一种电流保护器及制造方法与流程

本发明涉及一种电流保护器，特别涉及一种管状结构保护器及其制造方法。

背景技术：

现有技术中常以陶瓷或玻璃陶瓷材料为基体的绝缘管作为保护器保护外壳，具有许多优良的性能，如高分断能力、高I²t和抗浪涌能力、低冷电阻值等。但陶瓷材料通常具有比较高的导热系数，当电路中额定电流在mA级别时，就需要保护器非常敏感才能在电流异常是快速动作切断电路，此时陶瓷管结构的保护器会因生产设备的系统波动产生两倍熔断特性的散差，甚至会造成快断保护器两倍熔断特性的不良，产生安全隐患。

中国专利申请号为201110123326.X的记载中提供了一种PCB基板结构的悬空熔丝型表面贴装熔断器及制作方法，通过在上、下PCB基板中部分别形成一个凹腔，两PCB基板之间通过粘合剂粘合，金属熔丝置于两PCB基板间形成悬空熔丝结构，熔丝有部分露出绝缘体端部外侧并弯曲使其贴近于端面电极，在PCB外壳盖板相对的内侧面上设置加强电极，并延伸到绝缘体两端边缘与端面电极相电连接，使得加强电极的端部与端面电极有接触，同时使得熔丝的两端分别与相应的加强电极之间形成面接触，保证了熔丝与端面电极连接的可靠性。但上述专利结构的产品在使用一段时间后会出现由于熔丝与端面电极在冷热冲击下附着力变小而松动，产生熔断器冷电阻变大等不良现象。

技术实现要素：

发明目的：为解决上述问题，本发明公开了一种电流保护器及制造方法，解决了现有专利产品中熔丝与端面电极在受冷热冲击下的冷电阻异常变大的不良。

技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：

一种电流保护器、包括绝缘管壳、位于绝缘管壳两端的端帽、收容于绝缘管壳内的金属熔体；金属熔体的两端分别连接两端的端帽，所述绝缘管壳包括三层PCB板，该三层PCB板包括两层外侧PCB板及夹在该两层外侧PCB板之间的中间PCB板；所述中间PCB板设有贯穿该中间PCB板的开槽，所述开槽与两层外侧PCB板共同围成收容金属熔体的内孔。

而上述电流保护器的制造方法可采用以下技术方案：

提供三块PCB板，包括两块外PCB板及一块内PCB板，且每块PCB板上设置用以使该三块PCB板压合对位的压合对位孔；每块外PCB板上的左侧设有至少一列左切割用对位孔，每块外PCB板上的右侧设有至少一列右切割用对位孔；所述左切割用对位孔与右切割用对位孔对称设置；每块外PCB板的上侧设有至少一排上切割用对位孔，每块外PCB板的下侧设有至少一排下切割用对位孔，且所述上切割用对位孔与下切割用对位孔对称设置；内PCB板的左侧设有至少一列左中心槽对位孔，内PCB板的右侧设有至少一列右中心槽对位孔，所述左中心槽对位孔与右中心槽对位孔对称设置；将内PCB板上在每两个对应的左、右中心槽对位孔之间切割形成条形中心槽，每条中心槽的左端即为左中心槽对位孔，每条中心槽的右端即为右中心槽对位孔，且所述中心槽上下贯穿内PCB板；将内PCB板夹在两块外PCB板之间并贴合；且每块外PCB板上的一列中的相邻两个左切割用对位孔位于中心槽的两侧；自对应的左、右切割用对位孔的连线为横向切割线将三块压合的PCB板横向切割，且自对应的上、下切割用对位孔的连线为纵向切割线进行纵向切割后形成单体PCB管；提供左端帽、右端帽、金属熔体；金属熔体收容在单体PCB管的内孔中，左端帽及右端帽分别卡持于单体PCB管的两端，且金属熔体的两端分别焊接于左、右端帽的内侧。

有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下效果。

(1)PCB材料作为熔断器的保护外壳，由于其导热系数一般在0.2W/(m·k)左右，外壳的散热对熔丝影响非常小，非常适合mA级别超敏感型保护器产品的开发，运用PCB管的低导热系数，代替现有技术的陶瓷管或者玻璃管作为保护器的外壳，降低了保护外壳散热对金属熔体熔断特性的影响，也降低了mA级电流规格的保护器产品的基本特性对其生产设备的高度依赖性。

(2)采用保护管外壳和端帽配合的结构，有效解决了现有技术中PCB作为外壳，熔丝与端面电极连接的结构，熔丝与端面电极在受冷热冲击下的冷电阻异常变大等不良现象。

(3)本发明通过将低导热系数的PCB板材料经特定工艺制成PCB管，从而采用常规的全自动保护器组装机即可完成产品生产，消除了组装机异常波动导致金属熔体贴壁时，管体散热对超敏感型保护器两倍熔断特性的影响，提高了产品的安全性能，并且大大降低了产品的生产制造成本。

(4)本发明通过将三层PCB板压合成PCB管，比起陶瓷管的加工工艺更适合制造更小体积的保护器。

(5)通过该PCB管生产工艺制备的产品尺寸一致性好，从而可以提高电流保护器产品的阻值精度。

(6)PCB管的生产相对陶瓷管热压铸成型工艺或单根挤出成型工艺来说，生产效率大大提升，且不需要经过高温烧结过程，能耗大大降低。

附图说明

图1为实施例一中超敏感型保护器结构的纵向剖面图；

图2为实施例二所述的外PCB板对位孔外观示意图；

图3为实施例二所述的内PCB板对位孔示意图；

图4为实施例二所述的内PCB板切割出中心槽后的示意图；

图5为实施例三所述的外PCB板对位孔外观示意图；

图6为实施例三所述的内PCB板对位孔示意图；

图7为实施例三所述的内PCB板切割出中心槽后的示意图；

图8为经过三个PCB板粘合切割后的单体PCB管横向剖面图。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步介绍。

