CN106057603B - 一种悬空表面贴装熔断器 - Google Patents

Abstract

一种新型悬空表面贴装熔断器，包括上基板，下基板，设置在上、下基板之间的熔丝和设置在上、下基板左右两端的端部电极，所述上基板和下基板在其对接面上分别设有凹槽，熔丝经过所述凹槽，其特征在于：所述上基板、下基板的对接面均设有非平面波动结构，且上、下基板的非平面波动结构形状契合，熔丝从所述非平面波动结构上经过。本发明表面贴装熔断器可以用于更小电流电路中的过流熔断保护，具有高抗雷击特性，防爆且体积微小的优点。

Description

一种悬空表面贴装熔断器

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种熔断器。

背景技术

表面贴装过电流熔断器具有尺寸小、安装方便等特点，当电路中的电流超过了设备使用的安全值时，电路中串接的表面贴装过电流熔断器中的熔丝会因电流过大发热而熔断，及时断开了电路，避免电路中的用电设备的损坏。然而表面贴装过电流熔断器往小尺寸规格下发展时，熔断器内腔中的熔丝很容易与外壳材料的内壁碰触，这样就容易导致在过电流下熔丝产生的热被外壳材料吸收走，熔丝的温度因不能及时达到熔断的温度而增长熔断反应的时间甚至不熔断，这样熔断器就不能在过电流电路中起到预期的保护作用。

为了解决这种问题，中国专利200810092353.3、200910007157.6以及201610089330.1公开了一种悬空熔丝型表面贴装熔断器及其制备方法，结构为两层或多层中间带凹槽的或绝热的阻燃基板通过胶粘剂并施压粘合在一起，熔丝就位于层与层之间，并且中间有一部分熔丝悬空于凹槽之中，解决了熔丝贴壁的问题，且工艺简单易操作。但是这种设计中的基板都为平面结构，一般熔丝的长度就等于基板的长度，要侦测更小的电流就需要增加熔丝的阻值，从而产生足够的内聚热来熔断，由于长度上的限制只能通过减小熔丝丝径或采用电阻率较高的熔丝，这样相应的就减少了10倍的熔断时间和抗雷击效果以及增加了丝材选取的难度和成本。此外，这种直的熔丝较弯曲的熔丝抗雷击效果差。

在上述专利的基础上，熔丝可以采取斜拉的方式，这样增加的熔丝长度很小，同样基板的长度尺寸大大限制了可采用的熔丝长度。如果采用以玻纤线为载体，将熔丝绕在玻纤线上组成一个熔体，通过增加玻纤线上熔丝绕的圈数可以增加熔丝的长度，这样熔体整体的直径尺寸偏大，但是这种方式会导致在基板热压过程中由于玻纤线的毛细管效应会吸收胶粘剂，一方面胶粘剂的会减少影响基板与基板的结合强度，另一方面由于胶粘剂吸收到熔体中甚至引入到凹槽中会影响凹槽中灭弧材料对熔体的接触以及占据了凹槽内的空间。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种非平面的基板内壁，可以增加熔丝长度，进而可用于小电流电路保护的表面贴装熔断器。

为实现上述技术目的，本发明公开的技术方案为：

一种悬空表面贴装熔断器，包括上基板，下基板，设置在上、下基板之间的熔丝和设置在上、下基板左右两端的端部电极，所述上基板和下基板在其对接面上分别设有凹槽，熔丝经过所述凹槽，其特征在于：所述上基板、下基板的对接面均设有非平面波动结构，且上、下基板的非平面波动结构形状契合，熔丝从所述非平面波动结构上经过。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述上基板由上盖板和上内壁贴层构成，所述下基板由下盖板和下内壁贴层构成，所述上内壁贴层的上表面紧贴上盖板下表面，所述下内壁贴层下表面紧贴下盖板上表面，所述非平面波动结构设置在上内壁贴层与下内壁贴层上，熔丝从上内壁贴层与下内壁贴层之间穿过。

