TWI503856B - 金屬薄膜表面安裝保險絲 - Google Patents

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Description

金屬薄膜表面安裝保險絲
本發明的實施例係有關於電路保護裝置的領域。更明確地，本發明係有關於一種金屬薄膜表面安裝保險絲，其被建構來對在高環境溫度的環境中的電路提供電流保護。
金屬薄膜電流保護裝置被用來保護電路構件，在該等電路構件中電路板上的空間是很珍稀的。典型地，一特定電路需要的電流或電壓愈大，所需的保險絲尺寸也就愈大。然而，在其上安裝有受保護的電路的電路板上，面積是很有限的。此外，這些保險絲被使用在必需要求溫度穩定性及效能可靠性之高電流及高環境溫度的環境中。
可安裝在電路板上之超小型的保險絲已被提供來保護電路免於高電壓及/或高電流的危害。例如，具有多個金屬化層設置在一基材上以形成一層疊結構(laminated)的超小型保險絲已被使用。這些層根據特定的應用而使用金屬化的孔或介層孔加以串聯地或並聯地互連。這些層在特定的位置被打孔且使用導電膏來加以金屬化，以形成互連介層孔。端蓋或墊片被形成在該保險絲的端部以提供對受保護的電路的接線(connection)。然而，產生及金屬化該等介層孔來將該等層互連需要增加製造時間及成本，以確保製程及裝置的可靠度。因此，對於提供一種被建構來在高環境溫度的環境中提供效能穩定性同時可減少製造時間及降低成本之晶片保險絲存在著需求。
本發明的示範性實施例係有關於一種晶片保險絲。在一示範性實施例中，一晶片保險絲包括一基材，多個被設置在該基材上之可熔鏈層，每一層具有至少一端被電連接至另一層的一端。多個絕緣層被設置在該等多個可熔鏈層之間。該等多個絕緣層被設置在該基材上。
在另一示範性實施例中，一晶片保險絲包括一基材，多個可熔鏈層，多個絕緣層及一蓋件。一第一絕緣層被設置在該基材上。一第一可熔鏈層被設置在該第一絕緣層上，其中該第一可熔鏈層具有一第一端及一第二端。該第一端界定一用來連接至一電路的第一端子部分。一第二絕緣層被至少部分地設置在該第一可熔鏈層上。一第二可熔鏈層被設置在該第二絕緣層上。該第二可熔鏈層具有一第一端及一第二端。該第二可熔鏈層的第一端被連接至該第一可熔鏈層的第二端。一第三絕緣層被至少部分地設置在該第二可熔鏈層上。一第三可熔鏈層被設置在該第三絕緣層上。該第三可熔鏈層具有一第一端其被連接至該第二可熔鏈層的第二端及一第二端其界定一用來連接至該電路的第二端子部分。
本發明現將參考附圖於下文中更完整地加以描述，較佳的實施例被示於這些附圖中。然而，本發明可用許多不同的形式來體現且不應被解讀為侷限於本文中所提出的實施例。相反地，這些實施例被提供來讓此揭露可以更徹底及完整，且對於熟習此技藝者而言將完整地涵蓋本發明的範圍。在圖式中，相同的標號代表相同的元件。在下面的描述及/或申請專利範圍中，將使用到“設置於之上(disposed on)”一詞及其衍生詞。在特定的實施例中，“設置於之上(disposed on)”可被用來表示兩層或更多層被直接實體地及/或電地彼此接觸。然而，“設置於之上”亦可以表示兩層或更多層沒有彼此直接接觸，但仍彼此合作及/或互動。此外，“設置於之上”一詞當使用於本文中時亦可以表示包括複數層。
圖1為一晶片保險絲10的剖面圖，其具有一蓋件或頂層12，一基材或底層15，多個中間絕緣或玻璃層21，22，23，24及25及多個中間可熔鏈層31，32，33，34及35，所有這些層都層疊在一起。該蓋件12、玻璃層21，22，23，24及25及可熔鏈層31，32，33，34及35可被沉積在該底層15上，其具有所想要的曲率半徑用以增加表面積及相關的過量電流(over current)回應特性。雖然本文中描述的是五(5)層中間可熔鏈層及五(5)層玻璃層，但任何數量的中間層都可根據所想要的過量電流率及特定的電路應用而被使用。該等可熔鏈層31，32，33，34及35是金屬導體且可以是例如銀及/或塗上銀合金的材料，其被沉積為類似於蛇紋石般的構造其間穿插設置玻璃層21，22，23，24及25。蓋件12是絕緣材料及可以是例如玻璃材料且可以與玻璃層21，22，23，24及25相同或不同。
