CN112349561A - 垂直表面安装器件直通式熔断器 - Google Patents

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Abstract

一种垂直表面安装器件直通式熔断器，包括电绝缘的熔断器主体、设置在所述熔断器主体的第一侧并在第一端子和第二端子之间延伸的可熔元件、具有圆顶部和从所述圆顶部延伸的凸缘部的电绝缘的帽，其中所述圆顶部设置在所述可熔元件上并且所述凸缘部固定到所述熔断器主体上，以及具有弓部和从所述弓部延伸的长形的柄部的导电引线框，其中，所述弓部设置在所述帽上并连接到所述第一端子，并且其中，所述柄部远离所述熔断器主体延伸。

Description

垂直表面安装器件直通式熔断器
相关应用的交叉引用
本申请要求2019年8月6日提交的美国临时专利申请第62/883,229号，其全部通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般涉及电路保护装置领域，更具体地涉及一种具有集成引线框的垂直定向表面安装器件熔断器，其有助于印刷电路板上的直通连接。
背景技术
表面安装器件(SMD)熔断器通常用于希望直接在印刷电路板(PCB)或其他基板上实施过电流保护装置的应用中。传统的SMD熔断器包括沿着第一导电端子和第二导电端子之间的绝缘熔断器主体上的顶部延伸的可熔元件。所述端子围绕所述熔断器主体的相对端弯曲到所述熔断器主体的下面，在这里它们可以电连接(例如，焊接)到PCB上的各个触头，例如。
与传统SMD熔断器相关的一个缺点是，它们在安装它们的PCB或其他基板上的占用面积相对较大。与传统SMD熔断器相关的另一个缺点是，为了通过PCB或其他基板上的直通连接将SMD熔断器连接到外部电元件(例如，电池)，所述SMD熔断器必须通过迹线或导体连接到单独的直通端子。
就这些和其他考虑而言，目前的改进可能是有用的。
发明内容
提供本概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的详细说明中进一步描述。本概述不意图表明所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据本公开的示例性实施例的垂直表面安装器件(SMD)直通式熔断器可包括电绝缘的熔断器主体、设置在所述熔断器主体的第一侧并在第一端子和第二端子之间延伸的可熔元件、具有圆顶部和从所述圆顶部延伸的凸缘部的电绝缘的帽，其中所述圆顶部设置在所述可熔元件上，并且所述凸缘部固定到所述熔断器主体上，以及具有弓部和从所述弓部延伸的长形柄部的导电引线框，其中，所述弓部设置在所述帽上并连接到所述第一端子，并且其中，所述柄部远离所述熔断器主体延伸。
根据本公开的另一个示例性实施例的垂直SMD直通式熔断器可以包括电绝缘的熔断器主体、设置在所述熔断器主体的第一侧并通过所述熔断器主体的所述第一侧中的空腔在第一端子和第二端子之间延伸的可熔元件、具有圆顶部和从所述圆顶部延伸的凸缘部的电绝缘的帽，其中所述圆顶部设置在所述可熔元件上，并且所述凸缘部固定到所述熔断器主体上，以及具有弓部和从所述弓部延伸的长形柄部的导电引线框，其中，所述弓部与所述帽的柄部平面啮合设置，所述帽的所述圆顶部延伸穿过所述弓部中的孔，所述弓部连接到所述第一端子，所述柄部远离所述熔断器主体延伸。
附图说明
图1是示出处于未组装状态的根据本公开的示例性实施例的垂直表面安装器件(SMD)直通式熔断器的分解视图；
图2A和图2B是示出处于组装状态的图1所示的垂直SMD直通式熔断器的前后透视图；
图3A是示出图2A和图2B所示的垂直SMD直通式熔断器的替代实施例的横截面侧视图；
图3B是示出图2A和图2B所示的垂直SMD直通式熔断器的另一替代实施例的横截面侧视图；
图4A和图4B是示出安装在印刷电路板上的图2A和图2B所示的垂直SMD直通式熔断器的透视图；
图5是示出根据本公开的示例性实施例的另一垂直SMD直通式熔断器的侧视图；
图6是示出根据本公开的示例性实施例的另一垂直SMD直通式熔断器的侧视图；
图7A和图7B是示出根据本公开的示例性实施例的另一垂直SMD直通式熔断器的前后透视图；
图8是示出根据本公开的替代实施例的几个垂直SMD直通式熔断器的侧视图；
图9A是示出根据本公开的帽的方便封装布置的前视图；
