专利名称：一种新型片式保险丝及制造方法
技术领域：
本发明一种新型片式保险丝及制造方法涉及一种应用于线路防护领域的陶瓷片式保险丝，以及制造这种片式保险丝的方法。
背景技术：
表面贴装保险丝广泛应用于过流防护领域，比如对元件小型化，集成化要求很高的线路板上面。比较引线状保险丝，表面贴装型具有更小的焊脚，占用更小的空间。美国专利No.5,296,833阐释了一种这样的表面贴装保险丝的制造方法，在一层绝缘层上涂刷金属薄膜，然后在上面覆盖一层绝缘层，最后在上下绝缘层上覆盖另外一种成分的覆盖层，这样得到一种具有很好的机械性能的薄膜保险丝；一些传统的表面贴装保险丝的基体材料用的是高分子材料，美国专利No.5,790,008中采用FR-4环氧板作为基板，铜为电极，经过一系列的覆铜、刻蚀、UV固化、激光调阻等工艺，这样得到的保险丝阻值一致性很好，可是由于高分子材料的本身局限性，它的溶剂耐性很差。
发明内容
本发明目的在于提供一种阻值一致性和溶剂耐性好的新型表面贴装保险丝。
本发明目的可以通过下述方案实现一种新型片式保险丝，由三层或三层以上玻璃-陶瓷材料和沉积在各层上面的金属薄膜构成独石结构；这种独石结构两个端头覆盖着导电层，内部由平行排列的金属薄膜导通。
所述的玻璃-陶瓷层作为基体层，金属薄膜作为电极，金属薄膜有两个端头，分别连接着端电极。
所述各基体层中，上、下表面的两层厚度厚于所有中间层。
所述的玻璃-陶瓷层材料包括氮化铝、二氧化钛、硅铝酸钙盐、氧化铝、硼硅酸玻璃、硬硼酸钙石中的一种或一种以上的组合物。
所述的金属薄膜的结构包括两个端头，中间有一个连接桥，其中，所述的连接桥宽度小于端头；所述的端头的材料为金、银、铜、铝、钯、铂中的一种或一种以上的组合物；所述的连接桥材料为金、银、铝、铂的一种或一种以上的组合物。
所述的保险丝端头有三层，内部是一层银合金，中间覆盖一层镍，外部是铅-锡合金。
一种制造新型片式保险丝的方法，第一在玻璃-陶瓷层的表面覆盖一层金属薄膜，然后再覆盖一层略薄的玻璃-陶瓷层，重复上述步骤直到得到设计的层数为止，这样得到独石结构的生膜片；第二将膜片切成单个的保险丝，烧结成瓷，最后封端、电镀。
本发明中保险丝的各基体层厚度并不相同，上下表面的基体层厚度相同，中间基体层厚度小于，上下表面基体层的厚度。
所述保险丝的端头有三层，内部是一层银合金，中间覆盖一层镍，外部是铅-锡合金；本发明和传统结构比较，独石结构表面贴装保险丝提高了额定电压和额定电流，并且提高了机械性能，增强了热振性、耐焊接热和耐腐蚀性能，因此在线路防护领域更具安全性，更有效率。
结合下述图能够更好的理解本专利。
图1是本发明所述独石表面贴装保险丝的外观示意2是沿着2-2线形成的截面3是沿着3-3线形成的截面4是是沿着4-4线形成的截面图，为附着金属薄膜的陶瓷-玻璃层的俯视5制造表面贴装保险丝过程中金属薄膜的涂覆方式示意6制造表面贴装保险丝过程中的切割方法示意图具体实施方式
图1是本发明所述独石表面贴装保险丝的外观示意图，根据上述方法制造，各部分的比例并非严格参照实物，而是为了阐述方便进行了放大。保险丝10包含表层基体20，底层基体26和中间层22，24，在实际应用中，中间层并不仅限于两层。各层20-26粘结在一起形成独石结构。
如图2是沿着2-2线形成的截面图所示，保险丝的端头30，32有三层，内部34是一层银合金，中间层36覆盖一层镍，外部38是铅-锡合金；端头30，32与保险丝10的内部金属薄膜是导通的。
图3是沿着3-3线形成的截面图和图4是是沿着4-4线形成的截面图，为附着金属薄膜的陶瓷-玻璃层的俯视图，阐述了保险丝10中的金属薄膜平行排列，每一个基体层20，22，24，26上面都有电极层，即金属薄膜40，42，44。其中，电极层40，42，44结构相同，如图4，包含两个端头46和细的连接桥48，两个端头46和外部端头30，32连接。
金属薄膜40，42，44可以使用金属银，其他可能采用的金属包括金，铜，铝，钯，铂。
基体层22，24，26是一种玻璃和陶瓷的混合物，成分中包括下述材料的一种或者几种混合的组合物，包括氮化铝，二氧化钛，硅铝酸钙盐，氧化铝，硼硅酸玻璃，硬硼酸钙石。
端头30，32一般由三层结构组成，第一层34，或者说内部层34，是银或者银合金成分，中间层36成分是镍，外部层38成分是铅-锡合金，这样的结构有助于保险丝通过焊接或者其他方法固定在线路板上。
如图3所示，在保险丝10的基体层20，22，24，26间分布着金属薄膜40，42，44，同端头34导通。
基体层20，22，24，26的厚度并不相同，上下表面20，26是一种厚度，中间层22，24是另外一种厚度，其中20，26层的厚度厚于中间层22，24。
