[实用新型]一种电路保护器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路保护器件，具体涉及一种表面贴装薄膜熔断器。

背景技术

熔断器又叫保险丝，是一种历史悠久的过电流保护器件。其原理是利用过电流时产生的热量，将熔丝熔断，从而将电流切断，保护电器和人身的安全。薄膜熔断器是指利用现代薄膜技术制备的一种熔断器，通常由绝缘基体、位于绝缘基体一侧的熔丝（体）、覆盖于熔丝（体）上面的保护层和连接端头组成。

制备薄膜熔断器的关键是熔丝（体），它通常采用半导体技术或薄膜电阻技术加工而成。目前最常用的方法是通过溅射（sputtering）或化学镀（electroless plating）在基体上涂敷很薄的金属层（种子层），然后涂上感光胶或贴上感光胶膜，再用光刻（photolithography）在感光胶上形成熔丝的图形，然后用电镀的方法在曝露出种子金属层的熔丝图形部位进一步沉积金属，将其厚度增致熔丝所需的厚度。其后，要用脱胶剂将感光膜除去，还要用腐蚀性溶液，将原来复盖在感光膜下面的金属种子层溶去，整体工艺相对比较复杂。

薄膜熔断器常用的绝缘基体是氧化铝陶瓷（或玻璃陶瓷）和玻璃纤维增强的环氧树脂印刷线路板（PCB）材料（比如FR-4）。陶瓷基体具有耐高温、耐酸碱腐蚀和高强度等特性，但缺点是具有较高的导热系数（～20w/k.m）而导致热量的流失，需要比较高的电阻才能达到特定的熔断特性，而且成本高，加工也困难。由于FR-4（环氧树脂玻璃纤维基板）材料具有较低的导热系数（～1w/k.m），特别适合制备低电阻和具有稳定熔断特性的熔断器。随着印刷线路板技术的迅猛发展，各种无铅、无卤素，高TG的PCB基板材料以其良好的综合性能、低成本和容易加工等显著优点，被广泛应用于制备薄膜熔断器的基体材料。

美国专利5552757，5790008，5844477，5,943,764和中国专利公开CN 1153577A揭示了用印刷线路板（PCB）及类似的材料制作薄膜熔断器的方法。如图1所示，该方法首先是将PCB上下的覆铜膜全部腐蚀溶解，然后在PCB上钻孔或开槽，再用化学镀（electroless plating）将整个PCB的上下表面和通孔或槽的表面，全部镀上铜。这种将原有的铜箔全部腐蚀溶解，又用化学镀将所有的表面全部镀上铜的过程，不仅工艺复杂，而且销耗大量的化学品，同时又产生大量的废液，既不经济，也不环保。通孔的电镀，目的是将上表面的熔丝与下表面的端头电极连接，以便在下表面电极焊在线路板上时，形成连通熔丝的电路。为了在全部镀上铜的上表面上制成端电极和熔丝，及在下表面上制成端电极，上下表面均要用光敏胶复盖，并用光刻的方法制成需要的图型，然后再把不需要的部分腐蚀掉。这一过程也会产生含铜的废液。值得注意的是，经过上述过程制成的半产品，端头与熔丝为同一材料并具有同一厚度，但在实际应用中，因为端头要承受表面贴装时的耐焊性和连接可靠性的要求，需要一定的厚度，而低额定电流的熔断器的熔丝，需要做到相当薄（如专利中所提的0.25微米），为了将端头增厚，还要经过反复的掩膜、光刻、电镀等过程。

中国专利公开 CN 102623271A公开了一种新的批量加工薄膜型熔断器的制造方法。如图2所示，该制造方法使用了上下表面覆铜膜的线路板，利用线路板上现有的覆铜膜来制造表面端电极，减少了材料的消耗，减少了将覆铜膜完全去除所耗费的化学品，也减少了将覆铜膜除去所产生的废液，该制造方法还采用纳米导电粉末，这样能够在不使用费用高昂的真空磁控溅射设备下，就能够用覆铜线路板做出不同熔断特性要求的薄膜熔断器。但这种改进的工艺仍然没有充分利用PCB覆铜膜，在熔丝部分仍然需要将原有的PCB覆铜膜腐蚀去除，还不能完全达到节能、环保的生产工艺要求。

又，在中国成为世界工厂和电子、化工行业蓬勃发展的同时，迫切需要开发既节能又环保的绿色技术，减少工业废液对环境的污染。电镀废液和化学废料是对环境造成污染的非常重要的根源。而且铜对水的污染是印制电路生产中普遍存在的问题，氨碱蚀刻液的使用更加重了这个问题。因为铜与氨络合，不容易用离子交换法或碱沉淀法除去。所以，在技术和工艺上创新以减少电镀和蚀刻所产生的化学废料，对保护环境具有重要意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服提供一种改进的电路保护器件，其连接可靠性好，且可通过节能、环保、低成本的方法制造。

为解决以上技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种电路保护器件，为表面贴装薄膜熔断器，其包括：