防爆微型保護元件的製作方法
2023-05-18 18:02:46 1
專利名稱:防爆微型保護元件的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防爆微型保護元件，所述元件包括絕緣外殼、金屬熔體、端部電極、滅弧材料，端部電極包裹在絕緣外殼的兩端，金屬熔體懸空設置在絕緣外殼的內部，金屬熔體的兩端分別與包裹在絕緣外殼上的兩端部電極電連接，滅弧材料設置在絕緣外殼和金屬熔體之間，所述絕緣外殼的端部設置至少一個連通絕緣外殼的內部空間和外部空間的露出於端部電極的缺口，滅弧材料包含氣相二氧化矽和矽膠的雙層結構。本實用新型元件兩端部的滅弧材料填充充分、填充時間短，氣相二氧化矽的強吸附能力對分斷滅弧起主要作用，氣相二氧化矽熱導率與空氣相當，在相同分斷能力要求下可以採用更粗線徑的金屬熔體，提高產品的抗浪湧能力。
【專利說明】防爆微型保護元件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微型保護元件，特別涉及一種分斷能力高、抗浪湧能力強、體積微小的過電流保護元件，以及該保護元件的製作方法，屬於繼電保護領域。
【背景技術】
[0002]在全球健康、環保、能源危機的極大壓力下，促使每個國家都在積極推廣和使用節能照明產品，LED是未來的新一代光源，由於其符合低碳、綠色和環保的社會發展需求，其已成為當今照明發展的最大趨勢。隨著LED通用照明市場及LED路燈市場的拓展，作為其過電流保護用的保護元件產品在高浪湧承載能力及高分斷能力方面的要求越來越嚴格。目前市場上主流使用的LED照明用保護元件要求分斷能力較高的、2512或2410尺寸規格封裝的產品，但現有產品的抗浪湧能力相對較差，在頻繁開關機、應用環境苛刻及戶外照明等領域難以長期穩定地工作。
[0003]中國專利CN203406255U中公開一種在陶瓷管中部帶有洩壓狹縫的結構設計，並以抽真空填充高溫矽膠工藝，得到分斷能力達到250VAC 100A的保護元件產品，但此結構狹縫的位置設置不佳，抽真空填充矽膠操作時，產品兩端部難以被完全填滿，從而造成分斷時有薄弱環節存在，對產品的抽真空時間和分斷合格率，以及繼續提升產品分斷能力等方面都存在著極大的影響；同時高溫矽膠本身的滅弧作用也十分有限，且直接以高溫矽膠作為滅弧材料時，矽膠的熱導率相對空氣來說較大，容易引起產品熔斷時間延長，從而需要降低熔體線徑以滿足其熔斷特性要求，這樣會削弱產品的抗浪湧能力，致使該產品的抗浪湧能力和分斷能力均不能滿足目前LED戶外照明領域的特殊需求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術產品存在的抗浪湧能力差及分斷能力低的問題，本發明提供一種防爆微型表面貼裝式微型保護元件。首先，在微型保護元件的絕緣外殼的靠近端部設置一個或多個缺口，一方面通過此缺口的洩壓作用來降低內置於微型保護元件內的金屬熔體熔斷時產生的爆炸壓力，另一方面解決了原洩壓狹縫設置在中間時，在絕緣外殼兩端內部滅弧材料填充不充分的不良現象。其次，採用氣相二氧化矽-水和氣相二氧化矽-高溫矽膠的雙體系兩步真空灌膠工藝，向絕緣外殼內填充滅弧材料。氣相二氧化矽的高比表面積(大於200m2/g)來吸附熔體的高溫金屬蒸汽，以快速降低金屬蒸汽產生的燃弧壓力；高溫矽膠的外部包裹來提供滅弧材料層的彈性結構，以緩衝熔體斷開瞬間產生的爆炸壓力衝擊，並且氣相二氧化矽具有同空氣相接近的熱導率，從而減少原滅弧矽膠填充對保護元件熔斷作用的影響，將2410尺寸規格封裝的表面貼裝式微型保護元件產品的分斷能力提高到350VAC100A以上、且具有高抗浪湧能力(其1In熔斷時間在1ms以上)。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案提供一種防爆微型保護元件，包括絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4、滅弧材料6，端部電極3包裹在絕緣外殼I的兩端，金屬熔體2懸空設置在絕緣外殼I的內部，金屬熔體2的兩端分別與包裹在絕緣外殼I上的兩個端部電極3通過焊料4固定並形成電連接，滅弧材料6設置在絕緣外殼I和金屬熔體2之間，其設計要點在於:所述絕緣外殼I的端部設置至少一個連通絕緣外殼I的內部空間和外部空間的缺口 5，所述缺口 5有部分尺寸未被端部電極3遮蓋，所述滅弧材料6由相貼合的矽膠層和氣相二氧化矽層構成的包裹金屬熔體2的雙層結構。
