专利名称：悬空熔丝型表面贴装熔断器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及悬空熔丝型表面贴装熔断器。
背景技术：
随着科学技术的发展，电力/电子产品日益多样化、复杂化，所应用的电路保护元件已非昔日的简单的玻璃管保险丝，而是已发展成为一个门类繁多的新型电子元件领域。 表面贴装熔断器作为一种轻薄小的新型元件，适用于结构紧凑，体积微小的各类电子产品的保护电路中，其应用领域非常广阔。悬空熔丝型的熔断器以及固体器件型熔断器是目前小型表面贴装熔断器的主要两大类型。悬空熔丝型的小型熔断器是将熔丝(导线)悬挂在中空的外壳中。熔丝的两端用端头电极以不同的方式固定。由于空气的传热系数比大多数固体小得多，因此悬空熔丝型的熔断器较固体器件型的熔断器需要较少的能量就能将熔丝熔断，其电阻亦可以较小。公司的AirMatrix系列小型熔断器是将熔丝(导线)悬挂在中空的外壳中，具有电阻小、耗能低等优点，并可通过相应的制造方法快速、大量地生产。熔丝(导线)与端头连接的可靠性是悬空熔丝型的熔断器的重要指标。将熔丝与端头连接固定的传统方法是使用焊锡将熔丝两端焊接在两个端头上。这种设计的缺点是焊锡在熔融时会与常用的熔丝材料，如铜，形成低熔点合金，这种低熔点合金的形成会降低熔断器熔断特性的一致性。美国专利US2010M5025 (Al)揭示了不需要焊接而将熔丝与端头连接的新型表面贴装熔断器的结构，该表面贴装熔断器包括一个外壳、两个端头金属帽、 及一根延伸至外壳及端头金属帽外的熔丝，熔丝在端头金属帽外表面弯曲形成电连接，熔断器在焊接到PCB板上时，焊接使用的锡膏将熔丝、端头金属帽以及PCB板连接成一体，确保熔断器内部无焊锡，保证熔断器的熔断特性一致。但在该熔断器中，采用端头金属帽，并依靠焊接PCB板时使用的锡膏将熔丝、端头金属帽以及PCB板连接成一体，当锡膏爬锡高度不够或有焊接缺陷时，会导致熔丝与端帽连接不良；而且该熔断器的焊接存在方向性，既焊接面必须为线弯曲的方向，这样生产和加工带来极大的不便；进一步来说，熔断器中外壳与金属帽之间要逐个组装而成，生产效率较低，而且外壳与金属帽之间的连接强度很难保证。 在US2010M5025 (Al)中还揭示了另外一种熔断器，包括一个玻璃外壳、一根延伸至外壳外的熔丝，该熔断器内部无焊锡，可使熔断器熔断特性一致，但是熔丝是通过热压或封装或金属化的方式固定的，同样需要采用逐个组装的方法装配而成，生产效率较低，而且外壳是玻璃，容易破碎。日本特许公布JP2006-244948揭示了用两层电路板叠合制作悬空熔丝(导线)型表面贴装熔断器的方法，该方法制作的熔断器中，熔丝的两端延伸到绝缘体端部的凹面以外， 绝缘体的端面设置有凹面覆盖电极，绝缘体的侧面的两端设置有侧面端电极，相应端部的侧面端电极与凹面覆盖电极相电连接，熔丝的两端与凹面覆盖电极形成点接触，该熔断器虽然避免使用了金属帽、玻璃外壳，实现了批量制作，焊接在PCB板时焊接也方便，但是不能保证熔丝的两端与凹面覆盖电极通过点接触进行连接的可靠性，尤其在熔断器经受冷热冲击时，熔丝与电路板以及电极之间的涨缩差异极易导致连接失效，另外，由于该方法制作的熔断器的熔丝直直地伸出于绝缘体端部的凹面之外，不能得到凹面覆盖电极的保护，当熔丝熔断时，飞弧可能外射。