CN102623273A - 小型熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种小型熔断器，由两个接线端子、基板、熔体和灭弧玻璃层组成，所述熔体位于陶瓷片表面，两个接线端子分别与熔体两端电连接，灭弧玻璃层覆盖于所述熔体表面，所述灭弧玻璃层为一灭弧玻璃片，此灭弧玻璃片由硼硅酸铅玻璃组成，该灭弧玻璃片与所述熔体接触的表面具有若干微纳米孔洞，所述熔体由含有球形或近球形金属颗粒的导电浆料通过丝网应刷形成，此金属颗粒为80~100纳米，且金属颗粒内中心区具有中空区；所述微纳米孔洞孔径为20~500nm，此微纳米孔洞之间间隔为微纳米孔洞孔径的1~5倍，所述微纳米孔洞的孔深约为所述孔径的1~10倍。本发明小型熔断器能有效避免拉弧现象，并提供较高的绝缘阻抗。

Description

小型熔断器

技术领域

本发明涉及熔断器技术领域，具体涉及一种小型熔断器。

背景技术

由于电子产品越来越向小型化，作为电路保护的熔断器也向小体积的方向发展。不仅如此，由于熔断器是一种用于保护回路的原件，很多场合下还要求熔断器具备很高的可靠性，由此对熔断器的各方面设计提出了更高的要求。

熔断器熔丝形成方式有多种（1）制备合金，将合金拉成丝，（2）将金属粉体制备成浆料，用丝印工艺印刷到基板上，（3）用真空溅射的方法将金属溅射到基板上。

通常制备熔丝的材料为各种金属粉体（通常为球形或近球形），使用高分子材料混合后配制成浆料，这些金属分粉体均为实心材料。其熔点较高，熔断能力较差，在大电流熔断时形成的金属蒸汽较多，不利于提供较好的分断能力，容易产生拉弧现象。

发明内容

本发明目的是提供一种小型熔断器，此小型熔断器能有效避免拉弧现象，并提供较高的绝缘阻抗。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种小型熔断器，由两个接线端子、基板、熔体和灭弧玻璃层组成，所述熔体位于基板表面，两个接线端子分别与熔体两端电连接，灭弧玻璃层覆盖于所述熔体表面，所述灭弧玻璃层为一灭弧玻璃片，此灭弧玻璃片由硼硅酸铅玻璃组成，该灭弧玻璃片与所述熔体接触的表面具有若干微纳米孔洞，所述熔体由含有球形或近球形金属颗粒的导电浆料通过丝网应刷形成，此导电浆料由玻璃相、有机载体和所述金属颗粒组成；此金属颗粒为80~100纳米，且金属颗粒内中心区具有中空区。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述灭弧玻璃片通过以下步骤获得：

步骤一、在所述灭弧玻璃片表面通过旋涂涂覆一压印胶层；

步骤二、将下表面具有若干微纳米直径的凸点的模具压在所述压印胶层上，此时，所述模具下表面与涂覆感光胶层接触，所述凸点的直径为20~500nm，高宽比为1：1~10；通过热压法或者紫外感光法使压印胶层固化。

步骤三、将步骤二中所述模具从压印胶层表面移除；

步骤四、采用干法离子刻蚀方法刻蚀经步骤三的所述灭弧玻璃片，从而在此灭弧玻璃片表面形成若干所述微纳米孔洞，此微纳米孔洞的直径为20~500nm；

步骤五、清洗去除残留的所述压印胶层。

2、上述方案中，所述基板为氧化铝陶瓷片或者滑石瓷片或者玻璃片或者氮化铝陶瓷片。

3、上述方案中，所述微纳米孔洞孔径为20~500nm，此微纳米孔洞之间间隔为微纳米孔洞孔径的1~5倍，所述微纳米孔洞的孔深约为所述孔径的1~10倍。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果： 

本发明小型熔断器通过使用纳米尺寸的粉体使金属的熔点出现明显的下降，熔断能力更为出色。中空的金属粉体在大电流熔断时形成的金属蒸汽较少，有利于提供较好的分断能力，减少拉弧；其次，本发明小型熔断器的灭弧玻璃片与熔体接触的表面具有若干微纳米孔洞，从而能够提供较好的灭弧能力以及较高的绝缘阻抗。

附图说明

图1为本发明小型熔断器结构示意图一；

图2为本发明小型熔断器结构示意图二；

图3-4为本发明灭弧玻璃层制作流程图；

图5为本发明灭弧玻璃层结构示意图；

图6为本发明中空结构的金属颗粒SEM照片。   

以上附图中： 1、灭弧玻璃层；2、微纳米孔洞；3、压印胶层；4、凸点；5、模具；6、基板；7、熔体；8、接线端子。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种小型熔断器，如附图所示，由两个接线端子8、基板6、熔体7和灭弧玻璃层组成，所述熔体位于基板表面，两个接线端子8分别与熔体两端电连接，灭弧玻璃层覆盖于所述熔体表面，所述灭弧玻璃层为一灭弧玻璃片，此灭弧玻璃片1由硼硅酸铅玻璃组成，该灭弧玻璃片1与所述熔体接触的表面具有若干微纳米孔洞2，所述熔体由含有球形或近球形金属颗粒的导电浆料通过丝网应刷形成，此导电浆料由玻璃相、有机载体和所述金属颗粒组成；此金属颗粒为80~100纳米，且金属颗粒内中心区具有中空区。纳米中空结构的金属颗粒，如附图6所示，通过金离子和其他金属发生置换反应，将预先制备好的金属纳米粒子作为牺牲模板来生成中空金球，具体操作如下：选择粒径为80nm 左右的活泼性金属Al纳米球，置于一定浓度的氯金酸溶液中，缓慢搅拌待溶液颜色由黄色转变为无色后，加入一定浓度的盐酸，搅拌至无气泡冒出时，离心、洗涤、烘干后得到黑色的纳米金球。