[0006]本發明還有如下進一步改進的技術方案:
[0007]進一步地，所述絕緣外殼I的端部設置一個缺口 5。
[0008]進一步地，所述絕緣外殼I的兩端分別設置一個缺口 5，所述兩個缺口 5位於絕緣外殼I的同一側面或者位於兩個相對側面上。
[0009]進一步地，所述絕緣外殼I的兩端部分別設置兩個缺口 5，所述四個缺口 5位於絕緣外殼I的兩個相對側面上。
[0010]進一步地，所述金屬熔體2為金屬絲材或金屬片材，所述金屬絲材為直絲材、曲絲材或繞絲材，所述金屬片材直片材、曲片材或繞片材。
[0011 ] 進一步地，所述缺口 5的長度為絕緣外殼I寬度的20%_40%，缺口 5的未被端部電極3遮蓋部分的長度為絕緣外殼I長度的4%以上，缺口 5的寬度為絕緣外殼I上的缺口 5所在側面寬度的8%-50%。
[0012]氣相二氧化矽-水以及氣相二氧化矽-高溫液態矽膠雙體系分別按特定比例配製而成，採用兩步真空灌膠工藝將其充分填充絕緣外殼內，包裹在金屬熔體周圍，形成所述滅弧材料。所述氣相二氧化矽的比表面積在200m2/g以上，粒度在3000目以上，熱導率與空氣相當的納米級粉末材料，主要利用其高比表面積來快速吸附金屬熔體在分斷時產生的金屬蒸汽，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，並降低因原矽膠填充物熱導率與空氣熱導率的不同而對產品熔斷特性產生不良的影響。
[0013]上述防爆微型保護元件的一種製作方法，包括以下步驟:
[0014]步驟1，產品組裝:組裝設備將絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4按正常工藝組裝成待灌膠保護元件產品；
[0015]步驟2，一次灌膠:將氣相二氧化矽與蒸餾水按0.05~0.15wt%:l的比例均勻混合，攪拌，配製成無明顯流動性的漿料，然後將待灌膠保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後，如0.1MPa，並維持其真空度20-300min，完成一次灌膠操作；
[0016]步驟3，清洗固化:將一次灌膠的保護元件產品浸於蒸餾水中，將保護元件產品表面的漿料清洗乾淨，再置於80~100°C的烘箱中烘烤固化；
[0017]步驟4，二次灌膠:將氣相二氧化矽與高溫液態矽膠按0.03-0.lwt%:l的比例均勻混合，攪拌，配製成黏稠狀可流動漿料，然後將固化後的保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後並維持真空度lO-lOOmin，完成二次灌膠操作；
[0018]步驟5，清洗固化:採用矽膠清洗劑或矽烷偶聯劑將二次灌膠後的保護元件產品表面的矽膠清洗乾淨，再置於烘箱中，按工藝設定的升溫曲線進行烘烤固化；
[0019]步驟6，球磨清洗:將所述固化後的保護元件產品放在行星球磨機中，以玉米粒為研磨介質進行產品表面異物清洗，行星球磨機的轉速為400~1000rpm。玉米粒與保護元件產品加入比例及球磨時間視具體產品體積與質量決定。
[0020]本發明還有如下進一步改進的技術方案:
[0021]進一步地，在步驟I和步驟2之間還包括以下步驟:
[0022]字符印刷:在待灌膠保護元件產品表面印刷包括公司名稱、電流規格、特性信息的字號標記7。
[0023]進一步地，所述步驟5中的升溫曲線為60°C/15min —90°C/30min—120°C/15min階躍升溫曲線，也可以是斜坡升溫曲線。升溫曲線還可根據所使用的矽膠特性進行調整，來滿足質量要求。
