CN204464220U - 电路保护元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于提供一种能够提高额定电流的电路保护元件。本实用新型的电路保护元件具备：绝缘基板(11)；一对上表面电极(12)，其设置在所述绝缘基板(11)的两端部；元件部(13)，其以桥接所述一对上表面电极(12)的方式形成，且与所述一对上表面电极(12)电连接；基底层(14)，其设于所述元件部(13)与所述绝缘基板(11)之间且以玻璃为主成分；以及熔断部(15)，其形成于所述元件部(13)，其中，所述元件部(13)通过印刷含有玻璃的金属浆料而构成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过电流流过时熔断而保护各种电子设备的电路保护元件。
背景技术
如图2所示，现有的这种电路保护元件具备绝缘基板1、在该绝缘基板1的两端部设置的一对上表面电极2、桥接该一对上表面电极2的元件部3、形成于该元件部3与所述绝缘基板1之间且含有玻璃的基底层4、在绝缘基板1的两端部形成且与所述元件部3的上表面连接的端面电极5、以及保护所述元件部3的绝缘层6。另外，元件部3通过对由金属和有机化合物构成的金属树脂酸盐(metal resinate)进行印刷、烧成而形成，并且其膜厚为2～5μm。
需要说明的是，作为与本申请的实用新型相关的先行技术文献例如公知有专利文献1。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-82064号公报
解决课题
在上述现有的结构中，由于由金属树脂酸盐形成元件部3，因此，通过烧成使有机成分的残留量减少而富含金属，由此难以增厚元件部3的厚度，故存在不能提高额定电流这一课题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述课题而完成，其目的在于提供一种能够提高额定电流的电路保护元件。
解决方案
为了达到上述目的，本实用新型具备：绝缘基板；一对上表面电极，其设置在所述绝缘基板的两端部；元件部，其以桥接所述一对上表面电极的方式形成，且与所述一对上表面电极电连接；以及基底层，其设于所述元件部与所述绝缘基板之间且以玻璃为主成分，其中，所述元件部通过印刷含有玻璃的金属浆料而构成，根据该结构，能够容易地增厚元件部的厚度，因而能够提高额定电流，并且，由于基底层与元件部双方含有玻璃，因而能够提高基底层与元件部的密合性。
实用新型效果
如上，本实用新型的电路保护元件能够得到以下作用效果：由于元件部通过印刷含有玻璃的金属浆料而构成，因而能够容易地增厚元件部的厚度，由此能够提高额定电流，并且，由于基底层与元件部双方含有玻璃，因而能够提高基底层与元件部的密合性。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施方式中的电路保护元件的剖视图。
图2是现有的电路保护元件的剖视图。
附图标记说明：
11 绝缘基板
12 上表面电极
13 元件部
14 基底层
具体实施方式
图1示出本实用新型的一个实施方式中的电路保护元件的剖视图，如该图1所示，本实用新型的一个实施方式中的电路保护元件具备：绝缘基板11、在该绝缘基板11的上表面的两端部设置的一对上表面电极12、以桥接该一对上表面电极12的方式形成并与所述一对上表面电极12电连接的元件部13、设于该元件部13与所述绝缘基板11之间的基底层14、以及在位于所述基底层14的上表面上的元件部13形成的熔断部15，在上述结构中，由含有玻璃的金属的厚膜构成元件部13。
另外，在绝缘基板11的两端部以与元件部13的一部分重合的方式形成有由银系材料构成的端面电极层16，且在该端面电极层16的表面形成有镀膜(未图示)。并且，在元件部13上以至少覆盖熔断部15的方式设有由硅酮树脂形成的绝缘层17。
