TWI665706B - 具中空體的熔絲 - Google Patents

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格雷斯 米蘭達
利昂 康拉多 德
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Abstract

揭露中空體及中空體熔絲。此外，揭露提供中空體及中 空體熔絲的方法。在一個實施方案中，中空體包括中心部及端部。端帽可耦合至端部。在端帽的內表面與端部的外周邊之間形成有空腔。可熔斷元件可設置於中空體內，所述可熔斷元件可更設置於在端帽的內表面與端部的外周邊之間形成的空腔內，所述可熔斷元件經過所述空腔的中心沿實質上對角的路徑行進。

Description

具中空體的熔絲
本發明大體而言是有關於熔絲。更具體而言，本發明是有關於包括一種中空熔絲體的熔絲。
熔絲被用作電路保護裝置且與待保護電路中的組件形成電性連接。具體熔絲設計包括中空熔絲體、設置於所述中空體內的可熔斷元件(fusible element)、及連接至所述可熔斷元件的每一端的端帽(endcap)。此外，所述兩個端帽中的第一端帽耦合至中空體的第一端，且所述兩個端帽中的第二端帽耦合至中空體的第二端。
由於中空體與端帽之間存在緊密度容差(tight tolerance)，因此在可熔斷元件周圍僅流動有極少的焊料。更具體而言，在熔絲的裝配期間，不存在足以使焊料回流並與可熔斷元件達成一致且可靠的焊料連接的區域。此外，對具有端帽的中空熔絲體進行檢查，偶爾會使具有次等焊料接縫(inferior solder bond)的熔絲在可熔斷元件處或可熔斷元件附近露出。
揭露中空體及中空體熔絲。此外，揭露提供中空體及中空體熔絲的方法。在一個實施方案中，中空體包括中心部及端部。端帽可耦合至端部。在端帽的內表面與端部的外周邊之間形成有空腔。可熔斷元件可設置於中空體內，可更設置於在端帽的內表面與端部的外周邊之間形成的空腔內，所述可熔斷元件經過所述空腔的中心沿實質上對角的路徑延伸。焊料可填充空腔並環繞可熔斷元件以與所述可熔斷元件生成有彈性且耐用的焊料連接。
本發明提供一種熔絲，包括：中空體，包括中心部及第一端部，所述第一端部窄於所述中心部；第一端帽，耦合至所述第一端部，在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成有空腔；可熔斷元件，設置於所述中空體內，所述可熔斷元件更設置於在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成的所述空腔內；以及焊料，設置於所述空腔中，焊料環繞設置於所述空腔內的所述可熔斷元件。
本發明提供一種熔絲，包括：中空體，包括中心部及第一端部；第一端帽，耦合至所述第一端部，在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成有空腔；可熔斷元件，設置於所述中空體內，所述可熔斷元件更設置於在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成的所述空腔內，所述可熔斷元件經過所述空腔的中心沿實質上對角的路徑延伸；以及焊料，設置於所述空腔中。
300‧‧‧熔絲
302、320‧‧‧底部
304、322‧‧‧頂部
306、500、600、700、800、900、1000‧‧‧中空體
308、312、400‧‧‧端帽
310‧‧‧第一端
314‧‧‧第二端
316、402‧‧‧焊料
318、1010‧‧‧可熔斷元件
324、502、602、702、802、902、1002‧‧‧中心部
326、504、604、704、804、904、1004‧‧‧第一端部
328、506、606、706、806、906、1006‧‧‧第二端部
330‧‧‧肩部
332、337、1012‧‧‧空腔
335、339‧‧‧端
708‧‧‧缺口
808‧‧‧錨固凸出部
908‧‧‧金屬化層
1008‧‧‧大致凹形或彎曲的形狀
圖1說明熔絲。
圖2說明其中設置有焊料的示例性熔絲端帽。
圖3至圖8說明示例性中空體實施方案。
圖1說明根據本發明非限制性實施例的熔絲300的剖視圖。當自熔絲300的底部302或頂部304的角度觀察時，熔絲300可具有大致圓形的橫截面輪廓。作為另一選擇，當自熔絲300的底部302或頂部304的角度觀察時，熔絲300可具有大致矩形的橫截面輪廓。熔絲300亦可被實施成其他形狀輪廓。熔絲300可具有中空體306。中空體306可為陶瓷的、塑膠的或其他適合的非導電性材料。第一端帽308可配合於中空體306的第一端310之上，且第二端帽312可配合於中空體306的第二端314之上。
焊料316可設置於端帽308及312中的每一者內。此外，如以下所將進一步詳細闡述，焊料316可沿中空體306的周邊設置。熔絲300更包括可熔斷元件318(例如，導線(wire))。可熔斷元件318可設置於中空體306內。此外，可熔斷元件318可沿第一端310的底部320延伸。可熔斷元件318亦可沿第二端314的頂部322延伸。
