插片保險(xiǎn)絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于保護(hù)例如汽車內(nèi)的電子電路的插片保險(xiǎn)絲。更具體地，本發(fā)明涉及高度耐用的車載式插片保險(xiǎn)絲，該插片保險(xiǎn)絲在相對(duì)低電流區(qū)域內(nèi)使用，該區(qū)域內(nèi)的額定電流為30A或更低，當(dāng)電流流過(guò)該區(qū)域時(shí)，該區(qū)域的溫度不會(huì)大幅提高。
【背景技術(shù)】
[0002]插片保險(xiǎn)絲是當(dāng)非預(yù)期大電流流過(guò)電子電路時(shí)，迅速中斷電子電路的保護(hù)元件。這樣的插片保險(xiǎn)絲目前應(yīng)用在許多領(lǐng)域。
[0003]在汽車領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的是，許多保險(xiǎn)絲使用在單一的汽車內(nèi)。電子電路部件的高密度安裝的近期發(fā)展已經(jīng)推動(dòng)了對(duì)待安裝的保險(xiǎn)絲的緊密型的需求。此外，已安裝的保險(xiǎn)絲日益增多。
[0004]然而，相反的是，分配給保險(xiǎn)絲盒等的空間日益縮小。在這種情況下，當(dāng)一正常電流流過(guò)保險(xiǎn)絲盒時(shí)，保險(xiǎn)絲盒內(nèi)的許多保險(xiǎn)絲從其內(nèi)的熔斷部發(fā)出熱量，且該熱量將減少保險(xiǎn)絲的壽命。此外，該熱量通過(guò)保險(xiǎn)絲的端部被傳遞至相鄰的電子電路，從而使得電子電路在一較長(zhǎng)時(shí)間部?jī)?nèi)被加熱，這會(huì)造成外殼的熔化、電子電路的失靈或最終燒壞電路。
[0005]相應(yīng)地，現(xiàn)如今，需要在正常的、實(shí)際使用的電流區(qū)域內(nèi)外殼不會(huì)燒焦的高度耐用插片保險(xiǎn)絲的出現(xiàn)。這樣的保險(xiǎn)絲具有固定的膨脹段，且當(dāng)電流流過(guò)保險(xiǎn)絲時(shí)，保險(xiǎn)絲的溫度不會(huì)大幅提尚。
[0006]對(duì)于上述應(yīng)用具有一些現(xiàn)有的保險(xiǎn)絲。該種類的保險(xiǎn)絲使用一連接部將兩端部互連，由銅(熔點(diǎn)為1050°C)或銅合金制成，且保險(xiǎn)絲的大致中心部提供有一具有最小截面的熔斷部(也稱為狹窄部)。此外，一由錫(熔點(diǎn)為230°C)、銀等制成的低熔點(diǎn)金屬片鉚接并固定在狹窄部的上部，該低熔點(diǎn)金屬片成型為爪型，當(dāng)圍繞在狹窄部時(shí)高于周圍的連接部(例如專利文獻(xiàn)I和2)。
[0007]固定該低熔點(diǎn)金屬片至狹窄部的理由是使得狹窄部如下迅速斷裂并分離。當(dāng)過(guò)載電流流過(guò)狹窄部時(shí)，低熔點(diǎn)金屬片熔化。而后，熔化的低熔點(diǎn)金屬片在銅質(zhì)地的基材內(nèi)擴(kuò)散并形成一銅錫合金。在該合金區(qū)域，熔點(diǎn)變低。
[0008]不幸的是，如果金屬接合的方法是低熔點(diǎn)金屬片直接固定在狹窄部的上部、金屬片由鋅或鋅合金制成、通過(guò)例如鉚接汽車內(nèi)的用在相對(duì)較低如30A或更低的額定電流區(qū)域內(nèi)的保險(xiǎn)絲的手段，將會(huì)造成額定電流、熔斷部、和熔斷電流將不能輕易控制的問(wèn)題。理由為由于插片保險(xiǎn)絲對(duì)例如形成在金屬間的氧化膜或微量的灰塵非常敏感，額定電流、熔斷位和熔斷電流變得不穩(wěn)定。
[0009]每一現(xiàn)有技術(shù)中已知的保險(xiǎn)絲包括:無(wú)任何提供的狹窄部；具有低熔點(diǎn)的鉚釘型錫合金，其固定在狹窄部的兩側(cè)(例如專利文獻(xiàn)3)。然而這些保險(xiǎn)絲用于額定電流為55A的高容量領(lǐng)域。此外，狹窄部的長(zhǎng)度是0.85mm，當(dāng)狹窄部和鉚釘型錫間的距離是3.81mm。因而，他們以至少四倍于狹窄部的長(zhǎng)度彼此分開。這個(gè)結(jié)構(gòu)會(huì)拉長(zhǎng)狹窄部膨脹的時(shí)間，且當(dāng)電流流過(guò)狹窄部時(shí)，其溫度也不會(huì)輕易地下降。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利2008-21488A(權(quán)利要求1及圖2中以附圖標(biāo)記14指示的部分)