在上述结构中，所述绝缘基板11的形状为方形，并且由含有55％～96％的Al2O3的矾土(アルミナ)构成。
另外，所述一对上表面电极12在绝缘基板11的上表面的两端部设置，并且通过印刷Ag等而形成。
所述元件部13以覆盖绝缘基板11的至少一部分的方式形成，位于基底层14以及一对上表面电极12的上表面而设置。该元件部13通过对金属浆料进行印刷、烧成而构成，所述金属浆料是在Ag、Al、Cu等金属中含有由SiO2等形成的玻璃的金属浆料。需要说明的是，金属浆料中的玻璃的比例为1～5重量％。
另外，在所述元件部13的中心部通过激光形成两处修边槽18，所述修边槽从彼此相对的元件部13的侧面朝向元件部13的中心方向而形成，并且由该两个修边槽18包围的区域成为在施加过电流时熔化而断线的熔断部15。需要说明的是，熔断部15也可以通过对元件部13进行图案化而形成。
所述基底层14设置在绝缘基板11的上表面的中央部，且该基底层14设置在位于所述一对上表面电极12之间的元件部13与绝缘基板11之间。另外，该基底层14以由SiO2等形成的玻璃为主成分。
接着，对本实用新型的一个实施方式中的电路保护元件的制造方法进行说明。
在图1中，首先，在由含有55％～96％的Al2O3的矾土构成的绝缘基板11的上表面的两端部，印刷银浆料或以银为主成分的银钯合金导体浆料，通过在约850℃烧成而形成一对上表面电极12。
接着，在绝缘基板11的中央部，印刷以由SiO2等形成的玻璃为主成分的浆料而形成基底层14。此时，在不烧成基底层14的情况下使其干燥。
接着，在基底层14以及一对上表面电极12的上表面形成元件部13。在这种情况下，元件部13构成为桥接一对上表面电极12之间而与一对上表面电极12电连接。
该元件部13如下形成：首先印刷金属浆料，之后，与干燥状态的基底层14同时在约850℃下烧成而形成元件部13，其中，所述金属浆料是在银、铝、铜等金属中含有由SiO2等形成的玻璃的金属浆料。通过如上述这样对二者一起进行烧成，能够提高生产性，并且，由于基底层14的玻璃与元件部13的玻璃熔融而容易相互密合，因而能提高基底层14与元件部13的密合性。在该情况下，优选基底层14的玻璃与元件部13的玻璃为相同材料。
接着，对基底层14的上表面上的元件部13的中心部的两处，利用激光从彼此相对的元件部13的侧面朝着元件部13的中心方向进行切削而形成修边槽18，由此在由该两个修边槽18包围的区域设置在施加过电流时熔化而断线的熔断部15。
接着，以至少覆盖熔断部15的方式在元件部13上形成硅酮等树脂，设置绝缘层17。
接着，在绝缘基板11的两端部，以与元件部13的一部分重合的方式涂布树脂银浆料并使之固化，由此形成端面电极层16。需要说明的是，该端面电极层16也可以通过溅射等薄膜工艺形成。
最后，在所述端面电极层16上形成由镍和锡的双层结构形成的镀膜(未图示)，从而制造本实用新型的一个实施方式的电路保护元件。
在上述本实用新型的一个实施方式中，元件部13通过印刷含有玻璃的金属浆料而构成，因而能够容易地增厚元件部13的厚度，由此，可获得能够提高额定电流这一效果。
即，当由金属树脂酸盐形成元件部13时，难以增厚元件部13的厚度，因而施加高电流时有可能熔断，不能提高额定电流。但如果像本实用新型一样由含有玻璃的金属的厚膜构成元件部13，则能够增厚元件部13的厚度，因而即使施加高电流也难以熔断，能够提高额定电流。
并且，由于基底层14与元件部13双方含有玻璃，因而能够提高基底层14与元件部13的密合性。
需要说明的是，如果使基底层14中含有由陶瓷粉末构成的粒径约为10μm的填料，则基底层14的收缩率不会变高，因此能够使基底层14的收缩率接近元件部13的收缩率，由此能够防止烧成时元件部13与基底层14的界面中产生间隙。
