本發(fā)明屬于保險絲領(lǐng)域，涉及一種熔斷器，具體涉及一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器及其制造方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力/電子產(chǎn)品日益多樣化、復(fù)雜化，所應(yīng)用的電路保護元件已非昔日的簡單的玻璃管保險絲，而是已發(fā)展成為一個門類繁多的新型電子元件領(lǐng)域。熔斷器作為一種輕薄小的新型元件，適用于結(jié)構(gòu)緊湊，體積微小的各類電子產(chǎn)品的保護電路中，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣闊。

隨著電路中電壓的升高，熔斷器在熔斷過程由于經(jīng)受不住電壓升高會出現(xiàn)基體破碎、碎裂、燒板以及基體飛離電路板等安全隱患，因此需要提高熔斷器的耐壓能力。申請?zhí)枮?01010122121.5的中國發(fā)明采用埋入式線路積層方式，在兩個堆疊基板之間設(shè)有至少一個泄壓聚熱空間，將熔斷體穿設(shè)于泄壓聚熱空間中，此泄壓聚熱空間可以聚集熔斷體在電流通過時所產(chǎn)生的高溫，并可泄除熔斷體在熔斷時所產(chǎn)生的壓力；但是這種方式的缺點在于熔斷體穿設(shè)于泄壓聚熱空間中，至少有一面處于凹槽中且專利中提到該保護元件會進行燒結(jié)，而燒結(jié)過程是熔斷體與陶瓷基板收縮致密化過程，由于熔斷體至少一面處于凹槽結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致其無法與基體一起收縮，容易導(dǎo)致熔斷體出現(xiàn)彎曲變形現(xiàn)象，同時由于重力因素熔斷體也會出現(xiàn)朝凹槽面彎曲變形現(xiàn)象，熔斷體的彎曲變形會導(dǎo)致熔斷器的熔斷的一致性會變差，且容易出現(xiàn)非線性熔斷影響線路正常工作。

申請?zhí)枮?01210277104.8的中國發(fā)明采用在元件的陶瓷基板上設(shè)一沖壓溝槽，沖壓溝槽中填充有LTCC的多孔陶瓷漿料或造孔劑漿料，在填充有LTCC的多孔陶瓷漿料或造孔劑漿料的陶瓷基板上堆疊熔體層，使得熔體位于填充有LTCC的多孔陶瓷漿料或造孔劑漿料的沖壓溝槽的正上方，在具有熔體層的陶瓷基板上再堆疊另一陶瓷基板，兩個陶瓷基板的沖壓溝槽部分位于同一垂直平面，使所述熔體層位于填充有LTCC的多孔陶瓷漿料或造孔劑漿料的沖壓溝槽部分之間，可以分散熔斷體動作時產(chǎn)生的高壓熱流對產(chǎn)品自身的沖擊作用，這種采用干法成型的方式在后期需要通過加壓將兩個陶瓷基板壓到一起，這個加壓過程會導(dǎo)致造孔漿料和熔體受到擠壓，使得熔體發(fā)生變形現(xiàn)象，同時此方案引入多孔陶瓷或造孔劑通過低溫共燒將有機物排出，從而形成多孔結(jié)構(gòu)，這些孔洞的存在會導(dǎo)致熔斷體在燒結(jié)過程中擴散到上述孔洞之中，造成熔斷體本身出現(xiàn)缺陷，從而影響熔斷體的阻值變大增加線路中功耗以及熔斷的一致性變差，出現(xiàn)異常熔斷從而影響線路正常工作。

由于上述專利都存在泄壓與聚熱空間以及孔洞、空穴和電弧層的引入會導(dǎo)致熔斷體本身在成型過程發(fā)生彎曲變形和低溫共燒過程由于收縮的不匹配（空穴的自由面收縮和電極上下兩種材料的不同收縮）出現(xiàn)彎曲、變形以及缺陷，從而影響熔斷體最基本的阻值、熔斷性能和安全分?jǐn)嗄芰?，?dǎo)致熔斷體阻值離散，過載情況下熔斷體出現(xiàn)非線性熔斷現(xiàn)象，電路短路時熔斷器無法安全分?jǐn)?，出現(xiàn)炸飛、炸裂、側(cè)噴或燒板等危害線路安全的現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，它包括絕緣基體、形成在所述絕緣基體內(nèi)的至少一個熔斷體以及形成在所述絕緣基體兩端部且與所述熔斷體相連接的端電極，其特征在于：它還包括形成在所述絕緣基體內(nèi)且位于所述熔斷體四周的至少一個滅弧層以及形成在所述滅弧層周面或/和所述熔斷體周面的至少一個緩沖層，所述緩沖層為容置空間或者具有多孔結(jié)構(gòu)。

