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TWI860116B - 貼片型保險絲及其熔絲件 - Google Patents

貼片型保險絲及其熔絲件 Download PDF

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TWI860116B
TWI860116B TW112138350A TW112138350A TWI860116B TW I860116 B TWI860116 B TW I860116B TW 112138350 A TW112138350 A TW 112138350A TW 112138350 A TW112138350 A TW 112138350A TW I860116 B TWI860116 B TW I860116B
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邱鴻智
邱柏碩
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功得電子工業股份有限公司
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Abstract

本發明係一種貼片型保險絲及其熔絲件，該熔絲件係包含一無鉛熔絲、一助熔劑層及一多孔金屬層；其中該多孔金屬層係透過該助熔劑層固定於該無鉛熔絲之一表面；此時，該助熔劑層的部分會依毛細作用滲入該多孔金屬層孔隙中；如此，該助熔劑可填滿該第一多孔金屬層的孔隙，且均勻地分佈在該無鉛熔絲之該表面上，有效地幫助該多孔金屬層及該無鉛熔絲於過電流高溫下的斷裂，使電流迴路能及時被該熔絲件中斷。

Description

貼片型保險絲及其熔絲件
本發明係關於一種保險絲，尤指一種貼片型保險絲及其熔絲件。
貼片型保險絲係用以焊接於一電路板上，當該電路板的電流迴路發生過電流等異常狀況時，該貼片型保險絲可中斷該電路板的電流迴路，以保護該電路板。
傳統貼片型保險絲採用材質為錫鉛合金的一片狀熔絲，其熔點約為290℃；然而，為符合RoHS(Restriction of Hazardous Substance，危害物質限用指令)中限用鉛(Pb)的規定，故需改採用材質為無鉛合金的一片狀無鉛熔絲，以錫鉍合金為例，其熔點為245℃至250℃。然而，錫鉍合金的熔點相較錫鉛合金的熔點為低，甚至低於回焊製程的溫度(例如260℃)，導致材質為錫鉍合金的片狀無鉛熔絲會在回焊製程後遭熔斷，喪失保險絲功能。因此，請參閱圖7，現有貼片型保險絲的一熔絲件會於一無鉛熔絲51上、下分別疊設二個熔點較回焊溫度為高的一第一金屬層52a及一第二金屬層52b。此外，現有貼片型保 險絲係可再進一步於該第一金屬層52a的表面塗布一助熔劑53，以有效地防止該第一金屬層52a氧化，並加快熔斷效率。
然而，上述現有貼片型保險絲的助熔劑在塗布過程中，若塗布的量控制不當，易溢流至別處，且難以足量地均勻塗布在該第一金屬層的表面上，於過電流高溫下無法幫助該無鉛熔絲與該第一金屬層有效地斷裂，以及時中斷電流迴路；因此，有必要進一步改良之。
有鑑於上述採用無鉛熔絲之貼片型保險絲無法均勻塗佈足量助熔劑的問題，本發明的主要發明目的係提供一種改良的貼片型保險絲及其熔絲件，以解決前述問題。
