CN101826427A - 电流保护的元件结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流保护的元件结构，由基材、熔断元素、空穴以及端电极所构成；所述的基材分设有上层部与下层部；所述的熔断元素夹设在所述的基材的上层部与下层部间，其外缘裸出于基材的外部；所述的空穴，设置熔断元素的表面处，形成熔断元素的熔断空间；所述的端电极形成导电电极；本发明也提供一种电流保护的元件的制造方法，包括：提供一基材，在所述的基材形成上层部与下层部；将上层部或下层部形成空穴；形成熔断元素，设置在所述的上层部与下层部之间；在所述的基材的外部裸出熔断元素端部；将端部形成端电极；以及获得一包含有空穴的元件。如此，使基材、空穴、熔断元素以及端电极组成应用，可形成电路中多种大小不同电流的保护效果。

Description

电流保护的元件结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电流保护的元件，尤其涉及一种利用基材、空穴、熔断元素以及端电极的组成应用，可形成电路中多种大小不同电流的保护效果者。

背景技术

传统保险丝一般用于电子产品，经由保险丝的通过电流过大，熔炼部因而熔断，用来避免电路发生过热引燃等危险，目的在保护人以及设备不要因为过电流而损坏，甚至发生火灾。再者，目前随着电器设备轻、薄、短、小，功能越来越复杂，需要的零件越来越多，电路板上的线路与电子元件越来越密集，于是电路基板的线路趋向于微细化、电子元件微型化，电流保护元件的应用需求也朝向小尺寸、高额定电流的趋势，而其电弧效应的避免成了生产者的一大课题。

然而，在一般现有保险丝制造方法，最常应用一体成型的方式制造可避免电弧效应的元件，其受限于陶瓷粉体的均匀性影响熔断区域的温度分布，导致可靠性差，影响产品与使用者的安全，因此，如何达到小尺寸、高可靠性的电流保护功能是本发明要解决的问题。

另在目前市场上，也有一些使用一体成型的方式来制造的保险丝，请参阅图1是现有保险丝的示意图，图中所示是美国专利US6034589所揭示，应用于表面粘着的晶片熔断元件100，是改善多层与熔断元素的结构。而美国专利7268661，在其实施例中公开的也是这样的技术方案，其是大电流的保护电路元件，发明内容是针对熔断元素的成份和防电弧的材料。又，美国专利US5726621的说明书中也公开了类似的技术方案，是表面粘着保护电路的陶瓷元件，发明内容是针对多电路熔断元素的结构与制程。前述现有技术即都是采用一体成型的方式来制造，然而这些产品的熔断元素，受限于陶瓷粉体的均匀性影响熔断区域的温度分布，导致可靠性差。

经由上述实际观察了解，这些装置或方法都存在着这样或那样的缺陷，无法满足在产业中高品质保险丝的要求。用一体成型的方式来制造保险丝，虽然可以很快用于表面粘着的晶片熔断元件，可是陶瓷粉体的均匀性影响熔断区域的温度分布，导致可靠性差。而在传统保险丝这一类产品，更是大尺寸、小额定的电流，无法适用电器设备轻、薄、短、小的趋势。

因此现有技术在实用上，概括具有如下的缺点：

1.现有技术实现一体成型的方式来制造的保险丝，所使用陶瓷粉体的均匀性影响熔断区域的温度分布，导致可靠性差，不具安全性。

2.现有技术的传统保险丝，大尺寸、小额定的电流，无法适用电器设备轻、薄、短、小的趋势，不能满足市场上的需求。

3.现有技术的保险丝，是多层与熔断元素的结构，电阻抗增大，制程困难成本又高，使用浪费材料以及能源，生产不合格率高。

4.现有技术的保险丝，使用时因电弧效应的影响，不能保护电路安全，而使昂贵设备受损、烧毁、伤害或危险事故。

故而，如何将上述缺失加以摒除，即为本案发明人所欲解决的技术困难点的所在。

发明内容

有鉴于上述现有问题，本案发明人基于多年从事相关产品设计的经验，潜心研究思以及直接以基材、空穴、熔断元素以及端电极的组成应用，形成电路中多种大小不同电流的保护效果。