一第一絕緣或玻璃層21被沉積在基材15上，其可以是陶瓷或其它類似材料。該第一可熔鏈層31被沉積在該第一玻璃層21上。第二玻璃層22被沉積在該第一可熔鏈層31上且足以讓一第一端子端部31A延伸超出玻璃層22及蓋件12的覆蓋，用以提供對一電路的第一接線(first connection)。第二可熔鏈層32被沉積在該第二玻璃層22上且在端部32A處被連接至該第一可熔鏈層31及/或與該第一可熔鏈層31被一體地沉積。可熔鏈層31及32在端部32A處的互連省去對於介層孔的需求，該介層孔被形成穿過絕緣層以連接每一可熔鏈層。換言之，該等絕緣層在每一可熔鏈層之間是連續的，使得沒有介層孔被形成穿過絕緣層來連接被設置在個別絕緣層的頂部及底部上的可熔鏈層。
第三玻璃層23被沉積在該第二可熔鏈層32上。第三可熔鏈層33被沉積在該第三玻璃層23上且在端部33A處被連接至該第二可熔鏈層32及/或與該第二可熔鏈層32被一體地沉積。第四玻璃層24被沉積在該第三可熔鏈層33上。第四可熔鏈層34被沉積在該第四玻璃層24上且在端部34A處被連接至該第三可熔鏈層33及/或與該第三可熔鏈層33被一體地沉積。第五玻璃層25被沉積在該第四可熔鏈層34上。第五可熔鏈層35被沉積在該第五玻璃層25上且在端部35A處被連接至該第四可熔鏈層34及/或與該第四可熔鏈層34被一體地沉積。一第二端子端部35B係藉由該第五可熔鏈層35超出蓋件12的覆蓋的延伸來形成，以提供對一電路的第二接線。端部32A、33A、34A、及35A的每一者被漸縮(tapered)以提供可靠的互連面積，省掉對於被填滿的介層孔的需求。以此方式，以該等可熔鏈層31，32，33，34及35形成之多個實體地平行的電路徑是電串聯起來的且被建構來在無需形成介層孔來在該等可熔鏈層之間互連的情況下提供高的瞬間電流脈衝容量。
圖2為每一個被設置在基材15上的玻璃層21，22，23，24及25與可熔鏈層31，32，33。34及35的一分隔開的頂視圖。詳言之，第一可熔鏈層31被沉積在第一玻璃層21上。第二玻璃層22被沉積在該第一可熔鏈層31上，使得第一部分31A延伸到玻璃層22的沉積物外面以形成一連接至一將被保險絲地保護的電路的連接點或墊片。第二可熔鏈層32被沉積於該第二玻璃層22上且在部分32A處被連接至第一可熔鏈層31。如圖中所見，第二玻璃層22被設置在第一可熔鏈層31與第二可熔鏈層32之間，用以在連接區部分32A以外的部分之間提供足夠的隔絕。
第三玻璃層23被沉積在該第二可熔鏈層32上以提供一絕緣層於第二與第三可熔鏈層32及33之間。第三可熔鏈層33被沉積在第三玻璃層23上且在部分33A處被連接至第二可熔鏈層32。第四玻璃層24被沉積在第三可熔鏈層33上以提供一絕緣層於第三與第四可熔鏈層33及34之間。第四可熔鏈層34被沉積在第四玻璃層24上且在部分34A處被連接至第三可熔鏈層33。第五玻璃層25被沉積在第四可熔鏈層34上以提供一絕緣層於第四與第五可熔鏈層34及35之間。第五可熔鏈層35被沉積在第五玻璃層25上且在部分35A處被連接至第四可熔鏈層34。蓋件12(未示出)被沉積於該第五可熔鏈層35上，使得一個部分35B被外露以形成一連接至一將被保險絲地保護的電路的接線點或墊片。
圖3為晶片保險絲100的另一實施例的剖面圖，其具有蓋件或頂層112、基材或底層115、多個中間絕緣或玻璃層121，122，123，124，及125及多層被層疊在一起之中間可熔鏈層131，132，133，134及135。該蓋件112、玻璃層121，122，123，124，及125與可熔鏈層131，132，133，134及135可具有一實質平面的形狀且被沉積在該底層115上。雖然本文中描述的是五(5)層中間可熔鏈層及五(5)層玻璃層，但任何數量的中間層都可根據所想要的過量電流率及特定的電路應用而被使用。此外，為了便於說明起見，晶片保險絲100的一端被指定為A及晶片保險絲100的另第二端被指定為B。該等可熔鏈層131，132，133，134及135是金屬導體且可以是例如銀，其被沉積成類似蛇紋石般的構造，其間插設玻璃層121，122，123，124及125。一第一絕緣或玻璃層121被沉積在基材115上，其可以是陶瓷或其它類似材料。該第一可熔鏈層131被沉積在該第一玻璃層121上。第二玻璃層122被沉積在該第一可熔鏈層131上且足以用該第一可熔鏈層131超出該蓋件112及玻璃層122及124的覆蓋的延伸來界定第一端子131A，用以提供對一電路的第一接線。第二可熔鏈層132被沉積在該第二玻璃層122上且在靠近端部A處被連接至該第一可熔鏈層131及/或與該第一可熔鏈層131被一體地沉積。
