TWI682418B - 表面黏著保險絲及其製造方法 - Google Patents

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利昂 康拉多 德
艾柏特 恩裡克斯
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美商力特福斯股份有限公司
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Abstract

一種表面黏著保險絲包括：保險絲本體，具有：底座， 包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，其中所述側壁的頂部邊緣界定與所述內部空腔接界的凹陷肩部；以及封蓋，包括設置於所述凹陷肩部上並封閉所述內部空腔的主體；貫穿所述底座的相對側壁而延伸的第一端子及第二端子，所述第一端子及所述第二端子圍繞所述相對側壁及所述封蓋延伸並設置成與所述相對側壁及所述封蓋鄰接以將所述封蓋固定至所述底座；以及可熔元件，貫穿所述內部空腔延伸且連接至所述第一端子及所述第二端子。

Description

表面黏著保險絲及其製造方法
本揭露大體而言是有關於電路保護裝置領域，且更具體而言，是有關於一種低成本的表面黏著保險絲及其製造方法。
保險絲常被用作電路保護裝置且通常被安裝在電源與電路中將要被保護的組件之間。一種常被稱為「表面黏著保險絲」的保險絲包括含有可熔元件的電絕緣保險絲本體，所述可熔元件在貫穿保險絲本體的相對縱向端部延伸的導電金屬端子之間延伸。所述端子通常被圍繞保險絲本體的端部彎曲至保險絲本體的下側，用於提供與印刷電路板(printed circuit board，PCB)的電性連接。在發生特定故障狀況(例如，過電流狀況)時，所述可熔元件熔融或以其他方式分離以中斷電流在電源與受保護組件之間的流動。
表面黏著保險絲的市場具有高度競爭性，且表面黏著保險絲的製造商必須使生產成本最小化以便具有競爭性。對於該些及其他考量因素，本發明所提供的改良可為有用的。
提供本發明內容是為了以簡化形式介紹下文在具體實施方式中所進一步闡述的一系列概念。本發明內容並非旨在辨識所請求保護的主題的關鍵特徵或必不可少的特徵，也並非旨在幫助確定所請求保護的主題的範圍。
根據本揭露的一種表面黏著保險絲的示例性實施例可包括：保險絲本體，具有：底座，包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，其中所述側壁的頂部邊緣界定與所述內部空腔接界的凹陷肩部；以及封蓋，包括設置於所述凹陷肩部上並封閉所述內部空腔的主體；貫穿所述底座的相對側壁而延伸的第一端子及第二端子，所述第一端子及所述第二端子圍繞所述相對側壁及所述封蓋延伸並設置成與所述相對側壁及所述封蓋鄰接；以及可熔元件，貫穿所述內部空腔延伸且連接至所述第一端子及所述第二端子。
根據本揭露的一種製造表面黏著保險絲的方法的示例性實施例可包括：在第一端子及第二端子周圍模塑保險絲本體的底座，所述底座包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，所述第一端子及所述第二端子貫穿所述底座的相對側壁而延伸。
根據本揭露的一種製造表面黏著保險絲的方法的另一示例性實施例可包括：在第一端子及第二端子周圍模塑保險絲本體的底座，所述底座包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，所述第一端子及所述第二端子貫穿所述底座的相對側壁延伸；將可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子，所述可熔 元件貫穿所述內部空腔而延伸；在所述底座的所述側壁的頂部邊緣中形成的凹陷肩部上設置所述保險絲本體的封蓋的主體，其中自所述主體的縱向端部延伸的凸緣設置於在所述相對側壁的所述頂部邊緣中形成的互補凹口中；以及圍繞所述相對的側壁及所述封蓋彎曲所述第一端子及所述第二端子，以將所述封蓋固定至所述底座。
100‧‧‧表面黏著保險絲/保險絲
112‧‧‧可熔元件
114‧‧‧第一端子
116‧‧‧第二端子
117‧‧‧保險絲本體
118‧‧‧底座
120‧‧‧封蓋
122‧‧‧底面
124、126、128、130‧‧‧側壁
131‧‧‧第一端子部
132‧‧‧內部空腔
133‧‧‧第二端子部
134、136、138、140‧‧‧頂部邊緣
135‧‧‧橋接部
137、139‧‧‧凹口
141‧‧‧薄化部
142‧‧‧凹陷肩部
143‧‧‧主體
144、146‧‧‧凸緣
