CN1905087A - 过电流保护组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过电流保护组件的制造方法，该过电流保护组件，以导线架(Lead－frame)与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线(Ceramic Fiber Wire)形成主体结构，再将整个导线部份的外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)，然后披覆具有电气绝缘特性(Electrical Insulation Characteristic)的耐燃材料(Flame Retardation Material)所形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种过电流保护组件的制造方法，特别是涉及一种以导线架(Lead-frame)与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线(Ceramic Fiber Wire)形成主体结构，再将整个导线部份的外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)，然后披覆具有电气绝缘特性(Electrical Insulation Characteristic)的耐燃材料(Flame Retardation Material)而制成的过电流保护组件。
背景技术
使用于通讯设备中的过电流保护组件，较常见为通讯设备保护用熔断式保险丝(Telecommunication Equipment Protection Fusible Fuse：TCP)或称为通讯设备保护用模块(Telecommunication Equipment Protection Module：TCPM)。
现有以熔断式保险丝来避免因为电流过高而导致通讯设备的损坏的过电流保护组件，其质量要求必需相当高。一般的该种熔断式保险丝过电流保护组件，在一基材表面缠绕金属线后，然后以锡片与外部电极连接，再以抽真空灌钝气放入陶瓷管内所形成，但如此的构造，在制造时尚必需利用特殊炉具方可抽真空灌钝气并使锡片与外部电极连接，由于电极与内部缠绕金属线的陶瓷纤维导线需使用锡片利用高温溶解后连接使其制造不容易控制，其制作方式生产良率有一定的限制。
此外，上述的熔断式保险丝的过电流保护组件，其陶瓷管内灌有惰性气体。故此种熔断式保险丝的过电流保护组件，若在使用时有突发性的大能量电流会因内部惰性气体瞬间膨胀而使陶瓷管爆裂造成使用上的潜在危险。
发明内容
本发明的目的即旨在提供一种过电流保护组件的新构造及其制造方法，依本发明的此种过电流保护组件，其不需惰性气体不需锡片与外部电极连接，故制造时，制造方式简易制程容易控制良率容易掌握降地其制造成本。
本发明的又一目的是此种过电流保护组件，其以导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线构成主体结构，再将整个主体外部涂布绝缘隔热材料，然后披覆具有电气绝缘特性的耐燃材料，其质量优良而稳定，并可适用于许多特殊的地方。
本发明的再一目的是此种过电流保护组件上述的构成不会因为高电压、高电流通过时所产生的大量热能使得表面的金属层材料产生熔融的现象而造成短路的情形。
本发明是采用以下技术手段实现的：
一种过电流保护组件的制造方法，该过电流保护组件，以导线架(Lead-frame)与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线(Ceramic Fiber Wire)形成主体结构，再将整个导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料，然后披覆具有电气绝缘特性(Electrical Insulation Characteristic)的耐燃材料(Flame Retardation Material)所构成。
前述的披覆指以射出成型(Injection Molding)或是热压成型(Hot Pressing)方式来进行。
前述的生产方式可以是采用批次式(Batch type)或自动化连续式(AutomaticContinuous type)。
其中以批次式(Batch type)生产的步骤如下：
a.将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线的导线架放置于预先定制尺寸规格的模具中；
b.导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用热压成型的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件；
c.在制作过程中进行抽气动作使形成真空状态，以使水份散逸。
5.根据权利要求4所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中所选用的塑料材料的熔融指数(Melt Index)以0.3～1.0g/10min范围内为较佳。
6.根据权利要求3所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于以自动化连续式(Automatic Continuous type)生产的步骤如下：
a.将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线的导线架放置于预先定制尺寸规格的滚动条(Carrier)当中；
b.导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用射出成型搭配自动送料机构的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件，于模具上设有通气孔，使成品制作过程当中能够排气。
