FR2882464A1 - Dispositif a fusible forme d'une matrice polymere a faible valeur resistive et procede pour sa fabrication. - Google Patents
Dispositif a fusible forme d'une matrice polymere a faible valeur resistive et procede pour sa fabrication. Download PDFInfo
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Abstract
Un dispositif de fusible (10) à faible valeur résistive et des procédés de fabrication comprennent une première couche isolante intermédiaire (22), une seconde couche isolante intermédiaire (24), et une couche d'élément fusible autonome (20) formée indépendamment et fabriquée à partir de chacune de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24). La couche d'élément fusible (20) comprend un premier plot de contact (32) et un second plot de contact (34) et une liaison fusible s'étendant entre ceux-ci. La première couche isolante intermédiaire (22) et la seconde couche isolante intermédiaire (24) s'étendent sur des côtés opposés de la couche d'élément fusible autonome (20) et sont superposées l'une sur l'autre avec la couche d'élément fusible (20) entre celles-ci.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale des fusibles et plus
particulièrement des fusibles utilisant des éléments fusibles en forme de feuille.
Les fusibles sont largement utilisés en tant que dispositifs de protection contre une surintensité de manière à empêcher un endommagement coûteux de circuits électriques. De façon typique, des bornes ou contacts du fusible forment une connexion électrique entre une source d'alimentation électrique et un composant électrique ou une combinaison de composants disposés dans un circuit électrique. Une ou plusieurs liaisons ou éléments fusibles ou un ensemble d'éléments fusibles sont connectées entre les bornes ou contacts de fusibles de sorte que lorsqu'un courant électrique traversant le fusible dépasse un seuil prédéterminé, les éléments fusibles fondent, se désintègrent, se rompent ou ouvrent d'une autre manière le circuit associé au fusible pour empêcher un endommagement de composants électriques.
Une prolifération de dispositifs électroniques ces derniers temps a conduit à des demandes accrues concernant la technologie des fusibles. Par exemple, un fusible classique inclut un élément fusible formé d'un fil (ou sinon un élément fusible métallique estampé et/ou conformé) logé dans un cylindre ou un tube en verre et suspendu dans l'air à l'intérieur du tube. L'élément fusible s'étend entre les capuchons d'extrémité conducteurs fixés au tube pour réaliser la connexion avec un circuit électrique. Cependant, lorsqu'ils sont utilisés avec des panneaux de circuits imprimés dans des applications électroniques, les fusibles doivent, de façon typique, être très petits, ce qui pose des problèmes de fabrication et d'installation pour ces types de fusibles, qui augmentent les coûts de fabrication et d'assemblage du produit pourvu d'un fusible.
D'autres types de fusibles incluent une métallisation déposée sur un substrat diélectrique organique à haute température (par exemple FR-4, matériau basé sur une résine phénolique ou sur un autre polymère) pour former un élément fusible pour des applications électroniques. L'élément fusible peut être déposé en phase vapeur, appliqué par sérigraphie, électroplaqué ou appliqué au substrat moyennant l'utilisation de techniques connues, et la géométrie de l'élément fusible peut être modifiée par l'attaque chimique ou usinage au laser de la couche métallisée formant l'élément fusible. Cependant, dans un état de surintensité, ces types de fusibles tendent à véhiculer une chaleur depuis l'élément fusible en direction du substrat, ce qui accroît la valeur nominale du courant du fusible, mais accroît également la valeur résistive électrique du fusible, qui peut affecter de façon nuisible des circuits électroniques basse tension. En outre, une piste en carbone peut se produire lorsque l'élément fusible est situé à proximité direct ou est déposé directement sur le substrat diélectrique. La piste en carbone ne permet pas au fusible de séparer ou d'ouvrir complètement le circuit, ce pour quoi le fusible était prévu.
D'autres fusibles utilisent un substrat céramique comportant un matériau conducteur formé d'un film épais imprimé, comme par exemple une encre conductrice, formant un élément fusible conformé et des plots conducteurs pour la connexion à un circuit électrique. Cependant, l'impossibilité de régler l'épaisseur d'impression et la géométrie d'impression peut conduire à une variation inadmissible des dispositifs pourvus d'un fusible. De même le matériau conducteur qui forme l'élément fusible, est activé de façon typique à des températures élevées de sorte qu'il faut utiliser un substrat céramique résistant aux températures élevées. Cependant ces substrats tendent à fonctionner en tant que puits thermiques dans une condition de surintensité, ce qui évacue de la chaleur depuis l'élément fusible et augmente la valeur résistive électrique du fusible.
Dans de nombreux circuits, la valeur résistive élevée du fusible est un inconvénient pour le fonctionnement de composants de circuits actifs, et dans certaines applications, les effets de tension dus à la valeur:résistive du fusible peuvent rendre inopérants des composants de circuits actifs.
Conformément à une forme de réalisation prise à titre d'exemple, on indique un fusible à faible valeur résistive. Ce fusible comporte: -une première couche isolante intermédiaire; - une seconde couche isolante intermédiaire; et - une couche d'élément fusible autonome formée indépendamment et fabriquée à partir de chacune de ladite première couche isolante intermédiaire et de ladite seconde couche isolante intermédiaire, ladite couche d'élément fusible comprenant un premier plot de contact et un second plot de contact et une liaison fusible s'étendant entre ceux-ci; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire et la seconde couche isolante inteunédiaire s'étendent sur des côtés opposés de ladite couche d'élément fusible autonome et sont superposées l'une sur l'autre avec ladite couche d'élément fusible entre celles-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins l'une de ladite première couche intermédiaire et de ladite seconde couche intermédiaire comprend une ouverture au-dessus de ladite liaison fusible.
La couche d'élément fusible comprend un film fin en forme de feuille. Le fusible comprend en outre: - des fentes ou des trous de terminaison formés à des extrémités latérales de la couche d'élément fusible, de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire; - une première couche isolante extérieure et une seconde couche isolante extérieure superposées sur la première couche isolante intermédiaire et sur la seconde couche isolante intermédiaire respectivement; caractérisé en ce qu'au moins l'une de la première couche isolante extérieure et de la seconde couche isolante extérieure et au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire comprennent un matériau polymérique.
Il comprend en outre: - un milieu d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible; - une tâche M formée sur la liaison fusible.
L'invention a également pour objet un procédé pour fabriquer un fusible à faible valeur résistive, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes consistant à : - fournir une première couche isolante intermédiaire; fournir une couche d'élément fusible préformée distincte de la première couche intermédiaire, ladite couche d'élément fusible préformée ayant une liaison fusible s'étendant entre le premier plot de contact et le second plot de contact; et - superposer de manière adhésive une seconde couche isolante intermédiaire sur la première couche isolante intermédiaire audessus de la couche d'élément fusible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite superposition comprend la superposition d'un film adhésif polymérique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite superposition comprend la superposition d'un adhésif ayant des caractéristiques de suppression d'arc.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comporte en outre les étapes consistant à fournir une première couche isolante extérieure et une seconde couche isolante extérieure, et à superposer de manière adhésive la première couche isolante extérieure sur la première couche intermédiaire et à superposer de manière adhésive la seconde couche isolante extérieure sur la seconde couche isolante intermédiaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche d'élément fusible, la première couche isolante intermédiaire, la seconde couche isolante intermédiaire, la première couche isolante extérieure et la seconde couche isolante extérieure sont simultanément superposées l'une sur l'autre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire comprend l'étape consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire ayant une ouverture d'élément fusible préformée à l'intérieur de celle-ci, et le procédé comprend en outre l'application d'une tâche M sur la liaison fusible à travers l'ouverture d'élément fusible après que la seconde couche isolante intermédiaire a été superposée sur la première couche intermédiaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire comprend une ouverture, et l'étape consistant à superposer de manière adhésive une seconde couche isolante intermédiaire sur la première couche isolante intermédiaire au-dessus de la couche d'élément fusible comprend l'étape consistant à positionner l'ouverture au- dessus de la liaison fusible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape consistant à fournir un élément fusible préformé comprend l'étape consistant à fournir un film fin autonome en forme de feuille définissant la liaison fusible ainsi que le premier plot de contact et le second plot de contact.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former les fentes ou les trous de terminaison aux extrémités latérales de la couche d'élément fusible, de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire comprend l'étape consistant à fournir une couche de matériau polymère.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à appliquer un milieu d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former une tâche M sur la liaison fusible.
L'invention a également pour objet, un fusible à faible valeur résistive, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première couche isolante intermédiaire et une seconde couche isolante intermédiaire, au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire comprenant une ouverture préformée à travers celle-ci; - une fine couche d'élément fusible en forme de feuille formée séparément de ladite première couche isolante intermédiaire et de ladite seconde couche isolante intermédiaire; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire et la seconde couche isolante intermédiaire s'étendent sur des côtés opposés de la couche d'élément fusible et sont couplées à celle-ci; et - un support d'extinction d'arc est situé à l'intérieur de ladite ouverture préformée et autour de la couche d'élément fusible à l'intérieur de ladite ouverture.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fusible à faible valeur résistive comporte en outre: - des fentes ou des trous de terminaison formés aux extrémités latérales de la couche d'élément fusible, de la première couche isolante intermédiaire et de la 5 seconde couche isolante intermédiaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend en outre une première couche isolante extérieure et une seconde couche isolante extérieure superposées respectivement sur la première couche isolante intermédiaire et sur la seconde couche isolante intermédiaire.
L'invention a également pour objet un fusible à faible valeur résistive, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première couche isolante intermédiaire; - une seconde couche isolante intermédiaire; et -une couche d'élément fusible comprenant une liaison fusible ayant au moins 15 un point faible formé à l'intérieur de celle-ci; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire et la seconde couche isolante intermédiaire s'étendent sur des côtés opposés de la couche d'élément fusible autonome et sont superposées l'une sur l'autre avec la couche d'élément fusible entre celles-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison fusible comprend de multiples points faibles, et au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire comprend de multiples ouvertures correspondant aux emplacements desdits multiples points faibles.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fusible comprend en outre au moins une couche isolante extérieure enveloppant lesdites multiples ouvertures de la au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire et de la seconde couche isolante intermédiaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison fusible comprend au moins une tâche M formée sur celle-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fusible comprend en outre un support d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront de la description donnée ci-après, prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un fusible en forme de feuille; la figure 2 est une vue en perspective éclatée du fusible représenté sur la figure 1; la figure 3 représente un organigramme de traitement d'un procédé de fabrication du fusible représenté sur les figures 1 et 2; la figure 4 est une vue en perspective éclatée d'une seconde forme de réalisation d'un fusible en forme de feuille; la figure 5 est une vue en perspective éclatée d'une troisième forme de réalisation d'un fusible en forme de feuille; les figures 6 à 10 représentent des vues en plan de dessus de géométries d'éléments fusibles pour des fusibles représentés sur les figures 1 à 5; la figure 11 est une vue en perspective éclatée d'une quatrième forme de réalisation d'un fusible; la figure 12 est un organigramme de traitement d'un procédé de fabrication du fusible représenté sur la figure 11; la figure 13 est une vue en perspective d'une cinquième forme de réalisation d'un fusible; la figure 14 est une vue éclatée du fusible représenté sur la figure 13; la figure 15 est une vue éclatée d'une sixième forme de réalisation d'un fusible; la figure 16 est une vue éclatée d'une septième forme de réalisation d'un fusible; la figure 17 est une vue éclatée d'une huitième forme de réalisation d'un fusible; la figure 18 est une vue en plan de dessus d'une forme de réalisation d'un élément fusible; la figure 19 est une vue en plan de dessus d'une autre forme de réalisation de l'élément fusible; la figure 20 est une vue éclatée illustrant la fabrication d'un fusible; la figure 21 est une vue éclatée d'une autre forme de réalisation d'un fusible à faible valeur résistive; la figure 22 est un organigramme exemplaire d'un procédé de fabrication du fusible représenté sur la figure 21; la figure 23 est un organigramme exemplaire d'un autre procédé de fabrication d'un fusible à faible valeur résistive la figure 24 est un organigramme d'un autre procédé exemplaire de fabrication d'un fusible à faible valeur résistive la figure 25 est un organigramme d'un autre procédé exemplaire de fabrication d'un fusible à faible valeur résistive la figure 26 est une vue éclatée d'une autre forme de réalisation exemplaire d'un fusible à faible valeur résistive.
La figure 1 représente une vue en perspective d'un fusible en forme de feuille 10 conformément à une forme de réalisation prise à titre d'exemple de la présente invention. Pour les raisons indiquées plus loin, on estime que le fusible 10 peut être fabriqué à un coût inférieur à celui de fusibles classiques tout en fournissant des avantages notables du point de vue performances. Par exemple, on estime que le fusible 10 possède une valeur résistive réduite en rapport avec des fusibles comparables connus et une résistance d'isolation accrue une fois que le fusible a fonctionné. Ces avantages sont obtenus au moins en partie grâce à l'utilisation de matériaux en forme de feuilles métalliques minces pour la formation d'une liaison fusible et de bornes de contact montées sur des films polymères. Uniquement du point de vue descriptif, on considère que les matériaux formés de feuilles métalliques minces ont une épaisseur s'étageant entre environ 1 micromètre et environ 100 micromètres et de façon plus spécifique entre environ 1 micromètre et environ 20 micromètres et dans une forme de réalisation particulière entre environ 3 micromètres et environ 12 micromètres.
Bien qu'au moins un fusible selon la présente invention se soit avéré être particulièrement avantageux lorsqu'il est fabriqué avec des matériaux en forme de feuilles métalliques minces, il est envisagé que d'autres techniques de métallisation puissent être avantageuses. Par exemple, pour des valeurs nominales inférieures de fusibles qui requièrent moins de 3 à 5 micromètres de métallisation pour former l'élément fusible, on peut utiliser des matériaux sous la forme de films minces conformément à des techniques connues dans ce domaine technique, incluant sans aucune limitation des films métalliques déposés par pulvérisation, On notera en outre que des aspects de la présente invention peuvent également s'appliquer à des structures formées d'un placage métallique autocatalytique et à des structures formées par sérigraphie sur un film épais. Le fusible 10 est par conséquent décrit uniquement à titre illustratif et la description du fusible donnée ici n'est pas censée limiter les aspects de l'invention aux particularités du fusible 10.
Le fusible 10 possède une structure en couches, décrite ci-après de façon détaillée et comprend un élément fusible en forme de feuille (non représenté sur la figure 1) qui s'étend électriquement entre et dans une relation de conduction avec des contacts de soudure 12 (quelquefois désignés comme étant des bossages ou plots de soudure). Les contacts de soudure 12 en cours d'utilisation sont couplés à des bornes, des plots de contact ou des terminaisons de circuits d'une carte à circuits imprimés (non représentée) pour l'établissement d'un circuit électrique au moyen d'un fusible 10, ou de façon plus spécifique au moyen de l'élément fusible. Lorsqu'un courant circulant dans le fusible 10 atteint des limites inadmissibles, dépendantes de caractéristiques de l'élément fusible et de matériaux particuliers utilisés dans la fabrication du fusible 10, l'élément fusible fond, se vaporise ou ouvre d'une manière ou d'une autre le circuit électrique au moyen du fusible et empêche un endommagement coûteux de composants électriques dans le circuit associé au fusible 10.
Dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, le fusible 10 possède une forme générale rectangulaire qui inclut une largeur W, une longueur L et une hauteur H convenant pour le montage en surface du fusible 10 sur un panneau ou carte de circuits imprimés, tout en occupant un faible espace. Par exemple, dans une forme de réalisation particulière, la longueur L a une valeur égale à environ 0,1524 cm et la largeur W est égale à environ 0,0762 cm, et la hauteur H est nettement inférieure à l'une ou l'autre des dimensions L ou W afin de conserver un profil faible pour le fusible 10. Comme cela apparaîtra à l'évidence ci-après, la hauteur H est égale approximativement à la somme des épaisseurs des différentes couches utilisées pour fabriquer le fusible 10. Cependant on notera que les dimensions réelles du fusible 10 peuvent varier par rapport aux dimensions indiquées ici à titre d'illustration et être plus grandes ou plus faibles, y compris des dimensions de plus de 2,54 cm, sans sortir du cadre de la présente invention.
On notera également qu'au moins certains des avantages de la présente invention peuvent être obtenus moyennant l'utilisation des terminaisons du fusible autres que les contacts de soudure illustrés 12 pour la connexion du fusible 10 à un circuit électrique. Ainsi par exemple des fils de contact (c'est-à-dire des terminaisons formées de fils), des terminaisons à enveloppement ou à broches, des terminaisons avec métallisation en renfoncement, des terminaisons plaquées, des contacts à galets ou d'autres systèmes de connexion peuvent être utilisés en tant qu'alternatives à des contacts de soudure 12 comme les exigences l'imposent ou comme cela est désiré.
La figure 2 représente une vue en perspective éclatée du fusible 10 illustrant les différentes couches employées pour la fabrication du fusible 10. De façon spécifique, dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 10 est constitué essentiellement de cinq couches incluant une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 22, 24 qui à leur tour sont insérées entre des couches isolantes supérieure et inférieure 26, 28.
