TWI547959B - 壓敏電阻器 - Google Patents
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Description
本發明乃是關於一種壓敏電阻器，特別是指一種具有特定熔點金屬接腳的壓敏電阻器。
為了防止電力供應系統的暫態電壓突波對電子元件的破壞，通常會在電子迴路中設置突波吸收保護電路，突波吸收保護電路中包含有壓敏電阻器。由於壓敏電阻器的電阻隨著電壓增加而減小，因此壓敏電阻器能使暫態電流通過壓敏電阻器本身，而不通過與突波吸收保護電路並聯的上游欲保護電路，以轉移暫態電流。在電壓暫態突波出現之後，壓敏電阻器返回到其通常的高電阻狀態並且為下一次高電壓突波做準備。
由於壓敏電阻器於吸收突波時會產生較高的熱能，很可能會使壓敏電阻器本身著火而對週遭的電子元件造成損毀。習知技術是在突波吸收保護電路與電源之間串接溫度保險絲(thermal cutoff fuse)，或者是在突波吸收保護電路中串接溫度保險絲，利用溫度保險絲受熱熔斷，使電子迴路與電源呈現斷路狀態。然而，實際運作中，壓敏電阻器所承受之溫度可能高於溫度保險絲所承受之溫度，且壓敏電阻器的使用壽命有限，因此，仍有可能發生壓敏電阻器先著火，溫度保險絲再熔斷之情形，或者，壓敏電阻器的著火與溫度保險絲的熔斷同時發生，而造成週遭的電子元件損毀。
例如美國專利第7453681號所公開的壓敏電阻是藉由熱熔絲的熔融來形成斷路。由於該熱熔絲是經由銲錫點電連接於接腳與本體之間，因此，本體或接腳所承受的溫度難以迅速傳導至該熱熔絲。此外，包裹於該熱熔絲外的熱可收縮性材料，亦難以及時
受熱而產生收縮現象。據此，上述壓敏電阻的本體上還必須設置有絕緣支架來增加導熱面積，使熱熔絲能迅速熔融以及時形成斷路現象。然而，該絕緣支架的尺寸與設置位置皆受限於本體的尺寸，且該絕緣支架占用機構空間，不利於壓敏電阻之尺寸的縮減。
本發明實施例主要在於提供一種壓敏電阻器，其以特定熔點金屬接腳作為本體的外接導電腳，該特定熔點金屬接腳在承受溫度高於特定熔點時能熔融。所述壓敏電阻器並利用彈性件施加一彈性力至特定熔點金屬接腳以斷開熔融的特定熔點金屬接腳，使得壓敏電阻器在電流過量而升溫時主動成為斷路狀態，進而避免壓敏電阻器持續升溫而著火。
本發明實施例提供一種壓敏電阻器，包括一本體、一導電區、一特定熔點金屬接腳以及一彈性件。本體具有一第一表面，而導電區位於所述第一表面。特定熔點金屬接腳具有一第一區段與一第二區段，且第一區段與第二區段為一體成形。第一區段固設於導電區，第二區段具有一特定熔點。當一電流存在於第一表面與第二區段之間並使第二區段承受一溫度，所述溫度高於第二區段之所述特定熔點時，第二區段熔融。彈性件的一端連接於特定熔點金屬接腳的第二區段。彈性件施加一彈性力至所述第二區段，以在所述第二區段熔融時斷開所述第二區段，以停止導通電流。
本發明另一實施例還提供一種壓敏電阻器，包括一第一本體、一第二本體、一隔絕片、以及一金屬接腳。第一本體和第二本體相互疊合，隔絕片夾置於第一本體與第二本體之間。金屬接腳則繞過隔絕片而夾置於第一本體與第二本體之間，金屬接腳接觸於第一本體以及第二本體。金屬接腳的一端自第一本體的一側邊往外凸伸，金屬接腳的另一端繞過隔絕片而固設於第二本體。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本
發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
1‧‧‧壓敏電阻器
Z‧‧‧具有殼體之壓敏電阻器
110‧‧‧本體
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
120‧‧‧導電區
121‧‧‧覆蓋層
1211‧‧‧開口
1212‧‧‧開孔
130‧‧‧特定熔點金屬接腳
131‧‧‧特定熔點金屬接腳的第一區段
132、132’‧‧‧特定熔點金屬接腳的第二區段
132a‧‧‧彎折部
140‧‧‧導電接腳
141‧‧‧導電接腳的第一區段
142‧‧‧導電接腳的第二區段
150‧‧‧殼體
151‧‧‧殼體上蓋
152‧‧‧殼體底蓋
1521‧‧‧穿孔
160‧‧‧彈性件
170‧‧‧絕緣件
171‧‧‧穿孔
180‧‧‧熱縮套管
511、512、513‧‧‧本體
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
