TW202315042A - 表面安裝裝置晶片熔絲 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種表面安裝裝置晶片熔絲，包含：介電基底；導電的第一上部端子及第二上部端子，設置於介電基底的頂部表面上且在其間界定間隙；可熔元件，由設置於介電基底的頂部表面上的焊料形成，在間隙內橋接第一上部端子及第二上部端子；以及導電的第一下部端子及第二下部端子，設置於介電基底的底部表面上且分別電性連接至第一上部端子及第二上部端子，其中介電基底的材料相對於形成可熔元件的焊料展現出抗濕潤特性。

Description

具焊料連線表面安裝熔絲以及抗濕潤基底

本揭露大體上是關於電路保護裝置領域。更特定言之，本揭露是關於一種表面安裝裝置晶片熔絲，其包含由設置於抗濕潤基底上的焊料形成的可熔元件。

熔絲通常用作電路保護裝置且通常安裝於電源與電路中待受保護的組件之間。習知表面安裝裝置（surface mount device；SMD）晶片熔絲包含設置於電絕緣基底上的可熔元件。可熔元件可在位於基底的相對端處的導電端子之間延伸。在諸如超電流狀況的故障狀況出現之後，可熔元件熔融或以其他方式分離以中斷通過熔絲的電流的流動。

當熔絲的可熔元件由於超電流狀況分離時，電弧有時可能通過空氣在可熔元件的經分離部分之間傳播（例如，通過經熔融可熔元件的汽化粒子）。若未熄滅，則此電弧可允許大量後續電流自電源流動至電路中之受保護組件，從而使受保護組件損壞，儘管可熔元件物理斷開。

相對於這些及其他考慮因素，本發明改良可為有用的。

提供此發明內容是為了以簡化形式介紹在以下實施方式中進一步描述的一系列概念。此發明內容既不意欲識別所主張主題的關鍵特徵或基本特徵，亦不意欲在判定所主張主題的範疇中作為輔助。

一種根據本揭露的例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲，可包含：介電基底；導電的第一上部端子及第二上部端子，設置於介電基底的頂部表面上且在其間界定間隙；可熔元件，由設置於介電基底的頂部表面上的焊料形成，在間隙內，橋接第一上部端子及第二上部端子；以及導電的第一下部端子及第二下部端子，設置於介電基底的底部表面上且分別電性連接至第一上部端子及第二上部端子，其中介電基底的材料相對於形成可熔元件的焊料展現出抗濕潤特性。

現將參考附圖在下文中更充分地描述根據本揭露的表面安裝裝置（SMD）晶片熔絲的例示性實施例。然而，SMD晶片熔絲可以多種不同形式實施，且不應解釋為限於本文中所闡述的實施例。實情為，提供這些例示性實施例以使得本揭露將向所屬領域中具通常知識者傳達SMD晶片熔絲的某些例示性態樣。

參考圖1，繪示了示出根據本揭露的例示性實施例的SMD晶片熔絲10的透視圖。SMD晶片熔絲10可大體上包含介電基底12、導電的第一上部端子14a及第二上部端子14b、導電的第一下部端子16a及第二下部端子16b以及可熔元件18。介電基底12可為由低表面能、電絕緣、耐熱材料形成的實質上平坦的矩形晶片。此類材料的實例包含但不限於玻璃、陶瓷、FR-4、全氟烷氧基（perfluoroalkoxy；PFA）、乙烯四氟乙烯（ethylene tetrafluoroethylene；ETFE）或聚偏二氟乙烯（polyvinylidene fluoride；PVdF）。介電基底12的縱向邊緣可具有形成於其中的半圓形齒形結構20a及齒形結構20b（其中齒形（castellation）又稱堞形）。本揭露不限於此。

上部端子14a及上部端子14b以及下部端子16a及下部端子16b可分別設置於介電基底12的頂部表面及底部表面上，且可由任何合適的導電材料形成，包含但不限於銅、金、銀、鎳、錫等。上部端子14a及上部端子14b可自介電基底12的各別縱向邊緣朝向彼此延伸，且可在頂部表面的縱向中心附近終止以在其間界定間隙22。齒形結構20a及齒形結構20b可電鍍或以其他方式塗佈有導電材料（例如，與形成端子14a及端子14b以及下部端子16a及下部端子16b相同的導電材料），以分別在上部端子14a與下部端子16a之間及在上部端子14b與下部端子16b之間提供電性連接。在圖2中所繪示的SMD晶片熔絲10的替代實施例中，可省略齒形結構20a及齒形結構20b，且介電基底12的實質上平坦縱向邊緣21a及縱向邊緣21b可電鍍或以其他方式塗佈有導電材料，以分別在上部端子14a與下部端子16a之間及在上部端子14b與下部端子16b之間提供電性連接。在圖3中所繪示的SMD晶片熔絲10的另一替代實施例中，導電通孔25a及導電通孔25b可分別延伸穿過上部端子14a與下部端子16a之間及上部端子14b與下部端子16b之間的介電基底12，以用於在其間提供各別電性連接。本揭露不限於此。