[0024]保護元件產品製造完成後，需要對產品進行質量檢測，質量檢測包括外觀挑選、儀器測式，並按目標阻值對產品的進行分檔。
[0025]所述絕緣外殼是截面為圓形或方形的管狀外殼，材質為陶瓷材料，優選以玻璃纖維或氧化鋯摻雜等方式增韌的氧化鋁基陶瓷材料，以滿足其機械強度的要求。端部電極優選以表面鍍金或鍍銀的黃銅金屬片製成帽狀端子。焊料為含鉛焊料或高溫無鉛焊錫。
[0026]所述缺口的長度為絕緣外殼的長度的20%_40%，其露出於端部電極3 (不被端部電極遮擋部分)的長度佔絕緣外殼長度的4%以上，缺口的寬度為絕緣外殼上的缺口所在側面的寬度的8%-50%。如果絕緣外殼的兩端分別設置缺口，則可以適當減小缺口的長度尺寸。缺口設置在絕緣外殼的端部，一方面可大大降低絕緣外殼的生產難度，提高生產效率，降低生產成本；另一方面也可以降低產品在生產時，字符標記印刷的難度，使其可完全按照常規產品印刷工藝印刷，而當缺口在產品中部時，必需防止字符印刷到缺口所在表面上；再一方面，這樣設置還可有效確保絕緣外殼的兩個端部充分填充滅弧材料，大大提高了填充效率，並可以大縮短填充時間。
[0027]所述滅弧材料充分填充在絕緣外殼內，包裹在金屬熔體周圍，由氣相二氧化矽和矽膠構成。氣相二氧化矽為比表面積在200m2/g以上、粒度在3000目以上、熱導率與空氣相當的納米級粉末材料，氣相二氧化矽的高比表面積快速吸附金屬熔體在分斷時產生的金屬蒸汽，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，並降低因矽膠填充物與空氣熱導率的不同而對產品熔斷特性的產生的不良影響。
[0028]有益效果
[0029]絕緣外殼的端部充分填充滅弧材料，通過在絕緣外殼的端部設置一個或多個缺口，缺口連通絕緣外殼的內部空間和外部空間，一方面使滅弧材料可以充分填充在絕緣外殼的端部，同時有利縮短填充時間，提高生產效率；另一方面通過缺口緩衝燃弧壓力，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊。
[0030]降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，通過在滅弧材料中加入氣相二氧化矽，氣相二氧化矽具有的高比表面積可以快速吸附金屬熔體在分斷時產生的金屬蒸汽，降低燃弧壓力，從而降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，避免絕緣外殼爆裂。
[0031]提高分斷特性和抗浪湧能力，在滅弧材料中加入的氣相二氧化矽的熱導率與空氣的熱導率的相當，有利提高保護元件的分斷能力；另外，在相同分斷能力要求下可以採用更粗線徑的金屬熔體，以提高產品的抗浪湧能力。
[0032]方便字符標記印刷，缺口設置在絕緣外殼的端部，確保了字符標記印刷在絕緣外殼的中部而不會印刷在缺口上，使字符標記印刷工藝更簡單。
【附圖說明】
[0033]圖1本發明的防爆微型保護元件的立體示意圖。
[0034]圖2實施例1中防爆微型保護元件的剖面示意圖。
[0035]圖3實施例2中防爆微型保護元件的剖面示意圖。
[0036]圖4實施例3中防爆微型保護元件的剖面示意圖。
[0037]圖5實施例4中防爆微型保護元件的剖面示意圖。
[0038]圖6實施例5中防爆微型保護元件的剖面示意圖。
[0039]圖中，1-絕緣外殼，2-金屬熔體，3-端部電極，4-焊料，5-缺口，6-滅弧材料，7_字符標記。
【具體實施方式】
[0040]為了闡明本發明的技術方案及技術目的，下面結合附圖、【具體實施方式】及實施例對本發明做進一步的介紹。
