中心議題：

• 貼片式保險絲的功能
• 貼片式保險絲的設計原理
• 貼片式保險絲熔斷特性
• 解決熔斷特性的穩定性和精度問題

貼片式保險絲的功能

zaidianzichanpinzhong
，tiepianshibaoxiansiyoulianggezhuyaogongneng，baohuyonghumianshourenshenshanghaihebimiandianlushousun。yiwaiqingkuangdaduoshiyouqitadianzishebeiyinqide，zaochengdianguozaidengweihai，xuyaoyongtiepianshibaoxiansidengguoliubaohuqijianlaijinxingbaohu。

貼片式保險絲的設計原理

標(biao)準(zhun)的(de)熔(rong)斷(duan)保(bao)險(xian)絲(si)是(shi)密(mi)封(feng)在(zai)陶(tao)瓷(ci)或(huo)玻(bo)璃(li)管(guan)內(nei)的(de)金(jin)屬(shu)線(xian)，管(guan)內(nei)填(tian)充(chong)了(le)空(kong)氣(qi)或(huo)沙(sha)粒(li)。而(er)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)采(cai)用(yong)了(le)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)技(ji)術(shu)原(yuan)理(li)
，大(da)多(duo)數(shu)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)看(kan)起(qi)來(lai)像(xiang)標(biao)準(zhun)的(de)貼(tie)片(pian)式(shi)器(qi)件(jian)，使(shi)用(yong)單(dan)層(ceng)或(huo)多(duo)層(ceng)陶(tao)瓷(ci)襯(chen)底(di)。以(yi)前(qian)的(de)一(yi)些(xie)設(she)計(ji)采(cai)用(yong)類(lei)似(si)於(yu)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)環(huan)氧(yang)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)襯(chen)底(di)。

在單層襯底頂部或多層襯底中間的基本熔體是一種高導電率的材料，例如銅、金或銅錫、銀(yin)鈀(ba)合(he)金(jin)。這(zhe)些(xie)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)能(neng)提(ti)高(gao)保(bao)險(xian)絲(si)耐(nai)受(shou)湧(yong)入(ru)電(dian)流(liu)的(de)能(neng)力(li)，但(dan)也(ye)會(hui)因(yin)受(shou)熱(re)應(ying)力(li)的(de)影(ying)響(xiang)而(er)降(jiang)低(di)穩(wen)定(ding)性(xing)，導(dao)致(zhi)在(zai)多(duo)個(ge)湧(yong)流(liu)周(zhou)期(qi)後(hou)出(chu)現(xian)不(bu)正(zheng)確(que)斷(duan)開(kai)的(de)概(gai)率(lv)增(zeng)加(jia)。

根gen據ju襯chen底di類lei型xing的de不bu同tong
，熔rong體ti可ke采cai用yong激ji光guang微wei調tiao的de厚hou膜mo沉chen積ji物wu或huo化hua學xue刻ke蝕shi的de金jin屬shu層ceng
，達da到dao所suo期qi望wang的de性xing能neng參can數shu，還hai可ke使shi用yong粘zhan合he金jin線xian。由you於yu外wai形xing和he厚hou度du已yi經jing確que定ding，因yin此ci在zai遭zao受shou過guo壓ya且qie電dian流liu達da到dao一yi定ding等deng級ji時shi，熔rong體ti會hui在zai確que定ding的de時shi間jian內nei熔rong斷duan。

要(yao)讓(rang)貼(tie)片(pian)式(shi)器(qi)件(jian)完(wan)成(cheng)這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)層(ceng)的(de)作(zuo)用(yong)，必(bi)須(xu)對(dui)熔(rong)體(ti)進(jin)行(xing)保(bao)護(hu)，使(shi)其(qi)免(mian)受(shou)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)的(de)影(ying)響(xiang)。在(zai)單(dan)層(ceng)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)中(zhong)，熔(rong)體(ti)的(de)表(biao)麵(mian)通(tong)常(chang)都(dou)包(bao)覆(fu)著(zhe)一(yi)層(ceng)漆(qi)或(huo)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)。多(duo)層(ceng)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)熔(rong)體(ti)的(de)襯(chen)底(di)層(ceng)本(ben)身(shen)就(jiu)有(you)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)可(ke)達(da)到(dao)7A~8A，因此它們需要低阻值的SMD觸點。

熔斷特性(見圖1)是貼片式保險絲最重要的特性，該特性定義了在一定過流等級下的熔融時間。如果電流達到預設等級，在被稱為pre-arc時間的周期內
，熔體裏散發的電功率足以將熔體熔融和蒸發掉。

