專利名稱：低電阻聚合母體熔斷器裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔斷器，更尤其涉及一種使用箔熔斷元件的熔斷器。
背景技術(shù)：
熔斷器廣泛應(yīng)用于過流保護設(shè)備中，來阻止對電路代價巨大的破壞。典型地，熔斷端子或者觸點形成電源和電器件或者安置在電路中的器件的組合之間的電連接。一個或者多個可熔的連桿或者元件，或者熔斷元件組件連接在熔斷器端子或者觸點之間，使得當通過熔斷器的電流超過預(yù)定的閾值時，可熔的元件熔化、分解、切斷或者其它的斷開和熔斷器有關(guān)的電路，以阻止電器件的損壞。
近代電子設(shè)備的迅速擴大已經(jīng)導(dǎo)致對熔斷技術(shù)增加的需求。例如，常規(guī)的熔斷器包括密封在玻璃圓柱體或者管中或者懸置在管中的空間中的線熔斷元件(或者可替換地模壓的和/或成型的金屬熔斷元件)。熔斷元件在導(dǎo)電端帽之間延伸，導(dǎo)電端帽附著到管用于連接到電路。然而，當在電子應(yīng)用中使用印數(shù)電路板時，熔斷器通常非常小，對于這些類型的熔斷產(chǎn)生了制造和安裝的困難，其增加了熔斷產(chǎn)品的制造和裝配成本。
其它類型的熔斷器包括在高溫有機電介質(zhì)襯底(例如FR-4、苯酚或者其它聚合物基材料)上沉積的鍍覆金屬，以形成用于電子應(yīng)用中的熔斷元件?？梢允褂霉募夹g(shù)，將熔斷元件汽相沉積、絲網(wǎng)印刷、鍍覆或者涂覆到襯底，以及通過化學(xué)蝕刻或者激光修整形成熔斷元件的金屬化層可以改變?nèi)蹟嗥鞯男螤?。然而，在過流狀態(tài)的過程中，這些類型的熔斷器易于從熔斷元件到襯底傳導(dǎo)熱量，由此增加熔斷器的額定電流，而且增加了熔斷器的電阻，這可能不希望地影響了低壓電子電路。另外，當熔斷元件緊密接近于或者直接沉積在絕緣襯底上時，可能出現(xiàn)碳跡(carbon tracking)。碳跡將不允許熔斷器如熔斷器被預(yù)期的完全清除的或者斷開電路。
還有其它的熔斷器使用具有印刷厚膜導(dǎo)電材料，例如導(dǎo)電墨水的陶瓷襯底，形成成型的熔斷元件和用于連接到電路的導(dǎo)電墊。然而，不能控制印刷厚度和形狀可能導(dǎo)致熔斷的設(shè)備中不能容許的變化。而且，通常在高溫條件下燒制形成熔斷元件的導(dǎo)電材料，所以必須使用高溫陶瓷襯底。然而，在過流狀態(tài)中這些襯底易于起到散熱片的作用，從熔斷元件驅(qū)散熱量并增加熔斷器的電阻。
在很多電路中，高的熔斷器電阻對有源電路器件是有害的，并且在某些應(yīng)用中，由于熔斷器電阻的電壓作用可能造成有源電路器件的不能運行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)典型實施例，低電阻熔斷器包括第一中間絕緣層、第二中間絕緣層和由第一和第二中間絕緣層的每一個獨立地形成和制成的獨立式的熔斷元件層。熔斷元件層包括第一和第二接觸墊以及在它們之間的熔線(fusible link)。第一和第二中間絕緣層在獨立式的熔斷元件層的相反側(cè)延伸，并和其間的熔斷元件層疊在一起。
根據(jù)另一個典型實施例，提供了制造低電阻熔斷器的方法。該方法包括提供第一中間絕緣層，提供和第一中間絕緣層隔開的預(yù)形成的熔斷元件層，和粘著層疊第二中間絕緣層到熔斷元件層上的第一中間絕緣層。預(yù)形成的熔斷元件具有在第一和第二接觸墊之間延伸的熔線。
根據(jù)另一典型實施例，提供了制造低電阻熔斷器的方法。該方法包括提供具有預(yù)形成在其中的熔斷元件開口的第一中間絕緣層，提供和第一中間絕緣層隔開的預(yù)形成的熔斷元件層，粘著層疊第二中間絕緣層到第一中間絕緣層，具有在其之間延伸的熔斷元件層，并在第二中間絕緣層層疊到第一中間絕緣層之后通過熔斷元件開口將M點施加到熔線。預(yù)形成的熔斷元件層具有在第一和第二接觸墊之間延伸的熔線。
根據(jù)另一典型實施例，低電阻熔斷器包括第一和第二中間絕緣層，以及至少第一和第二中間絕緣層的其中一個包括穿過其中預(yù)形成的開口。薄箔熔斷元件層分別由第一和第二中間絕緣層形成，以及第一和第二中間絕緣層在熔斷元件層的相反側(cè)延伸，并耦合到那里。電弧淬火介質(zhì)位于預(yù)形成的開口內(nèi)部，并圍繞開口內(nèi)的熔斷元件層。


圖1是箔熔斷器的透視圖。
圖2是圖1所示的熔斷器的分解透視圖。
圖3是制造圖1和2所示的熔斷器的方法的工藝流程圖。
圖4是箔熔斷器的第二個實施例的分解透視圖。
圖5是箔熔斷器的第三個實施例的分解透視圖。
圖6-10是用于圖1-5所示的熔斷器的熔斷元件形狀的頂視平面圖。
圖11是熔斷器的第四個實施例的分解透視圖。
圖12是制造圖11所示的熔斷器的方法的工藝流程圖。
圖13是熔斷器的第五個實施例的透視圖。
圖14是圖13所示的熔斷器的分解圖。
圖15是熔斷器的第六個實施例的分解圖。
圖16是熔斷器的第七個實施例的分解圖。
圖17是熔斷器的第八個實施例的示意圖。
圖18是熔斷元件的實施例的頂視平面圖。
圖19是熔斷元件的另一實施例的頂視平面圖。
圖20是熔斷器制造的分解圖。
圖21是低電阻熔斷器的另一典型實施例的分解圖。
圖22是制造圖21所示的熔斷器的方法的典型工藝流程圖。
圖23是制造低電阻熔斷器的另一方法的典型工藝流程圖。
圖24是制造低電阻熔斷器的另一典型方法的工藝流程圖。
圖25是制造低電阻熔斷器的另一典型方法的工藝流程圖。
圖26是低電阻熔斷器的另一熔斷器的典型實施例的分解圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的典型實施例的箔熔斷器10的透視圖。為了下面陳述的原因，認為熔斷器10是比常規(guī)熔斷器更低成本制造的，同時提供顯著的性能優(yōu)點。例如，相對于公知的可比較的熔斷器認為熔斷器10具有降低的電阻和在已經(jīng)操作熔斷器之后增加的絕緣電阻。通過使用用于形成可熔線和安裝到聚合膜上的接觸端子的薄膜金屬箔材料，至少部分地獲得獲得這些優(yōu)點。這里為了描述的目的，認為薄金屬箔材料在厚度上從大約1到大約100微米變化，更尤其是從大約1到大約20微米變化，以及在優(yōu)選實施例中從大約3到大約12微米變化。
當用薄金屬箔材料制成時，盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的至少一個熔斷器特別有利，但是應(yīng)考慮到，其它的金屬化技術(shù)也是有益的。例如，對于需要小于3到5微米的金屬化形成熔斷元件的較低熔斷額定值，根據(jù)本領(lǐng)域的公知的技術(shù)可以使用薄膜材料，包括但不局限于濺射的金屬薄膜。還應(yīng)當理解的是本發(fā)明的情況還可以應(yīng)用到無電金屬鍍覆結(jié)構(gòu)和厚膜絲網(wǎng)印刷結(jié)構(gòu)。因此僅僅為了說明的目的描述熔斷器10，這里熔斷器10的描述不意味著將本發(fā)明的情況限制到熔斷器10的特例。
熔斷器10是下面具體描述的層狀結(jié)構(gòu)，并包括箔熔斷元件(圖1中未示出)，該箔熔斷元件在焊料觸點12之間電延伸并和焊料觸點12(有時稱為焊料隆起墊)是導(dǎo)電關(guān)系。在使用中，焊料觸點12耦接到端子、接觸墊或者印刷電路板(未示出)的電路端子，以通過熔斷器10，或者更尤其通過熔斷元件形成電路。當流過熔斷器10的電流到達不容許的極限時，根據(jù)熔斷器的特性和應(yīng)用在熔斷器10的制造中的特殊材料，熔斷元件熔化、汽化或者其它的通過熔斷器斷開電路并阻止對電路中和熔斷器10有關(guān)的器件代價巨大的破壞。
在說明性的實施例中，熔斷器10在形狀上通常是矩形的，并包括適合于熔斷器10表面安裝到印刷電路板，同時占有較小空間的寬W、長L和高H。例如，在一個特殊實施例中，L是大約0.060英寸，W是大約0.030英寸，以及H顯著小于L或者W以保持熔斷器10的低側(cè)面。在下面這將變得顯而易見，H近似地等于構(gòu)成熔斷器10使用的多個層的組合厚度。然而，可以承認的是，熔斷器10的實際尺寸可以從這里所述的說明性的尺寸變化到更大或者更小的尺寸，在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下，包括大于一英寸的尺寸。
還可以承認的是，除了用于連接熔斷器10到電路所例舉的焊料觸點12之外，本發(fā)明的至少一些益處可以通過使用其它熔斷器端子來實現(xiàn)。因此，例如，根據(jù)必須規(guī)定的或者預(yù)期的，可以使用環(huán)繞的端子、浸漬的鍍金屬端子、鍍覆的端子、塔狀的觸點和其它公知的連接方案作為焊料觸點12的替換。
圖2是說明應(yīng)用在熔斷器10的結(jié)構(gòu)中的多個層的熔斷器10的分解透視圖。特別地，在典型實施例中，熔斷器10基本上是由包括夾在上下中間絕緣層22，24之間的箔熔斷元件20的五層構(gòu)成的，上下絕緣層22，24又依次夾在上下外絕緣層26，28之間。
在一個實施例中，箔熔斷元件層20是根據(jù)公知技術(shù)施加到低中間絕緣層24的，電沉積(electro deposited)的3-5微米厚的銅箔。在典型實施例中，箔是可以從Olin股份有限公司得到的CopperBondExtra Thin Foil，薄熔斷元件層20形成為大寫字母I的形狀，在矩形接觸墊32，34之間延伸的狹窄的熔線30。當流過熔線30的電流大到特定大小時，確定熔線30斷開。例如，在典型實施例中，熔線30大約是0.003英寸寬，使得熔斷器在小于1安培時運行。然而，可以理解的是，在替換實施例中，可以使用多種尺寸的熔線，以及薄熔斷元件層20可以由其它金屬箔形成，包括但是不局限于鎳、鋅、錫、鋁、銀及其合金(例如，銅/錫，銀/錫和銅/銀合金)以及其它代替銅箔的導(dǎo)電箔材料。在替換實施例中，9微米或者12微米厚的箔材料可以被使用和化學(xué)地蝕刻，來減小熔線的厚度。另外，在另外的實施例中可以使用公知的M效果的熔斷技術(shù)，以增強熔線的操作。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，熔線的性能(例如短路和中斷能力)取決于并主要由所使用的材料的熔化溫度和熔線的形狀確定，并且通過每一個的變化，可以獲得具有不同工作特性的實際上無限數(shù)量的熔線。而且，不止一個熔線可以平行地延伸，以進一步改變?nèi)蹟嘈阅堋Ｔ谶@種實施例中，多個熔線可以在一個熔斷元件層中的接觸墊之間平行地延伸，或者可以使用包括在垂直層疊結(jié)構(gòu)中彼此平行延伸的熔線的多個熔斷元件層。
為了選擇制造具有想要的熔斷元件額定值的熔斷元件層20的材料，或者為了確定確定由所選擇的材料制造的熔斷元件額定值，已經(jīng)確定，熔斷性能主要取決于三個參數(shù)，包括熔斷元件形狀、圍繞熔斷元件的材料的導(dǎo)熱率和熔化金屬的熔化溫度。已經(jīng)得出的是，這些參數(shù)的每一個確定熔斷器的時間和電流的特性。因此，通過對熔斷元件層的材料、圍繞熔斷元件層的材料和熔斷元件層的形狀的仔細選擇，可以制造合格的低電阻熔斷器。
首先考慮熔斷元件20的形狀，為了說明的目的，將分析典型熔斷元件層的特性。例如，圖6描述了包括典型尺寸的相對簡單的熔斷元件形狀的平面圖。
參考圖6，通常大寫字母I形狀的熔斷元件層形成在絕緣層上。通過形成熔斷元件層使用的金屬的導(dǎo)電率(ρ)、熔斷元件層的尺寸情況(也就是熔斷元件的長度和寬度)和熔斷元件層的厚度決定熔斷元件層的熔斷特性。在說明性的實施例中，熔斷元件層20由3微米厚的銅箔構(gòu)成，已知該銅箔具有l(wèi)/ρ*cm或者大約0.016779Ω/的薄層電阻(對于1微米厚度測量的)，其是在考慮到以“正方形”表達的熔斷元件部分的尺寸比。
例如，考慮圖6所示的熔斷元件，熔斷元件包括可以識別的三個不同的部分，具有對應(yīng)于第一部分的尺寸l1和w1，對應(yīng)于第二部分的尺寸l2和w2，對應(yīng)于第三部分的尺寸l3和w3。通過對這些部分中的正方形求和，可以以稍微直接的方式近似確定熔斷元件層的電阻。因此，對于圖6中所示的熔斷元件正方形的數(shù)量＝(l1/w1+l2/w2+l3/w3) (1)＝(10/20+30/4+10/20)＝8.5’s.