優(yōu)化地，所述滅弧層的厚度為0.5~20mil，更優(yōu)選為1~10mil。

進一步地，所述滅弧層材料選自氧化鋁、氧化鋯、三氧化二硼、氧化硅、氧化鋅、氧化鋇和玻璃陶瓷的一種或多種組成的混合物。

優(yōu)化地，所述緩沖層的厚度為1mil~15mil，更優(yōu)選為3~10mil。

進一步地，所述緩沖層的材料選自碳黑、石墨、紫外光固化粘結(jié)劑、溶劑型粘結(jié)劑、微粉硅膠、氣霧氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、三氧化二硼、氧化硅、氧化鋅和氧化鋇的一種或多種組成的混合物。

優(yōu)化地，所述滅弧層的數(shù)量與所述熔斷體的數(shù)量一致，它形成在所述熔斷體任一表面上；所述滅弧層位于所述緩沖層和所述熔斷體之間。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種上述內(nèi)置緩沖層的熔斷器的制備方法，它包括以下步驟：

（a）將陶瓷漿料通過涂布或流延的方式在成型載板上形成陶瓷基底，隨后將其固化；

（b）采用絲網(wǎng)印刷的方式將熔斷體漿料印刷到所述陶瓷基底上，固化形成熔斷體；

（c）將滅弧層漿料通過涂布、流延或印刷的方式形成在熔斷體四周，固化形成滅弧層；采用絲網(wǎng)印刷的方式將緩沖層漿料印刷到所述滅弧層周面或/和所述熔斷體周面，固化形成緩沖層；

（d）再在所述緩沖層上通過涂布或流延陶瓷漿料形成陶瓷基體，進行固化；

（f）對得到的單顆產(chǎn)品進行排膠，再通過低溫共燒使陶瓷基體、熔斷體和緩沖層燒結(jié)到一起形成致密的產(chǎn)品；

（g）對燒結(jié)后的產(chǎn)品進行上端銀、電鍍鎳錫形成端電極即可。

優(yōu)化地，步驟（c）中，將滅弧層漿料通過涂布、流延或印刷的方式形成在熔斷體上方，固化形成滅弧層；采用絲網(wǎng)印刷的方式將緩沖層漿料印刷到所述滅弧層上方，固化形成緩沖層。

進一步地，它還包括步驟（e）：重復(fù)步驟（b）至步驟（d）一次或多次。

優(yōu)化地，步驟（g）中，對所述燒結(jié)后的產(chǎn)品進行倒角、上端、燒銀、電鍍工藝形成產(chǎn)品外部可用于內(nèi)外導(dǎo)通和用于焊接的熔斷器。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：

（1）這樣能夠保證熔斷體的平整性、一致性和完整性，克服了熔斷體在與緩沖層在排膠燒結(jié)過程中收縮不匹配或互相擴散，避免導(dǎo)致熔斷體發(fā)生變形、彎曲、缺陷等現(xiàn)象，確保了熔斷體的阻值分布集中，熔斷體熔斷線性度好，不會出現(xiàn)熔斷非線性現(xiàn)象，同時還可以確保線路工作正常；

（2）結(jié)合泄壓和滅弧兩個優(yōu)點，克服了小型熔斷器無法耐高電壓尤其是電路短路時出現(xiàn)強烈的放電飛弧現(xiàn)象而出現(xiàn)炸飛、炸裂、燒板等影響電路安全性能的異常現(xiàn)象的缺點，可以使現(xiàn)有熔斷器的耐電壓能力得到顯著提升，同時提升熔斷器產(chǎn)品能量密度，確保其在線路出現(xiàn)短路異常時能夠安全分?jǐn)啵?/p>

（3）可以確保熔斷體在過電流情況下熔斷位置位于緩沖層和滅弧層覆蓋區(qū)域，克服了熔斷器熔斷位置不在緩沖層和滅弧層覆蓋區(qū)而導(dǎo)致熔斷器熔斷時出現(xiàn)炸飛、炸裂、燒板等異?，F(xiàn)象的缺點，使熔斷器的耐電壓能力和安全分?jǐn)嗄芰Φ玫教嵘?，熔斷的安全性得到保證；