530‧‧‧金屬接腳
533‧‧‧ㄇ字形區段
540‧‧‧導電接腳
580‧‧‧熱縮元件
590‧‧‧隔絕片
2‧‧‧欲保護電路
3‧‧‧保護電路
4‧‧‧電源
I‧‧‧電流
L‧‧‧火線
N‧‧‧中性線
G、G1、G2‧‧‧夾角
圖1係本發明第一實施例之壓敏電阻器的立體示意圖。
圖2係圖1中之壓敏電阻器的平面示意圖。
圖3係圖1中之壓敏電阻器應用於保護電路的電路方塊圖。
圖4係本發明第二實施例之壓敏電阻器的平面示意圖。
圖5A及圖5B分別係本發明第三實施例之壓敏電阻器的平面示意圖。
圖6A係本發明第四實施例之壓敏電阻器的立體示意圖。
圖6B係圖6A中之壓敏電阻器的平面示意圖。
圖7係圖6A中之壓敏電阻器應用於保護電路的電路方塊圖。
圖8係本發明第五實施例之壓敏電阻器的立體分解示意圖。
圖9係圖8中之壓敏電阻器的立體示意圖。
圖10係本發明第六實施例之壓敏電阻器的立體分解示意圖。
圖11係本發明第七實施例之壓敏電阻器的立體示意圖。
圖12係本發明第八實施例之壓敏電阻器的側視示意圖。
圖13係本發明第九實施例之壓敏電阻器的側視示意圖。
以下之實施方式提供了一種壓敏電阻器1，包括本體110、導電區120、特定熔點金屬接腳130及彈性件160。導電區120位於本體110的第一表面S1，特定熔點金屬接腳130的第一區段131固設於導電區120。特定熔點金屬接腳130的第二區段132具有一特定熔點，且第一區段131與第二區段132為一體成形。當一電流I存在於第一表面S1與特定熔點金屬接腳130的第二區段132之間，並使第二區段132承受一溫度，且所述溫度高於第二區段
132之特定熔點時，第二區段132熔融。彈性件160的一端連接於第二區段132。彈性件160施加一彈性力至第二區段132，以在第二區段132熔融時斷開第二區段132，進而停止導通電流I。
請同時參照圖1以及圖2，圖1係本發明一實施例之壓敏電阻器1的立體示意圖，圖2係圖1中之壓敏電阻器1的平面示意圖。以下就壓敏電阻器1的各部件加以詳細說明。
於本實施例中，本體110具有第一表面S1以及第二表面S2，第二表面S2相對於第一表面S1，第一表面S1以及第二表面S2用以分別作為一電極面，每一電極面用以分別對應接設有一外接導電腳。舉例而言，本體110第一表面S1以及第二表面S2兩者之間保持一定間隔，且第一表面S1以及第二表面S2兩者呈水平狀設置，使本體110之兩電極面之間保持一定間隔，且本體110之兩電極面呈水平狀設置。如圖所示，在本實施例中，本體110為圓板形。在本發明另一實施例中，本體110可為長條形、環形或其他不規則形狀。
本體110具有適當的崩潰電壓，使壓敏電阻器1可用以吸收電力供應系統的暫態電壓突波。舉例而言，本體110可由具有變阻特性之金屬氧化物陶瓷材料所製成，例如鈦酸鍶(SrTiO3)、碳化矽(SiC)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化錫(SnO2)、二氧化鈦(TiO2)及鈦酸鋇(BaTiO3)等。
導電區120位於本體110的第一表面S1。具體而言，導電區121具有覆蓋層121，覆蓋層121覆蓋於本體110第一表面S1，並與第一表面S1緊密接觸。於本發明一實施例中，覆蓋層121局部覆蓋於本體110的第一表面S1。如圖所示，覆蓋層121局部覆蓋於第一表面S1的大致中間位置，以形成一個大致圓形導電區120，但在其他實施例中，導電區120的形狀可為橢圓形、三角形或六角形等形狀。導電區120的形狀是本技術領域具有通常知識者可根據實際產品而設計，故本實施例並不限制。覆蓋層121的
形成方式可採用例如物理蒸着法(PVD)或化學蒸着法(CVD)。構成覆蓋層121的材料例如包含二氧化錫(SnO2)、銀(Ag)、銀/鈀(Ag/Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、碳化矽(SiC)、銀/鉑(Ag/Pt、)或二氧化鈦(TiO2)等之導電性材料。值得一提的是，於其他實施例中，覆蓋層121也可覆蓋本體110第一表面S1的全部，也就是說，導電區120可為本體110第一表面S1的全部。