中空體306包括中心部324。中心部324具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體306亦包括在第一端310處終結的第一端部326。第一端部326具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。因此，第一端部326窄於中心部324。換言之，視中空體306的形狀而定，與第一大小相關聯的面積、周界、直徑、圓周等大於與第二大小相關聯的面積、周界、直徑、圓周等。中空體306亦包括在第二端314處終結的第二端部328。第二端部328具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。因此，第二端部328窄於中心部324。換言之，與第一大小相關聯的面積、周界、直徑、圓周等大於與第二大小相關聯的面積、周界、直徑、圓周。
中空體306的中心部324在向內延伸以接合至第一端部326的肩部330(shoulder)處整體地耦合至第一端部326。相似地，中空體306的中心部324在向內延伸以接合至第二端部328的肩部330處整體地耦合至第二端部328。
可熔斷元件318經過在第一端部326的外周邊與第一端帽308的內表面之間界定的空腔332延伸。可熔斷元件318經過空腔332的中心沿實質上對角的路徑延伸並在夾置於第一端帽308的內表面與中心部324的外周邊之間的端335處終結。空腔332能夠使焊料316完全環繞可熔斷元件318的設置於空腔332內的至少一部分。
相似地，可熔斷元件318設置於在第二端部328的外周 邊與第二端帽312的內表面之間界定的空腔337內。可熔斷元件318經過空腔337的中心沿實質上對角的路徑延伸，且在夾置於第二端帽312的內表面與中心部324的外周邊之間的端339處終結。空腔337能夠使焊料316完全環繞可熔斷元件318的設置於空腔337內的至少一部分。
在一個實施例中，可熔斷元件318不直接接觸第一端部326的外周邊。亦即，可熔斷元件318相對於第一端部326的外周邊偏置。此外，在一個實施例中，可熔斷元件318不直接接觸第二端部328的外周邊。亦即，可熔斷元件318相對於第二端部328的外周邊偏置。確切而言，焊料316設置於可熔斷元件318與第一端部326的外周邊之間，且焊料316設置於可熔斷元件318與第二端部328的外周邊之間。
圖2說明其中設置有焊料402的示例性端帽400。端帽400可實質上相似於上述第一端帽308及第二端帽312。在製造熔絲300的製程或方法中，端帽400可至少局部地配合於中空體306的第一端310之上。此外，另一端帽400可至少局部地配合於中空體306的第二端314之上。在配合端帽400中的一或多者之前，可熔斷元件318可如圖1中所示配置於中空體306的內部內且更配置於中空體306的外部上。將端帽400配合於中空體306之上的製程可包括對端帽400進行加熱以熔化焊料402。熔化焊料的製程能夠使所述焊料至少流動至空腔332中。
圖3說明中空體500的示例性實施例。中空體500可被 實作成熔絲(例如，上述熔絲300)的一部分。中空體500具有正方形橫截面外輪廓。中空體500可包括中心部502。中心部502具有正方形橫截面外輪廓。中心部502具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體500亦包括第一端部504。第一端部504具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積或周界大於與第二大小相關聯的面積或周界。中空體500亦包括第二端部506。第二端部506具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積或周界大於與第二大小相關聯的面積或周界。
圖4說明中空體600的示例性實施例。中空體600可被實作成熔絲(例如，上述熔絲300)的一部分。中空體600具有圓形橫截面外輪廓。中空體600可包括中心部602。中心部602具有圓形橫截面外輪廓。中心部602具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體600亦包括第一端部604。第一端部604具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。中空體600亦包括第二端部606。第二端部606具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。
圖5說明中空體700的示例性實施例。中空體700可被實作成熔絲(例如，上述熔絲300)的一部分。中空體700具有正 方形橫截面外輪廓。中空體700可包括中心部702。中心部702具有正方形橫截面外輪廓。中心部702具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體700亦包括第一端部704。第一端部704具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積或周界大於與第二大小相關聯的面積或周界。中空體700亦包括第二端部706。第二端部706具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積或周界大於與第二大小相關聯的面積或周界。
