插片保险丝的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于保护例如汽车内的电子电路的插片保险丝。更具体地，本发明涉及高度耐用的车载式插片保险丝，该插片保险丝在相对低电流区域内使用，该区域内的额定电流为30A或更低，当电流流过该区域时，该区域的温度不会大幅提高。
【背景技术】
[0002]插片保险丝是当非预期大电流流过电子电路时，迅速中断电子电路的保护元件。这样的插片保险丝目前应用在许多领域。
[0003]在汽车领域内众所周知的是，许多保险丝使用在单一的汽车内。电子电路部件的高密度安装的近期发展已经推动了对待安装的保险丝的紧密型的需求。此外，已安装的保险丝日益增多。
[0004]然而，相反的是，分配给保险丝盒等的空间日益缩小。在这种情况下，当一正常电流流过保险丝盒时，保险丝盒内的许多保险丝从其内的熔断部发出热量，且该热量将减少保险丝的寿命。此外，该热量通过保险丝的端部被传递至相邻的电子电路，从而使得电子电路在一较长时间部内被加热，这会造成外壳的熔化、电子电路的失灵或最终烧坏电路。
[0005]相应地，现如今，需要在正常的、实际使用的电流区域内外壳不会烧焦的高度耐用插片保险丝的出现。这样的保险丝具有固定的膨胀段，且当电流流过保险丝时，保险丝的温度不会大幅提尚。
[0006]对于上述应用具有一些现有的保险丝。该种类的保险丝使用一连接部将两端部互连，由铜(熔点为1050°C)或铜合金制成，且保险丝的大致中心部提供有一具有最小截面的熔断部(也称为狭窄部)。此外，一由锡(熔点为230°C)、银等制成的低熔点金属片铆接并固定在狭窄部的上部，该低熔点金属片成型为爪型，当围绕在狭窄部时高于周围的连接部(例如专利文献I和2)。
[0007]固定该低熔点金属片至狭窄部的理由是使得狭窄部如下迅速断裂并分离。当过载电流流过狭窄部时，低熔点金属片熔化。而后，熔化的低熔点金属片在铜质地的基材内扩散并形成一铜锡合金。在该合金区域，熔点变低。
[0008]不幸的是，如果金属接合的方法是低熔点金属片直接固定在狭窄部的上部、金属片由锌或锌合金制成、通过例如铆接汽车内的用在相对较低如30A或更低的额定电流区域内的保险丝的手段，将会造成额定电流、熔断部、和熔断电流将不能轻易控制的问题。理由为由于插片保险丝对例如形成在金属间的氧化膜或微量的灰尘非常敏感，额定电流、熔断位和熔断电流变得不稳定。
[0009]每一现有技术中已知的保险丝包括:无任何提供的狭窄部；具有低熔点的铆钉型锡合金，其固定在狭窄部的两侧(例如专利文献3)。然而这些保险丝用于额定电流为55A的高容量领域。此外，狭窄部的长度是0.85mm，当狭窄部和铆钉型锡间的距离是3.81mm。因而，他们以至少四倍于狭窄部的长度彼此分开。这个结构会拉长狭窄部膨胀的时间，且当电流流过狭窄部时，其温度也不会轻易地下降。 现有技术文献专利文献
[0010]专利文献1:日本专利2008-21488A(权利要求1及图2中以附图标记14指示的部分)
专利文献2:日本专利2745190B1 (图8中以附图标记110指示的部分)
专利文献3:日本专利7-31976B (第10栏第33行至第11栏第21行，及图5)
【发明内容】
本发明解决的问题
[0011]本发明致力于上述问题，目的在于提供高度耐用的插片保险丝，狭窄部内的熔断位置和额定电流通过该设计相符地确定，且当电流流过时，插片保险丝的温度不会大幅提尚O
解决的问题的手段
[0012]致力于上述问题的本发明的插片保险丝包括一组位于两端的终端部。该终端部与形成可融金属体的连接部互连。在连接部的大致中心部，形成有一截面小于连接部的熔断部。该终端部和连接部由相同的金属基体材料锌或锌合金制成。一低熔点金属片，其外部尺寸与连接部的宽度相同或相近，熔化并粘接在连接部位于熔断部外部的至少一个表面上，并设置为部分穿过熔断部的边缘或不穿过但与该边缘相邻(下文称为“第一发明”)。
[0013]该低熔点金属片由例如锡、银、铅、镍及其合金制成。
[0014]本发明的特征在于低熔点金属片相反于现有保险丝形成在上述预定段。理由将在下文详述。
[0015]狭窄部是电流容量最大化的部，因为狭窄部成形为具有穿过插片保险丝的最小横截面部。按照额定电流和其他熔断特性的设计，这部应当断裂和分离。因此，优选地基本上在狭窄部不提供任何东西。