特定熔點金屬接腳130具有第一區段131與第二區段132，第一區段與第二區段可為一體成形。特定熔點金屬接腳130的第一區段131固設於導電區120，而第二區段132可延伸出導電區120。特定熔點金屬接腳130可位於覆蓋層121與第一表面S1之間，或是於不同的實施例，覆蓋層121可形成於特定熔點金屬接腳130與第一表面S1之間。如圖2所示，特定熔點金屬接腳130具有大致L字形狀，特定熔點金屬接腳130第一區段131的延伸方向與特定熔點金屬接腳130第二區段132的延伸方向之間形成有夾角G，所述夾角G大致為45度至90度。而特定熔點金屬接腳130第一區段131與第二區段132兩者的延伸方向皆大致平行於第一表面S1。然而，特定熔點金屬接腳130的形狀是本技術領域具有通常知識者可根據實際需求而設計，故本實施例並不限制。
特定熔點金屬接腳130係由特定熔點金屬材料所製成，而特定熔點金屬接腳130的第二區段132具有一特定熔點。第二區段132的特定熔點係介於本體110的熔點與焊接材料的熔點之間的溫度。也就是說，第二區段132的特定熔點係高於焊接材料的熔點，且第二區段132的特定熔點係低於本體110的熔點。舉例而言，形成特定熔點金屬接腳130的材料所包含的主要金屬可為選自於由鋁(Al)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、錫(Sn)、以及前述材料之任意組合所組成之族群中的一種。於本實施例中，第二區段132的所述特定熔點溫度例如為150至700攝氏度。
於本實施例中，可透過對本體110進行插片及焊錫製程，使特定熔點金屬接腳130的第一區段131固設於導電區120，並使特定熔點金屬接腳130的第一區段131與導電區120的覆蓋層121構成電性連接，藉此，特定熔點金屬接腳130可用以作為本體110的外接導電腳。
如圖，特定熔點金屬接腳130的第二區段132沒有局限於導電區120內。值得說明的是，特定熔點金屬接腳130的第一區段131以及第二區段132皆係由特定熔點的金屬一體成形所製成。
壓敏電阻器1還可包括一導電接腳140，導電接腳140的第一區段141固設於本體110的一第二表面S2上，導電接腳140的第二區段142延伸出本體110。如圖所示，導電接腳140具有大致L字形狀，導電接腳140的延伸方向大致平行於第二表面S2。然而，導電接腳140的形狀是本技術領域具有通常知識者可根據實際需求而設計，故本實施例並不限制。導電接腳140係由導電金屬材料所製成，於本實施例中，可透過對本體110進行插片及焊錫製程，使導電接腳140的第一區段141固定於本體110的第二表面S2上，並使導電接腳140與本體110構成電性連接，藉此，導電接腳140可用以作為本體110的外接導電腳。值得一提的是，導電接腳140可為特定熔點金屬接腳，或者，導電接腳140可不為特定熔點金屬接腳。於其他實施例中，壓敏電阻器1可包括多個特定熔點金屬接腳130，而多個特定熔點金屬接腳130之一可作為壓敏電阻器1的導電接腳。也就是說，導電接腳140也可由特定熔點金屬材料所製成，且導電接腳140也具有特定熔點。
請一併參考圖3，圖3係圖1中之壓敏電阻器1應用於保護電路3的電路方塊圖。如圖所示，保護電路3可僅包含有壓敏電阻器1，壓敏電阻器1分別與電源4以及欲保護電路2並聯，藉由上述連接關係形成一電子迴路。電源4可藉由火線L及中性線N等電源4輸入線經由保護電路3將電源4提供給欲保護電路2。
本實施例之壓敏電阻器1可設置於一印刷電路板上，以作為突波保護元件，而壓敏電阻器1係透過外接導電腳與電源4以及欲保電路電性連接。如前所述，特定熔點金屬接腳130與導電接腳140可分別用以作為本體110的外接導電腳。特定熔點金屬接腳130第二區段132電性連接於電源4火線L與欲保護電路2的電源4輸入端，而導電接腳140的一端142電性連接於電源4中性線N與欲保護電路2的電源4輸入端。
具體而言，特定熔點金屬接腳130第二區段132透過一第一接觸點與印刷電路板線路電性接觸，而導電接腳140的一端142透過一第二接觸點與印刷電路板線路電性接觸。第一接觸點可為一個焊在特定熔點金屬接腳130第二區段132或電路板線路上的金球、銀球、錫球，或其他種焊接材料。第二接觸點可為一個焊在導電接腳140的一端142或電路板線路上的金球、銀球、錫球，或其他種焊接材料。值得一提的是，上述保護電路3與欲保護電子元件的連接關係僅為舉例說明而已，本發明之保護電路3以及壓敏電阻器1亦可應用於插座裝置或電器裝置。
