CN102630330B - 金属膜表面贴装熔断器 - Google Patents

Abstract

芯片熔断器包括设置在被沉积在衬底上且被层压在一起的相应多个绝缘玻璃层之间的多个平行可熔链接层。可熔链接层在不需要通孔的情况下被互连在玻璃层之间。所述多个可熔链接层中的第一个延伸超过设置在芯片熔断器上的盖和玻璃层中的一个以形成第一电端子连接。所述多个可熔链接层中的另一个也延伸超过盖和玻璃层中的另一个以形成第二电端子连接。

Description

金属膜表面贴装熔断器

技术领域

本发明的实施例涉及电路保护器件的领域。更特别地，本发明涉及被配置为在高环境温度环境中向电路提供过电流保护的金属膜表面贴装熔断器。

背景技术

金属膜电流保护器件被用来保护其中板上的空间限制受到重视的电路组件。通常，特定电路所需的电流或电压容量越大，熔断器尺寸越大。然而，受保护电路被安装在其上面的电路板上的可用面积（real estate）是非常有限的。另外，这些熔断器被用于迫使需要温度稳定性和性能可靠性的高电流和高环境温度环境中。

已提供了可安装在电路板上的超小型熔断器以针对高电压和/或高电流使用来保护电路。例如，已采用了具有设置在衬底上以形成层压结构的多个金属化层的微型熔断器。层被使用金属化孔或通孔根据特定的应用串联地或并联地互连。该层被在特定的位置处穿孔并使用导电膏金属化以形成互连通孔。在熔断器的端上形成了端盖或垫以提供到被保护的电路的连接。然而，产生通孔并进行金属化以将各层互连要求增加的制造时间和成本以保证过程和器件可靠性。因此，需要提供一种被配置为在允许减少的制造时间和关联成本的同时在高环境温度环境中提供性能可靠性的芯片熔断器。

发明内容

本发明的示例性实施例针对一种芯片熔断器。在示例性实施例中，芯片熔断器包括衬底、设置在衬底上的多个可熔链接层，每层具有被电连接到另一层的一端的至少一端。多个绝缘层被设置在所述多个可熔链接层之间。所述多个绝缘层被设置在衬底上。

在另一示例性实施例中，芯片熔断器包括衬底、多个可熔链接层、多个绝缘层和盖。第一绝缘层被设置在衬底上。第一可熔链接层被设置在第一绝缘层上，其中，第一可熔链接层具有第一端和第二端。第一端限定用于到电路的连接的第一端子部分。第二绝缘层被至少部分地设置在第一可熔链接层上。第二可熔链接层被设置在第二绝缘层上。第二可熔链接层具有第一端和第二端。第二可熔链接层的第一端被连接到第一可熔链接层的第二端。第三绝缘层被至少部分地设置在第二可熔链接层上。第三可熔链接层被设置在第三绝缘层上。第三可熔链接层具有被连接到第二可熔链接层的第二端的第一端和限定用于到电路的连接的第二端子部分的第二端。

附图说明

图1举例说明依照本发明的实施例的芯片熔断器的横截面图。

图2举例说明依照本发明的实施例的限定图1所示的芯片熔断器的多个层的分割顶视平面图。

图3是依照本发明的实施例的芯片熔断器的替换实施例的横截面图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图来更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，可以以许多不同形式来体现本发明，并且不应将其理解为局限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了本公开将是透彻和完整的，并将向本领域的技术人员完全传达本发明的范围。在图中，相同的附图标记自始至终指示相同的元件。在以下描述和/或权利要求中，可以使用术语“设置在上面”以及其派生词。在特定实施例中，可以使用“设置在上面”来指示两个或更多层相互处于直接物理和/或电接触。然而，设置在上面还可以意指两个或更多层可以不相互处于直接接触，而是仍可以相互合作和/或交互。另外，设置在上面还可以意指，如本文所使用的，术语“设置在上面”意图包括层。

