【正文】 表面貼片保險(xiǎn)絲的特點(diǎn)是輕、薄、小，非常合適適用于結(jié)構(gòu)緊湊、體積微小的各類電子產(chǎn)品中，具有廣泛的應(yīng)用空間。從目前已經(jīng)大量使用貼片保險(xiǎn)絲的產(chǎn)業(yè)來看，大概會(huì)涉及以下領(lǐng)域：1) 通信設(shè)備：基站—交換機(jī)—終端機(jī)，像這樣電子電路中都有機(jī)會(huì)用到表面貼片保險(xiǎn)絲，其中，手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)及周邊產(chǎn)品是最大的市場(chǎng)。2) 電腦及周邊：電腦主機(jī)板特別是筆記本電腦的主板上會(huì)同時(shí)采用一次性保險(xiǎn)絲和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，每塊板上往往使用5~8個(gè)，另外在電腦驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、掃描儀、調(diào)制解調(diào)器甚至復(fù)印機(jī)和其他辦公設(shè)備中，都會(huì)使用表面貼片保險(xiǎn)絲。特別是當(dāng)前科技更新?lián)Q代的時(shí)期，貼片保險(xiǎn)絲成為一個(gè)非常廣闊和有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)。5) 數(shù)碼類個(gè)人電子產(chǎn)品：當(dāng)前發(fā)展最迅猛，品種層出不窮的行業(yè)，包括數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、PDA、電子翻譯機(jī)、電子游戲機(jī)、多媒體播放機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、MP3/MP4以及形形色色的新型數(shù)碼電子產(chǎn)品，都是表面貼片保險(xiǎn)絲的當(dāng)然應(yīng)用者。與此同時(shí)，隨著各種電子設(shè)備的小型化和智能化，許多傳統(tǒng)保險(xiǎn)絲也將逐步被表面貼片保險(xiǎn)絲所替代。從產(chǎn)品層次和降低成本角度來看，許多生產(chǎn)廠商為了滿足用戶的需求，不斷降低成本從而提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力，推出許多具有一定保護(hù)功能且價(jià)格低廉的一系列產(chǎn)品。從產(chǎn)品種類和技術(shù)性能來看，跟隨數(shù)碼技術(shù)發(fā)展，表面貼片保險(xiǎn)絲將繼續(xù)不斷推出多種新的產(chǎn)品系列，包括額定電壓更高、額定電流更大或更小、內(nèi)阻更小、熔斷特性更多樣、分?jǐn)嗄芰Ω鼜?qiáng)、可恢復(fù)式、以及多線路陣列、帶有智能功能、多功能集成化的元件或模塊等，來滿足更多更新的終端產(chǎn)品的電路保護(hù)需求。2) 溫度上升： 按額定電流通電，溫度上升＜75oC 。4) 斷路容量： 加上額定斷路容量時(shí)，不會(huì)連續(xù)地產(chǎn)生飛弧或引燃。圖23為日本松尾電機(jī)公司生產(chǎn)的貼片保險(xiǎn)絲的外形和結(jié)構(gòu)。表中斷路特性一欄“24V／50A”的含義是：即使加在電路上的最大電壓為24V，并使電路短路時(shí)流過的最大電流為50A，保險(xiǎn)絲仍然能夠確保使用上的安全。1) JAD型：3216，線型且具有優(yōu)良的耐脈沖電流特性，適用于沖擊電流較大的電路中。3) KAC型：1005，薄膜形超小型具有優(yōu)良的耐脈沖電流特性。貼片保險(xiǎn)絲可分為貼片電流保險(xiǎn)絲和貼片自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。類為：快速熔斷、慢速熔斷和增強(qiáng)熔化熱能三種類型。近些年，一些熔斷器廠家陸續(xù)開發(fā)了多種表面貼裝型（SMD）熔斷器。它采用的是自己公司的UV專利工藝制造技術(shù)制造出的陶瓷疊層元件，就相當(dāng)于把幾個(gè)熔斷絲并聯(lián)。