专利名称：本体具有槽的熔断器的制作方法
本^^有槽的熔断器技术背景熔断器已经成为电路不可缺少的一^分，其能够在电路錄时提供tfet保护。如美国专利US4560971^Hf的那样，很多熔断器^5^有相似的部件。熔断 器包4奮熔断器本体、本体内的"H^熔断元件、以及两个端盖或连接到熔断架 上的套圏或电路的其它连接部分。当然，这些相同的部件可用于战断器和小 熔断器中，也可用于高负载和低负栽中。然而，醋电路和鄉变^Mi小， 熔断^需要减小尺寸。例如，Littelfuse公司的Nano^系列熔断器，用于非 常小的表面安装电路，在该电路中实际"艮多部件被印刷在基片上。当与;^断器工作时，^a^断器相对简单。熔断元件及其本体可肯沐几 英寸长，套圈或其它终端的直径可負沐l/2英寸(大约1.3厘米)或更长。用手 或工M这些部件安il^-^相对简单而且容易完成。然而，当整个熔断器的 尺寸大幅减小时，例如用于表面安装设备的熔断器，困难就会增加。上述系列 的很多熔断器的狄小于1/2英寸(大约1.3脉)，可肖化^l和^Ui^只 有l/8英寸(大约0,3厘米)。这些小尺寸有必要符合表面安装技术中的^^L 模'在这样的小尺寸等MJi安装可靠的熔断器是具有挑战性的，主要是由于可 靠性要求高，同时炫断器的尺寸和它的内部连接又小。焊接连接的坚固性和可 靠性，断器必须内建的非常重要的特征。X射线或其它;^则^U^可偶尔发 断器差的连接。然而，制itik的趋势并不是检测部件的质量，而是设计一 种具有几乎固有可靠性的方法。也IU^说，目前的制造方法不断的努力是为了 生产始终具有100%可靠性的熔断器产品。当然，熔断器的结构以及溶断器的 制造:过程可能完全不同于i^E描述的方法。例如，US5977860和US6002322描 述的熔断器和制造方法。这些专利中描述的熔断器由完全不同的方法制造。不限制于任何特殊的理论，可以确定的是，目前方法的问题^ia^需要应 用持续的夕MP压力和空气压力以便将这些部件可靠地安狄连接在"^。对于 第一端盖，目前^^在问题，因为相反端是仍然开放的，以允许气*逸。然而，当第1盖固定后，可以确定的是，制造过程中在熔断器本体内封闭了压缩空气。压缩气^it两个端盖Ji^口压力，趋于将它们稀断器本^^多除。 为了控制这种情况，夕卜部力和空^a力^l^a。该外部力使得熔断器部， 持在-^而夕NP空^力^f"衡溶断器内的压力，并卩JUUUt断器组件JiJi 焊。该方法的这转分对于获得可靠的连接来i议重要的，但是不容易機控 制。在#^过程中的任何不期望的 都能导致差的连接。本发明针对的是为了通过改进的熔断器组件和更好的方法来解决这个问题。发明内容本发明有很多实施例。 一个实施例是一种熔断器。该熔断器包4舌具有两个 端部的中空的本#在两个端部上的至少一个槽，槽和中空本体的中间空自成了一个连续体，其容许气絲空^M^体的中间M'J本体的夕卜表面通过，一 ^Hr属元件贯it^体，并且两个端部,一^Hr属盖与电线电，逸，其中当 熔断器安装后，槽闭合而且中间腔不与本体的夕卜表面m。该金属元件可育bi 金属线。另一个实施例也是一种熔断器。该熔断器包括一个具有内表面的中空本体， 该本体有两个端部并且每个端部上至少有两个槽与该内表面连通， 一根金属线 贯穿中空本体延伸，—端部上:fcf^有一^r属盖，并且金属盖连接到金属线 上。再一个实施例也是一种熔断器。该熔断器包括一个具有内表面的中空陶资 本体，该本体有两个端部，至少一个槽在至少一个端部上，该至少一个槽从内 表面到端部夕卜表面延伸，一^Hr属元件贯穿本体，并JL^体的^-端都密封有 一*属盖。另一实施例是一种制舰断器的方法。该方法包括提供具有第一和第1 部的中空熔断器本体的步骤，并且一槽在至少一个端部上，该至少一个槽与中 空熔断器本体的中间mit，将本^^到第一端部的第-^属盖上， 属元件连接到第-^属盖上，金属元件贯穿本体，并且将第二金属盖结合到金 属元件上和第二端部上。这里描述的附加的棒性和优点，将在接下来的详细描述和附图中清楚g示。