現(xiàn)在根據(jù)下述的關(guān)系可以確定熔斷元件層的電阻(R)熔斷元件R＝(薄層電阻率)*(數(shù)量’s)/T(2)其中T是熔斷元件層的厚度。繼續(xù)上述的例子和使用方程(2)，可以看出熔斷元件電阻＝(0.016779Ω/)*(8.5)/3＝0.0475Ω當然，同樣可以以類似的方式確定更復(fù)雜形狀的熔斷元件的電阻。
現(xiàn)在考慮圍繞熔斷元件層的材料的導(dǎo)熱率，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，通過關(guān)系式控制不同材料的子容量之間的熱流(H) 其中Km，n是材料的第一子容量導(dǎo)熱率；Km+1，n是材料的第二子容量熱導(dǎo)率；Z是的材料的厚度；θ是在所選擇的參考點子容量m，n的溫度；Xm，n是從參考點測量的第一子容量的第一座標位置，以及Yn是從參考點測量的第二座標位置，以及Δt是所關(guān)心的時間值。
盡管可以非常具體地研究方程(3)來確定分層的熔斷結(jié)構(gòu)的精確熱流特性，但是在這里介紹的主要是示出在熔斷器中的熱流正比于所使用的材料的導(dǎo)熱率。在下面的表格中列出一些典型的已知材料的導(dǎo)熱率，可以看出的是，通過降低在熔斷元件周圍的熔斷器中使用的絕緣層的導(dǎo)熱率，可以顯著地降低熔斷器中的熱流。特別要注意的是聚酰亞胺的顯著較低的導(dǎo)熱率，其應(yīng)用在本發(fā)明例舉的實施例中作為熔斷元件層上面和下面的絕緣材料。
襯底的導(dǎo)熱率(W/mK)

現(xiàn)在考慮在熔斷元件層的制造中使用的熔斷金屬的操作溫度，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，通過下述關(guān)系控制在所給時間點時熔斷元件層的操作溫度θtθt＝(1/m*s)*∫i2Ram(1+αθ)dt(4)其中m是熔斷元件層的質(zhì)量，s是形成熔斷元件層的材料的比熱，Ram是在環(huán)境參考溫度θ時熔斷器元件層的電阻，i是流過熔斷元件層的電流，以及α是用于熔斷元件材料的電阻溫度系數(shù)。當然，熔斷元件層具有通過熔斷器高達熔斷元件材料的熔化溫度結(jié)束電路功能。在下面的表格中列出熔斷元件材料通常使用的典型熔點，并被標明，由于允許熔斷元件的較高額定電流的銅的顯著較高的熔化溫度，所以在本發(fā)明中銅熔斷元件層特別有利。
金屬和金屬合金熔化溫度(℃)

現(xiàn)在將明顯可見的是，考慮對于熔斷元件層的熔化溫度、圍繞熔斷元件層的材料的導(dǎo)熱率和熔斷元件層的電阻的綜合作用，可以制造具有多種工作特性的容許的低電阻熔斷器。
回過來參考圖2，上中間絕緣層22覆蓋在箔熔斷元件層20上面，并包括通過其延伸的矩形終端開口36、38或者窗口，以便于向各個箔熔斷元件層20的接觸墊32、34電連接。圓形的熔線開口40在終端開口36、38之間延伸并覆蓋在箔熔斷元件層20的熔線30上面。
下中間絕緣層24在箔熔斷元件層20的下面并包括在箔熔斷元件層20的熔線30下面的圓形的熔線開口42。同樣地，熔線30跨過上下中間絕緣層22、24中的各個熔線開口40、42延伸，使得當熔線30在箔熔斷元件20的接觸墊32、34之間延伸時，熔線30和任一中間絕緣層22、24的表面接觸。換句話說，當熔斷器10完全形成時，根據(jù)各個中間絕緣層22、24中的熔線開口40、42，在空氣槽中有效地懸置(suspend)熔線30。
同樣地，熔線開口40、42阻止熱量傳輸?shù)皆诔Ｒ?guī)熔斷器中有助于增加熔斷器的電阻的中間絕緣層22、24。因此，熔斷器10在比已知熔斷器更低的電阻下運行，并由此比已知的可比較熔斷器更少的電路擾動。另外，不像已知的熔斷器，通過熔線開口40、42產(chǎn)生的空氣槽抑制電弧軌跡，并通過熔線30促進電路的完全消除。在另一實施例中，當熔線運行時，適當形狀的空氣槽可以有利于其中氣體的排出，并減緩不希望的氣體積累和對熔斷器的內(nèi)部壓力。因此，盡管在典型實施例中開口40、42被例舉為基本的圓形，但是在不超出本發(fā)明的范圍和精神的條件下，可以另外使用非圓形的開口40、42。另外，設(shè)想可以使用不對稱的開口作為中間絕緣層22、24中的熔線開口。更進一步，代替或者除了如上所述的空氣之外，設(shè)想熔線開口還可以由固體或者氣體填充以抑制電弧軌跡。
在說明性的實施例中，上下中間絕緣層分別由電介質(zhì)膜構(gòu)成，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.002英寸厚的聚酰亞胺。然而，可以理解的是，在替換實施例中，代替KAPTON可以使用其它適合的電絕緣材料，來自Ube企業(yè)，市場上可買的得到的UPILEX聚酰亞胺材料，來自Rogers公司的市場上可買的得到的Pyrolux、聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)(有時稱作PEN)、Zyvrex液晶聚合物材料等。
上外絕緣層26覆蓋在上中間層22上面并包括基本上與上中間絕緣層22重合的終端開口36、38的矩形終端開口46、48。上外絕緣層26中的終端開口46、48和上中間絕緣層22中的終端36、38一起在薄熔斷元件接觸墊32、34上面形成各自的空腔。當開口36、38、46、48充滿焊料(圖2中未示出)時，焊料接觸墊12(在圖1中示出)以形成和熔斷元件接觸墊32、34電連接，用于連接到例如印刷電路板上的外電路。連續(xù)的表面50在覆蓋在上中間絕緣層22的熔線開口40之上的上外絕緣層26的終端開口46、48之間延伸，由此密封和充分地絕緣熔線30。
在另一實施例中，上外絕緣層26和/或下外絕緣層28由半透明或者透明材料構(gòu)成，這種材料有利于熔線開口40、42內(nèi)斷開的熔斷器的直觀指示。
下外絕緣層28在下中間絕緣層24下面，并且是實心的，也就是不具有開口。下外絕緣層28的連續(xù)實心表面由此充分地絕緣下中間絕緣層24的熔線開口42上面的熔線30。
在說明性的實施例中，上和下外絕緣層分別由電介質(zhì)膜構(gòu)成，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.005英寸厚的聚酰亞胺膜?？梢岳斫獾氖?，然而在替換實施例中，可以應(yīng)用其它適合的電絕緣材料，例如CIRLEX粘著性的聚酰亞胺疊片材料，Pyrolux，聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)等。
為了描述所應(yīng)用的構(gòu)成熔斷器10的典型制造工藝，根據(jù)下述表格參看熔斷器10的層

使用這些標記，圖3是制造熔斷器10(在圖1和2中示出)制造熔斷器10的典型方法60的流程圖。根據(jù)已知的層疊方法將箔熔斷元件層20(層3)層疊到下中間絕緣層24(層4)。然后使用已知的技術(shù)將箔熔斷元件層20(層3)蝕刻64成下中間絕緣層24上期望的形狀，包括但是不局限于使用氯化鐵溶液。在典型實施例中，如上面關(guān)于圖2所述的，根據(jù)已知的蝕刻工藝，形成箔熔斷元件層20(層3)，使得大寫字母I形狀的箔熔斷元件保留，。在替換實施例中，代替蝕刻操作可以使用沖切操作形成熔線30和接觸墊32、34。
在已經(jīng)實現(xiàn)從下中間絕緣層(層4)形成64箔熔斷元件層(層3)之后，根據(jù)已知的層疊技術(shù)，從步驟62將上中間絕緣層22(層2)層疊66到預(yù)層疊的箔熔斷元件層20(層3)和下中間絕緣層(層4)。三層的疊片由此和夾在中間絕緣層22、24(層2和4)之間的箔熔斷元件層20形成在一起。
然后根據(jù)已知的蝕刻、沖孔或者鉆孔工藝，將終端開口36、38和熔線開口40(全部在圖2中示出)形成68在上中間絕緣層22(層2)中。根據(jù)已知的工藝，包括但不局限于蝕刻、沖孔或者鉆孔，熔線開口42(如圖2所示)還形成68在下中間絕緣層28中。由此通過上中間絕緣層22(層2)中的終端開口36、38露出熔斷元件層接觸墊32、34(圖2中所示)。熔線30(圖2中所示)暴露在各個中間絕緣層22、24(層2和4)熔線開口40、42中。在替換實施例中，代替蝕刻操作可以使用沖切操作、鉆孔和沖孔操作形成熔線開口40、42和終端開口36、38。
在將開口或者窗口形成68到中間絕緣層22、24(層2和4)中之后，從步驟66到68將外絕緣層26、28(層1和5)層疊70到三層組合體(層2、3和4)。使用本領(lǐng)域已知的工藝和技術(shù)將外絕緣層26、28(層1和5)層疊到三層組合體。
在將外絕緣層26、28(層1和5)層疊形成70五層組合體之后，根據(jù)已知的方法和技術(shù)將終端開口46、48形成72到上外絕緣層26(層1)中，使得通過上外絕緣層26(層1)露出熔斷元件接觸墊32、34(圖2中所示)，和通過各自的終端開口36、38和46、48露出上中間絕緣層22(2)。然后用和熔斷器10的運行特性，例如電壓或者電流額定值，熔斷器分類代碼等有關(guān)的標記標識74下外絕緣層28(層5)?？梢愿鶕?jù)已知的工藝，例如，像激光標記、化學(xué)蝕刻或者等離子蝕刻進行標識74?？梢岳斫獾氖牵谔鎿Q實施例中，可以使用其它已知的導(dǎo)電接觸墊代替焊料觸點12，這些導(dǎo)電接觸墊包括但不局限于鎳/金、鎳/錫、鎳/錫-鉛和鍍錫墊。
然后施加76焊料來完成和熔斷元件接觸墊32、34(圖2所示的)電連接的焊料觸點12(圖1所示的)。因此，當焊料觸點12耦接到帶電電路的線和負載電連接時，通過熔線30(圖2所示的)可以建立電連接。
盡管僅僅根據(jù)到現(xiàn)在為止所述的方法可以制造熔斷器10，但是在替換實施例中，可以以薄片的形式共同制造熔斷器10，并然后分割78成單個的熔斷器10。當在分批法形成時，通過對蝕刻和沖切工藝的精確控制可以同時形成多種形狀和尺寸的熔線30。另外，在連續(xù)制造工藝中可以使用卷裝進出層疊工藝，以用最少的時間制造很多熔斷器。
另外，在不脫離上述基本方法的條件下可以制造包括附加層的熔斷器。因此，可以利用多個熔斷元件層和/或附加絕緣層以制造具有不同工作特性和多種封裝尺寸的熔斷器。
因此，使用廉價的已知技術(shù)和工藝在成批次工藝中使用低成本、廣泛可利用的材料可以有效地形成熔斷器。光化學(xué)蝕刻工藝允許比較精確地形成具有均勻厚度和導(dǎo)電性的薄熔斷元件層20的熔線30和接觸墊32、34，甚至對于非常小的熔斷器，以最小化熔斷器10的最終特性中的變化。而且，使用薄金屬箔材料形成熔斷元件層20使得可以構(gòu)成和已知可比較的熔斷器非常低電阻的熔斷器。
圖4是除了下中間絕緣層24的結(jié)構(gòu)之外，基本上類似于熔斷器10(以上關(guān)于圖1-3所述的)的箔熔斷器90的第二個實施例的分解透視圖。特別地，在下中間絕緣層24中的熔線開口42(圖2中所示的)沒有存在于熔斷器90中，以及熔線30直接跨過下中間絕緣層24的表面延伸。因為熔線開口40將抑制或者至少減少從熔線30到中間絕緣層22、24的熱傳輸，這種特殊結(jié)構(gòu)滿足中間溫度時的熔斷操作。因此在熔斷器運行過程中熔斷器90的電阻降低了，以及在上中間絕緣層40中的熔線開口40抑制電弧軌跡并有利于通過熔斷器完全消除電路。
當然除了沒有在下中間絕緣層24中形成熔線開口42(圖2中所示的)之外，基本上根據(jù)方法60(以上關(guān)于圖1-3所述的)構(gòu)成熔斷器90。
圖5是除了上中間絕緣層22之外，基本上類似于熔斷器90(關(guān)于對圖4以上的描述)的箔熔斷器100的第三實施例的分解透視圖。特別地，在上中間絕緣層22中的熔線開口40(圖2中所示的)沒有存在于熔斷器100中，以及熔線30直接跨過上下中間絕緣層22、24的表面延伸。