Dans une forme de réalisation, la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 est une feuille de cuivre déposée au moyen d'un dépôt électrolytique d'une épaisseur de 3-5 micromètres et appliquée sur la couche intermédiaire inférieure 24 conformément à des techniques connues. Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, la feuille est une feuille extra mince Copper Bond disponible auprès de la société Olin, Inc., et une couche d'élément fusible mince 20 est formée avec la forme d'un I majuscule avec une liaison fusible réduite 30 s'étendant entre des plots de contact rectangulaires 32, 34. La liaison fusible 30 est dimensionnée de manière à s'ouvrir lorsqu'un courant circulant dans la liaison fusible 30 atteint un niveau spécifié. Par exemple dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, la liaison fusible 30 possède une largeur d'environ 0,00762 cm de sorte que le fusible fonctionne à moins de 1 ampère. Cependant on comprendra que dans d'autres formes de réalisation, on puisse utiliser des dimensions différentes de la liaison fusible et que la couche d'élément fusible 20 peut être formée avec d'autres feuilles métalliques, incluant sans aucune limitation le nickel, le zinc, l'étain, l'aluminium, l'argent, des alliages de ces matériaux (par exemple des alliages cuivre/ étain, argent/étain et cuivre/argent) et d'autres matériaux sous la forme de feuille conductrice qu'une feuille de cuivre. Dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser des matériaux en forme de feuilles ayant une épaisseur de 9 micromètres ou de 12 micromètres et soumises à une attaque chimique pour réduire l'épaisseur de la liaison fusible. En outre, on peut utiliser une technique de fusion à effet M connue, dans d'autres formes de réalisation pour améliorer le fonctionnement de la liaison fusible.
Comme le noteront les spécialistes de la technique, la performance de la liaison fusible (par exemple performance de court-circuit et capacité d'interruption de tension) dépend de et est principalement déterminée par la température de fusion des matériaux utilisés et la géométrie de la liaison fusible, et moyennant une modification de chacune d'elles, on peut obtenir un nombre pratiquement illimité de liaisons fusibles ayant des caractéristiques de performances différentes. En outre, plus d'une liaison fusible peut s'étendre parallèlement de manière à modifier de façon supplémentaire la performance du fusible. Dans une telle forme de réalisation, de multiples liaisons fusibles peuvent s'étendre parallèlement entre des plots de contact dans une seule couche d'élément fusible ou bien on peut utiliser de multiples couches d'élément fusible incluant des liaisons fusibles s'étendant parallèlement entre elles dans une configuration à empilage vertical.
Pour sélectionner des matériaux pour produire une couche d'élément fusible 20 possédant un élément fusible et une valeur nominale désirée d'élément fusible ou pour déterminer une valeur nominale d'élément fusible fabriqué à partir de matériaux sélectionnés, il a été établi que la performance de l'action fusible dépend principalement de trois paramètres, incluant la géométrie de l'élément fusible, la conductivité thermique des matériaux entourant l'élément fusible et une température de fusion du métal fusible. Il a été établi que chacun de tous ces paramètres est directement proportionnel à la durée d'arc lorsque le fusible fonctionne, et en combinaison tous ces paramètres déterminent la caractéristique de variation du courant dans le temps du fusible. Par conséquent, grâce à un choix soigneux de matériaux pour la couche d'élément fusible, de matériaux entourant la couche d'élément fusible et de la géométrie de la couche d'élément fusible, on peut produire des fusibles acceptables à faible valeur résistive.
A titre d'illustration, on va analyser tout d'abord la géométrie de l'élément fusible 20, pour illustrer les caractéristiques d'une couche d'élément fusible prise à titre d'exemple. Par exemple, la figure 6 représente une vue en plan d'une géométrie d'élément fusible relativement simple incluant des dimensions données à titre d'exemples.
En référence à la figure 6, une couche d'élément fusible ayant la forme générale d'un I majuscule est formée sur une couche isolante. Les caractéristiques de fusion de la couche d'élément fusible sont déterminées par la conductivité électrique (p) du métal utilisé pour former la couche d'élément fusible, les aspects dimensionnels de la couche d'élément fusible (c'est-à-dire la longueur et la largeur de l'élément fusible) et l'épaisseur de la couche d'élément fusible. Dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, la couche d'élément fusible 20 est formée avec une feuille de cuivre d'une épaisseur de 3 micromètres, dont on sait qu'elle présente une résistance de couche (mesurée pour une épaisseur de 1 micromètre) de 1/p*cm ou environ 0,16779 12/^, ^ étant un rapport dimensionnel de la partie d'élément fusible considérée exprimé en "carrés".
Par exemple, en considérant l'élément fusible représenté sur la figure 6, l'élément fusible inclut trois segments distincts identifiables avec les dimensions 11 et w1 correspondant au premier segment, 12 et w2 correspondant au second segment et 13 et w3 correspondant au troisième segment. En réalisant la sommation des carrés dans les segments, on peut déterminer approximativement la résistivité de la couche d'élément fusible déterminée d'une manière assez directe. Ainsi pour l'élément fusible représenté sur la figure 6: Nombre de carrés = (11/wi + 12/w2 + 13/w3) (IL) = (10/20 + 30/4 + 10/20) 2882464._ = 8,5 ^.
Alors on peut déterminer la valeur résistive électrique (R) de la couche d'élément fusible conformément à la relation suivante: R élément fusible = (résistivité de couche)*(nombre de ^)/T (2) T étant une épaisseur de la couche d'élément fusible. En continuant avec l'exemple précédent et en utilisant la relation (2), on peut voir que l'on a: Résistance de l'élément fusible = (0,16779 S2/^)*(8,5^)/3 = 0,0475 Q. Naturellement une valeur résistive d'élément fusible ayant une géométrie plus 10 compliquée pourrait être déterminée également d'une façon analogue.
En considérant maintenant la conductivité thermique de matériaux entourant la couche d'élément fusible, les spécialistes de la technique pourront noter que le flux de chaleur (H) entre des volumes partiels d'un matériau dissemblable est déterminé par la relation: 2(Om,n-0)*Z*Km,n*At Ah (m,n)à(m+I,n) = (3) Km n étant une conductivité thermique d'un premiervolume partiel de matériau, Km+1,n la conductivité thermique d'un second volume partiel de matériau, Z l'épaisseur du matériau en question, 0 la température du volume partiel m,n en un point de référence sélectionné, Xm n un premier emplacement de coordonnées de la première mesure de volume partiel à partir du point de référence, et Yn une mesure en un second emplacement de coordonnées à partir du point de référence, et At une valeur de temps considérée.
Bien que l'on puisse étudier la relation (3) de façon très détaillée pour déterminer des caractéristiques précises de flux thermique d'une structure de fusible formée de couches, cette relation est indiquée ici principalement pour montrer que le flux thermique dans le fusible est proportionnel à la conductivité thermique des matériaux utilisés. La conductivité thermique de certains matériaux connus pris à titre d'exemple est indiquée dans le tableau suivant, et on peut voir qu'en réduisant la conductivité des couches isolantes utilisées dans le fusible autour de l'élément fusible, le flux thermique dans l'élément fusible peut être fortement réduit. Une remarque particulière concerne la conductivité nettement inférieure du polyimide qui est utilisé dans les formes de réalisation données à titre d'illustration de l'invention en tant que matériau isolant au-dessus et au-dessous de la couche d'élément fusible.
Conductivités thermiques de substrat (W/mK) Alumine (Al203) 19 Forstérite (2MgO-SiO2) 7 Cordiérite (2MgO-2Al203-5SiO2) 1,3 Stéatite (2MgO-SiO2) 3 Polyimide 0,12 FR-4 Stratifié résine époxy/fibre de verre 0, 293 En considérant maintenant la température de fonctionnement du métal fusible utilisé dans la fabrication de la couche d'élément fusible, les spécialistes de la technique pourront noter que la température de fonctionnement 8t de la couche d'élément fusible à un instant donné est déterminée par la relation suivante: Ot =(1/m*s)*Si2Ram(1+aO)dt (4) m étant la masse de la couche d'élément fusible, s la chaleur spécifique du matériau formant la couche d'élément fusible, R. la valeur résistive de] la couche d'élément fusible à une température ambiante de référence 8, i un courant circulant dans la couche d'élément fusible et a un coefficient de température de résistance pour le matériau de l'élément fusible. Naturellement la couche d'élément fusible agit de manière à compléter un circuit au moyen du fusible jusqu'à la température de fusion du matériau de l'élément fusible. Des exemples de points de fusion de matériaux d'éléments fusibles habituellement utilisés sont indiqués dans le tableau donné ci-après et on notera que les couches d'éléments fusibles formées de cuivre sont particulièrement avantageuses dans la présente invention en raison de la température de fusion nettement plus élevée du cuivre qui permet un courant nominal plus intense de l'élément fusible.
Températures de fusion d'un métal et d'un alliage métallique ( C) Cuivre (Cu) 1084 Zinc (Zn) 419 Aluminium (Al) 660 Cuivre/étain (20Cu/80Sn) 530 Argent/étain (40Ag/60Sn) 450 Cuivre/argent (30Cu/70Ag) 788 Il apparaît maintenant à l'évidence que lorsque l'on considère les effets combinés de la température de fusion de matériaux pour la couche d'élément fusible, la conductivité thermique de matériaux entourant la couche d'élément fusible et la résistivité de la couche d'élément fusible, on peut obtenir des fusibles acceptables à faible valeur résistive présentant une variété de caractéristiques de performances.
En se référant à nouveau à la figure 2, la couche isolante intermédiaire supérieure 22 recouvre la couche d'élément fusible 20 et inclut des ouvertures de terminaisons rectangulaires 36, 38 ou fenêtres qui traversent la couche de manière à faciliter la connexion électrique avec des plots de contact respectifs 32, 34 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20. Une ouverture de forme circulaire 40 de la liaison fusible s'étend entre des ouvertures de terminaison 36, 38 et recouvre la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20.
La couche isolante intermédiaire inférieure 24 est située au-dessous de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 et inclut une ouverture de forme circulaire 42 de la liaison fusible au-dessous de la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20. En tant que telle, la liaison fusible 30 s'étend à travers des ouvertures respectives 40, 42 de la liaison fusible dans des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 22, 24 de telle sorte que la liaison fusible 30 n'est en contact avec aucune surface d'une quelconque couche isolante intermédiaire 22, 24 étant donné que la liaison fusible 30 s'étend entre des plots de contact 32, 34 de l'élément fusible en forme de feuille 20. En d'autres termes, lorsque le fusible 10 est complètement fabriqué, la liaison fusible 30 est effectivement suspendue dans une poche d'air sous l'effet d'ouvertures 40, 42 de la liaison fusible dans des couches isolantes intermédiaires respectives 22, 24.
En tant que telles, des ouvertures 40, 42 de la liaison fusible empêchent un transfert de chaleur vers les couches isolantes intermédiaires 22, 24 ce qui, dans des fusibles classiques, contribue à conférer une valeur résistive électrique accrue aux fusibles. Par conséquent le fusible 10 fonctionne avec une valeur résistive inférieure à celle de fusibles connus et par conséquent entraîne une moins grande perturbation des circuits que des fusibles comparables connus. En outre, et contrairement à des fusibles connus, la poche d'air créée par des ouvertures 40, 42 de la liaison fusible empêche un cheminement d'arc et facilite la séparation complète du circuit par la liaison fusible 30. Dans une autre forme de réalisation, une poche d'air de forme appropriée peut faciliter l'évacuation de gaz dans cette poche lorsque la liaison fusible fonctionne et atténuer une accumulation indésirable de gaz et une pression interne appliquée au fusible. Par conséquent, bien que les ouvertures 40, 42 soient représentées comme sensiblement circulaires dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, des ouvertures non circulaires 40, 42 peuvent sinon être utilisées sans sortir du cadre de la présente invention. En outre, il est envisagé que des ouvertures dissymétriques puissent être utilisées en tant qu'ouvertures de liaison fusible dans des couches isolantes intermédiaires 22, 24. De plus il est envisagé cependant que les ouvertures de la liaison fusible puissent être remplies par un solide ou par un gaz pour empêcher un cheminement d'arc à la place ou en supplément de l'air comme décrit précédemment.
Dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure sont chacune réalisées avec un film diélectrique, comme par exemple du polyimide d'une épaisseur de 0,00508 cm disponible dans le commerce et commercialisé sous la marque déposée KAPTON de E.I. du Pont de Nemours et Company de Wilmington, Delaware. Cependant on notera que dans d'autres formes de réalisation, d'autres matériaux d'isolation électrique appropriés (polyimide et non polyimide) tels que des matériaux de stratification formés d'un polyimide sans adhésif CIRLEX , des matériaux formés de polyimide UPILEX disponibles dans le commerce auprès de Ube Industries, Pyrolux, du naphtalènedicarboxylate de polyéthylène (désigné quelquefois sous le sigle PEN), un matériau polymère de cristal liquide Zyvrex disponible dans le commerce auprès de Rogers Corporation, et analogue peut être utilisé à la place du KAPTON .
La couche isolante extérieure supérieure 26 recouvre la couche intermédiaire supérieure 22 et inclut des ouvertures de terminaison rectangulaires 46, 48 qui coïncident essentiellement avec des ouvertures de terminaison 36, 38 de la couche isolante intermédiaire supérieure 22. Conjointement, les ouvertures de terminaison 46, 48 dans la couche isolante extérieure supérieure 26 et les ouvertures de terminaison 36, 38 dans la couche isolante intermédiaire supérieure 22 forment des cavités respectives au-dessus des plots de contact 32, 34 de l'élément fusible mince. Lorsque les ouvertures 36, 38, 46, 48 sont remplies de soudure (ce qui n'est pas représenté sur la figure 2), des plots de contact de soudure 12 (représentés sur la figure 1) sont formés dans une relation de conduction avec les plots de contact d'éléments fusibles 32, 34 pour la connexion à un circuit extérieur situé par exemple sur un panneau de circuits imprimés. Une surface continue 50 s'étend entre des ouvertures de terminaison 46, 48 de la couche isolante supérieure extérieure 26 qui recouvre l'ouverture 40 de la liaison fusible de la couche isolante intermédiaire supérieure 22, en fermant et en isolant ainsi de façon adéquate la liaison fusible 30.
Dans une autre forme de réalisation, la couche isolante extérieure supérieure 26 et/ou la couche isolante inférieure extérieure 28 sont réalisées en des matériaux translucides ou transparent qui facilitent l'indication visuelle d'un fusible ouvert dans les ouvertures 40, 42 de la liaison fusible.
La couche isolante inférieure extérieure 28 est située au-dessous de la couche isolante intermédiaire 24 et est solide, c'est-à-dire ne comporte aucune ouverture. La 2882464, 18 surface solide continue de la couche isolante inférieure extérieure 28 isole par conséquent de façon adéquate la liaison fusible 30 au-dessus de l'ouverture 42 de la liaison fusible de la couche isolante intermédiaire inférieure 24.
Dans une forme de réalisation à titre d'illustration, les couches isolantes extérieures supérieure et inférieure sont réalisées chacune avec un film diélectrique, comme par exemple un film de polyimide d'une épaisseur de 0,0127 cm, disponible commercialement et commercialisé sous la marque KAPTON de E.I. du Pont de Nemours and Company de Wilmington, Delaware. On notera cependant que dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser d'autres matériaux d'isolation électrique appropriés tels que les matériaux de stratification en polyimide sans adhésif CIRLEX , Pyrolux, le naphtalènedicarboxylate de polyéthylène et analogues.
Pour la description d'un procédé de fabrication pris à titre d'exemple et utilisé pour fabriquer le fusible 10, les couches du fusible 10 sont désignées conformément
au tableau suivant.
Couche de Couche de la figure 2 Référence de la traitement figure 2 1 Couche isolante supérieure extérieure 26 2 Couche isolante supérieure intermédiaire 22 3 Couche d'élément fusible en forme de feuille 20 4 Couche isolante inférieure intermédiaire 24 Couche isolante inférieure extérieure 28 Avec ces désignations, la figure 3 montre un organigramme d'un procédé 60 pris à titre d'exemple pour la fabrication d'un fusible 10 (représenté sur les figures 1 et 2). La couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) est appliquée ou contreplaquée en 62 sur la couche inférieure intermédiaire 24 (couche 4) conformément à des techniques de stratification connues. On applique ensuite une attaque chimique à la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) pour lui donner une forme désirée sur une couche isolante inférieure intermédiaire 24 (couche 4) moyennant l'utilisation de techniques connues, incluant, sans y être limitée, l'utilisation d'une solution de chlorure ferrique. Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) est formée de telle sorte que l'élément fusible formé d'une feuille en forme de la lettre majuscule I reste tel que décrit précédemment en référence à la figure 2, conformément à un procédé connu d'attaque chimique. Dans d'autres formes de réalisation, les opérations de découpage de la matrice peuvent être utilisées à la place d'opérations d'attaque chimique pour former la liaison fusible 30 et les plots de contact 32, 34.
Une fois terminée la formation, en 64, de la couche d'élément fusible en forme de feuille (couche 3) à partir de la couche isolante inférieure intermédiaire (couche 4), la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2) est superposée, en 66, à la couche d'élément fusible en forme de feuille préappliquée 20 (couche 3) et à la couche isolante inférieure intermédiaire (couche 4) à partir de l'étape 62, conformément à des techniques connues de stratification. De ce fait un stratifié à trois couches est formé avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) enserrée entre les couches isolantes intermédiaires 22, 24 (couches 2 et 4).
Les ouvertures de terminaison 36, 38 et l'ouverture 40 de la liaison fusible (toutes représentées sur la figure 2) sont alors formées, en 68, dans la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2) conformément à un processus connu d'attaque chimique, de poinçonnage ou de perçage. L'ouverture 42 de la liaison fusible (représentée sur la figure 2) est également formée en 68 dans la couche isolante inférieure intermédiaire 28 conformément à un procédé connu, incluant, sans qu'il n'y ait là aucune limitation, l'attaque chimique, le poinçonnage et le perçage. Par conséquent des plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible (représentés sur la figure 2) sont exposés dans les ouvertures de terminaison 36, 38 formées dans la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2). La liaison fusible 30 (représentée sur la figure 2) est exposée dans des ouvertures 40, 42 de la liaison fusible des couches isolantes intermédiaires respectives 22, 24 (couches 2 et 4). Dans d'autres formes de réalisation, des opérations de découpage de la matrice, des opérations de perçage et de poinçonnage et analogues peuvent être utilisées à la place d'opérations d'attaque chimique pour former les ouvertures 40, 42 de la liaison fusible et les ouvertures de terminaison 36, 38.
