CN102623241A

CN102623241A - 线路保护装置与其作动方式

Info

Publication number: CN102623241A
Application number: CN2011100648504A
Authority: CN
Inventors: 周彦志; 陈伟安
Original assignee: Lextar Electronics Corp
Current assignee: Lextar Electronics Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-08-01
Also published as: TW201232593A; TWI406315B

Abstract

本发明公开了一种线路保护装置与其作动方式。本发明提供的线路保护装置，包括基板，包括第一板材，与第二板材位于第一板材的一侧上。基板上形成有组件，且基板两端连接的线路将电性连接至组件。基板中的第一板材的热膨胀系数高于第二板材的热膨胀系数。本发明提供的线路保护装置可改善现有的线路保护装置在线路过热时造成的断路为不可逆过程的问题。

Description

线路保护装置与其作动方式

技术领域

本发明涉及线路保护装置，且特别涉及一种线路保护装置与其作动方式。

背景技术

电的使用已成为现代人类社会不能缺少的环节，使用电力的设备环绕生活的周遭，尤其是计算机化、信息化的产业、居家、交通、教育、娱乐等等，更是无电不成。电力及其设备的使用造就了便利的现代生活，相对的，安全用电也是现代人必需小心谨慎的。一般来说，在供电的整体线路回路中设有电源控制的总开关。通常总开关为通电(ON)的状态，其上设置保险丝或断电器，当线路回路中使用的电器过多造成电流过载、或线路短路、线路过热等状况时，保险丝熔断或断电器跳脱而形成整体线路回路的断路(OFF)状态。另外，在整体线路回路中的又有个别的线路回路，线路回路中另再设控制的开关，该开关主要在于执行个别电流回路的通电(ON)及断电(OFF)两种作动行程，为加强用电的安全性，许多的开关也具有电流过载过热时自动跳脱断电的功能，避免在电流过载时整体线路回路的保险丝或断电器不能实时反应进行断电或跳脱，而发生电线走火的危险。除了前述整体线路回路及个别线路回路，利用保险丝、断电器及开关的电流过载过热自动跳脱、断电结构外，部分单一电子、电器产品，如：高价位的电子产品、处理数据的信息设备或用电量教较高的电热器具等，也个别设置有温度感应断电器的线路保护结构，藉以保护该单一电子、电器产品，于该单一电子、电器产品的本身电流过载、线路过热时，实时感应而断电，免于烧毁产品本身，同时可避免因单一电子、电器产品的问题而造成个别的线路回路、整体线路回路的电流过载、过热状况，致使线路回路、整体线路回路中的其它用电设备无法运作的问题。

然而大部份的线路保护结构均属破坏性的保护装置如保险丝。也就是说，当线路过热时保险丝烧断的过程为不可逆过程，即使在线路冷却后也无法重新连通作动。若要使整体线路重新作动，则需更换保险丝。另一个问题是，大部份的线路保护装置在过热时只会实时断电而无法使组件继续作用，对使用者造成极大的不便。

综上所述，目前亟需一种可重复使用的线路保护结构，甚至在线路过热的情况下仍可继续使用。

发明内容

本发明一实施例提供一种线路保护装置，包括：基板，包括第一板材，与第二板材位于第一板材的一侧上；组件，位于基板上；第一线路，接触具有第二板材位于其上的第一板材的一侧，以电性连接至组件；以及第二线路，接触不具有该第二板材位于其上的第一板材的另一侧，以电性连接至组件，其中第一板材的热膨胀系数高于第二板材的热膨胀系数。

本发明另一实施例提供一种线路保护装置的作动方式，包括：提供上述的线路保护装置；提供驱动电流由第一线路流经组件后流至第二线路以作动组件；组件所发的热将传递至基板，使基板的第一板材与第二板材膨胀；以及当基板的温度过热时，具有第二板材形成其上的第一板材的一侧将翘曲，使第一线路无法接触第一板材的一侧进而无法电性连接至组件。

本发明又一实施例提供一种线路保护装置，包括：基板，包括第一板材，与第二板材位于第一板材的一侧上；第一组件，位于基板上；以及第一线路，接触具有第二板材位于其上的第一板材的一侧，以电性连接至第一组件；以及第二线路，接触不具有第二板材位于其上的第一板材的另一侧，以电性连接至第一组件；第三线路，位于第二板材上且与第二板材相隔一段距离，且第三线路电性连接至第二组件，其中第一板材的热膨胀系数高于第二板材的热膨胀系数。