當然除了沒有在中間絕緣層22、24中形成熔線開口40和42(圖2中所示的)之外，基本上根據(jù)方法60(以上關(guān)于圖1-3所述的)構(gòu)成熔斷器100。
可以理解的是，在上述實施例的任何一個中可以使用薄陶瓷襯底代替聚合物薄膜，但是具有熔斷器100以確保熔斷器的適當運行可能是特別可取的。例如，在本發(fā)明的替換實施例中可以使用低溫度共同可點燃(cofireable)的陶瓷材料。
為了形成可熔的連接，在薄金屬化的箔金屬使用上述的蝕刻和沖切工藝，可以形成多種不同形狀的金屬箔熔線來滿足特別性能的目標。例如，圖6-10描述了多種共同具有典型尺寸的熔斷元件形狀，其可以應(yīng)用在熔斷器10(圖1和2所示的)、熔斷器90(圖4所示的)和熔斷器100(圖5所示的)中。
圖11是熔斷器120的第四個實施例的分解透視圖。就像上述的熔斷器一樣，熔斷器120提供圖11中描述的層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。特別地，在典型實施例中，熔斷器120基本上由五層構(gòu)成，包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。
依照上述的實施例，熔斷元件20是根據(jù)已知技術(shù)施加到下中間絕緣層24的電沉積的3-20微米厚的銅箔。以具有在矩形接觸墊32、34之間延伸的狹窄熔線30的大寫字母I型的形狀形成薄熔斷元件層20，該層定為在流過熔線30的電流小于約20安培時打開。然而，還應(yīng)考慮到，可以使用多種尺寸的熔線，以及代替銅箔薄熔斷元件層20可以由多種金屬箔材料和合金構(gòu)成。
上中間絕緣層22覆蓋在箔熔斷元件層20之上，并包括穿過其延伸并覆蓋箔熔斷元件層20的熔線30的圓形熔線開口40。和上述的熔斷器10、90和100比較，在熔斷器120中的上中間絕緣層22不包括終端開口36、38(圖2-5中所示的)，而是除了熔線開口40之外的任何地方都是實心的。
下中間絕緣層24覆蓋在箔熔斷元件層20之上，并包括覆蓋箔熔斷元件層20的熔線30的圓形熔線開口42。同樣地，熔線30跨過上下中間絕緣層22、24中各自的熔線開口40、42延伸，使得當熔線30在箔熔斷元件20的接觸墊32、34之間延伸時，熔線30接觸任一中間絕緣層22、24的表面。換句話說，當熔斷器10完全構(gòu)成時，根據(jù)各個中間絕緣層22、24中的可熔連接開口40、42，熔線30被懸置在空氣槽中。
同樣地，熔線開口40、42阻止熱量傳輸?shù)街虚g絕緣層22、24，在常規(guī)熔斷器中該熱量有助于增加熔斷器的電阻。因此熔斷器120運行在比已知的熔斷器更低的電阻，并由此比已知的可比較熔斷器的電路波動更小。另外，不像已知的熔斷器，由熔線開口40、42產(chǎn)生的空氣槽包括抑制電弧軌跡，并通過熔線30促進電路的完全消除。更進一步，當熔線運行時空氣槽提供排出其中的氣體，緩解不希望的氣體積累和對熔斷器的內(nèi)部壓力。
如上面所指出的，在替換實施例中，上下中間絕緣層分別由電介質(zhì)膜構(gòu)成，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.002英寸厚的聚酰亞胺。在替換實施例中，可以應(yīng)用其它適合的電絕緣材料，例如CIRLEX粘著性的聚酰亞胺疊片材料，Pyrolux、聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)(有時稱為PEN)、來自Rogers公司的從市場可買得到的Zyvrex液晶聚合物材料等。
上外絕緣層26覆蓋在上中間絕緣層22之上，以及包括在上絕緣層26上面延伸并覆蓋上中間絕緣層22的熔線開口40的連續(xù)表面50，由此圍住并由此絕緣熔線30。特別地，如圖11所示，上外層122不包括終端開口46、48(圖2-5所示的)。
在另一實施例中，上外絕緣層122和/或下外絕緣層124由半透明或者透明材料構(gòu)成，這種材料有利于熔線開口40、42內(nèi)斷開的熔斷器的直觀指示。
下外絕緣層124覆蓋在下中間絕緣層24之上并是實心的，也就是沒有開口。因此下外絕緣層124的連續(xù)實心表面充分地絕緣下中間絕緣層24的熔線開口42下面的熔線30。
在說明性的實施例中，上和下外絕緣層分別由電介質(zhì)膜構(gòu)成，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.005英寸厚的聚酰亞胺。然而，可以理解的是，在替換實施例中，可以應(yīng)用其它適合的電絕緣材料，例如CIRLEX粘著性的聚酰亞胺疊片材料、Pyrolux、聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)等。
不像在圖2-5中描述的熔斷器的上述實施例一樣，其包括焊料隆起墊終端、上外絕緣層122和下外絕緣層124，每個都包括形成到其每個橫向側(cè)并在熔線接觸墊32、34的上面和下面延伸的細長終端槽126、128。當組裝熔斷器的層時，在其垂直表面上金屬化槽126、128，以在熔斷器120的每個橫向端和上中間絕緣層和下中間絕緣層22、24的金屬化的垂直橫向表面130、132，以及分別在上和下外絕緣層122、124的外表面上延伸的金屬化的帶134、136一起形成接觸終端。因此，熔斷器120可以表面安裝到印刷電路板上，同時和熔斷元件接觸墊32、34建立電連接。
為了描述用于構(gòu)成熔斷器120的典型制造工藝，根據(jù)下述表格涉及的熔斷器120的層

使用這些名稱，圖12是制造熔斷器120(圖11所示的)的典型方法150的流程圖。根據(jù)已知的層疊技術(shù)將箔熔斷元件層20(層3)層疊152到下中間絕緣層24(層4)，以形成金屬化的結(jié)構(gòu)。然后使用已知的技術(shù)，包括但不局限于使用氯化鐵溶液蝕刻工藝，以希望的形狀將箔熔斷元件層20(層3)形成154到下中間絕緣層24(層4)上。在典型實施例中，形成箔熔斷元件層20(層3)，使得如上所述留下大寫字母I型的箔熔斷器。在替換實施例中，代替蝕刻操作，可以使用沖切操作，以形成熔線30的接觸墊32、34?？梢岳斫獾氖?，在本發(fā)明另外的和/或替換實施例中可以使用多種形狀的可熔元件，包括但不局限于圖6-10中描述的那些形狀的可熔元件。還應(yīng)考慮到，在另外的和/或替換實施例中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，可以使用濺射工藝、鍍覆工藝、絲網(wǎng)印刷工藝等金屬化和形成熔斷元件層。
在已經(jīng)完成從下中間絕緣層(層4)形成154箔熔斷元件層(層3)之后，根據(jù)已知的層疊技術(shù)從步驟152將上中間絕緣層22(層2)層疊156到預(yù)層疊的箔熔斷元件層20(層3)和下中間絕緣層24(層4)。由此形成具有夾在中間絕緣層22、24(層2和4)之間的箔熔斷元件層20(層3)的三層層疊體。
然后在上中間絕緣層22(層2)中形成158可熔的連桿開口40(如圖11中所示的)和在下中間絕緣層24中形成熔線開口42(如圖11所示的)。熔線30(如圖11所示的)暴露在各個中間絕緣層22、24(層2和4)的熔線開口40、42中。在典型實施例中，根據(jù)已知的蝕刻、沖孔、鉆孔和沖切操作形成開口40，以形成熔線開口40和42。
在將開口蝕刻158到中間絕緣層22、24(層2和4)之后，從步驟156和158將外絕緣層122、124(層1和5)層疊160成三層組合體(層2、3和4)。使用本領(lǐng)域已知的工藝和技術(shù)將外絕緣層122、124(層1和5)層疊160成三層組合體。
尤其可以有利于本發(fā)明的目的的一種層疊形式利用不流動聚酰亞胺預(yù)浸處理材料，例如使用從Arlon Materials for Electronics of Bear，Delaware可獲得的那些材料。這些材料具有在丙烯酸粘合劑下面的擴展特性，該粘合劑降低通孔故障的概率，以及在不層離的條件下比其它疊層粘合劑更能確保熱循環(huán)。然而，可以理解的是，粘合劑的需求可以依賴于制造的熔斷器的特性變化，以及因此可能不適合于一種類型的熔斷器或者熔斷額定值的疊層粘合劑對于另一種類型的熔斷器或者熔斷額定值可能是容許的。
不像外絕緣層26、28(圖2所示的)，使用其外表面和中間絕緣層相對的銅箔金屬化外絕緣層122、124(圖11所示的)。在說明性的實施例中，這可以使用包括沒有粘合劑和銅箔層疊在一起的聚酰亞胺薄片通過CIRLEX聚酰亞胺技術(shù)實現(xiàn)，粘合劑可以兼顧熔斷器的正確操作。在另一典型實施例中，這可以使用沒有粘合劑和濺射的金屬膜層疊的Espanex聚酰亞胺薄片來實現(xiàn)。應(yīng)考慮到，為此目的，代替銅箔，可以使使用其它的導(dǎo)電材料和合金，以及另外，代替在替換實施例中的CIRLEX材料，通過其它的工藝和技術(shù)可以金屬化外絕緣層122、124。
在外絕緣層122、124(層1和5)層疊160以形成五層組合體之后，通過在步驟160中形成的五層組合體形成164對應(yīng)于槽126、128的細長通孔。在不同的實施例中，當形成164槽126、128時，對它們進行激光加工、化學(xué)蝕刻、等離子體蝕刻、沖孔或者鉆孔。然后通過蝕刻工藝在外絕緣層122、124的金屬化外表面上形成166槽終端帶134、136(圖11所示的)，并蝕刻熔斷元件層20以露出終端槽126、128內(nèi)部的熔斷元件層接觸墊32、34(圖11所示的)。在蝕刻166層狀組合體以形成終端帶134、136和蝕刻熔斷元件層20以露出熔斷元件層接觸墊32、34之后，根據(jù)鍍覆工藝金屬化168終端槽126、128，以實現(xiàn)槽126、128中的金屬化接觸終端。在典型實施例中，在已知的鍍覆工藝中可以使用鎳/金、鎳/錫和鎳/錫-鉛，以實現(xiàn)槽126、128中的終端。同樣地，可以制造尤其適合于表面安裝到例如印刷電路板的熔斷器120，雖然在其它應(yīng)用中，可以使用其它的連接方案代替安裝表面。
在替換實施例中，代替上面的槽126、128中的通孔金屬化，可以使用包括圓柱形的通孔的塔狀接觸終端。
一旦完成槽126、128中的接觸終端，然后使用和熔斷器120(圖120中所示的)的運行特性，例如電壓或者電流額定值、熔斷器分類代碼等有關(guān)的標記標識170下外絕緣層124(層5)。可以根據(jù)已知的工藝。例如激光標記、化學(xué)蝕刻或者等離子體蝕刻完成標識170。
盡管熔斷器120可以只根據(jù)至此描述的方法來制造，在說明性的實施例中，熔斷器120以薄片共同地制造然后分割172成單獨的熔斷器120。當在分批法形成時，通過對蝕刻和沖切工藝的精確控制，可以同時形成多種形狀和尺寸的熔線30(圖11所示的)。另外，在連續(xù)制造工藝中可以使用卷裝進出層疊工藝，以用最少的時間制造很多熔斷器?？梢允褂昧硗獾母郊尤蹟嘣雍?或絕緣層以提供增加熔斷額定值和物理尺寸的熔斷器。
一旦完成制造，當接觸終端耦合到帶電電路的線和負載電連接時，通過熔線30(圖11所示的)可以建立電連接。
可以理解的是，通過消除中間絕緣層22、24中的一個或者兩個熔線開口40、42，如上面圖4和5所述可以進一步改變?nèi)蹟嗥?20。因此，對于熔斷器120不同的應(yīng)用和不同的運行溫度，可以改變?nèi)蹟嗥?20的電阻。
