表面黏著型保險絲及其製法的製作方法
2023-08-08 18:39:51 1
專利名稱：表面黏著型保險絲及其製法的製作方法
技術領域：
本發明是有關一種保險絲，尤指一種上下表面皆具有熔絲線路架構的表面黏著型保險絲構造，以及相關的製造方法。
背景技術：
按，一般電氣裝置會設定最大使用電流，當所使用的電流超過時，有可能會使裝置受損或燒毀，保險絲最主要的功用就是防止超量的電流通過電子電路，超額的電流流過保險絲時將使它產生高溫而導致熔斷，以保護電路免於受到傷害，在現有的信息、通訊、以及消費性電子產品等電氣裝置，主要是利用印刷電路板(Printed Circuit Board，PCB)將電子零組件連接在一起，使其發揮整體功能，隨著電氣裝置越來越複雜，需要的零件越來越多，印刷電路板上的線路與零件也越來越密集。
目前，印刷電路板的零件封裝技術，主要是以「插入式封裝(Through Hole Technology，THT)」和「表面黏著式封裝(SurfaceMounted Technology，SMT)為主，其中插入式封裝是將零件安置在板子的一面，並將接腳焊在另一面上，這種零件會需要佔用大量的空間，而且印刷電路板必須為零件的每隻接腳鑽孔，如此將會因為接腳佔掉印刷電路板兩面的空間，而且接腳的焊點也比較大；另一方面，表面黏著式封裝是將表面黏著組件(Surface Mount Device，SMD)放置於已沾有膠或錫膏的印刷電路板上，然後再利用一定的加熱技術使組件固定於印刷電路板的表面，其與傳統插入式封裝最大的差異，是不依靠零件腳插入鑽好孔的電路，來支持零件的重量或維持零件的方向，加上表面黏著組件與印刷電路板構成連接的電極是位在與零件相同的一面，而得以在印刷電路板相同位置兩面都裝上零件，因此與插入式封裝技術的印刷電路板比較起來，使用表面黏著封裝技術的印刷電路板的零件可較為密集，意即能夠使更多的功能安置於同樣面積的印刷電路板上，或者能夠以面積更小的印刷電路板維持同樣的功能。
也因此，使用於設備過載電流保護的保險絲也具備有表面黏著型式，如圖1及圖2所示，即分別為一種目前坊間普遍習見的表面黏著型保險絲的外觀立體圖和結構剖視圖，此表面黏著型保險絲主要是在一個與電路板材質類似的絕緣基材10(例如FR4環氧樹脂)底面的兩個相對應部位設有電極部20，此兩個相對應的電極部20是沿著絕緣基材10的外側壁面延伸到頂面，並且僅由一道主要由鍍銅薄膜所構成的可熔鏈221連接，整個表面黏著型保險絲進一步在可熔鏈221的中間位置設有一個錫層30，此錫層30不同於可熔鏈221的銅金屬，主要是當錫層30因為過電流負載熔化時，可讓可熔鏈221變為錫銅合金，使可熔鏈221具有較單獨的錫或銅更低的熔點，亦可降低該可熔鏈221裝置的作用溫度，以提高整體保險絲的性能。另外，絕緣基材10的最頂面設有一個利用可光造像材料所構成的保護層40，以保護可熔鏈211及其上的錫層30氧化，並且產生防止金屬熔融濺出的屏蔽效果。
至於，此習知表面黏著型保險絲的主要製造方法是如圖3至圖6所示，首先如圖3所示，在一個上、下表面設有銅箔層21的絕緣基材10上衝制有若干等距的分割槽11，使構成複數條可同時排列布設複數個保險絲的基礎料帶12，再如圖4所示，以鍍銅方式將整個絕緣基材10當中的每一個基礎料帶12表面覆蓋一層鍍銅薄膜22，此鍍銅薄膜22主要是覆蓋在基礎料帶12的外側壁面以連接上、下表面的導電性，並且經由控制薄膜厚度的方式設定後續可熔鏈的熔斷條件，接著以蝕刻方式將基礎料帶12上、下表面部分區段的鍍銅薄膜22移除，如圖5標，使基礎料帶12的下表面具有兩道做為後續電極端的相對應鍍銅薄膜區塊，以及如圖6所示，使基礎料帶12的上表面排列有複數個僅由可熔鏈221連接兩個相對應鍍銅薄膜區塊的熔絲線路架構。
接著再施以電鍍處理，主要在可熔鏈以外的鍍銅薄膜表面覆蓋導電材，使可熔鏈的兩端具有兩個相對應的電極部，此兩個電極部是僅由一道鍍銅薄膜所構成的可熔鏈連接，最後再將可光造像材料覆蓋在可熔鏈的區域，經過紫外線照射之後可光造像材料固化成為保護層，進而獲致表面黏著型保險絲的基本架構，以便利用兩個電極部與印刷電路板的電路連結，並且在通過該電路的電流超過限定過負載時，可熔鏈因為結構較為薄弱而先行熔斷，阻斷兩個電極部的電路，進而達到保護電路免於受到傷害的目的。
