專利名稱：一種低溫共燒多孔陶瓷堆疊保護元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種過流保護元件，特別是涉及一種采用原位固化堆疊工藝生產(chǎn)的低溫共燒多孔陶瓷電流保護元件。
背景技術(shù)：
應用于電源開關(guān)、變壓器等電氣設備中的高壓限流熔斷器通常需要包含一個滅弧裝置(擁有滅弧材料或特殊結(jié)構(gòu))，用以幫助熄滅熔斷器元件在故障電流狀態(tài)下動作時產(chǎn)生的電弧，從而避免過大電流產(chǎn)生的熱量使熔斷體元件熔融和汽化，并在熔斷器內(nèi)部形成高壓熱流的現(xiàn)象，導致產(chǎn)品發(fā)生爆裂等不安全熔斷問題。松下電器國際專利申請?zhí)朠CT/JP2007/055083 (中國專利申請?zhí)?00780009165. 3)在制作貼片式熔斷器時，提出采用上下兩個基臺用粘合劑粘結(jié)，基臺中部形成一個凹部空間的方式制作電流熔斷器。進而功得電子在中國專利申請?zhí)?01010122121. 5中提出在基板內(nèi)設置埋入式微穴結(jié)構(gòu)以形成泄壓聚熱空間，用來聚焦熔斷體在電流通過時所產(chǎn)生的高溫，并泄除熔斷體在熔斷時所產(chǎn)生的壓力，實現(xiàn)產(chǎn)品在大功率高電壓上的應用。但此結(jié)構(gòu)具有明顯的缺點微穴在產(chǎn)品堆疊及燒結(jié)時容易產(chǎn)生變形，造成微穴尺寸難于控制，且其微穴大小也受到了限制；另外熔斷體在微穴上鋪設時，容易因重力作用而向下凹陷，造成熔斷體長度難于控制，從而最終產(chǎn)品熔斷特性的一致性會變得較差。

實用新型內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提供的是一種通過采用具有極低導熱系數(shù)和大比表面積的材料，來降低產(chǎn)品功耗，分散熔斷體動作時所產(chǎn)生的高壓熱流對產(chǎn)品自身的沖擊作用，從而提高產(chǎn)品安全性的低溫共燒多孔陶瓷堆疊保護元件。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種低溫共燒陶瓷堆疊保護元件，包括第一陶瓷基板、第二陶瓷基板，設置在第一、第二陶瓷基板之間的熔體層和第一、第二陶瓷基板兩端的端電極，所述的熔體層是由LTCC陶瓷膜片和電極圖形組成的，所述的電極圖形包括引出電極和熔斷體兩部分，所述的端電極分別與兩個引出電極電性相連，所述第一、第二陶瓷基板在朝向熔體層一側(cè)為LTCC多孔陶瓷膜片，陶瓷基板中的LTCC多孔陶瓷膜片與熔體層相接觸，所述的保護元件兩個側(cè)面印刷有玻璃電極保護層；所述陶瓷基板是由至少一層LTCC陶瓷膜片和至少一層LTCC多孔陶瓷膜片組成的；所述熔體層位于LTCC多孔陶瓷膜片的正上方；所述的熔體層的電極圖形采用單層結(jié)構(gòu)，熔體層由兩層LTCC陶瓷膜片和兩層LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成；或者所述的熔體層的電極圖形采用多層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，熔體層由兩層以上的LTCC陶瓷膜片和各個LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成；或者所述的熔體層的電極圖形采用多層串聯(lián)結(jié)構(gòu)，熔體層由至少四層的偶數(shù)層數(shù)的LTCC陶瓷膜片和各個LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成，并在中間各層LTCC陶瓷膜片間上打孔并灌注導電漿料，形成各層電性相連的堆疊膜片。