附图1示出了具有带有槽的中空熔断器本体的熔断器的第一实施例； 附图2-3示出了具有槽的中空熔断器本体的另外的实施例； 附图4是用于制造具有槽的中空熔断器本体的熔断器方法的流程图；和 附图5^6示出了具有槽的中空熔断器本体的另外的实施例。 M实施方式本发明有很多实施例，M示出和描述的实施例^A其中的一些例子。具 有中空开槽本体的熔断器被員用于表面安装型应用，因为这些熔断器容易适 用于;W^莫制造技术。在一些实施例中，i!E示出的熔断器相当小，例如，大 约11毫米长(大约0.4英寸)并M断面基本为正方形、具有圆角的正方形、 圆形、矩形、或者具有圆角的矩形，本体的宽;t/^大约为2.9毫iMl盖的宽 ^/私复大约为3.1毫米。也可能使用其它尺寸。为这些熔断器准备的，皿 选为两^巨形垫，其宽3.4毫組长3.2毫米，这样两个垫都^^长为12.6 毫米(大约l/2英寸)的^1。也可用到其它尺寸和配置。附图1示出和描述了第一实施例的熔断器。熔断器10包括一个中空陶乾本 体12。陶乾本体12是一个狭长的管道，该管横断面具有夕h^形状为圓角正方 形，以及该管具有圓形横断面的内部12a。内部12a在本体12^1^r向沿着纵 向轴A延伸，iL^体末端12b包^向槽12c。这^l^']子中的槽从内部12a到 夕卜,滚面延伸。该熔断器还包括一个具有螺i弹，式的内部线14。该弹^it 过^端上的焊料(solder) 18固定到端盖16上。焊料18具有萍接圆顶的形 式，其"f-"端单独形成并在力和压力下形成该圆顶。 一域盖;IW或密封至陶 乾本体上，；ft^皮该端J^并至少由锡焊料、铜焊料或类似物填充，以差本上 密封住该装置。内部分或腔体12a可替换为其它希望的形状，例如正方形，矩 形，三角形，M带有圆角的。中空本体M为陶瓷，例如铝氧化物、氧化铝，但是可替换为由莫来石或 其它旨的、便宜的和可得到的材料制成。该本*可能由玻璃陶资材料、玻 璃或实质上任何不导电的育化本申请中应用的材料制得。甚至能使用塑料或玻 璃纤维本体，只要该材料能够承受焊接温度或者其它过程中产生的温度， ii^f呈典型地包括印刷电路板的制造，尤其是表面安装型印刷电^。该端盖是 镀银的铜器，但为了W^导电并易于,，也可以是镀金、镀锡/鉛或镀其它适当的材料。应<^适合本应用和使用的温度的焊料。虽然lfcl^故明确的M， 但在用于应用高温的情况下，也可使用其它连接的方法，例如，熔焊和铜焊。除附图l所示的实施例外，也可使用其它结构的开槽本体，如图2-3所示。 图2中，中空本体20具有为圆正方形的夕MP形状22和圆柱形的内部表面24, 即，絲断面为圆形。当然，在其它实施例中，内表面的横断面可以为正方形、 矩形、圆角正方形、圆角矩形等。该中空内部分延伸至两端部26。这些端部具 有槽28，其从该内部分到外表面22延伸并i^it'在该例中，槽与本体的纵向 轴线A成一个角度，然而在附图l所示的实施例中，槽沿着本体的纵向轴g 伸。在Mr中已^^现^^l这种成角度的槽使得在端盖与本R间的连接强度 增加。不限于^^T特殊的理论，可以确定的是，当安^r连接第二盖时，槽使得中空本体内的气#^^体中逃逸。械下来所描述的，该方法包括在连接过程中;^a压力。如^L，流程已经完成后压缩气体仍滞留在本体中，压缩气体 将迫4组离开本M而导致连接变差。可以确定的是，在餅过程中槽允许气 *逸，因而消除了封闭，缩气体的问题。因此，，断器的一个端部需要 具有槽，即是^线^HW的端部。然而，^/^大批量生产和材料搬运技术 中，对准熔断器本>^#很匱使得首先封闭和软焊不具有槽的端部而然后再纣闭 和IW具有槽的端部。因而，人们认为，即使具有单个槽W^点，但是^-~端部^^有槽;l^易于#^的。正如提到的，^v们i/w为，提供槽的目的是为了允许空^A空腔中心逃逸。 因而，槽需要连接内中空到熔断器本体的外部。附图3示出了满足该要求的另 一实施例。