另外，特定熔點金屬接腳130第二區段132延伸出本體110，可作為本體110的第一支撐接腳，而導電接腳140的142第二區段延伸出本體110，可作為本體110的第二支撐接腳。再者，特定熔點金屬接腳130第二區段132以及導電接腳140的第二區段142可分別具有一定強度，使特定熔點金屬接腳130第二區段132以及導電接腳140的第二區段142可分別承受本體110的重量，並保持本體110於一特定位置。例如，在壓敏電阻器1設置於一印刷電路板上之後，本體110可透過特定熔點金屬接腳130的第二區段132及導電接腳140的第二區段142連接於印刷電路板，且特定熔點金屬接腳130第二區段132以及導電接腳140的第二區段142可分別用以將本體110保持於印刷電路板上方。值得注意的是，特定熔點金屬接腳130第二區段132也可單獨承受本體110
的重量，以支撐本體110。
值得說明的是，於其他實施例中，特定熔點金屬接腳130或者導電接腳140可不作為本體110的支撐接腳。例如，特定熔點金屬接腳130以及導電接腳140可不需具有特定強度，而不具有支撐功能。另外，特定熔點金屬接腳130之形狀、尺寸、材料、強度或配置位置是本技術領域具有通常知識者可根據實際需求而設計，故本發明之實施例並不限制。
彈性件160可由彈性材料所製成，彈性件160例如為線性彈簧或橡皮等。彈性件160的一端連接於特定熔點金屬接腳130的第二區段132。彈性件160施加一彈性力至第二區段132。舉例而言，彈性件160可具有拉伸形變量，因此產生形變回復以施加一彈性力至第二區段132。以圖示中所具的實施例而言，彈性件160所施加的彈性力方向可以大致垂直於第二區段132的延伸方向，但本發明並不以此限。其他實施例中，彈性件160所施加的彈性力方向與第二區段132的延伸方向兩者，也可以大致相同。
當一電流I存在於第一表面S1與第二區段132之間並使第二區段132承受一溫度，且所述溫度高於第二區段132之特定熔時，至少局部的第二區段132可熔融。如前所述，第二區段132的特定熔點係介於本體110的熔點與焊接材料的熔點之間的溫度。
在實際運作中，壓敏電阻器1在低電壓下具有非常高的電阻，另一方面，壓敏電阻器1在高電壓下具有非常低的電阻，使得當高壓暫態突波出現在電源4線路上時，呈現低電阻的壓敏電阻器1可用以防止暫態電壓突波到達欲保護電路2。詳細而言，壓敏電阻器1的導電接腳140、本體110與特定熔點金屬接腳130之間可用以傳導電流I，使壓敏電阻器1用以吸收突波能量，而存在於本體110第一表面S1與特定熔點金屬接腳130第二區段132之間的電流I使第二區段132承受一溫度。此外，暴露於空氣中的特定熔點金屬接腳130容易在表面形成一層氧化物質，可能阻礙。
在第二區段132受熱熔融時，特定熔點金屬接腳130整體可能會因為該氧化物質層的存在而不容易熔斷。
當存在於本體110第一表面S1與特定熔點金屬接腳130第二區段132之間的電流I過量，而使第二區段132所承受的溫度高於第二區段132之特定熔點時，至少局部的第二區段132將會熔融。即使在特定熔點金屬接腳130表面具有氧化物質的情況下，透過對第二區段132所施加的彈性力，彈性件160在第二區段132熔融時可斷開第二區段132，以停止導通電流I，使特定熔點金屬接腳130與導電接腳140成為斷路狀態，而造成壓敏電阻器1成為斷路狀態。由於特定熔點金屬接腳130第二區段132斷開後不可回復，因此，特定熔點金屬接腳130與導電接腳140斷路後亦不可回復，進而避免壓敏電阻器1持續升溫而著火。
另一方面，當壓敏電阻器1接收到高壓暫態突波時，壓敏電阻器1本體110的溫度逐漸升高，特定熔點金屬接腳130因熱傳導而同時升溫。當特定熔點金屬接腳130第二區段132的溫度高於第二區段132的特定熔點時，特定熔點金屬接腳130的第二區段132也會熔融。同樣地，彈性件160在第二區段132熔融時可斷開第二區段132，以停止導通電流I，使壓敏電阻器1成為斷路狀態。
值得一提的是，由於第二區段132之特定熔點可低於壓敏電阻器1發生熱擊穿之溫度，因此本實施例之壓敏電阻器1可於熱擊穿狀態發生前即產生斷路，可避免壓敏電阻器1起火使得周圍電子元件大量損壞。
請參照圖4，圖4係本發明第二實施例之壓敏電阻器1的平面示意圖。本實施例之壓敏電阻器1與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。如圖4所示，覆蓋層120局部覆蓋於本體110的第一
