專利名稱：一種溫度保險裝置及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電路保護裝置，尤其涉及一種在電路發(fā)生異常時能迅速切斷電流的溫度保險裝置及其制造方法。
美國專利US5097247公開了一種“由焊錫連接而成的熱敏保險裝置”，該裝置有一個絕緣基片，其上有兩個獨立的電極，兩電極內側有兩個相向的電極端頭，兩電極端頭間留有小間隙，電極和電極端頭上都淀積合金材料，兩電極端頭之間也有合金材料連接，并在合金材料上覆蓋一層表面活性物質。電極和電極端頭以及端頭連接部分都包封一層絕緣保護層。其中，電極和電極端頭上淀積的為第一種合金材料，其熔點較高，連接兩電極端頭的為第二種合金材料，其熔點較低。當電路發(fā)生異常，基片溫度上升，使連接兩電極端頭的合金材料熔化，成為液態(tài)，在親和力的作用下，向兩面電極擴展，最后液態(tài)合金斷開，切斷電流，達到保險目的。
中國專利CN1189609A公開了“一種溫度保險裝置”，它將美國專利中電極端頭的連接材料和電極上淀積的合金材料由不同材料改為相同材料。從而使拉斷電極端頭液態(tài)合金的力，從兩種不同材料的親和力，變?yōu)橐簯B(tài)狀態(tài)下的表面張力(此時親和力最大)，以增加溫度保險的可靠性。
然而，上面兩種專利均忽略了一個現(xiàn)象，即電極上合金材料量的多少，對保險裝置的斷開有直接影響。這是因為電極端頭互連的合金材料受熱變成液態(tài)并斷開需要兩個條件，其一是有向電極面的拉力，其二是液態(tài)合金材料有地方可以流入。電極面積確定后，所能容納的合金量也就定了。當電極上原淀積合金量越多(相當于容器已裝滿狀態(tài))，在基片受熱，電極端頭連接處的合金熔化成為液態(tài)時，其表面張力(或親和力)越小，液態(tài)合金就無法流入電極，電極端頭液態(tài)合金無法拉斷，不能起到溫度保險作用。隨著淀積合金量的減少，表面張力(或親和力)逐步增加，電極端頭的液態(tài)合金開始能流入電極，并開始可以拉斷，從而起到溫度保險作用。因此，電極上原淀積合金量的多少，直接影響表面張力(或親和力)的大小。上述兩專利，只是粗略地規(guī)定了電極上合金材料膜層的厚度，美國專利采用印刷、紅外加熱法，厚度為75～150μm。中國專利也采用印刷、紅外加熱法，厚度為100μm。由于受到加工方法的限制，合金膜層的厚度已無法再降低，因此，在相同電極面積下電極端頭連接處的液態(tài)合金的表面張力(或親和力)較小，溫度保險作用不夠可靠。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的不足而提供一種電極和電極端頭表面淀積的合金材料層極薄、溫度保險作用可靠的溫度保險裝置及其制造方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下方式來實現(xiàn)一種溫度保險裝置，它包括一絕緣基片，所述的基片上有兩個獨立的電極，兩電極內側設有兩個相向的電極端頭，電極和電極端頭的表面都淀積有合金材料，兩電極端頭之間由合金材料連接，并在合金材料上覆蓋有一層表面活性物質，電極和電極端頭以及端頭連接部分包封有一層絕緣保護層，其特征在于所述的電極和電極端頭表面淀積的合金材料層為超薄合金層，其厚度為5～30μm。
一種溫度保險裝置的制造方法，其特征在于，它采用以下工藝制成第一步，在96％的三氧化二鋁基片上印刷鈀銀導電漿料，然后經(jīng)燒結制成保險電極，該電極包含兩個相向的電極端頭，兩電極端頭之間有一定的間隙；第二步，選用錫-銀或錫-鉛-銀合金材料，采用熱浸錫并熱風整平工藝，在電極和電極端頭上淀積一層厚度僅為5～30μm的超薄合金層；第三步，采用熔點不大于所述的超薄合金層熔點的合金材料將上述兩相向電極端頭之間的間隙搭接；第四步，在電極端頭的連接合金材料上和部分電極合金材料層上覆蓋助焊劑或含助焊劑的物質；第五步，將電極和電極端頭以及端頭連接部分用乳膠包封，即制得產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用熱風整平工藝，在電極和電極端頭上制作一層極薄的合金材料膜層，來獲得相同電極面積下的最大表面張力。當電路發(fā)生故障時，基片溫度上升，使得連接兩端頭的合金材料熔化成液態(tài)，這時，由于電極上合金材料量極小，因此就有最大的表面張力(或親和力)，液態(tài)合金迅速被電極向兩端拉斷，從而切斷電流，達到保險目的。