图1是具有盖或顶层12、衬底或底层15、多个中间绝缘或玻璃层21、22、23、24和25及多个中间可熔链接层31、32、33、34和35（这些全部被层压在一起）的芯片熔断器10的横截面图。可以将盖12、玻璃层21、22、23、24和25及可熔链接层31、32、33、34和35沉积在具有期望曲率半径的底层15上以增加表面面积和关联过电流响应特性。虽然在本文中描述了五（5）个中间可熔链接层和五（5）个玻璃层，但根据期望的过电流额定值和特定电路应用，可以采用任何数目的中间层。可熔链接层31、32、33、34和35是金属导体，并且可以是例如银和/或涂敷有银合金的材料，其被以类似于蛇形的结构沉积，插入了玻璃层21、22、23、24和25。绝缘材料中的盖12可以是例如玻璃材料且可以与玻璃层21、22、23、24和25相同或不同。

第一绝缘或玻璃层21被设置在可以是陶瓷或其它类似材料的衬底15上。第一可熔链接层31被设置在第一玻璃层21上。第二玻璃层22被设置在第一可熔链接层31上，其足够用于第一端子端部31A延伸超过盖12和玻璃层22的覆盖范围以提供到电路的第一连接。第二可熔链接层32被设置在第二玻璃层22上并在端部32A被连接到第一可熔链接层31和/或与之成一整体地沉积。端部32A处的可熔链接层31和32的互连排除了对通过绝缘层形成以连接每个可熔链接层的通孔的需要。换言之，绝缘层在每个可熔链接层之间是连续的，使得不形成从中通过的通孔以连接设置在各绝缘层的顶部和底部上的可熔链接层。

第三玻璃层23被设置在第二可熔链接层32上。第三可熔链接层33被设置在第三玻璃层23上并在端部33A处被连接到第二可熔链接层32和/或与之成一整体地沉积。第四玻璃层24被沉积在第三可熔链接层33之上。第四可熔链接层34被沉积在第四玻璃层24之上并在端部34A处被连接到第三可熔链接层33和/或与之成一整体地沉积。第五玻璃层25被沉积在第四可熔链接层34之上。第五可熔链接层35被沉积在第五玻璃层25之上且在端部35A处被连接到第四可熔链接层34和/或与之成一整体地沉积。通过第五可熔链接层35延伸超过盖12的覆盖范围来形成第二端子端部35B以提供到电路的第二连接。端部32A、33A、34A和35A中的每一个呈锥形以提供可靠的互连区域，排除了对填充通孔的需要。以这种方式，由可熔链接层31、32、33、34和35形成的多个物理平行电通路被串联地电连接并被配置为在不形成用于可熔链接层之间的互连的通孔的情况下提供更高的瞬态电流脉冲容量。

图2是沉积在衬底15上的玻璃层21、22、23、24和25及可熔链接层31、32、33、34和35中的每一个的分割顶视平面图。特别地，第一可熔链接层31被沉积在第一玻璃层21上。第二玻璃层22被沉积在第一可熔连接层31上，使得第一部分31A延伸到玻璃层22的沉积的外面以形成到要可熔断地保护的电路的连接点或垫。第二可熔链接层32被沉积在第二玻璃层22上并在部分32A处被连接到第一可熔链接层31。如能够看到的，第二玻璃层22被设置在第一可熔链接层31与第二可熔链接层32之间，足以提供其之间的绝缘，除链接区域部分32A之外。

第三玻璃层23被沉积在第二可熔链接层32上以在第二和第三可熔链接层32和33之间提供绝缘层。第三可熔链接层33沉积在第三玻璃层23上并在部分33A处被连接到第二可熔链接层32。第四玻璃层23被沉积在第三可熔链接层33上以在第三和第四可熔链接层33和34之间提供绝缘层。第四可熔链接层34被沉积在第四玻璃层24上并在部分34A处被连接到第三可熔链接层33。第五玻璃层25被沉积在第四可熔链接层34上以在第四与第五可熔链接层34和35之间提供绝缘层。第五可熔链接层35被沉积在第五玻璃层25上并在部分35A处被连接到第四可熔链接层34。未示出的盖12被沉积在第五可熔链接层35上，使得部分35B被暴露以形成到要可熔断地保护的电路的连接点或垫。

