五、發明説明（） 經濟部中央標车局員工消费合作社印51 本發明係關於一種電子兀件過熱斷路構造’尤有關於一 種在電子元件溫度過高時，可使電路自動切斷’以避免電 子元件起火燃燒之電子元件過熱斷路構造。此一電子元件 過熱斷路構造可賦與多種元件使用時之安全性。 依本發明之另一實施形態所提供之電子元件過熱斷路 構造之特徵爲:第一導電腳與第一電極保持適當之距離，兩 者間藉由具有適當熔點之焊料柱予以接合並電性連接；在 第一導電腳與第一'電極間之封裝外殼表面插入夾設有一彈 簧，該彈簧受到適度壓縮而以適當之推力作用於該第一導 電腳及該第一電極；且包圍於該柱狀焊料外周之封裝外殼 係在近電極側與近導電腳側兩部分之間完全斷開或存在有 一脆弱點。該封裝外殼可由矽樹脂或矽橡膠構成。 本創作之其他特徵及其詳細構造，將由以下參照附圖對 於後列之較佳實施例所作之說明而得以更加I淸楚。 首先參照圖1至圖5，說明習用電子元件之構造。圖1 至3所顯示者，爲習用電子元件之除去封裝外殼以外的其 餘部分之構造。此一構造，主要包含:一圓片狀之陶瓷體1， 具有該電子元件(例如突波吸收器、正溫度係數熱敏電阻、 負溫度係數熱敏電阻、陶瓷電容等)所必備之電氣特性；一 第一電極21，接合於該陶瓷體1之第一側面；一第二電極 22，接合於該陶瓷體1之第二側面；一第一導電腳31，電 性接合並焊接於該第一電極21 ;及一第二導電腳32，電 性接合並焊接於該第二電極22。圖4及5顯示在圖3所示 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝
-1T 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（2I0X297公费）
五、發明説明（） 經濟部中央標车局員工消费合作社印51 本發明係關於一種電子兀件過熱斷路構造’尤有關於一 種在電子元件溫度過高時，可使電路自動切斷’以避免電 子元件起火燃燒之電子元件過熱斷路構造。此一電子元件 過熱斷路構造可賦與多種元件使用時之安全性。 依本發明之另一實施形態所提供之電子元件過熱斷路 構造之特徵爲:第一導電腳與第一電極保持適當之距離，兩 者間藉由具有適當熔點之焊料柱予以接合並電性連接；在 第一導電腳與第一'電極間之封裝外殼表面插入夾設有一彈 簧，該彈簧受到適度壓縮而以適當之推力作用於該第一導 電腳及該第一電極；且包圍於該柱狀焊料外周之封裝外殼 係在近電極側與近導電腳側兩部分之間完全斷開或存在有 一脆弱點。該封裝外殼可由矽樹脂或矽橡膠構成。 本創作之其他特徵及其詳細構造，將由以下參照附圖對 於後列之較佳實施例所作之說明而得以更加I淸楚。 首先參照圖1至圖5，說明習用電子元件之構造。圖1 至3所顯示者，爲習用電子元件之除去封裝外殼以外的其 餘部分之構造。此一構造，主要包含:一圓片狀之陶瓷體1， 具有該電子元件(例如突波吸收器、正溫度係數熱敏電阻、 負溫度係數熱敏電阻、陶瓷電容等)所必備之電氣特性；一 第一電極21，接合於該陶瓷體1之第一側面；一第二電極 22，接合於該陶瓷體1之第二側面；一第一導電腳31，電 性接合並焊接於該第一電極21 ;及一第二導電腳32，電 性接合並焊接於該第二電極22。圖4及5顯示在圖3所示 3 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝
-1T 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（2I0X297公费） 修孤 謂年㈤产 A7 B7 經濟部中央樣隼局貝工消«合作社印裝 五、發明説明（） 及封裝外殼，包覆於該陶瓷體、第一電極、第二電極與第 一導電腳、第二導電腳組合體之外周而形成—保護層。本 發明之電子元件過熱斷路構造之特徵爲:該等導電腳之至少 一者與其對應之電極保持適當之距離，兩者間藉由具有適 當熔點之焊料予以接合並電1¾連接；且該封裝外殼係由在 受熱升溫至接近其燃點時，會軟化並釋放出氣體之材料(例 如環氧樹脂)所構成。 圖1爲一習用電子元件例如突波吸收器、正溫度係數熱 敏電阻、負溫度係數熱敏電阻、陶鸯電容等在未包覆以封 裝外殼前之狀態的分解立體圖。圖2爲圖1所示各部分之 組合正視圖。圖3爲圖1所示各部分之組合側視圖、。圖4 爲圖1所示構造在包覆以封裝外殼後的組合正視圖，其中， 部分封裝外殼被揭除以露出其內部構造。圖5爲圖4所示 習用電子元件的側面剖視圖。圖6爲顯示將市販之溫度保 險絲成一體焊接於習用電子元件之陶瓷體之電極上所構成 之過熱斷路構造的正視圖，其中，部分封裝外殼被揭除以 露出其內部構造。 圖7爲顯示依本發明之第一實施例的電子元件連同與其 成—體之過熱斷路構造之側面剖視圖； 圖8(A)至(E)圖爲用以說明圖7所示電子元件之過熱斷路 構造的斷電動作原理的連續過程圖； 圖9爲顯示依本發明之第二實施例的電子元件與其過熱 斷路構造之側面剖視圖； 圖丨〇爲圖9之『X』部分局部放大剖視圖； 6 本纸張尺度適用中國囡家標率（CNS )八4現格（2】〇>< 297公發 ϋ^— m·· Ann I nn imf I nn - 一 I，I m I - li tm #nm . 0¾ 、v•口 知 (請先閲讀背面之注意事項再填客本瓦) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 構造外周包覆以保護及絕緣用之封裝外殻4後的狀態，其 中，5表示將導電腳31、32焊接於電極'21、22上用之 焊料，而封裝外殼4係由各類樹脂或橡膠所構成。 因各類封裝物質皆爲有機物，故在不同程度之較高溫度 時皆爲可燃，而其共通的問題則是陶瓷體在使用電壓或高 於使用電壓下，極可能因各種不可抗力之因素而導至異常 高電流，且其伴隨產生之高熱經常使得電子元件之溫度上 升，令電子元件處於不穩定狀態，當其溫度升高至熱奔騰 現象（元件產熱遠大於散熱，使得溫度急劇上升無法平衡 之現象）發生時，持續上升之溫度超過封裝物質燃點時， 將使得封裝物質起火燃燒，而有引燃周邊物體發生火災的 危險，嚴重危害到使用者與設備之安全。因而存在著各種 安全測試規範，要求受請求認證之電子元件或裝置該電子 元件之設備須在施加各種高電流下，仍能保持正常運作或 者自動形成斷路，其目的正是爲了敦促生產者導入更具安 全性之設計，以防止火災發生的危險，確保使用者之安全。 一般的設計觀念認爲使用保險絲即可輕易達到斷電之保 護作用，但事實上對單一電子元件而言，往往極小之電流 即足以使其升溫至令其封裝外殼點火燃燒之程度，該造成 點燃之電流遠低於市售電流保險絲之最小規格，亦即無適 合的「電流保險絲」可確實防止電子元件之燃燒，唯有使 用「溫度保險絲」，才能藉由溫度過高即形成斷路的控制 方式來避免電子元件起火燃燒。 有鑑於此，曰本Marcon公司乃發展出一種複合功能化 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買)
财賴家鮮（CNS ) A4規格（210X297公Θ 經濟部中夬標準局員工消费合作社印製 A7 ' B7__ 五、發明説明（） 之突波吸收器商業產品(即TNR之GF系列產品)。如圖6所 .示，其構造爲將市售之溫度保險絲60焊接61於陶瓷體1 之電極21上並封裝成單一元件。此種結構之產品於保險絲 一方之導電腳31有時省略不用，視線路設計而定，當該元 件於工作中因異常高電流而發熱時，高熱傳至溫度保險絲 60上，使得溫度保險絲中60之低熔點合金融熔形成斷路， 元件因電流中斷而降低溫度，藉以避免起火燃燒的危險， 其設計槪念固佳，但缺點爲商業用溫度保險絲之成本過 高，且另須消耗將溫度保險絲逐一點焊於陶瓷體上之人工 成本，故售價偏高，一般之使用者接受程度極低。