具有预切线基板的晶片保险丝元件及其制法的制作方法

文档序号:12598994阅读:469来源:国知局
具有预切线基板的晶片保险丝元件及其制法的制作方法与工艺

本发明是关于一种具有预切线基板的晶片保险丝元件及其制法,尤其是一种便于切割分离的晶片保险丝元件及其制法。



背景技术:

保险丝(fuse)是一种连接在电路上用以保护电路的一次性元件,通常采用低电阻的金属或是合金系统的丝状或片状材料制作,例如铅锡合金、铝、铜、银、铜锰合金以及铜银合金等,IEC127标准将它定义为熔断器(fuse-link),一般保险丝由三个部件组成,其一是熔体部件为保险丝的核心,熔断时起到切断电流的作用;其二是电极部件用于连接熔体与电路,必须具备良好的导电性;最后的支架部件即是使前述部件共同形成一个刚性结构,提升安装或使用保险丝时的便利性。

运用于电力电路或大功率设备的保险丝,则除上述三个部件更包括一个灭弧部件,由于这类设备的工作电流较一般电子设备大,当熔体部件发生熔断时其两端累积的电荷持续增加,就有可能产生熔体部件熔断甚至是汽化但电流却仍维持导通,此乃拉弧现象(跳火),前述的灭弧部件就是通过良好绝缘性与导热性的材料性质,并藉由较熔体部件高的电负度阻绝拉弧现象,目前本领域的惯用材料为石英砂,经由灭弧部件将多余的电荷吸收,降低空气游离化的机率达到防止电流维持导通的状况。

为能大量生产,目前常用的公知技术,多以大片基材作为基础,一次性形成上百甚至上千的保险丝元件的预形体,最后进行分离,而制成大量保险丝元件。常见的现有制造过程中,如图1所示,会在预备成形复数个保险丝的基板8上,额外涂布一层例如硅胶层80(silicon)覆盖保险丝的熔体部件和电极部件。

由于基板8与硅胶层80间是属于异材质的结合,导致彼此的结合附着力度不佳、且两者间的延展性大不相同,即使可以保护电极部件和熔体部件的结构,却会遮住相邻基板中的分离线81位置,即使在分离线81预先形成有凹槽或断痕,提供分离时的结构脆弱部分,但由于硅胶层80的存在,明显阻碍基板8的分离顺畅性,一旦直接施加例如敲击或掰断等外力,基板8部分会优先断开,而硅胶层80却可能较晚断开或甚至维持部分连接,导致预形体本身完整性遭到破坏。因此,上述现存技术在分离的步骤必须藉由激光或者钻石刀,沿着分离线81逐个切割才能分离形成多个独立的保险丝元件,制作流程缓慢而无法提升产出效率,成本管控也因此居高不下,无疑对本领域的制造商造成困扰。

有鉴于上述的问题,本发明的发明人试图提供一种具有预切线基板的晶片保险丝元件,能有效地简化过于繁杂的制作工序,减少制作成本,提升整体产出效率和制造良率;以及确保预切线不会被其他结构遮蔽而向外暴露,提升分离预形体流程的顺畅性,并且可以选择进一步将连接保险丝本体两端的弧形部弹性弯折远离基板本体,使得弧形部在熔断后,残留于两端弧形部处的剩余部分会彼此弹性分离,降低拉弧现象发生的概率,确保晶片保险丝元件使用的可靠性,这些都会是本发明所要重视的焦点。



技术实现要素:

本发明目的之一在于提供一种简化制作程序的具有预切线基板的晶片保险丝元件,降低制作成本,提升整体制造良率。

本发明另一目的在于提供一种具有预切线基板的晶片保险丝元件,确保预切线不会被其他结构遮蔽而向外暴露,增加分离基材流程的顺畅性。

本发明又一目的在于提供一种晶片保险丝元件的制造方法,将连接保险丝本体的两端的弧形部弹性弯折远离基板本体,降低拉弧现象发生的概率,确保本发明结构使用上的可靠性。

为达上述目的,本发明提供一种具有预切线基板的晶片保险丝元件,供表面安装至电路板,该晶片保险丝元件包括:基板本体,具有上表面、下表面及连接上表面与下表面的两端缘,其中基板本体在上表面和下表面中至少一者形成有对应两端缘的预切线;一对彼此分离的导接电极,导接电极分别包括位于上表面的焊垫部及由焊垫部延伸至下表面的焊脚部;一层位于上表面、供封闭环绕焊垫部的环绕阻挡层,供与基板本体共同形成一个容置空间,且环绕阻挡层并未遮蔽预切线而曝露在外;一个位于容置空间、且两端分别被焊接至焊垫部的保险丝本体;及一层封闭阻绝容置空间的封闭保护层。