所述非平面波动结构的宽度可小于上、下基板对接面的宽度。

所述上基板、下基板对接面的两侧设有定位凹槽，熔丝两端嵌在所述定位凹槽中。

所述上基板、下基板之间设有一层以上的夹层，所述夹层的上、下表面与上基板、下基板的对接面或相邻夹层的表面贴合，夹层对应所述凹槽的位置设有通孔，所述夹层与上、下基板之间或相邻夹层之间均设有熔丝，熔丝从设置通孔的位置经过，不同层的熔丝均与所述端部电极形成电连接。

所述凹槽、通孔中填充有灭弧材料。

所述夹层表面的左右两侧设有定位凹槽，对应的熔丝的两端嵌在所述定位凹槽中。

所述凹槽设置在所述非平面波动结构的区域范围内。

所述非平面波动结构上的波形为连续的曲面构成的弧形波、不同方向的直面构成的三角形波或梯形波，横向直面与纵向直面构成的方形波或若干垂直于对接面的板状凸棱构成的梳形波中的任一种。

有益效果：

（1）本发明表面贴装熔断器上下基板的对接面及夹层采用非平面波动结构，可增加紧贴其上的熔丝的长度，即增加了熔丝的阻值，可以应用在更小电流电路中的熔断保护；通过在上下基板非平面的对接面上开设有凹槽以及夹层开设有通孔，可以实现其间熔丝悬空的状态，可以有效防止熔丝因贴壁导致的在过电流情况下熔断不及时或不熔断的现象。本发明表面贴装熔断器可以用于更小电流电路中的过流熔断保护，具有高抗雷击特性，防爆且体积微小的片式结构。

（2）本发明的上下基板之间根据需要可以增加至少一层夹层，熔丝位于基板与夹层之间或夹层与夹层之间，增加一层夹层即可增加一层熔丝，不同层之间的熔丝相互并联并都与端面电极电连接，多层并联的熔丝可以分担电路中的电流，当电路中的电流过大时，过大的电流会分担到更多层的熔丝上，从而分担熔断过程中造成的破坏力，进而避免熔断器因熔断过程的破坏力过大而导致的破损并对周围的器件造成破坏。

（3）本发明的上下基板上的凹槽和夹层通孔中均可填充灭弧材料，组装完成后，灭弧材料可以包裹经过凹槽或通孔的熔丝，吸收熔丝因过大的电流而熔断产生的能量，防止对熔断器本身造成爆炸性的损害，另一方面灭弧材料可以防止在熔丝熔断的过程中产生拉弧现象并及时熄灭掉期间产生的电弧。

附图说明

图1为第一实施例实施方式1中侧放的表面贴装熔断器的立体结构示意图；

图2为图1中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图3为第一实施例实施方式2中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图4为第一实施例实施方式3中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图5为第一实施例实施方式4中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图6为第一实施例实施方式5中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图7为第一实施例实施方式5中表面贴装熔断器的侧放局部剖面图；

图8为第二实施例中表面贴装熔断器的侧放局部剖面图；

图9为第三实施中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图10为第四实施中表面贴装熔断器的侧放剖面图；

图11为第五实施例中表面贴装熔断器的侧放局部剖面图；

图12为第六实施例中表面贴装熔断器的侧放局部剖面图;

上图中，110-上基板，120-下基板，210-凹槽，310-熔丝，400-表面端电极，500-端面电极，600-夹层，700-非平面波动结构，800-定位凹槽，910-上内壁贴层，920-下内壁贴层，1000-通孔，1100-灭弧材料。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术效果，下面结合附图与具体实施例与对本发明做进一步的说明。

第一实施例

如图1和图2所示的一种悬空表面贴装熔断器，包含上基板110和下基板120，熔丝310位于上基板110和下基板120之间。组装在一起的上基板110与下基板120左右两端均设有端部电极，所述端部电极包括覆盖在上基板上表面两端、下基板下表面两端的表面端电极400和覆盖在上下基板左右两个端面上的端面电极500，所述表面端电极400与端面电极500结构上连接，构成包覆上、下基板端部的“]”形结构， 所述端面电极500与熔丝310和表面端电极400形成电连接。

