CN115705983A - 具有焊料连接和缩锡基板的表面贴装熔断器 - Google Patents
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Abstract
本文公开了具有焊料连接和缩锡基板的表面贴装熔断器，具体公开了一种表面贴装器件芯片熔断器，包括介电基板；导电的第一和第二上部端子，该导电的第一和第二上部端子被设置在介电基板的顶表面上并且在其间限定间隙；由焊料形成的可熔元件，该可熔元件被设置在间隙内的、介电基板的顶表面上，桥接第一和第二上部端子；以及导电的第一和第二下部端子，该导电的第一和第二下部端子被设置在介电基板的底表面上，并且分别电气连接到第一和第二上部端子；其中，介电基板的材料相对于形成可熔元件的焊料表现出缩锡特性。
Description
技术领域
本公开大体上涉及电路保护器件领域。更具体地，本公开涉及一种表面贴装器件芯片熔断器，其包括设置在缩锡(de-wetting)基板上的由焊料形成的可熔元件。
背景技术
熔断器通常被用作电路保护器件，并且通常被安装在电源和电路中要被保护的组件之间。常规的表面贴装器件(surface mount device，SMD)芯片熔断器包括设置在电气绝缘基板上的可熔元件。可熔元件可以在位于基板的相对端部的导电端子之间延伸。在出现故障情况(诸如过电流情况)时，可熔元件熔化或者以其他方式分离，以中断通过熔断器的电流的流动。
当熔断器的可熔元件由于过电流情况而分离时，电弧有时可能通过可熔元件的分离部分之间的空气(例如，通过熔化的可熔元件的蒸发颗粒)传播。如果没有熄灭，则该电弧可能允许大量的后续电流从电源流到电路中的要被保护的组件，从而导致要被保护的组件的损坏，尽管可熔元件物理断开。
正是关于这些和其他考虑，本改进会是有用的。
发明内容
提供本发明内容是为了以简化形式介绍概念的选择，这些概念将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，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表面贴装器件芯片熔断器可以包括：介电基板；导电的第一和第二上部端子，该导电的第一和第二上部端子被设置在介电基板的顶表面上并且在其间限定间隙；由焊料形成的可熔元件，该可熔元件被设置在间隙内的、介电基板的顶表面上，桥接第一和第二上部端子；以及导电的第一和第二下部端子，该导电的第一和第二下部端子被设置在介电基板的底表面上，并且分别电气连接到第一和第二上部端子；其中，介电基板的材料相对于形成可熔元件的焊料表现出缩锡特性。
附图说明
图1是示出根据本公开的示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图2是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图3是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图4是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图5是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图6是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图7是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图；
图8是示出根据本公开的另一个示例性实施例的表面贴装器件芯片熔断器的透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述根据本公开的表面贴装器件(SMD)芯片熔断器的示例性实施例。然而，SMD芯片熔断器可以被体现为许多不同的形式，并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将SMD芯片熔断器的某些示例性方面传达给本领域技术人员。
参考图1，示出了说明根据本公开的示例性实施例的SMD芯片熔断器10的透视图。SMD芯片熔断器10通常可以包括介电基板12、导电的第一和第二上部端子14a、14b、导电的第一和第二下部端子16a、16b以及可熔元件18。介电基板12可以是基本上平面的，由低表面能、电气绝缘、耐热材料制成的矩形芯片。这种材料的示例包括但不限于玻璃、陶瓷、FR-4、全氟烷氧基(PFA)、乙烯四氟乙烯(ETFE)或聚偏二氟乙烯(PVDF)。介电基板12的纵向边缘可以具有形成在其中的半圆的堞形结构(castellation)20a、20b。本公开在这一点上不受限制。