同時(shí)Littelfuse公司最近也推出一種0402封裝型號(hào)的快速響應(yīng)（SMD）熔斷器。該熔斷器是在環(huán)氧樹脂基體上的基礎(chǔ)上制作出金屬薄膜熔斷絲，采用聚合物包封。同時(shí)斷開后的隔離電阻會(huì)大于10kΩ，工作的溫度范圍為－55℃～90℃。～5A/32V；～3A/32V。像BUSS MANN、WICKMANN、Schurter等公司也有類似的產(chǎn)品提供用戶選擇。貼片自恢復(fù)保險(xiǎn)絲按尺寸又可分類為：0400601201812920等。電腦周邊產(chǎn)品，手機(jī)等通信設(shè)備，數(shù)碼相機(jī)，顯示器，電池常用。這類保險(xiǎn)絲是近年由美國(guó)Raychem公司最先開發(fā)的新型過電流保護(hù)元件，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻器。不足之處是阻抗較高。在某些電路中，由于其電阻大而產(chǎn)生熱噪聲。在個(gè)別電路中，當(dāng)發(fā)生過電流時(shí)，它起保護(hù)作用，使電路回到正常狀態(tài)。雖然這種過電流保護(hù)元件還有一些不足之處，但它的自恢復(fù)性優(yōu)點(diǎn)是很吸引人的，各生產(chǎn)廠家都在研究改進(jìn)，主要方向是提高耐電壓/電流、降低電阻、提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并日益取得進(jìn)展。適用于鍵盤、鼠標(biāo)器、主機(jī)板、顯示器、電源適配器等。. 貼片熔斷器的選擇貼片保險(xiǎn)絲主要應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、筆記本、手機(jī)等電子產(chǎn)品。貼片保險(xiǎn)絲的選擇涉及下列因素：1) 電路正常工作電流。2) 脈沖、沖擊電流、浪涌電流、啟動(dòng)電流和電路瞬變值貼片保險(xiǎn)絲尤其關(guān)注這一點(diǎn)，這是因?yàn)轶w積小所帶來的工藝方面的原因，貼片保險(xiǎn)絲的抗沖擊能力遠(yuǎn)小于同樣額定電流的玻璃管保險(xiǎn)絲或其他體積較大的保險(xiǎn)絲的抗沖擊能力。通常需要使用示波器測(cè)試和理論計(jì)算相結(jié)合判斷過載電流大小。4) 電阻。5) 保險(xiǎn)絲的環(huán)境溫度。保險(xiǎn)絲工作時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)在規(guī)定的工作溫度范圍之內(nèi)，當(dāng)保險(xiǎn)絲周圍的環(huán)境溫度超過25oC時(shí)，參照溫度折減率降級(jí)使用。通常貼片保險(xiǎn)絲應(yīng)用于便攜式設(shè)備，電路工作電壓一般都不高，只要貼片保險(xiǎn)絲的額定電壓高于電路工作電壓，就可以放心選用。圖24 溫度折線圖3. 設(shè)計(jì)思路及主要測(cè)試參數(shù). 總體設(shè)計(jì)思路 新型疊層多次陶瓷片式熔斷器應(yīng)用指南 鐵生武 世界電子元器件 2004年11期我們都知道，只要電流流過導(dǎo)體時(shí)，由于導(dǎo)體存在一定的電阻，所以導(dǎo)體將會(huì)發(fā)熱。mCP?T?t=I2R散熱速率熔斷器的能量平衡關(guān)系可用下面的簡(jiǎn)化公式來表達(dá)：其中m為熔斷器的質(zhì)量，CP為比熱或熱容系數(shù)，T為溫度，t為時(shí)間，I2R為電轉(zhuǎn)化為熱能的速率。當(dāng)產(chǎn)生熱量的速率等于散熱速率時(shí)，即溫度T不隨時(shí)間而變，熔斷器的溫度達(dá)到平衡。這三種傳熱方式，其傳熱速率均與熔斷器及外界環(huán)境的溫差有關(guān)。傳導(dǎo)傳熱主要是通過熔斷器的本體材料，將電熱從熔斷器的導(dǎo)電部分傳到周邊，包括通過端頭傳到線路板及由外表面?zhèn)鞯街車目諝庵?。輻射是由熔斷器表面產(chǎn)生的熱輻射造成，其速率取決于熔斷器表面溫度與環(huán)境溫度四次方之差和熔斷器表面及散熱空間的黑度。如果散熱速率不能因?yàn)楸旧頊囟鹊纳仙降扔跓崃慨a(chǎn)生的速率時(shí)，熔斷器導(dǎo)電部分的溫度將會(huì)一直上升，直至達(dá)到導(dǎo)電金屬的熔化溫度，而將導(dǎo)電體熔斷，而達(dá)到過流保護(hù)的目的。當(dāng)溫度升高到保險(xiǎn)絲的熔點(diǎn)以上時(shí)保險(xiǎn)絲就發(fā)生了熔斷。從這個(gè)原理中應(yīng)該知道，在設(shè)計(jì)制造保險(xiǎn)絲時(shí)必須認(rèn)真地研究所選材料的物理特性，并確保它們有一致幾何尺寸。同樣，在使用它的時(shí)候，一定要正確地安裝它。同一類、同一規(guī)格保險(xiǎn)絲的熔體，材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能地小且要一致，最重要的是熔斷特性要一致；二是電極部分，通常有兩個(gè)，它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件，它必須有良好的導(dǎo)電性，不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻；三是支架部分，保險(xiǎn)絲的熔體一般都纖細(xì)柔軟的，支架的作用就是將熔體固定并使三個(gè)部分成為剛性的整體便于安裝、使用，它必須有良好的機(jī)械強(qiáng)度、絕緣性、耐熱性和阻燃性，在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象。這個(gè)滅弧裝置必須有很強(qiáng)的絕緣性與很好的導(dǎo)熱性，且呈負(fù)電性。所以本次設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)思路就是：選擇合適的熔斷器規(guī)格，鍛造出適當(dāng)?shù)娜垠w，且熔體符合兩個(gè)方面的要求：一是擁有較低的熔點(diǎn)溫度，二是具有適當(dāng)?shù)碾娮?。如果?dǎo)電性能良好的金屬含量（例如Ag、Au等）高，就會(huì)使得熔體的熔點(diǎn)溫度上升；如果含量偏少就會(huì)使得電阻變大，不利于熔體的正常工作。所以本次設(shè)計(jì)的重中之重就是選擇合適的材料來制作熔體。從這個(gè)課題中，我們不難發(fā)現(xiàn)，我們對(duì)于這個(gè)熔斷器有一個(gè)要求，就是要求在很低的電流下就可以熔斷，屬于低電流方向。他和一般普通的熔斷器具有通性，即研究熔斷特性。我們由于是低電流狀態(tài)下，不可能提供特別大的能量，所以我們一般的斷開方式都是熔化斷開。該性質(zhì)定義了在過載等級(jí)下的熔融時(shí)間。圖31所示的熔融特性有兩個(gè)主要區(qū)域。這個(gè)區(qū)域定義了貼片式保險(xiǎn)絲承受脈沖負(fù)載的能力。箭頭所指曲線定義了超過保險(xiǎn)絲額定電流的過載和短路電流的熔融時(shí)間， 圖中保險(xiǎn)絲的額定電流(IR)是5A。所以當(dāng)過流增加時(shí)， 保險(xiǎn)絲的斷開時(shí)間會(huì)變短。反過來看，要防止保險(xiǎn)絲在遇到正常涌流的時(shí)候斷開，涌入脈沖的最大I2T應(yīng)當(dāng)小于保險(xiǎn)絲的最大額定I2T的50％。因此斷開時(shí)間，還有保護(hù)的有效性，既取決于制造技術(shù)，也和產(chǎn)品設(shè)計(jì)有關(guān)。這樣在過載電流等于兩倍額定電流時(shí)，保險(xiǎn)絲在120s內(nèi)無法切斷過載電流。這些主要是從制作工藝上考慮。而電阻決定了電流的大小，熔點(diǎn)決定了合適熔體會(huì)熔斷。. 主要的測(cè)試參數(shù)貼片保險(xiǎn)絲有很多中類型，一般常見的有三種類型：0400601206（以英制單位inch計(jì)算）。所以，我們便得到如下表所示的熔斷器長(zhǎng)、寬、高各大小尺寸。177。177。177。177。177。177。圖33 制作完成的熔體（0603）圖34 0603完成時(shí)間曲線圖35 0603I2T與t的關(guān)系 1206完成時(shí)間曲線圖37 1206I2T與t的關(guān)系. 相關(guān)參數(shù)介紹在了解了一個(gè)熔斷器的參數(shù)的基礎(chǔ)上，我們可以一下幾個(gè)參數(shù)：1. 常態(tài)電流：流過使用中的保險(xiǎn)絲常態(tài)電流的大小。3. 熔斷電流：我們按照UL的規(guī)格規(guī)定，熔斷器在額定電流2倍的情況下嗎，能夠快速熔斷。另外，熔斷時(shí)間如果很重要的話，那么還必須要參考廠商提供的熔斷特性圖來做出判斷。5. 短路電流：電路短路時(shí)的流過的最大電流值稱為短路電流。如果選擇了斷路容量小的保險(xiǎn)絲，則有可能使保險(xiǎn)絲破裂或者引發(fā)火災(zāi)。沖擊電流的大小和次數(shù)不同，對(duì)保險(xiǎn)絲所造成的影響也是不同的。圖38 電流波形圖4. 熔斷器的研制小型貼片保險(xiǎn)絲在當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)小型化的趨勢(shì)中起到舉足輕重的作用，越來越被廣泛的地應(yīng)用到各個(gè)線路板中。因此，對(duì)這些小型元件的焊接要求越來越高。小型貼片保險(xiǎn)絲的封端一般要求在燒結(jié)成小片狀后再進(jìn)行傳統(tǒng)的封端工藝的制作。. 熔斷器的總體構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)的熔斷保險(xiǎn)絲是密封在陶瓷或玻璃管內(nèi)的金屬線，管內(nèi)填充了空氣或沙粒。以前的一些設(shè)計(jì)采用類似于印刷電路板的環(huán)氧玻璃纖維襯底。這些復(fù)合材料能提高保險(xiǎn)絲耐受涌人電流的能力，但也會(huì)因受到熱應(yīng)力的影響而降低穩(wěn)定性，導(dǎo)致在多個(gè)涌流周期后出現(xiàn)不正確斷開的概率增加。由于外形和厚度已經(jīng)確定，因此在遭受過壓時(shí)且電流達(dá)到一定等級(jí)時(shí)，熔體會(huì)在確定的時(shí)間內(nèi)熔斷。在單層貼片式保險(xiǎn)絲中， 熔體的表面通常都包裹著一層漆或環(huán)氧樹脂。由于貼片式保險(xiǎn)絲的額定電流可達(dá)至7A～8A，因此它們需要低阻值的SMD點(diǎn)。. 熔體的配方設(shè)計(jì)與材料選擇熔斷器的核心是熔體也就是易熔合金。但是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步要求，對(duì)電子產(chǎn)品環(huán)保要求提出了明確的要求和指標(biāo)，有綠色認(rèn)證標(biāo)志的電子產(chǎn)品已經(jīng)越來越多地成為了市場(chǎng)和用戶青睞的對(duì)象。在上述被描述中的金屬元素中，Pb、Cd具有易揮發(fā)性，對(duì)人體有毒。因此，我們?cè)谘兄迫垠w過程中就要擯棄使用這些不被環(huán)保認(rèn)證的金屬元素，雖然有時(shí)這些元素的在熔斷器中具有非常出色的表現(xiàn)。一般來說，使用頻率比較高的是Ag、Au、Pt等貴金屬以及那些熔點(diǎn)低，能很好的降低整體合金熔體的金屬如Sn、Bi等。Sn、Bi的熔體往往是應(yīng)用于保險(xiǎn)絲的金屬，這些元素起到了很好的降低熔體的作用。最終，我們初步設(shè)定的材料為Ag和Sn的合金。由網(wǎng)上文獻(xiàn)，我們可以定一個(gè)測(cè)試方法。分別獲得在相同的溫度煅燒狀態(tài)下，含Ag10%的量，含Ag20%的量，含Ag30%的量，這三組數(shù)據(jù)。然后保證20%的含Ag量，再分別測(cè)的在800oC、600oC、400oC三個(gè)溫度點(diǎn)時(shí)，熔斷器熔體的熔斷特性曲線。. 熔體規(guī)格大小設(shè)計(jì) 楊彬、錢超勇等 貼片保險(xiǎn)絲及其制作方法專利發(fā)明申請(qǐng)公布說明書 2008年6月18日?qǐng)D42 貼片保險(xiǎn)絲示意圖1如上圖所示，一個(gè)完整的保險(xiǎn)絲不僅包括熔體部分，而且還有兩端的電極。所以，我們就可以得出熔體實(shí)際的長(zhǎng)度是L2D(L為保險(xiǎn)絲的整體封裝后的長(zhǎng)度；D為有端電極的長(zhǎng)度)。D=177。.。、W=177。該儀器集微電腦和工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)于一體，是傳統(tǒng)溫度控制儀的升級(jí)換代產(chǎn)品。