金屬膜表面貼裝熔斷器的製作方法
2023-05-28 14:58:16
專利名稱：金屬膜表面貼裝熔斷器的製作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及電路保護器件的領域。更特別地，本發明涉及被配置為在高環境溫度環境中向電路提供過電流保護的金屬膜表面貼裝熔斷器。
背景技術：
金屬膜電流保護器件被用來保護其中板上的空間限制受到重視的電路組件。通常，特定電路所需的電流或電壓容量越大，熔斷器尺寸越大。然而，受保護電路被安裝在其上面的電路板上的可用面積(real estate)是非常有限的。另外，這些熔斷器被用於迫使需要溫度穩定性和性能可靠性的高電流和高壞境溫度環境中。已提供了可安裝在電路板上的超小型熔斷器以針對高電壓和/或高電流使用來保護電路。例如，已採用了具有設置在襯底上以形成層壓結構的多個金屬化層的微型熔斷器。層被使用金屬化孔或通孔根據特定的應用串聯地或並聯地互連。該層被在特定的位置處穿孔並使用導電膏金屬化以形成互連通孔。在熔斷器的端上形成了端蓋或墊以提供到被保護的電路的連接。然而，產生通孔並進行金屬化以將各層互連要求増加的製造時間和成本以保證過程和器件可靠性。因此，需要提供ー種被配置為在允許減少的製造時間和關聯成本的同時在高壞境溫度環境中提供性能可靠性的晶片熔斷器。
發明內容
本發明的示例性實施例針對ー種晶片熔斷器。在示例性實施例中，晶片熔斷器包括襯底、設置在襯底上的多個可熔連結層，每層具有被電連接到另ー層的一端的至少一端。多個絕緣層被設置在所述多個可熔連結層之間。所述多個絕緣層被設置在襯底上。在另ー示例性實施例中，晶片熔斷器包括襯底、多個可熔連結層、多個絕緣層和蓋。第一絕緣層被設置在襯底上。第一可熔連結層被設置在第一絕緣層上，其中，第一可熔連結層具有第一端和第二端。第一端限定用於到電路的連接的第一端子部分。第二絕緣層被至少部分地設置在第一可熔連結層上。第二可熔連結層被設置在第二絕緣層上。第二可熔連結層具有第一端和第二端。第二可熔連結層的第一端被連接到第一可熔連結層的第二端。第三絕緣層被至少部分地設置在第二可熔連結層上。第三可熔連結層被設置在第三絕緣層上。第三可熔連結層具有被連接到第二可熔連結層的第二端的第一端和限定用於到電路的連接的第二端子部分的第二端。
圖I舉例說明依照本發明的實施例的晶片熔斷器的橫截面圖。圖2舉例說明依照本發明的實施例的限定圖I所示的晶片熔斷器的多個層的分割頂視平面圖。圖3是依照本發明的實施例的晶片熔斷器的替換實施例的橫截面圖。
具體實施例方式現在將在下文中參考附圖來更全面地描述本發明，在附圖中示出了本發明的優選實施例。然而，可以以許多不同形式來體現本發明，並且不應將其理解為局限於本文闡述的實施例。相反，提供這些實施例是為了本公開將是透徹和完整的，並將向本領域的技術人員完全傳達本發明的範圍。在圖中，相同的附圖標記自始至終指示相同的元件。在以下描述和/或權利要求中，可以使用術語「設置在上面」以及其派生詞。在特定實施例中，可以使用「設置在上面」來指示兩個或更多層相互處於直接物理和/或電接觸。然而，設置在上面還可以意指兩個或更多層可以不相互處於直接接觸，而是仍可以相互合作和/或交互。另外，設置在上面還可以意指，如本文所使用的，術語「設置在上面」意圖包括層。圖I是具有蓋或頂層12、襯底或底層15、多個中間絕緣或玻璃層21、22、23、24和25及多個中間可熔連結層31、32、33、34和35(這些全部被層壓在一起)的晶片熔斷器10的橫截面圖。可以將蓋12、玻璃層21、22、23、24和25及可熔連結層31、32、33、34和35沉積在具有期望曲率半徑的底層15上以增加表面面積和關聯過電流響應特性。雖然在本文中描述了五(5)個中間可熔連結層和五(5)個玻璃層，但根據期望的過電流額定值和特定電 路應用，可以採用任何數目的中間層。可熔連結層31、32、33、34和35是金屬導體，並且可以是例如銀和/或塗敷有銀合金的材料，其被以類似於蛇形的結構沉積，插入了玻璃層21、22、23、24和25。絕緣材料中的蓋12可以是例如玻璃材料且可以與玻璃層21、22、23、24和25相同或不同。第一絕緣或玻璃層21被設置在可以是陶瓷或其它類似材料的襯底15上。第一可熔連結層31被設置在第一玻璃層21上。第二玻璃層22被設置在第一可熔連結層31上，其足夠用於第一端子端部31A延伸超過蓋12和玻璃層22的覆蓋範圍以提供到電路的第一連接。第二可熔連結層32被設置在第二玻璃層22上並在端部32A被連接到第一可熔連結層31和/或與之成一整體地沉積。端部32A處的可熔連結層31和32的互連排除了對通過絕緣層形成以連接每個可熔連結層的通孔的需要。換言之，絕緣層在每個可熔連結層之間是連續的，使得不形成從中通過的通孔以連接設置在各絕緣層的頂部和底部上的可熔連結層。