本发明与现有技术相比具有明显的优势和有益效果：
本发明上述的过电流保护组件，其因为具有导线架，故使用时，可以直接固定在电路板上的固定位置，无需先于电路板上的电路的固定位置上先固定支架，再将组件的主体焊接于支架上的步骤，故可提高过电流保护组件的利用性；而本发明的主体外部披覆绝缘隔热材料(Heat isolating material)的绝缘材料，绝缘特性很好，且其使用陶瓷纤维作为导线的基体可以在当陶瓷纤维表面所缠绕的金属线因为高电压、高电流通过时产生的大量热能而造成表面金属线的熔融现象予以吸附，避免造成短路的现象。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的纵截面图。
具体实施方式
以下就结合附图对本实用新型的结构功能，加以详细的说明；
本发明过电流保护组件的构造及其制造方法，以通讯设备保护用熔断式保险丝为例，如图1、图2所示，基本上是由导线架11(Lead-frame)与外部缠绕金属线13的陶瓷纤维导线12(Ceramic Fiber Wire)形成主体10结构，再将整个导线部份外部涂布绝缘隔热材料14(Heat isolating material)等绝缘材料，然后利用射出成型(Injection Molding)或是热压成型(Hot Pressing)来进行披覆具有电气绝缘特性(Electrical Insulation Characteristic)的耐燃材料15(FlameRetardation Material)。
使用陶瓷纤维做为导线基体的目的是，当金属层因为高电压，高电流通过时产生的大量热能会使表面的金属层材料开始产生熔融的现象，可以将这些熔融的金属液体予以吸附，避免造成短路(short circuit)的问题发生。
本发明的过电流保护组件，其生产方式可以是采用批次式(Batch type)或自动化连续式(Automatic Continuous type)，兹以实施例详述如后：
[实施例1]
以批次式(Batch type)生产的步骤如下：
1、将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线与导线架放置于预先定制尺寸规格的模具中，并令导线架与缠绕着陶瓷纤维的导线相接；
2、导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用热压成型的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件；
3、在制作过程中必须进行抽气动作使形成真空状态，一方面将水份与加热过程中因为受热而产生裂解的小分子材料得以散逸出去，避免造成残留在披覆材料结构层当中形成空洞(Void)影响成品的主体结构强度，另一方面可以避免因为水份残留在披覆材料结构层当中，影响成品的电气绝缘特性。
此时所选用的塑料材料必须是属于押出成型(Extrusion)等级的塑料材料，为能同时兼顾到调配的配方材料在加工模具当中的流动特性与成品的结构强度要求，塑料材料的熔融指数(Melt Index)必须要在0.3～1.0g/10min范围内为最佳。
[实施例2]
以自动化连续式(Automatic Continuous type)生产的步骤如下：
1.将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线与导线架放置于预先定制尺寸规格的滚动条型载体(Carrier)当中，并使导线架与缠绕着陶瓷纤维的导线相接；
2.导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用射出成型搭配自动送料机构的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件，而模具必须设计有通气孔，让成品制作的过程当中能够进行排气动作，一方面将水份与加热过程中因为受热而产生裂解的小分子材料得以散逸出去，避免造成残留在披覆材料结构层当中形成空洞(Void)影响成品的主体结构强度，另一方面可以避免因为水份残留在披覆材料结构层当中，影响成品的电气绝缘特性。
此时所选用的塑料材料则必须是属于射出成型(Injection Molding)等级的塑料材料。为了能同时兼顾到调配的配方材料在加工模具当中的流动特性与成品的结构强度要求，塑料材料的熔融指数(Melt Index)必须要在3～8g/10min范围内为最佳。
适用的塑料材料包括有聚丙烯(Polypropylene：PP)，高密度聚乙烯(HighDensity Polyethylene：HDPE)，聚苯乙烯(Polystyrene：PS)，聚丙烯腈-苯乙烯(Acrylnitrile-Styrene：AS)，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylnitrile-Butadiene-Styrene：ABS)，聚碳酸酯(Polycarbonate：PC)，PC/ABS合胶，聚酯(PET/PBT)，聚醚(Poly-phenyl-oxide：PPO，Poly-phenyl-ether：PPE)，聚苯砜(Poly-phenyl-sulfone：PPS)，聚酰胺(Polyamide：PA6，PA66)，聚亚酰胺(Polyimide：PI)，液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymers：LCP)等等。
为增进披覆材料的结构强度，可以加入适当的短玻璃纤维束(Chopped GlassFiber)材料来做为补强。
由于披覆材料的配方当中加入了玻璃纤维，在加工成型的过程中会有表面浮纤的现象发生，为了改善外观与规格印刷的方便性，可以在披覆材料的配方当中加入少量的染色用碳黑(Carbon Black)或是直接使用色母粒(Color Master-batchPellet)来进行染色动作，但必须注意添加量以免过量会影响到披覆材料的电气绝缘特性。