发明内容本实用新型的目的是提供将熔丝伸在绝缘体端面外面的两端弯曲贴近相应端面设置并由端面电极包覆的悬空熔丝型表面贴装熔断器，该熔断器中端面电极包覆住熔丝的弯曲端部的总表面，这样不仅保证了熔丝的端部与端面电极连接的可靠；而且还保证了对熔丝的保护和防止了熔断时熔融的熔丝在端面上的飞弧；为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案一种悬空熔丝型表面贴装熔断器，包括具有内腔的绝缘体，所述绝缘体具有相叠置的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面上均开设有凹槽，所述第一盖板和第二盖板的凹槽合拢形成所述内腔；侧面端电极，所述第一盖板和第二盖板中至少有一个盖板的外侧面的两端设置有所述侧面端电极；熔丝，所述熔丝夹设在所述第一盖板和第二盖板之间，并且所述熔丝的中间部分悬置在所述内腔中，所述熔丝的两端部均伸出在所述绝缘体两端面的外面；端面电极，所述绝缘体两端面上设置有所述端面电极，相对应的所述端面电极与所述侧面端电极相电连接；所述熔丝露在所述绝缘体外面的两端部均发生弯曲，所述熔丝的弯曲两端部均贴近所述绝缘体的相应端面设置，所述端面电极包覆住所述熔丝的弯曲两端部。上述熔断器中，将熔丝露出的端部弯曲以贴近绝缘体的端面设置，使得端面电极包覆住熔丝露出的弯曲端部的总表面，这样相对于背景技术提到的日本专利文献中的点接触来说，熔丝的端部与端面电极的接触面积增大，对于刚制作出来的新熔断器，熔丝的整个弯曲端部与端面电极均是接触的，该熔断器在受到冷热冲击时，即使熔丝、端面电极以及绝缘体发生涨缩差异，只要保证熔丝的整个弯曲端部与端面电极有接触，就能使得熔丝与端面电极之间相接通，从而保证了熔丝与端面电极连接的可靠；而且该熔断器中将熔丝露在绝缘体外面的弯曲端部完全设置在端面电极中，还保证了对熔丝的保护和防止了熔断时熔融的熔丝在端面上的飞弧，进一步来说，熔丝能够选用低熔点金属，也无需担心熔丝一直熔到外面，而且熔丝也能够选用不耐腐蚀的材料进行制作，不用担心熔丝，尤其是熔丝的端面受腐蚀。优选地，所述端面电极包覆住所述绝缘体的整个端面。进一步优选地，所述绝缘体的两端面均具有中间凹面、与所述中间凹面相接的两侧侧面，所述中间凹面从所述第一盖板与所述内侧面相对的外侧面上延伸到所述第二盖板与所述内侧面相对的外侧面上，所述熔丝的弯曲端部位于相应的所述中间凹面内，并贴近该凹面设置，所述端面电极包覆住所述中间凹面、所述两侧侧面以及所述熔丝的弯曲端部， 这样相对于背景技术中提到的日本专利文献中，只有凹面表面有覆盖电极，本实用新型的熔断器增大了端面电极的覆盖面积，从而增加了熔断器的可焊性，使得熔断器焊接在PCB 板上时更容易爬锡，最大限度地减少焊接失效现象。[0019]优选地，分别在所述第一盖板和第二盖板上，与所述内侧面相对的外侧面的两端设置有所述侧面端电极，所述第一盖板和第二盖板上相对应端部的所述侧面端电极与所述端面电极相电连接。这样，熔断器在焊接到PCB板上时，可以不用考虑方向性，即能将第一盖板或第二盖板上的侧面端电极贴在PCB板上进行焊接。优选地，所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面相粘结固定，所述熔丝通过粘结固定在所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面之间。