第三玻璃層23被設置在第二可熔連結層32上。第三可熔連結層33被設置在第三玻璃層23上並在端部33A處被連接到第二可熔連結層32和/或與之成一整體地沉積。第四玻璃層24被沉積在第三可熔連結層33之上。第四可熔連結層34被沉積在第四玻璃層24之上並在端部34A處被連接到第三可熔連結層33和/或與之成一整體地沉積。第五玻璃層25被沉積在第四可熔連結層34之上。第五可熔連結層35被沉積在第五玻璃層25之上且在端部35A處被連接到第四可熔連結層34和/或與之成一整體地沉積。通過第五可熔連結層35延伸超過蓋12的覆蓋範圍來形成第二端子端部35B以提供到電路的第二連接。端部32A、33A、34A和35A中的每一個呈錐形以提供可靠的互連區域，排除了對填充通孔的需要。以這種方式，由可熔連結層31、32、33、34和35形成的多個物理平行電通路被串聯地電連接並被配置為在不形成用於可熔連結層之間的互連的通孔的情況下提供更高的瞬態電流脈衝容量。圖2是沉積在襯底15上的玻璃層21、22、23、24和25及可熔連結層31、32、33、34和35中的每一個的分割頂視平面圖。特別地，第一可熔連結層31被沉積在第一玻璃層21上。第二玻璃層22被沉積在第一可熔連接層31上，使得第一部分31A延伸到玻璃層22的沉積的外面以形成到要可熔斷地保護的電路的連接點或墊。第二可熔連結層32被沉積在第二玻璃層22上並在部分32A處被連接到第一可熔連結層31。如能夠看到的，第二玻璃層22被設置在第一可熔連結層31與第二可熔連結層32之間，足以提供其之間的絕緣，除連結區域部分32A之外。第三玻璃層23被沉積在第二可熔連結層32上以在第二和第三可熔連結層32和33之間提供絕緣層。第三可熔連結層33沉積在第三玻璃層23上並在部分33A處被連接到第二可熔連結層32。第四玻璃層23被沉積在第三可熔連結層33上以在第三和第四可熔連結層33和34之間提供絕緣層。第四可熔連結層34被沉積在第四玻璃層24上並在部分34A處被連接到第三可熔連結層33。第五玻璃層25被沉積在第四可熔連結層34上以在第四與第五可熔連結層34和35之間提供絕緣層。第五可熔連結層35被沉積在第五玻璃層25上並在部分35A處被連接到第四可熔連結層34。未示出的蓋12被沉積在第五可熔連結 層35上，使得部分35B被暴露以形成到要可熔斷地保護的電路的連接點或墊。圖3是具有蓋或頂層112、襯底或底層115、多個中間絕緣或玻璃層121、122、123、124和125及多個中間可熔連結層131、132、133、134和135 (這些全部被層壓在一起)的晶片熔斷器100的替換實施例的橫截面圖。蓋112、玻璃層121、122、123、124和125及可熔連結層131、132、133、134和135可以具有沉積在底層115上的基本上平面的幾何結構。雖然在本文中描述了五(5)個中間可熔連結層和五(5)個玻璃層，但根據期望的過電流額定值和特定電路應用，可以採用任何數目的中間層。另外，為了便於解釋，將晶片熔斷器100的一端命名為A並將晶片熔斷器100的第二端命名為B。可熔連結層131、132、133、134和135是金屬導體，並且可以例如是以類似於蛇形的結構沉積的銀，插入了玻璃層121、122、123、124和125。第一絕緣或玻璃層121被沉積在襯底115上，其可以是陶瓷或其它類似材料。第一可熔連結層131被沉積在第一玻璃層121上。第二玻璃層122被沉積在第一可熔連結層131上，其足夠用於通過可熔連結層131延伸超過蓋112和玻璃層122和124的覆蓋範圍來限定第一端子131A以提供到電路的第一連接。第二可熔連結層132被沉積在第二玻璃層122上且在端部A附近被連接到第一可熔連結層131和/或與之成一整體地沉積。可熔連結層之間的每個互連排除了對通過玻璃層形成以連接每個可熔連結層的通孔的需要。第三玻璃層123被沉積在第二可熔連結層132上並在端部B附近與第一玻璃層121相連。第三可熔連結層133被沉積在第三玻璃層123上並在端部A附近被連接到第二可熔連結層132和/或與之成一整體地沉積。第四玻璃層124被沉積在第三可熔連結層133上並在端部A附近與第二玻璃層122相連。第四可熔連結層134被沉積在第四玻璃層124上並在端部B附近被連接到第三可熔連結層133和/或與之成一整體地沉積。第五玻璃層125被沉積在第四可熔連結層134上並在端部B附近被連接到第三玻璃層123。第五可熔連結層135被沉積在第五玻璃層125上並在端部A附近被連接到第四可熔連結層134和/或與之成一整體地沉積。通過第五可熔連結層135延伸超過蓋112的覆蓋範圍來形成第二端子135B以提供到電路的第二連接。雖然已參考某些實施例公開了本發明，但在不脫離如在所附權利要求中限定的本發明的領域和範圍的情況下，可以對所述實施例進行許多修改、變更和改變。因此，意圖在於本發明不限於所述實施例，而是其具有由以下權利要求及其等價物的語言限定的完整範圍。