此外， 亦有突波吸收器之使用者自行購買溫度保險絲，將其組裝 在線路板上貼近突波吸收器之處，以期獲得相同的效用， 然而此一作法除具有上述缺點外，尙有不能保證突波吸收 器產生的熱量確實傳達至溫度保險絲之疑慮。 針對前述習用電子元件過熱斷路構造之缺點，本發明之 目的係提供一種可使製程簡化，生產成本大幅降低，具有 量產性，且能確保電子元件使用上之絕對安全性的電子元 件過熱斷路構造。 爲達成前述目的，依本發明所提供者爲一電子元件過熱 斷路構造。該電子元件包含:一陶瓷體，具有該電子元件所 必備之電氣特性，包含一第一側面及一第二側面；一第一 電極’接合於該陶瓷體之第一側面；一第二電極，接合於 該陶瓷體之第二側面；至少一第一導電腳，電性接合於該 第一電極；至少一第二導電腳，電性接合於該第二電極； 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） ---------© 裝—-----_—訂--------Ci (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 修孤 謂年㈤产 A7 B7 經濟部中央樣隼局貝工消«合作社印裝 五、發明説明（） 及封裝外殼，包覆於該陶瓷體、第一電極、第二電極與第 一導電腳、第二導電腳組合體之外周而形成—保護層。本 發明之電子元件過熱斷路構造之特徵爲:該等導電腳之至少 一者與其對應之電極保持適當之距離，兩者間藉由具有適 當熔點之焊料予以接合並電1¾連接；且該封裝外殼係由在 受熱升溫至接近其燃點時，會軟化並釋放出氣體之材料(例 如環氧樹脂)所構成。 圖1爲一習用電子元件例如突波吸收器、正溫度係數熱 敏電阻、負溫度係數熱敏電阻、陶鸯電容等在未包覆以封 裝外殼前之狀態的分解立體圖。圖2爲圖1所示各部分之 組合正視圖。圖3爲圖1所示各部分之組合側視圖、。圖4 爲圖1所示構造在包覆以封裝外殼後的組合正視圖，其中， 部分封裝外殼被揭除以露出其內部構造。圖5爲圖4所示 習用電子元件的側面剖視圖。圖6爲顯示將市販之溫度保 險絲成一體焊接於習用電子元件之陶瓷體之電極上所構成 之過熱斷路構造的正視圖，其中，部分封裝外殼被揭除以 露出其內部構造。 圖7爲顯示依本發明之第一實施例的電子元件連同與其 成—體之過熱斷路構造之側面剖視圖； 圖8(A)至(E)圖爲用以說明圖7所示電子元件之過熱斷路 構造的斷電動作原理的連續過程圖； 圖9爲顯示依本發明之第二實施例的電子元件與其過熱 斷路構造之側面剖視圖； 圖丨〇爲圖9之『X』部分局部放大剖視圖； 6 本纸張尺度適用中國囡家標率（CNS )八4現格（2】〇>< 297公發 ϋ^— m·· Ann I nn imf I nn - 一 I，I m I - li tm #nm . 0¾ 、v•口 知 (請先閲讀背面之注意事項再填客本瓦) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 圖11爲圖7所示依本發明之電子元件及其過熱斷路構 造在未包覆以封裝外殼前之狀態的立體圖；及 ' 圖12爲與圖11略有不同之依本發明之另一電子元件及 其過熱斷路構造在未包覆以封裝外殼前之狀態的立體圖。 (較佳實施例之說明） 傳統電子元件焊接導電腳之方法爲將預先固定於紙排 (未圖示)上之原本一端相連之兩根導電腳31、32(參考圖2) 的另端撐開，使其夾住兩側面均附著有導電用之電極21(22) 的圓片狀之陶瓷體1後，浸入未圖示之焊料爐中二至三秒 鐘，使得陶瓷體1上之電極21(22)與導電腳31(32)焊接上， 完成接腳之工序，其後再將陶瓷體部份浸入未圖示之封裝 物質中，以獲得外周包覆有封裝外殼4的絕緣塗裝完成之 成品(參考圖4及5)。 