TWM653990U

TWM653990U - 晶片型保險絲

Info

Publication number: TWM653990U
Application number: TW112212093U
Authority: TW
Inventors: 陳春夏
Original assignee: 悅城科技股份有限公司
Filing date: 2023-11-08
Publication date: 2024-04-11

Abstract

一種晶片型保險絲，包含：一電路層，設有熔絲線及二個內端電極，熔絲線上設有電流過載熔斷部，二個內端電極分別電接熔絲線的二端；一阻熱層，其與前述電路層呈密接疊合設置，其設有阻熱室及二個第一導電體，二個第一導電體貫穿設置於阻熱層，且各個第一導電體分別電接一個內端電極；一底基層，其與前述阻熱層密接疊合設置，在底基層上設有二個外端電極、二個第二導電體及至少一排氣道，二個外端電極分別設置於底基層的下表面二側邊緣，二個第二導電體貫穿設置於底基層，且各個第二導電體分別電接一外端電極及一第一導電體，排氣道貫穿設置於所述底基層，且位於前述阻熱室的對應位置處；以及一頂層，其與前述電路層密接疊合設置；前述各層密接疊合後通過LTCC工藝燒結形成一陶瓷集成模體，使封裝於陶瓷集成模體內的熔絲線可導通至敞露設置於表面的外端電極，方便直接配置於電器電路上使用。

Description

晶片型保險絲

本新型涉及保險絲之技術領域，尤指一種晶片型保險絲。

保險絲為電路構成不可或缺的元件，其主要功能在於當溫度或電流超過臨界值可即時中斷電路工作，以保護其他電路元件。晶片型保險絲具有體積小、重量輕、良好的突波電流耐受能力等特性，目前已被廣泛應用於各種電子裝置中。基於產品須具備輕薄短小特點的要求，低溫共燒陶瓷技術(LTCC，Low Temperature Co-fired Ceramic)目前已導入晶片型保險絲產品上，習見晶片型保險絲是在陶瓷基板上以印刷及燒結定型的方式來製作電路膜層，將多層陶瓷基板疊合以LTCC工藝形成陶瓷集成模體，將熔絲線封裝於陶瓷集成模體內，然後進行端銀製程在陶瓷集成模體外部的二側端面形成端電極，並使熔絲線二端分別連接至設端電極，通常為了確保熔絲線與端電極的電性連接，端銀製程需要進行多次，然而傳統的晶片型保險絲的端銀製程大多須靠人工進行，不易大量生產，頗費加工成本；另外，由於陶瓷基板具有導熱的效果且板體厚度較薄，當電子電路運作發生電流過載時，在熔絲線上產生的熱，便可能會透過陶瓷基板直接向外傳逸散至環境中，導致熔絲線未熔斷或延遲熔斷，失去保險絲作為電路保護的作用，因而增加電子設備損壞的風險。因此，如何避免晶片型保險絲熔斷運作失能以及降低端銀製程加工成本，為當前亟須解決的課題。

有鑒於此，本創作主要的目的在於提供一種高安全性及高可靠性的晶片型保險絲，其使用低溫共燒陶瓷工藝將熔絲線封裝於一陶瓷材質的集成模體內，該熔絲線設有電流過載熔斷部，並於該電流過載熔斷部的對應位置處設有空腔型阻熱結構，以阻絕熔絲線熔斷時產生的高溫熱量向外傳導，對電子電路造成傷害，並讓熱量得以集中作用於熔絲線的電流過載熔斷部，且該空腔型阻熱結構亦可供收納該熔絲線熔斷的熔屑，可避免熔屑漫流或是毛細作用導致熔斷後仍未斷電的情況，據此確保當電路過載時熔絲線得以被確實熔斷，發揮保護電路安全的功效。

本創作另一目的在於提供一種外接點式的晶片型保險絲，其利用LTCC工藝將封裝於陶瓷集成模體內的熔絲線導通至敞露設置於表面的外端電極，方便直接使用焊接工藝或表面貼合工藝將晶片型保險絲配置於電器電路上使用，可省略端銀的加工製程，達到簡化製程、降低成本及提升產品良率的目的。

為了達成上述目的，本創作所提供之晶片型保險絲，其結構包含：一電路層，具一介電基板，所述介電基板為一陶瓷材料層，且在所述介電基板上設有熔絲線及二個內端電極，其中，於所述熔絲線上設有電流過載熔斷部，二個所述內端電極分別設置於所述電路層的二側邊緣，並與所述熔絲線的二端電接；一阻熱層，為一陶瓷材料層，其與所述電路層呈密接疊合設置，在所述阻熱層上設有阻熱室及二個第一導電體，其中，所述阻熱室為一鏤空腔室，且位於所述電流過載熔斷部的對應位置處，二個所述第一導電體貫穿設置於所述阻熱層，且各個所述第一導電體分別電接一所述內端電極；一底基層，為一陶瓷材料層，其與所述阻熱層密接疊合設置，在所述底基層上設有二個外端電極、二個第二導電體及至少一排氣道，二個所述外端電極分別設置於所述底基層的下表面二側邊緣，二個所述第二導電體貫穿設置於所述底基層，且各個所述第二導電體分別電接一所述外端電極及一所述第一導電體，所述排氣道貫穿設置於所述底基層，且位於所述阻熱室的對應位置處；以及一頂層，為一陶瓷材料層，其與所述電路層密接疊合設置。