Après la formation, en 68, des ouvertures ou des fenêtres dans les couches intermédiaires isolantes 22, 24 (couches 2 et 4), on superpose ou on plaque les couches extérieures isolantes 26, 28 (couches 1 et 5) en 70 sur l'ensemble combiné formé de trois couches (couches 2, 3 et 4) à partir des étapes 66 et 68. On superpose les couches isolantes extérieures 26, 28 (couches 1 et 5) sur l'ensemble combiné formé de trois couches en utilisant des processus et des techniques connus dans ce domaine technique.
Après avoir superposé, en 70, des couches isolantes extérieures 26, 28 (couches 1 et 5) pour former un ensemble combiné à cinq couches, on forme, en 72, des ouvertures de terminaison 46, 48 (représentées sur la figure 2), conformément à des procédés et des techniques connus, dans la couche isolante supérieure extérieure (couche 1), de telle sorte que des plots de contact 32, 34 d'éléments fusibles (représentés sur la figure 2) sont exposés à travers la couche isolante supérieure extérieure 26 (couche 1) et la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2) dans des ouvertures de terminaison respectives 36, 38 et 46, 48. La couche isolante inférieure extérieure 28 (couche 5) est alors marquée, en 74., avec des indices associés à des caractéristiques de fonctionnement du fusible 10 (représenté sur les figures 1 et 2), comme par exemple des valeurs nominales de tension ou de courant, un code de classification de fusible, etc. Le marquage en 74 peut être exécuté conformément à des procédés connus, comme par exemple le marquage laser, l'attaque chimique ou l'attaque plasmatique. On notera que dans d'autres formes de réalisation on peut utiliser, à la place de contacts de soudure 12, d'autres plots de contact conducteurs connus incluant sans aucune limitation des plots plaqués de nickel/or, nickel/étain, nickel/étain/plomb et étain.
Ensuite on applique, en 76, la soudure pour compléter les contacts de soudure 12 (représentés sur la figure 1), dans une communication de conduction avec des plots de contact 32, 34 d'élément fusible (représentés sur la figure 2). De ce fait, on peut établir une connexion électrique au moyen de la liaison fusible 30 (représentée sur la figure 2) , lorsque des contacts de soudure 12 sont couplés à des connexions électriques de lignes et de charges d'un circuit activé.
Bien que l'on puisse fabriquer les fusibles 10 individuellement conformément au procédé décrit jusqu'alors, dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, les fusibles 10 sont fabriqués collectivement sous la forme d'une feuille, puis sont séparés ou singularisés ou individualisés, en 78, en des fusibles individuels 10. Lorsqu'elles sont obtenues par une fabrication par lots, différentes formes et dimensions de liaisons fusibles 30 peuvent être formées simultanément avec une commande précise des processus d'attaque chimique et de découpage de la matrice. En outre, on peut utiliser des procédés de stratification rouleau sur rouleau dans un processus de fabrication continu pour fabriquer un grand nombre de fusibles avec un intervalle de temps minimum.
En outre, on peut fabriquer des fusibles contenant des couches additionnelles sans sortir de la méthodologie de base décrite précédemment. Ainsi on peut utiliser de multiples couches d'éléments fusibles et/ou des couches isolantes additionnelles pour fabriquer des fusibles ayant différentes caractéristiques de performances et différentes tailles de boîtiers.
On peut former par conséquent efficacement des fusibles en utilisant des matériaux à faible coût, largement disponibles, selon un processus de fabrication par lots en utilisant des techniques et processus bon marché connus. Des processus d'attaque par voie photochimique permettent une formation assez précise de la liaison fusible 30 et des plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible mince 20, même pour de très petits fusibles, avec une épaisseur uniforme et une conductivité uniforme pour réduire la variation de la performance finale des fusibles 10. En outre, l'utilisation de matériaux formés de feuilles métalliques minces pour former une couche d'élément fusible 20 permet de réaliser des fusibles ayant une très faible valeur résistive par rapport à des fusibles comparables connus.
La figure 4 est une vue en perspective éclatée d'une seconde forme de réalisation d'un fusible en forme de feuille 90 sensiblement similaire au fusible 10 (décrit précédemment en référence aux figures 1 à 3) hormis en ce qui concerne l'agencement d'une couche isolante inférieure intermédiaire 24. Et notamment, l'ouverture 42 de liaison fusible (représentée sur la figure 2) dans la couche isolante inférieure intermédiaire 24 n'est pas présente dans le fusible 90, et la liaison fusible 30 s'étend directement en travers de la surface de la couche isolante intermédiaire inférieure 24. Cet agencement particulier est satisfaisant pour un fonctionnement du fusible à des températures intermédiaires, en ce que l'ouverture 40 de la liaison fusible empêche ou tout au moins réduit le transfert de chaleur depuis la liaison fusible 30 en direction des couches isolantes intermédiaires 22, 24. La valeur résistive du fusible 90 est par conséquent réduite pendant le fonctionnement du fusible, et l'ouverture 40 de la liaison fusible dans la couche isolante supérieure intermédiaire 40 empêche un cheminement d'arc et facilite une séparation complète du circuit au moyen du fusible.
Le fusible 90 est fabriqué sensiblement conformément au procédé 60 (décrit ci-dessus en référence à la figure 3) en dehors naturellement du fait que l'ouverture 42 de liaison fusible (représentée sur la figure 2) dans la couche isolante inférieure intermédiaire 24 n'est pas formée.
La figure 5 représente une vue en perspective éclatée d'une troisième forme de réalisation d'un fusible en forme de feuille 100 essentiellement similaire au fusible 90 (décrit ci-dessus en référence à la figure 4) hormis pour la construction de la couche isolante supérieure intermédiaire 22. En particulier l'ouverture 40 de la liaison fusible (représentée sur la figure 2) dans la couche isolante supérieure intermédiaire 22 n'est pas présente dans le fusible 100, et la liaison fusible 30 s'étend directement en travers de la surface à la fois des deux couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 22, 24.
Le fusible 100 est fabriqué essentiellement conformément au procédé 60 (décrit précédemment en référence à la figure 3) hormis naturellement en ce que les ouvertures 40, 42 de liaison fusible (représentée sur la figure 2) dans les couches isolantes intermédiaires 22, 24 ne sont pas formées.
On notera que l'on peut utiliser des substrats céramiques minces dans n'importe laquelle des formes de réalisation précédentes à la place de films polymères, mais qu'il peut être judicieux notamment de les utiliser avec un fusible 100 pour garantir un fonctionnement correct du fusible. Par exemple, on peut utiliser des matériaux céramiques pouvant être cuits conjointement à basse température et analogues dans d'autres formes de réalisation de la présente invention.
En utilisant les processus décrits précédemment d'attaque chimique et de découpage de matrice pour des matériaux en forme de feuilles métallisés minces pour la formation de liaisons fusibles, on peut former une variété de liaisons fusibles formées de feuilles métalliques ayant des formes différentes pour satisfaire à des objectifs de performances particuliers. Par exemple les figures 6 à 10 représentent une pluralité de géométries d'éléments fusibles, ainsi que des dimensions données à titre d'exemples et que l'on peut utiliser dans le fusible 10 (représenté sur les figures 1 et 2), dans le fusible 90 (représenté sur la figure 4) et dans le fusible 100 (représenté sur la figure 5). On notera cependant que les géométries de la liaison fusible décrite et représentée ici sont données uniquement à titre d'illustration et n'est censée en aucune manière limiter la mise en oeuvre de l'invention à une quelconque forme particulière de feuille ou de configuration de liaison fusible.
La figure I1 est une vue en perspective éclatée d'une quatrième forme de réalisation d'un fusible 120. Comme les fusibles décrits précédemment, le fusible 120 constitue un fusible à faible valeur résistive ayant une structure en couches, qui est représenté sur la figure 11. De façon spécifique, dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 120 est constitué essentiellement de cinq couches incluant une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 22, 24 qui à leur tour sont enserrées entre des couches isolantes extérieure supérieure et inférieure 122, 124.
Conformément aux formes de réalisation indiquées précédemment, l'élément fusible 20 est une feuille de cuivre déposée par électrodéposition ou dépôt électrolytique et possédant une épaisseur de 3-20 micromètres, appliquée sur une couche inférieure intermédiaire 24 conformément à des techniques connues. La couche d'élément fusible mince 20 est réalisée avec la forme de la lettre majuscule I avec une liaison fusible rétrécie 30 s'étendant entre des plots de contact rectangulaires 32, 34, et est dimensionnée de manière à s'ouvrir lorsqu'un courant circulant dans la liaison fusible 30 est inférieur à environ 20 ampères. Cependant il est envisagé que l'on puisse utiliser différentes dimensions pour la liaison fusible et que la couche d'élément fusible mince 20 puisse être formée de différents matériaux et d'alliages sous la forme d'une feuille métallique, à la place d'une feuille de cuivre.
La couche isolante intermédiaire supérieure 22 recouvre la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 et inclut une ouverture de liaison fusible de forme circulaire 40 qui la traverse et recouvre la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20. Contrairement aux fusibles 10, 90 et 100 décrits précédemment, la couche isolante supérieure intermédiaire 22 dans le fusible 120 n'inclut aucune ouverture de terminaison 36, 38 (représentée sur les figures 2 à 5) mais est plutôt massive partout hormis pour l'ouverture 40 de la liaison fusible.
La couche isolante inférieure intermédiaire 24 est située au-dessous de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 et inclut une ouverture de liaison fusible de forme circulaire 42 située au-dessous de la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 20. En tant que telle, la liaison fusible 30 s'étend dans les ouvertures respectives 40, 42 de liaison fusible des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 22, 24 de telle sorte que la liaison fusible 30 n'est en contact avec aucune surface de l'une ou l'autre des couches isolantes intermédiaires 22, 24 lorsque la liaison fusible 30 s'étend entre les plots de contact 32, 34 de l'élément fusible en forme de feuille 20. En d'autres termes, lorsque le fusible 10 est complètement fabriqué, la liaison fusible 30 est suspendue de façon efficace dans une poche d'air par l'intermédiaire des ouvertures 40, 42 de la liaison fusible dans les couches isolantes intermédiaires respectives 22, 24.
En tant que telles les ouvertures 40, 42 de liaison fusible empêchent la transmission de chaleur vers les couches isolantes intermédiaires 22, 24, ce qui, dans des fusibles classiques, contribue à conférer une résistance électrique accrue au fusible. Le fusible 120 fonctionne par conséquent avec une résistance inférieure à celle de fusibles connus et par conséquent il existe une moins grande perturbation de circuits que dans des fusibles comparables connus. En outre, et contrairement à des fusibles connus, la poche d'air créée par les ouvertures 40, 42 de liaison fusible empêche un cheminement d'arc et facilite un détachement ou séparation complet du circuit au moyen de la liaison fusible 30. En outre, les poches d'air permettent une évacuation des gaz lorsque la liaison fusible fonctionne et atténuent une accumulation et une pression de gaz indésirables à l'intérieur du fusible.
Comme cela a été indiqué précédemment, les couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires sont fabriquées chacune à partir d'un film diélectrique dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, comme par exemple une feuille de polyimide d'une épaisseur de 0,00508 cm disponible dans le commerce et commercialisée sous la marque KAPTON de E. I. du Pont de Nemours and Company de Wilmington, Delaware. Dans d'autres formes de réalisation, on peut utiliser d'autres matériaux électriquement isolants appropriés comme par exemple des matériaux stratifiés de polyimide sans adhésif CIRLEX , du Pyrolux, du naphtalènedicarboxylate de polyéthylène (quelquefois désigné par PEN), du Zyvrex, un matériau polymère de cristal liquide disponible commercialement auprès de Rogers Corporation, et autres.
La couche isolante supérieure extérieure 26 est située au-dessus de la couche supérieure intermédiaire 22 et inclut une surface continue 50 qui s'étend au-dessus de la couche isolante extérieure supérieure 26 et de l'ouverture 40 de liaison fusible de la couche isolante supérieure intermédiaire 22, ce qui ferme et isole de façon adéquate la liaison fusible 30. Et notamment, comme cela est également représenté sur la figure 11, la couche supérieure intermédiaire 122 n'inclut aucune ouverture de terminaison 46, 48 (représentée sur les figures 2 à 5).
Dans une autre forme de réalisation, la couche isolante supérieureextérieure 122 et/ou la couche isolante inférieure extérieure 124 sont réalisées en des matériaux translucides ou transparents qui facilitent l'indication visuelle d'un fusible ouvert dans les ouvertures 40, 42 de la liaison fusible.
La couche isolante inférieure extérieure 124 est située au-dessous de la couche isolante inférieure intermédiaire 24 et est massive, c'est-à-dire ne comporte aucune ouverture. La surface massive continue de la couche isolante inférieure extérieure 124 isole par conséquent de façon adéquate la liaison fusible 30 au- dessous de l'ouverture 42 pour liaison fusible de la couche isolante inférieure intermédiaire 24.
Dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, les couches 30 isolantes supérieure et inférieure extérieures sont réalisées chacune en un film diélectrique, comme par exemple un film de polyimide d'une épaisseur de 0,0127 cm disponible dans le commerce et commercialisé sous la marque KAPTON de E. I. du Pont de Nemours and Company de Wilmington, Delaware. On notera cependant que l'on peut utiliser, dans d'autres formes de réalisation, d'autres matériaux électriquement isolants appropriés tels que le CIRLEX , des matériaux de stratification formés de polyimide sans adhésif, du Pyrolux, du naphtalènedicarboxylate de polyéthylène et analogues.
Contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment de fusibles représentés sur les figures 2 à 5 qui incluent des terminaisons de bossages formés de soudure, la couche isolante supérieure extérieure 122 et la couche isolante inférieure extérieure 124 comprennent chacune des fentes de terminaison allongées 126, 128 formées dans chaque côté latéral des couches et s'étendant au-dessus et au-dessous des plots de contact de la liaison fusible. Lorsque les couches du fusible sont assemblées, les fentes 126, 128 sont métallisées sur une de leurs faces verticales de manière à former une terminaison de contact sur chaque extrémité latérale du fusible 120, conjointement avec des faces latérales verticales métallisées 130, 132 de la couche isolante supérieure intermédiaire et de la couche isolante inférieure intermédiaire 22, 24, et de bandes métallisées 134, 136 s'étendant sur les surfaces extérieures des couches isolantes supérieure et inférieure extérieures respectives 122, 124. Par conséquent le fusible 120 peut être monté en surface sur un panneau de circuits imprimés, tout en établissant une connexion électrique avec les plots de contact 32, 34 de l'élément fusible.
Pour la description d'un procédé de fabrication pris à titre d'exemple et utilisé pour fabriquer le fusible 120, on va se référer aux couches du fusible 120 conformément au tableau donné ci-après.
Couche de Couche de la figure 11 Référence traitement figure 11 1 Couche isolante supérieure extérieure 122 2 Couche isolante supérieure intermédiaire 22 3 Couche d'élément fusible en forme de feuille 20 4 Couche isolante inférieure intermédiaire 24 Couche isolante inférieure extérieure 124 En utilisant ces désignations, la figure 12 est un organigramme d'un procédé pris à titre d'exemple 150 de fabrication d'un fusible 120 (représenté sur la figure 11). On superpose, en 152, la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) sur la couche inférieure intermédiaire 24 (couche 4) conformément à des techniques de stratification connues pour former une structure métallique. Puis on forme, en 154, la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) pour lui donner la forme désirée, sur la couche isolante inférieure intermédiaire 24 (couche 4) en utilisant des techniques connues, incluant sans y être limitées l'utilisation d'un processus d'attaque chimique dans une solution de chlorure ferrique. Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, la couche 20 de l'élément fusible (couche 3) est formée de telle sorte que l'élément fusible en forme de feuille en forme de lettre majuscule I subsiste comme décrit précédemment. Dans d'autres formes de réalisation, des opérations de coupe peuvent être utilisées à la place d'opérations d'attaque chimique pour former les plots de contact 32, 34 de la liaison fusible 30. On comprendra qu'une variété de formes d'éléments fusibles peuvent être utilisées pour d'autres formes de réalisation et/ou des formes de réalisation alternative de l'invention, incluant, sans qu'il n'y ait là aucune limitation, celles représentées sur les figures 6 à 10. Il est en outre envisagé, dans d'autres formes de réalisation et/ou dans des formes de réalisation différentes, que la couche d'élément fusible puisse être métallisée et formée en utilisant un processus de pulvérisation, un processus de placage, un processus de sérigraphie et analogue, comme le noteront les spécialistes de la technique.
Une fois que la formation, en 154, de la couche d'élément fusible en forme de feuille (couche 3) à partir de la couche isolante intermédiaire (couche 4), est achevée, on applique, en 156, la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2) sur la couche d'élément fusible en forme de feuille préalablement déposée 20 (couche 3) et la couche isolante inférieure intermédiaire 24 (couche 4) à partir de l'étape 152, conformément à des techniques connues de stratification. De ce fait, une structure stratifiée à trois couches est formée avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 20 (couche 3) enserrée entre des couches isolantes intermédiaires 22, 24 (couches 2 et 4).
Des ouvertures 40 de liaison fusible (représenté sur la figure 11) sont alors formées, en 158, dans la couche isolante supérieure intermédiaire 22 (couche 2) et une ouverture 42 pour l'élément de liaison fusible (représenté sur la figure Il) est formée, en 158, dans la couche isolante inférieure intermédiaire 24. La liaison fusible 30 (représentée sur la figure 3) est exposée à l'intérieur d'ouvertures 40, 42 de liaison fusible des couches isolantes intermédiaires respectives 22, 24 (couches 2 et 4). Dans des formes de réalisation prises à titre d'exemples, les ouvertures 40 sont formées conformément à des opérations connues d'attaque chimique, de poinçonnage, de perçage et de découpage de matrice pour former des ouvertures 40 et 42 d'éléments de liaison fusibles.
