CN100517546C - 具有双电路架构的表面黏着型保险丝及其制法 - Google Patents

Abstract

本发明的表面黏着型保险丝是在一个绝缘基材上设有一个熔丝电路架构以及一个热敏电阻电路架构；其中，熔丝电路架构主要是由一个可熔链所构成，热敏电阻电路架构是在一个高分子聚合物正温度系数(PPTC)材料与绝缘基材接触的一端设有两个内部电极，另端则设有两个外部电极，并且在绝缘基材上设有两个导体分别构成两个内部电极与可熔链的连结，构成一种由熔丝电路架构及热敏电阻电路架构相并联，而能够承受高电压高电流的表面黏着型保险丝构造。

Description

具有双电路架构的表面黏着型保险丝及其制法

技术领域

本发明是有关一种表面黏着型保险丝，尤指一种由熔丝电路架构及热敏电阻电路架构相并联，而能够承受高电压高电流的表面黏着型保险丝构造。

背景技术

按，一般电气装置会设定最大使用电流，当所使用的电流超过时，有可能会使装置受损或烧毁，保险丝最主要的功用就是防止超量的电流通过电子电路，超额的电流流过保险丝时将使它产生高温而导致熔断，以保护电路免于受到伤害，在现有的信息、通讯、以及消费性电子产品等电气装置，主要是利用印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)将电子零组件连接在一起，使其发挥整体功能，随着电气装置越来越复杂，需要的零件越来越多，印刷电路板上的线路与零件也越来越密集。

目前，印刷电路板的零件封装技术，主要是以「插入式封装(Through Hole Technology，THT)」和「表面黏着式封装(SurfaceMounted Technology，SMT)为主，其中插入式封装是将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上，这种零件会需要占用大量的空间，而且印刷电路板必须为零件的每只接脚钻孔，如此将会因为接脚占掉印刷电路板两面的空间，而且接脚的焊点也比较大；另一方面，表面黏着式封装是将表面黏着组件(Surface Mount Device，SMD)放置于已沾有胶或锡膏的印刷电路板上，然后再利用一定的加热技术使组件固定于印刷电路板的表面，其与传统插入式封装最大的差异，是不依靠零件脚插入钻好孔的电路，来支持零件的重量或维持零件的方向，加上表面黏着组件与印刷电路板构成连接的电极是位在与零件相同的一面，而得以在印刷电路板相同位置两面都装上零件，因此与插入式封装技术的印刷电路板比较起来，使用表面黏着封装技术的印刷电路板的零件可较为密集，意即能够使更多的功能安置于同样面积的印刷电路板上，或者能够以面积更小的印刷电路板维持同样的功能。

也因此，使用于设备过载电流保护的保险丝也具备有表面黏着型式，目前坊间普遍习见的表面黏着型保险丝的结构剖视图，此表面黏着型保险丝主要是在一个与印刷电路板材质类似的绝缘基材(例如FR4环氧树脂)底面的两个相对应部位设有外部电极，此两个相对应的外部电极部是沿着绝缘基材的外侧壁面延伸到顶面，并且仅由一道主要由镀铜薄膜所构成的可熔链连接，因此当超额的电流通过可熔链时，将使它产生高温而导致熔断，以达到阻断超额电流的电路保护效果。

换言之，使用表面黏着型保险丝的电气电路在可熔链熔融断裂之后即无法正常运作，但是实际上许多电气电路是长时间处于高电压高电流的运作状态，在此情况下整个电路架构将因为组件的阻抗作用而升温，此非预期的温度上升反应将加速可熔链熔断，而非超额的电流导致可熔链熔断，致使整个电气装置无法正常运作。

以致于，坊间另有一种如图1所示结合有热敏电阻电路架构的表面黏着型保险丝，此表面黏着型保险丝是在一个绝缘基材10的表面绝缘层10a设有一个由可熔链21所构成的熔丝电路架构20，再于该可熔链21上覆盖一层顶面绝缘层10b，并且在绝缘基材10的内部设有一个高分子聚合物正温度系数材料31，并且在绝缘基材10的边侧设有两个相对应的外部电极41，其中之一个外部电极41是与可熔链21连结，另外设有锡点50将高分子聚合物正温度系数材料31与可熔链21形成串联电路结构，进而成为一种具有热敏电阻电路架构的表面黏着型保险丝构造；然而，如此的结构设计，当超额电流因素导致可熔链21熔融断裂后，纵使在超额电流因素消失后，因整个电气电路形成永久断路而将无法正常运作。

发明内容

有鉴于此，本发明即是在一个绝缘基材的两个板面分别设有熔丝电路架构及热敏电阻电路架构；其中，熔丝电路架构主要是由一个可熔链构成，热敏电阻电路架构则是在一个高分子聚合物正温度系数(PPTC)材料的两端个别设有两个外部电极，以及两个内部电极，两个内部电极是设在与绝缘基材接触的一端，并且在绝缘基材上设有两个导体分别构成两个内部电极与可熔链的连结，构成一种由熔丝电路架构及热敏电阻电路架构相互形成并联电路结构，而能够承受高电压高电流的表面黏着型保险丝构造。