145‧‧‧第一凸緣
147‧‧‧第二凸緣
148‧‧‧頂表面
150、152‧‧‧縱向端部
158、160‧‧‧底表面
162‧‧‧高台
163‧‧‧升高的表面
164、166‧‧‧縱向邊緣
200、210、220、230、240、250、260、270‧‧‧步驟
a‧‧‧角度
圖1a是示出根據本揭露的示例性實施例的表面黏著保險絲的分解立體圖。
圖1b是示出圖1a中所示的表面黏著保險絲的立體圖。
圖1c是示出處於完全組裝構型中的圖1a中所示的表面黏著保險絲的側視圖。
圖2是示出根據本揭露的替代實施例的表面黏著保險絲的分解立體圖。
圖3是示出根據本揭露的另一替代實施例的表面黏著保險絲的分解立體圖。
圖4a是示出根據本揭露的另一替代實施例的表面黏著保險絲的立體圖。
圖4b是示出處於完全組裝構型中的圖4a中所示的表面黏著保險絲的側視圖。
圖5是示出根據本揭露的一種製造表面黏著保險絲的示例性方法的流程圖。
現在將參照附圖更充分地闡述根據本揭露的表面黏著保險絲及其製造方法的實施例，在附圖中呈現了本揭露的較佳實施例。然而，本揭露的表面黏著保險絲及附隨方法可實施為諸多不同形式且不應被視為僅限於本文中所述的實施例。確切而言，提供該些實施例是為了使本揭露內容將透徹及完整，並將向熟習此項技術者傳達表面黏著保險絲及附隨方法的某些示例性態樣。在所有附圖中，除非另有說明，否則相同的編號指代相同的元件。
參照圖1a，示出了根據本揭露的示例性實施例的表面黏著保險絲100(以下稱為「保險絲100」)的分解圖。如以下將更詳細的闡述，保險絲100被示出為處於部分組裝狀態中。保險絲100可包括可熔元件112、第一端子114及第二端子116、以及具有底座118及封蓋120的保險絲本體117。為闡述方便及清晰起見，可在本文中使用例如「頂部」、「底部」、「縱向」、「橫向」、「垂直」及「水平」等用語來闡述保險絲100的各種組件的相對位置及取向，所述闡述皆是相對於保險絲100在圖1a中出現時的幾何結構及取向。所述術語將包括具體提及的字詞、其派生詞、以及具有類似含義的字詞。類似的術語將以類似的方式被用以闡述本文中所揭露的後續實施例。
保險絲本體117的底座118可由電性絕緣材料(例如，塑膠、陶瓷等)形成，且可包括界定內部空腔132的底面122及毗連側壁124、126、128及130。側壁124、126、128及130的頂 部邊緣134、136、138及140可界定與內部空腔132接界的凹陷肩部142。可在縱向相對的側壁126及130的頂部邊緣136及140中形成凹口137及139，且凹口137及139可與凹陷肩部142相交。保險絲本體117的封蓋120可包括大致平面的主體143，主體143具有自主體143的縱向端部延伸的凸緣144及146。封蓋120可具有與底座118的凹陷肩部142及凹口137及139的總計大小及形狀實質上類似的大小及形狀。凹陷肩部142以及凹口137及139可適於以配對密合間隙關係來接納封蓋120的主體143以及凸緣144及146。舉例而言，當封蓋120與底座118如圖1b所示配對時，封蓋120的頂表面148與底座118的頂部邊緣134、136、138及140實質上齊平，且凸緣144及146的縱向端部150及152與側壁126及130實質上齊平。
返回參照圖1a，保險絲100的第一端子114及第二端子116可由導電材料(例如，鍍覆有鎳或其他導電耐腐蝕材料的銅或一種銅合金)的實質上平面的區段形成，所述實質上平面的區段以相對於封蓋120實質上平行的取向分別延伸貫穿保險絲本體117的縱向相對的側壁126及130。第一端子114及第二端子116可分別朝內部空腔132延伸直至側壁126及130的內表面，但此並非為關鍵性的。在各種替代實施例中，第一端子114及第二端子116中的一者或兩者可延伸至內部空腔132中。
可熔元件112可貫穿保險絲本體117的內部空腔132及凹口137及139縱向延伸，且可連接至第一端子114及第二端子 116以與第一端子114及第二端子116電性通訊。可熔元件112可由任意適當的導電材料(包括但不限於錫或銅)形成，且可被配置成在發生預定的故障狀況(例如，其中超過預先界定的最大電流的電流量流經可熔元件112時的過電流狀況)時熔融並分離。可熔元件112可為適合於期望應用的任意類型的可熔元件，包括但不限於保險絲導線、波紋帶(corrugated strip)、圍繞絕緣芯纏繞的保險絲導線等。可熔元件112可利用各種結合技術(包括但不限於，焊接、超音波焊接、雷射焊接、電阻焊接等)中的任一者連接至第一端子114及第二端子116。在一些實施例中，保險絲本體117的內部空腔132可被部分或完全填充以環繞可熔元件112的電弧熄滅材料(arc-quenching material)。電弧熄滅材料可被提供用於減輕可能在可熔元件112分離時發生的電弧(electrical arcing)。電弧熄滅材料可包括但不限於沙子、矽石等。