用于制作前述具有预切线基板的晶片保险丝元件的制造方法,包括下列步骤:a)提供一片具有一个上表面和一个下表面的基材,该基材的前述上表面或下表面的至少其中一者,形成有复数预切线,用以区隔出复数个基板本体;且每一前述基板本体的上表面侧分别具有一个环绕阻挡层,每一前述环绕阻挡层分别与对应的前述基板本体共同形成一个容置空间,且前述环绕阻挡层均未遮蔽前述预切线而使前述预切线曝露;以及分别在每一上述基板本体形成一对彼此分离的导接电极,每一对前述导接电极分别包括至少两个位于上述上表面的焊垫部、及由前述焊垫部延伸至上述下表面的焊脚部;b)逐一在每一个上述容置空间中、将一保险丝本体的两端分别焊接至上述焊垫部;及c)逐一设置封闭阻绝每一前述容置空间的封闭保护层,封闭保护每一前述保险丝本体。

本发明所揭示的一种具有预切线基板的晶片保险丝元件及其制法,能有效地确保预切线不会被其他结构遮蔽而向外暴露,藉此简化过于缓慢和昂贵的分离步骤,增加分离基材流程的顺畅性,减少制作成本,提升整体产出效率和制造良率;以及选择性地将连接保险丝本体的两端的弧形部弹性弯折远离基板本体,使得弧形部在熔断后,残留于两端的弧形部的剩余部分会彼此弹性分离,降低拉弧现象发生的概率,确保晶片保险丝元件使用在大电流情况下的可靠性,进而达成上述所有的目的。

附图说明

图1为公知技术的保险丝结构俯视图。

图2为本发明第一较佳实施例的步骤流程图,藉此显示本发明有关晶片保险丝元件的制作方法。

图3为本发明第一较佳实施例具有预切线基板尚未切割的俯视图,说明相邻的基板本体间形成有预切线。

图4为图3的侧视图,显现基材预先烧结成形的环绕阻挡层并说明贯穿上表面及下表面的穿孔。

图5为图4基材其中一个基板本体的容置空间焊接保险丝本体的侧视图。

图6为图5中保险丝本体熔断示意图,用以表达残留于两端的弧形部会彼此弹性分离。

图7为容置空间内填入封闭保护层的侧视图。

图8为图3基材中每一块基板本体以预切线逐一分离,并完成保险丝元件的侧视图。

图9为本发明的第二较佳实施例的步骤流程图,藉此显示本发明有关晶片保险丝元件的另一制作方法。

图10为本发明的第二较佳实施例在预切线上以工具凿穿基板本体形成穿孔的俯视图。

图11为图10基板本体的侧视图,藉此说明形成穿孔内的导接电极。

图12为图11导接电极制作完成后的基板本体位于上表面设置一层光阻膜及光罩的侧视图。

图13为图12中基板本体与环绕阻挡层共同围绕形成一个容置空间的侧视图。

图14为图13的环绕阻挡层设置一层封闭保护层的侧视图。

符号说明

1、1’…基板本体 10、10’…上表面

11、11’…预切线 12、12’…容置空间

13…下表面 14、14’…穿孔

15…两端缘 2、2’…环绕阻挡层

3、3’…导接电极 30…焊垫部

31…焊脚部 4、4’…保险丝本体

40…两端 41…弧形部

5、5’…封闭保护层 50…灭弧部

51’…顶盖部 7’…光罩

70’…光阻膜

601-608…步骤

公知元件

8…基板 80…硅胶层

81…分离线

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合说明书附图的较佳实施例的详细说明中,将可清楚呈现;此外,在各实施例中,相同的元件将以相似的标号表示。

本发明第一较佳实施例的制作流程如图2的流程图所示,首先如步骤601与图3所示,在一片以陶瓷材料制作的基材预先区划成复数彼此连接的基板本体1,彼此相邻的基板本体1间皆有形成于上表面10例如凹沟的预切线11,藉以在制作流程结束后能简便地施加外力迅速将整排预形体和相邻排分离,随后再将整排预形体逐一分离,且为有效提升本例晶片保险丝元件制作时的流畅性,请参考图4,每一块基板本体1的上表面10会有与基板本体1相同材质并预先烧结成型的环绕阻挡层2,这些环绕阻挡层2完全避免遮蔽到形成于上表面10的预切线11,以防最后分离各基板本体1的难度提升。当然,如熟悉本技术领域者所能知悉,前述的预切线即使改于下表面成形也同样可将每一块基板本体分离,并无不可。