其中，所述電流過載熔斷部的線路截面積小於所述熔絲線的線路截面積；或是，所述電流過載熔斷部的材料熔點低於所述熔絲線的材料熔點；或是，所述電流過載熔斷部的材料電阻率高於所述熔絲線的材料電阻率。

其中，所述熔絲線的材料係選自於銀、銅、錫或其合金之中的一種或幾種的混合物。

其中，所述第一導電體及所述第二導電體的材料係選自於金、銀、銅或其合金之中的一種或幾種材料的混合物。

其中，所述內端電極及所述外端電極的材料係選自於金、銀、銅或其合金之中的一種或幾種材料的混合物。

在一實施例，還包含在所述電路層與所述頂層之間密接疊合設置一第二阻熱層，所述第二阻熱層為一陶瓷材料層；其中，在所述第二阻熱層上設有第二阻熱室，所述第二阻熱室為一鏤空腔室，且位於所述電流過載熔斷部的對應位置處。

本「新型內容」係以簡化形式介紹一些選定概念，在下文之「實施方式」中將進一步闡明本發明的其他功能及技術特徵，熟習本技術者熟讀文中的說明後即可據以實現本發明。

1:電路層

1A:介電基板

11:熔絲線

11A:電流過載熔斷部

12、13:內端電極

2:阻熱層

21:阻熱室

22、23、22’、23’:第一導電體

3:底基層

32、33、32’、33’:第二導電體

35、36:外端電極

38、38’:排氣道

4:頂層

5:第二阻熱層

51:第二阻熱室

圖1為本創作第一實施例之側面剖示圖。

圖2為本創作第一實施例之電路層之底表面的平面圖。

圖3為本創作第一實施例之阻熱層之底表面的平面圖。

圖4為本創作第一實施例之底基層之底表面的平面圖。

圖5為本創作第二實施例之側面剖示圖。

圖6為本創作第三實施例之側面剖示圖。

圖7為本創作第四實施例之側面剖示圖。

於下文中將以實施例，進一步闡明本創作的技術特徵，其中，為提供更清楚的描述及更易理解本創作的技術特徵，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

圖1至圖4顯示本創作晶片型保險絲的第一實施例，其包含一電路層1、一阻熱層2、一底基層3以及一頂層4；其中，如圖1及圖2所示，該電路層1具一介電基板1A，在該介電基板1A上設有一熔絲線11及二個內端電極12、13，於該熔絲線11上設有電流過載熔斷部11A，該電流過載熔斷部11A的設置可通過多種方式達成，例如：該電流過載熔斷部11A的材料熔點低於該熔絲線11的材料熔點，或是該電流過載熔斷部11A的材料電阻率高於該熔絲線11的材料電阻率，或是，令該電流過載熔斷部11A的線路截面積小於該熔絲線11的線路截面積，亦即，可使該電流過載熔斷部11A的線路寬度或厚度之一或兩者小於該熔絲線11的線路寬度或厚度；而前述兩者的線路截面積大小則是依保險絲產品的擬制額定電流而定；二個內端電極12、13分別設置於該電路層1的二側邊緣，並與熔絲線11的二端電接；其中，該熔絲線11與二個內端電極12、13可通過印刷或濺鍍工藝而形成於該電路層1的表面上；內端電極12、13為良導體，其材料係選自於金、銀、銅或其合金之中的一種或幾種材料的混合物，但不以此為限；熔絲線11具有相對於其他導電線路較低的熔點，以便當電流過載時先行熔斷，其材料係選自於銀、銅、錫或其合金之中的一種或幾種材料的混合物，但不以此為限。

如圖1及圖3所示，在該阻熱層2上設有阻熱室21及二個第一導電體22、23，該阻熱室21為一具有優良的絕熱效能的鏤空腔室，且其被設置在前述電流過載熔斷部11A的對應位置處；二個第一導電體22、23貫穿設置於阻熱層2，且各個第一導電體22、23分別電接一個前述內端電極12、13；第一導電體22、23可通過在該阻熱層2設置貫穿孔洞並在貫穿孔洞內填充導電材料而形成，第一導電體22、23為良導體，其材料係選自於金、銀、銅或其合金之中的一種或幾種材料的混合物，但不以此為限。