前述習知表面黏著型保險絲的製造方法在構成基礎料帶之後，是必須經過鍍銅薄膜的電鍍處理、構成線路架構的蝕刻處理、電極部的鍍銅處理，以及覆蓋光造像材料等加工製造程序，乍看之下似乎不致於太繁瑣；然而，在覆蓋光造像材料的過程中，是必須先以加熱方式將塗布在整個結構面的可光造像材料烘乾，再配合曝光版將不需要覆蓋可光造像材料的區域(例如可熔鏈兩端的電極部)遮蓋之後，施以紫外線照射使未被曝光版遮蓋的可光造像材料固化，受曝光版遮蓋的可光造像材料則未受到紫外線照射而保持未固化的型態，接著以溶劑將未固化的可光造像材料移除，最後再以清水衝洗，方得以完成在可熔鏈上方覆蓋保護層的加工製造，如此將使整個表面黏著型保險絲的製造方法趨於複雜繁瑣，而成為無法提升產能以及無法降低製造成本的主因。
發明內容
有鑑於此，本發明即在提供一種上下表面皆具有熔絲線路架構的表面黏著型保險絲構造，藉以能夠將此創新的表面黏著型保險絲構造封裝在印刷電路板上面或下面使用，而且此創新的表面黏著型保險絲構造，更能夠大幅縮減加工製造程序，有效提升產能以及降低製造成本。
於實施時，是在一個絕緣基材的上、下表面覆蓋有既定厚度的導電層，接著以曝光顯影、蝕刻的方式分別將上、下表面的部份導電層移除，使絕緣基材的上、下表面個別成為由一熔鏈部連接兩側電極區的導電層架構，再利用印刷方式將熱固性絕緣材覆蓋在熔絲線路架構的熔鏈部，並且加熱使熱固性絕緣材固化成為保護熔鏈部的絕緣層，最後施以電鍍處理，在熔絲線路架構露出絕緣層外部的電極區覆蓋導電材，使絕緣基材上、下表面的兩個相對應邊側形成電極部，構成一種上、下表面皆具有熔絲線路架構，而得以封裝在印刷電路板上面或下面使用，而且大幅縮減加工製造程序的表面黏著型保險絲構造。
圖1為一種習用表面黏著型保險絲的外觀立體圖；圖2為圖1所示的習用表面黏著型保險絲的結構剖視圖；圖3是用以構成表面黏著型保險絲的絕緣基材在完成分割槽加工後的半成品結構圖；圖4為基礎料帶完成鍍銅薄膜建制的結構示意圖；圖5為基礎料帶的下表面結構示意圖；圖6為基礎料帶的上表面結構示意圖；圖7為本發明的表面黏著型保險絲的外觀立體圖；圖8為本發明的表面黏著型保險絲的結構剖視圖；圖9為本發明表面黏著型保險絲的主要加工製造方法流程圖。
圖號說明10絕緣基材11分割槽12基礎料帶20電極部21銅箔22鍍銅薄膜221可熔鏈30錫層40保護層50熔絲線路架構51電極部
52熔鏈部60絕緣層具體實施方式
為能使貴審查員清楚本發明的組成，以及實施方式，茲配合圖式說明如下本發明「表面黏著型保險絲及其製法」，其整個表面黏著型保險絲的基本結構組成如圖7及圖8所示，是在一個與印刷電路板材質類似的絕緣基材10上、下表面設有主要由銅金屬所構成的熔絲線路架構50，此熔絲線路架構50是在兩個相對應的電極部51之間連接一個熔鏈部52，另外在熔絲線路架構50的熔鏈部52處設有絕緣層60，構成一種可利用下表面的電極部51與印刷電路板的電路連結，以其下表面的熔絲線路架構50做為保護電路，或者是利用上表面的電極部51與印刷電路板的電路連結，以其上表面的熔絲線路架構50做為保護電路的一種創新的表面黏著型保險絲構造。
當然，整個表面黏著型保險絲進一步在可熔鏈部52的中間位置設有一個錫層30，此錫層30不同於熔鏈部52的銅金屬，以當錫層30因為過電流負載熔化時，可讓熔鏈部52變為錫銅合金，使熔鏈部52具有較單獨的錫或銅更低的熔點，亦使該熔鏈部52裝置的作用溫度降低，以提高整體保險絲的性能，整個表面黏著型保險絲並且得以封裝在印刷電路板上面或下面使用，在絕緣層60的覆蓋作用下，能夠防止熔鏈部52氧化以及防止熔融的金屬濺出。
請同時配合參照圖9所示，本發明在具體實施時，是先在絕緣基材的上、下表面覆蓋有既定厚度的導電層，此導電層是以印刷、電鍍或沉積銅金屬的方式所構成，並且利用控制此導電層厚度的方式設定熔絲線路架構的限定電流值；接著以曝光顯影、蝕刻的方式分別將上、下表面的部份導電層移除，使絕緣基材的上、下表面個別成為由一熔鏈部連接兩側電極區的導電層架構，在此加工過程當中，是在導電層的表面覆蓋光阻材，再以光罩或底片對位方式將未遮光部分圖案覆蓋在預保留導電層的區域，並且施以紫外線照射，使未遮光部分圖案覆蓋的光阻材固化，接著將保持未固化的光阻材衝洗掉，再以氯化鐵溶液將未受光阻材保護的導電層蝕刻移除。
當熔絲線路架構建制完成之後，再利用印刷方式將一種熱固性絕緣材覆蓋在熔絲線路架構的熔鏈部，並且加熱使熱固性絕緣材固化成為保護熔鏈部的絕緣層，最後施以電鍍處理，在熔絲線路架構露出絕緣層外部的電極區覆蓋導電材(例如鎳、錫或鉛錫合金)，使絕緣基材上、下表面的兩個相對應邊側形成電極部，即完成整個表面黏著型保險絲的加工製造流程。