对应的基体层20，26和中间层22，24的功能也不相同，基体层20，26主要保证保险丝的机械强度，中间层22，24的作用在于调整保险丝的电学性能当保险丝处于过流状态时，金属薄膜电极42，44，46产生的热量通过传临近的中间层22，24传导，中间层越薄，传导的热量就越多，当金属薄膜吸收了足够的热量到达熔点时，连接桥48会瞬时熔断，产生电弧，此时临近的中间层22，24会把融化的金属薄膜吸收，形成一种不导电，或者电导率很高的混合物，淬灭电弧，使整个电路断开。所以中间层22，24应该设计足够的厚度来保证充分吸收金属薄膜，完成上述功能。
通过设计中间层22，24的厚度，可以得到保险丝10的不同的断开时间。
各基体层20～26可以通过钢带流延，湿法工艺或者其他一些成熟的工艺制造。
如图4所示，每一金属薄膜由两个端头46和连接桥48构成。端头46位于连接桥48的两端，连接着封端层34和连接桥48。连接桥48的作用是集中电流，产生熔断，可以设计成为不同的尺寸，以对应不同的额定电流。例如，一个长度为0.12英寸，宽度为0.05英寸的连接桥，它的额定电流为0.2安培。
一种使金属薄膜附着在基体层上的方法是丝网印刷，其它还有一些比如石版印刷，湿法印刷，化学沉积等常见工艺。
图5制造表面贴装保险丝过程中金属薄膜的涂覆方式示意图所示，阐述了一种针对本发明的制造工艺，通过本工艺可以大量制造独石片式保险丝。根据图5，首先流延一张膜片50，膜片上表面标记为52，将金属薄膜浆料通过前述方法涂覆在膜片50上面，端头标记为58，连接桥标记为60，等浆料烘干后重复上述操作，直至得到设计的层数为止，设计指标主要是额定电流。
对上述操作得到的多层膜片施加一定压力，使之附着在一起形成一个整体，按照事先做好的标记线切割成为单独的个体，切割手段可以采用前述的很多工艺，在这个阶段切割是因为生膜片相对柔软，易于切割。
图6制造表面贴装保险丝过程中的切割方法示意图是附带标记线的膜片，沿标记线58-1，58-2……58-N和68-1，68-2……68-N切割就能得到单个的保险丝。
切好的单个保险丝按照一般的烧结工艺烧结成瓷体，然后封端、电镀形成图1所示的保险丝10，封端、电镀的方法可以采用一般工艺，方法是用振动使保险丝的端头插进一块布满小孔的板上，用一定方法保证所有露出的保险丝端头在同一水平平面，固定后浸到电镀液中，然后烘干，对另外一端重复此操作，直至得到两端完全电镀的保险丝。
上述内容仅限于对本发明原理和结构的一种基本阐述和声明，在此基础上可以有很多相近但未涉及的理论和调整工艺包括在本专利的基本范围之内。
权利要求
1.一种新型片式保险丝，由三层或三层以上玻璃—陶瓷材料层和沉积在各层上面的金属薄膜构成独石结构；这种独石结构两个端头覆盖着导电层，内部由平行排列的金属薄膜导通。
2.根据权利要求1所述的一种新型片式保险丝，其特征在于所述的玻璃—陶瓷层作为基体层，金属薄膜作为电极，金属薄膜有两个端头，分别连接着端电极。
3.根据权利要求1或2所述的新型片式保险丝，其特征在于所述各基体层中，上、下表面的两层厚度厚于所有中间层。
4.根据权利要求3所述的新型片式保险丝，其特征在于所述的玻璃—陶瓷层材料包括氮化铝、二氧化钛、硅铝酸钙盐、氧化铝、硼硅酸玻璃、硬硼酸钙石中的一种或一种以上的组合物。
5.根据权利要求3所述的新型片式保险丝，其特征在于所述的金属薄膜的结构包括两个端头，中间有一个连接桥，其中，所述的连接桥宽度小于端头。
6.根据权利要求5所述的新型片式保险丝，其特征在于所述端头的材料为金、银、铜、铝、钯、铂中的一种或一种以上的组合物；所述的连接桥材料为金、银、铝、铂的一种或一种以上的组合物。
7.根据权利要求1或2所述的新型片式保险丝，其特征在于所述的保险丝端头有3层，内部是一层银合金，中间覆盖一层镍，外部是铅—锡合金。
8.一种制造权利要求1或2所述的新型片式保险丝的方法，先在玻璃—陶瓷层的表面覆盖一层金属薄膜，然后再覆盖一层略薄的玻璃—陶瓷层，重复上述步骤直到得到设计的层数为止，得到独石结构的生膜片；然后，将膜片切成单个的保险丝，烧结成瓷，最后封端、电镀。
全文摘要
本发明一种新型片式保险丝及制造方法涉及一种应用于线路防护领域的陶瓷片式保险丝。一种新型片式保险丝，由三层或三层以上玻璃—陶瓷材料层和沉积在各层上面的金属薄膜构成独石结构；这种独石结构两个端头覆盖着导电层，内部由平行排列的金属薄膜导通。一种制造新型片式保险丝的方法，先在玻璃—陶瓷层的表面覆盖一层金属薄膜，然后再覆盖一层略薄的玻璃—陶瓷层，重复上述步骤直到得到设计的层数为止，得到独石结构的生膜片；然后，将膜片切成单个的保险丝，烧结成瓷，最后封端、电镀。本发明因采用独石结构表面贴装保险丝提高了额定电压和额定电流，并且机械性能、热振性得以提高，耐焊接热和耐腐蚀性能，因此更具安全性，更有效率的特点。
文档编号H01H85/08GK1808667SQ20051011241
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者苗明清, 周欣山, 钱朝勇, 余勤民, 沈十林 申请人:上海维安热电材料股份有限公司