中空i断器本体30具有一个中间圆;fci^体氛空隙32和一个夕Np表 面34。中间腔体32延伸至两端部36。接舰些端部，槽38连接到中间腔体 32,在中空熔断器本体内部和夕卜表面形成一个连续区域。值得注意的是，其它 实施方^il今^述了在中空熔断器本体内部和夕卜表面形成了 一个连续区域。 当然，一^Sia^^W完^:，槽^^皮填^JL该连续区J^L^被端盖;t^并至 少部^^皮填充焊料，然后结束。很多熔断器带有新开槽的本体熔断器已经被制造并测试。为了在安装到印 刷电^过程中或之后形成一个无^l^故障的熔断器，在盖和本体之间的连接 强度期望能够承受至少21bs的轴向力。用于不带槽的本体的盖的平均压力大约为3.51bs。然而，即使以这做良的性能，在安^J'J印刷电械的itf呈中外面 的部分仍可能会出故障，或者在其后的^J^中出故障。以一个平均拉力大约 9.51bs的^"测试附图1的实施例。以一^H"均拉力大约为10.51bs的^"测试 附图2的实施例。在X射M^测中，制有开槽本体的熔断器在盖和本^J'司的 外^JW点^口均匀。而且，典型地，本体内的螺放线沿着熔断器本体纵向轴 线显示出更好的排列。l台，测试迄今，在安装到电路仗的过程中和^这些 开槽的熔断器都没有实质性的g。附图4示出了制造应用该新开槽本体熔断器方法的流程图。为了将第一端 盖连接到熔断器本体上，焊^H皮布置在一个倒置熔断器盖中，其被加热来融化 40和分布焊料。然后熔断器本#线布置41和按压42进融化的焊料中，大约 800克压力位于熔断器本体的端部。然后在冷却室中用大约16^22 psi被冷却43 以形^if接圆顶。然后焊#^皮安放44到第4盖JL^化，并在大^i下应用加热45以连接 熔断器本体另一端部到第二端盖上。现在，g己属有熔断线和两端盖的本^JH卩室中在大约l&22psig 4^P下46以固定连接，成熔断器。这个过程M大约 1-2分钟。接下来，4^f测试47熔断器个以保iiEii接的电气连续〗沐强度。样 品还可能经受X射线或遭受其它非破坏性测试以确保内部连接的强度和质量。熔断器实施例的形状并不限于上述直的、轴向的实施/N。如附图5"6所示， 其它的实施例""^1可具有L或者C的形状。在图5中，熔断器50具有形状为 大写字母L的熔断器本体。该熔断器包括第一熔断器本体"ML 51和至少;Ut垂 直于第一熔断器本体H的第二熔断器本体长变52。熔断器包括中间腔体53 和众内^it^夕Mp的槽54。如上述实施例讨论的那样，纟JL^，端盖(未示 出)连接至一熔断线(未示出)。附图6示出了另一实施例，具有C形状的熔断器本体60。陶资本体60可 負&如所示的那样由两半61， 62制成，然后再通过，、熔焊或其它连4^支术组 装。在该实施例中，部分61比部分62具有稍大的￡>1和^1，以便卿分62 插Wj部分61中。这两半包括中间腔体63、 64，以;S^熔断器内腔区域与熔 断器的夕h^逸逸的槽65、 66。在其它实施例中这两半可以是相同尺寸。可以理解的是，对这里描述的优选实施例进行的各种改变和修改对于^4页 域技^Mv员来il^A^而易见的。例如，很多实施例示出了四个槽，每个端部^Mr有两个，这些槽与熔断器本体纵向轴成直角。已经指出，有角度的槽在使 用中#阮点。在其它实施例中，^"端部可能有三个或四个槽，这些槽可能通过在熔断器本体的角部，而不是所示的那样，它们。这里示出的槽tb^宽，然而在一些实施例中，槽仅比用于熔断器的线的宽度或者用于熔断器的熔断元 件的t;l宽一点。这可能便于在制造过程中在本体内##焊料，易于形^j^圆顶。槽本身的横断面也可能为圆形、圆形的一^分、圆角矩形、圆角正方形、 圆角梯形或圆角平4亍四边形，甚至为三角形。这些改变或修2t^在不脱离本发明的樹申和范围，并且不减小期望的优点下作出的。因jtbil些妙^fl^btl5包括在附加的45U'J要求中。
权利要求