[0041]本發的一種防爆微型保護元件，其包括絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4、缺口 5和滅弧材料6，如圖1-6所示。兩個端部電極3分別包裹在絕緣外殼I的兩端，並和絕緣外殼I固定。金屬熔體2懸空設置在絕緣外殼I的內部，通常設置在絕緣外殼I的中央處，金屬熔體2的兩端分別通過焊料4固定在包裹在絕緣外殼I兩端上的端部電極3上，並與端部電極3形成電連接。滅弧材料6設置在絕緣外殼I和金屬熔體2之間，所述絕緣外殼I的端部設置至少一個露出於端部電極3的缺口 5，即缺口 5有部分尺寸未被端部電極3遮蓋，缺口 5連通絕緣外殼I的內部空間和外部空間。缺口 5 —方面使滅弧材料可以充分填充在絕緣外殼內的端部，同時有利縮短填充時間，提高生產效率；另一方面通過缺口緩衝燃弧壓力，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊。
[0042]其中，絕緣外殼I是截面為圓形或方形的管狀外殼，材質為陶瓷材料，優選以玻璃纖維或氧化鋯摻雜等方式增韌的氧化鋁基陶瓷材料，以滿足其機械強度的要求。金屬熔體2採用金屬絲材、金屬片材或絕緣纖維芯外繞金屬絲材(也可以是片材)的結構，金屬熔體的材料和尺寸根據保護元件的電流規格和應用要求來選擇，以滿足其電流承載能力。焊料4為含鉛焊料或高溫無鉛焊錫。
[0043]其中，缺口 5在絕緣外殼成型時形成，缺口 5緊貼絕緣外殼端部設置，缺口 5可設置一個，也可設置多個。所述缺口 5的長度為絕緣外殼的長度的20%-40%，其露出於端部電極3的長度佔絕緣外殼長度的4%以上，缺口寬度為絕緣外殼上的缺口所在側面的寬度的8%-50%。如果絕緣外殼兩端設置缺口，則可以適當減小缺口的長度尺寸。缺口設置在絕緣外殼的端部，一方面可大大降低絕緣外殼的生產難度，降低生產成本；另一方面也可以降低產品在生產時，字符標記印刷的難度，使其可完全按照常規產品印刷工藝印刷，而當缺口在產品中部時，必需防止字符印刷到缺口所在表面上；再一方面，這樣設置還可有效確保絕緣外殼的兩個端部充分填充滅弧材料，大大提高了填充效率，並可以大縮短填充時間。
[0044]其中，滅弧材料6包含氣相二氧化矽和矽膠，矽膠和氣相二氧化矽構成包裹金屬熔體2的雙層結構，矽膠層和氣相二氧化矽層的厚度比沒有特別要求，可以是任何厚度比，優選地矽膠層設置在氣相二氧化矽層的外部。氣相二氧化矽-水以及氣相二氧化矽-高溫液態矽膠雙體系分別按特定比例配製而成，採用兩步真空灌膠工藝將其充分填充到絕緣外殼內，形成矽膠和氣相二氧化矽的雙層結構，包裹在金屬熔體周圍，構成所述滅弧材料6 ο氣相二氧化矽為比表面積在200m2/g以上、粒度在3000目以上、熱導率與空氣相當的納米級粉末材料，氣相二氧化矽的高比表面積快速吸附金屬熔體在分斷時產生的金屬蒸汽，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，並降低因原矽膠填充物與空氣熱導率的不同而對產品熔斷特性的產生的不良影響。
[0045]採用商用組裝設備將絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4按正常工藝組裝成待灌膠保護元件產品。採用氣相二氧化矽-水混合均勻，形成無明顯流動性的漿料，把待灌膠保護元件產品浸入前述漿料中，抽真空達到工藝設定真空度後並維持其真空度一段時間，完成一次灌膠操作。蒸餾水清洗一次灌膠的保護元件產品，再將其置烘箱中烘烤固化。氣相二氧化矽-高溫矽膠均勻混合，配製成黏稠狀可流動漿料，將固化後的保護元件產品浸入前述漿料，抽真空達到工藝設定真空度後並維持真空度一段時間，完成二次灌膠操作。矽膠清洗劑或矽烷偶聯劑將二次灌膠後的保護元件產品表面的矽膠清洗乾淨，再置於烘箱烘烤固化。經上述工藝過程，在絕緣外殼I和金屬熔體2之間形成包含氣相二氧化矽和矽膠的所述滅弧材料6。
[0046]這了便於本領域的技術人員能更好地理解本發明的技方案，下面結合具體實施例，對本發明的防爆微型保護元件及其製作工藝做進一步介紹。
[0047]實施例1