Après l'attaque chimique, réalisée en 158, des ouvertures dans les couches intermédiaires isolantes 22, 24 (couches 2 et 4), les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sont appliquées, en 160, sur la combinaison formée de trois couches (couches 2, 3 et 4) à partir des étapes 156 et 158. En 160, on superpose des couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sur la combinaison à trois couches en utilisant des procédés et des techniques connus dans ce domaine technique.
Dans une forme de stratification, qui peut être particulièrement avantageuse pour l'objet de la présente invention, on utilise des matériaux préimprégnés formés de polyimide non fluide, tels que les matériaux disponibles auprès de Arlon Materials for Electronics of Beur, Delaware. De tels matériaux possèdent des caractéristiques de dilatation inférieures à celles d'adhésifs acryliques, ce qui réduit la probabilité de défaillances par trous traversants, tout en supportant mieux un traitement thermique cyclique, sans délaminer, que d'autres agents de liaison de stratification. On notera cependant que les exigences concernant l'agent de liaison peuvent varier en fonction des caractéristiques du fusible qui est fabriqué, et par conséquent que des agents de liaison de stratification, qui peuvent être inappropriés pour un type de fusible ou de valeur nominale de fusible, sont acceptables pour un autre type de fusible ou de valeur nominale de fusible.
Contrairement aux couches isolantes extérieures 26, 28 représentées sur la figure 2, les couches isolantes extérieures 122, 124 (représentées sur la figure 11) sont métallisées avec une feuille de cuivre sur une surface extérieure situées à l'opposé des couches isolantes intermédiaires. Dans une forme de réalisation prise à titre d'illustration, ceci peut être obtenu avec une technologie utilisant un polyimide CIRLEX incluant une feuille de polyimide superposée à une feuille de cuivre sans adhésif qui puisse compromettre un fonctionnement correct du fusible. Dans une autre forme de réalisation prise à titre d'exemple, ceci peut être obtenu avec des matériaux formés d'une feuille de polyimide Espanex auquel est superposé un film métallique pulvérisé sans additif Il est envisagé que l'on puisse utiliser d'autres matériaux et alliages conducteurs à la place d'une feuille de cuivre dans ce but, et en outre que les couches isolantes extérieures 122, 124 puissent être métallisées au moyen d'autres processus et techniques à la place de matériaux CIRLEX dans d'autres formes de réalisation.
Après que les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) aient été stratifiées ou appliquées en 160 pour former une combinaison à cinq couches, les trous traversants allongés correspondant aux fentes 126, 128 sont formés, en 164, au travers de la combinaison à cinq couches formée lors de l'étape 160. Dans différentes formes de réalisation, les fentes 126, 128 sont usinées par laser, soumises à l'attaque chimique, soumises à une attaque plasmatique, poinçonnées ou perforées lorsqu'elles sont formées, en 164. Les bandes de terminaison pour fentes 134, 126 (représentées sur la figure 11) sont ensuite formées en 166 sur les surfaces extérieures métallisées des couches isolantes extérieures 122, 124 au moyen d'un processus d'attaque chimique, et la couche d'élément fusible 20 est attaquée chimiquement en 166 pour exposer les plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible (représentés sur la figure 11) dans les fentes de terminaison 126, 128. Après attaque chimique, en 166, de la combinaison de couches pour former des bandes de terminaison 134, 136 et appliquer une attaque chimique à la couche d'élément fusible 20 pour exposer des plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible, les fentes de terminaison 126, 128 sont métallisées en 168 conformément à un processus de placage pour achever les terminaisons de contact métallisées dans les fentes 126, 128. Dans des formes de réalisation prises à titre d'exemples, on peut utiliser du nickel/or, du nickel/étain, du nickel/étain/plomb et de l'étain dans des processus de placage connus pour achever les terminaisons dans les fentes 126, 128. En tant que tels, on peut fabriquer des fusibles 120 qui sont particulièrement appropriés pour le montage en surface par exemple d'un panneau de circuits imprimés, bien que dans d'autres applications, on puisse utiliser d'autres systèmes de liaison à la place de la surface de montage.
Dans une autre forme de réalisation, on peut utiliser des terminaisons de contact alvéolaires crénelées incluant des trous traversants cylindriques à la place des métallisations de trous traversants des fentes 126, 128 mentionnées précédemment.
Une fois que les terminaisons de contact dans les fentes 126, 128 sont terminées, on marque alors, en 170, la couche isolante inférieure extérieure 124 (couche 5) avec des indices associés à des caractéristiques de fonctionnement du fusible 120 (représenté sur la figure 12) comme par exemple les valeurs nominales de tension ou de courant, un code de classification de fusible, etc. Les marquages 170 peuvent être exécutés conformément à des processus connus, comme par exemple le marquage laser, l'attaque chimique ou l'attaque plasmatique.
Bien que des fusibles 120 puissent être fabriqués uniquement conformément au procédé ainsi décrit jusqu'alors, dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, les fusibles 120 sont fabriqués collectivement sous la forme d'une feuille, puis ensuite séparés ou singularisés, en 172, en des fusibles individuels 120. Lors de la formation selon un processus de fabrication par lots, on peut former différentes formes et dimensions de liaisons fusibles 30 (représentées sur la figure 11) simultanément avec une commande de précision des processus d'attaque chimique et du découpage à la matrice. En outre, on peut utiliser des processus de stratification rouleau à rouleau employés dans un processus de fabrication continu pour fabriquer un nombre élevé de fusibles en un temps minimum. D'autres couches additionnelles d'éléments fusibles et/ou d'autres couches isolantes additionnelles peuvent être utilisées pour former des fusibles ayant des valeurs nominales et accrues et une taille physique accrue.
Une fois que la fabrication est achevée, on peut établir une connexion électrique par l'intermédiaire de la liaison fusible 30 (représentée sur la figure 11) lorsque les terminaisons de contact sont couplées à la ligne et des connexions électriques de la ligne et de la charge d'un circuit activé.
On notera que le fusible 120 peut en outre être modifié comme décrit précédemment en référence aux figures 4 et 5 par suppression d'une ou des deux ouvertures 40, 42 de la liaison fusible dans les couches isolantes intermédiaires 22, 24. La valeur résistive du fusible 120 peut par conséquent être modifiée pour différentes applications et pour différentes températures de fonctionnement du fusible 120.
Dans une autre forme de réalisation, une ou les deux couches isolantes extérieures 122, 124 peuvent être réalisées en un matériau transparent pour fournir une indication d'état local de fusible par l'intermédiaire des couches isolantes extérieures 122, 124. Par conséquent, lorsque la liaison fusible 30 fonctionne, le fusible 120 peut être aisément identifié pour être remplacé, ce qui peut être particulièrement avantageux lorsqu'on utilise un grand nombre de fusibles dans un système électrique.
Conformément à la méthodologie décrite précédemment, on peut par conséquent former d'une manière efficace des fusibles en utilisant des matériaux à faible coût, largement disponibles, selon un processus discontinu ou de fabrication par lots en utilisant des techniques et procédés connus bon marché. Les processus d'attaque photochimique permettent une formation assez précise de la liaison fusible 30 et des plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible mince 20, même pour des fusibles très petits, avec une épaisseur uniforme et une conductivité uniforme pour réduire la variation dans la performance finale des fusibles 10. En outre, l'utilisation de matériaux en forme de feuille métallique mince pour former la couche d'élément fusible 20 permet de construire des fusibles ayant une valeur résistive très faible en rapport avec des fusibles comparables connus.
Les figures 13 et 14 sont respectivement une vue en perspective et une vue éclatée d'une cinquième forme de réalisation d'un fusible 200 agencé conformément à 30 un aspect pris à titre d'exemple de l'invention. Comme les fusibles décrits précédemment, le fusible 200 est un fusible à faible valeur résistive ayant une structure en couches. Le fusible 200 est constitué de manière à être essentiellement similaire au fusible 120 (représenté sur la figure 11) hormis comme indiqué ci-après, et des caractères de référence identiques du fusible 120 sont indiqués avec des caractères de référence identiques sur les figures 13 et 14.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 200 inclut une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22, 24 qui à leur tour sont enserrées entre des couches isolantes supérieure et inférieure extérieures 122, 124. La couche d'élément fusible 20 et les couches 22, 24, 122, 124 sont réalisées et assemblées comme décrit cidessus en référence aux figures 11 et 12.
Contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment, dans lesquelles la couche d'élément fusible 20 est suspendue au voisinage des ouvertures 40 et 42 de liaison fusible ou en contact direct avec les couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22 et 24, la couche d'élément fusible:20 est supportée par une membrane en polymère 202. La membrane en polymère 202 sert à supporter l'élément fusible 20 et à former une surface, sur laquelle on peut former la couche d'élément fusible 20. En fonctionnement, la liaison fusible métallique 30 de la couche d'élément fusible 20 fond et sépare le circuit au moyen du fusible 200, sans carbonisation de la membrane en polymère 202 ni cheminement d'arc sur la surface de la membrane 202.
Certaines géométries et longueurs de liaisons fusibles dans la couche d'élément fusible 20 rendent particulièrement judicieuse la membrane polymère 202. Par exemple, lorsqu'on utilise une liaison en serpentin ou une liaison entaillée dans la couche d'élément fusible 20, la membrane en polymère 202 supporte la liaison fusible de telle sorte que la couche d'élément fusible 20 ne touche pas une surface des ouvertures 40 et 42 de liaison fusible, situées au-dessus et au-dessous de la liaison fusible avant le détachement du circuit. Pour des fusibles à une tension plus élevée et/ou des éléments fusibles à retard ayant des éléments fusibles de longueur accrue et lorsque des liaisons fusibles ayant des formes et/ou des géométries multiples sont utilisées, on estime que la membrane en polymère 202 joue un rôle important pour l'obtention d'un fonctionnement acceptable du fusible. Dans la conception de fusibles formés de longs éléments et à retard, la couche d'élément fusible 20 se dilate dans des conditions de surcharge conformément au coefficient associé de dilatation thermique du métal utilisé pour former la couche d'élément fusible 20. Un chauffage thermique de la couche d'élément fusible 20 se poursuit jusqu'à ce qu'au moins une partie de la couche d'élément fusible 20 fonde dans un état liquide. La dissipation thermique dans la membrane polymère 202 pendant le chauffage thermique de la couche d'élément fusible 20 peut conduire à une modification substantielle, et également souhaitable, de la caractéristique temps/courant du fusible 200.
La membrane en polymère 202 fournit en outre des avantages structurels supplémentaires dans le fusible 200. Par exemple, la membrane en polymère 202 fournit une résistance structurelle à la liaison fusible par le fait qu'elle supporte la couche d'élément fusible 20 pendant le procédé de fabrication, en rigidifiant de ce fait la liaison fusible pour éviter une fracture potentielle pendant des processus de stratification séquentiels à une température élevée et à une pression élevée. En outre la membrane en polymère 202 renforce la couche d'élément fusible pour éviter une fracture potentielle de la liaison fusible lors du traitement et de l'installation du fusible. En outre, la membrane en polymère 202 réduit une probabilité de fracture de la liaison fusible en raison de contraintes thermiques pendant une commande cyclique du courant en cours d'utilisation, ce qui entraîne une dilatation thermique et une contraction thermique de la couche d'élément fusible. La fatigue subie par la liaison fusible jusqu'à défaillance sous l'effet de cyclage de ce courant, est par conséquent atténuée par la résistance structurelle de la membrane en polymère 202.
C'est pourquoi, en incorporant la membrane en polymère 202 ou une autre structure de support pour la couche d'élément fusible 20, l'élément fusible 200 présente une résistance améliorée aux chocs mécaniques, aux chocs thermiques et aux impacts, une endurance améliorée aux vibrations et peut-être même une performance supérieure par rapport par exemple avec le fusible 120 (représenté sur la figure 11), dans lequel la liaison fusible 30 est suspendue dans l'air.
Bien que l'on notera que la membrane polymère 202 soit souhaitable pour 30 certains types d'applications de fusibles comme indiqué précédemment, dans des fusibles à action rapide et dans des fusibles comportant des liaisons fusibles comparativement plus courtes, les liaisons fusibles peuvent posséder une intégrité structurelle suffisante et une performance acceptable pour rendre optionnelle la membrane en polymère 202. Dans une liaison fusible courte et dans le cas de fusibles à action rapide, il est improbable que le fait de prévoir la membrane en polymère 202 ait un effet substantiel sur la caractéristique temps/courant du fusible 200.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, la membrane en polymère 202 est une membrane mince possédant une épaisseur d'environ 0, 00127 cm ou moins, bien que l'on notera que des épaisseurs plus élevées de membranes peuvent être utilisées dans d'autres formes de réalisation. De façon idéale, une membrane en polymère mince fond, se vaporise ou se désintègre d'une manière ou d'une autre pendant le fonctionnement du fusible. Des matériaux pris à titre d'exemples pour la membrane en polymère 202 incluent, sans y être limités, des matériaux polymères de cristal liquide (LCP) et des matériaux formés de film de polyimide, tels que ceux décrits précédemment. Un matériau formé de polyimide liquide peut être également utilisé pour former une membrane de support 202 pour la couche d'élément fusible 20 conformément à un procédé ou une technique connu, incluant sans aucune limitation, des opérations d'enduction par centrifugation ou une application à l'aide d'une racle. La membrane en polymère 202 peut être également réalisée sous une variété de formes comme cela est désiré ou nécessaire pour constituer un fusible possédant une caractéristique fusible particulière.
Le fusible 200 peut être réalisé conformément au procédé 150 représenté sur la figure 12 avec une modification appropriée de manière à former la couche d'élément fusible 20 sur, ou la faire supporter d'une autre manière par, la membrane en polymère 202.
La figure 15 est une vue éclatée d'une sixième forme de réalisation d'un fusible 210 formé conformément à un aspect de l'invention pris à titre d'exemple. Comme le fusible décrit précédemment, le fusible 210 fournit un fusible de faible valeur résistive ou une structure à couches. Le fusible 210 est agencé sensiblement de la même manière que le fusible 120 (représenté sur la figure 11) hormis comme indiqué ci-après, et les chiffres de référence concernant le fusible 120 sont choisis identiques aux chiffres de référence de la figure 15.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 210 inclut une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22, 24 qui à leur tour sont insérées entre des couches isolantes supérieure et inférieure extérieures 122, 124. La couche d'élément fusible 20 et les couches 22, 24, 122, 124 sont fabriquées et assemblées comme décrit précédemment en référence aux figures 11 et 12.
Contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment, un support 212 d'extinction d'arc est prévu dans les ouvertures 40 et 42 de liaison fusible des couches isolantes supérieure ou inférieure intermédiaires 22 et 24. La dissipation de l'énergie de l'arc lorsque la couche d'élément fusible 20 s'ouvre, est par conséquent facilitée, ce qui est avantageux lorsque la tension nominale du fusible est accrue. Si une énergie d'arc venait à rompre le fusible et à s'échapper dans l'environnement ambiant, l'équipement électronique sensible et les composants électroniques associés au fusible peuvent être affectés et des conditions dangereuses pour du personnel à proximité peuvent en résulter. Lorsque l'amorçage d'un arc se produit, le support enveloppant 212 d'extinction de l'arc s'échauffe et est le siège d'une transition de phase, et une énergie d'amorçage d'arc est absorbée par le milieu d'extinction de l'arc, sous l'effet de l'entropie. L'énergie de l'arc est de ce fait contenue d'une manière efficace dans les limites des ouvertures 40 et 42 de liaison fusible en un emplacement situé à l'intérieur du fusible 210. L'endommagement de l'équipement et des composants électriques est de ce fait évité, et un environnement de fonctionnement sûr est conservé.
A titre d'exemple, on peut utiliser un matériau céramique, un matériau silicone et des matériaux composites céramique/silicone dont on sait qu'il présente des caractéristiques de suppression d'arc, en tant que milieu 212 d'extinction d'arc. Comme les spécialistes de la technique pourront le noter, les produits céramiques sous la forme d'une poudre, d'une pâte ou d'un adhésif peuvent être utilisés et appliqués aux ouvertures 40 et 42 de liaison fusible conformément à des procédés et techniques connus. De façon plus spécifique, on peut utiliser des silicones, tels que du RTV ou silicone obtenu par vulcanisation à température ambiante, et de l'alcoxysilicone modifié en tant que milieu 212 d'extinction d'arc. De façon analogue on peut utiliser comme milieu 212 d'extinction d'arc des matériaux céramiques tels que l'alumine (Al2O3) , de la silice (SiO2), de l'oxyde de magnésium (MgO), le trihydrate d'alumine (Al2O3*3H2O) et/ou n'importe quel composé dans le système ternaire Al2O3*MgO*SiO2. De même le composé MgO*ZrO2 et les spinelles tels que Al2O3*MgO et d'autres milieux d'extinction d'arc avec une chaleur élevée de transformation, comme par exemple du nitrate de sodium (NaNO2, NaNO3) sont également appropriés pour être utilisés en tant que milieux d'extinction d'arc 210.
Comme cela est représenté sur la figure 15, on peut prévoir une ou plusieurs couches additionnelles de matériaux isolants 214 à proximité de 1.a couche d'élément fusible 20, et une ouverture 216 pour la liaison fusible peut être prévue dans ces couches. La couche isolante 214 peut être réalisée avec les mêmes matériaux ou des matériaux similaires en tant que couches supérieure et inférieure isolantes 22 et 24 décrites plus haut. Un milieu d'extinction d'arc 212 remplit l'ouverture 216 dans la couche isolante 214. Une capacité additionnelle d'isolation et d'extinction d'arc est par conséquent fournie pour l'obtention de caractéristiques fusibles désirées pour des fusibles fonctionnant à des tensions plus élevées.
On comprendra que la membrane polymère 202 (représentée sur la figure 14) peut être utilisée en combinaison avec le fusible 210 comme cela est souhaité. On comprendra également que le fusible 210 peut être fabriqué conformément au procédé 150 représenté sur la figure 12, avec une modification appropriée pour incorporer le support d'extinction d'arc 212 et une ou plusieurs des couches isolantes additionnelles 214.