附图1为本实用新型中悬空熔丝型表面贴装熔断器的立体图；附图2为本实用新型中悬空熔丝型表面贴装熔断器的端面图；附图3为附图2沿B-B方向的剖视图，示意性的画出了侧面端电极、端面电极；附图4为制造本实用新型的悬空熔丝型表面贴装熔断器时对于熔断器阵列的纵向和横向切割的说明图；附图5为制造本实用新型的悬空熔丝型表面贴装熔断器的过程中，两块基板在相叠置粘结后切割前的纵向剖视图一，熔丝夹设在两块基板之间；附图6为制造本实用新型的悬空熔丝型表面贴装熔断器的过程中，相叠置粘结的两块基板在沿穿孔的中间部位切割后并电镀上端面电极的纵向剖视图二。
具体实施方式
以下结合附图来进一步阐述本实用新型表面贴装熔断器的结构。在图1中，一种悬空熔丝型表面贴装熔断器，包括具有内腔的绝缘体1、熔丝10、侧面端电极5、端面电极6，绝缘体1具有相叠置的第一盖板2和第二盖板3，第一盖板2和第二盖板3的外侧面的两端均设置有侧面端电极5，第一盖板2和第二盖板3由绝缘材料制成，第一盖板2和第二盖板3均能够采用电路板基板，在基板上黏附电极材料如铜箔，即形成侧面端电极5，或者采用表面附有电极材料的电路板，通过腐蚀的方法将电路板上的部分电极材料去除，腐蚀后的电路板即为设置有侧面端电极5的第一盖板2或第二盖板3，第一盖板2和第二盖板3相对的内侧面上均开设有凹槽4，如图3所示，第一盖板2和第二盖板 3的凹槽4合拢形成内腔，熔丝10的中间部分悬置在第一盖板2和第二盖板3之间的内腔中，熔丝10的两端部均伸出在绝缘体1两端面的外面，本实施例中，第二盖板3的凹槽4包括中间大槽、开设在中间大槽相对槽边上的小槽，小槽连通大槽和外界，这样熔丝10的中间部分悬置在中间大槽时，熔丝10穿出小槽，实现两端部伸出在绝缘体1两端面的外面。第一盖板2和第二盖板3叠置时通过胶粘剂固定，熔丝10也通过胶粘剂固定在小槽内，实现了熔丝固定夹设在第一盖板2和第二盖板3之间。熔丝除了设置在第二盖板的小槽内，还有其他设置方式，譬如说，第一盖板的凹槽设置成包括中间大槽、两边小槽，将熔丝设置在第一盖板的小槽内，也能实现熔丝固定夹设在第一盖板和第二盖板之间，或者，第一盖板和第二盖板的凹槽均设置成包括中间大槽、两边小槽，这样，第一盖板和第二盖板叠置时，第一盖板和第二盖板的大槽、小槽均相合拢，熔丝通过合拢的小槽穿出到绝缘体的外面，并悬置在合拢的大槽内。熔丝10露在绝缘体1外面的两端部均发生弯曲，熔丝的弯曲两端部均贴近绝缘体1的相应端面设置，绝缘体1两端面均设置有端面电极6，相对应端部的端面电极6与侧面端电极5相电连接，端面电极6包覆住熔丝10的弯曲两端部，如图1-3所示，这样增大了端面电极6与熔丝的接触面积，在熔断器在受到冷热冲击时，即使熔丝、端面电极以及绝缘体发生涨缩差异，导致熔丝10与端面电极6部分不接触，但只要熔丝10的端部与端面电极6 有一点接触，就能使得熔丝10与端面电极6之间相接通，从而保证了熔丝10与端面电极6 连接的可靠。该熔断器焊接在PCB板上时，由于第一盖板2和第二盖板3的外侧面的两端均设置有侧面端电极5，这样绝缘体1能够正放(即第二盖板3位于第一盖板2的下方)或者倒放(即第一盖板2位于第二盖板3的下方)进行焊接固定，均能实现PCB板通过侧面端电极 5、端面电极6与熔丝10相电连接，当然，在另外的实施方式中，也能够只在第一盖板或第二盖板的外侧面的两端设置侧面端电极。在图3中，设置侧面端电极5的外侧面与开设凹槽 4的内侧面相对设置。为了提高熔断器在PCB板上的可焊性，则必需增大端面电极的电极材料覆盖面积，在图1和2中，端面电极6包覆住绝缘体1的整个端面，这样方便了焊接爬锡，最大限度地减少焊接失效现象，尤其对于尺寸较大的表面贴装熔断器，厚度较大端面爬锡困难，则设置端面电极6覆盖住整个端面，显著增强了焊接强度和可靠性。