[0048]如圖1和圖2所示，本發明的一種防爆微型保護元件，包括絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4、缺口 5、滅弧材料6和字符標記7。在本實例中，防爆微型保護元件的尺寸為6.lmm*2.5mm*2.5mm(長*寬*高)。絕緣外殼I的兩端分別各固定一個端部電極3，其固定方式是端部電極3包裹在絕緣外殼I的端部上。金屬熔體2懸空設置在絕緣外殼I的內部，優選地，設置在絕緣外殼I的中央處，金屬熔體2的兩端分別通過焊料4固定在絕緣外殼I兩端上的端部電極3上，並與端部電極3形成電連接。滅弧材料6充分填充在絕緣外殼I和金屬熔體2之間。所述絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3和焊料4通過組裝設備裝配、焊接成為一個整體，稱之為待灌膠保護元件產品。所述絕緣外殼I的端部設置一個露出於端部電極3的缺口 5，缺口 5連通絕緣外殼I的內部空間和外部空間。缺口 5的尺寸為2mm*0.3mm (長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I的長度的32.8%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的12%，露出端部電極3的長度為0.6mm，即其佔絕緣外殼I的長度的9.8%。所述滅弧材料6是通過兩步真空灌膠工藝將氣相二氧化矽-水和氣相二氧化矽-高溫液態矽膠雙體系分別按規定比例配製漿料填充到絕緣外殼I內部，再經兩次烘烤固化後形成矽膠和氣相二氧化矽包裹金屬熔體2的雙層結構。字符標記7是通過絲網移印工藝將特定設計的符號印刷到絕緣外殼I的一個表面上。
[0049]其中，絕緣外殼I是截面為方形的管狀外殼，材質為玻璃纖維。另外，絕緣外殼I也可以是截面為圓形的管狀外殼，絕緣外殼I的材質也可以為氧化鋯摻雜增韌的氧化鋁基陶瓷材料。焊料4為高溫無鉛焊錫，也可以是含鉛焊料。金屬熔體2為金屬直絲材，也可以為金屬直片材。
[0050]實施例2
[0051]如圖3所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例2與實施例1的區別僅在於:所述金屬熔體2為金屬絲材，金屬熔體2首先繞在玻璃纖維線8上形成繞絲結構，再將此繞絲懸空穿過絕緣外殼I內部，所述繞絲的兩端分別並通過焊料4固定在設置於絕緣外殼I上的兩個端部電極3上，形成電連接。金屬熔體2也可以為金屬片材。實施例2與實施例I相同的部分在此將不再詳述。
[0052]實施例3
[0053]如圖4所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例3與實施例1的區別僅在於:所述絕緣外殼I同一側面的兩個端部分別設置一個缺口 5，缺口 5的尺寸均為1.8mm*0.3mm(長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I長度的29.5%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的12%，露出端部電極3的長度為0.4mm，即其佔絕緣外殼I的長度的6.6%。實施例3與實施例1相同的部分在此將不再詳述。
[0054]實施例4
[0055]如圖5所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例4與實施例1的區別僅在於:所述絕緣外殼I的一側面的一端部設置一個缺口 5，所述側面的相對側面的另一端部設置另一個缺口 5。2個缺口 5的尺寸均為1.8mm*0.3mm (長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I的長度的29.5%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的12%，露出端部電極3的長度為0.4mm,即其佔絕緣外殼I的長度的6.6%。實施例4與實施例1相同的部分在此將不再詳述。
[0056]實施例5