欲達上述目的，本發明所使用的主要技術手段係令上述貼片型保險絲包含：一基座，係包含一第一面、二電極以及一加熱器；其中該二電極及該加熱器係形成於該第一表面上，且該加熱器係位於該二電極之間；一熔絲件，係電連接該基座的該二電極及該加熱器，且包含：一無鉛熔絲，係包含二相對第一表面及第二表面；其中該第一表面係橫跨該基座的該二電極，並覆蓋該加熱器；一第一助熔劑層，係形成於該無鉛熔絲之該第二表面上；一第一多孔金屬層，係疊設於該第一助熔劑層上，且其周圍不超出該無鉛熔絲的周圍；其中該第一助熔劑層的部分係滲入該第一多孔金屬層的孔隙中，並透過該第一助熔劑層黏合於該無鉛熔絲之該第二表面；以及 一中空蓋體，係設置於該基座的該第一表面上，以蓋合該熔絲件於其中。
由上述說明可知，本發明貼片型保險絲係主要於該熔絲件之該無鉛熔絲上形成該第一助熔劑層，再將該第一多孔金屬層疊設於該第一助熔劑層上，透過毛細作用使得該第一助熔劑層的部分滲入該第一多孔金屬層中，令助熔劑填滿該第一多孔金屬層的孔隙，以均勻地分佈在該無鉛熔絲上；如此，本發明貼片型保險絲的熔絲件即具有均勻分佈且足量助熔劑，可於電流迴路發生過電流產生高溫時，由該第一助熔劑層幫助該第一多孔金屬層及該無鉛熔絲的有效地熔斷，以及時中斷該電流迴路。
欲達上述目的，本發明所使用的主要技術手段係令上述貼片型保險絲的熔絲件包含：一無鉛熔絲，係包含二相對第一表面及第二表面；一第一助熔劑層，係形成於該無鉛熔絲之該第一表面上；一第一多孔金屬層，係疊設於該第一助熔劑層上，且其周圍不超出該無鉛熔絲的周圍；其中該第一助熔劑層係滲入該第一多孔金屬層的孔隙中，並透過該第一助熔劑層黏合於該無鉛熔絲之該第一表面。
由上述說明可知，本發明貼片型保險絲的熔絲件係主要於該無鉛熔絲之該第一表面形成該第一助熔劑層，再將該第一多孔金屬層疊設於該第一助熔劑層上，透過毛細作用使得該第一助熔劑層的部分滲入該第一多孔金屬層中，令助熔劑填滿該第一多孔金屬層的孔隙，以均勻地分佈在該無鉛熔絲之該第一表面上；如此，本發明熔絲件即具有均勻分佈且足量助熔劑，令該第一助熔劑層能幫助該第一多孔金屬層及該無鉛熔絲於過電流高溫下有效地熔斷， 以及時中斷該電流迴路。
10:基座
12:第一面
14:電極
15:加熱器
16:引出電極
17:第一良導體層
18:發熱層
19:第二良導體層
20、20a、20’:熔絲件
21:無鉛熔絲
22:第二表面
23:第一表面
230:容置空間
231:周圍
24:第一助熔劑層
24’:第二助熔劑層
25、25a:第一多孔金屬層
251:孔隙
25’:第二多孔金屬層
26:第三助熔劑層
27:第一框邊
27’:第三框邊
28、28a、28b:第二框邊
28’:第四框邊
29:缺口
30:中空蓋體
51:無鉛熔絲
52a:第一金屬層
52b:第二金屬層
53:助熔劑
圖1A：本發明貼片型保險絲之第一實施例的剖面圖。
圖1B：圖1A的局部放大圖。
圖1C：本發明貼片型保險絲之第二實施例的剖面圖。
圖2A：本發明貼片型保險絲的熔絲件之第一實施例的立體分解圖。
圖2B：本發明貼片型保險絲的熔絲件之第二實施例的立體分解圖。
圖3：本發明貼片型保險絲的熔絲件之第三實施例設置於一基座上的俯視平面圖。
圖4：本發明貼片型保險絲的熔絲件之第四實施例設置於一基座上的俯視平面圖。
圖5：本發明貼片型保險絲之第五實施例的剖面圖。
圖6：本發明貼片型保險絲的熔絲件之第五實施例的立體分解圖。
圖7：現有一種貼片型保險絲的熔絲件的剖面圖。
本發明係關於一種改良的貼片型保險絲及其熔絲件，以下謹以多個實施例配合圖式詳加說明本發明的技術內容。
請參閱圖1A，係為本發明貼片型保險絲的第一實施例。該貼片型保險絲係包含一基座10、一熔絲件20a以及一中空蓋體30。
