[发明专利]面上安装式保险丝

说明书

本发明一般涉及在表面上安装的保险丝，用以装入和保护印刷电路板电路。

印刷电路板在各种电气和电子装备中的应用日益广泛。在这类印刷电路板上制成的电路如大规模集成电路、普通电路要求进行超载保护。这种保护较典型的是通过在印刷电路板上作机械固定的超小型保险丝取得的。

这种超小型面上安装式保险丝作为一例见之于美国专利5,166,656(以下简称为专利656)。这种面上安装式保险丝的熔断丝覆有三层复合材料：一钝化层、一绝缘层和一层用以将钝化层粘结在绝缘层上的环氧树脂层，见专利656，说明书第6栏第4-7行。钝化层较典型的是化学汽相沉积的二氧化硅层或厚层印刷玻璃，见专利656说明书第3栏第39-41行。绝缘面层可以是玻璃面层，见专利′656说明书第4栏第43-46行。与此不同，本发明不用三层而只用一层材料来保护熔断丝。

本发明为薄膜面上安装式保险丝，具有两种材料不同的配件。第一种配件为熔断丝及其支承衬底和端子衬垫。第二种配件为熔断丝上设置的保护层，用以防止其受冲击和氧化。

保护层最好用聚合材料制成。优选的聚合材料为聚碳酸酯粘合剂。此外，优选的支承衬底为FR-4环氧树脂或聚酰亚胺。

本发明第二种薄膜面上安装式保险丝具有用导电金属制成的熔断丝。第一导电金属最好、但并非无例外地、选自铜、银、镍、钛、铝及其合金一类金属。第二导电金属不同于第一导电金属而是沉积在这种熔断丝表面上的。本发明面上安装式保险丝所采用的一种优选金属为铜。第二优选导电金属为锡。

第二导电金属可在熔断丝上作长方形、圆形或其他任一形状如S形或螺旋形的沉积。如采用长方形或圆形沉积，这种导电金属最好沉积在熔断丝中部。

照相平版印刷、机械加工和激光加工技术可用以产生几何形状极为精致而复杂的熔断丝。这些技术与电化学、物理汽相沉积超薄膜涂敷技术相结合就可取得超小型保险丝来控制熔断元件的熔断面积而保护用于微安级和安级电流的电路。这是一种很独特的技术，因为现有的在这种高电流下起保护作用的保险丝是用灯丝制成的。制造这样的灯丝时是很难控制的。

本发明将熔断丝置于保险丝的衬底顶部，这就可用激光加工作为高精度辅助工序来微调熔断丝的最后电阻值。

图1为制造本发明超小型面上安装式保险丝所用FR-4环氧树脂镀铜薄片的透视图。

图2为图1薄片沿图1中2-2线的局部剖面图。

图3为图1 FR-4环氧树脂薄片在去除铜镀层并在其四分部分内开出切口后的透视图，切口的宽度为W，长度为L。

图4为图2薄片在开出切口并重新镀铜后的局部放大透视图。

图5为重镀铜的薄片在其上平面上用紫外线屏蔽物质作方格体屏蔽后的顶视图。

图6为图5重镀铜薄片背面的透视图，示出背面上经去除铜镀层的长条形部分。

图7为图6长条体26顶面38的透视图，用虚线示出长条区40。

图8为单体长条体26在浸入镀铜槽液再浸入镀镍槽液而在端子衬垫的铜底层上镀上铜度层和镍镀层后的视图。

图9为图8长条体在紫外线固化处理前的透视图，示出熔断丝42中部用紫外线屏蔽物质屏蔽的部分50。

图10为图9长条体在浸入镀锡槽液以便在铜和镍上镀上另一镀层并在熔断丝中部镀上锡以后的透视图。

图11为图10长条体26在其顶部加上热塑性粘合剂层后的透视图。

图12示出本发明最后制成的单件保险丝，这是用金刚石锯沿各平行面切割长条体取得这种单件面上安装式保险丝的。

虽然对本发明可以作出很多不同的实施例，但是这里在附图中仅示出一个优选实施例并对此作出具体说明。可以理解这些说明只是对本发明原理的示例说明。本发明并不受所示实施例的限制。

图12示出本发明的一优选实施例。薄膜面上安装式保险丝为在印刷电路板上或在厚膜混合电路上作面上安装的超小型保险丝。这种保险丝在本专业中一般称作“A”类保险丝。这种保险丝的标准工业尺寸为长125mil、宽60mil。这种保险丝简称1206保险丝。但是可以理解，本发明可用于所有其他标准尺寸的保险丝如1210、0805、0603和0402保险丝。也可用于非标准尺寸的保险丝。

概括地说，本发明具有两种材料不同的配件。第一种配件包括熔断元件或熔断丝42及其支承衬底或芯体13以及端部衬垫34、36，衬垫用以将保险丝58接到印刷电路板上。第二种配件构成位于熔断丝42和保险丝顶部主要部分上面的保护层56，用以保护熔断丝免受自动组装中的冲击和使用中的氧化。