專利文獻(xiàn)2:日本專利2745190B1 (圖8中以附圖標(biāo)記110指示的部分)
專利文獻(xiàn)3:日本專利7-31976B (第10欄第33行至第11欄第21行，及圖5)

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明解決的問(wèn)題
[0011]本發(fā)明致力于上述問(wèn)題，目的在于提供高度耐用的插片保險(xiǎn)絲，狹窄部?jī)?nèi)的熔斷位置和額定電流通過(guò)該設(shè)計(jì)相符地確定，且當(dāng)電流流過(guò)時(shí)，插片保險(xiǎn)絲的溫度不會(huì)大幅提尚O
解決的問(wèn)題的手段
[0012]致力于上述問(wèn)題的本發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲包括一組位于兩端的終端部。該終端部與形成可融金屬體的連接部互連。在連接部的大致中心部，形成有一截面小于連接部的熔斷部。該終端部和連接部由相同的金屬基體材料鋅或鋅合金制成。一低熔點(diǎn)金屬片，其外部尺寸與連接部的寬度相同或相近，熔化并粘接在連接部位于熔斷部外部的至少一個(gè)表面上，并設(shè)置為部分穿過(guò)熔斷部的邊緣或不穿過(guò)但與該邊緣相鄰(下文稱為“第一發(fā)明”)。
[0013]該低熔點(diǎn)金屬片由例如錫、銀、鉛、鎳及其合金制成。
[0014]本發(fā)明的特征在于低熔點(diǎn)金屬片相反于現(xiàn)有保險(xiǎn)絲形成在上述預(yù)定段。理由將在下文詳述。
[0015]狹窄部是電流容量最大化的部，因?yàn)楠M窄部成形為具有穿過(guò)插片保險(xiǎn)絲的最小橫截面部。按照額定電流和其他熔斷特性的設(shè)計(jì)，這部應(yīng)當(dāng)斷裂和分離。因此，優(yōu)選地基本上在狹窄部不提供任何東西。
[0016]該低熔點(diǎn)金屬片需要在狹窄部的外部或相鄰于狹窄部成型。如果低熔點(diǎn)金屬片遠(yuǎn)離于狹窄部成型，低熔點(diǎn)金屬片的性能不能影響?yīng)M窄部。本發(fā)明人已執(zhí)行許多實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如上文所述的“低熔點(diǎn)金屬片在連接部位于熔斷部外部的至少一個(gè)表面上，從而部分穿過(guò)熔斷部的邊緣或不穿過(guò)但與該邊緣相鄰”，產(chǎn)生了顯著的效果。
[0017]成型在預(yù)定段的低熔點(diǎn)金屬片和電迀移效應(yīng)參照?qǐng)D4(a)中所示，兩者使得狹窄部迅速斷裂并分離。此外，他們可在斷裂前減少由狹窄部引起的非熔斷電流區(qū)域(該區(qū)域內(nèi)不膨脹狹窄部的最大電流連續(xù)流動(dòng)，且電流進(jìn)給比例就額定電流而言從120%到130%不定)內(nèi)的溫度提升。
[0018]如果低熔點(diǎn)金屬片成形為“部分穿過(guò)熔斷部的邊緣”，當(dāng)狹窄部的上述熔斷性能有效地保持，狹窄部輕易地?cái)嗔巡⒀杆俜蛛x。
[0019]低熔點(diǎn)金屬片的外部尺寸因此僅成形為與連接部的寬度相同或相近。
[0020]與本文使用的并在下文具體描述的在連接部熔化和粘接低熔點(diǎn)金屬片的方法相關(guān)聯(lián)，在許多情況下，形成在連接部表面的低熔點(diǎn)金屬片的特定形狀是前視圖為“倒碗狀”，該“倒碗狀”類似于碗倒置在連接部的表面。然而，并非限定于倒碗狀，可以是，例如平面視圖為圓形、橢圓形或長(zhǎng)孔型。
[0021]一種固定低熔點(diǎn)金屬片至連接部的方法需要是一種“熔化和粘接的方法”。如果低熔點(diǎn)金屬片在尺寸上大于需要的，其在熔化時(shí)吸熱并由于其高熱容量而粘接。如果固定低熔點(diǎn)金屬片至連接部的方法是如專利文獻(xiàn)I或2的金屬結(jié)合方法，其間存在的氧化膜、灰塵等的影響將變?yōu)殡娹|移效應(yīng)的阻礙。