本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點[0006]I.本發(fā)明創(chuàng)新性地將多孔陶瓷材料結(jié)構(gòu)應用到過流保護元件的滅弧功能上，通過將多孔陶瓷結(jié)構(gòu)包圍在熔斷體層上、下兩面，運用其較大的孔比表面積和開孔率，使這些孔在保護元件動作時，可以起到分散由于熔斷體熔融或氣化產(chǎn)生的高壓熱流對瓷體及產(chǎn)品兩端頭的沖擊作用，以及通過孔的毛細吸收現(xiàn)象將熔融熔體吸入孔內(nèi)，避免保護元件有不能斷開或殘阻較低等缺陷；2.多孔陶瓷包覆層可以起到保溫隔熱的作用。多孔陶瓷的導熱系數(shù)一般比陶瓷基板低一個數(shù)量級以上，從而可以降低因基板散熱速度快帶來的熱損耗，產(chǎn)品的功耗相對較少；3.多孔陶瓷可以起到支撐熔斷體的作用，避免了熔斷體的凹陷變形，從而熔斷體的尺寸一致性較好；4.采用多孔LTCC陶瓷堆疊工藝可以方便的實現(xiàn)多層熔斷體元件的串、并聯(lián)結(jié)構(gòu)設計，從而提高產(chǎn)品額定電流的設計規(guī)格極限。

·圖I是本實用新型涉及的陶瓷膜片堆疊成陶瓷基板后的局部立體外觀示意圖；圖2是本實用新型涉及的印刷電極圖形后的LTCC陶瓷膜片局部俯視外觀示意圖；圖3是本實用新型涉及的堆疊熔體層后的陶瓷基板的局部立體外觀示意圖；圖4是本實用新型涉及的堆疊熔體層(設計一)后的陶瓷基板的側(cè)視圖；圖5是本實用新型涉及的堆疊熔體層(設計二)后的陶瓷基板的側(cè)視圖；圖6是本實用新型涉及的堆疊熔體層(設計三)后的陶瓷基板的側(cè)視圖；圖7是本實用新型涉及的堆疊完成(設計一)后的陶瓷基板的側(cè)面剖視圖；圖8是本實用新型涉及的切割后的保護元件產(chǎn)品的立體外觀示意圖；圖9是本實用新型涉及的印刷玻璃保護層后的保護元件產(chǎn)品的立體外觀示意圖；圖10是本實用新型涉及的印刷產(chǎn)品標識后的保護元件產(chǎn)品的立體外觀示意圖；圖11是本實用新型涉及的形成端電極后的保護元件產(chǎn)品的立體外觀示意圖；圖中1 一陶瓷基板 11 一LTCC陶瓷膜片12—LTCC多孔陶瓷膜片2—熔體層21一電極圖形 211—引出電極 212—熔斷體 3—保護兀件產(chǎn)品 31—保護兀件生坯 32—玻璃保護電極層 33—保護元件產(chǎn)品標識 4 一保護元件端電極。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖11所示的一種低溫共燒多孔陶瓷堆疊保護元件3，包括陶瓷基板I、熔體層2和端電極4。如圖I所示，所述的陶瓷基板I是在堆疊了至少一層LTCC陶瓷膜片11的基礎(chǔ)上繼續(xù)堆疊至少一層LTCC多孔陶瓷膜片12至需要的厚度而成。所述的熔體層2是由LTCC陶瓷膜片11和電極圖形21組成，如圖2所示，電極圖形21印刷在未堆疊的LTCC陶瓷膜片11上，并在所述的電極圖形21上方再堆疊一層LTCC陶瓷膜片11覆蓋層以形成產(chǎn)品熔體層2 ；所述的電極圖形21包括保護元件的引出電極211和熔斷體212兩部分。如圖4、圖5、圖6所示，所述的電極圖形21有單層、多層并聯(lián)、多層串聯(lián)熔體三種結(jié)構(gòu)；所述的單層結(jié)構(gòu)是熔體層2由兩層LTCC陶瓷膜片11和兩層LTCC陶瓷膜片11之間的電極圖形21組成；所述的多層并聯(lián)結(jié)構(gòu)是熔體層2由兩層以上的LTCC陶瓷膜片11和各個LTCC陶瓷膜片11之間的電極圖形21組成；所述的多層串聯(lián)結(jié)構(gòu)是熔體層3由至少四層的偶數(shù)層數(shù)的LTCC陶瓷膜片11和各個LTCC陶瓷膜片11之間的電極圖形21組成，并在中間各層LTCC陶瓷膜片11間上打孔并灌注導電漿料，形成各層電性相連的堆疊膜片。如圖6所示，以形成各層電性相連的堆疊熔體層2。