參照圖1c，保險絲100被示出為處於完全組裝的操作構造及取向中。第一端子114及第二端子116以及可熔元件112圍繞縱向相對的側壁126及130以及封蓋120彎曲或折疊且並設置成與縱向相對的側壁126及130以及封蓋120實質上平坦鄰接。第一端子114及第二端子116的底表面158及160因此被定位成電性連接至位於下伏表面上的對應端子或觸點(例如，位於印刷電路板(PCB)上的端子)。另外，經彎曲的第一端子114及第二端子116可操作以穩固地將封蓋120及底座118夾緊並固定在一起。因此，當保險絲100如圖1c所示被完全組裝並操作性地取向 時，保險絲100的垂直取向相對於圖1a及圖1b所示的部分組裝的保險絲100的取向被倒轉，其中完全組裝的保險絲100的底座118被設置在保險絲100的封蓋120的頂部上。
在圖2所示的保險絲100的替代實施例中，保險絲100可被設置有實質上平面的可熔元件112，所述可熔元件112可例如藉由沖壓或切割而自導電材料片材形成。可熔元件112可包括第一端子部131及第二端子部133，第一端子部131及第二端子部133可被設置在第一端子114及第二端子116的頂部並電性連接至第一端子114及第二端子116且與第一端子114及第二端子116平坦接合。第一端子部131及第二端子部133可藉由橋接部135彼此連接，橋接部135延伸貫穿底座118的內部空腔132及凹口137及139。第一凸緣145及第二凸緣147可分別自向第一端子部131及第二端子部133內部縱向延伸的橋接部135橫向延伸，且可設置在凹陷肩部142的頂部。第一凸緣145及第二凸緣147可有利於在製造保險絲100期間準確放置可熔元件112且可穩定地提供橋接部135。橋接部135可具有薄化部141，所述薄化部141可被配置成在發生預定故障狀況(例如，其中超過預先界定的最大電流的電流量流經可熔元件112時的過電流狀況)時熔融並分離。
在圖3所示的保險絲100的另一替代實施例中，可自保險絲本體117的底座118省略上述凹口137及139，且可熔元件112可完全設置在保險絲本體117的內部空腔132內。與其中第一端子114及第二端子116朝內部空腔132延伸僅至側壁126及130 的內表面的圖1a至圖1c所示保險絲100的實施例相比，圖3所示實施例的第一端子114及第二端子116可向內延伸超出側壁126及130並延伸至內部空腔132中，在內部空腔132中第一端子114及第二端子116連接至可熔元件112。在非限制性實例中，可熔元件112可藉由導線結合或類似的製程連接至第一端子114及第二端子116。
在圖4a所示的保險絲100的另一替代實施例中，保險絲本體117可包括具有階梯式突出部或高台162的封蓋120，所述階梯式突出部或高台162自封蓋120的頂表面148延伸且界定升高的表面163。高台162的縱向邊緣164及166可自保險絲本體117的縱向端部向內間隔開。如在圖4b中最佳所示，封蓋120的頂表面148可朝高台162的縱向邊緣164及166成一角度，且可與縱向邊緣164及166相交以與縱向邊緣164及166形成銳角a。在非限制性實例中，由頂表面148與縱向邊緣164及166的相交部位形成的銳角a可介於約10度至約15度範圍內。因此，當第一端子114及第二端子116以及可熔元件112圍繞縱向相對的側壁126及130以及封蓋120彎曲或折疊時，底表面158及160可被彎曲成超出相對於封蓋高台162的升高的表面163平行。然而，由於第一端子114及第二端子116及/或可熔元件112的彈力或「彈性」，第一端子114及第二端子116以及可熔元件112可遠離頂表面148略微「伸直」，藉此使得第一端子114及第二端子116的底表面158及160與高台162的升高的表面163實質上共面對齊。 因此，保險絲100可具有實質上平坦的底表面，所述實質上平坦的底表面可在保險絲100被操作性地安裝在印刷電路板或其他基底上時提供增強的可靠性。
參照圖5，示出了根據本揭露的一種製造上述保險絲100的示例性方法的流程圖。現在將結合圖1a至圖4b中所示的對保險絲100的例示來闡述所述方法。