返回參考圖1，可熔元件18可由一定量的焊料形成，所述焊料設置於間隙22內的介電基底12的頂部表面上，橋接上部端子14a及上部端子14b以在其間提供電性連接。可選擇形成可熔元件18的焊料，使得當焊料處於熔融或半熔融狀態時，焊料可能厭惡或傾向於抽離介電基底12的表面。亦即，介電基底12的材料可相對於形成可熔元件18的焊料展現出顯著「抗濕潤」特性。在一個實例中，介電基底12可由PFA形成且焊料可為SAC305焊料。在另一實例中，介電基底12可由ETFE形成且焊料可為共熔焊料。在另一實例中，介電基底12可由FR-4、PI（聚醯亞胺）形成且焊料可為高熔融焊料（即，熔融溫度高於260攝氏度的焊料）。本揭露不限於此。

在正常操作期間，SMD晶片熔絲10可連接於電路中（例如，下部端子16a及下部端子16b可焊接至印刷電路板上的各別觸點）且電流可流動通過下部端子16a及下部端子16b、上部端子14a及上部端子14b以及可熔元件18。在超電流狀況發生之後，其中流動通過SMD晶片熔絲10的電流超過SMD晶片熔絲10的額定電流，可熔元件18可熔融或以其他方式分離。藉此阻止流動通過SMD晶片熔絲10的電流以防止或減輕對已連接的及周圍電路組件的損壞。

另外，由於介電基底12相對於可熔元件18的熔融或半熔融焊料的低表面能及厭惡性「抗濕潤」特性（上文所描述），可熔元件18的經分離部分可彼此抽離且抽離介電基底12的表面，且可累積在上部端子14a及上部端子14b的相對邊緣/部分上，藉此確保SMD晶片熔絲10在回應超電流狀況時電流斷開。藉此防止或減輕在可熔元件18的經分離部分之間的電弧。

參考圖4，涵蓋SMD晶片熔絲10的替代實施例，其中可熔元件18以及上部端子14a及上部端子14b的鄰近部分可覆蓋有介電鈍化層26，以用於防護可熔元件18免於外部污染物且防止與外部電路組件短路。鈍化層26可由環氧樹脂、聚醯亞胺、玻璃、陶瓷或可相對於形成可熔元件18的焊料展現出「抗濕潤」特性的其他材料形成。因此，當可熔元件18在SMD晶片熔絲10的超電流狀況期間熔融時，鈍化層26相對於可熔元件18的熔融或半熔融焊料的厭惡性「抗濕潤」特性可排斥可熔元件18的經分離部分，以進一步幫助其間的電流分離。

參考圖5，提供SMD晶片熔絲10的另一替代實施例，其中上部端子14a及上部端子14b的相對部分的頂部表面塗佈或電鍍有由相對於形成可熔元件18的焊料展現出顯著親和力或「濕潤」特性的焊劑或濕潤劑形成的收集襯墊31a及收集襯墊31b。此類材料的實例包含但不限於由松香及/或聚乙二醇醚製成的焊劑化合物。因此，當可熔元件18在SMD晶片熔絲10中的超電流狀況期間熔融時，可熔元件18的熔融部分及經分離部分可抽至收集襯墊31a及收集襯墊31b且可累積在收集襯墊31a及收集襯墊31b上以進一步幫助上部端子14a與上部端子14b之間的電流分離。

參考圖6，提供SMD晶片熔絲10的另一替代實施例，所述SMD晶片熔絲10包含設置於可熔元件18以及上部端子14a及上部端子14b的鄰近部分上的「非接觸」蓋板30，以用於防護可熔元件18免於外部污染物且防止與外部電路組件短路。蓋板30可與介電基底12實質上相同（例如，自相同材料形成且與介電基底12具有相同大小及形狀），但可包含形成於其底部表面中的空腔32。當蓋板30如所繪示堆疊於介電基底12頂上時，可熔元件18以及上部端子14a及上部端子14b的鄰近部分可設置於空腔32內。