如圖3所示，在所述堆疊的陶瓷基板I上堆疊熔體層2，使得所述熔體層2位于LTCC多孔陶瓷膜片11的上方；如圖7所示，再將另一陶瓷基板I繼續(xù)堆疊至已具有所述熔體層2的陶瓷基板I上，此新疊加的陶瓷基板I中的LTCC多孔陶瓷膜片層12與熔體層2相接觸，LTCC陶瓷膜片11層在最外層；如圖8所示為完成堆疊的保護元件產(chǎn)品31 ；經(jīng)一定溫度燒結(jié)后就得到了保護元件3。如圖9所示，在所述的保護元件3的兩個側(cè)面印刷玻璃電極保護層32 ;如圖10所示，在所述的保護元件3的兩個表面印刷產(chǎn)品標識33，用以標注產(chǎn)品的商標、負載電壓、負載電流或使用功率等一個或幾個方面的信息；如圖11所示，在所述保護元件3兩端涂敷端電極4，所述的端電極4與產(chǎn)品內(nèi)部熔體層2中電極圖形21的兩引出電極211部分電性連接，并實現(xiàn)產(chǎn)品的表面焊接功能?！?br> 權(quán)利要求1.一種低溫共燒陶瓷堆疊保護元件，包括第一陶瓷基板、第二陶瓷基板，設置在第一、第二陶瓷基板之間的熔體層和第一、第二陶瓷基板兩端的端電極，所述的熔體層是由LTCC陶瓷膜片和電極圖形組成的，所述的電極圖形包括引出電極和熔斷體兩部分，所述的端電極分別與兩個引出電極電性相連，其特征在于所述第一、第二陶瓷基板在朝向熔體層一側(cè)為LTCC多孔陶瓷膜片，陶瓷基板中的LTCC多孔陶瓷膜片與熔體層相接觸，所述的保護元件兩個側(cè)面印刷有玻璃電極保護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述低溫共燒陶瓷堆疊保護元件，其特征在于所述陶瓷基板是由至少一層LTCC陶瓷膜片和至少一層LTCC多孔陶瓷膜片組成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述低溫共燒陶瓷堆疊保護元件，其特征在于所述熔體層位于LTCC多孔陶瓷膜片的正上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低溫共燒陶瓷堆疊保護元件，其特征在于所述的熔體層的電極圖形采用單層結(jié)構(gòu)，熔體層由兩層LTCC陶瓷膜片和兩層LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成；或者所述的熔體層的電極圖形采用多層并聯(lián)結(jié)構(gòu)，熔體層由兩層以上的LTCC陶瓷膜片和各個LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成；或者所述的熔體層的電極圖形采用多層串聯(lián)結(jié)構(gòu)，熔體層由至少四層的偶數(shù)層數(shù)的LTCC陶瓷膜片和各個LTCC陶瓷膜片之間的電極圖形組成，并在中間各層LTCC陶瓷膜片間上打孔并灌注導電漿料，形成各層電性相連的堆疊膜片。
專利摘要本實用新型涉及一種低溫共燒多孔陶瓷堆疊保護元件，該元件的陶瓷基板是在堆疊了至少一層LTCC陶瓷膜片的基礎(chǔ)上繼續(xù)堆疊至少一層LTCC多孔陶瓷膜片而成，在所述堆疊的陶瓷基板上堆疊熔體層，使得所述熔體層位于LTCC多孔陶瓷膜片的正上方，再將另一陶瓷基板堆疊至已具有所述熔體層的陶瓷基板上，此新疊加的陶瓷基板中的LTCC多孔陶瓷膜片層與熔體層相接觸，LTCC陶瓷膜片層在最外層，所述的保護元件兩個側(cè)面印刷有玻璃電極保護層，采用具有極低導熱系數(shù)和大比表面積的材料，分散熔斷體動作時所產(chǎn)生的高壓熱流對產(chǎn)品自身的沖擊作用。
文檔編號H01H85/046GK202695359SQ20122038756
公開日2013年1月23日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者劉明龍, 楊漫雪, 徐松宏, 南式榮 申請人:南京薩特科技發(fā)展有限公司