圖1為本發(fā)明溫度保險裝置的結構示意圖；圖2為圖1的A-A向剖視圖。
下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。
本發(fā)明溫度保險裝置是在絕緣基片上1上淀積兩個導電電極1a、1b和兩個相向的電極端頭2a、2b，淀積的方法采用印刷、燒結工藝。電極和電極端頭淀積有合金材料層3，并通過熱風整平工藝，獲得極薄的合金層。電極端頭2a、2b之間的連接合金材料4與電極上淀積的合金層3可用相同材料，也可用與它不相同的材料，但連接合金材料4的熔點必須不大于淀積于電極上的合金材料3的熔點。保險裝置的激活溫度就是連接兩個電極端頭的合金材料4的熔點，所以選擇合適的合金材料4就能制作任一指定溫度的溫度激活保險。因電極上是極薄的合金層，足以使電極端頭連接的合金熔化后迅速流向兩電極。在連接電極端頭合金上覆蓋有一定量的能保持液態(tài)合金表面有較強活性的物質5(如助焊劑或含有這類物質的材料)。為保護溫度保險，還在兩個電極和電極端頭以及端頭連接合金上覆蓋有一層乳膠或硅膠的物質6。本溫度保險裝置要求在同一基片上制作功率器件，當一定電流流過，基片溫度升高，達到預定溫度時，連接合金熔化斷開。溫度保險和功率器件的位置按保護電路具體情況而定，一般情況下，功率器件盡可能靠近溫度保險。
本發(fā)明溫度保險裝置的制造工藝如下1.在96％的三氧化二鋁基片上印刷鈀銀導帶漿料，然后經(jīng)燒結制成保險電極。電極包含兩個相向的電極端頭，電極端頭之間有一定間隙，間隙的寬度取決于連接合金材料熔化后，電極所能吸納的合金量。
2.選用Sn∶Ag＝96∶5.熔點是221℃的材料，或Sn∶Pb∶Ag＝62∶36∶2，熔點為179℃的材料，采用熱浸錫并熱風整平的工藝，在電極和電極端頭上制作一層極薄的合金層，厚度為5～30μm不等(根據(jù)電路要求確定)。
3.采用清洗方法，去掉浸錫以及熱風整平工藝過程中的雜質。
4.在電極上覆蓋阻焊膜，兩個電極端頭應除外，阻焊膜可用水或溶劑清洗。
5.選用Sn∶Pb∶Ag＝62∶36∶2的合金材料，采用印刷方式，將其圖形搭接在兩電極端頭之上，然后用再流焊的方式進行連接。
6.去除電極上的阻焊膜。
7.給電極端頭連接合金上和部分電極合金材料層上覆蓋一定量的助焊劑或含助焊劑的物質，以保護液態(tài)合金表面活性。
8.最后，將電極和電極端頭以及端頭連接部分用乳膠包封，以保護保險裝置。
權利要求
1.一種溫度保險裝置，它包括一絕緣基片，所述的基片上有兩個獨立的電極，兩電極內側設有兩個相向的電極端頭，電極和電極端頭的表面都淀積有合金材料，兩電極端頭之間由合金材料連接，并在合金材料上覆蓋有一層表面活性物質，電極和電極端頭以及端頭連接部分包封有一層絕緣保護層，其特征在于所述的電極和電極端頭表面淀積的合金材料層為超薄合金層，其厚度為5～30μm。
2.一種溫度保險裝置的制造方法，其特征在于，它采用以下工藝制成第一步，在96％的三氧化二鋁基片上印刷鈀銀導電漿料，然后經(jīng)燒結制成保險電極，該電極包含兩個相向的電極端頭，兩電極端頭之間有一定的間隙；第二步，選用錫-銀或錫-鉛-銀合金材料，采用熱浸錫并熱風整平工藝，在電極和電極端頭上淀積一層厚度僅為5～30μm的超薄合金層；第三步，采用熔點不大于所述的超薄合金層熔點的合金材料將上述兩相向電極端頭之間的間隙搭接；第四步，在電極端頭的連接合金材料上和部分電極合金材料層上覆蓋助焊劑或含助焊劑的物質；第五步，將電極和電極端頭以及端頭連接部分用乳膠包封，即制得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫度保險裝置及其制造方法,該裝置包括一絕緣基片,所述的基片上設有兩個獨立的電極,該電極包含兩個相向的電極端頭,電極和電極端頭的表面淀積有一層超薄的合金材料層,兩電極端頭之間由合金材料連接。它采用燒結、淀積、搭接、覆蓋、包封等工藝加工而成。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明采用了熱風整平的特殊工藝,具有溫度保險作用可靠的優(yōu)點。
文檔編號H01H87/00GK1251941SQ9911980
公開日2000年5月3日 申請日期1999年10月21日 優(yōu)先權日1999年10月21日
發(fā)明者周偉星, 朱珍義, 鄭瑩 申請人:上海無線電六廠