（4）可采用濕法成型方式，無需外力加壓成型，確保熔斷體、緩沖層和滅弧層不發(fā)生形變等現(xiàn)象，確保此結(jié)構(gòu)設(shè)計完整，保證產(chǎn)品在高電壓下的滅弧和耐壓性能尤其是線路出現(xiàn)短路異常時的安全分?jǐn)嗄芰Γ辉斐呻娐返陌踩[患，同時又保證熔斷器不發(fā)生異常熔斷不影響電路正常工作；可以在熔斷體四周均布置緩沖層、滅弧層，同時亦可以在熔斷體四周布置1個或多個緩沖層，使其耐壓性能和安全分?jǐn)嗄芰M一步提高；

（5）提高了玻璃陶瓷殼體的絕熱性能，可以有效降低熔斷器的電阻從而達到減少電路功耗節(jié)約電能的作用，該設(shè)計還可以提升熔斷器I2T能力，能夠提升熔斷器抗高脈沖的能力，同時該設(shè)計可改善長時間低過載時端頭焊錫熔融和燒板的安全問題。

附圖說明

附圖1本發(fā)明內(nèi)置緩沖層的熔斷器的俯視圖；

附圖2為附圖1的B-B剖視圖；

附圖3為附圖1的截面圖：（a）熔斷體的第一種形式，（b）熔斷體的第二種形式，（c）熔斷體的第三種形式；

附圖4為附圖1的第一種A-A剖視圖；

附圖5為附圖1的第二種A-A剖視圖；

附圖6為附圖1的第三種A-A剖視圖；

附圖7為附圖1的第四種A-A剖視圖；

附圖8為附圖1的第五種A-A剖視圖；

附圖9為附圖1的第六種A-A剖視圖；

附圖10為附圖1的第七種A-A剖視圖；

附圖11為附圖1的第八種A-A剖視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行進一步說明。

實施例1

如圖1至圖4所示的內(nèi)置緩沖層的熔斷器，主要包括絕緣基體1、端電極2、緩沖層3、熔斷體4和滅弧層5。

熔斷體4形成在絕緣基體1內(nèi)，數(shù)量至少有一個；可以根據(jù)實際的需要將其設(shè)置成對應(yīng)規(guī)格的厚度；它的形狀可以是直線形的或者彎曲的，并確保其熔斷位置在緩沖層3和滅弧層5覆蓋的區(qū)域，以達到泄壓和滅弧的效果。熔斷位置可以是收窄、預(yù)制空穴或凹槽等形狀，只要能夠確保在高電壓過電流條件下熔斷體4能夠有效熔斷即可；如圖3（a）所示的熔斷體4具有“兩頭大中間小”的形狀，即熔斷體4中部收窄使得兩端部的寬度大于中部的寬度，熔斷的區(qū)域通常處于其中部；如圖3（b）所示的熔斷體結(jié)構(gòu)與圖3（a）中的基本一致，不同的是：它的中部形成有空穴或凹槽；如圖3（c）所示的熔斷體整體呈彎曲的結(jié)構(gòu)，并在其中部形成有空穴或凹槽。