在另外的實施例中，一個或者兩個外絕緣層122、124可以由半透明材料構(gòu)成，以通過外絕緣層122、124提供局部的熔斷狀態(tài)。因此，當熔線30運行時，可以很容易地確定用于替換的熔斷器120，當在電力系統(tǒng)中使用很多熔斷器其可能尤其有利。
根據(jù)上述方法，因此可以使用廉價的已知技術(shù)和工藝，以分批法采用低成本的廣泛可利用的材料有效地形成熔斷器。光化學(xué)蝕刻工藝允許稍微精確的形成具有均勻厚度和導(dǎo)電性的薄熔斷元件層20的熔線30和接觸墊32、34，甚至對于非常小的熔斷器，以最小化熔斷器10最終特性中的變化。另外，使用薄金屬箔材料形成熔斷元件層20導(dǎo)致可以構(gòu)成相對于已知的可比較熔斷器非常低電阻的熔斷器。
圖13和14分別是根據(jù)本發(fā)明的典型方面形成的熔斷器200的第五個實施例的透視和分解圖。就像上述的熔斷器一樣，熔斷器200提供層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。除了下面指出的之外，基本上類似于熔斷器120(圖11所示的)構(gòu)成熔斷器200，在圖13和14中用相同的附圖標記表示熔斷器120的相同附圖標記。
在典型實施例中，熔斷器200包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。如上面有關(guān)圖11和圖12的描述，構(gòu)成和組裝熔斷元件層20以及層22、24、122和124。
不像上述的實施例，其中熔斷元件層20或者懸置在熔線開口40和42的附近或者和上或者下中間絕緣層22和24直接接觸，熔斷元件層20支撐在聚合隔膜202上。聚合隔膜202起到支撐熔斷元件20并提供在其上形成熔斷元件層20的表面的作用。在運行中，熔斷元件層20的金屬熔線30熔化并通過熔斷器200清除電路，而不碳化聚合物隔膜202或者在隔膜202的表面上形成電弧軌跡。
熔斷元件層20的熔線的某些形狀和長度導(dǎo)致聚合物隔膜202特別合適。例如，當使用熔斷元件層20中的螺旋的或者鋸齒狀的連桿時，聚合物隔膜202支撐熔線，使得在清除電路之前熔斷元件層20不和位于熔線上面和下面的熔線開口40和42的表面接觸。對于較高的電壓熔斷器和/或具有增加長度的可熔元件的時間延時熔斷元件，以及當使用多種形狀和/或形狀的熔線時，認為聚合物隔膜202在獲得容許的熔斷操作中起到顯著的作用。在長期的元件、時間延時熔斷器的設(shè)計中，根據(jù)使用的金屬的相關(guān)熱膨脹系數(shù)，過載條件中熔斷元件層20膨脹，以形成熔斷元件層20。熔斷元件層20的高溫加熱繼續(xù)直到至少一部分熔斷元件層20熔化到液體狀態(tài)。在熔斷元件層20的高溫加熱過程中，通過聚合物隔膜202的熱擴散導(dǎo)致熔斷器200的時間/電流特性實質(zhì)的并且是所希望的變化。
聚合物隔膜202進一步提供熔斷器200中附加的結(jié)構(gòu)優(yōu)點。例如，在制造過程中，通過支撐熔斷元件層20，聚合物隔膜202向熔線提供結(jié)構(gòu)強度，由此使熔線變硬，以避免高溫和高壓時連續(xù)層疊過程中可能的破碎。另外，聚合物隔膜202加強熔斷元件層，以避免當處理和安裝熔斷器時熔線可能的破碎。更進一步地，因為在使用中電流的循環(huán)導(dǎo)致的熱應(yīng)力，所以聚合物隔膜202減小了熔線破碎的可能性，該熱應(yīng)力導(dǎo)致了熔斷元件層的熱膨脹和收縮。由于聚合物隔膜202的結(jié)構(gòu)強度，所以由此減輕了由于電流循環(huán)導(dǎo)致的熔線疲勞而損壞。
因此，通過引入用于熔斷元件層20的聚合物隔膜202或者其它支撐結(jié)構(gòu)，熔斷器200具有改善的機械振動、熱振動、沖擊阻力、振動忍耐力以及相對于，例如其中熔線30懸置在空間中的熔斷器120(圖11所示的)或許甚至優(yōu)越性能。
盡管可以理解的是，對于某些類型或者如上所述熔斷器的應(yīng)用，聚合物隔膜202是期望的，但是在快速動作的熔斷器和具有相對較短可熔線的熔斷器中，熔線可以具有足夠的結(jié)構(gòu)整體性和容許的性能以提供可選擇地聚合物隔膜202。在短的熔線和快速動作熔斷器中，聚合物隔膜202的提供可能對熔斷器200的時間/電流特性有實質(zhì)的影響。
在典型實施例中，聚合物隔膜202是具有大約小于或等于0.0005英寸厚度的薄隔膜，盡管可以理解的是，在替換實施例中可以使用更大厚度的隔膜。在熔斷操作中，薄聚合物隔膜理想地熔化、汽化或者另外的分解。用于聚合物隔膜202的典型材料包括但是不局限于液晶聚合物(LCP)材料和聚酰亞胺膜材料，例如如上所述的。還可以使用液體的聚酰亞胺材料，根據(jù)已知的工藝或者技術(shù)，包括但不局限于用刮刀旋涂操作或者應(yīng)用，形成用于熔斷元件層20的支撐隔膜202。如期望的或者如需要的可以將聚合物隔膜202形成為多種形狀，以構(gòu)成具有特殊熔斷特性的熔斷器。
利用適當?shù)母淖兏鶕?jù)圖12所示的方法150可以制造熔斷器200，以在聚合物隔膜202上形成熔斷元件層20或者另外用聚合物隔膜20支撐熔斷元件層20。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的典型方面形成的熔斷器210的第六個實施例的分解圖。就像上面所描述的，熔斷器210提供了層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。除了下面所述的之外，基本上類似于熔斷器120(如圖11所示的)構(gòu)成熔斷器210，以及在圖15中使用相同的附圖標記表示熔斷器120的相同附圖標記。
在典型實施例，熔斷器210包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。如上面有關(guān)圖11和圖12的描述，構(gòu)成和組裝熔斷元件層20以及層22、24、122和124。
不像上述實施例，電弧淬火介質(zhì)212設(shè)置在上下中間絕緣層22和24的熔線開口40和42內(nèi)部。由此構(gòu)成當熔斷元件層20斷開時擴散電弧能量，當熔斷器的額定電壓增加時其是有益的。如果電弧能量將擊穿熔斷器并逃逸到周圍環(huán)境中，可能危害和熔斷器相關(guān)的靈敏電裝置和電部件，并且對于附近的人們和人員可能導(dǎo)致危險的情況。當電弧發(fā)生時，周圍的淬火介質(zhì)212加熱并經(jīng)歷相變，并通過電弧淬火介質(zhì)吸收由于熵導(dǎo)致的電弧能量。由此將電弧能量有效地容納在熔斷器210內(nèi)的位置上熔線開口40和42的邊界內(nèi)。由此避免了對電裝置和部件的破壞，保持安全的運行環(huán)境。
借助于例子，可以使用已知具有滅弧特性的陶瓷、硅樹脂和陶瓷/硅樹脂組合物材料作為電弧淬火介質(zhì)212。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，根據(jù)已知的工藝和技術(shù)，可以使用粉末的、漿料的或者粘接形式的陶瓷產(chǎn)品，并應(yīng)用到熔線開口40和42。更特別地，可以使用硅橡膠，例如RTV，和變性烷氧基作為電弧淬火介質(zhì)212。另外陶瓷材料，例如氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鋁三水合物(Al2O3*3H2O)和/或Al2O3*MgO*SiO2中的任意組合可以用作電弧淬火介質(zhì)212。MgO*ZrO2化合物和尖晶石例如Al2O3*MgO和其它具有高熱轉(zhuǎn)換的電弧淬火介質(zhì)，例如硝酸鈉(NaNO2，NaNO3)也適用于作為電弧淬火介質(zhì)210。
如圖15所述的，在緊挨熔斷元件層20可以設(shè)置一個或者多個絕緣材料的附加層214，并在其中設(shè)置熔線開口216。絕緣層214可以由和上述的上下絕緣層22和24相同或者類似的材料構(gòu)成。電弧淬火介質(zhì)212填充絕緣層214中的開口216。由此提供了附加的絕緣和電弧淬火能力，以實現(xiàn)用于較高電壓熔斷器所需的熔斷特性。
可以理解的是，聚合物隔膜202(圖14所示的)可以按照需要和熔斷器210一起共同使用。還可以理解的是，還可以根據(jù)圖12所示的方法150通過適當改變制造熔斷器210，以合并電弧淬火介質(zhì)212和一個或者多個負極絕緣層214。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的典型方面形成的熔斷器220的第七個實施例的分解圖。就像上述的熔斷器，熔斷器220提供層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。當熔斷器220包括和熔斷器120(圖11所示的)共同的元件時，在圖16中用相同的附圖標記表示熔斷器120的相同附圖標記。
在典型實施例中，熔斷器220包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。如上面有關(guān)圖11和圖12的描述，構(gòu)成和組裝熔斷元件層20以及層22、24、122和124。
不像沒有粘接劑的上述實施例，熔斷器220包括粘接元件222(圖16中陰影所示的)，其確保熔斷元件層20到上下中間絕緣層22和24，并還確保上下中間絕緣層22和24到外絕緣層122和124。不像常規(guī)粘接劑，在替換實施例中，當熔斷元件層20斷開并通過熔斷器220清除電路時，粘接元件222不碳化或者形成電弧軌跡。另外，在制造熔斷器220的過程中，粘接元件222允許較低的層疊溫度和壓力，然而上述非粘接劑的實施例需要相對較高的層疊溫度和壓力。在制造熔斷器220中降低的層疊溫度和壓力提供很多優(yōu)點，包括但不局限于降低制造熔斷器220中的能量損耗并簡化制造過程，其每一個降低提供熔斷器220的成本。
在多種實施例中，粘接元件222可以是例如聚酰亞胺液體粘接劑、聚酰亞胺粘接膜或者硅粘接劑。更特別地，可以使用粘接膜材料，例如Espanex SPI和Espanex SPC。可替換地，液體聚合物可以被絲網(wǎng)印刷或者澆注然后硬化，以形成粘接元件222。
當使用粘接膜作為粘接元件222時，可以預(yù)沖孔粘接膜，以在上下中間絕緣層22和24中形成熔線開口40和42。一旦形成開口40和42，將粘接元件222層疊到各自的中間絕緣層22和24，以及外層122和124。在層疊過程中可以使用以覆蓋膜和油墨形式的聚酰亞胺前體，以及一旦硬化，聚酰亞胺所有的電力、機械以及尺寸特性和如上具體描述的聚酰亞胺的優(yōu)點是適當?shù)摹?br> 在另一實施例中，粘接元件222可以封裝金屬箔元件層20?？梢允褂幂^低的處理溫度封裝，例如，或者當使用熔化合金或者金屬的較低熔化溫度，或者當使用Metcalf型合金化系統(tǒng)時。
盡管在圖16中示出了四種粘接元件222，可以理解的是，在替換實施例中可以使用更多或者更少數(shù)量的粘接元件222，同時至少獲得了熔斷器220的一些優(yōu)點并沒有脫離本發(fā)明的范圍。
可以理解的是，根據(jù)需要可以和熔斷器220共同使用聚合物隔膜202(圖14所示的)。還可以理解的是，可以使用適當變化的根據(jù)圖12所示的方法制造150熔斷器220以結(jié)合粘接元件222。另外，可以理解的是，根據(jù)需要熔斷器220可以使用電弧淬火介質(zhì)212(圖15所示的)和一個或者多個附加絕緣層214(也如圖15所示)。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的典型方面形成的熔斷器230的第八個實施例的示意圖。就像上述的熔斷器，熔斷器230提供層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。當熔斷器230包括和上述實施例的共同元件時，在圖17中使用相同的附圖標記表示熔斷器230的相同附圖標記。