上述基座10的材質係為電絕緣材料，並包含一第一面12、二電極14以及一加熱器15；該二電極14係形成於該第一面12上；該加熱器15係形成於該第一面12上，並位於該二電極14之間，且該加熱器15與各該電極14之間係保持一間距D。於一實施例，請配合參閱圖3所示，該加熱器15係可包含一引出電極16、一第一良導體層17、一發熱層18以及一第二良導體層19。該引出電極16係位於該二電極14之間；該第一良導體層17係包覆該引出電極16；該發熱層18係包覆該第一良導體層17；該第二良導體層19係形成於該發熱層18上。該第一及第二良導體層17、19係分別為電及熱的良導體。
上述熔絲件20a係電連接該基座10的該二電極14及該加熱器15，並包含一無鉛熔絲21、一第一助熔劑層24以及一第一多孔金屬層25a。
上述熔絲件20a的無鉛熔絲21係包含一第二表面22及一第一表面23。該第二表面22係朝向該基座10的該第一面12，且橫跨該基座10的該二電極14；再配合圖3所示，該第二表面22係貼合該加熱器15；具體而言，該無鉛熔絲21的該第二表面22係貼合該二電極14及該加熱器15的該第二良導體層19，故該無鉛熔絲21係與該二電極14及該加熱器15形成電連接。該無鉛熔絲21的第一表面23係相對於該第二表面22，並遠離該基座10的該第一面12。為符合RoHS中限用鉛(Pb)的規定，於本實施例，該無鉛熔絲21的材質係為錫(Sn)或鉍(Bi)或錫鉍合金等無鉛材質，但不以此為限。當該無鉛熔絲21因過電流而有大電流通過時，該大電流會同時通過該加熱器15的該第二良導體層19、該發熱層18、該第一良導體層17及該引出電極16，而使該加熱器15的該發熱層18發熱，此時該第二良導體層19可使該無鉛熔絲21均勻地受熱，並令該無鉛熔絲21快速升溫達其熔點，進而熔斷。
請配合圖2A所示，該第一助熔劑層24係形成於該無鉛熔絲21之該第一表面23上；於一實施例，該第一助熔劑層24的材質可為松香，但不以此為限。該第一多孔金屬層25a的周圍不超過該無鉛熔絲21的周圍，且該第一多孔金屬層25a係疊設於該第一助熔劑層24上，透過該第一助熔劑層24黏合於該無鉛熔絲21之該第一表面23上。此時，因毛細作用使得該第一助熔劑層24的部分滲入該第一多孔金屬層25a中，即如圖1B所示，該第一助熔劑層24的助熔劑會填滿該第一多孔金屬層25a的孔隙251，令該第一助熔劑層24可均勻地分佈在該無鉛熔絲21之該第一表面23上。較佳地，該第一多孔金屬層25a的熔點係高於該無鉛熔絲21的熔點。此外，為增加助熔劑量，可於該第一多孔金屬層25上可進一步形成一第三助熔劑層26。於一實施例，該第一多孔金屬層25a的材質可為金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)或金、銀、銅與鋅中之至少二成分所形成的多孔性合金，但不以此為限。
再請參閱圖1C及圖2B所示的第二實施例中，另一熔絲件20的一第一多孔金屬層25係呈一框形，故於本實施例中，該熔絲件20的一第一助熔劑層24可只形成於該無鉛熔絲21之該第一表面23的周圍231上，該第一多孔金屬層25同樣透過該第一助熔劑層24黏合於該無鉛熔絲21之該第一表面23的周圍231上；如此，該無鉛熔絲21之該第一表面23係與該第一助熔劑層24及該第一多孔金屬層25構成一容置空間230，以供該第三助熔劑層26填充於該容置空間230中，固定該第三助熔劑層26的位置；於一實施例，該第三助熔劑層26亦可進一步覆蓋於該第一多孔金屬層25的上表面。於本實施例，呈框形的該第一多孔金屬層25係可包含二相對第一框邊27及二相對第二框邊28。如圖1C所示，該二第一框邊27係分別對應該基座10的該二電極14，而該二第二框邊28係分別連 接該二第一框邊27。