La figure 16 est une vue éclatée d'une septième forme de réalisation d'un fusible 220 agencé conformément à un aspect de l'invention pris à titre d'exemple.
Comme pour les fusibles décrits précédemment, le fusible 210 est un fusible à faible valeur résistive ayant une structure en couches. Etant donné que le fusible 220 inclut des éléments communs avec le fusible 120 (représenté sur la figure 11) des caractères de référence identiques du fusible 120 sont indiqués avec les mêmes chiffres de référence que sur la figure 16.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 220 inclut une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22, 24 qui à leur tour, sont insérées entre des couches isolantes supérieure et inférieure 122, 124. La couche d'élément fusible 20 et les couches 22, 24, 122 et 124 sont décrites dans ce qui précède en référence aux figures 11 et 12.
Contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment, qui sontsans adhésif, le fusible 220 inclut des éléments adhésifs 222 (représentés par une ligne en trait mixte sur la figure 16) fixant la couche d'élément fusible 20 aux couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22 et 24 et également fixant les couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22 et 24 aux couches isolantes extérieures 122 et 124. Contrairement à des adhésifs classiques, les éléments adhésifs 222 dans une forme de réalisation prise à titre d'illustration ne carbonisent pas ou ne réalisent pas un cheminement d'arc lorsque la couche d'élément fusible 20 s'ouvre et détache un circuit au moyen du fusible 220. En outre les éléments adhésifs 222 permettent une température et une pression inférieures de stratification pendant la fabrication des fusibles 220, alors que les formes de réalisation sans adhésif décrites précédemment requièrent des température et pression comparativement plus élevées de stratification. La température et la pression réduites de stratification lors de la fabrication du fusible 220 fournissent un certain nombre d'avantages incluant, sans aucune limitation, une consommation d'énergie réduite pour la fabrication des fusibles 220 et des procédures de fabrication simplifiées, chacune avec des coûts réduits de fabrication des fusibles 220.
Dans différentes formes de réalisation, les éléments adhésifs 222 peuvent être par exemple un adhésif liquide à base de polyimide, un film adhésif de polyimide ou un adhésif à la silicone. De façon plus spécifique, on peut utiliser des matériaux tels que des films liés par du Espanex SPI et du Espanex SPC. Sinon, on peut faire déposer par sérigraphie ou couler un polymère liquide, puis le faire durcir pour former un élément adhésif 222.
Lorsqu'on utilise des films adhésifs en tant qu'éléments adhésifs 222, le film adhésif peut être préalablement poinçonné pour la formation d'ouvertures 40 et 42 de liaison fusible dans les couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22 et 24. Une fois que les ouvertures 40 et 42 sont formées, on superpose les éléments adhésifs 222 aux couches isolantes intermédiaires respectives 22 et 24 et aux couches extérieures 122 et 124. On peut utiliser des précurseurs formés de polyimide sous la forme d'un film de recouvrement et d'encres dans le processus de stratification, et, une fois qu'on les a fait durcir, toutes les caractéristiques électriques, mécaniques et dimensionnelles du polyimide sont en place, conjointement avec les avantages du polyimide comme cela est décrit ci-dessus de façon détaillée.
Dans une autre forme de réalisation, les éléments adhésifs 222 peuvent encapsuler la couche d'élément fusible en forme de feuille métallique 20. On peut utiliser un agent d'encapsulation à température de cuisson inférieure, par exemple lorsqu'on utilise un alliage ou un métal fondant à une température de fusion plus faible, soit lorsqu'on utilise un système d'alliage du type Metcalf.
Alors que quatre éléments adhésifs 222 sont représentés sur la figure 16, on notera que l'on peut utiliser un plus grand nombre ou un nombre plus petit d'éléments adhésifs 222 dans d'autres formes de réalisation, tout en obtenant au moins certains des avantages du fusible 220 et sans sortir du cadre de la présente invention.
On comprendra que la membrane polymère 202 (représentée sur la figure 14) peut être utilisée en combinaison avec le fusible 220 comme cela est souhaité. On comprendra également que le fusible 220 peut être fabriqué conformément au procédé 150 représenté sur la figure 12 avec une modification appropriée pour incorporer les éléments adhésifs 222. En outre on comprendra que des milieux d'extinction d'arc 212 (représentés sur la figure 15) et une ou plusieurs couches isolantes additionnelles 214 (également représentées sur la figure 15) peuvent être utilisés dans le fusible 220, comme on le désire.
La figure 17 est une vue schématique d'une huitième forme de réalisation d'un fusible 230 agencé conformément à un exemple d'aspect de l'invention. Comme les fusibles décrits précédemment, le fusible 230 fournit un fusible de faible valeur résistive ayant un agencement en couches. Lorsque le fusible 230 inclut des éléments en commun avec les formes de réalisation précédentes, on utilisera pour les mêmes éléments du fusible 230 les mêmes chiffres de référence dans la figure 17.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible 230 inclut une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre des couches isolantes supérieure ou inférieure intermédiaires 22, 24 qui à leur tour sont enserrées entre des couches isolantes supérieure et inférieure 122, 124. La couche d'élément fusible 20 et les couches 22, 24, 122 et 124 sont décrites ci-dessus en référence aux figures 11 et 12.
Contrairement aux formes de réalisation précédentes, le fusible 230 inclut un puits de chaleur 232 et une couche isolante additionnelle 214 (également représentée sur la figure 15). Le puits thermique de chaleur 232 est placé à proximité directe de la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible 20 et le puits de chaleur 232 améliore la caractéristique de retard pour certaines applications du fusible. Etant donné qu'un échauffement localisé apparaît de façon typique au centre de la couche d'élément fusible 20 (c'est-à-dire à l'emplacement de liaison fusible 30 représentée sur la figure 17), le puits de chaleur 232 évacue la chaleur de la couche d'élément fusible 20 lorsqu'un courant le traverse. Par conséquent un intervalle de temps accru est requis pour chauffer la couche d'élément fusible 20 pour l'amener à son point de fusion de manière à ouvrir ou à actionner le fusible 230 dans une condition de surintensité spécifiée.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le puits de chaleur 232 est un élément céramique ou métallique situé à proximité directe de l'élément fusible, soit au-dessus, soit au-dessous de la couche d'élément fusible 20, bien que l'on note que d'autres matériaux formant puits de chaleur et d'autres positions relatives du puits de chaleur 232 peuvent être utilisés dans d'autres formes de réalisation. Dans une certaine forme de réalisation, comme cela est représenté sur la figure 17, le puits de chaleur 232 est positionné à l'écart de la partie la plus chaude de la couche d'élément fusible 20 en fonctionnement. C'est- à-dire que le puits de chaleur 232 est positionné dans une position éloignée ou espacée du centre de la couche d'élément fusible 20 ou de la liaison fusible 30 dans la forme de réalisation représentée de la figure 17. En écartant le puits de chaleur 232 de la liaison fusible 30, le puits de chaleur 232 n'interfere pas avec l'ouverture et la séparation du circuit produite par la couche d'élément fusible 20.
On comprendra que la membrane en polymère 202 (représentée sur la figure 14) peut être utilisée en combinaison avec le fusible 220 comme cela est souhaité. En outre, on comprendra que le milieu d'extinction d'arc 212 (représenté sur la figure 15) et une ou plusieurs couches isolantes additionnelles 214 (également représentées sur la figure 15) peuvent être utilisées dans le fusible 230 lorsque cela est souhaité. Des éléments adhésifs 222 (représentés sur la figure 16) peuvent être utilisés de façon analogue dans le fusible 230. On comprendra également que le fusible 220 peut être fabriqué conformément au procédé 150 représenté sur la figure 12 avec une modification appropriée pour incorporer les caractéristiques mentionnées précédemment.
La figure 18 est une vue de dessus d'une forme de réalisation prise à titre d'exemple d'une couche d'élément fusible 20 qui peut être utilisée avec n'importe laquelle des formes de réalisation précédentes de fusible. Comme représenté sur la figure 18, l'élément fusible 20 inclut des éléments chauffants 240. En particulier lorsque des matériaux à température de fusion plus faibles sont utilisés pour former la couche d'élément fusible 20, l'addition des éléments chauffants 240 peut faciliter la réalisation d'un fusible avec des caractéristiques d'action rapide et de résistance à une surtension transitoire élevée. De façon typique un fusible ayant une caractéristique d'action très rapide n'est pas à même de résister à des courants d'appel qui apparaissent par exemple dans des applications telles que des dispositifs d'affichage à panneaux plats LCD. Les éléments chauffants 240 permettent à la couche d'élément fusible 20 de résister à de tels courants d'appel sans ouverture du fusible.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, des alliages de dispositifs de chauffage tels que le nickel, le Balco, le platine, le Kanthal ou le nichrome peuvent être utilisés en tant qu'éléments chauffants 240 et être appliqués à la couche d'élément fusible 20 conformément à des procédés techniques connus. Ces matériaux et métaux et d'autres matériaux et métaux peuvent être sélectionnés pour les éléments chauffants 240 sur la base de propriétés des matériaux tels que la résistivité volumique, le coefficient de résistance de température (TCR), la stabilité, la linéarité et le coût.
Bien que deux éléments chauffants 240 soient représentés dans une couche 30 d'élément fusible particulière 20 sous la forme d'une lettre en majuscule I sur la figure 18, on notera que la couche d'élément fusible peut être réalisée avec une variété de formes géométriques incluant, sans aucune limitation, les formes représentées sur les figures 6-10, sans sortir du cadre de la présente invention, et que l'on peut utiliser un nombre plus ou moins élevé d'éléments chauffants 240 pour s'adapter à différentes géométries d'éléments fusibles ou pour satisfaire à des spécifications applicables pour des paramètres de performances particuliers.
La figure 19 est une vue en plan de dessus d'une forme de réalisation prise à titre d'exemple d'une partie d'une couche d'élément fusible 250 formée sur une couche isolante 252. La couche d'élément fusible 250 est formée comme cela est décrit en rapport avec la couche d'élément fusible 20 comme indiqué ci-dessus dans une géométrie en forme de serpentin rappelant celle représentée sur la figure 10. La couche isolante 252 est formée comme cela est décrit en rapport avec l'a couche isolante inférieure intermédiaire 24 comme indiqué précédemment. La couche d'élément fusible peut être utilisée dans n'importe laquelle des formes de réalisation de fusibles précédents et peut être utilisée en combinaison avec n'importe quelle caractéristique sélectionnée mentionnée précédemment en référence aux figures 14 à 18 (c'est-à-dire la membrane polymère 202, le milieu d'extinction d'arc 212, les éléments adhésifs 222, le puits de chaleur 232 ou les dispositifs chauffants 240).
Une liaison fusible 254 s'étend en travers d'une ouverture 256 de liaison fusible formée dans la couche isolante 252, et la liaison fusible présente une largeur réduite par rapport au reste de la couche d'élément fusible en forme de serpentin 250. La couche d'élément fusible en forme de serpentin 250 et la liaison fusible 254 établissent un trajet conducteur relativement long sur la couche isolante 252 et conviennent bien pour un fusible à retardement.
Comme le noteront les spécialistes de la technique, un point de fusion de la couche d'élément fusible 250 dans le temps peut être déterminé par calcul d'une capacité d'absorption d'énergie maximale (Q) de la couche d'élément fusible 250. De façon plus spécifique la capacité d'absorption d'énergie maximale est calculée conformément à la relation suivante: Q = fi' Rdt = CPATBv = CpATAI (5) v étant le volume du matériau de la géométrie de la couche d'élément fusible formée, i étant une valeur instantanée du courant traversant l'élément fusible, t la valeur de temps pour le courant circulant dans l'élément fusible, OT la différence entre la température de fusion du matériau utilisé pour former la couche d'élément fusible et une température ambiante du matériau à l'instant t, Cp la capacité calorifique spécifique du matériau de la couche d'élément fusible, 8 la densité du matériau de la couche d'élément fusible, A la surface en coupe transversale de l'élément fusible et L la longueur de l'élément fusible.
La surface en coupe transversale, la longueur et le type du matériau utilisé pour la couche d'élément fusible affectent la valeur résistive (R) de ce dernier conformément à la relation: R = pl/A (6) p étant la résistivité du matériau de la couche d'élément fusible, 1 la longueur de l'élément fusible et A la surface en coupe transversale de l'élément fusible.
En considérant les équations (4) et (5), on peut concevoir la couche d'élément fusible avec une surface en coupe transversale appropriée et une longueur appropriée pour obtenir des caractéristiques de fusion spécifiées au niveau ou au-dessous d'une résistance électrique prédéterminées pour le fusible. Des fusibles à faible valeur résistive peuvent par conséquent être réalisés de manière à satisfaire ou à dépasser des objectifs spécifiques.
Par exemple, un ou plusieurs éléments chauffants 240 (représentés sur la figure 18) en série avec une couche d'élément fusible 250 fabriquée à partir d'un alliage à faible température de vaporisation en combinaison avec des ouvertures 256 de liaison fusible dans des couches isolantes positionnées à la fois au-dessus et au-dessous de la couche d'élément fusible 250, des conditions adiabatiques optimales sont créées pour le fonctionnement du fusible.
Des conditions idéales de fusion sont adiabatiques là où il n'existe aucun gain ni perte de chaleur pendant un état de surintensité. Dans un état adiabatique, le circuit est détaché sans échange de chaleur avec des éléments environnants situés alentour. D'une manière réaliste, des conditions adiabatiques apparaissent uniquement pendant des événements d'ouverture très rapides, dans lesquels la chaleur a peu de temps ou n'a pas de temps pour se dissiper soit depuis les terminaisons des fusibles, soit depuis les couches du fusible. Cependant on peut réaliser des conditions adiabatiques approximatives uniformes en modélisant une enveloppe adiabatique autour de la liaison fusible, ce qui a pour effet d'enfermer la liaison fusible dans un système thermodynamique, dans lequel il n'existe aucun gain ni aucune perte de chaleur.
Une enveloppe à modèle adiabatique peut être obtenue au moins en partie en entourant la liaison fusible avec un matériau possédant une faible conductivité thermique. Par exemple, une poche d'air entourant l'élément fusible par l'intermédiaire des ouvertures de liaison fusible dans les couches isolantes supérieure et inférieure de chaque côté de la couche d'élément fusible isolent la liaison fusible et empêchent une dissipation de chaleur à travers les couches du fusible. En outre, l'agencement de la géométrie de l'élément fusible avec un taux d'aspect minimum ou une largeur de l'élément divisée par l'épaisseur de l'élément réduit une zone de surface de la couche d'élément fusible pour un transfert de chaleur par exemple aux couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure. En outre, le fait de disposer un élément chauffant, tel que l'élément chauffant 240 décrit précédemment, en série avec l'élément fusible empêche un transfert de chaleur depuis l'élément fusible aux couches du fusible et aux terminaisons du fusible.
En modélisant une enveloppe adiabatique comme décrit précédemment, la chaleur dégagée par effet Joule n'est pas absorbée lors de l'apparition d'une surintensité et l'élément fusible peut fondre rapidement. Même si après que l'élément fusible ait fondu, un arc se produit, la vapeur métallique, qui génère probablement l'arc, est confinée dans l'enveloppe.
Pour les formes de réalisation précédentes de fusibles, on peut prédire des caractéristiques électriques du fusible en considérant la diffusivité thermique de la matrice du fusible en combinaison avec la capacité d'absorption d'énergie maximale de l'élément fusible comme décrit ciaprès. La diffusivité thermique dans l'équation de conduction thermique 3T(r,t) = KL\2T(r,t) (7) 8t est la constante K qui décrit la vitesse à laquelle de la chaleur est transmise par un milieu et est reliée à la conductivité thermique k, la chaleur spécifique Cp et la densité p conformément à la relation: K = Imfpv, =k/pCp (8) La figure 20 est une vue éclatée d'un fusible 260 fabriqué conformément à un aspect pris à titre d'exemple de l'invention. Comme les fusibles décrits précédemment, le fusible fabriqué 260 est un fusible à faible valeur résistive formé d'une structure en couche. Lorsque le fusible fabriqué 260 inclut des éléments communs avec les formes de réalisation précédentes, pour ces éléments communs on utilisera les mêmes chiffres de référence que pour la figure 17.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le fusible fabriqué 260 comprend une couche d'élément fusible en forme de feuille 20 enserrée entre les couches isolantes supérieure et inférieure intermédiaires 22, 24 qui à leur tour sont insérées entre les couches isolantes supérieure et inférieure extérieure 122, 124. La couche d'élément fusible 20 et les couches 22, 24, 122, 124 ont été décrites dans ce qui précède en référence aux figures 1 l et 12. Une couche isolante additionnelle 214 est également prévue comme cela a été décrit précédemment en référence à la figure 15.
Contrairement aux formes de réalisation indiquées précédemment, un masque 262 est prévu pour faciliter la formation d'une ou de plusieurs des couches. Le masque 262 définit une ouverture 264 correspondant à une ouverture de liaison fusible dans l'une des couches, et des gorges de terminaison arrondies 266 pour la mise en forme de la couche respective. Le masque 262 est utilisé pour faciliter la formation des ouvertures de liaison fusible et des terminaisons des couches respectives du fusible pendant des processus de fabrication. Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le masque 262 est un masque formé d'une feuille de cuivre utilisée avec un processus d'attaque plasmatique, bien qu'il soit envisagé que l'on puisse utiliser d'autres matériaux et d'autres techniques comme cela s'avère souhaité pour former et mettre en forme les ouvertures et les terminaisons des couches du fusible.
Dans une forme de réalisation prise à titre d'exemple, le masque 262 est retiré physiquement de la structure avant la superposition conjointe des couches du fusible.
Dans une autre forme de réalisation, le masque peut être incorporé dans une couche dans le produit formant le fusible final.