本发明的目的是在于：提供一种电流保护的元件结构以及制造方法，特别是关于一种利用基材、空穴、熔断元素以及端电极的组成应用，形成电路中多种大小不同电流的保护效果。

本发明的目的又在于：应用低温一体成型的方式制造，可避免电弧效应的元件结构，配合产业需要。

本发明的目的还在于：使用简易空穴、熔断元素以及低温致密化材料，使其适用小尺寸、高额定电流的电流保护，达成低消耗损失以及体积小型化和使用最少层积数等优点。

本发明的目的更在于：进一步设有至少一抗电弧层，设置熔断元素上，形成防抗熔断元素的熔断电弧，可提供抗电弧效应的效用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种电流保护的元件结构，其特征在于：是由基材、熔断元素、空穴以及端电极所构成；其中

所述的基材，分设有上层部与下层部，形成元件的上端基础以及下端基础；

所述的熔断元素夹设在所述的基材的上层部与下层部间，其外缘裸出于基材的外部；

所述的空穴，设置在熔断元素的表面处，形成熔断元素的熔断空间；

所述的端电极，具有三层，是由银薄层、镍薄层以及锡薄层所形成，设置在基材的端缘，形成导电电极；

如此，使基材、空穴、熔断元素以及端电极组成应用，可形成电路中多种大小不同电流的保护效果。

在本发明的另一个方面，所述的电流保护的元件结构，更包含：至少一抗电弧层，设置熔断元素上，形成防抗熔断元素的熔断电弧。另，其中所述的基材，是玻璃、钙(Ca)-硼(B)-硅(Si)陶瓷、玻璃混合氧化铝或具有低温烧结的组成材料的任一者。又，其中所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。再，其中所述的熔断元素，是银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)或其金属混合体的任一者。另又，其中所述的金属混合体，是金属合金或混合金属。另再，其中所述的空穴，是空间尺寸小于元件尺寸的空孔，设置熔断元素的靠近处，形成熔断元素的间接熔断空间。又再，其中所述的抗电弧层，是玻璃、玻璃混合金属氧化物或具有低温烧结的组成材料的任一者。又另，其中所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。

又，本发明所述的电流保护的元件结构更进一步尚包含：具有夹层，其上表部与下表部设有熔断元素，用来加大额定电流量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案还包括：

一种电流保护的元件的制造方法，其特征在于，所述的方法包括：

提供一基材，在所述的基材形成上层部与下层部；

将上层部或下层部形成空穴；

形成熔断元素，设置在所述的上层部与下层部之间；

在所述的基材的外部裸出熔断元素端部；

将端部形成端电极；以及

获得一包含有空穴的元件。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：

1.本发明其端部，设有端电极，与安装在基材的熔断元素形成一通路，可产生保护电流的效用；又，通过安装在基材的空穴与熔断元素相接触，形成熔断缓冲空间；另有设置抗电弧层，其自身特性即可压制熔断元素的熔断电弧，可提供抗电弧效应的效用。

2.以单层与多层的熔断元素设置为比较，本发明更可设一夹层，避免了多层熔断元素相互干扰的问题，再以本发明熔断元素与抗电弧层配合空穴的设计，配置不占空间体积轻巧，可抗电弧效应，也不影响大额定的电流。

3.本发明很好的解决了产业中的电流保护的元件，无法适用电器设备轻、薄、短、小的趋势，不能满足市场上的需求问题，使电流保护的元件，可以完成高品质抗电弧效应，达到可以接受大额定电流的效果，大大节约了空间以及熔断元素的稳定程度。