介於該等可熔鏈層之間的每一互連省去對於介層孔的需求，該介層孔被形成穿過玻璃層以連接每一可熔鏈層。第三玻璃層123被沉積在該第二可熔鏈層132上且與第一玻璃層121接觸於靠近端部B處。第三可熔鏈層133被沉積在該第三玻璃層123上且在接近端部A處被連接至該第二可熔鏈層132及/或與該第二可熔鏈層132被一體地沉積。第四玻璃層124被沉積在該第三可熔鏈層133上且與第二玻璃層122接觸於靠近端部A處。第四可熔鏈層134被沉積在該第四玻璃層124上且在接近端部B處被連接至該第三可熔鏈層133及/或與該第三可熔鏈層133被一體地沉積。第五玻璃層125被沉積在該第四可熔鏈層134上且與第三玻璃層123接觸於靠近端部B處。第五可熔鏈層135被沉積在該第五玻璃層125上且在接近端部A處被連接至該第四可熔鏈層134及/或與該第四可熔鏈層134被一體地沉積。第二端子135B係藉由該第五可熔鏈層135超出蓋件112的覆蓋的延伸來形成，以提供對一電路的第二接線。
雖然本發明已參考一些實施例來揭露，但許多對於所描述的實施例的修改、變化及改變可在不偏離本發明的精神及範圍下，譬如由下面的申請專利範圍所界定者，被達成。據此，本發明不侷限於所描述的實施例，而是包含下面的申請專利範圍及其等效物所界定的完整範圍。
10．．．晶片保險絲
12．．．蓋件(頂層)
15．．．基材(底層)
21．．．絕緣(玻璃)層
22．．．絕緣(玻璃)層
23．．．絕緣(玻璃)層
24．．．絕緣(玻璃)層
25．．．絕緣(玻璃)層
31．．．可熔鏈層
32．．．可熔鏈層
33．．．可熔鏈層
34．．．可熔鏈層
35．．．可熔鏈層
31A．．．第一端子端部
32A．．．端部
33A．．．端部
34A．．．端部
35A．．．端部
100．．．晶片保險絲
112．．．蓋件(頂層)
115．．．基材(底層)
121．．．絕緣(玻璃)層
122．．．絕緣(玻璃)層
123．．．絕緣(玻璃)層
124．．．絕緣(玻璃)層
125．．．絕緣(玻璃)層
131．．．可熔鏈層
132．．．可熔鏈層
133．．．可熔鏈層
134．．．可熔鏈層
135．．．可熔鏈層
A．．．端部
B．．．端部
圖1顯示依據本發明的一實施例之晶片保險絲的剖面圖。
圖2顯示界定圖1中所示之依據本發明的一實施例的晶片保險絲的多個層的分隔開的頂視圖。
圖3為依據本發明的另一實施例之晶片保險絲的剖面圖。
10．．．晶片保險絲
12．．．蓋件(頂層)
15．．．基材(底層)
21．．．絕緣(玻璃)層
22．．．絕緣(玻璃)層
23．．．絕緣(玻璃)層
24．．．絕緣(玻璃)層
25．．．絕緣(玻璃)層
31．．．可熔鏈層
32．．．可熔鏈層
33．．．可熔鏈層
34．．．可熔鏈層
35．．．可熔鏈層
31A．．．第一端子端部
32A．．．端部
33A．．．端部
34A．．．端部
35A．．．端部
35B．．．第二端子端部

Claims (18)

  1. 一種晶片保險絲，包含：基材；多個被設置在該基材上的可熔鏈層，每一層具有一第一端及一第二端；及多個絕緣層，其被設置在該等多個可熔鏈層之間，該等多個絕緣層被設置在該基材上，其中該等多個可熔鏈層的一第一可熔鏈層的第一端及該等多個可熔鏈層的一第二可熔鏈層的第二端延伸超出該等多個絕緣層的一設置在它們之間的絕緣層且彼此在該等多個可熔鏈層的該第一可熔鏈層的第一端及該等多個可熔鏈層的該第二可熔鏈層的第二端延伸超出該等多個絕緣層設置在它們之間的該絕緣層處直接實體接觸及電接觸，及其中該等多個可熔鏈層的該第二可熔鏈層的第一端及該等多個可熔鏈層的一第三可熔鏈層的第二端延伸超出該等多個絕緣層的一設置在它們之間的絕緣層且彼此在該等多個可熔鏈層的該第二可熔鏈層的第一端及該等多個可熔鏈層的該第三可熔鏈層的第二端延伸超出該等多個絕緣層設置在它們之間的該絕緣層處直接實體接觸及電接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，更包含一絕緣蓋件，其被設置在該等多個可熔鏈層及該等多個絕緣層上。
