[发明专利]无焊料表面安装熔断器

说明书

对于相关申请的交叉参考

本申请要求在2009年3月25日提交的美国申请系列No.12/410,596的优先权好处，该美国申请的全部公开通过参考包括在这里。

背景技术

关于表面安装熔断器的一种缺陷是，将熔断器元件连接到熔断器的导电端部上的焊料的使用。首先，软焊(soldering)步骤将成本和复杂性添加到熔断器的制造上。焊接元件容纳在封闭的熔断器内，这使将熔断器元件焊接到两个导电端帽的内侧上和将端帽固定到绝缘壳体上的比较复杂工序是必要的。熔断器元件对于两个端帽连接的电阻由于通过熔断器的电流流动，可导致不希望的热量升高。而且，焊料减小电弧通道的长度，并且可能伴随有有机助焊剂，这两者都可严重地限制熔断器的短路中断能力。

因此存在对一种熔断器的需要，该熔断器不要求熔断器元件软焊到熔断器的端帽上。

发明内容

本公开陈述用于一种无焊料表面安装熔断器的多个实施例。实施例的每一个利用如下事实：用于将熔断器软焊到印刷电路板的焊料在功能方面加倍，以便也将熔断器的熔断器元件软焊或永久地附加到熔断器的导电部分或端帽。这样的特征因为至少两个原因是有利的。首先，熔断器可在没有软焊步骤的情况下制造，这既节省材料又节省制造成本，并且通过消除内部软焊步骤提高可靠性。第二，当将熔断器软焊到印刷电路板时施加的焊料在端盖的外面将熔断器元件附接到熔断器的导电部分或端帽，这允许熔断器元件驻留在未软焊的熔断器内。从熔断器的内侧除去焊料减小熔断器对于给定安培额定值的电阻，降低在正常电流携带操作期间的热量升高，增大电弧通道的长度，及消除有机助焊剂的存在，这些的每一个都改进熔断器的性能。

在一个实施例中，熔断器包括绝缘壳体，该绝缘壳体可例如由陶瓷、玻璃、三聚氰胺、玻璃纤维环氧树脂复合物或其它适当材料制成。绝缘壳体的横截面能是圆的或矩形的(正方形)。壳体具有一般限定在熔断器内的熔断器元件长度的长度。第一和第二端帽附加到绝缘壳体的第一和第二端部，例如经压配合、通过胶和/或卷曲。

端帽每个设有槽口或孔眼。熔断器元件放置在绝缘壳体内，并且穿过端帽的槽口或孔眼配合，以便延伸到端帽的外面。在每个端部处的熔断器元件第一次弯曲，以沿端帽的外表面延伸，并且在到达端帽的边缘时第二次弯曲，以便从熔断器轴向向外延伸，或者备选地以便在端帽下方向熔断器的中心轴向延伸。

熔断器元件能是金属丝，但在一个优选实施例中是单独或镀敷金属的扁平带条。带条的中间部分可开切口，冲压或否则减小横截面面积，以便为元件提供高电阻点和为熔断器提供可能断开点。不同金属的斑点或涂层也可形成或放置在元件上希望位置处。斑点或涂层当由异常电流加热时扩散到元件中，以提供较迅速的断开熔断器元件。这种现象生成，因为将两种金属选择成使得由一种金属到另一种中的扩散产生的合金具有比元件本身高的电阻和低的熔化温度。

在第二基本实施例中，熔断器包括绝缘熔断器本体，该熔断器本体在第一和第二端部是敞开的。熔断器本体分别在第一和第二敞开端部处接受第一和第二端帽。第一和第二端帽分别包括凸缘段，该凸缘段抵靠第一和第二壳体端部。第一和第二内部端帽也包括管部分，这些管部分从凸缘段向内延伸到壳体中。凸缘段形成有孔眼，这些孔眼定尺寸成至少大体上与管部分的内径相同，从而对于管部分的内侧的接近可从第一和第二内部端帽的外面得到。为此，内部端帽的管部分在一个实施例中具有外径，该外径稍小于绝缘壳体的内径。

第二基本实施例的熔断器也包括第一和第二外部端帽。外部端帽每个包括面向内封闭的管状突起，该管状突起具有外径，该外径合适地配合在内部端帽的凸缘段的孔眼内，并且合适地配合内部端帽的管位置的内径。外部端帽每个也包括径向向外和轴向面向内管状凸缘，该管状凸缘密封，例如压配合，到绝缘壳体的端部之一上。外部端帽被封闭，并且密封绝缘壳体的第一和第二敞开端部。

第二基本实施例的熔断器也包括熔断器元件，该熔断器元件能是直的金属丝、缠绕金属丝或扁平带条。在任一情况下，熔断器元件在两个端部的每一个处在配对内部和外部端帽之间卷曲，以便在熔断器元件与配对内部和外部端帽之间形成无焊料永久导电连接。整个熔断器然后经第一和第二外部端帽软焊到例如印刷电路板。

在第三基本实施例中，熔断器采用玻璃壳体，该玻璃壳体使其端部绕熔断器元件由热方法密封，如经火焰接触、红外加热或感应加热。端部部分然后按这样一种方式涂有金属材料薄层，如银或铜，从而在将熔断器软焊到印刷电路板之前，元件至少部分地卷曲或固定到端部。