表面S1，而導電區120內的覆蓋層121具有圖案。具體而言，本實施例的覆蓋層121具有開口1211，而開口1211例如為狹長形狀。如前所述，特定熔點金屬接腳130的第一區段131固設於導電區120，而第二區段132可延伸出導電區120。值得一提的是，若特定熔點金屬接腳130的第一區段131熔斷，則覆蓋層121仍可導電至特定熔點金屬接腳130的第二區段132，因此不會發生停止導通電流的斷路效果。
彈性件160的一端連接於特定熔點金屬接腳130的第二區段132，而彈性件160的另一端固設於導電接腳140的第二區段142，藉此充分利用空間，壓敏電阻器1的尺寸得以縮減。此外，彈性件160是經由一絕緣件170固設於導電接腳140的第二區段142。因此，彈性件160與導電接腳140可相互電性絕緣。圖4中的其餘細節如圖1至圖3所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
請參照圖5A及圖5B，圖5A及圖5B分別係本發明另一實施例之壓敏電阻器1的平面示意圖。本實施例之壓敏電阻器1與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。如圖5A所示，覆蓋層121局部覆蓋於本體110的第一表面S1，而導電區120內的覆蓋層121具有圖案。具體而言，覆蓋層121可具有開孔1212。也就是說，開孔1212係導電區120內未覆蓋有覆蓋層121的部分，且開孔1212係被覆蓋層121所包圍。如前所述，特定熔點金屬接腳130的第一區段131固設於導電區120，而第二區段132可延伸出導電區120。
特定熔點金屬接腳130的第二區段132具有大致ㄈ字形(或倒ㄈ字形)的彎折部132a。此外，本實施例之壓敏電阻器1不具有彈性件160(圖1)，取而代之的是，本實施例之壓敏電阻器1包括一
熱縮套管180。熱縮套管180是套設於第二區段132的彎折部132a，且熱縮套管180在遇熱時會收縮。遇熱緊縮的熱縮套管180可施加一收縮拉力至第二區段132其餘沒有被熱縮套管180包覆的部分，以斷開熔融的第二區段132，進而停止電流I的導通。熱縮套管180受熱開始發生收縮形變的溫度例如是大於第二區段132的該特定熔點。以本發明圖式中所舉的實施例而言，彎折部132a的數量係為一個。然而，彎折部132a的數量可以是至少兩個。彎折部132a的數量和設置位置是用來舉例而已，而並非用以限定本發明。此外，如圖5B所示，熱縮套管180除了包覆第二區段132的彎折部132a，還可沿著第二區段132相上及/或向下延伸，而具有較大的包覆範圍。圖5A及圖5B中的其餘細節如圖1至圖3所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
請參照圖6A、圖6B以及圖7，圖6A係本發明第四實施例之壓敏電阻器1的立體示意圖，圖6B係圖6A中之壓敏電阻器的平面示意圖，而圖7係圖6A中之壓敏電阻器1應用於保護電路3的電路方塊圖。本實施例之壓敏電阻器1與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。如圖6A所示，特定熔點金屬接腳130具有兩個第二區段132、132’，當一電流I存在於本體110第一表面S1與第二區段132、132’之間並使第二區段132、132’承受一溫度，所述溫度高於第二區段132、132’之特定熔點時，至少局部的第二區段132、132’熔融。
舉例而言，特定熔點金屬接腳130具有大致ㄇ字形狀，特定熔點金屬接腳130之第二區段132並列於特定熔點金屬接腳130之第二區段132’。如圖6B所示，特定熔點金屬接腳130第一區段131的延伸方向與特定熔點金屬接腳130第二區段132的延伸
方向之間形成有夾角G1，所述夾角G1大致為45度至90度。特定熔點金屬接腳130第一區段131的延伸方向與特定熔點金屬接腳130第二區段132’的延伸方向之間形成有夾角G2，所述夾角G2大致為45度至90度。而特定熔點金屬接腳130第一區段131與第二區段132、132’三者的延伸方向皆大致平行於第一表面S1。特定熔點金屬接腳130可由大致圓柱形狀的低熔點金屬條經一次或多次彎折的方式來形成。然而，特定熔點金屬接腳130的形狀是本技術領域具有通常知識者可根據實際需求而設計，故本實施例並不限制。
壓敏電阻器1可包括兩個彈性件160，分別連接第二區段132、132’。各個彈性件160、絕緣件170與各元件的連接關係及運作，與前述實施例相似，於此不再詳細說明，並於圖6A與圖6B中省略之。
