CN201126744Y - 拔钉式过热脱离机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种拔钉式过热脱离机构，包含：芯片本体，其双面上分别具有金属电极；第一引脚，为金属导线体，部分被包覆在该绝缘层内，且被直接焊接在该芯片的金属电极上；可熔金属，其被加热至预定温度时呈现熔融状态，且可被形成在该芯片的电性连接点；弹性体，具有弹性力量，且被固定在该绝缘层的外缘；以及第二引脚，为金属导线体，包含有一连接钉，且该连接钉穿设于所述弹性体且被固态状的所述可熔金属固定在所述芯片的电性连接点上；其中，所述芯片的电性连接点选择在所述芯片本体的所述金属电极上。本实用新型的保护MOV芯片热失控的防护装置不易受环境温度影响，安全可靠。

Description

拔钉式过热脱离机构
技术领域
本实用新型涉及一种具有温度保护的压敏电阻器(thermal′s metal oxidevaristor，TMOV)或电/浪涌保护器(surgr protective device，SPD)，尤其涉及具有拔钉(PIN)式过热脱离保护机构的TMOV或SPD。
背景技术
金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistors，MOV)，又名压敏电阻器的工作原理中，当氧化锌陶瓷粉的内部添加物(Dopant)成份不同时，其非线性的电流-电压特性亦有所不同。典型的氧化锌变阻器的电压和电流变化，主要可分为漏电流区(未崩溃区)、非奥姆性区(崩溃区)、及大电流转折区等三大区域。倘若将氧化锌变阻器和负载并联，在正常运作下，即在漏电区内，变阻器的电阻极大(约达1012～13-奥姆\公分)，漏电流极低(小于1mA)。然而，一旦有雷击、开关动作、电源系统故障时，电压突增，当超过突波吸收器的崩溃电压时，电流I和电压V呈非线性关系，即为一般所称的非线性参数或非奥姆性参数(Nonlinearity Parameter或Nonohmic Parameter)，其值可达数十或上百。此时突波吸收器的阻抗会变低(仅有几个奥姆)，并造成突波电流流经MOV排除，因此使得电子产品或昂贵组件受到保护。
虽然由氧化锌MOV芯片制成的压敏电阻器对瞬态浪涌(surge)的防护效果很好，但对瞬时过电压的防护却无能为力，甚至起火燃烧，所以切断电路或脱离电网是标准选择。为此，通常在装置中，除了应用开关外，也会使用到温度保险丝。因此，这就衍生出TMOV和SPD产品，而美国专利第6636403号正是压敏电阻器中整合了温度保险丝的TMOV应用典型，中国专利申请号200610058396.0及美国专利申请号11/426,938的专利则为TMOV产品的改良型。
然而，中国专利申请号200610058396.0的专利及通常的SPD产品的脱焊点(固定件及脱离件焊接点)存在于产品的绝缘层外，属于外部脱离机制，容易受环境温度影响，产生可靠度问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种拔钉式过热脱离机构，包含：
一芯片本体，其双面上分别具有金属电极；
一第一引脚，为金属导线体，部分被包覆在该绝缘层内，且被直接焊接在该芯片的金属电极上；
一可熔金属，其被加热至一预定温度时呈现熔融状态，且可被形成在该芯片的电性连接点；
一弹性体，具有弹性力量，且被固定在该绝缘层的外缘；以及
一第二引脚，为金属导线体，包含有一连接钉，且该连接钉穿设于所述弹性体且被固态状的所述可熔金属固定在所述芯片的电性连接点上；
其中，所述芯片的电性连接点选择在所述芯片本体的所述金属电极上。
所述芯片本体为MOV芯片、陶瓷体或银MOV芯片。
所述弹性体为正向弹片、反向弹片、侧向弹片、弹簧、或其它弹性组件。
所述拔钉式过热脱离机构进一步包含：
一第三引脚，为金属导线体，部分或全部被包覆在该绝缘层内，且被直接焊接在所述芯片的金属电极上；
其中，所述芯片的电性连接点选择在所述第三引脚上。
所述可熔金属为锡合金或其它被加热至该预定温度时呈现熔融状态的合金。
所述金属电极为银电极。
所述引脚的金属导线体是金属导片体。
所述第二引脚和所述连接钉是分离型式或一体型式。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的保护MOV芯片热失控(thermal runaway)的防护装置，通过两极过电压所产生的高温，把MOV芯片和连接钉(PIN)间的可熔金属(锡合金)熔化，并借弹力将连接钉(PIN)从MOV的电性连接点上弹开，而拔出于绝缘层外，使过热脱离机构断开，而达到保护作用。本实用新型的拔钉式脱离机构不易受环境温度影响，安全可靠。
附图说明
图1为本实用新型的拔钉式过热脱离机构应用在TMOV或SPD的外观示意图；