圖5中所示中空體700可包括一或多個缺口708(notch)。當將端帽(例如，端帽400)按壓至中空體700的端部(例如，第一端部704)上時，所述一或多個缺口708可被焊料完全填充或局部填充。可向端帽施加熱以使焊料能夠流動。因此，所述一或多個缺口708可幫助對被按壓至中空體700的端部上的端帽進行保持。更具體而言，所述一或多個缺口708中的硬化的焊料可與空腔332內的硬化的焊料耦合或與所述焊料成為一體。因此，所述一或多個缺口708中的硬化的焊料為被按壓至中空體700的端部上的端帽充當錨固件(anchor)。
圖6說明中空體800的示例性實施例。中空體800可被實作成熔絲(例如，上述熔絲300)的一部分。中空體800具有圓形橫截面外輪廓。中空體800可包括中心部802。中心部802具有圓形橫截面外輪廓。中心部802具有為第一大小的橫截面外輪廓。 中空體800亦包括第一端部804。第一端部804具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。中空體800亦包括第二端部806。第二端部806具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。
圖6中所示中空體800可包括一或多個錨固凸出部808(anchor ledge)。當將端帽(例如，端帽400)按壓至中空體800的端部(例如，第一端部804)上時，所述一或多個錨固凸出部808可被焊料完全環繞或局部環繞。可向端帽施加熱以使焊料能夠在所述一或多個錨固凸出部808周圍流動並在所述焊料硬化時剛性地包封所述一或多個錨固凸出部808。因此，所述一或多個錨固凸出部808可幫助對被按壓至中空體800的端部上的端帽進行保持。
圖7以橫截面說明中空體900的示例性實施例。中空體900可被實作成熔絲(例如，上述熔絲300)的一部分。中空體900可包括中心部902。中心部902具有橫截面外輪廓。中心部902具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體900亦包括第一端部904。第一端部904具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積、圓周或直徑大於與第二大小相關聯的面積、圓周或直徑。中空體900亦包括第二端部906。第二端部906具有為第二大小的橫截面外輪廓， 其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的面積、圓周或直徑大於與第二大小相關聯的面積、圓周或直徑。
中空體900可在第一端部904及第二端部906中的每一者上包括金屬化層908。當將端帽(例如，端帽400)按壓至中空體900的端部(例如，第一端部904)上時，焊料(圖中未示出)可接觸金屬化層908。因此，由於金屬化層908接觸焊料及可熔斷元件的一些部分(未繪示)，因此金屬化層908可方便焊料、可熔斷元件及被按壓至中空體900的端部(例如，第一端部904)上的端帽(例如，端帽400)之間達成穩健導電性。
圖8說明中空體1000的示例性實施例。中空體1000可被實作成熔絲(例如，熔絲300)的一部分。中空體1000具有圓形橫截面外輪廓。中空體1000可包括中心部1002。中心部1002具有圓形橫截面外輪廓。中心部1002具有為第一大小的橫截面外輪廓。中空體1000亦包括第一端部1004。第一端部1004具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。中空體1000亦包括第二端部1006。第二端部1006具有為第二大小的橫截面外輪廓，其中第二大小小於第一大小。換言之，與第一大小相關聯的圓周或直徑大於與第二大小相關聯的圓周或直徑。
第一端部1004及第二端部1006中的每一者可具有大致凹形或彎曲的形狀1008。在一個實施方案中，第一端部1004及第 二端部1006中的每一者的大致凹形或彎曲的形狀1008使得能夠消除以上針對熔絲300(參見圖1)所述的肩部330。圖8中說明示例性可熔斷元件1010以示出在第一端部1004及第二端部1006中的每一者與可熔斷元件1010之間至少形成有空腔1012。因此，焊料可佔用空腔1012並在將端帽耦合至中空體1000時完全環繞可熔斷元件1010的相鄰部分。
儘管已參照一些實施例闡述了中空體熔絲及用於結構性地製造中空體熔絲的方法，然而熟習此項技術者應理解，在不背離本申請案的申請專利範圍的精神及範圍的條件下，可作出各種改變且可以等效形式加以替代。在不背離申請專利範圍的範圍的條件下，可作出其他潤飾以使具體情境或材料適應於以上所揭露的教示內容。因此，申請專利範圍不應被視為僅限於所揭露的具體實施例中的任一者，而是涵蓋落於申請專利範圍的範圍內的任意實施例。