La figure 21 est une vue éclatée d'une autre forme de réalisation exemplaire d'un fusible 300. Dans une forme de réalisation exemplaire, le fusible 300 est similaire à certains égards au fusible 120 (représenté et décrit en relation avec la figure 12), et par conséquent les composants identiques du fusible 120 sont illustrés avec des caractères de référence identiques sur la figure 21.
Comme le fusible 120 décrit ci-dessus, le fusible 300 fournit un fusible à faible valeur résistive d'une construction en couches qui est illustrée sur la figure 21.
Spécifiquement, dans une forme de réalisation exemplaire, le fusible 300 est construit essentiellement à partir de cinq couches comprenant une couche d'élément fusible en forme de feuille 302 enserrée entre la couche isolante intermédiaire supérieure 303 et la couche isolante intermédiaire inférieure 304, qui sont à leur tour enserrées entre la couche isolante extérieure supérieure 122 et la couche isolante extérieure inférieure 124.
Contrairement aux formes de réalisation de fusible précédentes ayant une couche d'élément fusible électrodéposée qui est ensuite formée sur l'une des couches isolantes intermédiaires selon un processus d'attaque chimique ou un autre processus dans lequel la couche électrodéposée est soustraite de la couche isolante, la couche d'élément fusible 302 est une feuille de cuivre électroformée d'une épaisseur de 3 à 20 microns qui est fabriquée et formée indépendamment à partir de la couche isolante intermédiaire supérieure 303 et de la couche isolante intermédiaire inférieure 304. Spécifiquement, dans une forme de réalisation à titre d'illustration, la couche d'élément fusible est fabriquée selon un processus additif connu, comme un processus d'électroformation dans lequel la forme souhaitée de la couche d'élément fusible est plaquée, et une image négative est moulée sur un substrat enduit de photorésistance. Une fine couche de métal (par exemple du cuivre) est ensuite plaquée sur le moule d'image négative, et la couche plaquée est ensuite pelée du moule pour donner une feuille autonome s'étendant entre la couche isolante intermédiaire supérieure 303 et la couche isolante intermédiaire inférieure 304.
La formation séparée et indépendante de la couche d'élément fusible 302 présente un certain nombre d'avantages, comme une plus grande précision de contrôle et de positionnement de la couche d'élément fusible par rapport aux autres couches lorsque le fusible 300 est construit. Par comparaison avec les processus d'attaque chimique des formes de réalisation précédemment décrites, la formation indépendante de la couche d'élément fusible 302 permet d'accroître le contrôle sur la forme de la couche d'élément fusible aux bords de celle-ci. Alors que l'attaque chimique a tendance à produire des bords latéraux obliques ou en pente de la couche d'élément fusible une fois formée, il est possible d'obtenir des bords latéraux sensiblement perpendiculaires avec des processus d'électroformation, ce qui réduit une tolérance de résistance dans le fusible fabriqué. De plus, la formation séparée et indépendante des éléments fusibles permet d'obtenir des éléments fusibles d'épaisseurs variables dans une dimension verticale (c'est-à-dire perpendiculaires aux couches isolantes) pour produire des profils ou des contours verticaux dans la couche d'élément fusible 302 et des caractéristiques de performances variables. En outre, de multiples métaux ou alliages de métaux peuvent être utilisés dans le processus de formation séparée et indépendante pour construire des éléments fusibles ayant différentes compositions métalliques dans des zones différentes de l'élément fusible. Par exemple, la liaison fusible 30 peut être fabriquée dans un premier métal ou alliage et les plots de contact peuvent être fabriqués dans un second métal ou alliage.
Dans une forme de réalisation exemplaire, la couche d'élément fusible 302 est formée sous la forme d'un I majuscule avec une liaison fusible étroite 30 s'étendant entre les plots de contact rectangulaires 32, 34, et est dimensionnée pour s'ouvrir lorsque le courant traversant la liaison fusible 30 dépasse un seuil prédéterminé. Il est envisagé néanmoins que diverses dimensions de la liaison fusible peuvent être employées et que la couche d'élément fusible 302 peut être fermée dans divers matériaux et alliages de feuille métallique au lieu d'une feuille de cuivre. Il est en outre envisagé, comme cela est expliqué en détail ci- dessous, qu'une technique d'alliage de type Metcalf peut être appliquée à la liaison fusible 30 pour former un M- spot pour modifier les caractéristiques de fonctionnement de la liaison fusible 30.
La couche isolante intermédiaire supérieure 303 recouvre la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 et comprend une ouverture de liaison fusible de forme circulaire 40 s'étendant à travers celle-ci et recouvrant la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 302. L'ouverture 40 dans une forme de réalisation exemplaire est préformée dans la couche isolante supérieure 303, contrairement aux formes de réalisation précédentes dans lesquelles l'ouverture de liaison fusible 40 est formée à un stade ultérieur dans le processus de fabrication.
La couche isolante intermédiaire inférieure 304 se trouve au-dessous la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 et comprend une ouverture de liaison fusible de forme circulaire 42 qui, dans une forme de réalisation exemplaire, est également préformée dans la couche isolante inférieure 304. L'ouverture de liaison fusible 42 se trouve au- dessous de la liaison fusible 30 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 302. La liaison fusible 30 s'étend à travers les ouvertures de liaison fusible respectives 40, 42 dans la couche isolante intermédiaire supérieure 303 et dans la couche isolante intermédiaire inférieure 304 de manière à ce que la liaison fusible 30 n'entre pas en contact avec une surface des couches isolantes intermédiaires 303, 304 lorsque la liaison fusible 30 s'étend entre les plots de contact 32, 34 de l'élément fusible en forme de feuille 302. En d'autres termes, lorsque le fusible 300 est entièrement fabriqué, la liaison fusible 30 est effectivement suspendue dans une poche d'air en vertu des ouvertures de liaison fusible 40, 42 dans les couches isolantes intermédiaires respectives 303, 304.
Les ouvertures de liaison fusible 40, 42 empêchent donc le transfert thermique vers les couches isolantes intermédiaires 303, 304 qui, dans les fusibles conventionnels, contribue à l'augmentation de la résistance électrique du fusible. Le fusible 300 fonctionne donc à une valeur résistive inférieure de celle des fusibles connus et engendre donc moins de perturbations de circuit que les fusibles comparables connus. De plus, contrairement aux fusibles connus, la poche d'air créée par les ouvertures de liaison fusible 40, 42 empêche le cheminement d'arc et facilite le dégagement complet du circuit à travers la liaison fusible 30. En outre, la poche d'air permet l'évacuation des gaz à l'intérieur de celle-ci lorsque la liaison fusible fonctionne et soulage l'accumulation indésirable de gaz et la pression à l'intérieur du fusible. Il faut bien comprendre néanmoins que, dans d'autres formes de réalisation, les ouvertures de liaison fusible 40 et 42 peuvent comprendre des supports d'extinction d'arc comme cela est décrit ici, par exemple en relation avec le fusible 210 (représenté et décrit par référence à la figure 15). De plus, dans d'autres formes de réalisation, le support d'extinction d'arc peut être inclus dans un adhésif qui lie les couches du fusible 300 ensemble comme cela va être expliqué ci-dessous.
Les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure sont chacune réalisées dans une forme de réalisation, comme cela est noté ci- dessus, avec un film diélectrique à base de polymère comme par exemple un film de polyimide d'une épaisseur de 0,00508 cm disponible dans le commerce et commercialisé sous la marque déposée KAPTON de E.I. du Pont de Nemours et Company de Wilmington, Delaware. Cependant on notera que dans d'autres formes de réalisation, d'autres matériaux d'isolation électrique appropriés (polyimide et non polyimide) tels que des matériaux de stratification formés d'un polyimide sans adhésif CIRLEX , des matériaux formés de polyimide UPILEX disponibles dans le commerce auprès de Ube Industries, Pyrolux, du naphtalènedicarboxylate de polyéthylène (désigné quelquefois sous le sigle PEN), un matériau polymère de cristal liquide Zyvrex disponible dans le commerce auprès de Rogers Corporation, et analogue peut être utilisé à la place du KAPTON La couche isolante extérieure supérieure 122 recouvre la couche intermédiaire supérieure 303et inclut une surface continue 50 s'étendant sur la couche isolante extérieure supérieure 122 et recouvrant l'ouverture de liaison fusible 40 de la couche isolante intermédiaire supérieure 303, ce qui enveloppe et isole de manière adéquate la liaison fusible 30 de ce qui est au-dessus. Dans une autre forme de réalisation, la couche isolante extérieure supérieure 122 et/ou la couche isolante extérieure inférieure 124 sont fabriquées dans des matériaux translucides ou transparents qui facilitent l'indication visuelle d'un fusible ouvert à l'intérieur des ouvertures de liaison fusible 40, 42.
La couche isolante extérieure inférieure 124 se trouve au-dessous de la couche isolante intermédiaire inférieure 304 et est solide, c'est-à-dire sans ouverture. La surface solide continue de la couche isolante extérieure inférieure 124 isole donc de manière adéquate la liaison fusible 30 au-dessous de l'ouverture de liaison fusible 42 de la couche isolante intermédiaire inférieure 304.
Dans une forme de réalisation donnée à titre d'illustration, les couches isolantes extérieures supérieure et inférieure sont chacune réalisées avec un film diélectrique, comme par exemple du polyimide d'une épaisseur de 0,0127 cm disponible dans le commerce et commercialisé sous la marque déposée KAPTON de E.I. du Pont de Nemours et Company de Wilmington, Delaware. Cependant on notera que dans d'autres formes de réalisation, d'autres matériaux d'isolation électrique appropriés tels que des matériaux de stratification formés d'un polyimide sans adhésif CIRLEX , Pyrolux, polyéthylène naphthalendicarboxylate et analogues peuvent être utilisés.
La couche isolante supérieure extérieure 122 et la couche isolante inférieure extérieure 124 comprennent chacune des fentes de terminaison allongées 126, 128 formées dans chaque côté latéral des couches et s'étendant au-dessus et au-dessous des plots de contact de la liaison fusible 32, 34. De même, les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 comprennent des fentes ou des trous de terminaison arrondis 306, 308 formé sur chaque côté latéral de celles-ci, et la couche d'élément fusible 302 comprend des fentes ou des trous de terminaison arrondis 310, 312 sur chaque côté latéral de celle-ci. Lorsque les couches du fusible 300 sont assemblées, les fentes de terminaison 126, 128, 306, 308, 310 et 312 sont métallisés sur une face verticale de celles-ci pour former une terminaison de contact à chaque extrémité latérale du fusible 300, et des bandes métallisées 134, 136 s'étendent sur les surfaces extérieures des couches isolantes extérieures supérieure et inférieure 122, 124 respectivement. Le fusible 300 peut donc être monté en surface sur une carte de circuit imprimé tout en établissant une connexion électrique avec les plots de contact d'élément fusible 32, 34.
Pour la description d'un processus de fabrication exemplaire employé pour fabriquer le fusible 300, il est fait référence aux couches du fusible 300 selon le tableau suivant: Couche de, Couche de la figure 1 l Référence traitement figure 11 1 Couche isolante supérieure extérieure 122 2 Couche isolante supérieure 303 intermédiaire 3 Couche d'élément fusible en forme de 302 feuille 4 Couche isolante inférieure 304 intermédiaire Couche isolante inférieure extérieure 124 En utilisant ces désignations, la figure 22 est un organigramme d'un procédé pris à titre d'exemple 320 de fabrication d'un fusible 300 (représenté sur la figure 21). La couche d'élément de fusible en forme de feuille 302 (couche 3) est préformée 322 selon, par exemple, le processus d'électroformage décrit ci-dessus pour fabriquer une couche d'élément fusible autonome qui est fabriquée de manière séparée et indépendante à partir de chacune des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303 et 304 (couches 2 et 4). L'électroformage de la couche d'élément fusible 302 est censée fournir, entre autres, une amélioration du contrôle, de l'alignement et de la précision de la construction de l'élément fusible par rapport aux couches isolantes intermédiaires 303 et 304 par comparaison aux techniques d'attaques chimiques, ainsi qu'une réduction des coûts de fabrication du fusible 300 par comparaison avec l'attaque chimique des éléments fusibles comme cela a été précédemment décrit.
La couche d'élément fusible en forme de feuille 302 (couche 3) est formée de manière à ce que l'élément fusible de feuille en forme de I majuscule reste comme cela a été décrit ci-dessus. Néanmoins, il faut bien comprendre qu'une diversité de formes d'éléments fusibles peut être employée dans des formes de réalisation supplémentaires et/ou variantes de l'invention, y compris en particulier celles illustrées sur les figures 6 à 10. Il est en outre envisagé que, dans des formes de réalisation supplémentaires et/ou variantes, la couche d'élément fusible 302 peut être formée dans une couche autonome selon d'autres techniques de fabrication connues au lieu des processus d'électroformage qui ont été décrits ci-dessus.
Après la formation 322 de la couche d'élément fusible en forme de feuille (couche 3), les ouvertures ou les fenêtres d'élément fusible 40 et 42 sont formées 324 dans les couches intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4) selon une technique connue, comme la perforation, bien que d'autres techniques de formation de fenêtres puissent également être employés. Les ouvertures d'élément fusible 40 et 42 sont préformées dans les couches 2 et 4 avant que les couches du fusible ne soient assemblées, contrairement à certaines formes de réalisation précédentes dans lesquelles les ouvertures d'élément fusible sont formées dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure après la superposition de certaines des couches du fusible l'une sur l'autre.
Une fois que la couche d'élément fusible 302 (couche 3) est formée et que les ouvertures d'élément fusible 40, 42 sont formées dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4), la couche d'élément fusible 302 (couche 3) est positionnée entre les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure (couche 2 et 4) de manière à ce que la couche d'élément fusible 302 (couche 3) soit enserrée entre les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4). Les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4) sont superposées 326 sur la couche d'élément fusible autonome 302 (couche 3) selon des techniques connues de superposition comme celles précédemment décrites. Une superposition de trois couches est ainsi formée avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 (couche 3) enserrée entre les couches isolantes intermédiaires 303 et 304 (couches 2 et 4).
Une fois que les couches 2, 3, et 4 sont superposées, une tâche M 328 est appliquée 330 sur la liaison fusible 30 pour créer un effet de Metcalf pendant le fonctionnement de la liaison fusible. Comme l'homme du métier pourra l'apprécier, la tâche M est appliquée ou créée en introduisant un matériau (par exemple de l'étain ou un alliage d'étain) ayant un point de fusion inférieur au métal parent de la liaison fusible 30 (par exemple du cuivre ou un alliage de cuivre) de manière à ce que, au fur et à mesure que la liaison fusible 30 est chauffée par la surcharge électrique, le matériau à point de fusion inférieur se diffuse dans le matériau parent de la liaison fusible 30, ce qui augmente la résistance électrique de la liaison fusible et ce qui accroît encore plus la charge électrique sur la liaison fusible. Lorsque la charge devient trop grande, la liaison fusible se rompt et la connexion électrique n'est plus maintenue. La présence d'un matériau à point de fusion inférieur modifie la caractéristique de fonctionnement de la liaison fusible de manière à ce que le courant le plus élevé qu'elle transporte indéfiniment sans fondre est réduit sans affecter sensiblement le comportement de la liaison fusible à des surcharges élevées. Cette fonction est parfois appelée effet de Metcalf ou effet M. Dans une forme de réalisation exemplaire, le matériau à point de fusion inférieur pour former la tâche M est appliqué à la liaison fusible 30 à travers une ou deux ouvertures d'élément fusible préformées 40, 42 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4) selon un processus connu comme des techniques d'électroplacage ou d'électrodépôt, Comme cela est illustré sur la figure 22, la tâche M 328 est appliquée sur la liaison fusible 30 après la superposition 326 des 2, 3 et 4 l'une sur l'autre. La construction fusible permet l'application de la tâche M une fois que le fusible est partiellement assemblé, et lorsque la liaison fusible est suspendue dans l'air à l'intérieur des ouvertures d'élément fusible 40 et 42 des couches 2 et 4. En appliquant la tâche M après la superposition des couches 2, 3, et 4 l'une sur l'autre, l'emplacement précis et la formation précise de la tâche M peuvent être assurés. De plus, les ouvertures d'élément fusible préformées 40, 42 des couches isolantes intermédiaires 303, 304 (couches 2 et 4), au contraire de la post-formation des fenêtres après la superposition des couches 2, 3, et 4 dans les formes de réalisation précédemment décrites, simplifient la fabrication du fusible et facilitent l'application de la tâche M tout en évitant de dégrader la tâche M et/ou la liaison fusible lors de la formation des fenêtres.
Il faut bien comprendre que, bien que la tâche M 328 soit considérée comme étant bénéfique dans certaines formes de réalisation, la tâche M 328 peut être omise dans d'autres formes de réalisation, si cela est souhaité.
En référence à la figure 22, après la superposition 326 des couches 2, 3, et 4 l'une sur l'autre, un support d'extinction d'arc 332 est appliqué 334 sur les ouvertures d'élément fusible 40 et 42 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303 et 304 (couches 2 et 4). Comme cela a été précédemment noté, le support d'extinction d'arc peut se composer de l'un quelconque des matériaux susmentionnés ou d'autres matériaux connus ayant des propriétés de suppressions d'arc. Dans une forme de réalisation, le matériau d'extinction d'arc est matériau basé sur un polymère avec des remplisseurs inorganiques, comme du sulfate de baryum, du trihydrate d'aluminium et analogue. Un adhésif d'acrylate UV (ultra violet) contenant de 10% à 60% de matériau de suppression d'arc (par exemple, du sulfate de baryum, du trihydrate d'aluminium et analogue) par poids avec une taille de particule de 1 à 5 microns peut être utilisé et imprimé ou diffusé dans les ouvertures d'élément fusible 40 et 42 pour appliquer le support d'extinction d'arc. Le matériau d'extinction d'arc peut être durci aux UV dans une forme de réalisation exemplaire.