所述上基板110和下基板120在对接面的中部设有一个以上的凹槽210，上基板110和下基板120上的凹槽210对接后形成容腔，熔丝310穿过所述容腔，位于所述容腔中的部分悬空。所述上基板110和下基板120在对接面的两侧还设有定位凹槽800，用于限制熔丝310的装配位置。所述定位凹槽800中可以设置铜层，作为连接端面电极500和熔丝310的内电极。

所述上基板110和下基板120可采用陶瓷、高分子材料、复合材料等电绝缘良好的、表面抗拉弧良好的、具有一定抗冲击强度的材料。

所述上基板110和下基板120的对接面具有非平面波动结构700，熔丝310从上、下基板中穿过，与非平面波动结构700的表面贴合，使熔丝310随着所述非平面波动结构700的波形做适应性变形，形成弯曲的熔丝，增加了熔丝的长度。

如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示的实施方式1至实施方式5，所述非平面波动结构700上的波形可以是由连续的曲面构成的弧形波（如图2）、由不同方向的直型倾斜面构成的三角形波（如图3），由横向直面与纵向直面构成的方形波（如图4），由倾斜面与直面构成的梯形波（如图5）或由若干垂直于对接面的板状凸棱构成的梳形波（如图6、7）等。所述实施方式1至实施方式3中，上、下基板的非平面波动结构700要能完全贴合，在非平面波动结构700上根据具体波形的特征设置多个凹槽210，且上基板110和下基板120上的凹槽210相对应。在所述实施方式5中，上基板110上的凸棱与下基板120上的凸棱上下错开相嵌，上基板110和下基板120上的凹槽210也错开设置。

具体的制造方法如下：

（1）具有非平面波动结构700的上基板110和下基板120可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压形成所需的波形对接面，然后再固化成形。或者，也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现波形对接面。

（2）所述的上基板110和下基板120对接面通过蚀刻或机械加工的方式形成所需的凹槽210。

（3）所述的上基板110和下基板120对接面两侧通过蚀刻或机械加工的方式形成定位凹槽800。

（4）通过金属铜薄片压合或溅射电镀的方式在所述的上基板110和下基板120上下两侧的左右两端形成金属薄层，再对该金属薄层按照所需尺寸蚀刻出表面端电极400。

（5）将熔丝310置于上基板110或下基板120之上，并放置在两侧的定位凹槽800中，使熔丝经过凹槽210。

（6）所述上基板110和下基板120在对接面上涂有胶粘剂并通过冷压或热压的方式粘结为一个整体，组装时，上基板110和下基板120对接面上的凹槽210要上下对准或错开对应。

（7）通过溅射的方式在上基板110和下基板120左右两端的端面形成薄薄的一层金属铜层，构成所述端面电极500，再通过电镀的方式在表面端电极400和端面电极500外侧分别形成铜、镍和锡层。

第二实施例

如图8所示，在第一实施例的基础上，所述上基板110、下基板120均为由具有非平面波动结构700的内壁贴层和外部盖板构成的组装结构，所述上基板110由上盖板和上内壁贴层910构成，所述下基板120由下盖板和下内壁贴层920构成，所述上内壁贴层910的上表面紧贴上盖板下表面，所述下内壁贴层920下表面紧贴下盖板上表面，上内壁贴层910与下内壁贴层920的非平面波动结构700形状契合，熔丝310从上内壁贴层910与下内壁贴层920之间穿过。与第一实施例不同，本实施例的好处在于，当上内壁贴层910与下内壁贴层920上的凹槽210设置的深度较深时，加上了上盖板和下盖板能够防止凹槽底部的壁厚过薄降低熔断器的分断能力，或者将凹槽210替换成通孔，可进一步降低制造难度。