與圖5之習用電子元件相對應地，圖7爲顯示依本發明 之第一實施例的電子元件連同與其成一體之過熱斷路構造 的側面剖視圖，圖11則爲顯示同一電子元件及過熱斷路構 造在揭除其封裝外殼4狀態時之構造之立體圖。由圖7與 圖5之比較可知，依本發明之第一實施例的電子元件連同 與其成一體之過熱斷路構造和習用電子元件在構造上僅有 些微之差異。詳言之，依本發明之第一實施例的電子元件 連同與其成一體之過熱斷路構造主要包含:一圓片狀之陶瓷 體1，具有該電子元件(例|如突波吸收器、正溫度係數熱敏 電阻、負溫度係數熱敏電阻、陶瓷電容等)所必備之電氣特 7____ 尺度適用中國國家標準TcNsYa4規格（210X 297公^ !,——----© 裝----—ί 訂--------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（） 性；一第一電極21，接舍於該陶瓷體丨之第—側面；一第 二電極22 ’接合於該陶瓷體1之第二側面；—第一導電腳 31，電性接合並焊接於該第一電極21 ;—第二導電腳32， 電性接合並焊接於該第二電極22 ;及封裝外殼4，@_於 該陶瓷體1、桌一電極21、第二電極22與第一導電腳31、 第二導電腳32組合體之外周而形成一保護層。其特徵爲第 一導電腳31與第一電極21保持適當之距離，兩者間藉由 具有適當熔點之焊料形成焊料柱51予以接合並電性連接； 且該封裝外殼4係由環氧樹脂等所構成。値得注意的是環 氧樹脂在塗裝製程中熟化後，爲具有相當硬度之材質，但 當元件溫度繼續上升至接近於樹脂之燃點時，樹脂開始軟 化並釋放出某種氣體（氣體可能源自樹脂中添加之硬化劑 所產生）。 圖8(A)至(E)圖爲用以說明圖7所示電子元件之過熱斷路 構造的斷電動作原理的連續過程圖。圖8(A)爲正常使用狀 態’在此一狀態下，各種電氣功能與傳統電子元件相同， 當異常高電流發生時’伴隨產生之熱量使電子元件溫度上 升，當溫度超過焊料熔點時(如錫鉛之共晶溫度爲183 °C )， 類似保險絲之焊料融熔成爲液態，此時仍爲導電狀態。此 時，如前述，構成封裝外殼4之樹脂46開始軟化並釋放出 氣體(參考圖8B)，且部份氣體聚積於電極21與樹脂46兩 者之間隙G中，而使得樹脂46開始膨脹，由於焊料5已熔 爲液體，樹脂46的膨脹將拉斷導電腳31與電極21間之焊 料柱51(參考圖8C)，而終止了電流的持續，在電流斷路之 8 -----------〇 裝— (請先閲讀背面之注意事項-S-填寫本頁) 訂! 度適用中國國家標準(〇^)八4規格（210/297公釐） A7 1 B7_ . __ 五、發明説明（） 後，電子元件之熱源消失，溫度開始下降’而同時留存於 導電腳31與電極21間的液體焊料51 ’因液體具有之內聚 力而各自向兩方縮回(參考圖8D)，當溫度下降或者因氣體 膨脹使樹脂46邊緣破裂時，樹脂46仍會縮回(參考圖犯）， 因此導電腳31與電極21可能回復至如原來狀態的距離， 但因焊料5已縮回，使得導電腳31與電極21殘存的焊料 不再接觸導電，如此即可避免元件起火燃燒的危險，確保 了元件使用上之安全性。此外，封裝外殼4若由受熱升溫 至接近其燃點時會發生翹曲變形之材料構成，縱無氣體之 釋放出亦可達到相同之目的。 經濟部"央標準局員工消費合作社印製 o^.— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖9爲顯示依本發明之第二實施例的電子元件與其過熱 斷路構造之側面剖視圖。