表面贴装熔断器的制造方法
【专利摘要】一种表面贴装熔断器，包括金属熔体、端部电极以及绝缘基板，所述绝缘基板由叠置的上绝缘基板和下绝缘基板组成，所述端部电极包覆在绝缘基板的左右两端，其特征在于：所述上绝缘基板为平板，下绝缘基板在与上绝缘基板相对的一面设有凹腔及分别位于所述凹腔左右两侧的凹槽，所述凹槽一侧与凹腔连通,一侧贯通至下绝缘基板侧面，凹槽深度小于所述凹腔；所述金属熔体位于上、下基板之间，中间部位悬置在所述凹腔中，被灭弧材料包覆，而其左、右两端部分别位于左、右凹槽内，凹槽内填充有包裹住金属熔体的铜材料,端部电极与金属熔体及凹槽内的铜体电连接。本实用新型制造工艺简单、加工成本低，且金属熔体和端部电极的电连接可靠,分断效果好。
【专利说明】表面贴装熔断器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电路保护器件，具体为一种表面贴装熔断器。
【背景技术】
[0002] 熔断器是一种由熔体和支撑或保护熔体的绝缘体组成的装置，其利用熔点较低的 金属材料或浆料制成金属丝或片状电极等作为熔体，串联在被保护电路中，当电路或电路 中的设备过载或发生故障时，熔体因发热而被瞬时熔断，从而切断电路，达到保护电路或设 备的目的。随着熔断器微型化的发展，熔体的分断安全问题逐渐成为高电压、大电流应用时 需要考虑的重点因素。在故障电流过大或短路断开的瞬间，熔体上会产生能量强大的电弧， 如果熔体附近没有设置熄灭此种电弧的材料，熔断器就会燃烧甚至有产生爆炸的危险，轻 则烧毁电路中其他贵重元件，重则甚至会因电弧引燃发生火灾、危及人身安全。
[0003] 中国专利201220702979. 3中提出一种表面贴装熔断器，采用增加绝缘壳内部 容积的方法，将传统陶瓷管壳状熔断器的端帽用铜片代替，并在绝缘壳内部填充灭弧材 料，从而提高了熔断器的额定分断能力，使其可满足250VAC/50A的分断要求。但这一工 艺生产成本相对较高，大量生产较为困难。中国专利200810092353. 3、200910007157. 6、 201110123326. X和201220063222. 4分别提供了一种悬空熔丝型表面贴装熔断器及制作方 法，通过在上、下绝缘基板中部分别形成一个凹腔，两绝缘基板之间通过粘合剂粘合，金属 熔丝置于两绝缘基板间形成悬空熔丝结构，凹腔内填充灭弧剂，以吸收熔断器在熔丝熔断 过程中释放的能量，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，在绝缘 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。采用这一工艺，2A以下额定电流的产 品可满足250VAC/100A分断条件要求，且其制造方法简单，成本较低，易实现工业化连续生 产，但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，导致的熔断器冷电阻变大的不良现象。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的技术目的是针对上述现有技术中存在的缺点，提供一种加工工艺简 单、易于生产制造且产品可靠的表面贴装熔断器。
[0005] 为实现上述技术目的，本实用新型提供的技术方案为：
[0006] -种表面贴装熔断器，包括金属熔体、端部电极以及绝缘基板，所述绝缘基板由叠 置的上绝缘基板和下绝缘基板组成，所述端部电极包覆在绝缘基板的左右两端，其特征在 于：
[0007] 所述上绝缘基板为平板结构，所述下绝缘基板在与上绝缘基板相对的一面设有一 凹腔及分别位于所述凹腔左右两侧的凹槽，所述凹槽一侧与凹腔连通，一侧贯通至下绝缘 基板侧面，凹槽深度小于所述凹腔；
[0008] 所述金属熔体设置在上、下绝缘基板之间，金属熔体中间部位悬置在所述凹腔中， 凹腔内填充有灭弧材料(起到熄灭电弧，提高分断能力的作用），金属熔体被包裹于灭弧材 料中；金属熔体两端部位分别位于左、右凹槽内，凹槽内填充有包裹住金属熔体的铜材料， 所述端部电极与凹槽内的铜体连接。
[0009] 本实用新型通过在金属熔体的端部增设包裹住金属熔体的铜材料，进一步保障金 属熔体与端部电极电连接的可靠性。
[0010] 进一步的，所述下绝缘基板对应每个凹槽均设有一贯通下绝缘基板上下表面并穿 过所述凹槽的下通孔；所述上绝缘基板在对应各下通孔的位置设有贯通上绝缘基板上下表 面的上通孔，上、下绝缘基板叠置后，上通孔与对应的凹槽连通，且上、下通孔内均填充有铜 材料，通孔内的铜体与所述端部电极连接，进一步增加金属熔体与端部电极连接的可靠性。 上、下通孔均优选设置在凹槽的中间部位。