貼片式保險絲熔斷特性

關鍵性能參數

圖1所示的熔融特性有兩個主要區域。在箭頭所指曲線左邊的第一個區域，包括在陰影區的正常“瞬時”操cao作zuo區qu域yu
，以yi及ji在zai短duan時shi過guo流liu達da到dao保bao險xian絲si額e定ding電dian流liu兩liang倍bei時shi的de情qing況kuang。這zhe個ge區qu域yu定ding義yi了le貼tie片pian式shi保bao險xian絲si承cheng受shou脈mai衝chong負fu載zai的de能neng力li
，該gai能neng力li取qu決jue於yu熔rong體ti的de特te性xing，如ru增zeng大da熔rong體ti的de交jiao叉cha區qu域yu就jiu可ke實shi現xian高gao脈mai衝chong負fu載zai。

箭頭所指曲線定義了超過保險絲額定電流的過載和短路電流的熔融時間，圖中保險絲的額定電流(IR)是5A。熔斷保險絲所需的能量可表示為I2T。所以當過流增加時，保險絲的斷開時間會變短。一般
，在過流達到兩倍額定電流的情況下，保險絲應當在1s~3s內斷開;在過流達到10倍額定電流時，保險絲應當在不到0.1ms的時間內斷開。反過來看，要防止保險絲在遇到正常湧流的時候斷開
，湧入脈衝的最大I2T應當小於保險絲的最大額定I2T的50%。

保險絲的熔斷時間與熔體和環境之間的熱阻有關，這取決於熔體、襯底
、密(mi)封(feng)和(he)端(duan)子(zi)的(de)參(can)數(shu)，也(ye)和(he)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)布(bu)局(ju)有(you)關(guan)。因(yin)此(ci)斷(duan)開(kai)時(shi)間(jian)，還(hai)有(you)保(bao)護(hu)的(de)有(you)效(xiao)性(xing)，既(ji)取(qu)決(jue)於(yu)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)，也(ye)和(he)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)有(you)關(guan)。如(ru)果(guo)熔(rong)體(ti)和(he)環(huan)境(jing)之(zhi)間(jian)的(de)熱(re)阻(zu)過(guo)低(di)
，可(ke)能(neng)會(hui)沒(mei)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)能(neng)量(liang)熔(rong)化(hua)熔(rong)體(ti)。這(zhe)樣(yang)在(zai)過(guo)載(zai)電(dian)流(liu)等(deng)於(yu)兩(liang)倍(bei)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)時(shi)，保(bao)險(xian)絲(si)在(zai)120s內無法切斷過載電流。

穩定性和可重複性

實際上，精度

、可ke重zhong複fu性xing和he穩wen定ding性xing這zhe些xie熔rong斷duan特te性xing主zhu要yao取qu決jue於yu熔rong體ti的de設she計ji和he所suo采cai用yong的de製zhi造zao技ji術shu。了le解jie這zhe兩liang個ge因yin素su的de影ying響xiang
，就jiu抓zhua住zhu了le給gei指zhi定ding應ying用yong挑tiao選xuan最zui佳jia貼tie片pian式shi保bao險xian絲si的de核he心xin。

熔斷特性的穩定性與元器件的設計密切相關，而其可重複性主要依賴於穩定性和貼片式保險絲製造技術的精密度。
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穩定性

穩定性如何反應熔斷參數呢?貼片式保險絲的電阻是決定熔斷特性的參數。由於在過載條件下施加的能量與電阻值成正比

，保險絲的電阻越大，就熔斷得越快;相反
，減小電阻值將會延長熔斷時間。

厚膜電阻的使用經驗表明，短時過載、焊(han)接(jie)熱(re)等(deng)熱(re)應(ying)力(li)和(he)脈(mai)衝(chong)應(ying)力(li)會(hui)使(shi)阻(zu)值(zhi)發(fa)生(sheng)漂(piao)移(yi)。這(zhe)些(xie)在(zai)貼(tie)片(pian)式(shi)保(bao)險(xian)絲(si)裏(li)發(fa)生(sheng)的(de)現(xian)象(xiang)將(jiang)會(hui)改(gai)變(bian)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)特(te)性(xing)
，進(jin)而(er)縮(suo)短(duan)熔(rong)斷(duan)時(shi)間(jian)。雖(sui)然(ran)熔(rong)體(ti)使(shi)用(yong)了(le)幾(ji)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)材(cai)料(liao)，例(li)如(ru)銅(tong)錫(xi)合(he)金(jin)，可(ke)以(yi)達(da)到(dao)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)I2T
，但在持續的熱應力之後，熔體對斷開時間的縮短是非常敏感的。這是由於應力會導致熔體組成材料的遷移，如圖2所示，該圖顯示了在施加脈衝負載應力之後
，銅錫合金正在發生遷移的情況。

genjugonglvfuzaideliangjihechixushijianbutong，cileibaoxiansihuigaibianrongduantexing，jiasurongduanshijian。caiyongyixiebaochitiepianshibaoxiansizuzhiwendingdejishu，keyifangzhirongduantexingdeleisipiaoyi。