在典型實施例中，熔斷器230包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。如上面有關(guān)圖11和圖12的描述，構(gòu)成和組裝熔斷元件層20以及層22、24、122和124。
不像上述實施例，熔斷器230包括散熱片232和附加的絕緣層214(也是圖15所示的)。熱的散熱片232緊挨熔斷元件層20的熔線30放置，以及對于某些熔斷器應(yīng)用散熱片232改善時間延時特性。當局部的加熱通常發(fā)生在熔斷器元件層20的中心時(也就是在圖7所示的熔線30的位置)，隨著電流流過其中散熱片232直接將熱引出到熔斷元件層20。因此需要增加時間周期以將熔斷元件層20加熱到它的熔化點以斷開，或者使熔斷器230運行在額定電流過載狀態(tài)。
在典型實施例中，散熱片232是緊挨熔斷元件，或者在熔斷元件層20上面或者下面的陶瓷或者金屬元件，盡管可以理解的是，在其它實施例中可以使用其它的散熱片材料和散熱片232的相對位置。在一個實施例中，以及如圖17所示的，將散熱片232放置在遠離運行中的熔斷元件層20的最熱部分。也就是，在圖17所述的實施例中將散熱片232放置在遠離或者和元件層20的中心部分間隔或者遠離熔線30。通過使散熱片232和熔線30的間隔，散熱片232不影響斷開和通過熔斷元件層20清除電路。
可以理解的是根據(jù)需要聚合物隔膜202(圖14所示的)可以和熔斷器220共同使用。另外，根據(jù)需要電弧淬火介質(zhì)212(圖15所示的)和一個或者多個附加絕緣層214(也是圖15所示)可以應(yīng)用在熔斷器230中。粘接元件222(圖16所示的)同樣可以應(yīng)用在熔斷器230中。還可以理解的是使用適當變化的根據(jù)圖12所示的方法150可以制造熔斷器220以包含上面提到的特征。
圖18是可以用在在上述熔斷器實施例的任一種的熔斷元件層20的一個典型實施例的俯視圖。如圖18所示熔斷元件20包括加熱元件240。尤其是當使用較低熔化溫度材料形成熔斷元件層20時，加熱元件240的添加可以利用具有快速動作和高浪涌抵抗特性的熔斷器。典型地，具有非?？焖賱幼魈匦缘娜蹟嗥鞑荒艿挚估缭贚CD平面顯示器應(yīng)用中經(jīng)歷的涌入電流。加熱器元件240允許熔斷元件20在不斷開熔斷器的條件下抵抗這種涌入電流。
在典型實施例中，可以使用加熱器合金例如鎳、巴爾可鎳鐵合金、鉑、坎塔爾鐵鉻鋁系高電阻合金或者鎳鉻合金作為加熱器元件240并根據(jù)已知工藝和技術(shù)施加到熔斷元件層20。根據(jù)材料特性例如，體電阻率、電阻的溫度系數(shù)(TCR)、穩(wěn)定性、線性和成本可以選擇用于加熱器元件240的這些和其它可選擇的材料和金屬。
盡管在圖18中的大寫字母I型的特殊熔斷元件層20上例舉了兩個加熱元件240，但是可以理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下，可以以多種幾何形狀形成熔斷元件層，包括但不局限于圖6-10所示的形狀，以及可以使用更多或者更少加熱元件240以適應(yīng)不同熔斷元件幾何形狀或者獲得用于特殊性能參數(shù)的可應(yīng)用的規(guī)格。
圖19是形成在絕緣層252上的熔斷元件層250的一部分的典型實施例的俯視圖。和上述對熔斷元件層20描述的一樣，熔斷元件層250形成為圖10所示的曲折幾何暗示(reminiscent)。和上述對中間絕緣層24的描述一樣，形成絕緣層252。在上述熔斷器實施例的任何一個之中可以使用熔斷元件層，并可以和在圖14-18中的上述任何所選的特征共同使用(也就是，聚合物隔膜202、電弧淬火介質(zhì)212、粘接元件222、散熱元件232或者加熱器240)。
熔線254跨過在絕緣層252形成的熔線開口256延伸，以及熔線具有和曲折的熔斷元件層250的剩余部分相比減小的寬度。曲折的熔斷元件層250和熔線254在絕緣層252上建立相對長并很好地適合于時間延時的熔斷器。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，通過計算熔斷元件層250的最大能量吸收容量(Q)可以及時的確定熔斷元件層250的熔點。更特別地，根據(jù)下述關(guān)系可以計算最大能量吸收容量Q＝∫i2Rdt＝CpΔTδv＝CpΔTδAl (5)其中v是形成熔斷元件層的幾何形狀的材料的體積，i是流過熔斷元件的瞬時電流值，t是用于流過熔斷元件的瞬時電流的時間值，ΔT是用于形成熔斷元件層的材料的熔化溫度和在時間t時材料的環(huán)境溫度之間的差，Cp是熔斷元件層材料的額定熱容，δ是熔斷元件層材料的密度，A是熔斷元件的橫截面積，以及L是熔斷元件的長度。
根據(jù)關(guān)系式用于熔斷元件層的材料的橫截面積、長度和類型將影響其電阻(R)R＝ρl/A (6)其中ρ是熔斷元件層的材料的電阻率，l是熔斷元件的長度，以及A是熔斷元件的橫截面積。
考慮方程(4)和(5)，可以使用適當?shù)臋M截面積和長度設(shè)計熔斷元件層，以對于熔斷器在預(yù)定電阻或者低于預(yù)定電阻時提供額定熔斷特性。由此可以構(gòu)成低電阻熔斷器以滿足或者超過指定目標。
例如，一個或者多個加熱器元件240(圖18所示的)和由低汽化溫度合金以及位于熔斷元件層250上面和下面的絕緣層中的熔線開口256一起構(gòu)成的熔斷元件層250串聯(lián)連接，對于熔斷操作產(chǎn)生最優(yōu)的絕熱狀態(tài)。
理想的熔斷狀態(tài)是絕熱的，其中在電流過載狀態(tài)中不存在熱量產(chǎn)生或者損耗。在絕熱狀態(tài)中不和周圍元件交換熱量就清除電路。理想地是，絕熱狀態(tài)只發(fā)生在非?？焖俚臄嗦穭幼髦?，其中對于熱量從熔斷器終端或者熔斷器的層擴散需要很短的時間或者不需要時間?？梢詫崿F(xiàn)幾乎一致的絕熱狀態(tài)，然而，通過圍繞熔線模制絕熱外殼，由此將熔線密封在沒有熱量產(chǎn)生或者消耗的熱力學(xué)系統(tǒng)中。
在通過使用低熱導(dǎo)率材料圍繞熔線的至少一部分中可以實現(xiàn)絕熱模型的外殼。例如，經(jīng)由熔斷元件層的任一側(cè)上的上下絕緣層中的熔線開口包圍熔斷元件的空氣槽將絕緣熔線并阻止通過熔斷層的熱耗散。另外，構(gòu)成具有最小縱橫比，或者元件寬度除以元件厚度的熔斷元件幾何形狀，降低用于到例如上下中間絕緣層的熱傳輸?shù)娜蹟嘣拥谋砻婷娣e。更進一步，放置和熔斷元件串聯(lián)連接的加熱元件，例如上述的加熱器元件240，阻止從熔斷元件到熔斷層以及到熔斷終端的熱傳輸。
通過模型化如上所述的絕熱外殼，當出現(xiàn)過電流時將不能吸收焦耳熱，以及熔斷元件可能快速地熔化掉。即使熔斷元件已經(jīng)融化掉之后，也會產(chǎn)生電弧，將很可能產(chǎn)生電弧的金屬蒸氣限制在外殼中。
對于熔斷器的上述實施例，通過考慮熔斷器基體的熱擴散率并結(jié)合如上所述的熔斷元件的最大能量吸收容量，可以預(yù)測熔斷器的電特性。在熱傳導(dǎo)方程中的熱擴散是常數(shù)δT(r,t)δt=KΔ2(r,t)---(7)]]>其描述了通過介質(zhì)傳導(dǎo)的熱量的比例，并通過關(guān)系式涉及熱導(dǎo)率k，比熱Cp和密度ρK＝Imfpv＝k/ρCp(8)圖20是根據(jù)本發(fā)明的典型方面形成的熔斷器產(chǎn)品260的分解圖。就像上述的熔斷器，熔斷器260提供了層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。因為熔斷器260包括和上述實施例相同的元件，在圖17中使用相同的附圖標記表示相同附圖標記。
在典型實施例中，熔斷器260包括夾在上下中間絕緣層22、24之間的箔熔斷元件層20，上下中間絕緣層22、24又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。如上面有關(guān)圖11和圖12的描述，構(gòu)成和組裝熔斷元件層20以及層22、24、122和124。
不像上述實施例，設(shè)置掩模262以促進一層或者多層的形成。掩模262限定對應(yīng)于這些層中的一層中的熔線開口并被用于成形各個層的終端槽266圍繞的開口264。在制造工藝中，使用掩模262以促進熔線開口和熔斷器的各個層的終端的形成。在典型實施例中，掩模262是等離子蝕刻工藝使用的銅箔掩模，盡管預(yù)期的是，根據(jù)需要可以使用其它的材料和其它的技術(shù)，以形成和成形熔斷器層的開口和終端。
在典型實施例中，在將熔斷器層層疊在一起之前從結(jié)構(gòu)中物理去除掩模262，在另一實施例中，掩?？梢圆⑷胱罱K熔斷器產(chǎn)品的層中。
圖21是熔斷器300的另一典型實施例的分解圖。在典型實施例中，熔斷器300在一些方面類似于熔斷器120(相對于圖12所示和描述的)，以及因此，在圖21中使用相同的附圖標記表示熔斷器120的相同部件。
就像上述的熔斷器120，熔斷器300提供圖21所示的層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。特別地，在典型實施例中，熔斷器300基本上由包括箔熔斷器元件層302的五層構(gòu)成，箔熔斷器元件層302夾在上下中間絕緣層303、304之間，上下中間絕緣層303、304又依次夾在上下外絕緣層122、124之間。
不像具有電沉積的熔斷元件層的上述熔斷器實施例，然后根據(jù)蝕刻或者其它工藝將該熔斷元件層成形在其中一個中間絕緣層上，其中電沉積的層減去了絕緣層，熔斷元件層302是電形成成形的，3-20微米厚的銅箔，該銅箔由上下中間絕緣層303和304單獨地構(gòu)成和形成。特別地，在說明性的實施例中，根據(jù)已知的附加工藝，例如電形成工藝構(gòu)成熔斷元件層，其中鍍覆熔斷元件層的所需形狀，并將負像澆注在涂覆了光致抗蝕劑的襯底上。隨后將金屬(例如銅)薄層鍍到負像模型上，并然后從模型剝落鍍層，以成為在上下中間絕緣層303和304之間延伸的獨立式的箔。
分別和單獨形成熔斷元件層302有很多優(yōu)點，例如當構(gòu)成熔斷器300時，相對于其它層熔斷器層的控制和位置更大的精確性。和前面描述的實施例的蝕刻工藝相比，單獨形成熔斷元件層302允許對其邊緣上熔斷元件層的形狀更大的控制。盡管蝕刻傾向于產(chǎn)生熔斷元件層的傾斜側(cè)邊緣，但是使用電形成工藝曾經(jīng)形成的基本上垂直的側(cè)邊緣是可以的，由此減少制造的熔斷器中的電阻容差。另外，分別和單獨形成的熔斷元件提供在垂直尺寸(也就是垂直于絕緣層)中改變厚度的熔斷元件，以在熔斷元件層302中產(chǎn)生垂直的輪廓并改變工作特性。更進一步，可以以分別和單獨的形成工藝使用多金屬或者金屬合金，以在熔斷元件的不同區(qū)域中構(gòu)成具有不同金屬成分的熔斷元件。例如，熔線30可以由第一金屬或合金構(gòu)成，盡管接觸墊可以由第二金屬或者合金構(gòu)成。
在典型實施例中，以具有在矩形接觸墊32、34之間延伸的狹窄熔線30的大寫字母I形狀形成熔斷元件層302，并形成所需尺寸以當流過熔線30的電流超過預(yù)定閾值時而斷開。應(yīng)考慮到，可以使用多種尺寸的熔線，以及代替銅箔熔斷元件層302可以由多種金屬箔材料和合金構(gòu)成。還應(yīng)考慮到，如在下面具體解釋的，可以將Metcalf型合金技術(shù)應(yīng)用到熔線30，以形成M點，用于改變?nèi)劬€30的工作特性。