[0011] 所述凹槽靠近凹腔的一端设有高度不低于所述凹槽深度的由粘合剂构成的绝缘 粘合剂层，金属熔体通过所述粘合剂固定在凹槽内。粘合剂优选具有低流动性以及固化后 具有优良机械强度和绝缘性能的胶体。
[0012] 作为优选，所述金属熔体为金属薄片、金属丝材或金属丝绕在绝缘载体表面上的 结构中的任一种。所述绝缘载体优选为玻璃纤维或陶瓷纤维线材。
[0013] 进一步的，所述凹腔的深度设为下绝缘基板高度的1/2?2/3。而所述凹槽的深度 为所述凹腔深度的1/3?1/2。
[0014] 所述上绝缘基板或下绝缘基板优选为氧化物陶瓷、玻璃或热固性塑料等材料。为 进一步降低成本，所述上绝缘基板或下绝缘基板优选采用环氧树脂、电木、聚酰胺或聚酰亚 胺等耐高温树脂材料中的一种或多种材料混合制成。
[0015] 所述端部电极为铜/镍/锡三层端电极结构，可采用电镀、化学镀等方法形成。
[0016] 本实用新型的有益效果：
[0017] (1)通过采用镀铜填孔等技术，使熔丝与铜镀层间的电连接可靠性大大提高，消 除了熔断器在使用过程中由于金属熔体、端部电极、绝缘基板间受冷热冲击时热膨胀系数 不一致性造成的影响；
[0018] (2)采用在凹腔内填充灭弧材料包覆熔体的设计，大大提高了产品在高电压、大 电流下的分断能力；
[0019] (3)熔体设计可采用金属丝材、片材或绕丝等多种结构，能满足额定电流在5A及 以下熔断器产品的设计要求；
[0020] (4)产品制作工艺简单，加工成本低，易实现工业化连续生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本实用新型表面贴装熔断器一实施例的立体外观示意图；
[0022] 图2是图1 A-A'向表面贴装熔断器横截面的立体剖面图；
[0023] 图3是本实用新型表面贴装熔断器带通孔设计的侧面剖视图；
[0024] 图4是本实用新型表面贴装熔断器侧面剖视图；
[0025] 图5是本实用新型表面贴装熔断器带通孔设计绝缘基板的侧面剖视图。
[0026] 上图中，1-上绝缘基板，2-下绝缘基板，3-端部电极，4-金属熔体，5-灭弧材料， 51-凹腔，6-粘合剂，7-填孔铜镀层，71-凹槽，8-通孔铜镀层，81-上通孔，82-下通孔。
【具体实施方式】
[0027] 为了阐明本实用新型的技术方案及技术效果，下面结合附图及具体实施例对本实 用新型做进一步的介绍。
[0028] 如图1、图2、图4所示的一种表面贴装熔断器，包括以下组成构件：
[0029] 1)绝缘基板；
[0030] 所述绝缘基板由叠置的上绝缘基板1和下绝缘基板2构成。所述上绝缘基板1为 一方形平板，所述下绝缘基板2在其与上绝缘基板1相对的一面设有凹腔51及分别位于所 述凹腔51左右两侧的凹槽71。
[0031] 所述凹槽71 -侧与凹腔51连通，一侧贯通至下绝缘基板2的侧面，凹槽71深度 小于所述凹腔51 (以使金属熔体4两端放置在凹槽71中后，金属熔体4的中间部位在凹腔 51中悬空)。所述凹槽71优选其截面是半圆形或矩形、深度为凹腔51深度1/3?1/2的半 圆柱或方柱形槽。
[0032] 所述上绝缘基板1和下绝缘基板2可选用氧化物陶瓷、玻璃或热固性塑料等材料。 优选的，为降低产品成本，可采用环氧树脂、电木、聚酰胺或聚酰亚胺等耐高温树脂材料。
[0033] 2)端部电极3;
[0034] 端部电极3是以化学镀或电镀等工艺形成的铜/镍/锡三层端电极结构，包覆在 叠置后的上绝缘基板1和下绝缘基板2两端；
[0035] 3)金属熔体4。
[0036] 金属熔体4夹在上绝缘基板1和下绝缘基板2之间，金属熔体4可采用金属薄片、 金属丝材或在玻璃纤维、陶瓷纤维上绕丝的任一种结构形式，或其它常规熔体结构材料。
[0037] 金属熔体4中间部位悬置在所述凹腔51中，被灭弧材料5包裹住。灭弧材料用于 熄灭金属熔体4分断时产生的电弧，提高其安全分断能力。优选的灭弧材料5可采用以液 体硅胶、二氧化硅或二者混合物为基体的复合浆料，所述二氧化硅主要为粒度在300目? 10000目的结晶二氧化硅或无定形二氧化硅或两者的混合物，以得到具有不同导热系数的 灭弧材料。而所述无定型二氧化硅优选为气相二氧化硅或以硅藻土为主要成分的二氧化硅 (硅藻土就是无定形二氧化硅的一种，里面含有少量杂质）。