为了增进披覆材料的耐燃特性，使能够达到防火测试标准(UL94 V2～V0等级标准)，可以加入适当的电弧控制剂(Arc-controlling agents)，这些材料在缺乏氧气的状态下受到加热时会产生气体状态的副产品(gaseous by-product)，像是H2O，CO2，N2等等；例如水合化金属氧化物(Hydrated Metal Oxide)，或其它水合化无机物(Hydrated inorganic material)，特别是含有三分子结晶水的氢氧化铝，或是含有二分子结晶水的氢氧化镁。
又，为了增进披覆材料的电气绝缘特性，可以加入适当的填充物(Filler)，如碳酸钙(CaCO3)，黏土(Clay)，滑石粉(Talc)，云母粉(Mica)，高岭土(Kaolin)，白烟(Silica)，钙硅石(Wollastonite)等等，另外为促进填充物(Filler)的分散效果与塑料基材间的接着性可以加入适当的偶合剂(Coupling Agent)。
在整体的加工过程中，为了促进配方材料的加工稳定性(Processing Stability)会加入少量的添加物(Additives)，例如抗氧化剂(Antioxidant)，润滑剂(Lubricant)如蜡(Wax)或是硬脂酸盐类，如硬脂酸钙(Calcium Stearate)等等。
为使此种产品能够适用在更高电压工作状况下(Vmax≥600Volts)，依然能够发挥其保护组件(Protection Devices)的功效；可以在披覆材料中采用过氧化物(Peroxide)，其遇热会分解产生自由基(Free Radicals)去攻击塑料材料的主炼，形成交联架桥作用(Cross-linking)或是硅氧烷遇水分解产生交联架桥作用，也有利用电子束(Electron Beam)照射或是使用Co 60放射源(Irradiation Source)产生的伽码射线(γ-ray)照射产生交联架桥作用，用来提升耐受高电压的工作特性；照射剂量只需要控制在30Mrad(含)以下，即可达到此项电气特性要求，也可加入含有多官能基的架桥助剂如三丙烯基异三聚氰酸酯(Triallyl-isocyanurate：TAIC)，来强化交联架桥效果。
披覆材料的配方范例为：
高密度聚乙烯(HDPE)60wt％
短玻璃纤维束(Chopped Glass Fiber)15wt％
电弧控制剂(Arc-controlling agent)25wt％
抗氧化剂(Antioxidant)1wt％
润滑剂(Lubricant)3phr
架桥助剂(TAIC)3phr
偶合剂3phr
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (19)
1、一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于：该过电流保护组件，以导线架(Lead-frame)与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线(Ceramic Fiber Wire)形成主体结构，再将整个导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料，然后披覆具有电气绝缘特性(Electrical Insulation Characteristic)的耐燃材料(Flame Retardation Material)所构成。
2、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于所述的披覆指以射出成型(Injection Molding)或是热压成型(Hot Pressing)方式来进行。
3、根据权利要求2所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其生产方式可以是采用批次式(Batch type)或自动化连续式(Automatic Continuous type)。
4、根据权利要求3所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中以批次式(Batch type)生产的步骤如下：
a.将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线的导线架放置于预先定制尺寸规格的模具中；
b.导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用热压成型的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件；
c.在制作过程中进行抽气动作使形成真空状态，以使水份散逸。
5、根据权利要求4所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中所选用的塑料材料的熔融指数(Melt Index)以0.3～1.0g/10min范围内为较佳。
6、根据权利要求3所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于以自动化连续式(Automatic Continuous type)生产的步骤如下：
a.将已经完成金属线缠绕陶瓷纤维导线的导线架放置于预先定制尺寸规格的滚动条(Carrier)当中；
b.导线部份外部涂布绝缘隔热材料(Heat isolating material)等绝缘材料以后，利用射出成型搭配自动送料机构的方式来制作成具有导线架与外部缠绕金属线的陶瓷纤维导线主体的过电流保护组件，在模具上设有通气孔。
7、根据权利要求6所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中所选用的塑料材料的熔融指数(Melt Index)以3～8g/10min范围内为较佳。