图3是具有盖或顶层112、衬底或底层115、多个中间绝缘或玻璃层121、122、123、124和125及多个中间可熔链接层131、132、133、134和135（这些全部被层压在一起）的芯片熔断器100的替换实施例的横截面图。盖112、玻璃层121、122、123、124和125及可熔链接层131、132、133、134和135可以具有沉积在底层115上的基本上平面的几何结构。虽然在本文中描述了五（5）个中间可熔链接层和五（5）个玻璃层，但根据期望的过电流额定值和特定电路应用，可以采用任何数目的中间层。另外，为了便于解释，将芯片熔断器100的一端命名为A并将芯片熔断器100的第二端命名为B。可熔链接层131、132、133、134和135是金属导体，并且可以例如是以类似于蛇形的结构沉积的银，插入了玻璃层121、122、123、124和125。第一绝缘或玻璃层121被沉积在衬底115上，其可以是陶瓷或其它类似材料。第一可熔链接层131被沉积在第一玻璃层121上。第二玻璃层122被沉积在第一可熔链接层131上，其足够用于通过可熔链接层131延伸超过盖112和玻璃层122和124的覆盖范围来限定第一端子131A以提供到电路的第一连接。第二可熔链接层132被沉积在第二玻璃层122上且在端部A附近被连接到第一可熔链接层131和/或与之成一整体地沉积。

可熔链接层之间的每个互连排除了对通过玻璃层形成以连接每个可熔链接层的通孔的需要。第三玻璃层123被沉积在第二可熔链接层132上并在端部B附近与第一玻璃层121相连。第三可熔链接层133被沉积在第三玻璃层123上并在端部A附近被连接到第二可熔链接层132和/或与之成一整体地沉积。第四玻璃层124被沉积在第三可熔链接层133上并在端部A附近与第二玻璃层122相连。第四可熔链接层134被沉积在第四玻璃层124上并在端部B附近被连接到第三可熔链接层133和/或与之成一整体地沉积。第五玻璃层125被沉积在第四可熔链接层134上并在端部B附近被连接到第三玻璃层123。第五可熔链接层135被沉积在第五玻璃层125上并在端部A附近被连接到第四可熔链接层134和/或与之成一整体地沉积。通过第五可熔链接层135延伸超过盖112的覆盖范围来形成第二端子135B以提供到电路的第二连接。

虽然已参考某些实施例公开了本发明，但在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的领域和范围的情况下，可以对所述实施例进行许多修改、变更和改变。因此，意图在于本发明不限于所述实施例，而是其具有由以下权利要求及其等价物的语言限定的完整范围。

Claims (18)

1.一种芯片熔断器，包括：

衬底；

多个可熔链接层，其被设置在所述衬底上，每个层具有第一端和第二端；以及

多个绝缘层，其被设置在所述多个可熔链接层之间，所述多个绝缘层被设置在所述衬底上；

其中所述多个可熔链接层中的第一个的所述第一端和所述多个可熔链接层中的第二个的所述第二端延伸超过设置在所述多个可熔链接层之间的所述多个绝缘层中的一个并且在所述多个可熔链接层中的第一个的所述第一端和所述多个可熔链接层中的第二个的所述第二端延伸超过设置在所述多个可熔链接层之间的所述多个绝缘层中的一个的情况下彼此处于直接物理接触和电接触；并且