在所述示例性方法的步驟200處，可以期望的位置及取向(例如，圖1a中所示的位置及取向)將第一端子114與第二端子116相對於彼此放置在模具(圖中未示出)中。根據但不限於上述實施例中的任一者，所述模具可界定大小及形狀與保險絲本體117的底座118的期望大小及形狀實質上類似的空腔。在所述方法的步驟210處，可以熔化的或流體的電性絕緣材料(例如，塑膠)填充所述模具，底座118將由所述材料形成。舉例而言，可利用傳統注射模塑製程來填充所述模具。在所述方法的步驟220處，可容許底座118在模具中固化且可隨後自所述模具移除底座118。底座118可因此被「模塑至」第一端子114及第二端子116上。
在所述示例性方法的步驟230處，可將根據但不限於上述實施例中的任一者的可熔元件112結合至第一端子114及第二端子116，其中可熔元件112的中間部分貫穿底座118的內部空腔132縱向延伸。在各種非限制性實例中，可熔元件112可被自一卷導線(例如，錫或銅導線)切下或自金屬片材沖壓，且可利用各 種結合技術(包括但不限於，焊接、超音波焊接、雷射焊接、電阻焊接、導線結合等)中的任一者結合至第一端子114及第二端子116。在所述方法的步驟240處，可以可環繞可熔元件112的電弧熄滅材料(例如，沙子、矽石等)填充底座118的內部空腔132。
在所述示例性方法的步驟250處，可以如上所述適於與底座118配對的大小及形狀來形成封蓋120。在非限制性實例中，封蓋120可利用注射模塑或類似製程由與底座118相同的電性絕緣材料形成。封蓋120可視需要被形成以自封蓋120的頂表面延伸的縱向凹陷高台162，如圖4a及圖4b所示。在所述方法的步驟260處，舉例而言，可如上所述使封蓋120與底座118配對，其中封蓋120的主體143設置在凹陷肩部142的頂部上且凸緣144及146設置在凹口137及139內。
在所述示例性方法的步驟270處，可圍繞縱向相對的側壁126及130以及封蓋120彎曲或折疊第一端子114及第二端子116以及可熔元件112，且可將第一端子114及第二端子116以及可熔元件112設置成與縱向相對的側壁126及130以及封蓋120實質上平坦鄰接。若如圖4a及圖4b所示封蓋被設置有高台162，則第一端子114及第二端子116的端部可鄰接高台162的縱向邊緣164及166，且第一端子114及第二端子116的底表面168及170可被設置成與高台162的升高的表面163實質上共面對齊，以提供具有實質上平坦的底表面的保險絲100。
本文中所述的以單數形式陳述且前面存在字詞「一」的 元件或步驟應被理解為不排除複數個元件或步驟，除非明確地陳述此種排除。此外，參考本揭露的「一個實施例」並非旨在被解釋為排除亦包含所陳述特徵的額外實施例的存在。
儘管本揭露參考某些實施例，但在不背離如在隨附申請專利範圍中所界定的本揭露的領域及範圍的條件下可對所述實施例作出諸多潤飾、修改及變化。因此，旨在使本揭露並非僅限於所述的實施例，而是使本揭露具有由以下申請專利範圍及其等效範圍的語言界定的完整範圍。
100‧‧‧表面黏著保險絲
112‧‧‧可熔元件
114‧‧‧第一端子
116‧‧‧第二端子
117‧‧‧保險絲本體
118‧‧‧底座
120‧‧‧封蓋
122‧‧‧底面
124、126、128、130‧‧‧側壁
132‧‧‧內部空腔
134、136、138、140‧‧‧頂部邊緣
137、139‧‧‧凹口
142‧‧‧凹陷肩部
143‧‧‧主體
144、146‧‧‧凸緣

Claims (17)

  1. 一種表面黏著保險絲，包括：保險絲本體，包括：底座，包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，其中所述側壁的頂部邊緣界定與所述內部空腔接界的凹陷肩部；以及封蓋，包括設置於所述凹陷肩部上並封閉所述內部空腔的主體；貫穿所述底座的相對側壁而延伸的第一端子及第二端子，所述第一端子及所述第二端子圍繞所述相對側壁及所述封蓋延伸並設置成與所述相對側壁及所述封蓋鄰接；可熔元件，貫穿所述內部空腔延伸且連接至所述第一端子及所述第二端子；所述可熔元件是平面的且包括在第一端子部分與第二端子部分之間延伸的橋接部；以及所述可熔元件包括在所述內部空腔內自所述橋接部延伸的凸緣，所述凸緣設置在所述凹陷肩部的所述相對側壁上，以使所述第一端子部分與所述第二端子部分相連。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，其中所述封蓋包括自所述封蓋的縱向端部延伸的凸緣，所述凸緣設置於在所述底座的所述相對側壁的所述頂部邊緣中形成的互補凹口內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的表面黏著保險絲，其中所述可熔元件經由所述凹口延伸出所述內部空腔。