具体的制造方法如下：

（1）所述上内壁贴层910和下内壁贴层920可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压成所需的波动结构，然后再固化成形。或者，也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现波动结构。

（2）将上内壁贴层910和下内壁贴层920平面一侧涂上胶粘剂并通过冷压或热压的方式与上、下盖板粘结在一起，形成上基板110、下基板120。

（3）在上内壁贴层910和下内壁贴层920的对接面上通过蚀刻或机械加工的方式形成所需的凹槽210。

（4）所述上内壁贴层910和下内壁贴层920的对接面两侧通过蚀刻或机械加工的方式形成定位凹槽800。

（5）通过金属铜薄片压合或溅射电镀的方式在所述的上基板110和下基板120左右两侧的上下两端形成金属薄层，再对所述金属薄层按照所需尺寸进行蚀刻，形成表面端电极400。

（6）将熔丝310置于上基板110或下基板120之上，并放置在两侧的定位凹槽800中，并使熔丝310经过凹槽210。

（7）所述上基板110和下基板120在对接面上涂有胶粘剂并通过冷压或热压的方式粘结为一个整体，组装时，上基板110和下基板120对接面上的凹槽210要上下对准。

（8）通过溅射的方式在上基板110和下基板120左右两端的端面形成薄薄的一层金属铜层，构成所述端面电极500，再通过电镀的方式在表面端电极400和端面电极500外侧分别形成铜、镍和锡层。

第三实施例

如图9所示，在第一实施例的基础上，所述的非平面波动结构700的宽度设为小于上基板110和下基板120对接面的宽度。

本实施例也可以在第二实施例的基础上进行改进，在上盖板和下盖板的内表面设置长方形凹槽，上内壁贴层910与下内壁贴层920宽度小于所述长方形凹槽宽度，将上内壁贴层910与下内壁贴层920分别放入上盖板和下盖板的长方形凹槽中，即贴合而成上基板110和下基板120。

第四实施例

如图10所示，在第一实施例的基础上，所述的非平面波动结构700可以通过改变波峰的高度、波长的长度和波的个数来调整内部熔丝的长度。

第五实施例

如图11所示，在第一、第二、第三和第四实施例的基础上，在上基板110和下基板120之间根据需要增加至少一层夹层600，所述的夹层600可采用陶瓷、高分子材料、复合材料等电绝缘良好的、表面抗拉弧良好的、具有一定抗冲击强度的材料制成。所述的夹层600亦设有非平面波动结构700，表面与邻近的上基板110、下基板120的对接面或其他夹层600的表面完全贴合，夹层600对应上、下基板上凹槽210的位置开设有通孔1000，熔丝从所述通孔1000的位置经过。夹层600两侧亦设有定位凹槽800，夹层600与上下基板之间，相邻夹层600之间均设有熔丝，各层熔丝两端与端部电极电连接，不同层的熔丝310即以并联的方式分布在了本实施例熔断器中，可用于分担电流。

具体的制造方法如下：

（1）所述的夹层600可以通过具有特定形状的成型模具将原材料冷压或热压成所需的形状，然后再固化成形。或者，也可以先固化材料后通过蚀刻或机械加工的方式实现所需的形状。

（2）在夹层600上通过蚀刻或机械加工的方式形成所需的通孔1000。

（3）所述的夹层600的两侧通过蚀刻或机械加工的方式形成定位凹槽800。

（4）将熔丝310置于上基板110或下基板120或夹层600之上并穿过两侧的定位凹槽800以及经过凹槽210或通孔1000。

（5）将上基板110和下基板120对接面以及夹层600表面涂上胶粘剂并通过冷压或热压的方式，将上、下基本与夹层600粘结为一个整体，其中的凹槽210和通孔1000相对应。

（6）通过溅射的方式在上述的上基板110和下基板120以及夹层600的端面形成薄薄的一层金属铜层，通过蚀刻形成表面端电极400和端面电极500，再通过电镀的方式在表面端电极400和端面电极500的外侧分别形成铜、镍和锡层。