[0057]如圖6所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例5與實施例1的區別僅在於:所述絕緣外殼I的一側面的兩端部分別各設置一個缺口 5，所述側面的相對側面的兩端部分別設置一個缺口 5。4個缺口 5的尺寸均為1.8mm*0.3mm (長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I的長度的29.5%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的12%，露出端部電極3的長度為0.4mm,即其佔絕緣外殼I的長度的6.6%。實施例5與實施例1相同的部分在此將不再詳述。
[0058]實施例6
[0059]如圖5所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例6與實施例1的區別僅在於:所述絕緣外殼I的一側面的一端部設置一個缺口 5，所述側面的相對側面的另一端部設置另一個缺口 5。2個缺口 5的尺寸均為2.44mm*1.25mm (長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I的長度的40%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的50%，露出端部電極3的長度為0.4mm,即其佔絕緣外殼I的長度的6.6%。實施例6與實施例1相同的部分在此將不再詳述。
[0060]實施例7
[0061]如圖6所示，本發明的一種防爆微型保護元件，實施例7與實施例1的區別僅在於:所述絕緣外殼I的一側面的兩端部分別各設置一個缺口 5，所述側面的相對側面的兩端部分別設置一個缺口 5。4個缺口 5的尺寸均為1.22mm*0.2mm (長*寬)，即缺口 5的長度佔絕緣外殼I的長度的20%，缺口 5的寬度佔缺口 5所在側面的寬度的8%，露出端部電極3的長度為0.25mm,，即其佔絕緣外殼I的長度的4%。實施例7與實施例1相同的部分在此將不再詳述。
[0062]實施例8
[0063]一種用於本發明的防爆微型保護元件的製作方法，包括以下步驟:
[0064]產品組裝:組裝設備將絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4按正常工藝組裝成待灌膠保護元件產品；
[0065]字符印刷:在待灌膠保護元件產品表面印刷包括公司名稱、電流規格、特性信息的字號標記7
[0066]一次灌膠:將氣相二氧化矽與蒸餾水按0.lwt%:l的比例均勻混合，充分攪拌，配製成無明顯流動性的漿料，然後將待灌膠保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後，如0.1MPa，並維持其真空度150min，完成一次灌膠操作；
[0067]清洗固化:將一次灌膠的保護元件產品浸於蒸餾水中，將保護元件產品表面的漿料清洗乾淨，再置於90的烘箱中烘烤固化；
[0068]二次灌膠:將氣相二氧化矽與高溫液態矽膠按0.08wt%:1的比例均勻混合，充分攪拌，配製成黏稠狀可流動漿料，然後將固化後的保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後並維持真空度50min，完成二次灌膠操作；
[0069]清洗固化:採用矽膠清洗劑或矽烷偶聯劑將二次灌膠後的保護元件產品表面的矽膠清洗乾淨，再置於烘箱中，按工藝設定的升溫曲線進行烘烤固化；升溫曲線為600C /15min — 90°C /30min — 120°C /15min階躍升溫曲線，也可以是斜坡升溫曲線。升溫曲線還可根據所使用的矽膠特性進行調整，來滿足質量要求。
[0070]球磨清洗:將所述固化後的保護元件產品放在行星球磨機中，以玉米粒為研磨介質進行產品表面異物清洗，行星球磨機的轉速為800rpm。玉米粒與保護元件產品加入比例及球磨時間視具體產品體積與質量決定。