4.如此，使基材、空穴、熔断元素以及端电极组成应用，可形成电路中多种大、小不同电流的保护效果。

附图说明

图1是现有保险丝的示意图；

图2是本发明的第一实施例示意图；

图3是本发明的第二实施例示意图；

图4是本发明的第三实施例示意图；

图5是本发明的第四实施例示意图；

图6是本发明的第五实施例示意图；

图7是本发明的第六实施例示意图；

图8是本发明的第七实施例示意图；

图9是本发明的第八实施例示意图；

图10是本发明的第九实施例示意图；

图11是本发明的第十实施例示意图；

图12是本发明的第十一实施例示意图。

附图标记说明：晶片熔断元件100；元件1；基材2；上层部21；下层部22；熔断元素3；外缘31；表面处32；上表面321；下表面322；空穴4；熔断空间41；端电极5；银薄层51；镍薄层52；锡薄层53；抗电弧层6；夹层7；上表部71；下表部72。

具体实施方式

以下兹将本发明为达成其发明目的的整体构造、设计，配合附图以及实施例，作进一步详细说明如下：

首先请参阅图2至图12所示，是本发明的第一至第十一实施例示意图。其中，本发明一种电流保护的元件结构，其特征在于：是由基材2、熔断元素3、空穴4以及端电极5所构成；其中，所述的基材2，分设有上层部21与下层部22，形成元件1的上端基础以及下端基础；

所述的熔断元素3夹设在所述的基材2的上层部21与下层部22间，其外缘31裸出于基材2的外部；

所述的空穴4，设置在熔断元素3的表面处32，形成熔断元素3的熔断空间41；

所述的端电极5，具有三层，是由银薄层51、镍薄层52以及锡薄层53所形成，设置在基材2的端缘，形成导电电极。

在另一个方面，本发明实施时，其中所述的电流保护的元件1结构，更包含：至少一抗电弧层6，设置在熔断元素3上，形成防抗熔断元素的熔断电弧(请参阅图3、图5至图8以及图10、图11所示)。另，其中所述的基材2，是玻璃、钙(Ca)-硼(B)-硅(Si)陶瓷、玻璃混合氧化铝或具有低温烧结的组成材料的任一者，前述其中所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。再，其中所述的熔断元素3，是银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)或其金属混合体的任一者，另又，前述其中所述的金属混合体，是金属合金或混合金属。另再，其中所述的空穴4，是空间尺寸小于元件尺寸的空孔，设置在熔断元素3的靠近处，形成熔断元素3的间接熔断空间。又再，其中所述的抗电弧层6，是玻璃、玻璃混合金属氧化物或具有低温烧结的组成材料的任一者，又另，前述其中所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。

又在本发明的进一步实施中，尚包括：上层部21与下层部22之间具有夹层7，夹层7的上表部71与上层部21之间，以及下表部72与下层部22之间，均设有熔断元素3，用来加大额定电流量(请参阅图9至图11所示)，其中所述的夹层7，可形成空穴4在靠近熔断元素3处，形成熔断元素3的间接熔断空间(请参阅图12所示)。

另，本领域的技术人员当知，前述所述的电流保护的元件1的实施例，也可实施在设置单一层或多层端电极5的电流保护的元件中；而配合空穴4以及夹层7的层数，来设置更多层的熔断元素3，可扩大额定电流，也可达到相同保护功效。

接下来将说明电流保护的元件的制造方法，其特征是：一种电流保护的元件的制造方法，其方法包括：

1.提供一基材2，在所述的基材2形成上层部21与下层部22；

2.将上层部21或下层部22形成空穴4；

3.然后，形成熔断元素3，设置在所述的上层部21与下层部22之间；

4.再在所述的基材2的外部裸出熔断元素3端部；

5.再将端部形成端电极；以及

6.获得一包含有空穴4的元件1。

如前所述的制造方法，在本发明的另一个方面，所述的电流保护的元件的制造方法，进一步，尚包括有：在形成熔断元素3后，形成抗电弧层6在熔断元素3的上表面321或下表面322，再接至后续程序，获得一包含有空穴4的元件1。又，所述的方法，尚包括有：在形成空穴4后，形成熔断元素3在一夹层7的上表部71与下表部72；然后将所述的设有熔断元素3的夹层7，设置在所述的上层部21与下层部22之间，再接至后续的程序，获得一包含有空穴4的元件1。