Claims (20)

  1. 一種熔絲，包括：中空體，包括中心部及第一端部，所述第一端部窄於所述中心部；第一端帽，耦合至所述第一端部，在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成有空腔；可熔斷元件，設置於所述中空體內，所述可熔斷元件更設置於在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成的所述空腔內；以及焊料，設置於所述空腔中，設置於所述空腔中的所述焊料環繞設置於所述空腔內的所述可熔斷元件，使得所述焊料位於所述可熔斷元件和所述第一端帽的內表面之間以及位於所述可熔斷元件和所述第一端部外周邊之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件經過所述空腔的中心沿對角的路徑延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件夾置於所述第一端帽的內表面的一部分與所述中心部的外周邊的一部分之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件相對於所述第一端部的外周邊偏置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件相對於所述第一端帽的內表面偏置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件相對於所述第一端部的外周邊偏置且更相對於所述第一端帽的內表面偏置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，其中所述中空體包括第二端部，所述第二端部窄於所述中心部，且所述熔絲更包括耦合至所述第二端部的第二端帽，在所述第二端帽的內表面與所述第二端部的外周邊之間形成有另一空腔。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件經過所述另一空腔的中心沿對角的路徑延伸。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的熔絲，更包括設置於所述另一空腔中的焊料，設置於所述另一空腔中的焊料圍繞設置於所述另一空腔內的所述可熔斷元件。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件相對於所述第二端部的外周邊偏置。
  11. 如申請專利範圍第7項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件相對於所述第二端帽的內表面偏置。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，更包括設置於所述第一端部上的金屬。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，更包括形成於所述第一端部上的至少一個缺口。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的熔絲，更包括形成於所述第一端部上的凸出部。
  15. 一種熔絲，包括：中空體，包括中心部及第一端部；第一端帽，耦合至所述第一端部，在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成有空腔；可熔斷元件，設置於所述中空體內，所述可熔斷元件更設置於在所述第一端帽的內表面與所述第一端部的外周邊之間形成的所述空腔內，所述可熔斷元件經過所述空腔的中心沿對角的路徑延伸；以及焊料，設置於所述空腔中，且位於所述可熔斷元件和所述第一端帽的內表面之間以及位於所述可熔斷元件和所述第一端部外周邊之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的熔絲，更包括耦合至所述中空體的第二端部的第二端帽，且在所述第二端帽的內表面與所述第二端部的外周邊之間形成有另一空腔。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的熔絲，其中所述可熔斷元件更設置於所述另一空腔內，所述可熔斷元件經過所述另一空腔的中心沿對角的路徑行進。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的熔絲，更包括設置於所述另一空腔內的焊料。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的熔絲，更包括形成於所述第一端部上的至少一個缺口。
  20. 如申請專利範圍第15項所述的熔絲，更包括形成於所述第一端部上的凸出部。
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