如圖1及圖4所示，在該底基層3上設有二個外端電極35、36、二個第二導電體32、33以及一排氣道38；其中，二個外端電極35、36分別設置於該底基層3下表面的二側邊緣，內端電極12、13可通過印刷或濺鍍工藝而形成於該底基層3的下表面之上；二個第二導電體32、33貫穿設置在該底基層3上，且各個第二導電體32、33分別電接於前述第一導電體22、23及外端電極35、36；前述第二導電體32、33可通過在該底基層3設置貫穿孔洞並在貫穿孔洞內填充導電材料而形成；外端電極35、36及第二導電體32、33均為良導體，其材料係選自於金、銀、銅或其合金之中的一種或幾種材料的混合物，但不以此為限；該排氣道38為一貫穿設置於底基層3的通孔，且其位於前述阻熱室21的對應位置處。

請參閱圖1至圖4所示，前述電路層1的介電基板1A、阻熱層2、底基層3以及頂層4均為陶瓷材料層，由下至上依序將底基層3、阻熱層2、電路層1以及頂層4密接疊合，並通過LTCC工藝將前述各層燒結形成一陶瓷集成模體，而封裝於陶瓷集成模體內的該熔絲線11可導通至敞露設置於表面的外端電極35、36，方便直接使用焊接工藝或表面貼合工藝將晶片型保險絲配置於電器電路上使用。此外，該熔絲線11設有電流過載熔斷部11A，並於該電流過載熔斷部的對應位置處設有空腔型結構的阻熱室21，其既可阻絕熔絲線11熔斷時產生的高溫熱量向外傳導，讓熱量得以集中作用於熔絲線的電流過載熔斷部11A，並且該腔型結構的阻熱室21亦可供收納該熔絲線11熔斷後產生的熔屑，避免熔屑漫流或是毛細作用導致熔斷後仍未斷電的情況，據此確保當電路過載時熔絲線得以被確實熔斷，發揮保護電路安全的功效。再者，在陶瓷集成模體中，該底基層3的排氣道38係連通該阻熱室21，該排氣道38可平衡阻熱室21與外界的氣壓，避免當熔絲線11熔斷時的瞬間高溫產生的氣體膨脹導致陶瓷集成模體爆裂的缺陷。

在前述第一實施例中，揭示了本創作之晶片型保險絲的一種典型的結構設置，而在相同的創作理念下仍可衍生出多個可行方案，例如，在圖5顯示本創作晶片型保險絲的第二實施例的側面剖示圖；其具有與前述第一實施例類似的結構，其中，二者結構對比主要差異在於該底基層3上設有多個排氣道38’的結構，而二者的其他構造雷同部分於此不再重複贅述；在第二實施例中，有兩個排氣道38’被貫穿設置於底基層3上，且其位於阻熱室21的對應位置處，藉由多個排氣道38’與阻熱室21連通，以便增強阻熱室21與外界的氣壓平衡效能，完全克服熔絲線11熔斷時的瞬間高溫導致氣體膨脹所引生的問題。

另外，在圖6顯示本創作晶片型保險絲的第三實施例的側面剖示圖，其具有與前述第一實施例類似的結構，而二者構造雷同的部分於此不再重複贅述；其中，二者結構對比主要差異在於增加設置了一個第二阻熱層5，第二阻熱層5被密接疊合設置在電路層1與頂層4之間，該第二阻熱層5為一陶瓷材料層，在第二阻熱層5上設有第二阻熱室51，第二阻熱室51為一具有優良的絕熱效能的鏤空腔室，且其被設置在前述電流過載熔斷部11A的對應位置處；在第三實施例中，於該熔絲線11的電流過載熔斷部11A的對應位置處上、下方均設有空腔型結構的阻熱室51、21，據此可有效阻絕電流過載時的高溫向外傳導，讓熱量得以集中作用於熔絲線的電流過載熔斷部11A，以確保當電路過載時熔絲線得以確實熔斷效果。

再者，在圖7顯示本創作晶片型保險絲的第四實施例的側面剖示圖，其具有與前述第一實施例及第三實施例類似的結構，而其構造雷同的部分於此不再重複贅述；其中，與前述實施例結構對比主要差異在於連接內端電極12、13與外端電極35、36之間的導電體設置構造不同；在該阻熱層2的二側邊分別設有貫通的槽溝，並在二槽溝內填充導電材料以形成第一導電體22’、23’，且使第一導電體22’、23’分別電接於電路層1上的內端電極12、13，另在該底基層3的二側邊亦分別設有貫通的槽溝，並在二槽溝內填充導電材料以形成第二導電體32’、33’，且使第二導電體32’、33’分別電接於前述第一導電體22’、23’及該底基層3上的外端電極35、36；據此使被封裝於陶瓷集成模體內的該熔絲線11可導通至敞露設置於表面的外端電極35、36。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技術者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之創作申請專利範圍所界定者為準。