[0038] 金属熔体4左、右两端部位分别设置在左、右凹槽71内，通过粘合剂6固定在凹槽 71中，所述粘合剂6填充在凹槽71靠近凹腔51的一端，通过点胶工艺形成一个高度略高于 凹槽71深度的凸起，以防止凹腔51内填充的灭弧材料5流入到凹槽71中，当上、下绝缘基 板叠置后，高出凹槽71的粘结剂也可用在上、下基板的粘结上。
[0039] 为保障金属熔体4与端部电极3电连接的可靠度，凹槽71内填充有铜材料包裹住 金属熔体4,端部电极3与金属熔体4及凹槽71内的铜体（即填充的铜材料）接触，实现电 连接。凹槽71内的铜体可采用化学镀或电镀等工艺形成的。
[0040] 如图3所示的另一实施例，在上述实施例的基础上，所述绝缘基板的左右两侧对 应左、右凹槽71，在下绝缘基板2上增设一贯通下绝缘基板上下表面并穿过凹槽71的通孔 82,在上绝缘基板1的对应位置增设通孔81，所述通孔81、通孔82内也填充有铜材料，填充 后形成的铜体与端部电极3电连接，由于通孔81内的铜体和凹槽71内的铜体连接，进一步 增强了金属熔体4与端部电极3电连接的可靠性。
[0041] 上述的实施例中，凹槽71及通孔81、通孔82可通过机械冲压、切削或激光打孔的 工艺形成。填孔铜镀层7和通孔铜镀层8是以铜电镀液为原料，采用印刷电路板常用的通 孔电镀技术进行电镀铜填孔得到。
[〇〇42] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物 界定。
【权利要求】
1. 一种表面贴装熔断器，包括金属熔体、端部电极以及绝缘基板，所述绝缘基板由叠 置的上绝缘基板和下绝缘基板组成，所述端部电极包覆在绝缘基板的左右两端，其特征在 于： 所述上绝缘基板为平板结构，所述下绝缘基板在与上绝缘基板相对的一面设有一凹腔 及分别位于所述凹腔左右两侧的凹槽，所述凹槽一侧与凹腔连通，一侧贯通至下绝缘基板 侧面，凹槽深度小于所述凹腔； 所述金属熔体设置在上、下绝缘基板之间，金属熔体中间部位悬置在所述凹腔中，凹腔 内填充有灭弧材料，金属熔体被包裹于灭弧材料中；金属熔体两端部位分别位于左、右凹 槽内，凹槽内填充有包裹住金属熔体的铜材料，端部电极与凹槽内的铜体连接。
2. 根据权利要求1所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述下绝缘基板对应每 个凹槽均设有一贯通下绝缘基板上下表面并穿过所述凹槽的下通孔；所述上绝缘基板在对 应各下通孔的位置设有贯通上绝缘基板上下表面的上通孔，上、下绝缘基板叠置后，上通孔 与对应的凹槽连通，且上通孔与下通孔内均填充有铜材料，通孔内的铜体与所述端部电极 连接。
3. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述凹槽靠近凹腔的 一端设有高度不低于所述凹槽深度的由粘合剂构成的绝缘粘合剂层，金属熔体通过所述粘 合剂固定在凹槽内。
4. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述金属熔体为金属 薄片、金属丝材或金属丝绕在绝缘载体表面上的结构中的任一种。
5. 根据权利要求4所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述绝缘载体为玻璃纤 维或陶瓷纤维线材。
6. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述凹腔的深度为下 绝缘基板高度的1/2?2/3。
7. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述凹槽的深度为所 述凹腔深度的1/3?1/2。
8. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述上绝缘基板或下 绝缘基板为氧化物陶瓷、玻璃或热固性塑料中的一种。
9. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述上绝缘基板或下 绝缘基板为环氧树脂、电木、聚酰胺或聚酰亚胺中的一种。
10. 根据权利要求1或2所述的一种表面贴装熔断器，其特征在于，所述端部电极为铜 /镍/锡三层端电极结构。
【文档编号】H01H85/165GK203871288SQ201420101245
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】南式荣, 唐彬, 刘明龙, 王进松 申请人:南京萨特科技发展有限公司