【正文】 結(jié)儀器）本次實驗主要使用的儀器是由上海國龍儀器儀表廠于1995年研制的TCW32系列智能化數(shù)顯溫控儀。高度和寬度均不改變?yōu)椋篢=177。=177。在表33中的1206這一欄，由于L=177。我們常說的1206和0603是對整體的貼片保險絲的形狀大小而言，并非單單是熔體部分。從而得出熔斷特熔體對個相對應(yīng)的金屬含量變化和溫度變化的相對應(yīng)曲線。測得相應(yīng)的阻值以及相對應(yīng)的熔斷特性曲線。我們以Ag的含量為主要的變量。還有一個配方是康銅絲（40%的Cu和60%的Ni）。所以大體上我們可以確定了一般是一系列貴金屬和低熔點金屬的合金。貴金屬由于導(dǎo)線性能優(yōu)良，具有能降低合金電阻的功能。由于實驗室中沒有合適的儀器來進(jìn)行元素的篩選，我們只有通過對一些的文獻(xiàn)進(jìn)行研究，得到我們所可以參加制作的元素。雖然各項使用指標(biāo)均符合規(guī)范，但是往往不能被環(huán)保認(rèn)證，繼而被用戶放棄。在電子市場中，沒有通過環(huán)保認(rèn)證的電 圖41 保險絲熔體子元器件已經(jīng)被淘汰。傳統(tǒng)制作工藝中的易熔合金是用Sn、Pb、Bi、Cd等金屬組成的三元或者四元合金，通過調(diào)整各個金屬含量，可以獲得所需的不同熔點的合金絲。. 熔體的研制如右圖所示為已經(jīng)完成的熔斷器核心部位——熔體本章節(jié)主要從熔體的材料選擇，所要制作的規(guī)格和具體制作過程。多層貼片式保險絲熔體的襯底層，其本身就有保護(hù)作用。要讓貼片式器件完成這個功能層的作用，必須對熔體進(jìn)行保護(hù)，使其免受環(huán)境條件的影響。根據(jù)襯底類型的不同，熔體可采用激光微調(diào)的厚膜沉積物或化學(xué)刻蝕的金屬層，達(dá)到所期望的性能參數(shù)，還可使用粘合金線。在單層襯底頂部或多層襯底中間的基本熔體是一種高導(dǎo)電率的材料，例如銅、金或銅錫、銀鈀合金。而貼片式保險絲采用了完全不同的技術(shù)原理，大多數(shù)貼片式保險絲看起來像一個標(biāo)準(zhǔn)的貼片式器件，使用單層或多層陶瓷襯底。對于內(nèi)部有一層或者多層金屬薄膜作為內(nèi)電極的貼片保險絲來說內(nèi)電極的引出端僅為薄膜一層，端電極和內(nèi)電極的接觸僅僅是線—面接觸，端電極和內(nèi)電極的接觸強(qiáng)度因而不能達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度，在高溫焊接或者劇烈振動后端頭容易松動甚至脫落，造成阻值漂移或者斷路。耐焊耐熱，焊接強(qiáng)度，端頭強(qiáng)度等各種參數(shù)就成為了衡量小型貼片產(chǎn)品可靠性的重要指標(biāo)。所以產(chǎn)品做的越來越小，端頭和焊盤的尺寸也隨之越來越小。沖擊電流的I2t值與單脈沖的熔斷I2t值之比就決定了保險絲耐沖擊電流的次數(shù)。6. 沖擊電流：觀測沖擊電流的波形，用I2t值來計算能量。對于各種保險絲，額定斷路容量是有規(guī)定的，我們在選擇時就要主要不要使用短路電流超過額定斷路容量。4. 開路電流：開路電壓一般要選小于額定電壓的。但是大多情況下，為了確?？煽康氐娜蹟唷ＭǔＧ闆r下，我們要預(yù)先設(shè)定一個減額量，這個減額量的選取應(yīng)該尊重一下的原則，就是2. 常態(tài)電流必須小于額定電流于減額系數(shù)的乘積?，F(xiàn)在主要介紹下0603和1206的相關(guān)參數(shù)表32 0603在規(guī)定時間內(nèi)完成特性（快速反應(yīng)）%額定電的比值升到25oC所需時間100%最少4小時250%最多5秒400%表33 0603各個相關(guān)型號的參數(shù)零件編號額定電流（A）額定電壓（直流電壓）電阻理論值（Ω）理論I2t（A2s）F0603FF0500V032T32F0603FF0750V032T32F0603FF1000V033T132F0603FF1250V033T32F0603FF1500V034T32F0603FF1750V034T32F0603FF2000V035T232F0603FF2500V035T32F0603FF3000V036T332F0603FF3500V036T32F0603FF4000V037T432F0603FF4500V037T32F0603FF5000V032T532表34 