包括(a)一個(gè)襯底，它足夠地厚以防止在故障狀態(tài)期間來(lái)自下述電阻膜的蒸汽透過(guò)它泄出；(b)設(shè)在所述襯底上的單個(gè)電阻膜的線，所述線包括金屬粒子，及(c)封閉及密封所述膜的線以防止所述蒸汽外泄的裝置。
全文摘要
一種故障電流熔斷電阻,包括一個(gè)襯底(13),在其上具有由導(dǎo)電膜中金屬和玻璃形成的電阻膜線(10),該線(10)被容納及密封材料(19,22)緊密地封閉,以防止由電故障狀態(tài)引起的熔斷期間來(lái)自線(10)的蒸汽外泄。
文檔編號(hào)H01H85/04GK1188561SQ96193743
公開日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1996年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月7日
發(fā)明者小R·E·卡多克 申請(qǐng)人:卡杜克電子有限公司