附图说明

图1为一种习知具有热敏电阻电路架构的表面黏着型保险丝结构剖视图；

图2为本发明的表面黏着型保险丝结构分解图；

图3为本发明的表面黏着型保险丝结构剖视图；

图4为本发明的表面黏着型保险丝主要加工制造流程图。

【图号说明】

10绝缘基材

10a表面绝缘层

10b顶面绝缘层

20熔丝电路架构

21可熔链

30热敏电阻电路架构

31高分子聚合物正温度系数材料

41外部电极

42内部电极

50锡点

60导体

61穿孔

62导电层

70保护层

具体实施方式

为能使贵审查员清楚本发明的组成，以及实施方式，兹配合图式说明如下：

本发明「具有双电路架构的表面黏着型保险丝及其制法」，其整个表面黏着型保险丝的基本结构组成如图2及图3所示，是在一个绝缘基材10上设有一个熔丝电路架构20以及一个热敏电阻电路架构30，于实施时，熔丝电路架构20及热敏电阻电路架构30是在分别设在绝缘基材10的两个板面，熔丝电路架构20是由一个由镀铜薄膜所构成的可熔链21为主体。

前述的热敏电阻电路架构30是在一个高分子聚合物正温度系数材料31的底端设有两个外部电极41，以及在其与绝缘基材10接触的一端设两个内部电极42，并且在绝缘基材10上设有两个导体60分别构成两个内部电极42与可熔链21的连结，据以即构成一种由熔丝电路架构20及热敏电阻电路架构30相互形成并联电路结构，进而能够承受高电压高电流的表面黏着型保险丝构造，亦即纵使有超额电流因素导致可熔链21熔融断裂后，整个表面黏着型保险丝在超额电流因素消失后仍可由热敏电阻电路架构30构成两个外部电极41的电路导通，使整个电气电路仍能正常运作。

在具体实施时，导体60是由一个穿孔61贯穿于绝缘基材10、可熔链21以及内部电极42，再于穿孔61的内部镀有导电层62所构成，如此即可由导电层62构成可熔链21与内部电极42的接触，使达到将熔丝电路架构20与热敏电阻电路架构30并联的目的；再者，整个表面黏着型保险丝亦可在的可熔链21的中间位置设有一个锡点50，此锡点50不同于可熔链21的铜金属，以当锡点50因为过电流负载熔化时，可让可熔链21变为锡铜合金，以使可熔链21具有较单独的锡或铜更低的熔点，亦使该可熔链21装置的作用温度降低，以提高整体保险丝的性能。

请同时配合参照图4所示，本发明在具体实施时，是先在绝缘基材10的上、下表面覆盖有既定厚度的导电层，此导电层是以印刷、电镀或沉积铜金属的方式所构成，并且利用控制此导电层厚度的方式设定熔丝线路架构的限定电流值；接着以曝光显影、蚀刻的方式分别将上、下表面的部份导电层移除，使绝缘基材的上、下表面分别成为由一熔链部连接两侧电极区的导电层架构及内部电极架构，在此加工流程当中，是在导电层的表面覆盖光阻材，再以光罩或底片对位方式将未遮光部分图案覆盖在预保留导电层的区域，并且施以紫外线照射，使未遮光部分图案覆盖的光阻材固化，接着将保持未固化的光阻材冲洗掉，再以氯化铁溶液将未受光阻材保护的导电层蚀刻移除。

当熔丝线路架构建制完成之后，再利用印刷方式将一种热固性绝缘材覆盖在熔丝线路架构的熔链部，并且加热使热固性绝缘材固化成为保护熔链部的保护层，最后施以电镀处理，在熔丝线路架构露出保护层外部的电极区覆盖导电材(例如镍、锡或铅锡合金)，使绝缘基材上表面的两个相对应边侧形成电极部，而绝缘基材的下表面则形成一内部电极。

再于绝缘基材、可熔链以及内部电极钻设有二穿孔，再于穿孔的内部镀有导电层，另有一热敏电阻电路架构其主要由高分子聚合物正温度系数材料所构成，其系与绝缘基材下表面的内部电极相压合而定位，利用钴60照射使高分子聚合物正温度系数材料硬化定型，最后再于高分子聚合物正温度系数材料底面以印刷、电镀或沉积铜金属的方式构成导电层，接着以曝光显影、蚀刻的方式分别将部份导电层移除，再利用印刷方式将一种热固性绝缘材覆盖在导电层移除部位处，并且加热使热固性绝缘材固化成为保护导电层的保护层，最后施以电镀处理，在露出保护层外部的电极区覆盖导电材(例如镍、锡或铅锡合金)以形成外部电极。