[0016]该低熔点金属片需要在狭窄部的外部或相邻于狭窄部成型。如果低熔点金属片远离于狭窄部成型，低熔点金属片的性能不能影响狭窄部。本发明人已执行许多实验，结果发现了如上文所述的“低熔点金属片在连接部位于熔断部外部的至少一个表面上，从而部分穿过熔断部的边缘或不穿过但与该边缘相邻”，产生了显著的效果。
[0017]成型在预定段的低熔点金属片和电迀移效应参照图4(a)中所示，两者使得狭窄部迅速断裂并分离。此外，他们可在断裂前减少由狭窄部引起的非熔断电流区域(该区域内不膨胀狭窄部的最大电流连续流动，且电流进给比例就额定电流而言从120%到130%不定)内的温度提升。
[0018]如果低熔点金属片成形为“部分穿过熔断部的边缘”，当狭窄部的上述熔断性能有效地保持，狭窄部轻易地断裂并迅速分离。
[0019]低熔点金属片的外部尺寸因此仅成形为与连接部的宽度相同或相近。
[0020]与本文使用的并在下文具体描述的在连接部熔化和粘接低熔点金属片的方法相关联，在许多情况下，形成在连接部表面的低熔点金属片的特定形状是前视图为“倒碗状”，该“倒碗状”类似于碗倒置在连接部的表面。然而，并非限定于倒碗状，可以是，例如平面视图为圆形、椭圆形或长孔型。
[0021]一种固定低熔点金属片至连接部的方法需要是一种“熔化和粘接的方法”。如果低熔点金属片在尺寸上大于需要的，其在熔化时吸热并由于其高热容量而粘接。如果固定低熔点金属片至连接部的方法是如专利文献I或2的金属结合方法，其间存在的氧化膜、灰尘等的影响将变为电迀移效应的阻碍。
[0022]本文举述的短语“电迀移”是电子和金属原子在电导材料内移动互相交换动量的现象，引起了离子的渐进移动和材料的缺陷形状。当电流密度增大时，该效应增强。该效应更显著地影响较精密的集成电路(参照维基百科Wikipedia, the free encyclopedia)。在本文中，“电迀移”又被称为“迀移”。
[0023]进一步地，上述低熔点金属片优选地以关于熔断部的中心呈基本对称位置上被熔化并粘连在连接部的背面和/或侧面(下文称为“第二发明”)。
[0024]这是因为以关于熔断部的中心呈基本对称的位置在连接部的正面背面和/或侧面熔化和粘连低熔点金属片可进一步减少迀移效果的变化。
[0025]上述熔断部可具有任何给定的形状。举例而言，一沿着连接部的长度延伸的长孔可成型在连接部的大致中心部。而后，长孔减少连接部的大致中心部的横截面的区域可代替横截面小于连接部的熔断部使用(下文称为“第三发明”)。
[0026]虽然本发明的插片保险丝可用于不同的应用，该插片保险丝特别适用于车内应用，例如汽车应用(下文称为“第四发明”)。
本发明的效果
[0027]根据第一发明的插片保险丝产生了以下效果。
(1)位于两端的终端部与形成熔断金属体的连接部互连。该熔断部或狭窄部，形成在连接部的大致中心部。该低熔点金属片熔化并粘连在部分穿过熔断部的边缘的区域或不穿过但相邻于边缘的区域。根据该配置，可以预期到由低熔点金属片引起的温度的抑制效果和提尚的耐用性。
[0028]上文描述的配置可稳定上述效果并减少低熔点金属片的熔断比例。
(2)该低熔点金属片，熔化并粘连在熔断部外部的连接部的至少一个表面上，并设置为部分穿过熔断部的边缘或不穿过但相邻于边缘，具有一与连接部的宽度相同或相近的外部尺寸。该配置可使得迀移效应更有效地显现。更具体地，该配置将使得熔断部在一独立于外部因素、符合其初始设计的电流和熔断区域迅速地断裂和分离。
(3)作为结果，当电流流过插片保险丝时温升降低，且保险丝的耐用性因此提高。该配置使得制造一电子电路内与本发明的插片保险丝连接的电线具有小尺寸的设计变得可能，有助于整体成本的降低。
[0029]根据第二发明的插片保险丝，该低熔点金属片进一步熔化并粘连在连接部的背面和/或侧面上相对于熔断部的中心的大致对称区域。该配置可减少迀移效应的变化。
[0030]根据第三发明的插片保险丝，一沿着连接部的长度延伸的长孔成型在连接部的大致中心部，且长孔的成型减少了连接部的大致中心部的横截面。该配置使得形成的熔断部具有期望窄度的横截面。
[0031]根据第四发明的插片保险丝，当上述插片保险丝用于车内应用时，可提供一适用于电子电路器件的高密度安装的插片保险丝。
【附图说明】
[0032]图1(a)为根据本发明一实例的整个插片保险丝的平面视图。图1(b)为图1(a)内插片保险丝的侧视图。