图2A～图2B为本实用新型的拔钉式过热脱离机构应用在TMOV或SPD的侧面示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种拔钉式过热脱离机构，该机构主要应用于SPDTMOV，并主要包含芯片本体(即MOV芯片)、被银层(银电极)、绝缘层、连接在芯片本体上的第一、三引脚、形成在MOV芯片本体电性连接点上的可熔金属、固设在绝缘层外缘的弹性体、以及含有连接钉(PIN)的第二引脚。这其中，第二引脚上的连接钉(PIN)穿设于弹性体且被固态状的可熔金属固定至MOV芯片本体电性连接点上。当机构中的连接钉(PIN)利用可熔金属焊接至MOV的电性连接点(银电极或第三引脚)上时，MOV芯片本体(或第三引脚)与第二引脚之间是直接或间接连通的(即机构则处于通路状态)。当TMOV(或SPD)两极发生过电压时，MOV芯片产生高温，导致MOV电性连接点上的可熔金属被熔化，然后原先被压抑的弹性体，借着弹力把连接钉(PIN)从MOV电性连接点上弹开，而拔出于绝缘层外，使保护机构脱离，达到MOV(或第三引脚)与第二引脚呈断开状态，而达到保护作用。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，图1为本实用新型的拔钉式过热脱离机构应用在TMOV或SPD的外观示意图。本实用新型的拔钉式过热脱离机构主要包含芯片本体10，即MOV芯片、绝缘层11、焊接在芯片本体10A面上金属电极，例如银电极10a的第一引脚1、焊接在芯片本体B面银电极10b上的第三引脚3、形成在MOV上的电性连接点，即B面金属电极，例如银电极10b或第三引脚3末端上的可熔金属3a、固设在绝缘层11外缘的弹性体12、以及含有PIN2a的第二引脚2。弹性体12可为正向弹片、反向弹片、侧向弹片、弹簧、或其它弹性组件。
本实用新型的拔钉式过热脱离机构主要被应用在SPD或TMOV中。
如图1所示，第三引脚3、第二引脚2、第一引脚1均为金属导线体。第一引脚1和第三引脚3部分被包覆在绝缘层11内且被分别焊接在MOV芯片本体10的被银层(电极)10a与10b上。可被形成在MOV电性连接点(银电极10b或第三引脚3)上的可熔金属3a，在室温下时为固态状，但被加热至预定温度时呈现熔融状态。弹性体12具有弹性力量，且被固定在绝缘层11的外缘。第二引脚2上的连接钉2a穿设于弹性体12且被固态状的可熔金属3a固定至MOV的电性连接点上。需特别注意的是，依据所设计的过电压的门坎值，而推算出所可能产生的预定温度，并藉此决定所需采用的可熔金属3a的合金成份。
简单来说，本实用新型的拔钉式过热脱离机构在正常使用状态时，机构处于通路状态，即MOV银极10b(或第三引脚3)与第二引脚2之间是直接或间接连通的，当遇到过电压等不正常状态时，机构则处于断开状态，即MOV银极10b(或第三引脚3)与第二引脚2之间是断开的。为实现上述目的，在实用新型的拔钉式过热脱离机构中，主要是利用可熔金属3a(如锡合金)焊接在MOV的银电极10b与拔钉PIN2a之间，而使第三引脚3与第二引脚2形成直接或间接连通，当过电压带来高温而使可熔金属3a被熔化时，设置在绝缘层11外缘的弹性体12利用弹力把连接钉2a从MOV 10的电性连接点上弹开，而拔出于绝缘层11外，使得MOV银电极10b(或第三引脚3)与第二引脚2无法继续连通。
如图2A～图2B所示，图2A～图2B为本实用新型的拔钉式过热脱离机构应用在TMOV或SPD的侧面示意图。如图2A所示，第二引脚2的连接脚(PIN)2a利用可熔金属3a被焊接至MOV的芯片10的电性连接点(即银电极10b或第三引脚3)上时，MOV银电极10b(或第三引脚3)与第二引脚2之间是直接或间接连通的，即机构则处于通路状态。当TMOV或SPD两极发生过电压时，MOV芯片10产生高温，导致MOV电性连接点，即银电极10b或第三引脚3上的可熔金属3a被熔化，然后原先被压抑的弹性体12，借着其弹力把连接钉2a从MOV的电性连接点上弹开，而拔出于绝缘层外，使保护机构脱离，达到MOV 10(或第三引脚3)与第二引脚2呈断开电连结状态，而达到保护作用，如图2B所示。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种拔钉式过热脱离机构，其特征在于，包含：
一芯片本体，其双面上分别具有金属电极；
一第一引脚，为金属导线体，部分被包覆在该绝缘层内，且被直接焊接在该芯片的金属电极上；
一可熔金属，其被加热至一预定温度时呈现熔融状态，且可被形成在该芯片的电性连接点；
一弹性体，具有弹性力量，且被固定在该绝缘层的外缘；以及
一第二引脚，为金属导线体，包含有一连接钉，且该连接钉穿设于所述弹性体且被固态状的所述可熔金属固定在所述芯片的电性连接点上；
其中，所述芯片的电性连接点选择在所述芯片本体的所述金属电极上。
2.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述芯片本体为MOV芯片、陶瓷体或银MOV芯片。
3.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述弹性体为正向弹片、反向弹片、侧向弹片、弹簧、或其它弹性组件。
4.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述拔钉式过热脱离机构进一步包含：
一第三引脚，为金属导线体，部分或全部被包覆在该绝缘层内，且被直接焊接在所述芯片的金属电极上；
其中，所述芯片的电性连接点选择在所述第三引脚上。
5.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述可熔金属为锡合金或其它被加热至该预定温度时呈现熔融状态的合金。
6.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述金属电极为银电极。
7.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述引脚的金属导线体是金属导片体。
8.如权利要求1所述的拔钉式过热脱离机构，其特征在于，所述第二引脚和所述连接钉是分离型式或一体型式。
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