上中間絕緣層303覆蓋在箔熔斷元件層302之上，并包括穿過其中延伸并覆蓋在箔熔斷元件層302的熔線30之上的圓形熔線開口40。不像上述實施例，在典型實施例中開口40預(yù)形成在上絕緣層303中，其中在制造過程中在后面的階段形成熔線開口40。
下中間絕緣層304覆蓋在箔熔斷元件層302之下，并包括在實施例中還預(yù)形成在下絕緣層304中的圓形熔線開口42。熔線開口42覆蓋在箔熔斷元件層302的熔線30之下。同樣地，熔線30跨過上下中間絕緣層303、304中的各個熔線開口40、42延伸，使得當熔線30在箔熔斷元件302的接觸墊32、34之間延伸時，熔線30接觸中間絕緣層303、304的任一表面。換句話說，當熔斷器300完全形成時，利用各個中間絕緣層303、304中的熔線開口40、42將熔線30有效地懸置在空氣槽中。
同樣地，熔線開口40、42阻止熱量傳輸?shù)街虚g絕緣層303、304，在常規(guī)熔斷器中該熱量有助于增加熔斷器的電阻。因此熔斷器300運行在比已知的熔斷器更低的電阻，并由此比已知的可比較熔斷器具有更小的電路波動。另外，不像已知的熔斷器，由熔線開口40、42產(chǎn)生的空氣槽抑制電弧軌跡和有助于通過熔線30完成電路的清除。更進一步，當熔線運行時空氣槽提供排出其中氣體，并緩解不希望的氣體積累和對熔斷器的內(nèi)部壓力。然而，可以理解的是，在另外的實施例中，熔線開口40、42可以包括如這里描述的電弧淬火介質(zhì)，例如，和熔斷器210(相對于圖15示出和描述的)相關(guān)的。另外，如下面進一步解釋的，在另外的實施例中，電弧淬火介質(zhì)可以包括在粘接到熔斷器300的層的粘接劑中。
如上面所述的，在一個實施例中，上下中間絕緣層分別由聚合物基的電介質(zhì)膜構(gòu)成，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.002英寸厚的聚酰亞胺。在替換實施例中，可以應(yīng)用其它適合的電絕緣材料，例如CIRLEX粘著性的聚酰亞胺疊片材料，Pyrolux、聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)(有時稱為PEN)、來自Rogers公司的從市場可買得到的Zyvrex液晶聚合物材料等。
上外絕緣層122覆蓋在上中間層303上面并包括在上外絕緣層122上延伸并覆蓋在上中間絕緣層303的熔線開口40之上的連續(xù)表面50，由此封閉和從上充分地絕緣熔線30。在另外的實施例中，上外絕緣層122和/或下外絕緣層124由半透明或者透明材料構(gòu)成，這種材料有利于熔線開口40、42內(nèi)斷開的熔斷器的直觀指示。
下外絕緣層124覆蓋在下中間絕緣層304之下，并是實心的，也就是沒有開口。由此下外絕緣層124的連續(xù)實心表面充分地絕緣下中間絕緣層304的熔線開口42之下的熔線30。
在說明性的實施例中，上下外絕緣層分別由介電膜，例如市場上可買得到并來自E.I.du Pont de Nemours和Wilmington，Delaware公司的商標為KAPTON的0.005英寸厚的聚酰亞胺。在替換實施例中，可以應(yīng)用其它適合的電絕緣材料，例如CIRLEX粘著性的聚酰亞胺疊片材料，Pyrolux、聚萘二羧酸乙二醇酯(polyethylene naphthalendicarboxylate)(有時稱為PEN)、來自Rogers公司的從市場可買得到的Zyvrex液晶聚合物材料等。
上外絕緣層122和下外絕緣層124分別包括形成到其側(cè)面并在熔線接觸墊32、34上面和下面延伸的圓形的終端槽或者孔126、128。同樣地，上下中間絕緣層303、304包括形成到其每個側(cè)面中的圓形終端槽或者孔306、308，以及熔斷元件層302包括在其每個側(cè)面上的圓形終端槽或者孔310、312。當組裝熔斷器層300時，金屬化終端槽126、128、306、308、310和312的垂直表面，以在熔斷器300的每個側(cè)面端形成接觸終端，以及金屬化的帶134、136分別在上下外絕緣層122、124上延伸。因此熔斷器300可以表面安裝到印刷電路板，同時建立和熔斷元件接觸墊32、34的電連接。
為了描述用于制造熔斷器300的典型制造工藝，根據(jù)下述表格涉及熔斷器300的層

使用這些標記，圖22是制造熔斷器300(圖21所示的)的典型方法320的流程圖。例如根據(jù)上面描述的電形成工藝預(yù)形成322箔熔斷元件層302(層3)，以制造分別和單獨由上下中間絕緣層303和304(層2和4)的每一個構(gòu)成的獨立式熔斷元件層。連同其它情況一起，認為熔斷元件層302的電形成相對于中間絕緣層303和304比化學(xué)蝕刻技術(shù)提供對熔斷元件結(jié)構(gòu)更好的控制、排列和精確度，以及如上面所述，和熔斷元件的化學(xué)蝕刻相比降低了制造熔斷器300的成本。
形成箔熔斷元件層302(層3)，使得如上所述大寫字母I型的箔熔斷元件保留下來，盡管可以理解的是，在本發(fā)明的另外的和/或替換實施例中可以應(yīng)用多種形狀的可熔元件，包括但不局限于圖6-10所描述的。還應(yīng)考慮到，在另外的和/或替換實施例中，代替如上所述的電形成工藝，根據(jù)其它已知的制造技術(shù)，可以將熔斷元件層302形成到獨立式的層中。
在形成322箔熔斷元件層(層3)之后，根據(jù)已知的技術(shù)，例如鉆孔，熔斷元件開口或者窗口40和42形成324在上下中間層303、304(層2和4)中，盡管也可以使用其它的窗口形成技術(shù)。在組裝熔斷器的層之前熔斷元件開口40和42預(yù)形成到層2和4中，不像一些前面所述的實施例，其中在將一些熔斷器的層堆疊在一起之后，熔斷元件開口形成在上下中間絕緣層中。
一旦熔斷元件層302(層3)形成，以及熔斷元件開口40、42形成在上下中間絕緣層303、304(層2和4)中，熔斷元件層302(層3)放置在上下中間絕緣層(層2和4)之間，使得熔斷元件層302(層3)夾在上下中間絕緣層303、304(層2和4)之間。根據(jù)如上所述的已知層疊技術(shù)將上下中間絕緣層303、304(層2和4)層疊326到獨立式熔斷元件層302(層3)上面。由此形成具有夾在中間絕緣層303和304(層2和4)之間的箔熔斷元件層302(層3)的三層層疊體。
一旦層2、3和4層疊，M點328施加330在熔線30上面，以在熔線運行中產(chǎn)生Metcalf效應(yīng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解的是，通過引入比熔線30的基材(例如銅或者銅合金)具有更低熔點的材料(例如錫或者錫合金)應(yīng)用或者產(chǎn)生M點，使得由于電過載加熱熔線30時，較低的熔點材料擴散到熔線30的基體金屬中，由此升高熔線的電阻并進一步增加熔線上的電負載。一旦負載變得過大，熔線斷開以及電連接不再保持。較低熔點的材料的存在改變了熔線的工作特性，使得在沒熔化時將無限地運送的最大電流減少，基本上不影響高的過負載時熔線的性能。該功能有時稱為“Metcalf效應(yīng)”或者“M效應(yīng)”。
在典型實施例中，根據(jù)已知的工藝，例如鍍覆或者沉積技術(shù)，通過在上下中間絕緣層303、304(層2和4)中預(yù)形成的熔斷元件開口40、42的一個或者兩個，將形成M點的低熔點材料施加到熔線30。如圖22所描述的，在層2、3和4層疊到彼此上面之后，將M點328施加到熔線30。在部分組裝熔斷器之后，以及當熔線懸置在層2和4的熔斷元件開口40和42內(nèi)部的空間中時，熔斷結(jié)構(gòu)允許M點的使用。在層2、3和4層疊在一起之后，通過施加M點，可以保證M點的精確位置和形成。另外，如在前面實施例中描述的層2、3和4層疊之后，和窗口后形成相對的，中間絕緣層303、304(層2和4)的預(yù)形成熔斷元件開口40、42，允許熔斷器的簡化制造，并有利于M點的使用，同時避免當形成窗口時對M點和/或熔線的破壞。
可以理解的是，盡管認為M點328在某些實施例中是有益的，但是根據(jù)需要在其它的實施例中可以省略M點328。
再次參考圖22，在層2、3和4層疊326到彼此上面時，將電弧淬火介質(zhì)332施加334到上下中間絕緣層303和304(層2和4)中的熔斷元件開口40和42。如前面所述的，電弧淬火介質(zhì)可以是上述材料的任何一種，或者具有電弧抑制特性的其它已知材料。在一個實施例中，電弧淬火材料是具有無機填充物，例如硫酸鋇、三水合鋁等的聚合物基材料?？梢允褂冒?0％到60％重量百分比具有1到5微米粒度的電弧抑制材料(例如硫酸鋇、三水合鋁等)的UV丙烯酸酯粘接劑，并絲網(wǎng)印刷或者分散在熔斷元件開口40和42中，以應(yīng)用電弧淬火介質(zhì)。在典型實施例中，電弧淬火材料可以是硬化的UV。
電弧淬火介質(zhì)332基本上填充熔線30附近的熔斷元件開口40和42，以及在一個實施例中，電弧淬火介質(zhì)將熔線30封裝在其中。
在電弧淬火介質(zhì)施加334到熔斷元件層302(層3)附近之后，從步驟326將外絕緣層122、124(層1和5)層疊336成三層組合體(層2、3和4)。使用本領(lǐng)域已知的工藝和技術(shù)將外絕緣層122、124(層1和5)層疊336成三層組合體。在一個實施例中，外絕緣層122、124(層1和5)被預(yù)金屬化，并包括鍍覆的、電沉積的或者另外形成在其上的以及從中間絕緣層303、304(層2和4)向外延伸的金屬箔337(例如銅箔)的薄層，以及金屬箔337提供熔斷器300的表面安裝終端，這在下面解釋。
尤其對于本發(fā)明的目的有利的一種疊積形式利用不流動聚酰亞胺預(yù)浸漬材料，例如那些可以從Arlon Materials for Electronics of Bear，Delaware買得到的。這些材料具有低于降低通孔故障的概率的丙烯酸粘接劑的擴展特性，以及在沒分層時比其它層疊粘接試劑更好地確保熱循環(huán)。然而可以理解的是，粘接試劑需求可以根據(jù)被制造的熔斷器的特性改變，以及因此，可能不適合于一種類型的熔斷器或者熔斷器額定值的粘接試劑對于其它類型的熔斷器或者熔斷器額定值可能是容許的。
在外絕緣層122、124(層1和5)層疊336以形成物層組合體之后，通過在步驟336中形成的五層組合體形成338由通孔126、128、306、308、310和312共同限定的在熔斷器300的每一端上的細長通孔，并露出熔斷元件層302的接觸墊32、34。在多種實施例中，當槽形成338時，激光加工、化學(xué)蝕刻、等離子蝕刻、沖孔或者鉆孔槽306、308、310和312。
使用已知的鍍覆操作在和中間絕緣層303、304(層2和4)相對的外表面上使用銅箔金屬化外絕緣層122、124(層1和5)，在一個實施例中并還使用銅鍍覆在步驟338中形成的通孔，以建立熔斷元件層302(層3)和外絕緣層(層1和5)的預(yù)金屬化的外表面的電連接。然后蝕刻342預(yù)金屬化的外絕緣層122、124，以在外絕緣層的側(cè)邊緣形成終端帶134和136(圖21)。在典型實施例中，在已知的鍍覆工藝中使用鎳/金、鎳/錫和鎳/錫/鉛和錫鎳/錫鉛，以完成在通孔126、128、306、308、310和312中的終端以及終端帶134、136。同樣地，可以制造尤其適合于表面安裝到例如印刷電路板的熔斷器300，盡管在其它應(yīng)用中可以使用其它的連接方案代替安裝表面。