1206在規(guī)定時間內(nèi)完成特性%額定電流的比值升到25oC所需時間100%最少4小時250%最多5秒表35 1206各個相關(guān)型號的參數(shù)零件編號額定電流(A)額定電壓（直流電壓）電阻理論值（Ω）理論值I2t(A2t)F1206HA10V024T10249F1206HA12V025T122414F1206HA15V026T152426F1206HA20V027T202456由于在實驗室制作工藝的限制，對于0603型號很難做的那么精密，所以退而求其次選擇了相對而言精確度稍低的1206型號。177。3216(1206)177。177。1608(0603)177。177。表31 各型號熔斷器的規(guī)格規(guī)格型號大小mm(inch)L(mm)W(mm)T(mm)D(mm)1005(0402)177。圖32 熔斷器規(guī)格示意圖從示意圖中，我們不難發(fā)現(xiàn)，除了核心部分的熔體還有熔體兩端的接頭部位，所以我們實在熔體的寬度應(yīng)該是一個熔斷器整體的寬度減去兩個接頭的寬度，即只保留了中那一部分L2D，但是高度不變。所以熔體的配方?jīng)Q定了一個熔斷器的好壞。而在內(nèi)部因素中，我們需要考慮的因素主要是熔體的配方影響，因為熔體的配方?jīng)Q定了熔體的電阻以及熔點。我們面對很多因素需要解決的問題很多，但是從外部原因上考慮，主要是熔體和襯底，密封和端子的參數(shù)。如果熔體和環(huán)境之間的熱阻過低，可能會沒有足夠的能量熔化熔體。保險絲的熔斷時間與熔體和環(huán)境之間的熱阻有關(guān)，這取決于熔體、襯底、密封和端子的參數(shù)，也和印刷電路板的布局有關(guān)。一般，在過流達(dá)到兩倍額定電流的情況下，保險絲應(yīng)當(dāng)在ls~3s內(nèi)斷開；在過流達(dá)到10倍額定電流時。熔斷保險絲所需的能量可表示為I2T。該能力取決于熔體的特性，如增大熔體的交叉區(qū)域就可實現(xiàn)高脈沖負(fù)載。在箭頭所指曲線左邊的第一個區(qū)域，包括在陰影區(qū)的正?！八矔r” 操作區(qū)域， 以及在短時過流達(dá)到保險絲額定電流兩倍時的情況。如果電流達(dá)到預(yù)設(shè)等級，在被稱為prearc時間的周期內(nèi)，熔體里散發(fā)的電功率足以將熔體熔融和蒸發(fā)掉。圖31 熔斷特性曲線如上圖所示的為熔斷特性 利用貼片式保險絲實現(xiàn)過流保護(hù) Vishay公司高級產(chǎn)品市場經(jīng)理Ore Hach 曲線，而熔斷特性是貼片保險絲最重要的性質(zhì)。熔體熔斷一般有兩種方式：提供給熔體的能量不是特別大時，熔體熔為液態(tài)后斷開，這個稱為熔化斷開；提供給熔體的能量很大時，熔體就直接氣化斷開，這個稱為氣化熔斷。所以這次研究的本質(zhì)還是熔斷器，貼片式只是制作工藝而已。. 擬解決的問題以及待解決的問題本次研究的課題是低電流電路熔斷器。所以我們在設(shè)計時要取得合適的配方，能夠最大限度的滿足這兩個方面的要求。對于這兩個要求具體就涉及到熔體核心配方的問題。石英砂就是常用的滅弧材料。電力電路及大功率設(shè)備所使用的保險絲，不僅有一般保險絲的三個部分，而且還有滅弧裝置，因為這類保險絲所保護(hù)的電路不僅工作電流較大，而且當(dāng)熔體發(fā)生熔斷時其兩端的電壓也很高，往往會出現(xiàn)熔體已熔化（熔斷）甚至已汽化，但是電流并沒有切斷，其原因就是在熔斷的一瞬間在電壓及電流的作用下，保險絲的兩電極之間發(fā)生拉弧現(xiàn)象。一般保險絲由三個部分組成：一是熔體部分，它是保險絲的核心，熔斷時起到切斷電流的作用。因為這些因素對保險絲能否正常工作起了致關(guān)重要的作用。這就是保險絲的工作原理。?Q=cm?t又因為公式它有一定比熱及質(zhì)量，其熱量的增加就表現(xiàn)在溫度的升高上。當(dāng)熔斷器產(chǎn)生熱量的速度大于散熱速度時，即溫度隨時間而上升。對流傳熱是由周圍空氣的流動產(chǎn)生，對流傳熱有兩種方式：一為自然對流，即由于熔斷器表面的空氣被熔斷器加熱而產(chǎn)生密度的變化所造成：另一為強(qiáng)制對流，即由電子器件內(nèi)排風(fēng)扇強(qiáng)制空氣的流動造成。當(dāng)溫差越大時，傳熱的速率亦越大。熔斷器的散熱，主要由三種傳熱機(jī)理組成，即傳導(dǎo)、對流和輻射。這只是一個簡化的式子，因為熔斷器并非由單一的材料組成，而且材料的物性亦是溫度的函數(shù)。且發(fā)熱量遵循著這個公式：Q=；依此公式我們不難看出保險絲管的簡單的工作原理了，即依靠電流發(fā)熱致使導(dǎo)體融化最終斷開。因此，選用貼片保險絲時，要考慮正常工作電流、故障電流、I2t值、環(huán)境溫度、內(nèi)阻和額定值折減。6) 施加在保險絲上的外加電壓。貼片保險絲常常應(yīng)用于便攜式設(shè)備，要適當(dāng)考慮保險絲的溫升，也就是考慮保險絲額定電流的折減。貼片保險絲的電阻對于某些電路有一定的影響；若將內(nèi)阻過大的保險絲安裝在某些電路中，它將影響電路的系統(tǒng)參數(shù)，使得電路不能正常工作。對于保險絲的基本要求是不該斷的時候不能斷（比如在出現(xiàn)浪涌電流的時候），該斷的時候一定要在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)斷（比如出現(xiàn)需要切斷的過載電流的時候）。3) 電路的過載電流大小及過載電流存在的最短和最長時間。通過保險絲的工作電流不應(yīng)超過保險絲額定電流的75％。從傳統(tǒng)的玻璃管保險絲，到微型保險絲、 貼片保險絲，由于產(chǎn)品工藝上的差異， 它們的選型的側(cè)重點也略有不同。TycoElectronics公司生產(chǎn)TSL250 080型產(chǎn)品，它可以承受2/10μs，800V，100A的放電，專用于建筑物內(nèi)部的電信系統(tǒng)，以防止120V 或250V 交流電故障。如Raychem 公司最新的miniSMDM75/24 型，24V，40A 及miniSMDM260 型，8V，40A。但若引發(fā)過電流的故障原因未被及時排除，則會出現(xiàn)過電流狀態(tài)——正常狀態(tài)——過電流狀態(tài)的反復(fù)循環(huán)，從而給電路帶來麻煩，需要與其它保護(hù)元件組合使用。與金屬型熔斷器比較，其響應(yīng)速度慢，存在老化現(xiàn)象。一般說來，在電路正常狀態(tài)下，其阻抗比相同的金屬型熔斷器較高，這樣，就增加了電子產(chǎn)品的電能消耗。它是在有機(jī)高分子聚合物中加入導(dǎo)電顆粒而構(gòu)成的，其特點是具有自恢復(fù)性，即過電流之后又恢復(fù)到常態(tài)，不必更換，也不必一定將它安置在電子產(chǎn)品中手可觸及的部位，因而給用戶帶來許多便利，很受歡迎?？梢杂眠@類技術(shù)生產(chǎn)的廠家均有一定規(guī)模，如捷比信貼片保險絲等。 貼片保險絲如果具有高要求，一般采用薄膜制程，超低內(nèi)阻，適用于過流保護(hù)，如浪涌等。此類熔斷器可用在高檔電腦、電信、數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)上，也可為關(guān)鍵的IC和重要電路部位上提供過流保護(hù)，實現(xiàn)保護(hù)的效果。AVX公司在氧化鋁陶瓷基體上而制作的金屬薄膜熔斷絲Accu　Guard系列SMD熔斷器，其封裝尺寸為0402/0603/0805/1206。特點是瞬間電流響應(yīng)且速度快、同時額定電流精確。當(dāng)所負(fù)荷的電流為額定電流的200％時，其斷開時間需要5s；而當(dāng)為額定電流的300％時。其外形結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1中所示，而性能曲線如圖2中所示。所以它就具有體積小、能量密度大，同時獨石結(jié)構(gòu)使得可靠性高、精度高、響應(yīng)速度快、且易與其它元器件集成等諸多優(yōu)點，是在目前世界上能夠單位體積承受功率最大的（SMD）熔斷器，該類熔斷器封裝系列有0402/0603/0805/1206等。比如美國AEM公司最近就在網(wǎng)上發(fā)布了疊層多元獨石（SMD）熔斷器。 JEPSUN貼片保險絲快速熔斷系列適用于保護(hù)電路中快速反應(yīng)的重要器件，一般很少發(fā)生浪涌電流的場合；慢速熔斷系列適用于電路中常有較大的浪涌電流發(fā)生的場合；為了適應(yīng)SMT的發(fā)展趨勢。 其中貼片電流保險絲按尺寸和性能又可分為如下型號： 產(chǎn)品按尺寸可分類為：0400601