图9B是示出根据本公开的熔丝板的方便封装布置的前视图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述根据本公开的垂直表面安装器件(SMD)直通式熔断器，其中给出了所述垂直SMD直通式熔断器的优选实施例。然而，应当理解的是，所述垂直SMD直通式熔断器可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将向本领域技术人员传达所述垂直SMD直通式熔断器的某些示例性方面。
参考图1至图2B，示出了示出根据本公开的示例性非限制性实施例的垂直SMD直通式熔断器10(以下称为“熔断器10”)的分解视图和透视图。为了方便和清楚起见，本文可以使用诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“垂直”、“水平”、“横向”和“纵向”之类的术语来描述熔断器10的各个组件的相对位置和方向，每个部件相对于熔断器10的几何形状和方向如图1至图2B所示。所述的术语包括特别提及的词语、其派生词和类似含义的词语。
参考图1，显示处于未组装状态的熔断器10可以包括熔断器主体12、熔丝板14、帽16和引线框18。所述熔断器主体12可以是由电绝缘材料(例如，塑料、聚合物、陶瓷等)形成的大体矩形或块状构件，并且可以具有形成在其前表面中的空腔20。所述熔断器主体12还可以包括各种表面特征、突起和轮廓用于容纳和固定如下文详述的熔丝板14。
所述熔丝板14可以是由导电材料制成的板或薄板(例如，从锌板、铜板、锡板等冲压而成)形成的大致平面构件，并且可以包括在第一端子24和第二端子26之间延伸的可熔元件22。所述第一端子24和所述第二端子26可以包括从其侧边缘向相反方向延伸的凸缘28，以安装在所述熔断器主体12的前边缘中形成的互补凹陷部或凹槽30内。当装配所述熔断器10时，所述凸缘28和所述凹槽30之间的配合啮合可促进所述熔丝板14和所述熔断器主体12之间的精确定位和牢固啮合(如图2A和图2B所示)，其中所述可熔元件22在所述熔断器主体12的前表面中的所述空腔20上方延伸。另外，当所述凸缘28设置在所述凹槽30内时，所述熔丝板14可相对于所述熔断器主体12的前边缘凹陷，所述可熔元件22设置在所述空腔20内，从而促进所述可熔元件22的封装，其进一步如下所述。
如果流经所述熔丝板14的电流超过所述熔断器10的预定阈值或“额定电流”，则所述可熔元件22可被配置为熔化、分解或以其他方式断开。在某些实施例中，所述可熔元件22可具有如图1所示的蛇形形状。本公开不限于此。在各种实施例中，所述可熔元件22可包括穿孔、狭缝、变薄或变窄的节段和/或各种其它特征以使所述可熔元件22相对于所述熔丝板14的其它部分更易熔化或断开。在非限制性示例中，所述可熔元件22可被配置成具有范围在2安培和80安培之间的额定电流。
所述帽16可以由电绝缘材料(例如，塑料、聚合物、陶瓷等)形成，并且可以包括从界定内腔(图中未示出)的中央圆顶部32延伸的大致平坦的凸缘部31。当组装所述熔断器10时，所述帽16可安装在所述熔丝板14和所述熔断器主体12上，所述帽16的所述凸缘部31与所述熔断器主体12的前边缘啮合，所述帽16的所述圆顶部32覆盖所述可熔元件22。所述帽16的所述凸缘部31可通过超声波焊接、激光焊接、环氧树脂等固定到所述熔断器主体12的前边缘上。因此，所述可熔元件22可封闭在并可延伸穿过由所述帽16和所述熔断器主体12限定的腔室，并且所述第一端子24和所述第二端子26可从所述腔室的顶部和底部突出并可在所述熔断器主体12和所述帽16的上方和下方延伸。在所述熔断器10的各种实施例中，熔断器填充材料，例如沙子、二氧化硅或类似物(未示出)，可布置在由所述帽16和所述熔断器主体12限定的所述腔室内，并且可基本包围所述可熔元件22以用于熄灭在过电流条件下当所述可熔元件22断开时可能传播的电弧。
所述引线框18可由单片导电材料(例如，由锌、铜、锡等制成的薄板冲压而成)形成，并且通常为楔形，具有从弓部38的底部延伸的长形的柄部36。所述弓部38可具有孔40，其形成于此，并适于配合接收所述帽16的所述圆顶部32，进一步如下所述。