在替換實施例中，代替具有如圖22所示的圓柱形通孔的上述塔狀的接觸終端，可以在熔斷器300的側(cè)邊緣中形成細長的通孔終端或者槽(類似于圖11的實施例)。另外，在其它實施例中，例如通過將熔斷器300的端部浸入導(dǎo)電噴墨中，例如卷繞熔斷器300的端部邊緣的填充銀的環(huán)氧樹脂，可以在熔斷層的側(cè)邊緣上形成邊緣終端。
一旦在步驟340和343中完成接觸終端，可以使用和熔斷器300的工作特性例如電壓或者電流額定值、熔斷器分類代碼等有關(guān)的標記標識344下外絕緣層122和124(層1或者5)的其中一個(圖22所示的)。可以根據(jù)已知的工藝，例如像激光標記、化學(xué)蝕刻、等離子體蝕刻、絲網(wǎng)印刷或者光可成像的墨完成標識344。
在說明性的實施例中，盡管只根據(jù)到現(xiàn)在為止描述的方法可以制造熔斷器300，但是熔斷器300以薄板形式共同制造成并然后分割成346單個的熔斷器300?？梢允褂酶郊拥娜蹟嘣雍?或絕緣層以提供增加了熔斷器額定值和物理尺寸的熔斷器。
一旦完成了制造，當接觸終端耦合到帶電電路的線和負載電連接時，通過熔線30(圖21所示的)可以建立電連接。
可以理解的是，如上所述，通過除去中間絕緣層303、304中的一個或者兩個熔線開口40、42，可以進一步改變?nèi)蹟嗥?00。因此對于熔斷器300的不同應(yīng)用和不同運行溫度，熔斷器300的電阻可以變化。
根據(jù)上述方法，使用廉價的已知技術(shù)和工藝，在分批處理中使用低成本的廣泛可利用的材料可以有效地形成熔斷器300。電形成熔斷器元件可以單獨地由具有均勻和變化的厚度以及對熔斷元件和熔斷特性精確控制的中間絕緣層構(gòu)成?？梢灾圃炀哂谢旧暇鶆?qū)щ娦缘娜蹟嘣宰钚』蹟嗥?00的最終特性中的變化。而且，使用薄金屬箔材料形成熔斷元件層302使得可以構(gòu)成相對于已知的可比較熔斷器的非常低電阻的熔斷器。
圖23是制造在幾個方面類似于熔斷器300(圖21)的熔斷器354的典型方法350的工藝流程圖。方法350在很多方面類似于圖22中描述的方法320，在圖23中使用相同的附圖標記表示方法320的相同步驟。
就像方法320，方法350包括步驟將熔斷器的其它層的熔斷元件層302(層3)獨立地形成322為獨立式形式，以及將熔斷元件開口或者窗口40和42形成324為上下中間絕緣層303、304(層2和4)。然而不像方法320，方法350包括步驟，將層2、3、4和5彼此層疊352，以形成四層的結(jié)構(gòu)箔熔斷元件層302(層3)夾在中間絕緣層303和304(層2和4)之間，以及下外絕緣層124(層5)層疊到下中間絕緣層304(層4)。
以上述的方式將M點328施加334到熔線30，以及然后通過上中間絕緣層303(層2)中的熔斷器元件開口40施加336電弧淬火介質(zhì)332，以及如上所述形成338和鍍覆340通孔。通過蝕刻342終端帶、標識344外絕緣層124(層5)，以及如果必要從成批制造的單獨熔斷器354分割(singulating)346完成制造。
比較圖21、22和23，可以看出的是通過方法350(圖23)制造的熔斷器354省略了上外絕緣層(層1)，代替圖22的方法320中描述的連續(xù)的兩步層疊工藝，圖23的方法350使用一步層疊工藝，其中在一個制造步驟中將熔斷器的所有層層疊在一起。通過同時立刻將所有的層層疊在一起，例如可以在比圖22的方法320制造的熔斷器300更短的時間以及更低費用地制造熔斷器354。
圖24是制造在一些方面類似于熔斷器300(圖21)的熔斷器364的另一典型方法360的工藝流程圖。方法360在很多方面類似于圖22描述的方法320，在圖24中使用相同的附圖標記表示方法320的相同步驟。
就像方法320，方法360包括步驟將熔斷器的其它層的熔斷元件層302(層3)獨立地形成322為獨立式形式，以及將熔斷元件開口或者窗口40和42形成324為在上下中間絕緣層303、304(層2和4)中。然而不像方法320，方法360包括步驟，將層1、2、3、4和5彼此層疊362，以形成五層的結(jié)構(gòu)箔熔斷元件層302(層3)夾在中間絕緣層303和304(層2和4)之間，以及上下外絕緣層122、124(層1和層5)層疊并夾在上下中間絕緣層303、304(層2和4)之間。
如上所述形成338和鍍覆340通孔。通過蝕刻342終端帶、標識344熔斷器，以及如果必要，從彼此之間分割346熔斷器364，以完成制造。
比較圖21、22和24，可以看出的是通過方法360(圖24)制造的熔斷器省略了電弧淬火介質(zhì)332和M點328，以及代替圖22的方法320中描述的連續(xù)的兩步層疊工藝，圖24的方法360使用一步層疊工藝，其中在一個制造步驟中同時將熔斷器的全部五個層層疊在一起。由于方法360比方法320包括更少的制造步驟，所以它可以更迅速和更低成本的實現(xiàn)。
圖25是制造在一些方面類似于熔斷器300(圖21)的熔斷器376的另一典型方法370的工藝流程圖。方法370在很多方面類似于圖22描述的方法320，在圖25中使用相同的附圖標記表示方法320的相同步驟。
就像方法320，方法370包括步驟將熔斷器的其它層的熔斷元件層302(層3)獨立地形成322為獨立式形式，但是不包括形成上下中間絕緣層303、304(層2和4)中的熔斷元件開口或者窗口40和42的步驟324(圖22)。相反，方法370包括將包含電弧抑制材料的粘接劑施加372到具有沒有開口的實心結(jié)構(gòu)的上下中間絕緣層303、304(層2和4)?？梢允褂冒?0％到60％重量百分比具有1到5微米粒度的電弧抑制材料(例如硫酸鋇、三水合鋁等)的UV丙烯酸酯粘接劑，并且在層疊工藝中絲網(wǎng)印刷或者分散在熔斷元件開口40和42中。粘接劑可以被加熱硬化、UV硬化或者可以被熱塑性加熱熔化。
還不像方法320的是，方法370包括步驟將層2、3、4和5彼此層疊374，以形成四層結(jié)構(gòu)箔熔斷元件層302(層3)夾在中間絕緣層303和304(層2和4)之間，以及下外中間絕緣層124(層5)層疊到下中間絕緣層304(層4)。
如上所述形成338和鍍覆340通孔。通過蝕刻342終端帶、標識344熔斷器，以及如果必要，從彼此之間分割346熔斷器364，以完成制造。
比較圖21、22和25，可以看出的是通過方法370(圖25)制造的熔斷器省略了M點和電弧淬火介質(zhì)328，但是包括將層耦合到一起所使用的粘接劑中的電弧淬火材料。另外，代替圖22的方法320中描述的連續(xù)的兩步層疊工藝，圖25的方法370使用一步層疊工藝，其中在一個制造步驟中同時將熔斷器的所有層層疊在一起。
通過改變?nèi)蹟嗥鹘Y(jié)構(gòu)中的層的數(shù)量，可以提供電弧淬火材料的存在或不存在、熔斷元件層附近的電弧淬火介質(zhì)或者材料的類型和位置(例如，在中間絕緣層的熔斷元件開口中或者包含在連接層的粘接劑中)、M點的存在或者不存在，層疊順序(也就是，熔斷層的一個步驟或者多個步驟層疊)、變化了特性，性能和行為的熔斷器，用于滿足特定目標的不同應(yīng)用。更特別地，可以提供在額定電力條件下改變了用于熔線斷開時間電阻、電流和/或電壓額定值以及電弧抑制特性的熔斷器。
另外，可以理解的是，可以一起結(jié)合這里描述的其它實施例的方案使用圖21-25示出的熔斷器和方法。例如，圖21-25的熔斷器和方法可以包括用于容易地識別斷開的熔線的半透明外絕緣層、變化的熔斷元件層結(jié)構(gòu)、終端窗口和焊料隆起墊終端、加熱器元件和散熱片等。提供上述實施例只是用于說明的目的，并舉例說明實施例的特征，根據(jù)非常高效地和非常精確地制造工藝這些特征可以相互結(jié)合以產(chǎn)生非常低電阻的熔斷器。
圖26是適合于比上述實施例更高電壓和電流應(yīng)用的熔斷器400的另一典型實施例的分解圖。熔斷器400提供圖26描述的層狀結(jié)構(gòu)的低電阻熔斷器。特別地，在典型實施例中，熔斷器400基本上由五層構(gòu)成，包括夾在上下中間絕緣層404、406之間的箔熔斷元件層402，上下中間絕緣層404、406又依次夾在上下外絕緣層408、410之間。
在一個實施例中，熔斷元件層402是電沉積在上下中間絕緣層402、404的其中一個上的薄金屬箔(例如銅或者銅合金)，并然后根據(jù)已知的方法成型，例如上述的化學(xué)蝕刻工藝等，其中電沉積層減去了絕緣層。在另一實施例中，可以根據(jù)需要使用聚合物隔膜，例如上述的隔膜202(圖13)。
在替換實施例中，例如根據(jù)如關(guān)于圖21-25的上述電形成形成工藝，熔斷元件層402可以由上下中間絕緣層404和406獨立地構(gòu)成和形成。由此可以提供獨立式箔熔斷元件層402并在上下中間絕緣層404和406之間延伸。
在典型實施例中，熔斷元件層402是細長的，并包括在相對的接觸墊414、416之間延伸的狹窄熔線412，并且確定熔斷元件層402的尺寸以當流過熔線412的電流超過預(yù)定量或者程度時斷開。另外，不像上述實施例，熔線412包括在接觸墊414和416之間彼此隔開的多個弱化點418和減小了橫截面積的區(qū)域。在圖26描述的實施例中，熔線412具有以垂直于熔線412的縱軸的方向測量的基本均勻的尺寸T，以及在弱化點418橫向于熔線的長軸測量的減小的尺寸W。然而，可替換地，可以形成熔線412，使在弱化點418具有基本上均勻的尺寸W和減小的尺寸T，以相對于熔線412減小弱化點418的橫截面積。在一個實施例中，弱化點418在其它位置具有基本上占熔線418橫截面積的50％的橫截面積。然而，可以理解的是，可以使用弱化點418的橫截面積和熔線412的剩余部分的更大或者更小比例。
在熔線412中設(shè)置多個弱化點418，用于改善熔斷元件層402的短路斷開特性，同時基本上不影響過載狀態(tài)中熔斷元件層的特性。尤其是，在短路電流狀態(tài)中，熔線412在對應(yīng)于弱化點418的位置的幾個預(yù)定位置的弱化點418斷開。當熔線412通過連桿400斷開時，電弧能量由此分布在弱化點418的多個位置中。盡管在圖26的實施例中描述了三個弱化點418，但是可以理解的是在替換實施例中，可以使用多于或者少于三個的弱化點418。
還應(yīng)考慮到，M點可以和一些或者全部弱化點418一起使用，以進一步改變?nèi)蹟嘣?02的熔斷斷開特性。以對于圖21-23上述方式可以在熔斷元件層上形成M點。
上中間絕緣層404覆蓋在箔熔斷元件層402之上，并包括穿過其延伸并覆蓋在熔線412的弱化點418之上的多個圓形的熔線開口420。在典型實施例中的開口420預(yù)形成在上絕緣層404中，盡管可以理解的是，在其它實施例中可以在制造工藝的后面階段形成開口420。
下中間絕緣層406覆蓋在箔熔斷元件層402，并包括在典型實施例中還預(yù)形成在下絕緣層406中的多個圓形的熔線開口422。熔線開口422覆蓋在每個弱化點418附近的箔熔斷元件層402的熔線412。同樣地，熔線412跨過上下中間絕緣層404、406中各自的熔線開口420、422延伸，使得當熔線412在箔熔斷元件402之間延伸時熔線412和中間絕緣層404、406的任一個的表面接觸。換句話說，當熔斷器400完全構(gòu)成時，利用各個中間絕緣層404、406中的熔線開口420、422，部分熔線412有效地懸置在空氣槽中。更特別地，每一個弱化點418懸置在中間絕緣層404、406之間的空氣槽中。