端電極2有兩個，它們形成在絕緣基體1的兩端部，并且與熔斷體4的兩端相連接，以用于與外部電路形成通路。滅弧層5也形成在絕緣基體1內(nèi)，數(shù)量至少有一個；它可以形成在熔斷體4的上下兩個表面上，也可以形成在與熔斷體4處于同一平面內(nèi)并位于其兩側(cè)并使得滅弧層5與熔斷體4相接觸（即滅弧層5形成在熔斷體4四周的任一處）；在本實施例中，滅弧層5的數(shù)量與熔斷體4的數(shù)量一致，它們分別對應(yīng)形成在熔斷體4的上表面處。緩沖層3同樣形成在絕緣基體1內(nèi)，數(shù)量至少有一個；其厚度為1mil~15mil，優(yōu)選為3~10mil，緩沖層3厚度過薄會導(dǎo)致產(chǎn)品熔斷時泄壓空間不夠，無法泄除產(chǎn)品熔斷時的所有能量；緩沖層3厚度過厚會導(dǎo)致產(chǎn)品的基體強度降低；它的材料可以選擇碳黑、石墨、紫外光固化粘結(jié)劑、溶劑型粘結(jié)劑、微粉硅膠、氣霧氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、三氧化二硼、氧化硅、氧化鋅和氧化鋇中的一種或多種組成的混合物；它形成在滅弧層5的周面上或/和熔斷體4的周面上；為密閉的容置空間或者具有多孔結(jié)構(gòu)的密閉容置空間（需要注意的是：緩沖層3可以是諸如弧形、方形等的各種形狀，只要滿足對應(yīng)的功能即可）；在本實施例中，緩沖層3形成在滅弧層5的上表面處使得滅弧層5位于緩沖層3和熔斷體4之間。在本實施例中，緩沖層3、熔斷體4和滅弧層5均有兩個，從而形成具有雙熔斷體4的熔斷器，能夠改善熔斷器的性能。上述結(jié)構(gòu)的熔斷器克服了熔斷體4在排膠、燒結(jié)過程中收縮不匹配或互相擴散的問題而導(dǎo)致熔斷體4發(fā)生變形、彎曲、缺陷等現(xiàn)象的缺點，確保了熔斷體4的阻值分布集中，熔斷體熔斷線性度好，不會出現(xiàn)熔斷非線性現(xiàn)象，同時還可以確保線路工作正常；結(jié)合泄壓和滅弧兩個優(yōu)點，克服了小型熔斷器無法耐高電壓尤其是電路短路時出現(xiàn)強烈的放電飛弧現(xiàn)象而出現(xiàn)炸飛、炸裂、燒板等影響電路安全性能的異?，F(xiàn)象的缺點，可以使現(xiàn)有熔斷器的耐電壓能力得到顯著提升，同時提升熔斷器產(chǎn)品能量密度，確保其在線路出現(xiàn)短路異常時能夠安全分?jǐn)?；可以確保熔斷體4在過電流情況下熔斷位置位于緩沖層3和滅弧層5覆蓋區(qū)域，克服了熔斷器熔斷位置不在緩沖層3和滅弧層5覆蓋區(qū)而導(dǎo)致熔斷器熔斷時出現(xiàn)炸飛、炸裂、燒板等異?，F(xiàn)象的缺點，使熔斷器的耐電壓能力和安全分?jǐn)嗄芰Φ玫教嵘?，熔斷的安全性得到保證；采用緩沖層3設(shè)計提高了玻璃陶瓷殼體的絕熱性能，可以有效降低熔斷器的電阻從而達到減少電路功耗節(jié)約電能的作用，可以提升熔斷器I2T能力，能夠提升熔斷器抗高脈沖的能力，改善長時間低過載時端頭焊錫熔融和燒板的安全問題。

上述內(nèi)置緩沖層的熔斷器的制備方法，它包括以下步驟：

（a）將陶瓷漿料通過常規(guī)的涂布或流延方式在成型載板上形成陶瓷基底，隨后通過UV光固化或加熱固化將陶瓷基底固化；

（b）采用常規(guī)的絲網(wǎng)印刷方式將熔斷體漿料按照絲網(wǎng)的圖形印刷到陶瓷基底上，通過UV光固化或加熱固化方式將熔斷體漿料固化；

（c）在固化的熔斷漿料上通過印刷或涂布或流延一層滅弧層漿料，通過UV光固化或加熱固化將滅弧層漿料固化；在滅弧層上方通過絲網(wǎng)印刷方式將緩沖層漿料印刷到固化的滅弧層滅弧層漿料上方，通過UV光固化或加熱固化方式將緩沖層漿料固化，

（d）再在緩沖層漿料上通過涂布或流延陶瓷漿料形成陶瓷基體，通過UV光固化或加熱固化將陶瓷基體固化；

（e）根據(jù)需要，重復(fù)步驟（b）至步驟（d）一次或多次；在本實施例中，緩沖層3、熔斷體4和滅弧層5均有兩個，因此重復(fù)一次即可；

（f）對得到的單顆產(chǎn)品（若步驟（e）的產(chǎn)品是單顆產(chǎn)品直接進行排膠即可；若步驟（e）的產(chǎn)品是由多個產(chǎn)品構(gòu)成的產(chǎn)品矩陣整板，則需要對其進行切割-剝離以得到單顆產(chǎn)品）進行排膠（將產(chǎn)品中陶瓷基體、熔斷體中的有機物通過高溫氧化以CO₂和H₂O的方式排除；將產(chǎn)品中緩沖層中的有機物、碳黑、石墨等通過高溫氧化以CO₂和H₂O的方式排除，形成一個封閉的容置空間或一個封閉的具有多孔結(jié)構(gòu)的容置空間），再通過低溫共燒使陶瓷基體、熔斷體和緩沖層燒結(jié)到一起形成致密的產(chǎn)品；