Le support d'extinction d'arc 332 remplit sensiblement les ouvertures d'élément fusible 40 et 42 à proximité de la liaison fusible 30, et dans une forme de réalisation le support d'extinction d'arc enferme la liaison fusible 30 à l'intérieur de celui-ci.
Après l'application 334 du support d'extinction d'arc à proximité de la couche d'élément fusible 302 (couche 3), les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sont superposées 336 sur la combinaison de trois couches (couches 2, 3, et 4) de l'étape 326. Les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sont superposées 336 sur la combinaison de trois couches en utilisant des processus et des techniques connues dans l'art. Dans une forme de réalisation, les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sont pré-métallisées et comprennent une fine couche de feuille de métal 337 (par exemple, une feuille de cuivre) plaquée, déposée ou autrement formée sur celles-ci et faisant face vers l'extérieur à partir des couches isolantes intermédiaires 303, 304 (couches 2 et 4), et la feuille de métal 337 permet la terminaison à montage en surface du fusible 300 comme cela est expliqué ci-dessous.
Une forme de superposition qui peut être particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention emploie l'utilisation de matériaux prépreg polyimide non fluides comme ceux disponibles auprès de Arlon Materials for Electronics of Bear, Delaware. De tels matériaux ont des caractéristiques d'expansion inférieures à celles des adhésifs en acrylique, ce qui réduit la probabilité de défaillance de trou traversant, et ils endurent mieux les cycles thermiques sans délamination par rapport aux autres agents de liaison de superposition. On appréciera toutefois que les exigences d'agents de liaison peuvent varier en fonction des caractéristiques du fusible fabriqué et, par conséquent, des agents de liaison de superposition qui ne sont pas adaptés à un type de fusible ou à une intensité de fusible peuvent être acceptables pour un autre type de fusible ou un autre câlibre de fusible.
Après la superposition 336 des couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) pour former une combinaison de cinq couches, les trous traversant allongés à chaque extrémité du fusible 300 définis collectivement par les trous traversant 126, 128, 306. 308, 310 et 312 sont formés 338 à travers la combinaison de cinq couches formée à l'étape 336 et exposent les plots de contact 32, 34 de la couche d'élément fusible 302. Dans diverses formes de réalisation, les fentes 306, 308, 310 et 312 sont usinées au laser, traitées par attaque chimique, traitées par attaque de plasma, poinçonnées ou perforées à leur formation 338.
Les couches isolantes extérieures 122, 124 (couches 1 et 5) sont métallisées 340 avec une feuille de cuivre, comme avec une opération connue de placage, sur une surface extérieure à l'opposé des couches isolantes intermédiaires 303, 304 (couches 2 et 4), et également dans les trous traversant formés à l'étape 338, elles sont métallisées et plaquées avec du cuivre dans une forme de réalisation pour établir la connexion électrique avec la couche d'élément fusible 302 (couche 3) et les surfaces extérieures pré-métallisées des couches isolantes extérieures (couches 1 et 5). Les couches isolantes extérieures pré-métallisées 122, 124 font ensuite l'objet d'une attaque chimique 342 pour former les bandes de terminaison 134 et 136 (Figure 21) aux bords latéraux des couches isolantes extérieures. Dans des formes de réalisation exemplaires, Nickel/or, Nickel/Etain, et Nickel/Etain/Plomb et Etain Nickel/EtainPlomb peuvent être employés dans des processus connus de placage pour réaliser les terminaisons dans les trous traversant 126, 128, 306. 308, 310 et 312 et les bandes de terminaison 134, 136. Ainsi, les fusibles 300 peuvent être fabriqués et particulièrement convenir au montage en surface sur par exemple une carte de circuit imprimé, bien que, dans d'autres applications, d'autres schémas de connexion puissent être utilisés au lieu du montage en surface.
Dans une forme de réalisation en variante, les terminaisons ou les fentes de trous traversant allongées (similaire à la forme de réalisation de la figure 11) peuvent être formées sur les bords latéraux du fusible 300 au lieu des terminaisons de contact crénelées décrites ci-dessus ayant des trous traversant cylindriques comme cela est représenté sur la figure 22. De plus, dans une autre forme de réalisation, des terminaisons de bords peuvent être formées sur les bords latéraux des couches de fusible par exemple en plongeant les extrémités du fusible 300 dans une encre conductrice, comme de l'époxy argentée, pour envelopper les bords d'extrémité du fusible 300.
Une fois que les terminaisons de contact sont réalisées aux étapes 340 et 342, l'une des couches isolantes extérieures inférieures 122 et 124 (couche 1 ou 5) peut être marquée 344 avec des indices correspondant aux caractéristiques de fonctionnement du fusible 300 (comme cela est représenté sur la figure 22), comme la tension nominale ou l'intensité nominale, un code de classification de fusible, etc. Le marquage 344 peut être effectué selon des processus connus comme par exemple le marquage laser, l'attaque chimique, l'attaque plasma, l'impression à écran ou des encres photos.
Bien que les fusibles 300 puissent être fabriqués de manière unitaire selon le procédé décrit jusqu'à présent, dans une forme de réalisation à titre d'illustration, les fusibles 300 sont fabriqués collectivement en forme de feuille puis ils sont séparés ou singularisés 346 en fusibles individuels 300. D'autres couches d'élément fusible et/ou d'autres couches isolantes peuvent être employées pour fournir des fusibles avec des valeurs nominales supérieures et des tailles physiques accrues.
Une fois la fabrication terminée, une connexion électrique peut être établie à travers le fusible de liaison 30 (représenté sur la figure 21) lorsque les terminaisons de contact sont couplées aux connexions électriques de charge et de ligne d'un circuit sous tension.
Il est reconnu que le fusible 300 peut être encore modifié comme cela est décrit ci-dessus par l'élimination de l'une ou des deux ouvertures de liaison fusible 40, 42 dans les couches isolantes intermédiairés 303, 304. La valeur résistive du fusible 300 peut varier en fonction des applications et des températures de fonctionnement du fusible 300.
Selon la méthodologie décrite ci-dessus, des fusibles 300 peuvent être efficacement formés en utilisant des matériaux économiques largement disponibles dans un processus en lots en utilisant des techniques et des processus connus peu coûteux. Des éléments de fusible réalisés par électroformage peuvent être formés indépendamment à partir des couches isolantes intermédiaires avec une épaisseur uniforme ou variable et un contrôle précis des caractéristiques de fusion et de l'élément fusible. Les éléments fusibles peuvent être produits avec une conductivité sensiblement uniforme pour minimiser les variations de performances finales des fusibles 300. En outre, l'utilisation de matériaux à fine feuille métallique pour former la couche d'élément fusible 302 permet de construire des fusibles à très faible valeur résistive par rapport aux fusibles comparables connus.
La figure 23 est un organigramme de traitement d'un procédé exemplaire 350 de fabrication d'un fusible 354 qui est similaire à plusieurs égards au fusible 300 (figure 21). Le procédé 350 est similaire à plusieurs égards au procédé 320 illustré sur la figure 22 et les étapes similaires du procédé 320 sont indiquées par des caractères de référence identiques sur la figure 23.
Comme le procédé 320, le procédé 350 comprend les étapes consistant à former 322 la couche d'élément fusible 302 (couche 3) indépendamment des autres couches du fusible dans une forme autonome, et à former 324 les ouvertures ou fenêtres d'élément fusible 40 et 42 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4). Contrairement au procédé 320, néanmoins, le procédé 350 comprend l'étape consistant à superposer 352 les couches 2, 3, 4, et 5 l'une sur l'autre pour former une construction à quatre couches avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 (couche 3) prise en sandwich entre les couches isolantes intermédiaires 303 et 304 (couches 2 et 4), et la couche isolante extérieure inférieure 124 (couche 5) superposée sur la couche isolante intermédiaire inférieure 304 (couche 4).
Une tâche M 328 est appliquée 334 sur la liaison fusible 30 de la manière décrite ci-dessus, et un support d'extinction d'arc 332 est ensuite appliquée 336 à travers l'ouverture d'élément fusible 40 dans la couche isolante intermédiaire supérieure 303 (couche 2), et les trous traversant sont formés 338 et plaqués 340 comme cela a été décrit cidessus. La fabrication est réalisée par attaque chimique 342 des bandes de terminaison, le marquage 344 de la couche isolante extérieure 124 (couche 5) et, si nécessaire, la singularisation 346 des fusibles individuels 354 dans une fabrication en lots.
En comparant les figures 21, 22 et 23, on peut constater que le fusible 354 produit par le procédé 350 (figure 23) omet la couche isolante extérieure supérieure (couche 1), et au lieu du processus de superposition à deux étapes en séquence illustré dans le procédé 320 de la figure 22, le procédé 350 de la figure 23 emploie un processus de superposition à une étape dans lequel toutes les couches du fusible sont superposées ensemble dans une seule étape de fabrication. En superposant simultanément toutes les couches à la fois, les fusibles 354 peuvent être produits en moins de temps et à coûts réduits par rapport par exemple au fusible 300 produit par le procédé 320 de la figure 22.
La figure 24 est un organigramme de traitement d'un autre procédé exemplaire 360 de fabrication d'un fusible 364 qui est similaire à plusieurs égards au fusible 300 (figure 21). Le procédé 360 est similaire à plusieurs égards au procédé 320 illustré sur la figure 22, et les étapes similaires du procédé 320 sont indiquées par des caractères de référence identiques sur la figure 24.
Comme le procédé 320, le procédé 360 comprend les étapes consistant à former 322 la couche d'élément fusible 302 (couche 3) indépendamment des autres couches du fusible dans une forme autonome, et à former 324 les ouvertures ou fenêtres d'élément fusible 40 et 42 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4). Contrairement au procédé 320, néanmoins, le procédé 360 comprend l'étape de superposition 362 des couches 1, 2, 3, 4, et 5 l'une sur l'autre pour former une construction à cinq couches avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 (couche 3) prise en sandwich entre les couches isolantes intermédiaires 303 et 304 (couches 2 et 4), et les couches isolantes extérieures supérieure et inférieure 122, 124 (couches 1 et 5) superposées et prenant en sandwich les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4).
Les trous traversant sont formés 338 et plaqués 340 comrne cela a été décrit ci-dessus. La fabrication est réalisée par attaque chimique 342 des bandes de terminaison, marquage 344 du fusible et, si nécessaire, singularisation 346 des fusibles 364 l'un de l'autre.
En comparant les figures 21, 22 et 24, on peut constater que le fusible produit par le procédé 360 (figure 23) omet le milieu d'extinction d'arc 332 et la tâche M 328, et au lieu du processus de superposition à deux étapes en séquence illustré dans le procédé 320 de la figure 22, le procédé 360 de la figure 24 emploie un processus de superposition à une étape dans lequel les cinq couches du fusible sont superposées l'une sur l'autre simultanément dans une seule étape de fabrication. Le procédé 360 comprenant moins d'étapes de fabrication que le procédé 320, il peut être réalisé plus rapidement et à moindre coût.
La figure 25 est un organigramme de traitement d'un autre procédé exemplaire 370 de fabrication d'un fusible 376 qui est similaire à certains égards au fusible 300 (figure 21). Le procédé 370 est similaire à de nombreux égards au procédé 320 illustré sur la figure 22, et les étapes similaires du procédé 320 sont indiquées par des caractères de référence identiques sur la figure 25.
Comme le procédé 320, le procédé 370 comprend les étapes consistant à former 322 la couche d'élément fusible 302 (couche 3) indépendamment des autres couches du fusible dans une forme autonome, mais il ne comprend pas l'étape 324 (figure 22) consistant à former les fenêtres d'élément fusible 40 et 42 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4). Au lieu de cela, le procédé 370 comprend les étapes consistant à appliquer 372 un adhésif contenant un matériau de suppression d'arc sur les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 303, 304 (couches 2 et 4) ayant une construction solide sans ouverture. Un adhésif d'acrylate UV contenant de 10% à 60% de matériau de suppression d'arc (par exemple, du sulfate de baryum, du trihydrate d'aluminium et analogue) par poids avec une taille de particule de 1 à 5 microns peut être utilisé et imprimé ou diffusé sur les couches dans le processus de superposition. L'adhésif peut être durci à chaud ou par UV ou il peut faire l'objet d'une fusion thermoplastique à chaud.
Contrairement au procédé 320, le procédé 370 comprend l'étape consistant à superposer 374 les couches 2, 3, 4, et 5 l'une sur l'autre pour former une construction à quatre couches avec la couche d'élément fusible en forme de feuille 302 (couche 3) prise en sandwich entre les couches isolantes intermédiaires 303 et 304 (couches 2 et 4), et la couche isolante extérieure inférieure 124 (couche 5) superposée sur la couche isolante intermédiaire inférieure 304 (couche 4).
Les trous traversant sont formés 338 et plaqués 340 comme cela a été décrit ci-dessus. La fabrication est réalisée par attaque chimique 342 des bandes de 5 terminaison, marquage 344 du fusible et, si nécessaire, singularisation 346 des fusibles 376 l'un de l'autre.
En comparant les figures 21, 22 et 25, on peut constater que le fusible produit par le procédé 370 (figure 25) omet la tâche M et le milieu d'extinction d'arc 328 mais comprend le matériau de suppression d'arc dans l'adhésif utilisé pour coupler les couches ensemble. En outre, au lieu du processus de superposition à deux étapes en séquence illustré dans le procédé 320 de la figure 22, le procédé 370 de la figure 25 emploie un processus de superposition à une étape dans lequel toutes les couches du fusible sont superposées ensemble simultanément dans une seule étape de fabrication.
En faisant varier le nombre de couches dans la construction de fusible, la présence ou l'absence de matériau d'extinction d'arc, le type et l'emplacement du matériau ou du milieu d'extinction d'arc à proximité de la couche d'élément fusible (par exemple, dans les ouvertures d'élément fusible des couches isolantes intermédiaires ou incorporé à l'adhésif joignant les couches), la présence ou l'absence de la tâche M , et la séquence de superposition (c'est-à-dire, la superposition à une étape ou à plusieurs étapes des couches de fusible), des fusibles de diverses caractéristiques, divers comportements et de diverses performances peuvent être fournis pour différentes applications afin d'atteindre des objectifs spécifiques. Plus spécifiquement, des fusibles de diverses valeurs résistives électriques, de diverses valeurs nominales d'intensité et/ou de tension pour la liaison fusible, de divers temps d'ouverture dans des conditions électriques spécifiées et de diverses qualités de suppression d'arc peuvent être fournis.
De plus, il faut bien comprendre que les fusibles et les procédés représentés sur les figures 21 à 25 peuvent être utilisés en combinaison avec des aspects d'autres formes de réalisation décrites dans les présentes. Par exemple, les fusibles et les procédés des figures 21 à 25 peuvent comprendre des couches isolantes extérieures translucides pour l'identification immédiate des liaisons fusibles ouvertes, des configurations de couches d'élément fusible variables, des fenêtres de terminaison et des terminaisons à bosse de soudure, des éléments de chauffage et des puits thermiques, etc. Les formes de réalisation précédentes sont fournies uniquement à titre illustratif et ellesillustrent des caractéristiques exemplaires qui peuvent être combinées entre elles pour produire des fusibles à très faible valeur résistive selon des processus de fabrication de grand rendement et de grande précision.
La figure 26 est une vue éclatée d'une autre forme de réalisation exemplaire d'un fusible 400 qui est adapté à des applications de niveaux supérieurs de tension et d'intensité par rapport aux formes de réalisation précédentes. Le fusible 400 fournit un fusible à faible valeur résistive d'une construction en couches qui est illustrée sur la figure 26. Spécifiquement, dans une forme de réalisation exemplaire, le fusible 400 se compose essentiellement de cinq couches comprenant couche d"élément fusible en forme de feuille 402 prise en sandwich entre les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 404, 406 qui sont à leur tour prises en sandwich entre les couches isolantes extérieures supérieure et inférieure 408, 410.
Dans une forme de réalisation, la couche d'élément fusible 402 est une fine feuille métallique (par exemple, en cuivre ou en alliage de cuivre) qui est électrodéposée sur l'une des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 402, 404, et qui est ensuite formée selon un procédé connu, comme des procédés d'attaque chimique et analogues décrits ci-dessus, dans lequel la couche électrodéposée est soustraite de la couche isolante. Dans une autre forme de réalisation, une membrane de polymère, comme la membrane 202 (figure 13) décrite ci-dessus, peut être employée comme cela est souhaité ou comme cela est nécessaire.
Dans une forme de réalisation alternative, la couche d'élément fusible 402 peut être fabriquée et formée indépendamment des couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 404 et 406, selon, par exemple, un processus d'électroformation comme cela est décrit ci-dessus en référence aux figures 21 à 25. La couche d'élément fusible en forme de feuille autonome 402 peut donc être fournie et étendue entre les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 404 et 406.
Dans une forme de réalisation exemplaire, la couche d'élément fusible 402 est allongée et elle comprend une liaison fusible rétrécie 412 s'étendant entre les plots de contact opposés 414, 416 et elle est dimensionnée pour s'ouvrir lorsque le courant traversant la liaison fusible 412 dépasse une quantité ou un degré prédéterminé. De plus, et contrairement à la forme de réalisation précédente, la liaison fusible 412 comprend un certain nombre de points faibles 418 ou de zones de surface en coupe transversale réduite espacées l'une de l'autre entre les plots de contact 414 et 416. Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure 26, la liaison fusible 412 a une dimension T sensiblement uniforme mesurée dans une direction perpendiculaire à un axe longitudinal de la liaison fusible 412, et une dimension W réduite mesurée transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la liaison fusible à chacun des points faibles 418. En variante, néanmoins, la liaison fusible 412 peut être formée pour avoir une dimension W sensiblement uniforme et une dimension T réduite au niveau des points faibles 418 pour réduire la surface en coupe transversale des points faibles 418 par rapport au reste de la liaison fusible 412. Dans une forme de réalisation, les points faibles 418 présentent une surface en coupe transversale qui représente environ 50 % de la surface en coupe transversale de la liaison fusible 418 à d'autres endroits. Il faut bien comprendre néanmoins qu'il est possible d'employer des rapports supérieurs ou inférieurs des surfaces en coupe transversale des points faibles 418 sur le reste de la liaison fusible 412.