为使本发明更加显现其进步性与实用性，兹将其使用实施上的优点另列举如下：

1.本发明设有空穴，可发挥熔断元素的熔断辅助功能，显示其使用功效，增加稳定安全性。

2.本发明具有抗电弧层，可凭借抗电弧层而压制熔断元素的熔断电弧，保护电路安全，提高生产竞争力

3.本发明的夹层，可从不设置至复数层，扩大了电流保护的元件的额定电流空间。

4.本发明使用时节省空间，可一体化的方式制造，增加了电路板空间上的利用度。

5.本发明效率高、成本低，体积轻巧可进行表面粘着，具工商界以及产业界上利用价值与实际所需。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电流保护的元件结构，其特征在于：是由基材、熔断元素、空穴以及端电极所构成；其中

所述的基材，分设有上层部与下层部，形成元件的上端基础以及下端基础；

所述的熔断元素夹设在所述的基材的上层部与下层部间，其外缘裸出于基材的外部；

所述的空穴，设置在熔断元素的表面处，形成熔断元素的熔断空间；

所述的端电极，具有三层，是由银薄层、镍薄层以及锡薄层所形成，设置在基材的端缘，形成导电电极；

如此，使基材、空穴、熔断元素以及端电极组成应用，可形成电路中多种大小不同电流的保护效果。

2.根据权利要求1所述的电流保护的元件结构，其特征在于，更包含：

至少一抗电弧层，设置熔断元素上，形成防抗熔断元素的熔断电弧。

3.根据权利要求1或2所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的基材是玻璃、钙(Ca)-硼(B)-硅(Si)陶瓷、玻璃混合氧化铝或具有低温烧结的组成材料的任意一个。

4.根据权利要求3所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。

5.根据权利要求1或2所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的熔断元素，是银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)或其金属混合体的任意一个。

6.根据权利要求5所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的金属混合体，是金属合金或混合金属。

7.根据权利要求1或2所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的空穴，是空间尺寸小于元件尺寸的空孔，设置在熔断元素的靠近处，形成熔断元素的间接熔断空间。

8.根据权利要求2所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的抗电弧层，是玻璃、玻璃混合金属氧化物或具有低温烧结的组成材料的任意一个。

9.根据权利要求8所述的电流保护的元件结构，其特征在于：所述的低温烧结的组成材料，其致密化的温度小于摄氏1000度(℃)。

10.根据权利要求1所述的电流保护的元件结构，其特征在于，所述的上层部与下层部之间进一步具有夹层，夹层的上表部与所述上层部之间，以及夹层的下表部与所述下层部之间，均设有熔断元素，用来加大额定电流量。

11.一种电流保护的元件的制造方法，其特征在于，所述的方法包括：

提供一基材，在所述的基材形成上层部与下层部；

将上层部或下层部形成空穴；

形成熔断元素，设置在所述的上层部与下层部之间；

在所述的基材的外部裸出熔断元素端部；

将端部形成端电极；以及

获得一包含有空穴的元件。

12.根据权利要求11所述的电流保护的元件的制造方法，其特征在于：尚包括：在形成熔断元素后，形成抗电弧层在熔断元素的上表面或下表面，再接至后续程序，获得一包含有空穴的元件。

13.根据权利要求11或12所述的电流保护的元件的制造方法，其特征在于：尚包括：在形成空穴后，形成熔断元素，在一夹层的上表部与下表部；然后将所述的设有熔断元素的夹层，设置在所述的上层部与下层部之间，再接至后续的程序，获得一包含有空穴的元件。

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