参考示出所述熔断器10处于完全组装状态的图2A和图2B，所述熔丝板14的所述第一熔断器端子24和所述第二熔断器端子26可以围绕所述熔断器主体12的顶部和底部弯曲或卷曲。如上所述，所述帽16可以设置在所述可熔元件22上(图中未示出)，并且可以固定在所述熔断器主体12的前边缘。所述引线框18的所述弓部38可与所述帽16的所述凸缘部31的前部平面邻接设置，所述帽16的所述圆顶部32穿过所述弓部38中的所述孔40延伸。所述弓部38的顶部可以围绕所述熔断器主体12的顶部弯曲或卷曲，并且可以与所述熔丝板14的所述第一端子24平面啮合设置并可以与之电连接。
在各种实施例中，所述弓部38可通过钎焊、高温焊料或其他适于承受高温的坚固连接方法连接到所述第一端子24。因此，在随后的回流焊接工艺中(例如，可能在安装所述熔断器10的过程中进行)，所述弓部38和所述第一端子24之间的电力连接不会受到损害。或者，可以使用低温焊料将所述弓部38连接到所述第一端子24，并且如图3A所示，例如，所述弓部38可以以一种方式围绕所述熔断器主体12的背部和/或侧面弯曲，当执行后续的回流工艺时，该方式可以捕获焊料并防止焊料流出所述弓部38和所述第一端子24之间的空间。在图3B所示的另一设想实施例中，所述弓部38可以具有形成于此的孔或槽39，其直接位于所述熔断器主体12和所述第一端子24的上方。一些低温焊料可布置在所述孔39内，并且可在所述引线框18和所述第一端子24之间提供电力连接。由于所述孔39的底部被所述第一端子24封闭，所以在执行后续回流工艺时，可以防止焊料流出所述孔39。更一般地，在所述熔断器10的各种实施例中，所述弓部38可包括完全形成与此或位于其底侧的任何类型的孔、腔、凹处、槽、袋、沟道等，用于使一些焊料与所述第一端子24接触并在执行后续回流工艺时(例如，在将所述熔断器10安装在印刷电路板上期间)保持焊料量。
参考图4A和图4B，示出了图示安装在印刷电路板(PCB)42上的所述熔断器10的透视图(应该认识到，所述熔断器10可以类似地安装在PCB以外的各种绝缘基板中)。所述引线框18的所述柄部36可以通过直通槽44插入PCB 42中，并且可以通过压配合、粘合剂、焊料等固定在其中，并且所述熔丝板14的所述第二端子26可以设置在PCB 42上的可焊垫46的顶上。所述可焊垫46随后可回流以与所述第二端子26建立牢固的电力连接。一条或多条迹线或其他电通路(未示出)可从所述可焊垫46延伸到PCB 42上的其它元件，从而将这些元件置于与所述熔丝板14的所述第二端子26的电连通中(图中未示出)。导体48可以被夹持或以其他方式连接到PCB 42下侧上的所述引线框18的所述柄部36，并且可以在所述柄部36和所述导体48所连接的外部电气元件(例如，电池等电源的来源，未示出)之间提供电力连接。在这样安装所述熔断器10的情况下，建立了导电路径，其允许电流从所述导体48流向所述引线框18的所述柄部36、通过所述引线框18的所述弓部38流向所述第一端子24、通过所述可熔元件22流向所述第二端子26和PCB 42上的所连接的电气元件或设备。因此，所述熔断器10可以在所述外部电气元件(通过所述导体48连接到所述引线框18的所述柄部36)和PCB 42上的一个或多个电气元件之间提供过电流保护。
鉴于上述描述，应意识到，本公开的熔断器10相对于传统的SMD熔断器提供了许多优点。例如，除了提供集成引线框18外，传统的SMD熔断器可能基本上类似于熔断器10，其通常以水平方向安装在PCB上，其第一端子和第二端子焊接到PCB上的相应触点。相比之下，本公开的熔断器10以垂直方向(即，相对于传统的SMD熔断器在其边缘上)设置在PCB上，仅将其一个端子(即，第二端子26)焊接到所述PCB上。因此，熔断器10在所述PCB上的占用面积明显小于传统的SMD熔断器的占用面积。此外，引线框18为熔断器10提供集成的直通端子，从而无需按照传统的SMD熔断器的要求，通过迹线或导体将熔断器10连接到单独的直通端子。进一步地，将引线框18的柄部36插入PCB中的直通槽(如上所述)，提供了方便、迅速的方式来自动、准确地将熔断器10的第二端子26放置在PCB上的可焊垫上。此外，当引线框18和熔断器10的第二端子26以上述方式安装在PCB上时，它们加固了帽16和熔断器主体12以防止彼此水平移动，从而相对于传统的SMD熔断器，加强了帽16和熔断器主体12之间的耦合并增强了熔断器10的分断能力。此外，熔断器10的垂直方向将可熔元件22从安装有熔断器10的PCB或其它基板上移开，从而相对于传统的水平安装的SMD熔断器，为熔断器提供改进的热管理。热管理由引线框18进一步改进，引线框18可以用作熔断器10的散热器。