并且，作为该填料优选由内部为中空的硅石构成。这样，如果使填料的内部含有空气，则热导率变得非常低，又由于玻璃的热导率也低，因此能够抑制元件部13的热量向绝缘基板11内扩散。进而，由于能够将基底层14作为隔热层使用，因此即使为了提高耐涌流性而增大元件部13的截面面积，也能够使元件部13产生的热量在元件部13内蓄热，由此，在过电流流过时能够使元件部13迅速熔融，因而能够使耐涌流性与速断性同时成立。此时，由于基底层14中混合有内部为中空的陶瓷，因而基底层14具有规定的空隙率。
需要说明的是，只要填料的主成分是非晶质的陶瓷，则可以使用硅石以外的例如矾土，但如上所述，为了使耐涌流性与速断性同时成立，需要降低填料的热导率，因此优选主成分为硅石。
并且，该基底层14由第一区域14a和与第一区域14a相比位于上方的第二区域14b构成，也可以使第二区域14b的填料的密度低于第一区域14a的填料的密度。
此时，可以使第一区域14a与第二区域14b为层状，也可以使填料的密度从基底层14的下表面朝向上表面逐渐变低。
此处，当填料的密度高时，中空的量变多，空隙率变大，当填料的密度低时，中空的量变少，空隙率变小。
另外，在该基底层14中，填料的混合比例为10～90体积％，尤其优选该填料的混合比例在第一区域14a为30体积％以上，在第二区域14b为70体积％以下。此处，如果在第一区域14a的填料的混合比例小于30体积％，则基底层14的内部的空气变少，因而元件部13产生的热量有可能变得容易向绝缘基板11逃逸，由此，速断性有时会劣化(降低)。另外，如果在第二区域14b的填料的混合比例大于70体积％，则其表面的凹凸变大，因此产生不能形成元件部13的可能性。
并且，由于第二区域14b的填料的密度低于第一区域14a的填料的密度，因此，即使基底层14向绝缘基板11的侧面露出，外部大气中的水分、气体等侵入基底层14，也会由于填料的密度低(空隙率小)的第二区域14b与元件部13直接接触而能够利用第二区域14b阻止大气中的水分、气体到达元件部13，从而能够防止元件部13的劣化。
另外，由于第二区域14b的填料的密度比第一区域14a低，因此第二区域14b的热导率比第一区域14a的热导率高。从而，在施加额定电流时，产生的热量变得容易扩散。
需要说明的是，由于基底层14中含有玻璃和陶瓷(硅石、矾土)，因此由矾土形成的绝缘基板11与基底层14的密合性提高。并且，由于第一区域14a的填料的密度高，因而能够进一步提高与绝缘基板11的密合性。
尤其是，如果在第二区域14b使用没有混合填料的玻璃，则施加过电流使得元件部13熔融、断线时，元件部13的断线后的绝缘电阻提高，且电弧的产生受到抑制。这是因为，元件部13的熔断部15熔断时玻璃也同时熔融，因此能够使熔断了的熔断部15的切断距离变长，由此能够防止元件部13再次电连接，因而电流不再流经电路保护元件，并且，即使施加高电压也不容易产生电弧。另一方面，当元件部13直接接触混合有填料的基底层14时，熔融的玻璃会减少与填料的量相对应的量，元件部13的切断距离变短，有可能使得绝缘电阳恶化从而产生电弧。
并且，在上述本实用新型的一个实施方式中，对于电路保护元件进行了说明，但本实用新型也能够适用于要求熔断特性稳定化的熔丝电阻等其他电子部件。
工业实用性
本实用新型的电路保护元件具有能够提高额定电流的效果，尤其作为过电流流过时熔断而保护各种电子设备的电路保护元件等而有用。
Claims (1)
1.一种电路保护元件，具备：
绝缘基板；
一对上表面电极，其设置在所述绝缘基板的两端部；
元件部，其以桥接所述一对上表面电极的方式形成，且与所述一对上表面电极电连接；以及
基底层，其设于所述元件部与所述绝缘基板之间且以玻璃为主成分，
其中，
所述基底层由第一区域和与第一区域相比位于上方的第二区域构成，所述第二区域的填料的密度低于所述第一区域的填料的密度。
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