1、一种熔断器，包括具有两端部的中空本体，两个端部上至少有一个槽，这些槽和该中空本体的中间腔体构成了连续体，该连续体容许气体或空气从中间空腔到本体外表面通过；贯通本体的金属元件；和两端上与金属元件电气相连通的金属盖，其中当该熔断器被安装后，这些槽闭合且中间腔体不与本体的外表面相连通。
2、 ^5U，决求1所述的熔断器，^#摊于，至少一个槽与该本体的纵向 轴成一角度。
3、 ^W，j要求1所述的熔断器，^#棘于，该金属盖还包拾辟料。
4、 M利要求1所述的熔断器，^##于，所ii^体的横断面具有大体 形状为圆角矩形、圆角正方形、圆角三角形，或为圓形。
5、 如权利要求1所述的熔断器，其特征在于，这些槽^4伸至该本体的至少 U的夕卜表面。
6、 如权利要求l所述的熔断器，^#棘于，该本体是由包括陶乾、玻璃、 玻璃纤维和塑料的组中选择的材料制成的。
7、 i4又利要求1所述的熔断器，^#棘于，这两个端部位于中空本体的 纵向轴的相对端部。
8、 一种熔断器，包括具有内表面的中空本体，该本^(^"有两个端部，JL^少有两个槽在^-个 端部上与该内表面相i^it;贯穿中空本体延伸的金属线；和#"~端部上,的金属盖，iUl些金属盖^^接到该金属线。
9、 H又利要求8所述的熔断器，^#棘于，这些槽在本体内延伸iU殳有 到ii^体的外,'浪面。
10、 如权利要求8所述的熔断器，^#棘于，当熔断絲^，这些槽 闭合且该内表面不与熔断器夕卜侧i^。
11、 如;M^'J要求8所述的熔断器，^#城于，本体的横断面具有大体形状为圆角矩形、圆角正方形、圆角三角形、圓形或半圆。
12、 ^^U'J要求8所述的熔断器，^#棘于，至少一^r属盖上的辦 包4t歉陴圆顶形式的焊料。
13. ^5U'J要求8所述的熔断器, 其特征于,该金属线贯穿至少一*属盖以形成一条轴心引线.
14、 4喊利要求8所述的熔断器，^#棘于，这些槽的^1与该金属线 的JW圣;Uit相同。
15、 一种熔断器，包括具有内表面的中空陶资本体，该本M有两个端部，至少一个槽在至少一 个端部上，JL^斤ii^少一个槽从该内表面延伸到端部的夕卜表面； 贯穿该本体的4r属元件；和 密封到该本体^-"端的金属盖。
16、 NWJ要求15所述的熔断器，^#棘于，该至少一个槽ii^伸至该 4^体的至少-~#鄉的外表面。
17、 ^M5U'溪求15所述的熔断器，其特征在于，这些密封的端部不允许在 该本体内表面与该熔断器的夕Nl^间气M过。
18、 H5U'漆求15所述的熔断器，絲;f球于，这些盖的^1或直径比该 ^^体的t^l或直径大。
19、 一种制造溶断器的方法,该方法包括提供具有第一和第二端部的中空熔断器本体，和在至少一个端部上的槽， 该至少一个槽与该中空熔断器本体的中间樹目连通； 将该本^^^至该第一端部上的第""^r属盖； 连接^r属元件至该第一金属盖，该元件贯穿该本体；和 将第二金属盖^^至该金属元件^i亥第4部。
20、 ^K^要求19所述的方法，进一步包括在至少接合的第二步骤期间施 加力以迫使金属i^^具有槽的端部。
21、 44又利要求19所述的方法，进一步包括在该连接步骤与掩^的第二步 骤之间翻转本体。
22、 如权利要求19所述的方法，絲絲于，所述齡步骤是通骄料完 成，JUi—步包括在该第一^第二金属盖内部形成一个IW圆顶。
23、 如权利要求19所述的方法，其中该方法生产出一种在本体中空内部分 与熔断器夕h^J'司不允许气^it的密封的熔断器。
全文摘要
公开了一种熔断器的结构及其制造方法。熔断器本体被制成为其端部具有槽，允许焊接更大的表面区域以夹紧本体且形成良好的连接。槽与熔断器本体内的中间腔体相连通。此改进主要涉及表面安装熔断器，但由于此类型熔断器在商业上的大量应用，也可应用于任何尺寸的熔断器。
文档编号H01H85/05GK101404233SQ20081017991
公开日2009年4月8日 申请日期2008年9月16日 优先权日2007年9月17日
发明者A·恩里克斯, E·埃伯林, E·西尔弗德里奥, J·卡利博索, R·奥扎 申请人:保险丝公司