如圖7所示，本實施例之保護電路3可僅包含有壓敏電阻器1，壓敏電阻器1分別與電源4以及欲保護電路2並聯，藉由上述連接關係形成一電子迴路。電源4可藉由火線L及中性線N等電源4輸入線經由保護電路3將電源4提供給欲保護電路2。特定熔點金屬接腳130第二區段132電性連接於電源4火線L，特定熔點金屬接腳130第二區段132’電性連接於欲保護電路2的電源4輸入端，而導電接腳140的一端142電性連接於電源4中性線N與欲保護電路2的電源4輸入端。
當存在於本體110第一表面S1與特定熔點金屬接腳130第二區段132之間的電流I過量，且第二區段132承受所承受的溫度高於第二區段132之特定熔點時，透過對第二區段132所施加的彈性力，連接於第二區段132的彈性件160可斷開熔融的第二區段132，使特定熔點金屬接腳130第二區段132與導電接腳140成為斷路狀態，而造成壓敏電阻器1成為斷路狀態。
另一方面，當存在於本體110第一表面S1與特定熔點金屬接
腳130第二區段132’之間的電流I過量，且第二區段132’承受所承受的溫度高於第二區段132’之特定熔點時，透過對第二區段132’所施加的彈性力，連接於第二區段132’的彈性件160可斷開熔融的第二區段132’，使特定熔點金屬接腳130第二區段132’與導電接腳140成為斷路狀態，造成電子迴路的斷路狀態，以防止欲保護電路2受突波影響，以避免暫態突波對欲保護電路2的破壞。圖6A、圖6B及圖7中的其餘細節如圖1至圖3所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
請參照圖8以及圖9，圖8係本發明第五實施例之壓敏電阻器Z的立體分解示意圖，而圖9係圖8中之壓敏電阻器Z的立體示意圖。本實施例之壓敏電阻器Z與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。如圖所示，本實施例之壓敏電阻器Z還可包括殼體150，殼體150罩設於本體110外側，且殼體150的熔點高於特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’之特定熔點。藉此，殼體150可將溫度阻隔於殼體150中。
殼體150具有上蓋151以及底蓋152，而底蓋152具有多個穿孔1521。穿孔1521分別對應於特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’以及導電接腳140的第二區段142，特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’以及導電接腳140的第二區段142可分別穿過對應的穿孔1521。特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’可僅有其中一部份外露於殼體150，於另一實施例中，特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’可整體外露於殼體150。
壓敏電阻器1可包括兩個彈性件160，分別連接第二區段132、132’。各個彈性件160、絕緣件170與各元件的連接關係及運作，與前述實施例相似，於圖8與圖9中僅以其中一個彈性件160為例。如圖所示，彈性件160的一端經由絕緣件170連接於特
定熔點金屬接腳130的第二區段132’，而彈性件160的另一端固設於殼體150。具體而言，彈性件160可容設於底蓋152，因此，彈性件160的運作可被限制在底蓋152內部。連接於第二區段132’的絕緣件170具有穿孔171，第二區段132’是穿設於該穿孔171，以達成絕緣件170與第二區段132’之間的連接。彈性件160的另一端則固設於底蓋152。於另一未繪示的實施例中，彈性件160的另一端可固設於上蓋151。圖8以及圖9中的其餘細節如圖1至圖7所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