本发明再一实施例提供一种线路保护装置的作动方式，包括提供上述的线路保护装置；提供驱动电流由第一线路流经组件后流至第二线路以作动第一组件；第一组件所发的热将传递至基板，使基板的第一板材与第二板材膨胀；以及当基板的温度过热时，具有第二板材形成其上的第一板材的一侧将翘曲，使第一线路无法接触第一板材的一侧进而无法电性连接至第一组件，并使第三线路接触第二板材进而电性连接至第二组件。

附图说明

图1是本发明一实施例中线路保护装置的俯视图；

图2是本发明一实施例中线路保护装置在正常操作温度下的主视图；

图3是本发明一实施例中线路保护装置在过热操作温度下的主视图；

图4A是本发明一实施例中线路保护装置在正常操作温度下的电路图；

图4B是本发明一实施例中线路保护装置在过热操作温度下的电路图；

图5是本发明一实施例中线路保护装置在正常操作温度下的主视图；

图6是本发明一实施例中线路保护装置在过热操作温度下的主视图；

图7A是本发明一实施例中线路保护装置在正常操作温度下的电路图；

图7B是本发明一实施例中线路保护装置在过热操作温度下的电路图；

图8A-8C是本发明多种实施例中两种热膨胀系数不同的板材结合成基板的主视图。

附图标记：

100、100’：线路保护装置；

101：基板；

101A、101B：板材；

103、107：组件；

105A、105B、105C：线路。

具体实施方式

为改善现有的线路保护装置在线路过热时造成的断路为不可逆过程的问题，本发明一实施例提供一种线路保护装置100如图1所示。线路保护装置的基板101可为印刷电路板、金属核心印刷电路板、或集成电路板，主要由板材101A组成，且板材101A的一侧覆有另一板材101B。在基材101上形成有发热的组件103如发光二极管、芯片、电容、或电感，并藉由基板101的线路布局将接触基板101两端的线路105A及105B电性连接至组件103。上述线路保护装置100的主视图如图2所示。

上述的板材101A的热膨胀系数必需大于板材101B的热膨胀系数。举例来说，板材101A的热膨胀系数可介于5.0ppm/K至50.0ppm/K之间，且板材101B的热膨胀系数可介于1.0ppm/K至30.0ppm/K之间。在本发明一实施例中，板材101A与101B的热膨胀系数比例介于1∶0.2至1∶0.9之间。当驱动电流由线路105A流经组件103后流至线路105B以作动组件103时，组件103产生的热将会传导至基板101。如此一来，板材101A与101B重叠的一端侧将会因两者之间的热膨胀系数差异产生翘曲现象，使组件103无法电性连接至线路105B，如图3所示。

在线路保护装置100的作用温度正常时(比如-40℃至45℃之间)，其线路图如图4A所示。当组件103的作动温度过高(比如70℃至300℃之间)并使基板101翘曲时，其线路图如图4B所示，即形成断路。但是当断路持续一段时间后，冷却的基板101将会回复原状，其线路图将会回到图4A所示的状态。由图2及3(或图4A及4B)可知，因基板101过热翘曲产生的断路现象属于可逆过程，因此不需在断路后重新更换线路保护单元如保险丝。

在本发明另一实施例中，线路保护装置100’除了上述含有两种板材101A与101B的基板101以外，更进一步在线路105B的上方另外设置了线路105C，且线路105C连接至另一组件如发光二极管、芯片、电阻、电容、或电感。线路保护装置100’的主视图如图5所示，线路105B及105C相隔一段距离。在本发明一实施例中，线路105B与105C相隔的距离介于0.05mm至10.00mm之间。若线路105B与105C的间距过长，则基板101受热翘曲后将无法顺利电性连接至线路105C。若线路105B与105C的间距过短，在组件103因作动产生的热传递至基板101时，板材101A与101B重叠的一端将会因两者之间的热膨胀系数差异产生翘曲现象，使组件103无法电性连接至线路105B，并电性连接至线路105C，如图6所示。