其中所述多个可熔链接层中的第二个的所述第一端和所述多个可熔链接层中的第三个的所述第二端延伸超过设置在所述多个可熔链接层之间的所述多个绝缘层中的一个并且在所述多个可熔链接层中的第二个的所述第一端和所述多个可熔链接层中的第三个的所述第二端延伸超过设置在所述多个可熔链接层之间的所述多个绝缘层中的一个的情况下彼此处于直接物理接触和电接触。

2.权利要求1的芯片熔断器，还包括设置在所述多个可熔链接层和所述多个绝缘层上的绝缘盖。

3.权利要求2的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层中的至少一个具有限定端子部分的一端。

4.权利要求3的芯片熔断器，其中，所述端子部分是第一端子部分，所述芯片熔断器还包括在所述多个可熔链接层中的最后一个的一端处限定的第二端子部分，所述绝缘盖被配置为使所述第一和第二端子部分暴露，其中，所述第一和第二端子部分限定到电路的连接点。

5.权利要求2的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层、所述多个绝缘层、所述盖和所述衬底全部被层压在一起。

6.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层中的至少一个具有相对于所述衬底的曲率半径，使得所述多个可熔链接层中的所述至少一个的表面面积与特定过电流响应特性相关联。

7.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层中的每一个具有相对于所述衬底的曲率半径，使得所述多个可熔链接层的表面面积与特定过电流响应特性相关联。

8.权利要求7的芯片熔断器，还包括设置在所述多个可熔链接层和所述多个绝缘层上的绝缘盖，所述盖具有与所述多个可熔链接层的曲率半径相对应的曲率半径。

9.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层的所述端中的每一个呈锥形以提供其之间的可靠电连接。

10.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个可熔链接层被相对于彼此物理上平行地设置在所述衬底上。

11.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个绝缘层被相对于彼此物理上平行地设置在所述衬底上。

12.权利要求4的芯片熔断器，其中，所述第一端子部分限定用于到所述电路的第一连接的垫。

13.权利要求4的芯片熔断器，其中，所述第二端子部分限定用于到所述电路的第二连接的垫。

14.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个绝缘层中的第一个被设置在所述衬底的顶面与所述多个可熔链接层中的第一个之间。

15.权利要求1的芯片熔断器，其中，所述多个绝缘层和所述多个可熔链接层相对于所述衬底是基本上平面的。

16.一种芯片熔断器，包括：

衬底；

第一绝缘层，其被设置在所述衬底上；

第一可熔链接层，其被设置在所述第一绝缘层上，所述第一可熔链接层具有第一端和第二端，所述第一端限定用于到电路的连接的第一端子部分；

第二绝缘层，其被至少部分地设置在所述第一可熔链接层上；

第二可熔链接层，其被设置在所述第二绝缘层上，所述第二可熔链接层具有第一端和第二端，其中所述第二可熔链接层的所述第一端和所述第一可熔链接层的所述第二端延伸超过所述第二绝缘层并且在所述第二可熔链接层的所述第一端和所述第一可熔链接层的所述第二端延伸超过所述第二绝缘层情况下彼此处于直接物理接触和电接触；

第三绝缘层，其被至少部分地设置在所述第二可熔链接层上；以及

第三可熔链接层，其被设置在所述第三绝缘层上，所述第三可熔链接层具有第一端和第二端，其中所述第三可熔链接层的所述第一端和所述第二可熔链接层的所述第二端延伸超过所述第三绝缘层并且在所述第三可熔链接层的所述第一端和所述第二可熔链接层的所述第二端延伸超过所述第三绝缘层情况下彼此处于直接物理接触和电接触，并且所述第三可熔链接层的所述第二端限定用于到电路的连接的第二端子部分。

17.权利要求16的芯片熔断器，其中，所述第一、第二和第三可熔链接层形成从所述第一端子部分至所述第二端子部分的连续导电路径。

18.权利要求16的芯片熔断器，还包括设置在所述可熔链接层和所述绝缘层上的绝缘盖，所述绝缘盖被配置为使所述第一和第二端子部分暴露。