權利要求
1.一種晶片熔斷器，包括 襯底； 多個可熔連結層，其被設置在所述襯底上，每個層具有被電連接到另一層的一端的至少一端；以及 多個絕緣層，其被設置在所述多個可熔連結層之間，所述多個絕緣層被設置在所述襯底上。
2.權利要求I的晶片熔斷器，還包括設置在所述多個可熔連結層和所述多個絕緣層上的絕緣蓋。
3.權利要求2的晶片熔斷器，其中，所述多個層中的至少一個具有限定端子部分的一端。
4.權利要求3的晶片熔斷器，其中，所述端子部分是第一端子部分，所述晶片熔斷器還包括在所述多個可熔連結層中的最後一個的一端處限定的第二端子部分，所述絕緣蓋被配置為使所述第一和第二端子部分暴露，其中，所述第一和第二端子部分限定到電路的連接點。
5.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個可熔連結層、所述多個絕緣層、所述蓋和所述襯底全部被層壓在一起。
6.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個可熔連結層中的至少一個具有相對於所述襯底的曲率半徑，使得所述多個可熔連結層中的所述至少一個的表面面積與特定過電流響應特性相關聯。
7.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個可熔連結層中的每一個具有相對於所述襯底的曲率半徑，使得所述多個可熔連結層的表面面積與特定過電流響應特性相關聯。
8.權利要求7的晶片熔斷器，還包括設置在所述多個可熔連結層和所述多個絕緣層上的絕緣蓋，所述蓋具有與所述多個可熔連結層的曲率半徑相對應的曲率半徑。
9.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個可熔連結層的所述端中的每一個呈錐形以提供其之間的可靠電連接。
10.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個可熔連結層被相對於彼此物理上平行地設置在所述襯底上。
11.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個絕緣層被相對於彼此物理上平行地設置在所述襯底上。
12.權利要求3的晶片熔斷器，其中，所述第一端子部分限定用於到所述電路的第一連接的墊。
13.權利要求4的晶片熔斷器，其中，所述第二端子部分限定用於到所述電路的第二連接的墊。
14.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個絕緣層中的第一個被設置在所述襯底的頂面與所述多個可熔連結層中的第一個之間。
15.權利要求I的晶片熔斷器，其中，所述多個絕緣層和所述多個可熔連結層相對於所述襯底是基本上平面的。
16.—種晶片熔斷器,包括 襯底；第一絕緣層，其被設置在所述襯底上； 第一可熔連結層，其被設置在所述第一絕緣層上，所述第一層具有第一端和第二端，所述第一端限定用於到電路的連接的第一端子部分； 第二絕緣層，其被至少部分地設置在所述第一可熔連結層上；第二可熔連結層，其被設置在所述第二 絕緣層上，所述第二可熔連結層具有第一端和第二端，所述第二可熔連結層的所述第一端被連接到所述第一可熔連結層的所述第二端；第三絕緣層，其被至少部分地設置在所述第二可熔連結層上；以及第三可熔連結層，其被設置在所述第三絕緣層上，所述第三可熔連結層具有被連接到所述第二可熔連結層的所述第二端的第一端和限定用於到電路的連接的第二端子部分的A-Ap ~·上山弟一觸。
17.權利要求16的晶片熔斷器，其中，所述第一、第二和第三可熔連結層形成從所述第一端子部分至所述第二端子部分的連續導電路徑。
18.權利要求16的晶片熔斷器，還包括設置在所述可熔連結層和所述絕緣層上的絕緣蓋，所述絕緣蓋被配置為使所述第一和第二端子部分暴露。
全文摘要
晶片熔斷器包括設置在被沉積在襯底上且被層壓在一起的相應多個絕緣玻璃層之間的多個平行可熔連結層。可熔連結層在不需要通孔的情況下被互連在玻璃層之間。所述多個可熔連結層中的第一個延伸超過設置在晶片熔斷器上的蓋和玻璃層中的一個以形成第一電端子連接。所述多個可熔連結層中的另一個也延伸超過蓋和玻璃層中的另一個以形成第二電端子連接。
文檔編號H01H85/04GK102630330SQ201080041430
公開日2012年8月8日 申請日期2010年9月16日 優先權日2009年9月16日
發明者G.T.迪特施, O.斯帕爾頓-斯圖爾特 申請人:力特保險絲有限公司