参考图5，示出了示出根据本公开的替代实施例的垂直SMD直通式熔断器100(以下称为“熔断器100”)的侧视图。除了熔丝板114的第一端子124和引线框118的弓部138没有压接在熔断器主体112的顶部之外，熔断器100可以基本上与上述熔断器10相同。相反，引线框118的弓部138是直的(未弯曲的)并且与引线框18的其余部分共面，并且熔丝板114的第一端子124向弓部138弯曲并与弓部138平面啮合。
参考图6，示出了示出根据本公开的另一替代实施例的垂直SMD直通式熔断器200(以下称为“熔断器200”)的侧视图。除了熔丝板214的第二端子226没有压接在熔断器主体212的底部周围之外，熔断器200可以基本上与上述熔断器100相同。相反，熔丝板214的第二端子226不弯曲并且从熔断器主体212直接向下延伸，其与引线框218的柄部236平行。例如，第二端子226可以插入PCB中的互补槽或互补通孔，并与之电连接(例如，焊接)。
参考图7A和图7B，示出了示出根据本公开的另一替代实施例的垂直SMD直通式熔断器300(以下称为“熔断器300”)的前后透视图。除了引线框318可以布置在熔断器主体312的一侧或边缘而不是与帽316的前部平面啮合布置之外，熔断器300可以基本上与上述熔断器10相同。引线框318可任选地包括一个或多个凸缘352、354，其从弓部338的侧边缘延伸，所述弓部338可分别围绕帽316的前部和熔断器主体312的后部弯曲或卷曲。凸缘352、354可以提高引线框318和熔断器主体312之间连接的稳定性，并且还可以将熔断器主体312和帽316固定在一起，从而提高熔断器300的分断能力。
参考图8，提供了上述熔断器10和熔断器300的替代配置400a、400b，以及类似于上述熔断器10但具有设置在所述熔断器主体的后部的所述引线框的附加熔断器配置400c，其中引线框弯曲或成形以使熔断器被布置在相对于PCB的倾斜或非垂直方向上。
上述熔断器实施例的各种部件可以以便于方便运输、分配和安装的方式制造和包装。例如，参照图9A，可以使用传统的二次注塑工艺制造与上述帽16类似的多个帽500，其中，所述多个帽500通过模制承载带502(通过/在用于形成所述帽500的相同二次注塑工艺形成)彼此连接，随后可从所述模制承载带移除所述帽500。在图9B所示的另一示例中，可以使用常规冲压工艺制造多个与上述熔丝板14相似的互连熔丝板504，其中所述多个互连熔丝板504同时从单个金属片上冲压，并且随后可以彼此分离。
如本文所用，以单数形式叙述并以词语“a(一个)”或“an(一个)”开头的元件或步骤应理解为不排除复数形式的元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用并不旨在解释为排除也包含所述特征的附加实施例的存在。
虽然本公开参考了某些实施例，但如所附权利要求中所定义的，在不脱离本公开的领域和范围的情况下，对所描述的实施例的许多修改、变更和改变是可能的。因此，本公开不限于所描述的实施例，而是具有由以下权利要求的语言及其等价物定义的全部范围。

Claims (20)

1.一种垂直表面安装器件(SMD)直通式熔断器，包括：
电绝缘的熔断器主体；
可熔元件，其设置在所述熔断器主体的第一侧并在第一端子和第二端子之间延伸；
电绝缘的帽，其具有圆顶部和从所述圆顶部延伸的凸缘部，其中所述圆顶部设置在所述可熔元件上，并且所述凸缘部固定到所述熔断器主体上；以及
导电引线框，其具有弓部和从所述弓部延伸的长形的柄部，其中，所述弓部设置在所述帽上并连接到所述第一端子，并且其中，所述柄部远离所述熔断器主体延伸。
2.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子具有围绕所述熔断器主体的第一端延伸的弯部，并且其中，所述引线框的所述弓部具有在所述第一端子的所述弯部上方延伸的弯部。
3.根据权利要求2所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第二端子具有围绕所述熔断器主体的第二端延伸的弯部。
4.根据权利要求2所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述弓部的所述弯部延伸到与所述熔断器主体的所述第一侧相对的所述熔断器主体的第二侧。