參考圖7，提供SMD晶片熔絲10的另一替代實施例，所述提供SMD晶片熔絲10包含設置於介電基底12頂上且延伸至可熔元件18下方的間隙22內的電隔離金屬襯墊34a、金屬襯墊34b。當可熔元件18在SMD晶片熔絲10中的超電流狀況期間熔融時，金屬襯墊34a及金屬襯墊34b可提供用於收集可熔元件18的熔融焊料的額外表面區域，以清除間隙22且在上部端子14a與上部端子14b之間提供電流分離。因此，金屬襯墊34a及金屬襯墊34b可促進小熔絲封裝中的高熔絲額定值及低電阻，同時亦在電流斷開之後提供高絕緣電阻。

參考圖8，提供SMD晶片熔絲10的另一替代實施例，所述SMD晶片熔絲10包含形成於可熔元件18下方的介電基底12中的凹穴或溝渠36。當可熔元件18在SMD晶片熔絲10中的超電流狀況期間熔融時，溝渠36可提供用於收集可熔元件18的熔融焊料的空間以清除間隙22且在上部端子14a與上部端子14b之間提供電流分離。因此，溝渠36可促進小熔絲封裝中的高熔絲額定值及低電阻。

如本文中所使用，應將以單數形式敍述且用「一（a/an）」進行的元件或步驟理解為不排除複數個元件或步驟，除非明確地敍述此排除。此外，並不意欲將對本揭露的「一個實施例」的參考解釋為排除亦併有所敍述特徵的額外實施例的存在。

雖然本揭露參考某些實施例，但在不脫離如隨附申請專利範圍中所定義的本揭露的領域及範疇的情況下，對所描述實施例的眾多修改、更改以及改變是可能的。因此，本揭露意欲不限於所描述實施例，而是具有由以下申請專利範圍及其等效物的語言定義的完整範疇。

10:SMD晶片熔絲 12:介電基底 14a、14b:上部端子 16a、16b:下部端子 18:可熔元件 20a、20b:齒形結構 21a、21b:縱向邊緣 22:間隙 25a、25b:導電通孔 26:鈍化層 30:蓋板 31a、31b:收集襯墊 32:空腔 34a、34b:金屬襯墊 36:溝渠

圖1為示出根據本揭露的例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖2為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖3為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖4為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖5為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖6為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖7為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。 圖8為示出根據本揭露的另一例示性實施例的表面安裝裝置晶片熔絲的透視圖。

10:SMD晶片熔絲

12:介電基底

14a、14b:上部端子

16a、16b:下部端子

18:可熔元件

20a、20b:齒形結構

22:間隙

Claims (9)

1. 一種表面安裝裝置晶片熔絲，包括： 介電基底； 導電的第一上部端子及第二上部端子，設置於所述介電基底的頂部表面上，且在所述第一上部端子及所述第二上部端子之間界定間隙； 可熔元件，由設置於所述介電基底的所述頂部表面上的焊料形成，在所述間隙內橋接所述第一上部端子和所述第二上部端子；以及 導電的第一下部端子及第二下部端子，分別設置於所述介電基底的底部表面上且電性連接至所述第一上部端子及所述第二上部端子； 其中所述介電基底的材料相對於形成所述可熔元件的所述焊料展現出抗濕潤特性。
2. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，其中所述介電基底的邊緣包含設置於其上的導電材料，以用於在所述第一上部端子與所述第一下部端子之間及在所述第二上部端子與所述第二下部端子之間提供電性連接。
3. 如請求項2所述的表面安裝裝置晶片熔絲，其中所述介電基底的邊緣為齒形。
4. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括導電通孔，所述導電通孔延伸穿過所述介電基底且在所述第一上部端子與所述第一下部端子之間及在所述第二上部端子與所述第二下部端子之間提供電性連接。
5. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括鈍化層，所述鈍化層設置於所述可熔元件以及所述第一上部端子及所述第二上部端子的鄰近部分上。
6. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括設置於所述第一上部端子及所述第二上部端子的相對部分上的收集襯墊，所述收集襯墊由相對於形成所述可熔元件的所述焊料展現出顯著濕潤特性的濕潤劑形成。
7. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括設置於所述介電基底的所述頂部表面上的非接觸蓋板，所述非接觸蓋板由介電材料形成且具有形成於其底部表面中的空腔，所述可熔元件設置於所述空腔內。
8. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括電隔離金屬襯墊，所述電隔離金屬襯墊設置於所述介電基底的所述頂部表面上且延伸至所述可熔元件下方的所述間隙中。
9. 如請求項1所述的表面安裝裝置晶片熔絲，更包括溝渠，所述溝渠形成於所述可熔元件下方的所述介電基底的所述頂部表面中。

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