[0071]保護元件產品製造完成後，需要對產品進行質量檢測，質量檢測包括外觀挑選、儀器測式，並按目標阻值對產品的進行分檔。
[0072]實施例9
[0073]本發明的防爆微型保護元件的一種製作方法，包括以下步驟:
[0074]產品組裝:組裝設備將絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4按正常工藝組裝成待灌膠保護元件產品；
[0075]字符印刷:在待灌膠保護元件產品表面印刷包括公司名稱、電流規格、特性信息的字號標記7
[0076]一次灌膠:將氣相二氧化矽與蒸餾水按0.05wt%:1的比例均勻混合，充分攪拌，配製成無明顯流動性的漿料，然後將待灌膠保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後，如0.1MPa，並維持其真空度20min，完成一次灌膠操作；
[0077]清洗固化:將一次灌膠的保護元件產品浸於蒸餾水中，將保護元件產品表面的漿料清洗乾淨，再置於80°C的烘箱中烘烤固化；
[0078]二次灌膠:將氣相二氧化矽與高溫液態矽膠按0.03wt%:1的比例均勻混合，充分攪拌，配製成黏稠狀可流動漿料，然後將固化後的保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後並維持真空度lOmin，完成二次灌膠操作；
[0079]清洗固化:採用矽膠清洗劑或矽烷偶聯劑將二次灌膠後的保護元件產品表面的矽膠清洗乾淨，再置於烘箱中，按工藝設定的升溫曲線進行烘烤固化；升溫曲線為600C /15min — 90°C /30min — 120°C /15min階躍升溫曲線，也可以是斜坡升溫曲線。升溫曲線還可根據所使用的矽膠特性進行調整，來滿足質量要求。
[0080]球磨清洗:將所述固化後的保護元件產品放在行星球磨機中，以玉米粒為研磨介質進行產品表面異物清洗，行星球磨機的轉速為400rpm。玉米粒與保護元件產品加入比例及球磨時間視具體產品體積與質量決定。
[0081]保護元件產品製造完成後，需要對產品進行質量檢測，質量檢測包括外觀挑選、儀器測式，並按目標阻值對產品的進行分檔。
[0082]實施例10
[0083]一種用於本發明的防爆微型保護元件的製作方法，包括以下步驟:
[0084]產品組裝:組裝設備將絕緣外殼1、金屬熔體2、端部電極3、焊料4按正常工藝組裝成待灌膠保護元件產品；
[0085]字符印刷:在待灌膠保護元件產品表面印刷包括公司名稱、電流規格、特性信息的字號標記7
[0086]一次灌膠:將氣相二氧化矽與蒸餾水按0.15wt%:1的比例均勻混合，充分攪拌，配製成無明顯流動性的漿料，然後將待灌膠保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後，如0.1MPa,並維持其真空度300min，完成一次灌膠操作；
[0087]清洗固化:將一次灌膠的保護元件產品浸於蒸餾水中，將保護元件產品表面的漿料清洗乾淨，再置於100°c的烘箱中烘烤固化；
[0088]二次灌膠:將氣相二氧化矽與高溫液態矽膠按0.lwt%:1的比例均勻混合，充分攪拌，配製成黏稠狀可流動漿料，然後將固化後的保護元件產品完全沒入所述漿料，並將整體放於真空設備中，抽真空達到工藝設定真空度後並維持真空度lOOmin，完成二次灌膠操作；
[0089]清洗固化:採用矽膠清洗劑或矽烷偶聯劑將二次灌膠後的保護元件產品表面的矽膠清洗乾淨，再置於烘箱中，按工藝設定的升溫曲線進行烘烤固化；升溫曲線為600C /15min — 90°C /30min — 120°C /15min階躍升溫曲線，也可以是斜坡升溫曲線。升溫曲線還可根據所使用的矽膠特性進行調整，來滿足質量要求。
[0090]球磨清洗:將所述固化後的保護元件產品放在行星球磨機中，以玉米粒為研磨介質進行產品表面異物清洗，行星球磨機的轉速為lOOOrpm。玉米粒與保護元件產品加入比例及球磨時間視具體產品體積與質量決定。