第六实施例

如图12所示，在在第一、第二、第三、第四和第五实施例的基础上，在凹槽210和通孔1000中填充无机物或无机物与有机物混合物作为灭弧材料1100。所述的灭弧材料位于封装后凹槽210和通孔1000组成的腔体中，在熔丝310熔断的过程中可以吸收熔断的冲击力以及熄灭产生的电弧。

具体的制造方法如下：

（1）将所述灭弧材料1100所需的几种无机物或几种无机物和有机物进行搅拌直到混合均匀形成所需的粉体或胶体。

（2）将上述的粉体和胶体先通过施压或印刷的方式分别填充到所述的凹槽210以及通孔1000，然后再将上基板110、下基板120以及夹层600压合组装在一起。上述的粉体和胶体也可在所述的上基板110、下基板120和夹层600压合组装在一起之后再通过施压或印刷的方式填充到所述的凹槽210和通孔1000组成的腔体中，然后再将上基板110和其余部分压合组装在一起。

（3）组装好后通过加热使得上述的粉体和胶体干燥或固化并与熔丝形成较好的接触。

（4）通过溅射的方式在上述的下基板110、下基板120和夹层600的端面形成薄薄的一层金属铜层，通过蚀刻形成表面端电极400和端面电极500，再通过电镀的方式在表面端电极400和端面电极500外分别形成铜、镍和锡层。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明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。

Claims (5)

1.一种悬空表面贴装熔断器，包括上基板（110），下基板（120），设置在上、下基板之间的熔丝（310）和设置在上、下基板左右两端的端部电极，所述上基板（110）和下基板（120）在其对接面上分别设有凹槽（210），熔丝经过所述凹槽（210），其特征在于：所述上基板（110）、下基板（120）的对接面均设有非平面波动结构（700），且上、下基板的非平面波动结构（700）形状契合，熔丝（310）从所述非平面波动结构（700）上经过；

所述非平面波动结构（700）上的波形为连续的曲面构成的弧形波、不同方向的直面构成的三角形波或梯形波，横向直面与纵向直面构成的方形波或若干垂直于对接面的板状凸棱构成的梳形波中的任一种；

所述上基板（110）由上盖板和上内壁贴层（910）构成，所述下基板（120）由下盖板和下内壁贴层（920）构成，所述上内壁贴层（910）的上表面紧贴上盖板下表面，所述下内壁贴层（920）下表面紧贴下盖板上表面，所述非平面波动结构（700）设置在上内壁贴层（910）与下内壁贴层（920）上，熔丝（310）从上内壁贴层（910）与下内壁贴层（920）之间穿过；

所述上基板（110）、下基板（120）之间设有一层以上的夹层（600），所述夹层（600）的上、下表面与上基板（110）、下基板（120）的对接面或相邻夹层的表面贴合，夹层（600）在对应所述凹槽（210）的位置设有通孔（1000），所述夹层（600）与上、下基板之间或相邻夹层（600）之间均设有熔丝（310），熔丝（310）从通孔（1000）的位置经过，不同层的熔丝（310）均与所述端部电极形成电连接。

2.根据权利要求1所述的一种悬空表面贴装熔断器，其特征在于，所述凹槽（210）、通孔（1000）中填充有灭弧材料。

3.根据权利要求1所述的一种悬空表面贴装熔断器，其特征在于，所述夹层表面的左右两侧设有定位凹槽（800），对应的熔丝的两端嵌在所述定位凹槽（800）中。

4.根据权利要求3所述的一种悬空表面贴装熔断器，其特征在于，所述定位凹槽（800）中填充有铜材料，作为连接端面电极（500）和熔丝（310）的内电极。

5.根据权利要求1或2所述的一种悬空表面贴装熔断器，其特征在于，所述凹槽（210）设置在所述非平面波动结构（700）的区域范围内。