De multiples points faibles 418 sont fournis dans la liaison fusible 412 pour améliorer les caractéristiques d'ouverture en court-circuit de la couche d'élément fusible 402, sans modifier sensiblement le comportement de la couche d'élément fusible dans des conditions de surcharge. En particulier, dans une condition de courant en court-circuit, la liaison fusible 412 s'ouvre au niveau des points faibles 418 à plusieurs endroits prédéterminés correspondant aux emplacements des points faibles 418. L'énergie d'arc est donc répartie entre les multiples emplacements des points faibles 418 lorsque la liaison fusible 412 ouvre le circuit à travers le fusible 400. Bien que trois points faibles 418 soient illustrés dans la forme de réalisation sur la figure 26, il faut bien comprendre que dans des formes de réalisation en variante il peut être employé plus ou moins de trois points faibles 418.
Il est en outre envisagé que des tâches M puissent être employées en combinaison avec certains voire même tous les points faibles 418 pour encore modifier les caractéristiques d'ouverture de fusible de la couche d'élément fusible 402. Les tâches M peuvent être formées sur la couche d'élément fusible selon la manière décrite ci-dessus en référence aux figures 21 à 23.
La couche isolante intermédiaire supérieure 404 recouvre la couche d'élément fusible en forme de feuille 402 et comprend un certain nombre d'ouvertures de liaison fusible de forme circulaire 420 s'étendant à travers celle-ci et recouvrant les points faibles 418 de la liaison fusible 412. Les ouvertures 420 dans une forme de réalisation exemplaire sont préformées dans la couche isolante supérieure 404, bien qu'il soit apprécié que les ouvertures 420 puissent être formées à un stade ultérieur dans le processus de fabrication dans une autre forme de réalisation.
La couche isolante intermédiaire inférieure 406 se trouve au-dessous de la couche d'élément fusible en forme de feuille 402 et elle comprend un certain nombre d'ouvertures de liaison fusible de forme circulaire 422 qui dans une forme de réalisation exemplaire sont également préformées dans la couche isolante inférieure 406. Les ouvertures de liaison fusible 422 se trouvent au-dessous de la liaison fusible 412 de la couche d'élément fusible en forme de feuille 402 au voisinage de chacun des points faibles 418. La liaison fusible 412 s'étend à travers les ouvertures respectives de liaison fusible 420, 422 dans les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 404, 406 de manière à ce que la liaison fusible 412 n'entre pas en contact avec une surface des couches isolantes intermédiaires 404, 406 au fur et à mesure que la liaison fusible 412 s'étend entre les plots de contact 414, 416 de l'élément fusible en forme de feuille 402. En d'autres termes, lorsque le fusible 400 est entièrement fabriqué, des portions de la liaison fusible 412 sont efficacement suspendues dans une poche d'air en vertu des ouvertures de liaison fusible 420, 422 dans les couches isolantes intermédiaires respectives 404, 406. Plus spécifiquement, chacun des points faibles 418 est suspendu dans une poche d'air entre les couches isolantes intermédiaires 404, 406.
Les ouvertures de liaison fusible 420, 422 empêchent le transfert de chaleur vers les couches isolantes intermédiaires 404, 406 qui, dans des fusibles classiques, contribue à l'augmentation de la résistance électrique du fusible. Le fusible 400 fonctionne donc à une valeur résistive inférieure à celle des fusibles connus et il perturbe donc moins le circuit que les fusibles comparables connus. De plus, contrairement aux fusibles connus, les poches d'air créées par les ouvertures de liaison fusible 420, 422 interdisent le cheminement d'arc et facilitent le dégagement complet du circuit à travers la liaison fusible 412. En outre, les poches d'air permettent l'évacuation des gaz à l'intérieur de celles-ci lorsque la liaison fusible fonctionne et elles soulagent l'accumulation indésirable de gaz et la pression à l'intérieur de fusible. Il faut bien comprendre néanmoins que, dans d'autres formes de réalisation, les ouvertures de liaison fusible 420 et 422 peuvent comprendre un support d'extinction d'arc comme cela est décrit ici, par exemple, par rapport au fusible 210 (représenté et décrit en référence à la figure 15), le fusible 300 (représenté sur la figure 21), et les procédés des figures 22 à 25.
Les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure sont chacune fabriquées dans une forme de réalisation, comme cela est indiqué ci-dessus, à partir de matériaux de film diélectrique à base de polymères, comme les matériaux et les éléments analogues décrits ci-dessus dans les formes de réalisation et les procédés de fusibles précédents.
La couche isolante extérieure supérieure 408 recouvre la couche intermédiaire supérieure 404 et comprend une surface continue solide s'étendant sur la couche isolante extérieure supérieure 408 et recouvrant les ouvertures de liaison fusible 420 de la couche isolante intermédiaire supérieure 404, ce qui enveloppe et isole de manière adéquate la liaison fusible 412 de ce qui est au-dessus. Dans une autre forme de réalisation, la couche isolante extérieure supérieure 408 et/ou la couche isolante extérieure inférieure 410 sont fabriquées dans des matériaux translucides ou transparents qui facilitent l'indication visuelle d'un fusible ouvert à l'intérieur des ouvertures de liaison fusible 420, 422.
La couche isolante extérieure inférieure 410 se trouve au-dessous de la couche isolante intermédiaire inférieure 410 et est solide, c'est-à-dire sans ouverture. La surface solide continue de la couche isolante extérieure inférieure 410 isole donc de manière adéquate la liaison fusible 412 au-dessous des ouvertures de liaison fusible 422 de la couche isolante intermédiaire inférieure 406.
Dans une forme de réalisation à titre d'illustration, les couches isolantes extérieures supérieure et inférieure 408, 410 sont chacune fabriquées à partir de films diélectriques à base de polymères et analogues comme cela est décrit ci-dessus.
Il faut bien comprendre que bien que cinq couches soient illustrées dans la forme de réalisation à titre d'illustration sur la figure 26, il peut être fourni ou utilisé plus ou moins de couches dans des variantes de formes de réalisation. De multiples couches d'élément fusible et liaisons fusibles peuvent être fournies et électriquement connectées l'une à l'autre en série ou en parallèle comme cela est souhaité.
Comme cela est représenté sur la figure 26, la couche isolante extérieure supérieure 408 et la couche isolante extérieure inférieure 410 comprennent chacune des fentes ou des trous de terminaison arrondis 424, 426 formés sur chaque côté latéral de celles-ci et s'étendant au-dessus et au-dessous des plots de contact de liaison fusible 414, 416. De même, les couches isolantes intermédiaires supérieure et inférieure 404, 406 comprennent des fentes ou des trous de terminaison arrondis 428, 430 formés sur chaque côté latéral de celles-ci, et la couche d'élément fusible 402 comprend des fentes ou des trous de terminaison arrondis 432, 434 sur chaque côté latéral de celle-ci. Lorsque les couches du fusible 400 sont assemblées, les fentes de terminaison 424, 426, 428, 430, 432 et 434 sont métallisées sur une face verticale de celles-ci pour former une terminaison de contact à chaque extrémité latérale du fusible 400. Des bandes métallisées 436, 438 sont formées d'une manière décrite ci-dessus et s'étendent sur les surfaces extérieures des couches isolantes extérieures supérieure et inférieures 408, 410 respectivement. Le fusible 400 peut donc être monté en surface sur une carte de circuit imprimé tout en établissant une connexion électrique avec les plots de contact d'élément fusible 414, 416.
En fournissant de multiples points faibles 418 et de multiples ouvertures d'élément fusible 420 et 422 dans les couches fusibles, il est possible d'obtenir des valeurs nominales supérieures de tension et d'intensité ainsi qu'une capacité supérieure de rupture. Par exemple, dans une forme de réalisation, le fusible 400 convient à des tensions de fonctionnement d'environ 600 volts ou moins, et en raison de la construction en couches du fusible, le fusible 400 peut être fourni dans un profil beaucoup plus bas, mesuré dans une direction perpendiculaire au plan des couches du fusible, par rapport aux fusibles connus montés en surface capables de fonctionner dans une telle plage opérationnelle. Le fusible 400 peut donc être particulièrement avantageux pour une utilisation avec des systèmes comprenant de multiples cartes de circuits espacées l'une de l'autre avec un jeu prédéterminé entre les cartes, ce que les fusibles classiques ne peuvent pas assurer.
De plus, la construction en couches du fusible 400 et la capacité accrue de rupture permettent au fusible 400 soit de fournir des caractéristiques supérieures d'ouverture et des performances supérieures dans un boîtier physique ayant environ la même taille que les fusibles connus, soit de fournir des caractéristiques équivalentes d'ouverture et des performances équivalentes avec une taille réduite de boîtier physique par rapport aux fusibles connus.
En outre, la construction polymérique en couches du fusible 400 permet de réaliser des économies de poids par rapport aux fusibles comparables connus contenant d'autres matériaux, et en particulier aux fusibles connus ayant des tubes de céramique. Pour un grand nombre de composants sur une carte de circuit, les économies de poids peuvent être significatives.
Le fusible 400 peut également être fourni à un coût réduit par comparaison avec les fusibles connus, selon l'un quelconque des procédés susmentionnés avec une modification appropriée de la liaison fusible et en fournissant un nombre approprié et un emplacement adéquat d'ouvertures d'élément fusible dans les couches de fusible.
Il faut bien comprendre que le fusible 400 peut contenir des aspects d'autres formes de réalisation de fusible décrites ici. Par exemple, le fusibles 400 peut contenir des couches isolantes extérieures translucides pour l'identification immédiate des liaisons fusibles ouvertes, des configurations de couches d'éléments fusibles variables, des fenêtres de terminaison et des terminaisons en bosse de soudure, des éléments de chauffage et des puits thermiques, etc. Le fusible 400 est fourni à titre d'illustration uniquement et il illustre des caractéristiques exemplaires qui peuvent être combinées avec d'autres caractéristiques de fusible pour produire des fusibles à très faible valeur résistive selon des processus de fabrication de grand rendement et de grande précision.
Bien que l'invention ait été décrite en ce qui concerne différentes formes de réalisation spécifiques, les spécialistes de la technique constateront que l'invention peut être mise en oeuvre en étant modifiée dans l'esprit et le cadre des revendications.
Claims (28)
1. Fusible à faible valeur résistive (10, 210, 220, 300) comprenant: une première couche isolante intermédiaire (22, 303) ; une seconde couche isolante intermédiaire (24, 304) ; et une couche d'élément fusible (20, 302) autonome formée indépendamment et fabriquée à partir de chacune de ladite première couche isolante intermédiaire (22, 303) et de ladite seconde couche isolante intermédiaire (24, 304), ladite couche d'élément fusible (20, 302) comprenant un premier plot de contact (32) et un second plot de contact (34) et une liaison fusible (30) s'étendant entre ceux-ci; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire (22, 303) et la seconde couche isolante intermédiaire (24, 304) s'étendent sur des côtés opposés de ladite couche d'élément fusible autonome (20, 302) et sont superposées l'une sur l'autre avec ladite couche d'élément fusible (20, 302) entre celles-ci.
2. Fusible à faible valeur résistive (10, 210, 220, 300) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins l'une de ladite première couche intermédiaire (22, 303) et de ladite seconde couche intermédiaire (24, 304) comprend une ouverture (40, 42) au-dessus de ladite liaison fusible (30).
3. Fusible à faible valeur résistive (10, 210, 220, 300) selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche d'élément fusible (20, 302) comprend un film fin en forme de feuille.
4. Fusible à faible valeur résistive (210, 300) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des fentes ou des trous de terminaison formés (310, 312) à des extrémités latérales de la couche d'élément fusible (20, 302), de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24).
5. Fusible à faible valeur résistive (10, 220, 300, 210) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une première couche Isolante extérieure (26, 122) et une seconde couche isolante extérieure (28, 124) superposées sur la première couche isolante intermédiaire (22, 303) et sur la seconde couche isolante intermédiaire (24, 304) respectivement.
6. Fusible à faible valeur résistive (10, 220, 300, 210) selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'au moins l'une de la première couche isolante extérieure (26, 122) et de la seconde couche isolante extérieure (28, 124) et au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24) comprennent un matériau polymérique.
7. Fusible à faible valeur résistive (220, 210) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un milieu d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible (30).
8. Fusible à faible valeur résistive (300) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une tâche M (328) formée sur la liaison fusible (30).
9. Procédé de fabrication d'un fusible à faible valeur résistive (10), caractérisé en ce 20 que ledit procédé comprend les étapes consistant à : fournir une première couche isolante intermédiaire (22) ; fournir une couche d'élément fusible préformée (20) distincte de la première couche intermédiaire (22), ladite couche d'élément fusible préformée (20) ayant une liaison fusible s'étendant entre le premier plot de contact (32) et le second plot de contact (34) ; et superposer (66) de manière adhésive une seconde couche isolante intermédiaire (24) sur la première couche isolante intermédiaire (22) au-dessus de la couche d'élément fusible (20).
10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la superposition (66) de manière adhésive comprend la superposition d'un film adhésif polymérique (222).
11. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la superposition (66) de manière adhésive comprend la superposition d'un adhésif (222) ayant des caractéristiques de suppression d'arc.
12. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à fournir une première couche isolante extérieure et une seconde couche isolante extérieure, et à superposer (70) de manière adhésive la première couche isolante extérieure sur la première couche intermédiaire (22) et à superposer (70) de manière adhésive la seconde couche isolante extérieure sur la seconde couche isolante intermédiaire (24).
13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé en ce que la couche d'élément fusible (20), la première couche isolante intermédiaire (22), aa seconde couche isolante intermédiaire (24), la première couche isolante extérieure (26) et la seconde couche isolante extérieure (28) sont simultanément superposées l'une sur l'autre.
14. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'étape consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire (22) comprend l'étape (68) consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire (22) ayant une ouverture d'élément fusible préformée à l'intérieur de celle-ci, et le procédé comprend en outre l'application (330, 334) d'une tâche M sur la liaison fusible à travers l'ouverture d'élément fusible après que la seconde couche isolante intermédiaire (24) a été superposée sur la première couche intermédiaire (22).
15. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'une de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24) comprend une ouverture, et l'étape consistant à superposer de manière adhésive une seconde couche isolante intermédiaire (24) sur la première couche isolante intermédiaire (22) au- dessus de la couche d'élément fusible (20) comprend l'étape consistant à positionner l'ouverture au-dessus de la liaison fusible.
16. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'étape consistant à fournir un élément fusible préformé comprend l'étape consistant à fournir un film fin autonome en forme de feuille définissant la liaison fusible (30) ainsi que le premier plot de contact (32) et le second plot de contact (34).
17. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à former les fentes ou les trous de terminaison (36, 38) aux extrémités latérales de la couche d'élément fusible (20), de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24).
18. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'étape consistant à fournir une première couche isolante intermédiaire (22) comprend l'étape consistant à fournir une couche de matériau polymère.
19. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à appliquer un milieu d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible.
20. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape 20 consistant à former une tâche M (328) sur la liaison fusible (30).
21. Fusible à faible valeur résistive (210) comprenant: une première couche isolante intermédiaire (22) et une seconde couche isolante intermédiaire (24), au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24) comprenant une ouverture préformée (40, 42) à travers celle-ci; une fine couche d'élément fusible en forme de feuille (20) formée séparément de ladite première couche isolante intermédiaire (22) et de ladite seconde couche isolante intermédiaire (24) ; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire (22) et la seconde couche isolante intermédiaire (24) s'étendent sur des côtés opposés de la couche d'élément fusible (20) et sont couplées à celle-ci; et un support d'extinction d'arc (212, 216) est situé à l'intérieur de ladite ouverture préformée (40, 42) net autour de la couche d'élément fusible (20) à l'intérieur de ladite ouverture (40, 42).
22. Fusible à faible valeur résistive (210) selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'il comprend en outre des fentes ou des trous de terminaison formés aux extrémités latérales de la couche d'élément fusible (20), de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24).
23. Fusible à faible valeur résistive (210) selon la revendication 21 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une première couche isolante extérieure (122) et une seconde couche isolante extérieure (124) superposées respectivement sur la première couche isolante intermédiaire (22) et sur la seconde couche isolante intermédiaire (24).
24. Fusible à faible valeur résistive (400) comprenant: une première couche isolante intermédiaire (404) ; une seconde couche isolante intermédiaire (406) ; et une couche d'élément fusible (402) comprenant une liaison fusible (412) ayant au moins un point faible (418) formé à l'intérieur de celle-ci; caractérisé en ce que la première couche isolante intermédiaire (404) et la seconde couche isolante intermédiaire (406) s'étendent sur des côtés opposés de la couche d'élément fusible autonome (402) et sont superposées l'une sur l'autre avec la couche d'élément fusible (402) entre celles-ci.
25. Fusible selon la revendication 24, caractérisé en ce que la liaison fusible (412) comprend de multiples points faibles (418), et au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire (22) et de la seconde couche isolante intermédiaire (24) comprend de multiples ouvertures (420, 422) correspondant aux emplacements desdits multiples points faibles.
26. Fusible selon la revendication 24, catactérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une couche isolante extérieure (408, 410) enveloppant lesdites multiples ouvertures (420) de la au moins l'une de la première couche isolante intermédiaire (404) et de la seconde couche isolante intermédiaire (406).
27. Fusible selon la revendication 24 caractérisé en ce que la liaison fusible (412) comprend au moins une tâche M (328) formée sur celle-ci.
d 10
28. Fusible selon la revendication 24 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un support d'extinction d'arc à proximité de la liaison fusible. i
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