在环绕阻挡层2与每一块对应的基板本体1共同形成的容置空间12中,以工具钻出两个成对而贯穿上表面10及下表面13的穿孔14,接着在穿孔14内形成金属导电材质的导接电极3,为行文流畅在此定义,与上表面10接触的为焊垫部30;由焊垫部30延伸至下表面13的则为焊脚部31,两者共同构成本例的导接电极3。接下来如步骤602及图5所示,在每个容置空间12中将例释为低电阻铅锡合金、铝、铜、银的保险丝本体4的两端40的其中一端,先行以略带倾斜的角度焊接至其中一个焊垫部30,由于保险丝本体4的长度是大于两个焊垫部30间的距离,因此如步骤603,将两端40中未被焊接固定的一端焊接至另一个焊垫部30时,连接两端40的弧形部41会因金属材质的延展特性而弹性弯折,使得弧形部41会远离对应的基板本体1。藉此确保当例如15A电流流经保险丝本体4致其熔断时,参考图6,残留在两端40处的弧形部41的残余部分会彼此弹性分离而拉开距离,防范弧形部41的残余部分会因熔融而再度导接,让保险丝本体4丧失保护电子电路的功效。

如图7所示,紧接着步骤604,将封闭保护层5的灭弧部50填入每一个容置空间(未标号)中,本例的灭弧部50是比喻为掺杂有石英砂的硅胶,填入容置空间中的灭弧部50将会遮蔽每一个容置空间内相对于灭弧部50电负度低的保险丝本体4,导致保险丝本体4的弧形部41熔断后,灭弧部50会吸收累积于保险丝本体4的两端40多余的电荷,阻止保险丝本体4周围气体因大电流产生游离化的情况,进而减少发生拉弧现象的概率。当然,如熟悉本技术领域人士所能轻易理解,此处即使单独填入石英砂粉末,或甚至保持不填充任何东西,均无碍于本发明实施。

最后如步骤605,机械臂沿着预切线11压迫基材,使得最初彼此连接的每一个基板本体1能顺畅地分离,因此如图8,每一个分离后的基板本体1在对应预切线(未标号)的位置,会形成有连接上表面10及下表面13的两端缘15,至此构成本例中的晶片保险丝元件。

本发明所揭示的一种具有预切线基板的晶片保险丝元件及其制法,能有效地简化过于繁杂的制作工序,减少制作成本,提升整体制造良率;以及确保预切线不会被其他结构遮蔽而向外暴露,增加分离基材流程的顺畅性,并且将连接保险丝本体的两端的弧形部弹性弯折远离基板本体,使得弧形部在熔断后,残留于两端的弧形部的剩余部分会彼此弹性分离,降低拉弧现象发生的概率,确保晶片保险丝元件使用的可靠性。

如图9至图11所示,在本发明的第二较佳实施例中如步骤606是将前一实施例的穿孔14’,以工具凿穿基板本体1’而设置于相邻基板本体1’间的预切线11’上,接着以溅镀的技术工艺在穿孔14’中镀上一层例如铜或银等金属导电材料的导接电极3’,然而,仅以溅镀的方式进行制作,由于均匀度及厚度的不足难以达到良好的使用可靠性,因此之后将本例的基材进行滚镀抑或者化学镀的手段,将穿孔14’中的导接电极3’增厚,提高导电连接时的稳定性。紧接着请参照图12及步骤607,于上表面10’压印一层光阻膜70’,接着在光阻膜70’的上方覆盖一组光罩7’进行曝光,让光阻膜70’裸露部分被固化,随后将未被固化的光阻膜70’进行显影去除,形成具有预定的环绕形状,当然,熟悉本技术领域者能轻易知晓,若前述光阻膜的厚度不足时,可于已经显影的光阻膜上增加压印另一层光阻膜达到增厚的功效,重复上述曝光与显影流程,直到完成预定的厚度即成为如图13所示,一层设置于上表面10’的环绕阻挡层2’,原先未被固化而遭显影去除的部分,则是定义为由环绕阻挡层2’及对应的基板本体1’共同形成的容置空间12’,藉以完成多个尚未进行分离作业的基板本体1’的结构。

其后的安装流程皆与前一实施例相同,在此不多加赘述,仅就差异步骤进行叙述说明,如步骤608及图14所示,当前一实施例的保险丝本体4’组装完成后,将封闭保护层5’的顶盖部51’覆盖于对应的环绕阻挡层2’上,导致容置空间12’形成一个完全的密闭空腔,最后则如前一实施例所述,通过机械臂对预切线施加外力进行基板本体的分离作业,使得能快速地完成复数个晶片保险丝元件,有效提升制作流程的顺畅并减少生产成本的支出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1