於本實施例，各該第一框邊27及各該第二框邊28的寬度可為相同，或可如圖3所示的第三實施例中，另一框形的第一多孔金屬層25的二相對第一框邊27及二相對第二框邊28a的寬度可為不同，即各該第一框邊27具有一第一寬度W1，各該第二框邊28a具有一第二寬度W2，且該第二寬度W2係小於該第一寬度W1，以加快過電流發生時的斷裂速度。於本實施例，各該第二框邊28的易斷裂處通常在該加熱器15與各該電極14之間，即圖1C所示該二間距D之範圍內；因此，於圖4所示的第四實施中，另一框形的第一多孔金屬層25的各第二框邊28b在易斷裂處形成至少一缺口29，使該處寬度較窄，加快過電流發生時的斷裂速度；較佳者，可於各該第二框邊28b的易斷裂處形成二缺口29。
如圖1A及圖1C所示，上述中空蓋體30係設置該基座10的該第一面12上，以蓋合該熔絲件20a、20於其中，且該中空蓋體30的材質係為電絕緣材料。具體而言，該中空蓋體30係設置於該基座10的該第一面12上，位於該二電極14之外圍處。
再請參閱圖5及圖6，係為本發明貼片型保險絲的第五實施例，其係與圖1C所示之本發明的第二實施例的結構大致相同，惟不同之處在於：一熔絲件20’係進一步包含一第二助熔劑層24’及一第二多孔金屬層25’，該第二助熔劑層24’係形成於該無鉛熔絲21之該第一面22的周圍，該第二多孔金屬層25’係疊設於該第二助熔劑層24’上，第二助熔劑層24’的部分係滲入該第二多孔金屬層25’內，該第二多孔金屬層25’係以透過該第二助熔劑層24’黏合於該無鉛熔絲21之該第一表面22的周圍。如圖5所示，該第二多孔金屬層25’係橫跨該基座10的該二電極14，並貼合該加熱器15的該第二良導體層19，故該第二多孔金屬 層25’係與該二電極14及該加熱器15形成電連接。於一實施例，該第二多孔金屬層25’的結構可與圖1C所示的該第一多孔金屬層25相同，即包含有二相對的第三框邊27’及二相對的第四框邊28’，其各該第四框邊28’亦可與圖3及圖4的第二框邊28a、28b相同。同理，圖2A該熔絲件20a的該無鉛熔絲21的第二表面亦可進一步透過一第二助熔劑層(圖中未示)黏合一匹配該第一多孔金屬層的第二多孔金屬層(圖中未示)。
由上述說明可知，本發明貼片型保險絲及其熔絲件係主要於該熔絲件之該無鉛熔絲的該第三表面形成該第一助熔劑層，再將該第一多孔金屬層疊設於該第一助熔劑層上，透過毛細作用使得該第一助熔劑層的部分滲入該第一多孔金屬層中，令助熔劑填滿該第一多孔金屬層的孔隙，以均勻地分佈在該無鉛熔絲之該第三表面上，亦可增加助熔劑含量及提升兩者間的黏合強度；如此，本發明貼片型保險絲的熔絲件即具有均勻分佈且足量助熔劑，可於電流迴路發生過電流產生高溫時，由該第一助熔劑層幫助該第一多孔金屬層及該無鉛熔絲的有效地熔斷，以及時中斷該電流迴路。
以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
10:基座
12:第一面
14:電極
15:加熱器
16:引出電極
17:第一良導體層
18:發熱層
19:第二良導體層
20a:熔絲件
21:無鉛熔絲
22:第二表面
23:第一表面
24:第一助熔劑層
25a:第一多孔金屬層
30:中空蓋體

Claims (12)

  1. 一種貼片型保險絲的熔絲件，包含：一無鉛熔絲，係包含二相對第一表面及第二表面；一第一助熔劑層，係形成於該無鉛熔絲之該第一表面上；一第一多孔金屬層，係疊設於該第一助熔劑層上，且其周圍不超出該無鉛熔絲的周圍；其中該第一助熔劑層係滲入該第一多孔金屬層的孔隙中，並透過該第一助熔劑層黏合於該無鉛熔絲之該第一表面。
  2. 如請求項1所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中該第一多孔金屬層的熔點係高於該無鉛熔絲的熔點。