熔線開口420、422阻止熱量傳輸?shù)街虚g絕緣層404、406，在常規(guī)熔斷器中該熱量有助于增加熔斷器的電阻。因此熔斷器400運行在比已知的熔斷器更低的電阻，并由此比已知的可比較熔斷器的電路波動更小。另外，不像已知的熔斷器，由熔線開口420、422產(chǎn)生的空氣槽包括抑制電弧軌跡，并促進通過熔線412電路的完全消除。更進一步，當熔線運行時空氣槽提供排出其中的氣體，緩解不希望的氣體積累和對熔斷器的內(nèi)部壓力。然而，可以理解的是，在另外的實施例中，熔線開口420和422可以包括如這里所述的電弧淬火介質(zhì)，例如關(guān)于熔斷器210(關(guān)于圖15中所示和描述的)、熔斷器300(圖21所示的)以及圖22-25的方法。
如上所述，在一個實施例中上下中間絕緣層分別由聚合物基的電介質(zhì)膜材料構(gòu)成，例如在上述熔斷器實施例和方法中的任何材料等。
上外絕緣層408覆蓋在上中間層404上面并包括在上外絕緣層408上延伸并覆蓋在上中間絕緣層404的熔線開口420之上的實心連續(xù)表面，由此封閉和從上充分地絕緣熔線412。在另外的實施例中，上外絕緣層408和/或下外絕緣層410由半透明或者透明材料構(gòu)成，這種材料有利于熔線開口420、422內(nèi)斷開的熔斷器的直觀指示。
下外絕緣層410覆蓋在下中間絕緣層406之下并是實心的，也就是沒有開口。因此下外絕緣層410的連續(xù)實心表面充分地絕緣下中間絕緣層406的熔線開口422下面的熔線412。
在替換實施例中，上和下外絕緣層408、410分別由如上所述的聚合物基電介質(zhì)膜等構(gòu)成。
可以理解的是，盡管在圖26的說明性的例子中描述了五層結(jié)構(gòu)，在替換實施例中可以設(shè)置或者使用更多或者更少層。可以設(shè)置多個熔斷元件層和熔線，并根據(jù)需要串聯(lián)或者并聯(lián)地彼此電連接。
如圖26所示，上外絕緣層408和下外絕緣層410分別包括形成到其每個側(cè)面并在熔線接觸墊414、416上面和下面延伸的圓形的終端槽或者孔424，426。同樣地，上下中間絕緣層404、406包括形成到其每個側(cè)面的圓形終端槽或孔428、430，以及熔斷元件層402包括在其每個側(cè)面上的圓形槽或者孔432、434。當組裝熔斷器400的層時，在其垂直表面上將終端槽424、426、428、430、432和434金屬化，以在熔斷器400的每個側(cè)端形成接觸終端。以上述的方式形成金屬化的帶436、438，并分別在上下外絕緣層408、410的外表面上延伸。因此，熔斷器400可以表面安裝到印刷電路板上，同時建立和熔斷元件接觸墊414、416的電連接。
通過在熔斷層中提供多個弱化點418和熔斷元件開口420和422，更高的電壓和電流額定值以及更高的分斷容量是可能的，例如在一個實施例中，熔斷器400適合于大約小于等于600伏特的運行電壓，以及由于熔斷器的層狀結(jié)構(gòu)，以垂直于熔斷器的層平面的方向測量，在比能夠在這種運行范圍中運行的已知表面安裝熔斷器低很多的平面中設(shè)置熔斷器400。因此，熔斷器400可能尤其有益于和系統(tǒng)一起使用，系統(tǒng)包括彼此間隔的多個電路板，板之間具有預(yù)定間隔，在常規(guī)熔斷器可能沒有提供這些板。
另外，熔斷器400的層狀結(jié)構(gòu)和增加的分斷容量允許熔斷器400或者在和已知熔斷器幾乎相同尺寸的物理外殼中提供優(yōu)良的斷開特性，或者相對于已知熔斷器提供具有減小了物理外殼尺寸的相同斷開特性和性能。
更進一步地，熔斷器400的層狀聚合物結(jié)構(gòu)提供超過包括其它材料的已知可比較的熔斷器，尤其是具有陶瓷管的已知熔斷器的重量減輕。對于在電路板上組裝的大量的部件，重量減輕可能是顯著的。
根據(jù)對熔線適當變化的任何一種上述方法，并通過在熔斷層中提供熔斷器元件開口的適當數(shù)量和位置，和已知的熔斷器相比還可以以降低的成本提供熔斷器400。
可以理解的是熔斷器400可以包括這里所述的其它熔斷器的方案，例如，熔斷器400可以包括半透明的外絕緣層，用于容易地識別斷開的熔線，改變?nèi)蹟嘣膶咏Y(jié)構(gòu)、終端窗口和焊料隆起墊終端、加熱器元件和散熱片等。提供熔斷器400僅僅適合于說明的目的，并描述可以和其它熔斷器的特征組合在一起的典型特征，以根據(jù)高效和高精度制造工藝制造非常低電阻的熔斷器。
盡管依照多種特定實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將可以理解的是，可以用權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的變化實踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種低電阻熔斷器，包括第一中間絕緣層；第二中間絕緣層；和獨立式熔斷元件層，由所述第一和第二中間絕緣層的每一種獨立地形成和構(gòu)成，所述熔斷元件層包括第一和第二接觸墊以及在其之間延伸的熔線；其中第一和第二中間絕緣層在所述獨立式熔斷元件層的相反側(cè)延伸，并和其之間的所述熔斷元件層層疊在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，其中所述第一和第二中間絕緣層的至少一個包括覆蓋所述熔線的開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，其中所述熔斷元件層包括薄膜箔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，還包括形成到所述熔斷元件層、所述第一中間絕緣層和所述第二中間絕緣層的側(cè)端中的終端槽或者孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，還包括分別層疊到所述第一和第二中間絕緣層的第一和第二外絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的低電阻熔斷器，其中所述第一和第二外絕緣層的至少一個和所述第一和第二中間絕緣層的至少一個包括聚合物材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，還包括接近所述熔線的電弧淬火介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的低電阻熔斷器，還包括形成在所述熔線上的M點。
9.一種制造低電阻熔斷器的方法，所述方法包括提供第一中間絕緣層；提供和第一中間層隔開的預(yù)形成的熔斷元件層，所述預(yù)形成的熔斷元件層具有在第一和第二接觸墊之間延伸的熔線；和將第二中間絕緣層粘著層疊到熔斷元件層上的第一中間絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述粘著層疊包括層疊聚合物粘接膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述粘著層疊包括使用具有電弧抑制特性的粘接劑層疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括提供第一外絕緣層和第二外絕緣層，以及粘著層疊第一外絕緣層到第一中間層，并粘著層疊第二外絕緣層到第二中間絕緣層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述熔斷元件層、第一中間絕緣層、第二中間絕緣層、第一外絕緣層和第二外絕緣層同時互相層疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中提供第一中間絕緣層包括提供具有預(yù)形成在其中的熔斷元件開口的第一中間絕緣層，以及所述方法還包括在第二中間絕緣層層疊到所述第一中間層之后，通過熔斷元件開口將M點施加到熔線。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中第一和第二中間絕緣層的其中一個包括開口，以及所述將第二中間絕緣層粘著層疊到熔斷元件層上的第一中間絕緣層包括定位開口以覆蓋所述熔線。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中提供預(yù)形成的熔斷元件包括提供限定熔線和第一和第二接觸墊的獨立式薄膜箔。
17.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括形成熔斷元件層、第一中間絕緣層和第二中間絕緣層的側(cè)端中構(gòu)成的終端槽或者孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中提供第一中間絕緣層包括提供聚合物材料的層。
19.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括靠近熔線施加電弧淬火介質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在所述熔線上形成M點。
21.一種低電阻熔斷器，包括第一和第二中間絕緣層，第一和第二中間絕緣層的至少一個包括穿過其中預(yù)形成的開口；薄箔熔斷元件層，分別由所述第一和第二中間絕緣層構(gòu)成；其中所述第一和第二中間絕緣層在所述熔斷元件層的相對側(cè)延伸，并耦合到所述側(cè)上；以及電弧淬火介質(zhì)位于所述預(yù)形成的開口內(nèi)部，并圍繞所述開口內(nèi)的所述熔斷元件層。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的低電阻熔斷器，還包括形成到所述熔斷元件層、所述第一中間絕緣層和所述第二中間絕緣層的側(cè)端的終端槽或者孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的低電阻熔斷器，還包括層疊到各自的所述第一和第二中間絕緣層的第一和第二外絕緣層。
24.一種低電阻熔斷器，包括第一中間絕緣層；第二中間絕緣層；以及熔斷元件層，包括至少具有一個在其中形成的弱化點的熔線；其中第一和第二中間絕緣層在所述獨立式熔斷元件層的相對側(cè)上延伸，并和其間的所述熔斷元件層層疊在一起。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的熔斷器，其中所述熔線包括多個弱化點，以及所述第一中間絕緣層和所述第二中間絕緣層的至少一個包括穿過其中在位置上對應(yīng)于所述多個弱化點的多個開口。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的熔斷器，還包括至少一個外絕緣層，圍繞所述第一中間絕緣層和所述第二中間絕緣層的至少一個的所述多個開口。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的熔斷器，其中所述熔線包括在其上形成的至少一個M點。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的熔斷器，還包括貼近所述熔線的電弧淬火介質(zhì)。
全文摘要
一種低電阻熔斷器裝置和制造方法，包括第一中間絕緣層、第二中間絕緣層和由第一和第二中間絕緣層的每一個單獨形成和制成的獨立式熔斷元件。熔斷元件層包括第一和第二接觸墊以及在其間延伸的熔線。第一和第二中間絕緣層延伸到獨立式熔斷元件層的相反側(cè)，并和其間的熔斷元件層層疊在一起。
文檔編號H01H85/00GK1848351SQ20061007396
公開日2006年10月18日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者J·L·本德, H·P·卡馬特, 瓦林達·K·卡爾拉, D·M·曼奧基安, P·Y·索 申請人:庫帕技術(shù)公司