對於在工作狀態下電子元件本身 溫度較高，而以矽樹脂（Silicon Resin )或矽橡膠（Silicon Rubber )封裝之電子元件，如正溫度係數熱敏電阻、負溫 度係數熱敏電阻等而言，因其封裝物質在溫度上升至燃燒 之前，並無如環氧樹脂般軟化膨脹的性質，故必須採用如 圖9所示依本發明之第二實施例的附設有過熱斷路構造之 電子兀件’而獲得相同之截斷電流的作用。其製程從焊接 乃至封裝爲止均與上述第一實施例相同，但元件在封裝完 成後’另須在其導電腳31與電極21間之封裝外殼4表面 插入一個彈性適度之彈簧7，並將導電腳31下壓施以一適 當壓力’使其向下折曲’彈簧7受到適度壓縮^以適當之 反彈力作用於該導電腳31及電極21上，同時令封裝外殼4 在近電極21側之部分42與近導電腳31側之部分41之間 9 本紙張尺度適中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X^97公釐) --- 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Α7 Β7 五、發明説明（） 完全斷開或存在有一脆弱點，例如將導電腳31及電極21 間的封裝外殼4折出一道裂痕45，僅憑藉著固態之焊料柱 51支持著導電腳31，當發生異常高電流所產生之熱量使元 件溫度上升至焊料柱51融熔時，即喪失去了聯結導電腳31 及電極21的力量，彈簧7便將導電腳31彈開，拉斷液態 焊料柱51而形成電流斷路。基於此一原理，同樣可確保電 子元件不致起火燃燒。 上述第二實施例雖然較爲複雜，但卻另具備有警示的效 果；在需要可供以目視檢出電子元件是否已斷路失效，以 期能更換元件延續該元件原本設計要求之功能的情況下， 此種結構無疑是更具有優越性，因此使用環氧樹脂封裝的 元件，亦可應用安裝彈簧之結構，視實用需要而定。 綜合以上所述，依本發明之電子元件過熱斷路構造可以 得到如下實施之效果：利用電子元件本身焊接導電腳時必 備之焊料因高溫融熔而形成斷路的原理，僅須對傳統電子 元件加以簡單之構造變化，即可達成使電子元件在異常過 電流發生時自動形成斷路，避免起火燃燒的目的。因此， 以極簡易方式，即可得到與習用溫度保險絲相同的保護作 用。‘同時生產製程簡易化，生產成本大幅降低，而仍具有 量產性，並能增加傳統元件之附加價値，及確保其使用時 之安全性。 以上，係就本發明之數個較佳實施例加以描述，該等實 施例僅係用來說明而非限制本發明。在不脫離本發明之實 質內容之範疇內仍可予以變化而加以實施，此等變化仍應 10 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Λ4規格（210X297公瘦了 ----------©批衣--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言
-Q A7 , __________B7_ 五、發明説明（） 屬本發明之範圍。無論是對第一或第二實施例之結構而 言，基於某些應用線路需求下，有時元件須具備包含有三 隻導電腳之結構，以求發揮更進一步的電機功能。此時本 發明亦可變化成如圖12所示，在陶瓷體1設有焊料柱51 之一側配置二隻導電腳31與33之結構的電子元件。除導 電腳之數目不同外，其餘部分之製程與原理均與上述相 同。本發明得由熟悉本技藝之人士在不脫離本發明之精神 範疇內爲各種修飾、變化，該等修飾、變化皆屬本發明所 欲保護之範圍。因此，本發明之範疇係由以下之申請專利 範圍所界定。 ------II --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂
IP 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇χ297公釐〉