薄型化保护元件的制作方法

本实用新型有关一种过电流/过电压保护元件，特别是指一种可以有效缩减体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展的薄型化保护元件。

背景技术：

众所周知，一般电流/过电压保护元件(以下统称保护元件)，主要用以保护电路中的电路或电器设施，防止其受到瞬间超额的电流或过高的电压而对精密电子设备造成损坏。当瞬间电流超过预定的电流额值时，保护元件当中以合金材料所完成熔断结构因瞬间过大的电流所产生的热量而被高温烧熔，进而形成断路，使过大的电流不再流入电路中，以保护电路及电器设备免于损坏。

如图1所示，已知一种习用保护元件具有在一绝缘基板11上的两个电极部12，另于该两个电极部12之间连接一由低熔点的合金材料所完成的熔断结构13，且于该绝缘基板11上罩设一至少将该熔断结构遮蔽的屏蔽结构14，防止熔断结构氧化以及避免周边的电子元件或电路遭烧熔的金属损毁。

一般熔断结构13因为高温而烧熔的部分会因为内聚现象而呈如图中所示的隆凸状；再者，习用保护元件使用屏蔽结构14多由相对较具刚性的材料制成，且透过组装或黏着的方式固定于该绝缘基板11上，其为避免遭熔断结构13烧熔的部位撑毁，而必须在其与熔断结构13之间形成一腔室空间。

如此不但无法有效缩减保护元件的体积，且亦相对较不利于所应用的产品朝薄型化方向发展；尤其，整个保护元件于实际生产时，同时必须囊括屏蔽结构14的成型及组装的工时、工序成本，甚至因为屏蔽结构14组装不良而影响保护元件的良率。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型所解决的技术问题即在提供一种可以有效缩减体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展的薄型化保护元件。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

本实用新型的薄型化保护元件，在一绝缘基板上设有至少两个供与外部电路电气连接的电极，另有一可供于预先设定温度下熔断的熔断结构电气连接于该至少两个电极之间，以及设有一至少将该熔断结构遮蔽的屏蔽结构；其特征在于：该屏蔽结构由绝缘热塑性材料透过成膜加工技术直接覆设于该熔断结构表面。

利用上述结构特征，本实用新型的薄型化保护元件在瞬间电流超过预定的电流额值，而使熔断结构被高温烧熔的情况下，其屏蔽结构可配合烧熔的熔断结构的隆起而对应变型，且同时接受高温作用而产生极佳的延展性，不致被隆起的熔断结构撑毁，藉以可以有效缩减整体保护元件的体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展。

依据上述技术特征，所述该熔断结构以合金型态呈现。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由至少两种不同熔点的金属层所叠置构成。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层及一低熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一低熔点金属层及一高熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层、一低熔点金属层及一高熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一低熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一低熔点金属层、一高熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层、一低熔点金属层、一高熔点金属层及一高熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层、一低熔点金属层及一高熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层与该铜金属层的体积比为30：1~120：1；该铜金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于3~240um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层与该铜金属层的体积比为60：1；该铜金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为90um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层与该镍金属层的体积比为50：1~160：1；该镍金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于5~320um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层与该镍金属层的体积比为90：1；该镍金属层的厚度为1um；该锡金属层的厚度为90um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层与该银金属层的体积比为25：1~110：1；该银金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于2.5~220um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层与该银金属层的体积比为50：1；该银金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为75um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层、该铜金属层及该银金属层的体积比为60：1：1~240：1：1；该铜金属层加上该银金属层的厚度介于0.2~4um；该锡金属层的厚度介于6~480um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层、该铜金属层及该银金属层的体积比为120：1：1；该铜金属层加上该银金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为90um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层、该镍金属层及该铜金属层的体积比为100：0.5：1~320：0.5：1；该镍金属层加上该铜金属层的厚度介于0.15~3um；该锡金属层的厚度介于10~640um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层、该镍金属层及该铜金属层的体积比为200：0.5：1；该镍金属层加上该铜金属层的厚度为0.6um；该锡金属层的厚度为80um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由银构成的银金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层、该银金属层及该镍金属层的体积比为50：1：0.5~220：1：0.5；该银金属层加上该镍金属层的厚度介于0.15~3um；该锡金属层的厚度介于5~440um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由银构成的银金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层、该银金属层及该镍金属层的体积比为150：1：0.5；该银金属层加上该镍金属层的厚度为0.6um；该锡金属层的厚度为80um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铬构成的铬金属层；该锡金属层、该铜金属层、该镍金属层及该铬金属层的体积比为80：1：0.5：0.125~300：1：0.5：0.125；该铜金属层加上该镍金属层加上该铬金属层的厚度介于0.1625~3.25um；该锡金属层的厚度介于8~600um。

依据上述技术特征，所述该熔断结构设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铬构成的铬金属层；该锡金属层、该铜金属层、该镍金属层及该铬金属层的体积比为120：1：0.5：0.125；该铜金属层加上该镍金属层加上该铬金属层的厚度为06um；该锡金属层的厚度为92um。

所述该熔断结构当中的各该低熔点金属层的熔点介于摄氏60~350度，各该高熔点金属层的熔点介于摄氏600~1900度。

所述该熔断结构当中的各该低熔点金属层的金属可以为锡、铟或铋其中之一；各该高熔点金属层的金属可以为铝、银、铜、镍、铬、铁、金、铂、钯或钛其中之一。

所述该熔断结构当中的各该金属层可选择以溅镀、蒸镀、化学镀、离子镀、电镀或气相沉积其中一种方式建置成型。

所述该熔断结构当中的各该金属层建置呈矩形轮廓。

所述该熔断结构当中的各该金属层建置呈工字形轮廓。

所述该熔断结构当中的各该金属层建置呈蛇形轮廓。

所述该屏蔽结构可以选择由环氧树脂油墨、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸脂、聚苯醚或橡胶其中一种材料加工成型。

所述该屏蔽结构可以选择由涂覆、网版印刷、喷涂、气相沉积或蒸镀其中一种方式加工成型。

所述该薄型化保护元件，于该熔断结构与各该电极之间分别连接一高熔点导电材料。

所述该薄型化保护元件，于该熔断结构与各该电极之间分别连接一高熔点导电材料，各该高熔点导电材料的总体积概等于该熔断结构的体积。

本实用新型所产生的技术效果：本实用新型所揭露的薄型化保护元件，主要透过成膜加工技术直接于熔断结构表面覆设由绝缘热塑性材料成型的屏蔽结构，可以有效缩减整体保护元件的体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展；尤其，可利用在其至少两个电极之间形成由至少两种不同熔点的金属层所构成的熔断结构的结构设计，不但有利于整体保护元件实现产品规格的多样性，且其可使用的金属选择范围较大，足以避开可能产生毒性的金属，有助于保护元件通过RoHS标准。

附图说明

图1为一习用保护元件的结构剖视图。

图2为本新型第一实施例的薄型化保护元件结构剖视图。

图3为本新型第一实施例的薄型化保护元件外观结构图。

图4为本新型第一实施例的薄型化保护元件结构分解图。

图5为本新型当中的屏蔽结构配合烧熔的熔断结构的隆起而变型的状态示意图。

图6为本新型第二实施例的薄型化保护元件结构剖视图。

图7为本新型第三实施例的薄型化保护元件结构剖视图。

图8为本新型第四实施例的薄型化保护元件当中的熔断结构外观轮廓示意图。

图9为本新型第五实施例的薄型化保护元件当中的熔断结构外观轮廓示意图。

图号说明：

先前技术

11绝缘基板

12电极部

13熔断结构

14屏蔽结构

本实用新型

20绝缘基板

31电极

32电极

40熔断结构

41高熔点金属层

42低熔点金属层

50屏蔽结构

60高熔点导电材料。

具体实施方式

本实用新型主要提供一种可以有效缩减体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展的薄型化保护元件，如图2至第图4所示，本实用新型的薄型化保护元件，在一绝缘基板20上设有至少两个供与外部电路电气连接的电极31、32，另有一可供于预先设定温度下熔断的熔断结构40电气连接于该至少两个电极31、32之间，以及设有一至少将该熔断结构40遮蔽的屏蔽结构50。

本实用新型的特征在于：该屏蔽结构50由绝缘热塑性材料透过成膜加工技术直接覆设于该熔断结构40表面；于实施时，所述该屏蔽结构50可以选择由环氧树脂油墨、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸脂、聚苯醚或橡胶其中一种材料加工成型；以及，可以选择由涂覆、网版印刷、喷涂、气相沉积或蒸镀其中一种方式加工成型。

如图5所示，本实用新型的薄型化保护元件在瞬间电流超过预定的电流额值，而使熔断结构40被高温烧熔的情况下，其屏蔽结构50可配合烧熔的熔断结构40的隆起而对应变型，且同时接受高温作用而产生极佳的延展性，不致被隆起的熔断结构40撑毁，藉以可以有效缩减整体保护元件的体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展。

本实用新型的薄型化保护元件，于实施时，所述该熔断结构可以合金型态呈现；所述该熔断结构40亦可如图2及图4所示，由至少两种不同熔点的金属层所叠置构成；在图2及第图4所示的实施例中，所述该熔断结构40由下而上依序设有一高熔点金属层41及一低熔点金属层42；当然，所述该熔断结构亦可由下而上依序设有一低熔点金属层及一高熔点金属层。

再者，不论所述该熔断结构以合金型态呈现，或是由至少两种不同熔点的金属层所叠置构成，整体薄型化保护元件，可进一步于该熔断结构40与各该电极之间分别连接一高熔点导电材料60，得以进一步缩减熔断结构40，藉以降低其高温烧熔时的隆起程度；在此结构型态下，所述各该高熔点导电材料60的总体积概等于该熔断结构40的体积为佳。

本实用新型的薄型化保护元件，于实施时，于实施时，所述该熔断结构40亦可如图6所示，由下而上依序设有一高熔点金属层41、一低熔点金属层42及一高熔点金属层41；或由下而上依序设有一低熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层；或由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

以及，所述该熔断结构40亦可如图7所示，由下而上依序设有一低熔点金属层42、一高熔点金属层41、一高熔点金属层41及一高熔点金属层41；或由下而上依序设有一高熔点金属层、一低熔点金属层、一高熔点金属层及一高熔点金属层；或由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层、一低熔点金属层及一高熔点金属层；或由下而上依序设有一高熔点金属层、一高熔点金属层、一高熔点金属层及一低熔点金属层。

至于，上述各该低熔点金属层的熔点可介于摄氏60~350度，各该高熔点金属层的熔点则可介于摄氏600~1900度。以及，所述各该低熔点金属层的金属可以为锡、铟或铋其中之一；各该高熔点金属层的金属可以为铝、银、铜、镍、铬、铁、金、铂、钯或钛其中之一。

以图2及图4所示的结构型态为例，本实用新型的薄型化保护元件，可在其至少两个电极31、32之间形成由至少两种不同熔点的金属层(如图中所示的高熔点金属层41、低熔点金属层42)所构成的熔断结构40，且在常态下由熔断结构40的全数金属层(高熔点金属层41、低熔点金属层42)构成保护元件的电极导通，使保护元件得以应用于需要具备过电流或或过电压保护的电路中。

当瞬间电流超过预定的电流额值时，熔断结构40当中熔点相对较低的金属层(低熔点金属层42)首先熔断，同时熔断结构40因为电流阻抗瞬间增加，致使其他熔点相对较高的金属层(高熔点金属层41)可被高温烧熔，藉以产生使其所保护的电路免于损坏的断电效果。

尤其，可透过调整不同金属层的质量比的方式控制熔断结构的熔断温度，有利于整体保护元件实现产品规格的多样性，且其可使用的金属选择范围较大，足以避开可能产生毒性的金属，有助于保护元件通过电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令(the Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment , RoHS)标准。

本实用新型的第一具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层与该铜金属层的体积比为30：1~120：1；该铜金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于3~240um。在此实施型态下；该锡金属层与该铜金属层的体积比为60：1；该铜金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为90um为佳。