实施例一：

图1为本发明所述的超敏感保护器的纵向剖面图，该保护器的结构包括绝缘管壳1、金属熔体2、左、右端帽3和焊锡4。其中，金属熔体2悬空置于绝缘管壳1中，焊锡4在端帽3内侧固定并焊接金属熔体2，形成电连接。

而再参阅图8所示，所述绝缘管壳1包括三层PCB板，该三层PCB板包括两层外侧PCB板11及夹在该两层外侧PCB板之间的中间PCB板12；所述中间PCB板设有贯穿该中间PCB板的开槽13，所述开槽13与两层外侧PCB板11共同围成收容金属熔体2的内孔。

所述三层PCB板均为耐热温度在260℃以上的FR-4材质；

所述三层PCB板的压合是采用耐高温PCB板粘合胶在压床上经高温高压粘合两层板而成块体产品。

实施例二：

一种用于本发明的电流保护器的制造方法：

提供三块PCB板，包括两块外PCB板5及一块内PCB板6，且每块PCB板上设置用以使该三块PCB板压合对位的压合对位孔51；

每块外PCB板5上的左侧设有至少一列左切割用对位孔52，每块外PCB板上的右侧设有至少一列右切割用对位孔53；所述左切割用对位孔52与右切割用对位孔53对称设置；每块外PCB板的上侧设有至少一排上切割用对位孔54，每块外PCB板的下侧设有至少一排下切割用对位孔55，且所述上切割用对位孔54与下切割用对位孔55对称设置。预设的左、右切割用对位孔是为下面的横向切割做准备的，左、右切割用对位孔作为切割的两个端点并可以沿着左、右切割用对位孔中间的连线进行横向的将板切割成条的作业，能够显著提高切割效率以及减少误差。同样的，上、下切割用对位孔是为上下切割做准备，将切割成条的PCB板进一步切割为单体PCB管。

内PCB板的左侧设有至少一列左中心槽对位孔61，内PCB板的右侧设有至少一列右中心槽对位孔62，所述左中心槽对位孔61与右中心槽对位孔62对称设置。将内PCB板上在每两个对应的左、右中心槽对位孔之间切割形成条形中心槽63，每条中心槽63的左端即为左中心槽对位孔61，每条中心槽63的右端即为右中心槽对位孔62，且所述中心槽63上下贯穿内PCB板。在本实施方式中，所述左、右中心槽对位孔的直径等于中心槽63的宽度，这样在切割时按照左、右中心槽对位孔的直径即可，不需要再次确定切槽宽度，同样大大提高了切割效率以及减少误差。

将内PCB板6夹在两块外PCB板5之间并贴合；且每块外PCB板5上的一列中的相邻两个左切割用对位孔52位于中心槽63的两侧。将三块PCB板压合时，三块PCB板中间涂覆粘合胶，通过对位孔将三块PCB对齐，在压床上通过高温高压粘合。

自对应的左、右切割用对位孔的连线为横向切割线将三块压合的PCB板横向切割，且自对应的上、下切割用对位孔的连线为纵向切割线进行纵向切割后形成单体PCB管。该单体PCB管的横向切面可参阅图8。

单体PCB管切割完成后，提供左端帽3、右端帽3、金属熔体4；金属熔体4收容在单体PCB管的内孔中，左端帽及右端帽分别卡持于单体PCB管的两端，且金属熔体4的两端分别焊接于左、右端帽3的内侧。在该组装中，将单体PCB管、端帽、金属熔体和焊锡在全自动组装机上自动组装生产而成本发明所制造的超微电流保护器。

而本实施方式中一个进一步的改进在于，所述外PCB板的左切割用对位孔52为两列，右切割用对位孔53同样为两列；内PCB板的左中心槽对位孔61为两列，右中心槽对位孔62同样为两列。这样在切割时，最外侧的一列孔会被切掉而保留内侧的一列左、右中心槽对位孔作为中心槽的端点，使切口保持整齐而避免因为最外侧左、右中心槽加工的误差造成最终的单体PCB管端部的加工误差，进一步的降低了制造不良率。

在本实施方式中，为了便于说明，引入了上、下、左、右的方向概念，是以PCB板的正视图(设置了中心槽的面)为基础设置的，为了便于将PCB板四个侧边设置的槽进行定义以避免歧义，下同。

实施例三：

在实施例二所述的步骤1中，由于PCB板切割机视野大小及整块PCB板宽度的差异，如图5所示，在外PCB板5的四角和侧边中间位置冲压形成产品压合用对位孔51，再在其四边和中间某位置按产品尺寸冲压形成产品切割用对位孔。即，外PCB板5上还设有位于左切割用对位孔52及右切割用对位孔53中间位置的一列辅助切割用对位孔56。同样的，还设有位于所述上切割用对位孔54及下切割用对位孔55中间的一排中间切割用对位孔57。从而，在尺寸切割时，切割对位可以参照辅助切割用对位孔56和中间切割用对位孔57对位，以满足切割机视野小的限制。

同样的，如图6、图7所示，内PCB板6还设有位于左中心槽对位孔61及右中心槽对位孔62中间位置的一列辅助中心槽对位孔64，在中心槽切槽时，可以参照辅助中心槽对位孔64对位，以满足切割机视野小的限制。

其他工艺同实施例二。

另外，本发明的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。