上图为制备出的纳米金球的投射电镜图片，通过图片可以明显看出该纳米球为中空结构，粒径为80 nm或者90 nm或者100 nm。

上述灭弧玻璃片1通过以下步骤获得：

步骤一、在所述灭弧玻璃片1表面通过旋涂涂覆一压印胶层3；

步骤二、将下表面具有若干微纳米直径的凸点4的模具5压在所述压印胶层3上，此时，所述模具下表面与涂覆感光胶层接触，所述凸点的直径为20~500nm，高宽比为1：1或者3或者7或者10；通过热压法或者紫外感光法使压印胶层固化。

步骤三、将步骤二中所述模具5从压印胶层3表面移除；

步骤四、采用干法离子刻蚀方法刻蚀经步骤三的所述灭弧玻璃片1，从而在此灭弧玻璃片1表面形成若干所述微纳米孔洞2，此微纳米孔洞2的直径为20~500nm；

步骤五、清洗去除残留的所述压印胶层3。

上述压印胶层3由聚甲基丙烯酸甲酯组成。

上述基板为氧化铝陶瓷片或者滑石瓷片或者玻璃片或者氮化铝陶瓷片。

上述微纳米孔洞2孔径为20 nm或者100 nm或者200 nm或者300 nm或者500nm，此微纳米孔洞2之间间隔为微纳米孔洞2孔径的1~5倍，所述微纳米孔洞2的孔深约为所述孔径的1倍或者3倍或者7倍或者10倍倍。

视用途的需要有不同的电极引出方式，例如可以用引线将电极引出以方便使用通孔焊接的设计，也可以直接使用背电极的方式制成贴片元件。

可以用环氧、PPS、陶瓷、玻璃封装。

本实施例使用纳米尺寸的空心金属粉体（球形或近球形）为导电材料制备的浆料。通过使用纳米尺寸的粉体使金属的熔点出现明显的下降，熔断能力更为出色。中空的金属粉体在大电流熔断时形成的金属蒸汽较少，有利于提供较好的分断能力，减少电弧。

本实施例用于小型熔断器的灭弧玻璃为一种微纳米结构的多孔玻璃，其成分为硼硅酸铅玻璃。其表面有分布均匀的孔，孔径约为20 nm或者100 nm或者200 nm或者300 nm或者500nm，其间隔约为孔径的1倍或者3倍或者5倍，孔深约为孔径的1倍或者3倍或者7倍或者10倍。

在熔断的瞬间熔丝气化形成金属蒸汽，向四周飞溅，在此过程中飞溅的金属蒸汽会形成导电通道，导电通道在两端高电压的作用下产生电弧。多孔灭弧玻璃的作用在于吸收金蒸汽阻断导电通道、抑制电弧、避免熔断器因电弧而烧毁。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型熔断器，由两个接线端子（8）、基板（6）、熔体（7）和灭弧玻璃层组成，所述熔体位于基板（6）表面，此两个接线端子（8）分别与熔体（7）两端电连接，灭弧玻璃层覆盖于所述熔体表面，其特征在于：所述灭弧玻璃层为一灭弧玻璃片（1），此灭弧玻璃片（1）由硼硅酸铅玻璃组成，该灭弧玻璃片（1）与所述熔体接触的表面具有若干微纳米孔洞（2），所述熔体由含有球形或近球形金属颗粒的导电浆料通过丝网印刷形成，此导电浆料由玻璃相、有机载体和所述金属颗粒组成；此金属颗粒为80~100纳米，且金属颗粒内中心区具有中空区。

2.根据权利要求1所述的小型熔断器，其特征在于：所述灭弧玻璃片（1）通过以下步骤获得：

步骤一、在所述灭弧玻璃片（1）表面通过旋涂涂覆一压印胶层（3）；

步骤二、将下表面具有若干微纳米直径的凸点（4）的模具（5）压在所述压印胶层（3）上，此时，所述模具下表面与涂覆感光胶层接触，所述凸点的直径为20~500nm，高宽比为1：1~10；通过热压法或者紫外感光法使压印胶层固化。

3.步骤三、将步骤二中所述模具（5）从压印胶层（3）表面移除；

步骤四、采用干法离子刻蚀方法刻蚀经步骤三的所述灭弧玻璃片（1），从而在此灭弧玻璃片（1）表面形成若干所述微纳米孔洞（2），此微纳米孔洞（2）的直径为20~500nm；

步骤五、清洗去除残留的所述压印胶层（3）。

4.根据权利要求1所述的小型熔断器，其特征在于：所述基板（6）为氧化铝陶瓷片或者滑石瓷片或者玻璃片或者氮化铝陶瓷片。

5.根据权利要求1所述的小型熔断器，其特征在于：所述微纳米孔洞（2）孔径为20~500nm，此微纳米孔洞（2）之间间隔为微纳米孔洞（2）孔径的1~5倍，所述微纳米孔洞（2）的孔深约为所述孔径的1~10倍。

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