在线路保护装置100’的作用温度正常(比如-40℃至45℃之间)时，其线路图如图7A所示。当组件103的作动温度过高(比如70℃至300℃之间)并使基板101翘曲时并电性连接至线路105C与组件107时，其线路图如图7B所示。在施加于线路保护装置100’的电压相同的情况下，过热的基板101在电性连接至线路105C与组件107后，可降低通过组件103的电流(即冷却基板101及组件103)。与前一个实施例相较，此实施例的基板101在翘曲后并不会完全断路，并可让组件103持续运作部份功能，不致于完全无法作动组件103。

在基板101翘曲一段时间后，冷却的基板101将会回复原状，其线路图将会回到图7A所示的状态。由图5及6(或图7A及7B)可知，因基板101过热翘曲而使组件103连接至线路105C的现象属于可逆过程，因此不需在基板翘曲后进行额外动作使组件103重新连接至线路105B。

值得注意的是，虽然上述图示中基板101的板材101B是嵌置于板材101A中且具有等高表面，但板材101B的上表面可高于或低于板材101A的上表面，如图8A或8B所示。在本发明某些实施例中，可在板材101A上直接形成板材101B以节省嵌置制程的成本，如图8C所示。

虽然本发明已以数个较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的技术人员，当可作任意更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种线路保护装置，包括：

一基板，包括一第一板材，与一第二板材位于该第一板材的一侧上；

一组件，位于该基板上；

一第一线路，接触具有该第二板材位于其上的该第一板材的一侧，以电性连接至该组件；以及

一第二线路，接触不具有该第二板材位于其上的该第一板材的另一侧，以电性连接至该组件，

其中该第一板材的热膨胀系数高于该第二板材的热膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的线路保护装置，其中该第一板材的热膨胀系数介于5.0ppm/K至50.0ppm/K，且该第二板材的热膨胀系数介于1.0ppm/K至30.0ppm/K之间。

3.根据权利要求1所述的线路保护装置，其中该第一板材与该第二板材的热膨胀系数比例介于1∶0.2至1∶0.9之间。

4.根据权利要求1所述的线路保护装置，其中该组件包括发光二极管、芯片、电容、或电感。

5.根据权利要求1所述的线路保护装置，其中该基板包括印刷电路板、金属核心印刷电路板、或集成电路板。

6.一种线路保护装置的作动方式，包括：

提供根据权利要求1所述的线路保护装置；

提供一驱动电流由该第一线路流经该组件后流至该第二线路以作动该组件；

该组件所发的热将传递至该基板，使该基板的该第一板材与该第二板材膨胀；以及

当该基板的温度过热时，具有该第二板材形成其上的该第一板材的一侧将翘曲，使该第一线路无法接触该第一板材的一侧进而无法电性连接至该组件。

7.一种线路保护装置，包括：

一第一组件，位于该基板上；以及

一第一线路，接触具有该第二板材位于其上的该第一板材的一侧，以电性连接至该第一组件；以及

一第二线路，接触不具有该第二板材位于其上的该第一板材的另一侧，以电性连接至该第一组件；

一第三线路，位于该第二板材上且与该第二板材相隔一段距离，且该第三线路电性连接至一第二组件，

8.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该第一板材的热膨胀系数介于1.0ppm/K至30.0ppm/K之间，且该第二板材的热膨胀系数介于5.0ppm/K至50.0ppm/K之间。

9.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该第一板材与该第二板材的热膨胀系数比例介于1∶0.2至1∶0.9之间。

10.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该第一组件包括发光二极管、芯片、电阻、电容、或电感。

11.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该第二组件包括发光二极管、芯片、电阻、电容、或电感。

12.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该基板包括印刷电路板、金属核心印刷电路板、或集成电路板。

13.根据权利要求7所述的线路保护装置，其中该第二板材与该第三线路相隔的距离介于0.05mm至10.00mm之间。

14.一种线路保护装置的作动方式，包括：

提供根据权利要求7所述的线路保护装置；

提供一驱动电流由该第一线路流经该组件后流至该第二线路以作动该第一组件；

该第一组件所发的热将传递至该基板，使该基板的该第一板材与该第二板材膨胀；以及

当该基板的温度过热时，具有该第二板材形成其上的该第一板材的一侧将翘曲，使该第一线路无法接触该第一板材的一侧进而无法电性连接至该第一组件，并使该第三线路接触该第二板材进而电性连接至该第二组件。