  3. 如請求項2所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中：該第一助熔劑層係形成於該無鉛熔絲之該第一表面的周圍；以及該第一多孔金屬層係呈框狀，並包含：二相對第一框邊，係分別具有一第一寬度；以及二相對第二框邊，係分別連接於該二第一框邊；其中各該第二框邊具有一第二寬度，且該第二寬度係相同或小於該第一寬度。
  4. 如請求項2所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中：該第一助熔劑層係形成於該無鉛熔絲之該第一表面的周圍；以及該第一多孔金屬層係呈框狀，並包含：二相對第一框邊；以及二相對第二框邊，係分別連接於該二第一框邊；其中各該第二框邊鄰近於該二第一框邊的部分係分別形成至少一缺口。
  5. 如請求項2所述之貼片型保險絲的熔絲件，係進一步於該第一多孔金屬層之上表面形成一第三助熔劑層。
  6. 如請求項3或4所述之貼片型保險絲的熔絲件，係進一步包含一第三助熔劑層，該第三助熔劑層係填充於該無鉛熔絲之該第一表面與該第一助熔劑層及該第一多孔金屬層構成的一容置空間中。
  7. 如請求項2至5中任一項所述之貼片型保險絲的熔絲件，係進一步包含：一第二助熔劑層，係形成於該無鉛熔絲之該第二表面上；以及一第二多孔金屬層，係疊設於該第二助熔劑層上；其中該第二助熔劑層的部分係滲入該第二多孔金屬層的孔隙中，且透過該第二助熔劑層黏合於該無鉛熔絲之該第二表面；其中該第二多孔金屬層的熔點係高於該無鉛熔絲的熔點。
  8. 如請求項7所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中：該第二助熔劑層係形成於該無鉛熔絲之該第二表面的周圍；以及該第二多孔金屬層係呈框狀，並包含：二相對第三框邊，係分別具有一第一寬度；以及二相對第四框邊，係分別連接於該二第三框邊；其中各該第四框邊具有一第二寬度，且該第二寬度係相同或小於該第一寬度。
  9. 如請求項7所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中：該第二助熔劑層係形成於該無鉛熔絲之該第二表面的周圍；以及該第二多孔金屬層係呈框狀，並包含：二相對第三框邊；以及 二相對第四框邊，係分別連接於該二第三框邊；其中各該第四框邊鄰近於該二第三框邊的部分係分別形成至少一缺口。
  10. 如請求項5所述之貼片型保險絲的熔絲件，其中：該無鉛熔絲的材質係為錫(Sn)或鉍(Bi)或錫鉍合金；該第一及第三助熔劑層的材質係為松香；該第一多孔金屬層的材質係為金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋅(Zn)或金、銀、銅與鋅中之至少二成分所形成的多孔合金。
  11. 一種貼片型保險絲，包含：一基座，係包含一第一面、二電極以及一加熱器；其中該二電極及該加熱器係形成於該第一面上，且該加熱器係位於該二電極之間；一如請求項1至10中任一項之熔絲件，其中該無鉛熔絲的該第二表面係橫跨該基座的該二電極，並覆蓋該加熱器；以及一中空蓋體，係設置於該基座的該第一面上，以蓋合該熔絲件於其中。
  12. 如請求項11所述之貼片型保險絲，其中該加熱器係包含：一引出電極，係形成於該基座的該第一面上，並位於該二電極之間；一第一良導體層，係形成於該基座的該第一面上，並包覆該引出電極；一發熱層，係形成於該基座的該第一面上，並包覆該第一良導體層；以及一第二良導體層，係形成於該發熱層上，並貼合該熔絲件之該無鉛熔絲的該第二表面。
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