上部端子14a、14b和下部端子16a、16b可以分别设置在介电基板12的顶表面和底表面上，并且可以由任何合适的导电材料形成，包括但不限于铜、金、银、镍、锡等。上部端子14a、14b可以从介电基板12的相应纵向边缘朝向彼此延伸，并且可以未达到顶表面的纵向中心终止，以在其间限定间隙22。蝶形结构20a、20b可以被镀有或以其他方式被涂有导电材料(例如，与形成端子14a、14b和下部端子16a、16b的导电材料相同的导电材料)，以分别在上部端子14a和下部端子16a之间以及上部端子14b和下部端子16b之间提供电气连接。在图2所示的SMD芯片熔断器10的替代实施例中，可以省略堞形结构20a、20b，并且介电基板12的基本上平面的纵向边缘21a、21b可以被镀有或以其他方式被涂有导电材料，以分别在上部端子14a和下部端子16a之间以及上部端子14b和下部端子16b之间提供电气连接。在图3所示的SMD芯片熔断器10的另一个替代实施例中，导电通孔25a、25b可以分别在上部端子14a和下部端子16a之间以及上部端子14b和下部端子16b之间延伸穿过介电基板12，用于在其间提供相应的电气连接。本公开在这一点上不受限制。
返回参考图1，可熔元件18可以由被设置在间隙22内的介电基板12的顶表面上的一定量的焊料形成，桥接上部端子14a、14b以在其间提供电气连接。形成可熔元件18的焊料可以被选择成使得当焊料处于熔化或半熔化状态时，焊料可以厌恶或倾向于远离介电基板12的表面。即，介电基板12的材料可以相对于形成可熔元件18的焊料表现出显著的“缩锡”特性。在一个示例中，介电基板12可以由PFA形成并且焊料可以是SAC305焊料。在另一个示例中，介电基板12可以由ETFE形成并且焊料可以是共熔焊料。在另一个示例中，介电基板12可以由FR-4、PI(聚酰亚胺)形成并且焊料可以是高熔点焊料(即，具有高于260摄氏度的熔化温度的焊料)。本公开在这一点上不受限制。
在正常操作期间，SMD芯片熔断器10可以被连接在电路中(例如，下部端子16a、16b可以被焊接到印刷电路板上的相应触点)，并且电流可以流经下部端子16a、16b，上部端子14a、14b和可熔元件18。在出现过电流情况时，其中流经SMD芯片熔断器10的电流超过SMD芯片熔断器10的额定电流，可熔元件18会熔化或以其他方式分离。流经SMD芯片熔断器10的电流由此被阻止以防止或减轻对连接的和周围的电路元件的损坏。
另外，由于介电基板12相对于可熔元件18的熔化或半熔化焊料的低表面能和厌恶性、“缩锡”特性(如上所述)，因此可熔元件18的分离部分可以彼此拉开距离并且远离介电基板12的表面，并且可以积聚在上部端子14a、14b的相对边缘/部分上，从而确保响应于过电流情况的SMD芯片熔断器10中的电气断开。从而防止或减少可熔元件18的分离部分之间的电弧。
参考图4，设想了SMD芯片熔断器10的替代实施例，其中可熔元件18和上部端子14a、14b的相邻部分可以被覆盖有介电钝化层26，用于屏蔽可熔元件18免受外部污染物的影响并防止与外部电路组件短路。钝化层26可以由环氧树脂、聚酰亚胺、玻璃、陶瓷或者可以相对于形成可熔元件18的焊料表现出“缩锡”特性的其他材料形成。因此，当可熔元件18在SMD芯片熔断器10中的过电流情况期间熔化时，钝化层26相对于可熔元件18的熔化或半熔化焊料的厌恶性、“缩锡”特性可以排斥可熔元件18的分离部分，以进一步帮助其间的电气分离。
参考图5，提供了SMD芯片熔断器10的另一个替代实施例，其中上部端子14a、14b的相对部分的顶表面被涂有或被镀有由助焊剂或润湿剂形成的收集垫31a、31b，助焊剂或润湿剂相对于形成可熔元件18的焊料表现出显著亲和性或“沾锡(wetting)”特性。这种材料的示例包括但不限于由松香和/或聚乙二醇醚制成的助焊剂化合物。因此，当可熔元件18在SMD芯片熔断器10中的过电流情况期间熔化时，可熔元件18的熔化的、分离的部分可以被吸引到收集垫31a、31b并且可以积聚在收集垫31a、31b上，以进一步帮助上部端子14a、14b之间的电气分离。
参考图6，提供了SMD芯片熔断器10的另一个替代实施例，其包括设置在可熔元件18和上部端子14a、14b的相邻部分上的“非接触”盖30，用于屏蔽可熔元件18免受外部污染物的影响并防止与外部电路组件短路。盖30可以与介电基板12基本上相同(例如，由与介电基板12相同的材料形成并且具有与介电基板12相同的尺寸和形状)，但是可以包括在其底表面中形成的空腔32。当盖30如示出的堆叠在介电基板12的顶部时，可熔元件18和上部端子14a、14b的相邻部分可以被设置在空腔32内。
