KR20230146978A - 인쇄된 퓨즈의 설계 및 제조 - Google Patents
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Abstract
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈가 제공된다. 전력 퓨즈는 세장형 평면 기판, 복수의 가용성 취약 스폿들, 및 전도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 포함한다. 취약 스폿들은 기판 상에 형성되고, 기판 상에서 서로 길이 방향으로 이격된다. 전도체는 기판 및 취약 스폿들과 별개로 제공된다. 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 중실 세장형 금속 스트립을 포함한다. 중실 세장형 금속 스트립은, 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 장착되는 동일 평면 커넥터 섹션들 및 기판 위로 연장되도록 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 포함한다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 "Design and Fabrication of Printed Fuse"라는 명칭으로 2021년 2월 25일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제17/185,537호의 청구 대상에 관한 것으로 이에 대한 이익 및 우선권을 주장하며, 이로써 그 출원의 전체가 전적으로 참조로 통합된다.
본 개시내용의 분야는 일반적으로 전기 회로 보호 퓨즈들에 관한 것으로, 더 구체적으로는 열-기계적 변형 피로 저항적 가용성 요소 조립체들을 포함하는 전력 퓨즈들의 제조에 관한 것이다.
퓨즈들은 전기 회로들에 대한 값 비싼 손상을 방지하기 위한 과전류 보호 디바이스들로서 널리 사용된다. 퓨즈 단자들은 통상적으로, 전력 소스 또는 전력 공급부와 전기 컴포넌트 또는 전기 회로에 배열된 컴포넌트들의 조합 사이의 전기 연결을 형성한다. 하나 이상의 가용성 링크들 또는 요소들, 또는 퓨즈 요소 조립체가 퓨즈 단자들 사이에 연결되고, 그에 따라, 퓨즈를 통해 흐르는 전류가 미리 결정된 한계를 초과할 때, 가용성 요소들은 용융되고 퓨즈를 통해 하나 이상의 회로들을 개방하여 전기 컴포넌트의 손상을 방지한다.
전 범위 전력 퓨즈들은, 비교적 높은 결함 전류들 및 비교적 낮은 결함 전류들 둘 모두를 동일한 효과로 안전하게 차단하도록 고전압 전력 분배들에서 동작가능하다. 전력 시스템들의 지속적으로 확장되는 변동들의 관점에서, 이러한 유형의 공지된 퓨즈들은 일부 양태들에서 불리하다. 시장의 요구들을 충족시키기 위해 전 범위 전력 퓨즈들의 개선들이 요구된다.
비제한적이고 비포괄적인 실시예들이 하기의 도면들을 참조하여 설명되며, 여기서 유사한 도면 부호들은 달리 명시되지 않는 한 다양한 도면들 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 지칭한다.
도 1은 전력 시스템에서 생성되는 예시적인 과도 전류 펄스 프로파일을 예시한다.
도 2a는 공지된 전력 퓨즈의 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 전력 퓨즈의 퓨즈 요소 조립체의 사시도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 취약 스폿의 개략도이다.
도 2d는 부하 전류 순환 이벤트들 하에서 도 2b에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 취약 스폿들을 예시하는 개략도이다.
도 2e는 도 2e에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 취약 스폿들이 부하 전류 순환 이벤트들 이후 실패하는 것을 예시하는 개략도이다.
도 3은 예시적인 전력 퓨즈의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전력 퓨즈를 위한 퓨즈 요소 조립체의 확대도이다.
도 5는 도 4에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 기판 및 취약 스폿들을 도시한다.
도 6은 예시적인 퓨즈 요소 조립체의 일부의 확대 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 퓨즈 요소 조립체에서의 아킹을 예시하는 개략도이다.
도 8은 도 3 내지 도 7에 도시된 전력 퓨즈를 제조하기 위한 예시적인 방법의 개략도이다.
도 9는 도 8에 도시된 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 10a는 도 3에 도시된 전력 퓨즈를 위한 다른 예시적인 퓨즈 요소 조립체의 사시도이다.
도 10b는 라인(10B-10B)을 따라 도 10a에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 단면도이다.
도 10c는 도 10a에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 일부의 확대 단면도이다.
도 11은 전력 퓨즈를 제조하는 다른 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 12는 도 11에 도시된 방법에서 취약 스폿들을 갖는 전도체를 부착하는 개략도이다.
도 13a는 도 3에 도시된 전력 퓨즈를 위한 하나 이상의 예시적인 퓨즈 요소 조립체의 평면도이다.
도 13b는 라인(13B-13B)을 따라 도 13a에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 단면도이다.
도 13c는 라인(13B-13B)을 따라 도 13a에 도시된 퓨즈 요소 조립체의 단면도이며, 여기서 퓨즈 요소는 도 13b에 도시된 퓨즈 요소의 구성에 대안적인 구성을 갖는다.
도 14는 도 3에 도시된 전력 퓨즈의 취약 스폿과 전도체 사이의 예시적인 결합 메커니즘의 개략도이다.
도 1은 전력 시스템에서 생성되는 예시적인 과도 전류 펄스 프로파일을 예시한다.
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도 11은 전력 퓨즈를 제조하는 다른 예시적인 방법의 흐름도이다.
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도 14는 도 3에 도시된 전력 퓨즈의 취약 스폿과 전도체 사이의 예시적인 결합 메커니즘의 개략도이다.
전기 자동차 기술들의 최근의 진보는 퓨즈 제조업체들에 고유한 난제들을 제시한다. 전기 자동차 제조업체들은 차량들을 위한 종래의 전력 분배 시스템들보다 훨씬 더 높은 전압들에서 동작하는 전력 분배 시스템들을 위한 가용성 회로 보호를 추구하는 동시에, 전기 자동차 규격들 및 요구들을 충족시키기 위해 더 작은 퓨즈들을 찾고 있다.
종래의 내연 엔진 동력 차량들을 위한 전력 시스템들은, 통상적으로 약 48 VDC 또는 그 미만의 비교적 낮은 전압들에서 동작한다. 그러나, 본 명세서에서 전기 자동차(EV)들로 지칭되는 전기 동력 차량들을 위한 전력 시스템들은 훨씬 더 높은 전압들에서 동작한다. EV들의 비교적 고전압 시스템들(예를 들어, 200 VDC 이상)은 일반적으로, 배터리들이 전원으로부터 더 많은 에너지를 저장할 수 있게 하고, 내연 엔진들과 함께 사용되는 12 볼트(V) 또는 24 V에서 에너지를 저장하는 종래의 배터리들보다 낮은 손실들(예를 들어, 열 손실)을 갖는 차량의 전기 모터 및 보다 최근의 48 V 전력 시스템들에 더 많은 에너지를 제공할 수 있게 한다.
EV OEM(original equipment manufacturer)들은 올-배터리 전기 자동차(all-battery electric vehicle, BEV)들, 하이브리드 전기 자동차(HEV)들 및 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)들의 전기 부하들을 보호하기 위해 회로 보호 퓨즈들을 이용한다. 각각의 EV 유형에 걸쳐, EV 제조업체들은 소유 비용을 감소시키면서 배터리 충전 당 EV의 마일리지 범위를 최대화하려고 한다. 이러한 목적들을 달성하는 것은, 전력 시스템에 의해 운반되는 차량 컴포넌트들의 크기, 부피 및 질량뿐만 아니라, EV 시스템의 에너지 저장 및 전력 전달을 턴 온시킨다. 더 작은 및/또는 더 가벼운 차량들은 더 크고 더 무거운 차량들보다 이러한 요구들을 더 효과적으로 충족시킬 것이다. 따라서, 모든 EV 컴포넌트들은 이제 잠재적인 크기, 중량 및 비용 절감을 위해 면밀히 조사되고 있다.
일반적으로 말하면, 더 큰 컴포넌트들은 더 높은 연관된 재료 비용들을 갖는 경향이 있고, EV의 전체 크기를 증가시키거나 감소하는 차량 부피에서 과도한 양의 공간을 점유하는 경향이 있고, 단일 배터리 충전 당 차량 마일리지를 직접 감소시키는 더 큰 질량을 도입하는 경향이 있다. 그러나, 공지된 고전압 회로 보호 퓨즈들은 비교적 크고 비교적 무거운 컴포넌트들이다. 역사적으로, 그리고 합당한 이유로, 회로 보호 퓨즈들은 저전압 시스템들과 대조적으로 고전압 전력 시스템들의 요구들을 충족시키기 위해 크기가 증가하는 경향이 있었다. 따라서, 고전압 EV 전력 시스템들을 보호하는 데 필요한 기존의 퓨즈들은 종래의 내연 엔진 동력 차량들의 저전압 전력 시스템들을 보호하는 데 필요한 기존의 퓨즈들보다 훨씬 더 크다. 회로 보호 성능을 희생시키지 않으면서, EV 제조업체들의 요구들을 충족시키기 위해 더 작고 더 가벼운 고전압 전력 퓨즈들이 요구된다.