本实用新型的第二具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层与该镍金属层的体积比为50：1~160：1；该镍金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于5~320um。在此实施型态下，该锡金属层与该镍金属层的体积比为90：1；该镍金属层的厚度为1um；该锡金属层的厚度为90um为佳。

本实用新型的第三具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层与该银金属层的体积比为25：1~110：1；该银金属层的厚度介于0.1~2um；该锡金属层的厚度介于2.5~220um。在此实施型态下，该锡金属层与该银金属层的体积比为50：1；该银金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为75um为佳。

本实用新型的第四具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层及一由银构成的银金属层；该锡金属层、该铜金属层及该银金属层的体积比为60：1：1~240：1：1；该铜金属层加上该银金属层的厚度介于0.2~4um；该锡金属层的厚度介于6~480um。在此实施型态下，该锡金属层、该铜金属层及该银金属层的体积比为120：1：1；该铜金属层加上该银金属层的厚度为1.5um；该锡金属层的厚度为90um为佳。

本实用新型的第五具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铜构成的铜金属层；该锡金属层、该镍金属层及该铜金属层的体积比为100：0.5：1~320：0.5：1；该镍金属层加上该铜金属层的厚度介于0.15~3um；该锡金属层的厚度介于10~640um。在此实施型态下，该锡金属层、该镍金属层及该铜金属层的体积比为200：0.5：1；该镍金属层加上该铜金属层的厚度为0.6um；该锡金属层的厚度为80um为佳。

本实用新型的第六具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层、一由银构成的银金属层及一由镍构成的镍金属层；该锡金属层、该银金属层及该镍金属层的体积比为50：1：0.5~220：1：0.5；该银金属层加上该镍金属层的厚度介于0.15~3um；该锡金属层的厚度介于5~440um。在此实施型态下，该锡金属层、该银金属层及该镍金属层的体积比为150：1：0.5；该银金属层加上该镍金属层的厚度为0.6um；该锡金属层的厚度为80um为佳。

本实用新型的第七具体实施型态下，所述该熔断结构可设有一由锡构成的锡金属层、一由铜构成的铜金属层、一由镍构成的镍金属层及一由铬构成的铬金属层；该锡金属层、该铜金属层、该镍金属层及该铬金属层的体积比为80：1：0.5：0.125~300：1：0.5：0.125；该铜金属层加上该镍金属层加上该铬金属层的厚度介于0.1625~3.25um；该锡金属层的厚度介于8~600um。在此实施型态下，该锡金属层、该铜金属层、该镍金属层及该铬金属层的体积比为120：1：0.5：0.125；该铜金属层加上该镍金属层加上该铬金属层的厚度为06um；该锡金属层的厚度为92um为佳。

本实用新型的薄型化保护元件在上揭各种可能实施的结构型态下，所述各该金属层可选择以溅镀、蒸镀、化学镀、离子镀、电镀或气相沉积其中一种方式建置成型。特别说明的是，除了与绝缘基板接触面的金属层外，其各该金属层皆可使用电镀的方式建置成型。至于，各该金属层(如图所示的高熔点金属层41、低熔点金属层42)可建置呈如图3所示的矩形轮廓，使整个熔断结构40可做较小阻值的一次性熔断效果；各该金属层(如图所示的高熔点金属层41、低熔点金属层42)亦可建置呈如图8所示的工字形轮廓，使得以藉以控制整个熔断结构40的熔断位置；各该金属层(如图所示的高熔点金属层41、低熔点金属层42)亦可建置呈如图9所示的蛇形轮廓，使整个熔断结构40可做较高阻值的一次性熔断效果。

具体而言，本实用新型所揭露的薄型化保护元件，主要透过成膜加工技术直接于熔断结构表面覆设由绝缘热塑性材料成型的屏蔽结构，可以有效缩减整体保护元件的体积，有助于所应用的产品朝向薄型化方向发展；尤其，可利用在其至少两个电极之间形成由至少两种不同熔点的金属层所构成的熔断结构的结构设计，不但有利于整体保护元件实现产品规格的多样性，且其可使用的金属选择范围较大，足以避开可能产生毒性的金属，有助于保护元件通过RoHS标准。