可重複性

在zai設she計ji階jie段duan，電dian子zi工gong程cheng師shi會hui碰peng到dao熔rong斷duan特te性xing大da幅fu變bian化hua的de情qing況kuang。一yi般ban來lai說shuo
，貼tie片pian式shi保bao險xian絲si是shi低di阻zu值zhi的de電dian阻zu，其qi阻zu值zhi隻zhi有you幾ji歐ou姆mu。如ru上shang所suo述shu，熔rong融rong特te性xing與yu電dian阻zu值zhi有you關guan。如ru果guo電dian阻zu值zhi的de變bian化hua範fan圍wei很hen大da，熔rong融rong特te性xing也ye就jiu相xiang應ying地di有you很hen大da變bian化hua。由you於yu這zhe種zhong可ke能neng發fa生sheng的de變bian化hua，貼tie片pian式shi保bao險xian絲si在zai碰peng到dao正zheng常chang的de湧yong流liu時shi就jiu斷duan開kai，或huo是shi相xiang反fan，在zai過guo載zai情qing況kuang下xia，應ying該gai斷duan開kai時shi卻que不bu斷duan開kai
，這zhe種zhong最zui糟zao糕gao的de情qing形xing是shi工gong程cheng師shi必bi須xu避bi免mian的de。圖tu3所示為印刷厚膜保險絲的熔斷特性典型分布。

解決熔斷特性的穩定性和精度問題

薄膜技術可滿足所有穩定性和精度要求，縮窄了熔斷參數的分布。從20世紀60年(nian)代(dai)末(mo)起(qi)，薄(bo)膜(mo)濺(jian)射(she)技(ji)術(shu)就(jiu)被(bei)用(yong)來(lai)製(zhi)造(zao)高(gao)度(du)穩(wen)定(ding)和(he)精(jing)確(que)的(de)薄(bo)膜(mo)電(dian)阻(zu)，並(bing)且(qie)已(yi)經(jing)有(you)數(shu)十(shi)億(yi)個(ge)器(qi)件(jian)被(bei)用(yong)於(yu)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)各(ge)種(zhong)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)當(dang)中(zhong)。

電dian流liu濺jian射she技ji術shu的de優you點dian是shi可ke嚴yan格ge控kong製zhi沉chen積ji層ceng的de厚hou度du
，在zai生sheng成cheng的de金jin屬shu層ceng裏li形xing成cheng同tong質zhi的de晶jing體ti結jie構gou。在zai使shi用yong薄bo膜mo技ji術shu製zhi造zao貼tie片pian式shi保bao險xian絲si時shi，這zhe些xie特te點dian會hui直zhi接jie影ying響xiang穩wen定ding性xing，縮suo窄zhai熔rong斷duan參can數shu的de分fen布bu區qu間jian。

raner，haibixuyangekongzhirongtidejihexingzhuang，cainengkongzhitiepianshibaoxiansideedingdianliu。shiyongzhaoxiangyinshuagongyiderongticongjiegoushangbaozhenglenenggouchanshengjingquedejihelunkuo，baduanzijianweiyongdedaodiancailiaorongjiediao。tongguozhaoxiangyinshuagongyi，kekongzhirongtidechangduhekuandu，dadaoyujianshebomocenghouduxiangtongdezhunqueduhejingdu。
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圖4所示為如何用照相印刷工藝來製造Vishay MFU係列薄膜貼片式保險絲，保險絲熔斷體具有幹淨整齊的外形。

MFU熔體的形狀

zuheshiyongbomojianshejishuheyinshuazhaoxiangjishu，yuanqijianzhizaoshangnenggouyangekongzhirongtijihexingzhuangdegongcha，tongshibaozhengrongtidetongzhijingtijiegou。zheyoulianggehaochu
，yishizuixiaohuayouyingliyinqidedianzuzhibeili，ershitigaozhizaodekezhongfuxing。rutu5所示，組合使用這兩種技術生產的MFU係列貼片式保險絲的最小和最大熔斷時間是緊密相關的。

MFU熔斷特性

結語

薄膜技術的優勢是其精確性、kezhongfuxinghewendingxing，meiniancaiyongzhezhongjishushengchandebomodianzudashushiyige。caiyongbomojishushengchandetiepianshibaoxiansijuyoukeyuzhidewendingxinghexiazhaiderongduancanshufenbu。bazhezhongyeyijingguoshijianjianyandejishuyongyuxiayidaideguoliubaohuanquanqijian，gonglvdianzishebeishejishijiunengzaishejidechanpinzhongshixiangaoshuipingdeanquanfanghuhexingneng。