若其表面黏著型保險絲欲進一步在熔鏈部的中間部位建制錫層時，整個表面黏著型保險絲是在熔絲線路架構建制完成，而且尚未進行絕緣層建制加工流程之前，執行錫層的建制加工流程，在此錫層加工流程當中，是可在整個絕緣基材的上、下表面覆蓋光阻材，再以光罩或底片對位方式將遮光部分圖案覆蓋在錫層的預設區域，並且施以紫外線照射，使未受遮光部分圖案覆蓋的光阻材固化，接著將保持未固化的光阻材衝洗掉，僅露出錫層預設區域，並且以電鍍或沉積錫金屬的方式建制在未受光阻材保護的區域(亦即錫層所預設的區域)即完成此加工流程。
值得一提的是，本發明表面黏著型保險絲的構造除了得以依照需要，封裝在印刷電路板上面或下面使用之外，藉由此創新的表面黏著型保險絲構造，更能夠大幅縮減加工製造程序，有效提升產能以及降低製造成本。
如上所述，本發明提供一種較佳可行的表面黏著型保險絲，以及相關的製造方法，於是依法提呈發明專利的申請；然而，以上的實施說明及圖式所示，是本發明較佳實施例，並非以此局限本發明，是以，舉凡與本發明的構造、裝置、特徵等近似、雷同者，均應屬本發明的創設目的及申請專利範圍之內。
權利要求
1.一種表面黏著型保險絲，是在一個絕緣基材的上、下表面設有主要由銅金屬所構成的熔絲線路架構，該熔絲線路架構是在兩個相對應的電極部之間連接一個熔鏈部，另外在該熔絲線路架構的熔鏈部處設有用以防止熔鏈部氧化以及防止熔融金屬濺出的絕緣層。
2.如權利要求1所述的表面黏著型保險絲，其中該熔絲線路架構主要由銅金屬所構成。
3.如權利要求1所述的表面黏著型保險絲，其中該熔鏈部的表面中間部位設有錫層。
4.一種表面黏著型保險絲及其製法，其特徵在於包括有下列步驟a、在一個絕緣基材的上、下表面覆蓋既定厚度的導電層；b、分別將上、下表面的部份導電層移除，使絕緣基材的上、下表面個別成為由一熔鏈部連接兩側電極區的導電層架構；c、利用印刷方式將一種熱固性絕緣材覆蓋在熔絲線路架構的熔鏈部，並且加熱使熱固性絕緣材固化成為保護熔鏈部的絕緣層；d、最後在熔絲線路架構露出絕緣層外部的電極區覆蓋導電材，使絕緣基材上、下表面的兩個相對應邊側形成電極部。
5.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中該導電層是可以由印刷、電鍍或沉基的方式將銅金屬覆蓋在絕緣基材的表面構成。
6.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中該導電材是可以由電鍍或沉基的方式將鎳金屬覆蓋在電極區的表面。
7.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中該導電材是可以由電鍍或沉基的方式將錫金屬覆蓋在電極區的表面。
8.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中該導電材是可以由電鍍或沉基的方式將鉛錫合金覆蓋在電極區的表面。
9.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中絕緣基材上、下表面的部份導電層是可以曝光顯影、蝕刻的方式移除。
10.如權利要求4所述的表面黏著型保險絲及其製法，其中在熔絲線路架構建制完成，而且尚未進行絕緣層建制加工流程之前，先行在熔鏈部的表面中間部位建制一錫層。
全文摘要
本發明是在一個絕緣基材的上、下表面覆蓋有導電層，接著以曝光顯影、蝕刻的方式，使絕緣基材的上、下表面個別成為由一熔鏈部連接兩側電極區的導電層架構，再利用印刷方式將熱固性絕緣材覆蓋在熔鏈部，並且加熱使熱固性絕緣材固化成為保護熔鏈部的絕緣層，最後施以電鍍處理，在熔鏈部兩端的電極區覆蓋導電材，使電極區成為電極部，構成一種上下表面皆具有熔絲線路架構，而得以封裝在印刷電路板上面或下面使用，而且大幅縮減加工製造程序的表面黏著型保險絲構造。
文檔編號H01H85/05GK1897202SQ200510084028
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月14日 優先權日2005年7月14日
發明者黃仁豪, 張志夷, 黃煌坤, 陳振 申請人:科倫電器股份有限公司