在图1中，绝缘体1的两端面均具有中间凹面、与中间凹面相接的两侧侧面，中间凹面从第一盖板2与内侧面相对的外侧面上延伸到第二盖板3与内侧面相对的外侧面上， 熔丝10的弯曲端部位于相应的中间凹面内，并贴近该凹面设置，相应的，通过电镀在端面包覆端面电极时，端面电极6由覆盖在中间凹面上的凹面电极8、与凹面电极8相接的覆盖两侧侧面的平面电极7、覆盖熔丝10弯曲端部的熔丝覆盖电极9组成。通过增加端面电极 8的覆盖面积，方便爬锡、焊接。为了提高生产效率，批量制备悬空熔丝型表面贴装熔断器，制备方法包括以下步骤(1)准备将要形成第一盖板2和第二盖板3的两块基板11、熔丝12，在至少一块基板11 的侧面上加工形成侧面端电极图案，在图4中，将观察者的上下方向定义为纵向方向，将左右方向定义为横向方向，这里的纵向方向对应后续加工出的单个熔断器的宽度方向，横向方向对应单个熔断器的长度方向，侧面端电极图案采用多条平行的沿纵向方向延伸的电极条带14，设置电极条带14的方式，如上所述，能够在基板上粘附电极材料如铜箔，或者将粘附有电极材料的电路板通过腐蚀去除部分电极材料，形成电极条带14。分别在两块基板11 的侧面上加工形成凹槽阵列，分别在两块基板11的侧面上加工形成穿孔阵列，如图4所示， 加工凹槽阵列和穿孔阵列的顺序是没有先后的。只在一块基板上或同时在两块基板上加工形成侧面端电极图案，都是可行的，对应于后续加工出的单个熔断器只能一个方向放置焊接，或者正放倒放皆可焊接，同上所述，在同时具有侧面端电极图案和凹槽阵列的基板11 上，侧面端电极图案和凹槽阵列设置在相对的侧面上，并且穿孔13穿过侧面端电极图案， 即穿过电极条带14 ； (2)将两块基板11叠置粘结，熔丝12通过粘结固定夹在两块基板11 之间的凹槽4中，基板11叠置时保证两块基板11上相对应的凹槽4相合拢，形成空腔阵列， 两块基板11上相对应的穿孔13正对连通，熔丝12的部分悬置在空腔中，还有部分暴露在穿孔13中，如图5所示，暴露在穿孔13中的熔丝12形成了后续加工出的单个熔断器露在外面的端部，为了保证两块基板11的穿孔13正对无偏差，在穿孔阵列加工中，将两块基板叠置起来，进行冲压、钻等机械加工方法形成；(3)沿着各穿孔的中间部位，即沿着图4中的纵向方向切割相叠置粘结的两块基板11，切割出第一盖板2和第二盖板3的端面，并切断熔丝12，电极条带14也进行了相应的切割，如图6所示，第一盖板2和第二盖板3的端面上具有穿孔13形成的中间凹面、与中间凹面相接的两侧侧面，切断下来的熔丝10的两端部露出在第一盖板2和第二盖板3相应的中间凹面的外面，上述的切割是在相叠置粘结的两块基板11的内部进行的，不切割到基板至少一端的边缘，如图4所示，这样保证了后续的处理工艺能对整个基板进行，即批量处理，切割能够通过机械切割、激光切割等方法形成；(4)将熔丝10露出的两端部弯曲，贴近第一盖板2或第二盖板3相应的中间凹面，弯曲熔丝10的端部能够通过机械冲压或者高压气吹形成；(5)在第一盖板2和第二盖板3的整个端面以及熔丝10的弯曲端部上电镀，形成端面电极6，保证端面电极6包覆住第一盖板2和第二盖板3的中间凹面、两侧侧面和熔丝的弯曲端部，并且端面电极6与侧面端电极5相电连接， 图6显示了在电镀时，切割的电极条带14上也被电镀上镀层，在实际生产过程中，在电极条带14上进行多层电镀才会形成侧面端电极5，同样多层镀层才会形成端面电极6 (各附图中并没有明确画出多层镀层)。