8、根据权利要求6或7所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中所适用的塑料材料得为聚丙烯(Polypropylene：PP)，高密度聚乙烯(High DensityPolyethylene：HDPE)，聚苯乙烯(Polystyrene：PS)，聚丙烯腈-苯乙烯(Acrylnitrile-Styrene：AS)，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙(Acrylnitrile-Butadiene-Styrene：ABS)，聚碳酸酯(Polycarbonate：PC)，PC/ABS合胶，聚酯(PET/PBT)，聚醚(Poly-phenyl-oxide：PPO，Poly-phenyl-ether：PPE)，聚苯(Poly-phenyl-sulfone：PPS)，聚酰胺(Polyamide：PA6，PA66)，聚亚酰胺(Polyimide：PI)或液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polymers：LCP)。
9、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有适当的短玻璃纤维(Chopped Glass Fiber)材料来做为补强。
10、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有染色用黑烟(Carbon Black)或色母粒(Color Master-batch Pellet)以进行染色动作。
11、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有电弧控制剂(Arc-controlling agents)以增强防火效果。
12、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有碳酸钙(CaCO3)，黏土(Clay)，滑石粉(Talc)，云母粉(Mica)，高岭土(Kaolin)，白烟(Silica)，钙硅石(Wollastonite)等填充物(Filler)，以增强电气绝缘特性。
13、根据权利要求12所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有偶合剂(Coupling Agent)以促进填充物(Filler)的分散效果与塑料基材间的接着性。
14、根据权利要求12所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有少量的添加物(Additives)，例如抗氧化剂(Antioxidant)，润滑剂(Lubricant)如蜡(Wax)或是硬脂酸盐类如硬脂酸钙(Calcium Stearate)等，以促进配方材料的加工稳定性(Processing Stability)。
15、根据权利要求12所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入有过氧化物(Peroxide)，利用过氧化物(Peroxide)遇热会分解产生自由基(Free Radicals)去攻击塑料材料的主炼形成交联架桥作用(Cross-linking)或是硅氧烷遇水分解产生交联架桥作用。
16、子束(Electron Beam)照射或是使用Co 60放射源(Irradiation Source)产生的伽码射线(γ-ray)照射产生交联架桥作用。
17、根据权利要求16所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中照射剂量以控制在30Mrad(含)以下为较佳。
18、根据权利要求15或16所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中加入含有多官能基的架桥助剂如三丙烯基异三聚氰酸酯(Triallyl-isocyanurate：TAIC)。
19、根据权利要求1所述的一种过电流保护组件的制造方法，其特征在于其中所使用的披覆材料配方：高密度聚乙烯(HDPE)60wt％；短玻璃纤维束(Chopped GlassFiber)15wt％；电弧控制剂(Arc-controlling agent)25wt％；抗氧化剂(Antioxidant)1wt％；润滑剂(Lubricant)3phr；架桥助剂(TAIC)3phr。
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| CN 200510085397 CN1905087A (zh) | 2005-07-27 | 2005-07-27 | 过电流保护组件的制造方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101527235B (zh) * | 2008-03-06 | 2011-12-21 | 颜琼章 | 过电流保护装置及其制造方法 |
| US9589703B2 (en) | 2013-11-11 | 2017-03-07 | General Cable Technologies Corporation | Data cables having an intumescent tape |
-
2005
- 2005-07-27 CN CN 200510085397 patent/CN1905087A/zh active Pending
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| US9589703B2 (en) | 2013-11-11 | 2017-03-07 | General Cable Technologies Corporation | Data cables having an intumescent tape |
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