若其表面黏着型保险丝欲进一步在可熔链的中间部位建制锡层时，整个表面黏着型保险丝是在熔丝线路架构建制完成，而且尚未进行保护层建制加工流程之前，执行锡层的建制加工流程，在此锡层加工流程当中，是可在整个绝缘基材的上表面覆盖光阻材，再以光罩或底片对位方式将遮光部分图案覆盖在锡层的预设区域，并且施以紫外线照射，使未受遮光部分图案覆盖的光阻材固化，接着将保持未固化的光阻材冲洗掉，仅露出锡层预设区域，并且以电镀或沉积锡金属的方式建制在未受光阻材保护的区域(亦即锡层所预设的区域)即完成此加工流程。

值得一提的是，可进一步在可熔链21的区域覆盖一个保护层70，此保护层70是可以利用印刷方式将一种热固性绝缘材覆盖在熔丝电路架构20的可熔链21，并且加热使热固性绝缘材固化而构成，以防止可熔链21及其上的锡点50氧化，并且产生防止金属熔融溅出的屏蔽效果。

如上所述，本发明提供一种具有双电路架构的表面黏着型保险丝，纵使在超额电流因素导致可熔链熔融断裂后，当超额电流因素消失后，仍然得以维持电气电路的正常运作，于是依法提呈发明专利的申请；然而，以上的实施说明及图式所示，是本发明较佳实施例，并非以此局限本发明，是以，举凡与本发明的构造、装置、特征等近似、雷同者，均应属本发明的创设目的及申请专利范围之内。

Claims (9)

1、一种具有双电路架构的表面黏着型保险丝，是在一个绝缘基材上设有一个熔丝电路架构以及一个热敏电阻电路架构；其中，该熔丝电路架构包含一个可熔链，该热敏电阻电路架构是在一个高分子聚合物正温度系数材料与绝缘基材接触的一端设有两个内部电极，另端则设有两个外部电极，并且在该绝缘基材上设有两个导体分别构成两个内部电极与可熔链的连结，构成一种由熔丝电路架构及热敏电阻电路架构相并联的表面黏着型保险丝构造；其中各该导体是由一个穿孔贯穿于绝缘基材、可熔链以及内部电极，再于穿孔的内部镀有导电层所构成；

其中该可熔链的区域覆盖一个保护层用以防止熔融的金属溅出，该保护层是利用印刷方式将一种热固性绝缘材覆盖在可熔链表面，并且加热使热固性绝缘材固化而构成。

2、如权利要求1所述的具有双电路架构的表面黏着型保险丝，其中该熔丝电路架构及该热敏电阻电路架构是分别设在绝缘基材的两个板面。

3、如权利要求1所述的具有双电路架构的表面黏着型保险丝，其中该可熔链是由镀铜薄膜所构成，并且在该可熔链表面的中间位置设有一个锡点。

4、一种具有双电路架构的表面黏着型保险丝的制法，其特征在于：包括有下列步骤：

a、在一个绝缘基材的上、下表面覆盖导电层；

b、分别将上、下表面的部份导电层移除，使绝缘基材的上、下表面分别成为由一熔链部连接两侧电极区的导电层架构及内部电极架构；

c、利用印刷方式将一种热固性绝缘材覆盖在熔丝线路架构的熔链部，并且加热使热固性绝缘材固化成为保护熔链部的保护层；

d、熔丝线路架构露出绝缘层外部的电极区覆盖导电材，使绝缘基材上表面的两个相对应边侧形成电极部，而绝缘基材下表面则形成一内部电极；

e、于绝缘基材、可熔链以及内部电极钻设有二穿孔，再于穿孔的内部镀有导电层；

f、提供另一热敏电阻电路架构，该热敏电阻电路架构由高分子聚合物正温度系数材料所构成，其固设于绝缘基材下表面的内部电极；

g、再于高分子聚合物正温度系数材料底面形成外部电极。

5、如权利要求4所述的表面黏着型保险丝的制法，其中该导电层是可以由印刷、电镀或沉基的方式将铜金属覆盖在绝缘基材的表面构成；或可以由电镀或沉基的方式将镍或锡金属或铅锡合金覆盖在电极区的表面。

6、如权利要求4所述的表面黏着型保险丝的制法，其中绝缘基材上表面或下表面的部份导电层是可以曝光显影、蚀刻的方式移除。

7、如权利要求4所述的表面黏着型保险丝的制法，其中在熔丝线路架构建制完成，而且尚未进行保护层建制加工流程之前，先行在熔链部的表面中间部位建制一锡层。

8、如权利要求4所述的表面黏着型保险丝的制法，其中，该热敏电阻电路架构其包含高分子聚合物正温度系数材料，其系与绝缘基材下表面的内部电极相压合而定位。

9、如权利要求8所述的表面黏着型保险丝的制法，其中，该高分子聚合物正温度系数材料是利用钴60照射使高分子聚合物正温度系数材料硬化定型。

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