5.根据权利要求2所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述弓部的所述弯部具有穿过于此形成的用于接收焊料的孔。
6.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述帽的所述圆顶部穿过所述引线框的所述弓部中的孔延伸。
7.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子与所述引线框的所述弓部平面啮合设置，并与所述引线框的所述柄部平行。
8.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第二端子远离所述熔断器主体延伸，并与所述引线框的所述柄部平行。
9.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述引线框具有与所述帽啮合的从所述弓部延伸的第一凸缘，以及与所述熔断器主体的所述第一侧相对的所述熔断器主体的第二侧啮合的从所述弓部延伸的第二凸缘。
10.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子和所述第二端子具有与所述熔断器主体的所述第一侧中的相应凹槽相匹配的从其相对侧延伸的凸缘。
11.根据权利要求1所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述可熔元件在所述熔断器主体的所述第一侧中的空腔上方延伸。
12.一种垂直表面安装器件(SMD)直通式熔断器，包括：
电绝缘的熔断器主体；
可熔元件，其设置在所述熔断器主体的第一侧并在所述熔断器主体的所述第一侧中的空腔上方在第一端子和第二端子之间延伸；
电绝缘的帽，其具有圆顶部和从所述圆顶部延伸的凸缘部，其中所述圆顶部设置在所述可熔元件和所述空腔上，并且所述凸缘部固定到所述熔断器主体上；以及
导电引线框，其具有弓部和从所述弓部延伸的长形的柄部，其中，所述弓部与所述帽的所述柄部平面啮合设置，其中所述帽的所述圆顶部穿过所述弓部中的孔延伸，所述弓部连接到所述第一端子并且所述柄部远离所述熔断器主体延伸。
13.根据权利要求12所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子具有围绕所述熔断器主体的第一端延伸的弯部，并且其中，所述引线框的所述弓部具有在所述第一端子的所述弯部上延伸的弯部。
14.根据权利要求13所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第二端子具有围绕所述熔断器主体的第二端延伸的弯部。
15.根据权利要求13所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述弓部的所述弯部延伸到与所述熔断器主体的所述第一侧相对的所述熔断器主体的第二侧。
16.根据权利要求13所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述弓部的所述弯部具有穿过于此形成的用于接收焊料的孔。
17.根据权利要求12所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子与所述引线框的所述弓部平面啮合设置，并与所述引线框的所述柄部平行。
18.根据权利要求12所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第二端子远离所述熔断器主体延伸，并与所述引线框的所述柄部平行。
19.根据权利要求12所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述引线框具有与所述帽啮合的从所述弓部延伸的第一凸缘，以及与所述熔断器主体的所述第一侧相对的所述熔断器主体的第二侧啮合的从所述弓部延伸的第二凸缘。
20.根据权利要求12所述的垂直SMD直通式熔断器，其中，所述第一端子和所述第二端子具有与所述熔断器主体的所述第一侧中的相应凹槽相匹配的从其相对侧延伸的凸缘。
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