[0022]本文舉述的短語(yǔ)“電迀移”是電子和金屬原子在電導(dǎo)材料內(nèi)移動(dòng)互相交換動(dòng)量的現(xiàn)象，引起了離子的漸進(jìn)移動(dòng)和材料的缺陷形狀。當(dāng)電流密度增大時(shí)，該效應(yīng)增強(qiáng)。該效應(yīng)更顯著地影響較精密的集成電路(參照維基百科Wikipedia, the free encyclopedia)。在本文中，“電迀移”又被稱為“迀移”。
[0023]進(jìn)一步地，上述低熔點(diǎn)金屬片優(yōu)選地以關(guān)于熔斷部的中心呈基本對(duì)稱位置上被熔化并粘連在連接部的背面和/或側(cè)面(下文稱為“第二發(fā)明”)。
[0024]這是因?yàn)橐躁P(guān)于熔斷部的中心呈基本對(duì)稱的位置在連接部的正面背面和/或側(cè)面熔化和粘連低熔點(diǎn)金屬片可進(jìn)一步減少迀移效果的變化。
[0025]上述熔斷部可具有任何給定的形狀。舉例而言，一沿著連接部的長(zhǎng)度延伸的長(zhǎng)孔可成型在連接部的大致中心部。而后，長(zhǎng)孔減少連接部的大致中心部的橫截面的區(qū)域可代替橫截面小于連接部的熔斷部使用(下文稱為“第三發(fā)明”)。
[0026]雖然本發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲可用于不同的應(yīng)用，該插片保險(xiǎn)絲特別適用于車內(nèi)應(yīng)用，例如汽車應(yīng)用(下文稱為“第四發(fā)明”)。
本發(fā)明的效果
[0027]根據(jù)第一發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲產(chǎn)生了以下效果。
(1)位于兩端的終端部與形成熔斷金屬體的連接部互連。該熔斷部或狹窄部，形成在連接部的大致中心部。該低熔點(diǎn)金屬片熔化并粘連在部分穿過(guò)熔斷部的邊緣的區(qū)域或不穿過(guò)但相鄰于邊緣的區(qū)域。根據(jù)該配置，可以預(yù)期到由低熔點(diǎn)金屬片引起的溫度的抑制效果和提尚的耐用性。
[0028]上文描述的配置可穩(wěn)定上述效果并減少低熔點(diǎn)金屬片的熔斷比例。
(2)該低熔點(diǎn)金屬片，熔化并粘連在熔斷部外部的連接部的至少一個(gè)表面上，并設(shè)置為部分穿過(guò)熔斷部的邊緣或不穿過(guò)但相鄰于邊緣，具有一與連接部的寬度相同或相近的外部尺寸。該配置可使得迀移效應(yīng)更有效地顯現(xiàn)。更具體地，該配置將使得熔斷部在一獨(dú)立于外部因素、符合其初始設(shè)計(jì)的電流和熔斷區(qū)域迅速地?cái)嗔押头蛛x。
(3)作為結(jié)果，當(dāng)電流流過(guò)插片保險(xiǎn)絲時(shí)溫升降低，且保險(xiǎn)絲的耐用性因此提高。該配置使得制造一電子電路內(nèi)與本發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲連接的電線具有小尺寸的設(shè)計(jì)變得可能，有助于整體成本的降低。
[0029]根據(jù)第二發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲，該低熔點(diǎn)金屬片進(jìn)一步熔化并粘連在連接部的背面和/或側(cè)面上相對(duì)于熔斷部的中心的大致對(duì)稱區(qū)域。該配置可減少迀移效應(yīng)的變化。
[0030]根據(jù)第三發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲，一沿著連接部的長(zhǎng)度延伸的長(zhǎng)孔成型在連接部的大致中心部，且長(zhǎng)孔的成型減少了連接部的大致中心部的橫截面。該配置使得形成的熔斷部具有期望窄度的橫截面。
[0031]根據(jù)第四發(fā)明的插片保險(xiǎn)絲，當(dāng)上述插片保險(xiǎn)絲用于車內(nèi)應(yīng)用時(shí)，可提供一適用于電子電路器件的高密度安裝的插片保險(xiǎn)絲。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1(a)為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)例的整個(gè)插片保險(xiǎn)絲的平面視圖。圖1(b)為圖1(a)內(nèi)插片保險(xiǎn)絲的側(cè)視圖。