参考图7，提供了SMD芯片熔断器10的另一个替代实施例，其包括电气隔离金属垫34a、34b，该电气隔离金属垫被设置在介电基板12的顶部并且延伸到可熔元件18下方的间隙22中。当可熔元件18在SMD芯片熔断器10中的过电流情况期间熔化时，金属垫34a、34b可以提供额外的表面积，用于收集可熔元件18的熔化焊料以清理间隙22，并且提供上部端子14a、14b之间的电气分离。因此，金属垫34a、34b可以促进小型熔断器封装中的高熔断器额定值和低电阻，同时还在电气断开之后提供高绝缘电阻。
参考图8，提供了SMD芯片熔断器10的另一个替代实施例，其包括在可熔元件18下方的介电基板12中形成的小区域或沟槽36。当可熔元件18在SMD芯片熔断器10中的过电流情况期间熔化时，沟槽36可以提供空间，用于收集可熔元件18的熔化焊料以清理间隙22，并且提供上部端子14a、14b之间的电气分离。因此，沟槽36可以促进小型熔断器封装中的高熔断器额定值和低电阻。
如本文所用，以单数叙述并且用词“一”或“一个”开头的元件或步骤应被理解为不排除复数元件或步骤，除非明确叙述了这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用不旨在被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，但是对所描述的实施例的许多修改、变更和改变是可能的，而不会脱离本公开的领域和范围，如一个或多个所附权利要求中定义的。因此，旨在本公开不限于所描述的实施例，而是旨在其具有由以下权利要求的语言及其等效物定义的全部范围。
Claims (9)
1.一种表面贴装器件芯片熔断器，包括：
介电基板；
导电的第一上部端子和第二上部端子，所述导电的第一上部端子和第二上部端子被设置在所述介电基板的顶表面上并且在其间限定间隙；
由焊料形成的可熔元件，所述可熔元件被设置在所述间隙内、所述介电基板的顶表面上，桥接所述第一上部端子和第二上部端子；以及
导电的第一下部端子和第二下部端子，所述导电的第一下部端子和第二下部端子被设置在所述介电基板的底表面上，并且分别电气连接到所述第一上部端子和第二上部端子；
其中，所述介电基板的材料相对于形成所述可熔元件的所述焊料表现出缩锡特性。
2.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，其中，所述介电基板的边缘包括设置在其上的导电材料，用于在所述第一上部端子和所述第一下部端子之间以及在所述第二上部端子和所述第二下部端子之间提供电气连接。
3.根据权利要求2所述的表面贴装器件芯片熔断器，其中，所述介电基板的边缘是堞形的。
4.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括导电通孔，所述导电通孔延伸穿过所述介电基板，并且在所述第一上部端子和所述第一下部端子之间以及在所述第二上部端子和所述第二下部端子之间提供电气连接。
5.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括设置在所述可熔元件上以及所述第一上部端子和所述第二上部端子的相邻部分上的钝化层。
6.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括设置在所述第一上部端子和所述第二上部端子的相对部分上的收集垫，所述收集垫由润湿剂形成，所述润湿剂相对于形成所述可熔元件的所述焊料表现出显著沾锡特性。
7.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括设置在所述介电基板的所述顶表面上的非接触盖，所述非接触盖由介电材料形成并且具有在其底表面中形成的空腔，所述可熔元件被设置在所述空腔内。
8.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括电气隔离金属垫，所述金属垫被设置在所述介电基板的所述顶表面上并且延伸到所述可熔元件下方的所述间隙中。
9.根据权利要求1所述的表面贴装器件芯片熔断器，还包括在所述可熔元件下方、在所述介电基板的所述顶表面中形成的沟槽。
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