由于在电镀前进行了切割以及将熔丝10的端部弯曲贴近中间凹面，这样活化电镀后形成的端面电极6覆盖住整个第一盖板2和第二盖板3的端面，包覆住熔丝10的弯曲端部，实现了端面电极6与熔丝10的端部的稳定连接，并且最大限度地增大了端面电极6的覆盖面积，提高熔断器的可焊性；(6)根据空腔阵列，即图4所示的横向方向进行相应的切割，即形成单个熔断器。 综上，本实用新型的悬空熔丝型表面贴装熔断器，通过熔丝端部弯曲贴近绝缘体端面，则覆盖在绝缘体端面的端面电极也包覆住熔丝的弯曲端部，增大端面电极与熔丝端部的接触面积，保证了电连接的可靠，而且设置端面电极覆盖住绝缘体的整个端面，从而提高熔断器的可焊性，通过相应的制备方法能够实现表面贴装熔断器的快速、批量生产，生产效率高。
权利要求1.一种悬空熔丝型表面贴装熔断器，包括具有内腔的绝缘体，所述绝缘体具有相叠置的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面上均开设有凹槽，所述第一盖板和第二盖板的凹槽合拢形成所述内腔；侧面端电极，所述第一盖板和第二盖板中至少有一个盖板的外侧面的两端设置有所述侧面端电极；熔丝，所述熔丝夹设在所述第一盖板和第二盖板之间，并且所述熔丝的中间部分悬置在所述内腔中，所述熔丝的两端部均伸出在所述绝缘体两端面的外面；端面电极，所述绝缘体两端面上设置有所述端面电极，相对应的所述端面电极与所述侧面端电极相电连接；其特征在于所述熔丝露在所述绝缘体外面的两端部均发生弯曲，所述熔丝的弯曲两端部均贴近所述绝缘体的相应端面设置，所述端面电极包覆住所述熔丝的弯曲两端部。
2.根据权利要求1所述的悬空熔丝型表面贴装熔断器，其特征在于所述端面电极包覆住所述绝缘体的整个端面。
3.根据权利要求2所述的悬空熔丝型表面贴装熔断器，其特征在于所述绝缘体的两端面均具有中间凹面、与所述中间凹面相接的两侧侧面，所述中间凹面从所述第一盖板与所述内侧面相对的外侧面上延伸到所述第二盖板与所述内侧面相对的外侧面上，所述熔丝的弯曲端部位于相应的所述中间凹面内，并贴近该凹面设置，所述端面电极包覆住所述中间凹面、所述两侧侧面以及所述熔丝的弯曲端部。
4.根据权利要求1所述的悬空熔丝型表面贴装熔断器，其特征在于分别在所述第一盖板和第二盖板上，与所述内侧面相对的外侧面的两端设置有所述侧面端电极，所述第一盖板和第二盖板上相对应端部的所述侧面端电极与所述端面电极相电连接。
5.根据权利要求1所述的悬空熔丝型表面贴装熔断器，其特征在于所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面相粘结固定，所述熔丝通过粘结固定在所述第一盖板和第二盖板相对的内侧面之间。
专利摘要本实用新型公开了悬空熔丝型表面贴装熔断器，其中将熔丝露出的端部弯曲以贴近绝缘体的端面设置，使得端面电极包覆住熔丝露出的弯曲端部的总表面，这样对于刚制作出来的新熔断器，熔丝的整个弯曲端部与端面电极均是接触的，该熔断器在受到冷热冲击时，即使熔丝、端面电极以及绝缘体发生涨缩差异，只要保证熔丝的整个弯曲端部与端面电极有接触，就能使得熔丝与端面电极之间相接通，从而保证了熔丝与端面电极连接的可靠；而且该熔断器中将熔丝露在绝缘体外面的弯曲端部完全设置在端面电极中，还保证了对熔丝的保护和防止了熔断时熔融的熔丝在端面上的飞弧。
文档编号H01H85/08GK202025698SQ20112015175
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李俊, 李向明, 翟玉玲, 邓学锋 申请人:Aem科技(苏州)股份有限公司