  3. 如申請專利範圍第2項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層中的至少一者具有界定一端子部分的一端。
  4. 如申請專利範圍第3項之晶片保險絲，其中該端子部分是第一端子部分，該晶片保險絲更包含第二端子部分其被界定在該等多個可熔鏈層的最後一層的一端，該絕緣蓋件被建構來露出該第一及第二端子部分，其中該第一及第二端子部分界定對一電路的連接點。
  5. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層、該等多個絕緣層、該蓋件及該基材全部被層疊在一起。
  6. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層的至少一者具有一相對於該基材的曲率半徑，使得該等多個可熔鏈層的該至少一者的表面積與一特定的過量電流回應特徵(over-current response characteristic)相關聯。
  7. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層的每一者具有一相對於該基材的曲率半徑，使得該等多個可熔鏈層的表面積與一特定的過量電流回應特徵相關聯。
  8. 如申請專利範圍第7項之晶片保險絲，更包含一絕緣蓋件其被設置在該等多個可熔鏈層及該等多個絕緣層上，該蓋件具有一曲率半徑其對應於該等多個可熔鏈層的曲率半徑。
  9. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層的每一端被漸縮(tapered)以提供可靠的電連接於它們之間。
  10. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個可熔鏈層相對於彼此實體平行地被設置在該基材上。
  11. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個絕緣層相對於彼此實體平行地被設置在該基材上。
  12. 如申請專利範圍第3項之晶片保險絲，其中該第一端子部分界定一用來作為對該電路的第一接線的墊片。
  13. 如申請專利範圍第4項之晶片保險絲，其中該第二端子部分界定一用來作為對該電路的第二接線的墊片。
  14. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中該等多個絕緣層的第一絕緣層被設置在該基材的頂表面與該等多個可熔鏈層的第一可熔鏈層之間。
  15. 如申請專利範圍第1項之晶片保險絲，其中等多個可熔鏈層及該等多個絕緣層相對於該基材係實質平面的。
  16. 一種晶片保險絲，包含：基材；第一絕緣層，其被設置在該基材上；第一可熔鏈層，其被設置在該第一絕緣層上，該第一可熔鏈層具有第一端及第二端，該第一端界定一用來連接至一電路的第一端子部分；第二絕緣層，其被至少部分地設置在該第一可熔鏈層上；第二可熔鏈層，其被設置在該第二絕緣層上，該第二可熔鏈層具有第一端及第二端，其中該第二可熔鏈層的第 一端及該第一可熔鏈層的第二端延伸超出該第二絕緣層且彼此在該第二可熔鏈層的第一端及該第一可熔鏈層的第二端延伸超出該第二絕緣層處直接實體基觸及電接觸；第三絕緣層，其被至少部分地設置在該第二可熔鏈層上；及第三可熔鏈層，其被設置在該第三絕緣層上，該第三可熔鏈層具有第一端及第二端，其中該第三可熔鏈層的第一端及該第二可熔鏈層的第二端延伸超出該第三絕緣層且彼此在該第三可熔鏈層的第一端及該第二可熔鏈層的第二端延伸超出該第二絕緣層處直接實體基觸及電接觸。
  17. 如申請專利範圍第16項之晶片保險絲，其中該第一、第二及第三可熔鏈層形成一從該第一端子部分至該第二端子部分之連續的導電路徑。
  18. 如申請專利範圍第16項之晶片保險絲，更包含一絕緣蓋件其被設置在該等可熔鏈層及該等絕緣層上，該絕緣蓋件被建構來露出該第一及第二端子部分。
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