최신식 EV들을 위한 전력 시스템들은 450 VDC 또는 심지어 더 높은 전압에서 동작할 수 있다. 증가된 전력 시스템 전압은 바람직하게는 배터리 충전 당 더 많은 전력을 EV에 전달한다. 그러나, 그러한 고전압 전력 시스템들에서의 전기 퓨즈들의 동작 조건들은 저전압 시스템들보다 훨씬 더 가혹하다. 구체적으로, 퓨즈가 개방될 때의 전기 아킹 조건들과 관련된 규격들은, 특히 전기 퓨즈들의 크기의 감소에 대한 업계 선호도와 결합될 때, 고전압 전력 시스템들에 대해 충족하기가 특히 어려울 수 있다. 최신식 EV들에 의해 전력 퓨즈들에 부과되는 전류 순환 부하는 또한, 종래의 퓨즈 요소의 조기 고장을 초래할 수 있는 기계적 변형 및 마모를 부과하는 경향이 있다. 공지된 전력 퓨즈들이 최신식 EV 애플리케이션들의 고전압 회로에서 EV OEM들에 의한 사용을 위해 현재 이용가능하지만, EV들에 대한 고전압 전력 시스템들의 요건들을 충족시킬 수 있는 종래의 전력 퓨즈들의 비용은 말할 것도 없이 크기 및 중량은 새로운 EV들에서의 구현에는 비실용적으로 높다.
최신식 EV 전력 시스템들의 고전류 및 고 배터리 전압들을 가능하게 처리할 수 있는 비교적 더 작은 전력 퓨즈들을 제공하는 한편, 퓨즈 요소가 고전압들에서 동작함에 따라 여전히 허용가능한 중단 성능을 제공하는 것은 적어도 난제이다. 당해 기술 분야에서 오래 지속되고 충족되지 않은 요구들에 대한 개선들이 필요하다.
EV 애플리케이션들 및 특정 유형 및 정격의 퓨즈들의 맥락에서 설명되지만, 본 개시내용의 이점들은 반드시 EV 애플리케이션들 또는 설명된 특정 유형 또는 정격들로 제한되지는 않는다. 오히려, 본 개시내용의 이점들은 많은 상이한 전력 시스템 애플리케이션들에 대해 더 광범위하게 증가하는 것으로 여겨지며, 또한, 본 명세서에서 논의된 것들과 유사하거나 상이한 정격들을 갖는 상이한 유형들의 퓨즈들을 구성하도록 부분적으로 또는 전체적으로 실시될 수 있다.
도 1은 퓨즈를 렌더링할 수 있는 EV 전력 시스템 애플리케이션에서의 예시적인 전류 구동 프로파일(100), 및 구체적으로는 부하 전류 순환 피로에 취약한 내부의 퓨즈 요소 또는 요소들을 예시한다. 전류는 도 1에서 수직 축을 따라 도시되고, 시간은 수평 축을 따라 도시된다. 통상적인 EV 전력 시스템 애플리케이션들에서, 전력 퓨즈들은 전기 결함 조건들로부터 전기 부하들에 대한 손상을 방지하기 위해 회로 보호 디바이스들로서 사용된다. 전력 시스템은 500 V 초과의 전압들 및/또는 150 암페어(A) 초과의 전류들에서 동작될 수 있다. 도 1의 예를 고려하면, EV 전력 시스템들은 예를 들어 -250 A 내지 150 A에서 비교적 짧은 시간 기간들에 걸쳐 전류 부하들에서 큰 외견 랜덤 분산을 경험한다. 전류에서 외견 랜덤 분산은, EV 차량의 운전자의 행동들, 교통 상황들 및/또는 도로 상황들에 기초하여 외견 랜덤 운전 습관들에 의해 야기되는 시퀀스들의 다양한 크기들의 전류 펄스들을 생성한다. 이는, EV 구동 모터, 1차 구동 배터리, 및 시스템에 포함된 임의의 보호 전력 퓨즈 상에서 실질적으로 무한한 다양한 전류 로딩 사이클들을 생성한다.
도 1의 전류 펄스 프로파일에 예시된 그러한 랜덤 전류 로딩 조건들은 본질적으로, (배터리 드레인에 대응하는) EV의 가속 및 (재생 배터리 충전에 대응하는) EV의 감속 둘 모두에 대해 순환적이다. 이러한 전류 순환 부하는 줄(joule) 효과 가열 프로세스를 통해, 퓨즈 요소에, 그리고 더 구체적으로는 전력 퓨즈 내의 퓨즈 요소 조립체의 취약 스폿들에 열 순환 응력을 부과한다. 퓨즈 요소의 이러한 열 순환 부하는 특히, 퓨즈 요소 취약 스폿들에 기계적 팽창 및 수축 사이클들을 부과한다. 퓨즈 요소 취약 스폿들의 이러한 반복되는 기계적 순환적 부하는 시간이 지남에 따라 취약 스폿들을 파손 지점으로 손상시키는 누적 변형을 부과한다. 본 설명의 목적들을 위해, 이러한 열-기계적 프로세스 및 현상들은 본 명세서에서 퓨즈 피로로 지칭된다. 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 퓨즈 피로는, 퓨즈가 구동 프로파일을 견디기 때문에 주로 크리프(creep) 변형에 기인한다. 퓨즈 요소 취약 스폿들에서 생성되는 열은 퓨즈 피로의 개시로 이어지는 주요 메커니즘이다.
도 2a는 EV 전력 시스템과 함께 사용하도록 설계된 공지된 고전압 전력 퓨즈(200)를 도시한다. 전력 퓨즈(200)는 하우징(202), 라인 및 부하 측 회로들에 연결되도록 구성된 단자 블레이드들(204, 206), 및 말단 플레이트들(226, 228) 상에 제공된 단자 접촉 블록들(222, 224)을 통해 단자 블레이드들(204, 206) 사이의 전기 연결을 완성하는 퓨즈 요소 조립체(208)를 포함한다. 미리 결정된 전류 조건들을 겪을 때, 퓨즈 요소 조립체(208)의 적어도 일부는 용융되거나, 분해되거나, 또는 달리 구조적으로 고장나고, 단자 블레이드들(204, 206) 사이의 회로 경로를 개방한다. 따라서, 부하 측 회로는 전기 결함 조건들이 발생할 때의 손상으로부터 부하 측 회로 컴포넌트들을 보호하기 위해 라인 측 회로로부터 전기적으로 격리된다.
도 2b는 퓨즈 요소 조립체(208)를 더 상세히 예시한다. 퓨즈 요소 조립체(208)는 일반적으로, 전기 전도성 재료의 스트립으로부터 비스듬한 섹션들(242, 244)에 의해 연결된 일련의 동일 평면 섹션들(240)로 형성된다. 비스듬한 섹션들(242, 244)은 평면 섹션들(240)로부터 평면 밖으로 형성되거나 구부러진다.
도시된 예에서, 평면 섹션들(240)은 본 기술 분야에서 취약 스폿들로 지칭되는 감소된 단면적(241)의 복수의 섹션들을 정의한다. 취약 스폿들(241)은 평면 섹션들(240) 내의 애퍼처들에 의해 정의된다. 취약 스폿들(241)은 인접한 애퍼처들 사이의 섹션(240)의 좁은 부분에 대응한다. 전류가 퓨즈 요소 조립체(208)를 통해 흐를 때, 취약 스폿들(241)에서의 감소된 단면적들은 퓨즈 요소 조립체(208)의 나머지보다 더 높은 열 농도를 경험할 것이다.