請參照圖10，圖10係本發明第六實施例之壓敏電阻器的立體分解示意圖。本實施例之壓敏電阻器Z與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。前述實施例中之壓敏電阻器1可應用於金屬氧化物變阻器(Metal Oxide Varistor，MOV)。多個壓敏電阻器1彼此可互相串聯、並聯或兩者混合的方式連接，當其中一個壓敏電阻器1接收到突波時，此壓敏電阻器1便會處於一短路狀態，以提供一分流的路徑，以保護電子元件不受突波影響。如圖所示，在本實施例中，三個壓敏電阻器1彼此互相串聯以連接。具體而言，各個壓敏電阻器1皆具有本體110、導電區120以及特定熔點金屬接腳130，而三個壓敏電阻器1其中之一個壓敏電阻器1還具有導電接腳140。圖10中的其餘細節如圖1至圖9所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
請參圖11，圖11係本發明第七實施例之壓敏電阻器的立體示意圖。本實施例之壓敏電阻器1與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。本實施例之彈性件160是由熱縮材料所形成，並且以束
套的方式圍繞特定熔點金屬接腳130的第二區段132和導電接腳140的第二區段142，以連接特定熔點金屬接腳130的第二區段132及導電接腳140的第二區段142。彈性件160藉由壓敏電阻器1的溫度產生收縮，當彈性件160的收縮程度足以斷開熔融的第二區段132，則電流I停止導通。如圖11所示的實施態樣，彈性件160呈整片狀地圍繞特定熔點金屬接腳130的第二區段132和導電接腳140的第二區段142。於其他未繪示的實施態樣中，彈性件160可呈帶狀或者套管狀等，本發明並不以此為限。
請參圖12，圖12係本發明第八實施例之壓敏電阻器的側視示意圖。本實施例之壓敏電阻器1與前述實施例相似之處不再描述，而以下僅針對本實施例與前述實施例之間的不同之處進行詳細說明。本實施例之壓敏電阻器1包括相互疊合的至少兩個本體511、512、隔絕片590及金屬接腳530。隔絕片590是夾置於兩個本體511、512之間，用以隔絕兩個本體511、512之間的溫度傳導。藉此，當其中一個本體511或512接收到突波而升溫時，另一個本體512或511不容易因熱傳導而同時升溫。因此，隔絕片590可保護另一個本體512或511不受突波影響。
金屬接腳530是繞過隔絕片590而夾置於兩個本體511、512之間，且金屬接腳530整體可同時接觸於兩個本體511、512。金屬接腳530的一端自本體511的一個側邊往外凸伸，金屬接腳530的另一端繞過隔絕片590而固設於本體512。據此，兩個本體511、512彼此可利用金屬接腳530互相串聯或並聯。詳係而言，金屬接腳530具有一ㄇ字形區段533，金屬接腳530可經由ㄇ字形區段533繞過隔絕片590，以連接於兩個本體511、512之間，其中呈大致ㄇ字形狀的金屬接腳530可夾持隔絕片590。於另一未繪示的實施例中，金屬接腳530經由ㄇ字形區段533繞過隔絕片590，在本體511、512厚度的方向上，隔絕片590可直接接觸兩個本體
511、512，金屬接腳530也可直接接觸兩個本體511、512。本實施例之金屬接腳530可由前述實施例之特定熔點金屬材料所製成，使ㄇ字形區段533具有一特定熔點，該特定熔點例如係介於本體511、512的熔點與焊接材料的熔點之間。此外，壓敏電阻器1還可包括套設於ㄇ字形區段533的熱縮元件580。本實施例中，熱縮元件580是全面性地包覆整個ㄇ字形區段533。
當一電流I存在於金屬接腳530使得ㄇ字形區段533所承受的溫度高於該特定熔時，ㄇ字形區段533會熔融。遇熱緊縮的熱縮元件580可施加一收縮拉力至ㄇ字形區段533之中沒有被熱縮套管180包覆的部分，以斷開熔融的金屬接腳530，進而停止電流I的導通，避免本體511、512熱擊穿起火。
壓敏電阻器1還可包括至少一個導電接腳540，金屬接腳530和其中一個導電接腳540分別設置於本體511的兩個相對表面，金屬接腳530和其中另一個導電接腳540分別設置於本體512的兩個相對表面。值得一提的是，本實施例之金屬接腳530也可由一般導電金屬材料所製成，而不具有前述之特定熔點，壓敏電阻器1也可不包括熱縮元件580或導電接腳540。
請參圖13，圖13係本發明第九實施例之壓敏電阻器的側視示意圖。本實施例之壓敏電阻器1包括相互疊合的三個本體511、512、513、隔絕片590、金屬接腳530、熱縮元件580及三個導電接腳540。本體511、512、513彼此互相串聯以連接，本體511、512經由金屬接腳130電性連接，本體512、513經由其中一個導電接腳540電性連接。圖13中的其餘細節如圖12所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。
