[发明专利]表面贴装熔断器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面贴装熔断器及其制造方法，尤其涉及一种悬空 导线型小型表面贴装熔断器及其制造方法。

背景技术

当前，印刷电路板越来多地应用在各种电气及电子设备中。在这些 印刷电路板上形成的电路一般都需要过电流保护。提供这种过电流保护 的方式之一是使用固定在印刷电路板上的小型表面贴装熔断器。

目前小型表面贴装熔断器主要有两大类型。一类为固体器件型 (Solid Body)，另一类为悬空导线型(Wire-In-Air)。

固体器件型的熔断器的特点在于熔丝(fuse element)镶嵌于周围 的支撑或灭弧材料中以形成固体结构。在下面列出的美国专利中，有对 固体器件型的熔断器的描述：US 5,228,188、5,296,833、5,726,621、 5,432,378、5,943,764、5,440,802、6,002,322、6,034,589、7,268,661。 这一类型的熔断器可以做得很小，可在大片基板上同时加工多个熔断器 的矩阵，具有较高的生产效率。但由于熔丝向紧贴的周边材料的传热速 率较高，在一定的熔断电流的要求下，熔丝要有较大的电阻才能产生足 够的热量将熔丝熔断。

美国专利US6,002,322揭示了一种典型的固体器件型表面贴装熔断 器的结构及其生产方法。该方法在单片的高分子板材上制造多个熔断器 的矩阵，然后再切割成单个的熔断器。这种方法生产效率较高，但只能 生产固体器件型的表面贴装熔断器，其熔丝紧贴在基板上，传热速率较 高，需要较大的能量才能将熔丝熔断。

熔断器的熔丝的发热量可用下面的方程式来表达：

Q＝I²Rt

其中Q为发热量，I为电流，R为电阻，t为时间。特定保护电流的 熔断器对电流I和熔断时间t有一定的规定。当需要的熔断热量Q越大 时，电阻R就越大。通过该方法只能做出熔丝紧贴在基板上的熔断器， 较高的传热速率导致所需热能和电阻的增加。

电阻较大的熔断器在电子电路上会消耗较大的电能。在采用电池供 电的电器中，使用电阻较大的熔断器亦会使电池的使用时间减少。

悬空导线型的小型熔断器是将熔丝(导线)悬挂在中空的外壳中。 熔丝的两端用端头电极以不同的方式固定。由于空气的传热系数比大多 数固体小得多，因此悬空导线型的熔断器需要较少的能量就能将熔丝熔 断，其电阻亦可以较小。这一类的熔断器在以下的美国专利中有详细的 说明：US 5,617,069、5,648,750、5,214,406、5,926,084、6,147,585、 6,903,649、4,920,327、4,467,308、3,460,086、6,798,330。这些发明 专利描述了如何将熔丝固定在空腔中的不同方法，其目的多在于避免熔 丝中段与腔壁的接触，减小安装时对熔丝所施加的应力，增加熔丝与端 头连接的可靠性等。目前这一类的熔断器采用陶瓷管与金属帽部件逐个 组装而成，生产效率较低。

美国专利US5,214,406揭示了一种典型的悬空导线型表面贴装熔断 器的结构。该熔断器包括一个内圆外方的外壳，两个端头金属帽，及一 根两端焊接在两端头金属帽上的熔丝。这种熔断器具有悬空导线型熔断 器的特点，由于悬空导线(熔丝)向周边的传热速率较低，所需的熔断 热量较小，因此其电阻亦可做得较小。