금속 스탬핑 또는 펀칭에 의해 제조된 퓨즈 요소 조립체(208)의 취약 스폿들(241)은 위에서 설명된 유형의 순환 전류 부하들을 갖는 EV 애플리케이션들에 대해 불리한 것으로 밝혀졌다. 그러한 스탬핑된 퓨즈 요소 설계들은 바람직하지 않게, 더 짧은 서비스 수명이 초래되는 경향이 있도록, 퓨즈 요소 취약 스폿들(241) 상에 기계적 변형들 및 응력들을 도입한다. 이러한 짧은 퓨즈 서비스 수명은 취약 스폿들(241)에서의 퓨즈 요소의 기계적 피로로 인한 누슨스(nuisance) 퓨즈 동작의 형태로 나타난다.
도 2c는 애퍼처(252)가 금속 플레이트(250)를 통해 펀칭된 후의 금속 플레이트(250)의 단면도를 도시한다. 펀칭 또는 스탬핑 프로세스 후에, 애퍼처(252)의 경계(256)를 따라 미세 인열들(254)이 발생한다.
도 2d 및 도 2e에 도시된 바와 같이, 퓨즈 요소 조립체(208)의 취약 스폿들(241)은 반복되는 고전류 펄스들 및 순환 전류 이벤트들을 경험하며(도 2d), 이는 입자 경계 교란들로부터의 금속 피로를 유발하고, 이어서 취약 스폿들(241)에서 퓨즈 요소 조립체(208)의 균열 전파 및 고장이 이어진다(도 2e). 퓨즈 요소 조립체(208)의 기계적 제약들은 스탬핑된 퓨즈 요소 설계 및 제조에 내재되어 있으며, 이는 불행하게도 반복되는 부하 전류 순환 동안 취약 스폿들(241)의 평면-내 좌굴(buckling)을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 평면-내 좌굴은 인접한 금속 입자들 사이에서 분리 또는 미끄러짐이 발생하는 금속 입자 경계들에 대한 손상의 결과이다. 취약 스폿들(241)의 그러한 좌굴은 시간이 지남에 따라 발생하며, 더 높은 과도 전류 펄스들로 가속되고 더 두드러진다. 과도 전류 펄스들의 가열-냉각 델타가 더 클수록, 기계적 영향이 더 크고, 그에 따라, 취약 스폿들(241)의 장소-내 좌굴 변형이 더 커진다.
과도 전류 펄스들의 가열 효과들에 의해 야기되는 반복되는 금속의 물리적 기계적 조작들은 결국, 금속 퓨즈 요소의 입자 구조에서의 변화들을 야기한다. 이러한 기계적 조작들은 때때로 금속을 작동시키는 것으로 지칭된다. 금속들의 가공은, 인접한 입자들이 이웃하는 입자들에 단단히 구속되는 입자 경계들의 강화를 야기할 것이다. 금속의 과잉 작동은 입자 경계에서 교란들을 초래할 것이며, 여기서, 입자들은 서로를 지나 미끄러지며, 소위 슬립 밴드 또는 평면을 야기한다. 입자들 사이의 이러한 미끄러짐 및 분리는 전류 펄스들의 가열 효과를 증가시킴으로써 피로 프로세스를 가속시키는 전기 저항의 국부적인 증가를 초래한다. 슬립 밴드들의 형성은 피로 균열들이 먼저 개시되는 곳이다.
본 발명자들은, 취약 스폿들(241)을 형성하기 위한 스탬핑 프로세스들이 전단 및 인열 기계적 프로세스들이기 때문에, 퓨즈 요소 조립체(208)를 형성하기 위해 금속을 스탬핑 또는 펀칭하는 제조 방법이 퓨즈 요소 취약 스폿들(241)의 모든 스탬핑된 에지들 상에 국부적인 슬립 밴드들을 야기한다는 것을 발견하였다. 이러한 인열 프로세스는 다수의 슬립 밴드 구역들을 갖는 취약 스폿들(241)의 사전-응력들을 프로세싱한다. 열 효과들로 인해 설명된 좌굴과 조합된 슬립 밴드들 및 피로 균열들은 결국, 전기 결함 조건들과 관련이 없는 취약 스폿들(241)의 조기 구조적 고장을 초래한다. 전력 시스템에서 문제가 되는 전기 조건과 관련되지 않은 그러한 조기 고장 모드는 때때로 퓨즈의 누슨스 동작으로 지칭된다. 일단 퓨즈 요소들이 고장나면, 퓨즈가 교체될 때까지, 퓨즈에 연결된 회로는 다시 동작하지 않기 때문에, 이러한 누슨스 동작을 회피하는 것은 EV 제조업체들 및 소비자들 둘 모두의 관점에서 EV 전력 시스템에서 매우 바람직하다. 실제로, EV 차량들 및 그들의 전력 시스템들에 대한 증가된 관심이 주어지면, 퓨즈 피로의 효과들은 차량 설계에서 부정적인 CTQ(Critical to Quality) 속성인 것으로 간주된다.
따라서, 피로 내성이 있는 취약 스폿들을 포함하는 퓨즈 요소들을 제조하기 위한 개선된 퓨즈 요소들 및 방법들이 매우 바람직하다.
효과적인 아크 소멸 메커니즘을 또한 제공하면서, 스탬핑 또는 펀칭의 제조 프로세스로부터 취약 스폿들에서의 변형 손상들을 유리하게 회피하는 퓨즈 요소들 및 그러한 퓨즈 요소들을 제조하는 방법의 예시적인 실시예들이 아래에서 설명된다. 예시적인 실시예들에서의 취약 스폿들은 평면 기판 상에 직접 형성되어, 펀칭 또는 스탬핑 프로세스들로부터의 미세 인열들을 회피한다. 취약 스폿들은, 효과적인 아크 소멸을 위해 사용되는 동일 평면 커넥터 섹션들 및 비스듬한 커넥터 섹션들을 갖는 별개로 제조된 전도체에 의해 연결된다.
특정 실시예들을 참조하여 아래에서 설명되지만, 그러한 설명은 제한보다는 예시를 위해 의도된다. 본 발명의 개념들의 상당한 이점은 이제 도면들에 예시된 예시적인 실시예들을 참조하여 설명될 것이다. 방법 양태들은 다음의 논의에서 부분적으로 명백하고 부분적으로 명시적일 것이다.
이제 도 3 내지 도 7을 참조하면, 예시적인 전력 퓨즈(300)가 예시된다. 전력 퓨즈(300)는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체(302)(도 3)를 포함한다. 전력 퓨즈(300)는 하우징(308)을 포함할 수 있다. 전력 퓨즈(300)는 전력 퓨즈(300)를 라인 및 부하 측 회로에 연결하도록 구성된 단자 블레이드들(304, 306)을 더 포함한다. 퓨즈 요소 조립체(302)의 전기 연결은 말단 플레이트들(332, 334) 및 단자 블레이드들(304, 306) 상에 제공된 단자 접촉 블록들(322, 324)을 통해 완료된다. 미리 결정된 전류 조건들을 겪을 때, 퓨즈 요소 조립체(302)의 적어도 일부는 용융되거나, 분해되거나, 또는 달리 구조적으로 고장나고, 단자 블레이드들(304, 306) 사이의 회로 경로를 개방한다. 따라서, 부하 측 회로는 전기 결함 조건들이 발생할 때의 손상으로부터 부하 측 회로 컴포넌트들을 보호하기 위해 라인 측 회로로부터 전기적으로 격리된다.
도 4는 예시적인 퓨즈 요소 조립체(302)를 더 상세히 도시한다. 퓨즈 요소 조립체(302)는 기판(310), 복수의 취약 스폿들(312), 및 전도체(314)를 포함한다.
기판(310)은 평면 기판일 수 있다(도 5). 기판(310)은 세장형일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기판(310)의 최상부 표면은 직사각형이다. 일부 실시예들에서, 기판(310)은 세라믹이다. 일 예에서, 기판은 알루미나 세라믹이다. 알루미나 기판은 비교적 높은 열 전도율(예를 들어, 대략 30 Wm-1K-1)을 가지며, 이는 취약 스폿들(312)로부터 열을 소산시키는 것을 돕는다.