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，其中所述封蓋的頂表面與所述底座的所述側壁的所述頂部邊緣共面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，其中所述第一端子及所述第二端子將所述封蓋固定至所述底座。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，其中所述可熔元件是平面的，且所述第一端子部分及所述第二端子部分被設置成分別與所述第一端子及所述第二端子平坦接合。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，其中所述封蓋包括自所述封蓋的頂表面延伸且界定升高的表面的高台，其中所述第一端子及所述第二端子的端部與所述高台的邊緣鄰接，且其中所述第一端子及所述第二端子的底表面與所述升高的表面共面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的表面黏著保險絲，其中所述封蓋的所述頂表面與所述高台的邊緣相交成銳角。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的表面黏著保險絲，其中所述銳角介於10度至15度範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的表面黏著保險絲，更包含設置在所述內部空腔中的電弧熄滅材料。
  11. 一種製造表面黏著保險絲的方法，所述方法包括： 在第一端子及第二端子周圍模塑保險絲本體的底座，所述底座包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，所述第一端子及所述第二端子貫穿所述底座的相對側壁而延伸；將可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子，所述可熔元件貫穿所述內部空腔延伸；所述可熔元件包括由橋接部連接的第一端子部分及第二端子部分；以及所述可熔元件更包括自所述橋接部延伸的凸緣，且其中將所述可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子包括將所述凸緣設置在由所述底座的所述側壁的頂部邊緣界定的凹陷肩部上，以使所述第一端子部分與所述第二端子部分相連。
  12. 如申請專利範圍第11項所述製造表面黏著保險絲的方法，其中所述可熔元件是平面的且其中將所述可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子包括將所述第一端子部分及所述第二端子部分設置成在所述內部空腔外與所述第一端子及所述第二端子平坦接合。
  13. 如申請專利範圍第11項所述製造表面黏著保險絲的方法，更包括以電弧熄滅材料填充所述內部空腔。
  14. 如申請專利範圍第11項所述製造表面黏著保險絲的方法，更包括在形成於所述底座的所述側壁的頂部邊緣中的凹陷肩部上設置所述保險絲本體的封蓋。
  15. 如申請專利範圍第14項所述製造表面黏著保險絲的方法，更包括圍繞所述相對的側壁及所述封蓋彎曲所述第一端子及所述第二端子，以將所述封蓋固定至所述底座。
  16. 如申請專利範圍第15項所述製造表面黏著保險絲的方法，其中所述封蓋包括自所述封蓋的頂表面延伸且界定升高的表面的高台，其中彎曲所述第一端子及所述第二端子包括將所述第一端子及所述第二端子的端部設置成與所述高台的邊緣鄰接並將所述第一端子及所述第二端子的底表面設置成與所述升高的表面共面的關係。
  17. 一種製造表面黏著保險絲的方法，所述方法包括：在第一端子及第二端子周圍模塑保險絲本體的底座，所述底座包括界定內部空腔的底面及多個毗連的側壁，所述第一端子及所述第二端子貫穿所述底座的相對側壁延伸；將可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子，所述可熔元件包括由橋接部貫穿所述內部空腔而延伸，自所述橋接部延伸的凸緣，且其中將所述可熔元件連接至所述第一端子及所述第二端子包括將所述凸緣設置在由所述底座的所述側壁的頂部邊緣界定的凹陷肩部上；在所述底座的所述側壁的頂部邊緣中形成的所述凹陷肩部上設置所述保險絲本體的封蓋的主體，其中自所述主體的縱向端部延伸的凸緣設置於在所述相對側壁的所述頂部邊緣中形成的互補凹口中，以使所述第一端子與所述第二端子相連；以及 圍繞所述相對的側壁及所述封蓋彎曲所述第一端子及所述第二端子，以將所述封蓋固定至所述底座。
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