（g）將燒結(jié)后的產(chǎn)品通過倒角、上端、燒銀、電鍍工藝形成產(chǎn)品外部可用于內(nèi)外導(dǎo)通和用于焊接的熔斷器（上述現(xiàn)有的常規(guī)工藝）。

上述制備方法采用濕法成型方式，采用UV光或者加熱固化每層陶瓷基底、熔斷體、緩沖層和滅弧層，無需外力加壓成型，確保熔斷體、緩沖層和滅弧層不發(fā)生形變等現(xiàn)象，確保此結(jié)構(gòu)設(shè)計完整，保證產(chǎn)品在高電壓下的滅弧和耐壓性能尤其是線路出現(xiàn)短路異常時的安全分?jǐn)嗄芰?，不造成電路的安全隱患，同時又保證熔斷器不發(fā)生異常熔斷不影響電路正常工作。在本實施例中，緩沖層漿料可以選擇紫外光固化粘結(jié)劑、溶劑型粘結(jié)劑等基材，還可以選擇混合有碳黑、石墨、微粉硅膠、氣霧氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、三氧化二硼、氧化硅、氧化鋅、氧化鋇等中的一種或多種。滅弧層5的作用是沾滅高壓條件下電路中出現(xiàn)過載電流或電路短路異常時熔斷器熔斷時由于電壓作用出現(xiàn)的飛弧放電現(xiàn)象，滅弧層的厚度為0.5~20mil，更優(yōu)的厚度為1mil~10mil，滅弧層厚度過薄會無法完全覆蓋熔斷體，厚度過厚會導(dǎo)致熔斷過程的能量不足以沖破滅弧層達到緩沖層從而無法使緩沖層起到泄壓的目的；其材料可以選擇氧化鋁、氧化鋯、三氧化二硼、氧化硅、氧化鋅、氧化鋇、玻璃陶瓷中的一種或多種的混合物；也可以與絕緣基體材料一致，這樣可以確保熔斷體在低溫共燒時上下面收縮的一致性。而形成絕緣基體的陶瓷材料選擇具有低溫共燒能力的玻璃陶瓷材料，從而為熔斷體提供載體和增加基體致密性、強度和可靠性，抵抗外界機械沖擊，以及熔斷器內(nèi)部熔斷體熔斷產(chǎn)生的能量。

實施例2

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體40和滅弧層50的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層30與熔斷體40、滅弧層50之間的位置關(guān)系不同。如圖5所示，兩個緩沖層30中的一個形成在滅弧層50（兩個滅弧層50中處于上方的那個）的上表面，而另一個則形成在另一個熔斷體40的下表面處（兩個熔斷體40中處于下方的那個）。

實施例3

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體41和滅弧層51的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層31僅為一個，如圖6所示，它位于滅弧層51（兩個滅弧層51中處于上方的那個）的上表面。

實施例4

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體42和滅弧層52的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層32與熔斷體42、滅弧層52之間的位置關(guān)系不同。如圖7所示，兩個緩沖層32層疊形成在滅弧層52（兩個滅弧層52中處于上方的那個）的上表面。

實施例5

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體42和滅弧層52的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層32與熔斷體42、滅弧層52之間的位置關(guān)系不同。如圖7所示，兩個緩沖層32層疊形成在滅弧層52（兩個滅弧層52中處于上方的那個）的上表面。

實施例6

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體43和滅弧層53的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層33僅為一個，如圖8所示，它位于滅弧層53（兩個滅弧層51中處于下方的那個）的上表面。

實施例7

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體44和滅弧層54的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層34僅為一個，如圖9所示，它位于熔斷體44（兩個熔斷體44中處于下方的那個）的下表面處。

實施例8

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體45和滅弧層55的數(shù)量均為兩個，不同的是：緩沖層35為三個，如圖10所示，第三個緩沖層35位于熔斷體45（兩個熔斷體45中處于下方的那個）的下表面處。

實施例9

本實施例提供一種內(nèi)置緩沖層的熔斷器，其結(jié)構(gòu)與實施例1中的類似，熔斷體46和滅弧層56的數(shù)量均為四個，不同的是：緩沖層36為四個，如圖11所示，第一個緩沖層36位于滅弧層56（兩個滅弧層56中處于上方的那個）的上表面，第二個緩沖層36位于熔斷體46（兩個熔斷體46中處于下方的那個）的下表面處，剩余的兩個緩沖層36位于滅弧層56和熔斷體46的兩側(cè)。

上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。