예시적인 실시예에서, 취약 스폿들(312)은 기판(310) 상에 형성된다. 취약 스폿들(312)의 수는, 퓨즈 요소 조립체(302)가 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 기능할 수 있게 하는 3개 또는 다른 수들, 예를 들어, 1개, 2개, 또는 4개일 수 있다. 취약 스폿들(312)은 서로 이격된다. 일부 실시예들에서, 취약 스폿들(312)은 기판(310)의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 배치된다. 취약 스폿들(312)은 구리와 같은 전도성 재료로 제조된다. 취약 스폿들(312)은 공지된 기술들을 사용하여 기판(310) 상에 인쇄될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 취약 스폿들(312)은 인쇄 이외의 기술들을 사용하여 기판(310) 상에 형성될 수 있다. 취약 스폿들(312)의 전체 두께를 변화시키기 위해, 취약 스폿들(312)의 다수의 층들이 서로 위에 형성될 수 있다. 따라서, 취약 스폿들(312)의 전기 저항 및 성능은 금속 스탬핑 또는 펀칭에 의해 형성된 취약 스폿들보다 비교적 더 제어가능하다. 취약 스폿들(312)이 금속 스탬핑 또는 펀칭과 같은 기계적 제조 프로세스들로부터 기계적 미세 인열들 없이 형성되기 때문에, 취약 스폿들(312)은, 특히 EV의 직류 전력 시스템에서 큰 외관 랜덤 순환 전류의 변화 하에서, 공지된 퓨즈(200)의 취약 스폿들(241)과 같은 부하 전류 순환 피로를 겪지 않는다.
일부 실시예들에서, 퓨즈 요소 조립체(302)는 기판(310)과 취약 스폿들(312)(도 6) 사이에 배치된 유전체 층(316)을 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 유전체 층(316)은 유리 또는 당업계에 공지된 다른 적합한 유전체 재료일 수 있다. 취약 스폿들(312)이 전기-전도성 재료들만으로 형성될 때, 전기-전도성 재료들은 재료들이 융합 조건에서 용융될 때 분리되지만, 재연결될 수 있어서, 그에 따라 회로가 재연결되게 허용한다. 전력 퓨즈(300)가 미리 결정된 전류 조건들에서 기능할 수 있게 하기 위해 취약 스폿들(312)의 이러한 재연결을 최소화하기 위해, 유전체 층인 유리-기반 층(316)이 취약 스폿(312) 아래에 증착된다. 유전체 층(316)을 위한 재료는, 그것이 취약 스폿들(312)보다 더 높은 온도에서 그러나 확산을 가능하게 하는 충분히 낮은 온도에서 용융되도록 선택된다. 유전체 층(316)의 용융 온도는 취약 스폿들(312)의 최대 융합 온도보다 대략 25℃ 내지 50℃ 높다. 이러한 온도 범위는 유전체 층(316)이 취약 스폿들(312)을 지지하면서, 유전체 재료가 취약 스폿들(312) 내로 확산될 수 있게 하기 위해, 융합 프로세스 동안 기계적으로 안정될 수 있게 한다. 유전체 층(316)의 용융 온도는 재료들에 따라 변할 수 있다. 확산은 2개의 이유들로 바람직하다. 첫째, 이는 취약 스폿 저항을 조정하기 위한 수단을 제공하며, 여기서 더 많은 융합은 더 많은 확산 및 더 높은 저항률을 초래한다. 둘째, 확산된 유전체 층(316)은 전도체의 습윤 특성들을 변화시키고, 용융된 취약 스폿들(312)이 재부착되는 것을 허용하지 않는다.
도 4를 다시 참조하면, 퓨즈 요소 조립체의 취약 스폿들(312)은 전도체(314)를 통해 연결된다. 예시적인 실시예들에서, 전도체(314)는 중실 세장형 스트립 금속으로 제조된다. 전도체(314)는 중실 세장형 스트립 금속을 펀칭 또는 스탬핑함으로써 제조될 수 있다. 전도체(314)의 두께는 취약 스폿들(312)보다 더 크다. 결과적으로, 취약 스폿들(312)은 전도체(314)보다 더 많은 열을 경험하고, 미리 결정된 전류 조건들 하에서 전도체(314) 이전에 개방된다. 따라서, 전도체(314)는 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않으며, 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 열-기계적 피로 변형을 회피한다.
예시적인 실시예에서, 전도체(314)는 동일 평면 커넥터 섹션들(318) 및 비스듬히 연장되는 섹션들(320)을 포함한다. 비스듬히 연장되는 섹션들(320)은 동일 평면 커넥터 섹션들(318)의 평면 밖으로 구부러진다. 전도체(314)는 비스듬히 연장되는 섹션들(320)로부터 연장되는 제1 및 제2 단자 탭들을 더 포함할 수 있다. 전도체(314)는 단자 탭들(326, 328)을 통해 단자 접촉 블록들(322, 324)에 결합된다.
고려되는 실시예에서, 동일 평면 커넥터 섹션들(318)은 취약 스폿들(312) 중 각각의 취약 스폿들 상에 장착된다. 대안적으로, 동일 평면 커넥터 섹션들(318)은 기판(310) 상에 장착되고, 취약 스폿들(312)과 연결된다. 결과적으로, 비스듬히 연장되는 섹션들(320)은 취약 스폿들(312) 사이에서 기판(310) 위로 연장되고, 제1 및 제2 단자 탭들(326, 328)은 동일 평면 커넥터 섹션들(318) 및 기판(310)으로부터 이격된 평면에서 서로 동일 평면 상에 연장될 수 있다. 제1 및 제2 단자 탭들(326, 328)의 평면은 동일 평면 커넥터 섹션들(318) 및 기판(310)에 평행하게 연장될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전력 퓨즈(300)는 3개의 퓨즈 요소 조립체들(302)(도 3)을 포함한다. 전력 퓨즈(300)는 다른 실시예들에서, 전력 퓨즈(300)가 본 명세서에서 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 다른 수의 퓨즈 요소 조립체들(302), 이를 테면 1개 및 2개를 포함할 수 있다. 복수의 퓨즈 요소 조립체들(302)은 전력 퓨즈(300)의 물리적 크기를 증가시키지 않으면서 전력 퓨즈(300)의 정격들을 증가시키기 위해 서로 병렬로 연결된다. 퓨즈 요소 조립체들(302)은 2개의 이웃하는 퓨즈 요소 조립체들이 서로의 거울 상들이도록 배열될 수 있다. 퓨즈 요소 조립체들(302)은 다른 퓨즈 요소 조립체의 전도체를 향하는 하나의 퓨즈 요소 조립체의 기판과 함께 적층될 수 있다.
전 범위 퓨즈는 비교적 낮은 전류 동작(또는 과부하 결함들)에 반응하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체(302) 및 비교적 높은 전류 동작(또는 단락 회로 결함들)에 반응하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체(302)를 사용함으로써 실현될 수 있다. 퓨즈 요소 조립체들(302)은 또한 전 범위가 아닌 퓨즈에서 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 전력 퓨즈(300)는 아크 소멸 필러(330)(도 7)를 더 포함할 수 있다. 아크 소멸 필러(330)는 퓨즈 요소 조립체(302)의 적어도 일부를 둘러싼다. 아크 소멸 필러(330)는 비스듬히 연장되는 섹션들(320) 아래에 배치될 수 있다. 아크 소멸 필러(330)는 또한 비스듬히 연장되는 섹션들(320), 동일 평면의 커넥터 섹션들(318), 및 취약 스폿들(312) 위에 배치될 수 있다. 아크 소멸 필러(330)는 플러그들(미도시)로 밀봉된 말단 플레이트들(332, 334) 중 하나의 하나 이상의 충전 개구들을 통해 하우징(308)에 도입될 수 있다. 플러그들은 다양한 실시예들에서, 강철, 플라스틱 또는 다른 재료들로 제조될 수 있다. 다른 실시예들에서, 아크 소멸 필러(330)의 도입을 용이하게 하기 위해, 하우징(308)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 위치들에 충전 홀 또는 충전 홀들이 제공될 수 있다.
하나의 고려되는 실시예에서, 아크 소멸 필러(330)는 석영 실리카 모래 및 소듐 실리케이트 결합제로 구성된다. 석영 모래는 느슨한 압축 상태에서 비교적 높은 열 전도 및 흡수 용량을 갖지만, 개선된 성능을 제공하기 위해 규산화될 수 있다. 예를 들어, 액체 소듐 실리케이트 용액이 모래에 첨가되고, 이어서 자유수(free water)가 건조된다. 아크가 단자 탭들(326, 328)의 말단들에 도달하는 것을 방지하기 위해, 별개로 제공된 아크 장벽 재료들(도시되지 않음)이 또한 제공될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 퓨즈 요소 조립체(302)는, 아크 소멸 필러(330) 내의 모래와 같은 아크 퀀칭 매체에 대한 아크의 접근을 제공한다. 취약 스폿들(312)이 미리 결정된 전류 조건들에서 용융될 때, 아크는 취약 스폿들(312)에서 시작된다. 아크 길이가 증가함에 따라, 아크는 취약 스폿들(312) 및 기판(310)으로부터 이동하고, 효율적인 냉각 및 더 빠른 소멸을 위해 비스듬히 연장되는 섹션들(320)을 따라 주변 아크 소멸 필러(330) 내로 이동한다.
도 8 및 도 9는 직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈를 제조하는 예시적인 방법(900)을 도시한다. 도 8은 방법(900)의 개략도를 도시하는 한편, 도 9는 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 방법(900)은 복수의 가용성 취약 스폿들이 평면 기판 상에서 서로 길이 방향으로 이격되도록 평면 기판 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계(902)를 포함한다. 방법(900)은 평면 기판 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 전도체를 제공하는 단계(904)를 더 포함한다. 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들의 수는 평면 기판 상에 형성된 취약 스폿들의 수와 동일할 수 있다. 방법(900)은 또한, 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들을 장착하는 단계(906)를 포함한다. 결과적으로, 전도체의 비스듬히 연장되는 섹션들이 복수의 가용성 취약 스폿들 사이에서 세장형 평면 기판 위에서 연장되고 전도체의 제1 및 제2 단자 탭들이 동일 평면 커넥터 섹션들 및 기판과 평행하지만 이격된 평면에서 서로 동일 평면에 연장된다. 일 예에서, 전도체의 동일 평면 연결 섹션들은 취약 스폿들에 납땜된다. 일부 실시예들에서, 전도체는 일체형으로 형성된다. 전도체(800)는 동일 평면 커넥터 섹션들(318)(도 8)을 연결하는 지지 브리지들(802)을 포함할 수 있다. 방법(900)은 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들이 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들 상에 장착된 후에 지지 브리지들을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 전력 퓨즈(300)에 포함된 다른 예시적인 퓨즈 요소 조립체(1302)를 도시한다. 도 10a는 퓨즈 요소 조립체(1302)의 사시도이다. 도 10b는 도 10a에 도시된 라인(10B-10B)을 따른 퓨즈 요소 조립체(1302)의 단면도이다. 도 10c는 도 10b에 마킹된 바와 같은 퓨즈 요소 조립체(1302)의 섹션의 확대도이다. 퓨즈 요소 조립체(302)와 상이하게, 기판(310)이 일체형으로 이루어지는 경우(도 4 참조), 퓨즈 요소 조립체(1302)의 기판들(1310)은 서로 분리된다. 취약 스폿(1312) 및 그의 기판(1310)은 집합적으로 취약 스폿 패드(1203)로 지칭될 수 있다. 기판(310)은 전형적으로 전기 전도성이 아니지만, DC 아크 플라즈마에서 전기 전도성이 될 수 있다. 따라서, 아크는 원하는 시간 기간 내에 소멸되지 않을 수 있어서, 퓨즈 요소 조립체(302) 및 전력 퓨즈(300)에 대한 손상들을 야기한다.
대조적으로, 퓨즈 요소 조립체(1302)의 기판들(1310)은 서로 분리된다. 아크 소멸 필러(330)는 인접한 기판들(1310)들 분리시키는 공간을 포함하여 퓨즈(300)에 충전될 수 있다. 결과적으로, 아크는 아크 소멸 필러(330)에 의해 억제된다.
예시적인 실시예에서, 취약 스폿들(1312)은 퓨즈 요소 조립체(1302)에 포함된다. 하나의 블록인 취약 스폿(312)(도 5 참조)과 비교하여, 취약 스폿(1312)은 하나 이상의 개구들(1208)을 갖는다(도 10a, 또한 도 12 참조). 개구들(1208)은 하나의 취약 스폿 패드(1203)에서 취약 스폿들(1312)의 수를 증가시킨다. 하나의 단일 취약 스폿(312) 대신에, 취약 스폿(1312)은 취약 스폿(1312) 자체 이외에, 개구들(1208)에 의해 정의된 부가적인 취약 스폿들을 포함한다. 개구들(1208)은 단지 예시적인 목적을 위해, 도시된 실시예에서 직사각형으로 도시되어 있다. 개구들(1208)은, 개구들(1208)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 원형, 타원형, 정사각형, 또는 불규칙한 형상들과 같은 다른 형상들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 퓨즈 요소 조립체(1302)는 취약 스폿들(1312) 대신에 취약 스폿들(312)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 퓨즈 요소 조립체(1302)는 취약 스폿들(312)과 취약 스폿들(1312)의 혼합을 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판(1310)은 시트로서 형성된 기판보다 증가된 두께를 갖는 로드(rod)일 수 있다. 로드는 축방향 프로파일(1020)이 정사각형 또는 직사각형인 정사각형 로드 또는 직사각형 로드일 수 있다(도 10b). 축방향 프로파일(1020)은 기판(1310)이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능할 수 있게 하는 다른 형상들일 수 있다. 시트 기판과 비교하여, 로드 기판(1310)은 증가된 질량을 가지며, 이는 전도체(314) 및 취약 스폿들(312, 1312)으로부터 열을 멀리 전달하기 위해 기판(1310)의 열 전도율을 증가시킨다.
도 11은 직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈를 제조하는 다른 예시적인 방법(1100)의 흐름도이다. 방법(1100)은 복수의 기판들 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계(1102)를 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들(1312)은 먼저, 초기에 하나의 단일 피스인 기판(1310) 상에 형성될 수 있고, 이어서, 복수의 가용성 취약 스폿들(1312)은 기판(1310)을 복수의 기판들로 절단함으로써 서로 분리되며, 이때 각각의 기판(1310)은 하나의 취약 스폿(1312)을 갖는다. 대안적으로, 기판들(1310)은 개별 피스들로서 제공되고, 하나의 취약 스폿(1312)은 하나의 기판(1310) 상에 형성된다. 취약 스폿들(1312)은 취약 스폿들을 기판(1310) 상에 인쇄함으로써 기판들(1310) 상에 형성될 수 있다. 방법(1100)은 복수의 기판들 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 전도체를 제공하는 단계(904)를 더 포함한다. 방법(1100)은 또한, 복수의 취약 스폿들이 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고 복수의 평면 기판들이 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되도록 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들을 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착하는 단계(1106)를 포함한다. 다시 말하면, 취약 스폿들(1312)은 전도체(314)의 길이 방향을 따라 서로 이격되고, 기판들(1310)은 전도체(314)의 길이 방향을 따라 서로 이격된다.
일부 실시예들에서, 취약 스폿(1312)을 전도체(314)에 부착하는 단계(1106)에서, 솔더(1110)는 취약 스폿 패드들(1203)에 적용되며, 이때 기판(1310)은 초기에 일체형으로 이루어진다. 일 예에서, 솔더(1110)는 기판(1310) 상에 솔더(1110)를 스텐실 인쇄하고 기판(1310) 상에서 솔더(1110)를 리플로우함으로써 기판(1310)에 적용된다. 그 후, 취약 스폿들(1312)은 각각의 기판(1310)이 하나의 취약 스폿(1312)을 포함하도록 서로 분리된다. 취약 스폿 패드들(1203)은 테이프 및 릴(reel) 또는 매트릭스 트레이에 배치된다. 솔더 페이스트 또는 플럭스(도시되지 않음)가 전도체(314)의 동일 평면 커넥터 섹션들(318)에 적용된다. 일 예에서, 솔더 페이스트 또는 플럭스는 동일 평면 커넥터 섹션(318) 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들(320)에 의해 형성된 밸리(1112) 반대편의 동일 평면 커넥터 섹션(318)의 측면 상에 배치된다. 전도체(314)는 취약 스폿 패드들(1203) 위에 배치된다. 대안적으로, 취약 스폿 패드들(1203)은 전도체(314) 위에 배치된다. 다른 예에서, 솔더 페이스트 또는 플럭스는 밸리(1112)와 동일한 동일 평면 커넥터 섹션(318)의 측면 상에 배치된다. 취약 스폿 패드들(1203)이 픽업되어 전도체(314)의 밸리(1112)에 배치된다. 일단 취약 스폿 패드들(1203) 및 전도체(314)가 함께 배치되면, 전도체(314) 및 취약 스폿 패드들(1203)은 리플로우된다. 일 예에서, 리플로우를 용이하게 하기 위해 기판들(1310) 또는 동일 평면 커넥터 섹션(318)의 최상부들에 중량이 적용될 수 있다.
도 12는 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착(1106)하는 예시적인 실시예의 개략도이며, 여기서 취약 스폿들(1312)은 밸리(1112) 반대편의 전도체(314)의 측면에 장착된다. 취약 스폿 패드들(1203)은, 이웃하는 취약 스폿 패드들(1203) 사이의 거리(1204)가 이웃하는 동일 평면 커넥터 섹션들(318) 사이의 거리(1206)와 대략 동일하도록, 이웃하는 취약 스폿 패드들(1203) 사이의 간격(1202)으로 라이닝 업(line up)될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 동일 평면 커넥터 섹션(318)은 갭(1210)에 의해 분리된 2개의 부분들(1209)을 포함한다(또한 도 10a 참조). 2개의 부분들(1209)은 지지 브리지(802)에 의해 연결된다. 지지 브리지(802)는 비스듬히 연장되는 섹션(320)의 연장 방향과 동일한 방향으로 2개의 부분들(1209)로부터 연장된다. 전도체(314)를 취약 스폿 패드들(1203)에 장착할 시에, 지지 브리지 및 갭(1210)은 갭(1210)이 개구들(1208)과 정렬되도록 동일 평면 커넥터 섹션(318)을 취약 스폿(1312)과 정렬시키는 데 사용된다(도 10a 참조). 지지 브리지들(802)은 전도체(314)의 동일 평면 커넥터 섹션들(318)이 복수의 취약 스폿들(1312)에 부착된 후에 제거된다.
도 13a 내지 도 13c는 동일 평면 커넥터 섹션들을 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착(1106)하는 다른 실시예를 도시하며, 여기서 복수의 취약 스폿들(1312)은 밸리(1112)와 동일한 동일 평면 커넥터 섹션들(318)의 측면 상에 장착된다. 도 13a는 퓨즈 요소 조립체(1302-a)의 평면도이다. 도 13b 및 도 13c는 도 13a에 마킹된 바와 같은 라인(13B-13B)을 따른 퓨즈 요소 조립체(1302-a)의 단면도들이다. 도 13c는 퓨즈 요소 조립체(1302-a)의 대안적인 구성을 도시한다. 퓨즈 요소 조립체(1302)(도 10a 내지 도 10c)와 상이하게, 취약 스폿 패드들(1203)이 밸리들(1112) 반대편의 동일 평면 커넥터 섹션들(318)의 측면 상에 배치된 경우, 퓨즈 요소 조립체(1302-a) 내의 취약 스폿 패드들(1203)은 밸리(1112)에 배치된다. 취약 스폿 패드들(1203)을 밸리(1112)에 배치함으로써, 아크 소멸 필러(330)에 의해 둘러싸인 취약 스폿(1312) 또는 밸리(1112) 반대편의 측면에 아크가 형성되며, 그에 의해 아크 퀀칭의 유효성을 증가시킨다. 전도체(314) 및/또는 취약 스폿 패드들(1203)의 치수들은 전도체(314)가 전도체(314)의 밸리들(1112)에서 취약 스폿 패드들(1203)을 수용하기 위해 수정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비스듬히 연장되는 섹션들(320) 및 지지 브리지(802)는 기판(1310)을 내부에 수용하도록 크기설정된 리셉터클을 형성한다. 비스듬히 연장되는 섹션들(320) 및 지지 브리지(802)는 리플로우 동안 기판들을 정렬시키고 제자리에 유지하는 데 사용된다. 지지 브리지들(802)은 전도체(314)의 동일 평면 커넥터 섹션들(318)이 복수의 취약 스폿들(1312)에 부착된 후에 제거된다.
도 13c는 퓨즈 요소 조립체(1302-a)의 대안적인 구성을 도시한다. 도 13b에 도시된 퓨즈 요소 조립체(1302-a)와 비교하여, 도 13c에 도시된 퓨즈 요소 조립체(1302-a)는 취약 스폿(1312) 및 취약 스폿 패드들(1203)을 수용하도록 크기설정된 포켓(1306)을 형성한다. 결과적으로, 취약 스폿들(1312) 및 취약 스폿 패드들(1203)은 동일 평면 커넥터 섹션들(318)에서 자가-정렬된다. 일부 실시예들에서, 지지 브리지(802)는 정렬을 위해 사용될 수 있다. 자가-정렬 및/또는 정렬의 증가된 용이성 때문에, 솔더링을 통한 취약 스폿들(1312)과 동일 평면 커넥터 섹션들(318) 사이의 연결들은 단순화되거나 심지어 제거된다.
도 14는 기판(1310)과 동일 평면 커넥터 섹션(318) 사이의 예시적인 결합 메커니즘의 개략도이다. 결합 메커니즘은 퓨즈 요소 조립체(302, 1302, 1302-a)에 적용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 취약 스폿(1312)은 기판(1310) 상에 증착된다. 제1 솔더(1402) 및 제2 솔더(1404)는 기판(1310)을 동일 평면 커넥터 섹션(318)과 결합시키는 데 사용된다. 제1 솔더(1402)의 용융 온도는 제2 솔더(1404)의 용융 온도보다 높다. 결과적으로, 제1 솔더(1402)는 취약 스폿(312)이 제1 및 제2 솔더들(1402, 1404) 내로 확산되기 위한 확산 장벽을 형성하고, 제1 및 제2 솔더들(1402, 1404)의 용융을 늦춰서, 그에 의해 솔더 조인트 피로를 감소시키며, 이는 전기 연결부들에서 장애를 야기하고 퓨즈들이 작동가능하지 않게 한다.
퓨즈 요소 조립체들 및 방법들이 본 명세서에 설명된 바와 같이 기능 또는 동작할 수 있게 하기 위해, 취약 스폿들(312)은 취약 스폿들(1312) 대신에 사용될 수 있고 그 반대의 경우도 가능하다.
본 개시내용의 이익들 및 이점들은 이제, 개시된 예시적인 실시예들과 관련하여 충분히 예시된 것으로 여겨진다.
스탬핑된 취약 스폿 개구들 없이 기판 상에 형성된 복수의 취약 스폿들을 포함하여 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 퓨즈 요소 조립체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 전력 퓨즈들 및 퓨즈 요소 조립체들 및 이들의 제조 방법들의 다양한 실시예들이 본 명세서에서 설명된다. 추가로, 퓨즈 조립체는, 아크 소멸 필러가 퓨즈 요소 조립체의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어, 퓨즈 요소 조립체가 미리 결정된 전류 조건들에서 개방된 후 생성된 아크를 효과적으로 소멸시킬 수 있도록, 취약 스폿들 상에 장착된 동일 평면 커넥터 섹션들 및 기판 위에 연장되는 비스듬히 연장되는 섹션들을 갖는 전도체를 포함한다.
컴포넌트들, 조립체들 및 시스템들의 예시적인 실시예들이 설명되어 있지만, 유사한 이점들 및 효과들을 달성하기 위해 컴포넌트들, 조립체들 및 시스템들의 변형들이 가능하다. 구체적으로, 컴포넌트들 및 조립체들의 형상 및 기하구조, 및 조립체 내의 컴포넌트들의 상대적 위치들은 설명된 본 발명의 개념들로부터 벗어남이 없이 설명되고 묘사된 것과는 다를 수 있다. 또한, 소정 실시예들에서, 설명된 조립체들 내의 소정 컴포넌트들은 특정 유형들의 퓨즈들 또는 특정 설비들의 필요성들을 도모하기 위해 생략될 수 있지만, 퓨즈들의 필요한 성능 및 기능을 여전히 제공한다.
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈의 실시예가 개시되었다. 전력 퓨즈는 세장형 평면 기판, 복수의 가용성 취약 스폿들, 및 전도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들은 평면 기판 상에 형성되고 평면 기판 상에서 서로 길이 방향으로 이격된다. 전도체는 평면 기판 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 제공된다. 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 중실 세장형 금속 스트립을 포함한다. 중실 세장형 금속 스트립은, 평면 기판 상의 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 장착되는 평면 커넥터 섹션들 및 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러져 복수의 가용성 취약 스폿들 사이에서 세장형 평면 기판 위로 연장되는 비스듬히 연장되는 섹션들을 포함한다. 전도체는, 커넥터 섹션들 및 기판과 평행하지만 이격된 평면에서 서로 동일 평면 상에 연장되는 제1 및 제2 단자 탭들을 더 포함한다.
선택적으로, 전력 퓨즈는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체의 적어도 일부를 둘러싸는 아크 퀀칭 매체를 더 포함한다. 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체는, 기판 위에 형성되고 기판과 복수의 취약 스폿들 사이에 네스팅된 유전체 층을 더 포함한다. 전도체는 일체형으로 형성된다. 기판은 알루미나 세라믹이다. 전력 퓨즈는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 둘러싸는 하우징을 더 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들은 평면 기판 상에 인쇄된다. 전력 퓨즈는 적어도 500 V의 정격 전압을 갖는다. 전력 퓨즈는 적어도 150 A의 정격 전류를 갖는다. 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체는 서로 전기적으로 병렬로 연결된 제1 및 제2 퓨즈 요소 조립체들을 포함한다.
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈를 제조하는 방법이 개시되었다. 방법은 복수의 가용성 취약 스폿들이 평면 기판 상에서 서로 길이 방향으로 이격되도록 세장형 평면 기판 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 평면 기판 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 전도체를 제공하는 단계를 더 포함한다. 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 중실 세장형 금속 스트립을 포함한다. 중실 세장형 금속 스트립은 동일 평면 커넥터 섹션들 및 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 포함한다. 전도체는 서로 동일 평면 상에 연장되는 제1 및 제2 단자 탭들을 더 포함한다. 방법은 또한 전도체의 비스듬히 연장되는 섹션들이 복수의 가용성 취약 스폿들 사이에서 세장형 평면 기판 위에서 연장되고 제1 및 제2 단자 탭들이 커넥터 섹션들 및 기판과 평행하지만 이격된 평면에서 서로 동일 평면에 연장되어 제1 퓨즈 요소 조립체를 완성하도록 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들을 평면 기판 상의 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 장착하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 방법은 제1 퓨즈 요소 조립체의 적어도 일부를 아크 퀀칭 매체로 둘러싸는 단계를 더 포함한다. 복수의 취약 스폿들을 형성하는 단계는 세장형 평면 기판 상에 복수의 취약 스폿들을 인쇄하는 단계를 포함한다. 복수의 취약 스폿들을 형성하는 단계는 기판 상에 유전체 층을 제공하는 단계, 및 유전체 층을 덮고 기판과 상기 복수의 취약 스폿들 사이에 유전체 층을 네스팅하기 위해 유전체 층 위에 복수의 취약 스폿들을 형성하는 단계를 더 포함한다. 유전체 층을 형성하는 단계는 유전체 층을 기판 상에 인쇄하는 단계를 포함하고, 복수의 취약 스폿들을 형성하는 단계는 유전체 층을 덮고 기판과 복수의 취약 스폿들 사이에 유전체 층을 네스팅하기 위해 유전체 층 위에 상기 복수의 취약 스폿들을 인쇄하는 단계를 포함한다. 전도체를 제공하는 단계는 전도체를 일체형으로 형성하는 단계를 더 포함한다. 전도체는 동일 평면 커넥터 섹션들을 연결하는 지지 브리지들로 형성되고, 동일 평면 커넥터 섹션들을 장착하는 단계는, 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들이 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들 상에 장착된 후에 지지 브리지들을 제거하는 단계를 더 포함한다. 기판은 알루미나 세라믹을 포함한다. 방법은 제2 퓨즈 요소 조립체를 형성하는 단계, 및 제1 및 제2 퓨즈 요소 조립체들을 서로 전기적으로 병렬로 연결하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전도체의 제1 및 제2 단자 탭들을 제1 및 제2 전도성 단자들과 전기적으로 연결하는 단계, 및 제1 퓨즈 요소 조립체를 하우징으로 둘러싸고, 제1 및 제2 전도성 단자들의 적어도 일부는 노출된 상태로 남겨두는 단계를 더 포함한다.
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈의 다른 실시예가 개시된다. 전력 퓨즈는 복수의 평면 기판들, 복수의 평면 기판들 중 하나 상에 각각 형성된 복수의 가용성 취약 스폿들, 및 전도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 포함한다. 전도체는 복수의 평면 기판들 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 제공되며, 여기서 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 세장형 금속 스트립을 포함한다. 세장형 금속 스트립은 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착된 동일 평면 커넥터 섹션들 및 동일 평면 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 더 포함한다. 복수의 취약 스폿들은 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고, 복수의 평면 기판들은 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격된다.
선택적으로, 복수의 가용성 취약 스폿들 중 하나는 개구들을 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들은 평면 기판들 상에 인쇄된다. 복수의 취약 스폿들 각각은 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리와 동일한 동일 평면 커넥터 섹션들 중 하나의 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에 부착된다. 동일 평면 커넥터 섹션은 취약 스폿을 내부에 수용하도록 크기설정된 포켓을 형성한다. 동일 평면 커넥터 섹션들은 제1 솔더 및 제2 솔더를 통해 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착되며, 제1 솔더는 제2 솔더의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖고, 제1 솔더는 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들 위에 증착되고, 제2 솔더는 제1 솔더 위에 증착된다.
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈를 제조하는 방법의 다른 실시예가 개시된다. 방법은 복수의 평면 기판들 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 복수의 평면 기판들 및 복수의 취약 스폿들과 별개로 전도체를 제공하는 단계를 포함하며, 여기서 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 세장형 금속 스트립을 포함한다. 세장형 금속 스트립은 동일 평면 커넥터 섹션들 및 동일 평면 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 포함한다. 방법은, 복수의 취약 스폿들이 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고 복수의 평면 기판들이 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되도록 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들을 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리 반대편의 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에서 복수의 취약 스폿들 중 하나를 동일 평면 커넥터 섹션들 중 그의 각각의 동일 평면 커넥터 섹션에 부착하는 단계를 더 포함한다. 대안적으로, 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리와 동일한 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에서 복수의 취약 스폿들 중 하나를 동일 평면 커넥터 섹션들 중 그의 각각의 동일 평면 커넥터 섹션에 부착하는 단계를 더 포함한다. 전도체는 동일 평면 커넥터 섹션들을 연결하는 지지 브리지를 더 포함하며, 비스듬히 연장되는 섹션들 및 지지 브리지는 복수의 평면 기판들 중 하나를 내부에 수용하도록 크기설정된 리셉터클을 형성한다. 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는, 지지 브리지들 및 비스듬히 연장되는 섹션들을 사용하여 동일 평면 커넥터 섹션들을 복수의 평면 기판들과 정렬시키는 단계, 및 리플로우 동안 지지 브리지들 및 비스듬히 연장되는 섹션들을 사용하여 평면 기판들을 제자리에 유지하는 단계를 더 포함한다. 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 또한, 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들이 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들과 부착된 후에 지지 브리지들을 제거하는 단계를 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는, 평면 기판의 단일 피스 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계 및 각각의 평면 기판이 하나의 취약 스폿을 포함하도록 평면 기판의 단일 피스를 복수의 평면 기판들로 분리시키는 단계를 더 포함한다. 평면 기판의 단일 피스 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는 복수의 취약 스폿들에 제1 솔더를 적용하는 단계를 더 포함한다. 제1 솔더를 적용하는 단계는 복수의 취약 스폿들에 제1 솔더를 스텐실 인쇄하는 단계 및 복수의 취약 스폿들 상에서 제1 솔더를 리플로우하는 단계를 더 포함한다. 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 전도체의 동일 평면 커넥터 섹션들 상에 제2 솔더를 분배하는 단계 - 제2 솔더는 제1 솔더의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 가짐 -, 제1 솔더 및 제2 솔더가 서로 대면하도록 복수의 취약 스폿들을 동일 평면 커넥터 섹션들과 함께 배치하는 단계, 및 제1 솔더 및 제2 솔더를 리플로우하는 단계를 더 포함한다. 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 복수의 취약 스폿들을 동일 평면 커넥터 섹션들과 함께 배치하는 단계 및 복수의 평면 기판들 및 동일 평면 커넥터 섹션들 중 적어도 하나에 중량을 적용하는 단계를 더 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들 중 하나는 개구들을 포함한다. 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는 복수의 평면 기판들 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 인쇄함으로써 복수의 평면 기판들 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계를 더 포함한다. 동일 평면 커넥터 섹션들 중 하나는 복수의 취약 스폿들 중 하나를 수용하도록 크기설정된 포켓을 형성하며, 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 취약 스폿을 포켓 내에 배치하는 단계를 더 포함한다.
직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈의 하나 이상의 실시예가 개시된다. 전력 퓨즈는 하나 이상의 기판들, 하나 이상의 기판들 중 하나 상에 각각 인쇄된 하나 이상의 가용성 취약 스폿들, 및 전도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 포함한다. 전도체는 하나 이상의 기판들 및 하나 이상의 취약 스폿들과 별개로 제공되며, 여기서 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않고 따라서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 세장형 금속 스트립을 포함한다. 세장형 금속 스트립은 하나 이상의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착된 동일 평면 커넥터 섹션들 및 동일 평면 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 더 포함한다. 하나 이상의 취약 스폿들은 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고, 하나 이상의 기판들은 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격된다.
선택적으로, 하나 이상의 기판들 중 하나는 시트로서 형성된 기판보다 증가된 두께를 갖는 로드 내로 형성된다.
이러한 기재된 설명은 예들을 사용하여 최상의 모드를 포함한 본 발명을 개시하고, 또한, 당업자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조 및 사용하는 것 및 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함한, 본 발명을 실시할 수 있게 한다. 본 발명의 특허가능한 범주는 청구범위에 의해 한정되며, 당업자가 떠올리는 다른 예들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들은, 그들이 청구범위의 문자 언어 그대로와 상이하지 않는 구조적 요소들을 갖는 경우, 또는 그들이 청구범위의 문자 언어 그대로와 실질적으로 차이들이 없는 동등한 구조적 요소들을 갖는 경우에 청구범위의 범주 내에 있는 것으로 의도된다.
Claims (15)
- 직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈로서,
적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체를 포함하며,
상기 적어도 하나의 퓨즈 요소 조립체는,
복수의 평면 기판들;
상기 복수의 평면 기판들 중 하나에 각각 형성된 복수의 가용성 취약 스폿(fusible weak spot)들; 및
상기 복수의 평면 기판들 및 상기 복수의 취약 스폿들과 별개로 제공되는 전도체를 포함하고,
상기 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않아서, 상기 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 상기 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 세장형 금속 스트립을 포함하고,
상기 세장형 금속 스트립은,
상기 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착된 동일 평면 커넥터 섹션들; 및
상기 동일 평면 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 더 포함하고,
상기 복수의 취약 스폿들은 상기 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고, 상기 복수의 평면 기판들은 상기 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되는, 전력 퓨즈. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 가용성 취약 스폿들 중 하나는 개구들을 포함하고; 그리고/또는
상기 복수의 가용성 취약 스폿들은 상기 평면 기판들 상에 인쇄되는, 전력 퓨즈. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 취약 스폿들 각각은 상기 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리와 동일한 상기 동일 평면 커넥터 섹션들 중 하나의 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에 부착되는, 전력 퓨즈. - 제3항에 있어서,
상기 동일 평면 커넥터 섹션은 상기 취약 스폿을 내부에 수용하도록 크기설정된 포켓을 형성하는, 전력 퓨즈. - 제1항에 있어서,
상기 동일 평면 커넥터 섹션들은 제1 솔더(solder) 및 제2 솔더를 통해 상기 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착되며,
상기 제1 솔더는 상기 제2 솔더의 용융 온도보다 높은 용융 온도를 갖고, 상기 제1 솔더는 상기 복수의 취약 스폿들 중 상기 각각의 취약 스폿들 위에 증착되고, 상기 제2 솔더는 상기 제1 솔더 위에 증착되는, 전력 퓨즈. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 기판들 중 하나는 시트로서 형성된 기판보다 증가된 두께를 갖는 로드(rod) 내로 형성되는, 전력 퓨즈. - 직류 전력 시스템에서 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪는 전기 부하를 보호하기 위한 전력 퓨즈를 제조하는 방법으로서,
복수의 평면 기판들 상에 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계;
상기 복수의 평면 기판들 및 상기 복수의 취약 스폿들과 별개로 전도체를 제공하는 단계 - 상기 전도체는, 내부에 스탬핑된 취약 스폿 개구들을 갖지 않아서, 상기 과도 부하 전류 순환 이벤트들을 겪을 때 상기 전도체에서 열-기계적 피로 변형을 회피하는 세장형 금속 스트립을 포함하고, 상기 세장형 금속 스트립은 동일 평면 커넥터 섹션들 및 상기 동일 평면 커넥터 섹션들의 평면 밖으로 구부러진 비스듬히 연장되는 섹션들을 포함함 -; 및
상기 복수의 취약 스폿들이 상기 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되고 상기 복수의 평면 기판들이 상기 전도체를 따라 서로 길이 방향으로 이격되도록 상기 전도체의 상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 상기 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들에 부착하는 단계를 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 상기 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리 반대편의 상기 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에서 상기 복수의 취약 스폿들 중 하나를 상기 동일 평면 커넥터 섹션들 중 그의 각각의 동일 평면 커넥터 섹션에 부착하는 단계를 더 포함하고; 그리고/또는
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는 상기 동일 평면 커넥터 섹션 및 그의 이웃하는 비스듬히 연장되는 섹션들에 의해 형성된 밸리와 동일한 상기 동일 평면 커넥터 섹션의 측면에서 상기 복수의 취약 스폿들 중 하나를 상기 동일 평면 커넥터 섹션들 중 그의 각각의 동일 평면 커넥터 섹션에 부착하는 단계를 더 포함하고; 그리고/또는
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는,
상기 복수의 취약 스폿들을 상기 동일 평면 커넥터 섹션들과 함께 배치하는 단계; 및
상기 복수의 평면 기판들 및 상기 동일 평면 커넥터 섹션들 중 적어도 하나에 중량을 적용하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 전도체는 상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 연결하는 지지 브리지를 더 포함하며,
상기 비스듬히 연장되는 섹션들 및 상기 지지 브리지는 상기 복수의 평면 기판들 중 하나를 내부에 수용하도록 크기설정된 리셉터클을 형성하고,
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는,
상기 지지 브리지들 및 상기 비스듬히 연장되는 섹션들을 사용하여 상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 상기 복수의 평면 기판들과 정렬시키는 단계;
리플로우 동안 상기 지지 브리지들 및 상기 비스듬히 연장되는 섹션들을 사용하여 상기 평면 기판들을 제자리에 유지하는 단계; 및
상기 전도체의 상기 동일 평면 커넥터 섹션들이 상기 복수의 취약 스폿들 중 각각의 취약 스폿들과 부착된 후에 상기 지지 브리지들을 제거하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는,
평면 기판의 단일 피스(piece) 상에 상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계; 및
각각의 평면 기판이 하나의 취약 스폿을 포함하도록 상기 평면 기판의 단일 피스를 상기 복수의 평면 기판들로 분리시키는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 평면 기판의 단일 피스 상에 상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는 상기 복수의 취약 스폿들에 제1 솔더를 적용하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 솔더를 적용하는 단계는,
상기 복수의 취약 스폿들에 상기 제1 솔더를 스텐실 인쇄하는 단계; 및
상기 복수의 취약 스폿들 상에서 상기 제1 솔더를 리플로우하는 단계를 더 포함하며; 그리고/또는
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는,
상기 전도체의 상기 동일 평면 커넥터 섹션들 상에 제2 솔더를 분배하는 단계 - 상기 제2 솔더는 상기 제1 솔더의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 가짐 -;
상기 제1 솔더 및 상기 제2 솔더가 서로 대면하도록 상기 복수의 취약 스폿들을 상기 동일 평면 커넥터 섹션들과 함께 배치하는 단계; 및
상기 제1 솔더 및 상기 제2 솔더를 리플로우하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 가용성 취약 스폿들 중 하나는 개구들을 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 동일 평면 커넥터 섹션들 중 하나는 상기 복수의 취약 스폿들 중 하나를 수용하도록 크기설정된 포켓을 형성하며,
상기 동일 평면 커넥터 섹션들을 부착하는 단계는,
상기 취약 스폿을 상기 포켓 내에 배치하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계는 상기 복수의 평면 기판들 상에 상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 인쇄함으로써 상기 복수의 평면 기판들 상에 상기 복수의 가용성 취약 스폿들을 형성하는 단계를 더 포함하는, 전력 퓨즈를 제조하는 방법.
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