綜上所述，根據本發明實施例，上述的壓敏電阻器1透過特定熔點金屬接腳130承受溫度高於第二區段132、132’之特定熔點時，第二區段132、132’能熔融，並且藉由彈性件施加彈性力至第
二區段132、132’，以在第二區段段132、132’熔融時斷開第二區段132、132’，從而主動成為斷路狀態。由於特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’斷開後不可回復，因此，特定熔點金屬接腳130與導電接腳140斷路後亦不可回復，以防止壓敏電阻器1持續升溫而著火，達到安全用電的效果。
再者，當高壓暫態突波出現在電源4線路上時，上述的壓敏電阻器1接收到高壓暫態突波時，本體110的溫度將增加。即使電壓突波發生的頻率較高，意即電壓突波發生的間隔很緊密，使壓敏電阻器1不具有足夠的冷卻時間，利用特定熔點金屬接腳130第二區段132、132’的溫度高於第二區段132、132’的特定熔點時，第二區段132、132’能熔熔以產生斷路，可避免溫度的持續。
以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。
1‧‧‧壓敏電阻器
110‧‧‧本體
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
120‧‧‧導電區
121‧‧‧覆蓋層
130‧‧‧特定熔點金屬接腳
131‧‧‧特定熔點金屬接腳的第一區段
132‧‧‧特定熔點金屬接腳的第二區段
140‧‧‧導電接腳
141‧‧‧導電接腳的第一區段
142‧‧‧導電接腳的第二區段
160‧‧‧彈性件
Claims (9)
- 一種壓敏電阻器，包括：一本體，具有一第一表面；一導電區，位於該第一表面；一特定熔點金屬接腳，具有一第一區段與一第二區段，且該第一區段與該第二區段為一體成形，該第一區段固設於該導電區，該第二區段具有一特定熔點，其中，當一電流存在於該第一表面與該第二區段之間並使該第二區段承受一溫度，該溫度高於該第二區段之該特定熔點時，該第二區段熔融；一彈性件，該彈性件的一端連接於該第二區段，其中，該彈性件施加一彈性力至該第二區段，以在該第二區段熔融時斷開該第二區段，以停止導通該電流；以及至少一導電接腳，該至少一導電接腳和該特定熔點金屬接腳分別設置於該本體的兩相對表面。
- 如請求項1所述之壓敏電阻器，其中該特定熔點係介於該本體的熔點與一焊接材料的熔點之間。
- 如請求項1所述之壓敏電阻器，其中形成該特定熔點金屬接腳的材料所包含的主要金屬係選自於由鋁、鉛、鋅、錫、以及前述材料之任意組合所組成之族群中的一種。
- 如請求項1所述之壓敏電阻器，其中該導電區具有一覆蓋層，該覆蓋層覆蓋於該本體的該第一表面，形成該覆蓋層的材料包含銀，且該覆蓋層具有圖案，該特定熔點金屬接腳之該第二區段延伸出該導電區，以作為該本體的一第一支撐接腳。
- 如請求項1所述之壓敏電阻器，其中該至少一導電接腳的一第一區段固設於該本體的一第二表面，該至少一導電接腳的一第二區段延伸出該本體，以作為該本體的一第二支撐接腳，該彈性件的另一端固設於該至少一導電接腳的該第二區段，並與該至少一導電接腳電性絕緣。
- 如請求項1所述之壓敏電阻器，更包括一殼體，罩設於該本體，其中該殼體的熔點高於該特定熔點，該彈性件的另一端固設於該殼體。
- 一種壓敏電阻器，包括：相互疊合的一第一本體及一第二本體；一隔絕片，夾置於該第一本體與該第二本體之間；一金屬接腳，繞過該隔絕片而夾置於該第一本體與該第二本體之間，該金屬接腳接觸於該第一本體以及該第二本體，該金屬接腳的一端自該第一本體的一側邊往外凸伸，該金屬接腳的另一端繞過該隔絕片而固設於該第二本體；以及至少一導電接腳，該至少一導電接腳和該特定熔點金屬接腳分別設置於該本體的兩相對表面。
- 如請求項7所述之壓敏電阻器，其中該金屬接腳具有一ㄇ字形區段，該金屬接腳經由該ㄇ字形區段繞過該隔絕片，該壓敏電阻器更包括一熱縮元件，該熱縮元件套設於該ㄇ字形區段。
- 如請求項7所述之壓敏電阻器，更包括至少一第三本體，該第一本體、該第二本體及該第三本體相互疊合。
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