[0091]保護元件產品製造完成後，需要對產品進行質量檢測，質量檢測包括外觀挑選、儀器測式，並按目標阻值對產品的進行分檔。
[0092]本發明的防爆微型保護元件的絕緣外殼的端部設置一個或多個缺口，滅弧材料為包含氣相二氧化矽和矽膠的混合體，利用兩步真空灌膠工藝進行灌膠，使滅弧材料充分填充在絕緣外殼內部，將2410尺寸規格封裝的防爆微型保護元件的分斷能力提高到350VAC100A以上、且具有尚抗浪湧能力。相對於現有技術，本發明具有如下進步性:
[0093]I)絕緣外殼的端部充分填充滅弧材料，通過在絕緣外殼的端部設置一個或多個缺口，缺口連通絕緣外殼的內部空間和外部空間，一方面使滅弧材料可以充分填充到絕緣外殼的端部，同時有利縮短填充時間，提高生產效率；另一方面通過缺口緩衝燃弧壓力，降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊。
[0094]2)降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，通過在滅弧材料中加入氣相二氧化矽，氣相二氧化矽具有的高比表面積可以快速吸附金屬熔體在分斷時產生的金屬蒸汽，降低燃弧壓力，從而降低燃弧壓力對絕緣外殼的衝擊，避免絕緣外殼爆裂。
[0095]3)提高分斷特性和抗浪湧能力，在滅弧材料中加入的氣相二氧化矽的熱導率與空氣的熱導率的相當，有利提高保護元件的分斷能力；另外，在相同分斷能力要求下可以採用更粗線徑的金屬熔體，以提高產品的抗浪湧能力。
[0096]4)方便字符標記印刷，缺口設置在絕緣外殼的端部，確保了字符標記印刷在絕緣外殼的中部而不會印刷在缺口上，使字符標記印刷工藝更簡單。
[0097]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，本發明要求保護範圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種防爆微型保護元件，包括絕緣外殼(1)、金屬熔體(2)、端部電極(3)、焊料(4)、滅弧材料(6 )，端部電極(3 )包裹在絕緣外殼(I)的兩端，金屬熔體(2 )懸空設置在絕緣外殼(I)的內部，金屬熔體(2 )的兩端分別與包裹在絕緣外殼(I)上的兩個端部電極(3 )通過焊料(4)固定並形成電連接，滅弧材料(6)設置在絕緣外殼(I)和金屬熔體(2)之間，其特徵在於:所述絕緣外殼(I)的端部設置至少一個連通絕緣外殼(I)的內部空間和外部空間的缺口(5)，所述缺口(5)有部分尺寸未被端部電極(3)遮蓋，所述滅弧材料(6)由相貼合的矽膠層和氣相二氧化矽層構成的包裹金屬熔體(2 )的雙層結構。2.根據權利要求1所述的一種防爆微型保護元件，其特徵在於:所述絕緣外殼(I)的端部設置一個缺口(5)。3.根據權利要求1所述的一種防爆微型保護元件，其特徵在於:所述絕緣外殼(I)的兩端部分別設置一個缺口(5)，所述兩個缺口(5)位於絕緣外殼(I)的同一側面或者位於兩個相對側面上。4.根據權利要求1所述的一種防爆微型保護元件，其特徵在於:所述絕緣外殼(I)的兩端部分別設置兩個缺口(5)，所述四個缺口(5)位於絕緣外殼(I)的兩個相對側面上。5.根據權利要求1-4任一權利要求所述的一種防爆微型保護元件，其特徵在於:所述金屬熔體(2)為金屬絲材或金屬片材，所述金屬絲材為直絲材、曲絲材或繞絲材，所述金屬片材直片材、曲片材或繞片材。6.根據權利要求5所述的一種防爆微型保護元件，其特徵在於:所述缺口(5)的長度為絕緣外殼(I)長度的20%-40%，缺口(5)的未被端部電極(3)遮蓋部分的長度為絕緣外殼(I)長度的4%以上，缺口( 5 )的寬度為絕緣外殼(I)上的缺口( 5 )所在側面寬度的8%-50%。
【文檔編號】H01H85-38GK204289342SQ201420622946
【發明者】南式榮, 楊漫雪, 劉明龍 [申請人]南京薩特科技發展有限公司