中心論題：

• 介紹新型疊層多元陶瓷片式過流保護(hù)元件優(yōu)點(diǎn)
• 結(jié)合實(shí)驗(yàn)測試證明其優(yōu)點(diǎn)

解決方案：

• 熔斷元件結(jié)構(gòu)可增加熔斷元件與滅弧材料的接觸面積,縮短滅弧反應(yīng)的時間
• 獨(dú)石多層陶瓷熔斷器的設(shè)計(jì)及材料使其具有良好耐老化性且不受有機(jī)溶劑的影響

引言
---從20世紀(jì)70年代開始,表面貼裝技術(shù)SMT（Surface Mount Technology）徹底改變了傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù),使電子產(chǎn)品走向微型化和輕量化。隨著多層布線基板技術(shù)、微電子焊接與互連技術(shù),集成電路及微電子技術(shù)、厚/薄膜混合集成電路等技術(shù)的發(fā)展,形成了高密度、高速度和高可靠性的主體結(jié)構(gòu)微電子產(chǎn)品。這就促使了電路保護(hù)元件向片式微型化、高安全可靠性、高精度方向發(fā)展。世界上眾多的電路保護(hù)元件廠家,紛紛研發(fā)生產(chǎn)出各種特性的電路保護(hù)元件。在過流保護(hù)片式SMD熔斷器方面,有些產(chǎn)品是在環(huán)氧樹脂基底或陶瓷基底上制作單層薄膜或厚膜金屬熔斷單元,以聚合物或玻璃材料包封,端電極以銅/鎳/錫/鉛（95/5）敷形涂覆。這類熔斷器我們暫稱其為常規(guī)片式熔斷器。

---這些產(chǎn)品均采用單層熔斷元件設(shè)計(jì),熔斷元件接近熔斷器的表面,滅弧及保護(hù)層較薄。這種設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)上的缺陷,限制了傳統(tǒng)SMD熔斷器的最大承載電流及額定電壓,在過載電流較大時,電弧易將保護(hù)層擊穿。

  ---AEM研發(fā)的SolidMatrix疊層多元陶瓷獨(dú)石結(jié)構(gòu)的SMD熔斷器是采用紫外固化成型專利技術(shù), 經(jīng)UV固化成型、低溫共燒制造出陶瓷疊層元件,相當(dāng)于幾個陶瓷外殼熔斷器的并聯(lián)組合（見圖1）。其體積小、能量密度大、陶瓷獨(dú)石結(jié)構(gòu)可靠性高、精度高、響應(yīng)速度快、易與其他元件集成。這種新的專利成型技術(shù)比傳統(tǒng)的多層陶瓷元件制造所沿用的濕法和干流工藝具有更高的精度。

vAEM SolidMatrix疊層多元陶瓷獨(dú)石SMD熔斷器的最大優(yōu)點(diǎn)在于：陶瓷基體中含有具滅弧作用的玻璃陶瓷成分,在熔斷器熔斷的瞬間可快速地淬滅電弧,使電弧持續(xù)時間大大縮短,開路后電阻較大。

疊層多元結(jié)構(gòu)
---AEM SolidMatrix SMD熔斷器與常規(guī)片式熔斷器在結(jié)構(gòu)方面具有顯著的不同：它是疊層多元陶瓷獨(dú)石結(jié)構(gòu)。所謂多元就是指它具有分離的多層熔斷單元。熔斷單元之間用有很好滅弧作用的陶瓷材料隔開。熔斷單元位于陶瓷結(jié)構(gòu)的中部,夾在較厚的陶瓷層中間（見圖1）。其多層熔斷元件結(jié)構(gòu)可以大大增加熔斷元件與滅弧材料的接觸面積,使滅弧反應(yīng)的時間縮短。

滅弧性
---我們知道,熔斷器中的熔斷絲具有一定的電阻,當(dāng)電流通過時,將產(chǎn)生熱量I2Rt。 當(dāng)通過的電流增加時,產(chǎn)生的熱量也隨之增加。熱量將被熔斷器所吸收從而使其溫度升高。一部分將散熱至周圍環(huán)境。當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量大于熔斷器傳給周圍環(huán)境的熱量,熔斷器的溫度將升高。當(dāng)熔斷絲的溫度達(dá)到它的熔點(diǎn)時,熔斷絲被熔斷并產(chǎn)生電弧。好的熔斷器必須能在短時間內(nèi)立即淬滅電弧使電流斷開。對于額定電流較大的熔斷器,如果滅弧層太薄,熔斷絲熔斷時產(chǎn)生的電弧,將可能燒穿薄的包封層,而不能有效地淬滅電弧使電流斷開。這將有可能使電路中的敏感元件如集成塊受損。

---AEM的多層獨(dú)石熔斷器將熔斷元件分散到具有良好滅弧作用的玻璃陶瓷之間。當(dāng)熔斷元件熔斷時,能迅速擴(kuò)散到周圍的滅弧材料中,使電弧能被很快地淬滅。

脈沖實(shí)驗(yàn)
---（1）AEM SolidMatrix SMD熔斷器多樣品過流脈沖實(shí)驗(yàn)：

---取AEM F1206FA額定電流為1.0A的熔斷器樣品16顆,實(shí)驗(yàn)條件如下：

---脈沖波形為方形波,持續(xù)時間為256微秒（大約是斷開時間的1/2）;

---峰值電流為4.26A（平均約為4A,400%）;

---脈沖周期為1秒;

---25 000次脈沖;

---測試溫度：25～28℃;

---脈沖前、后,測試樣品的DCR。

---從表2可以看出：脈沖后DCR變化在－0.34%～0.41%范圍。DCR的微小變化,說明熔斷器的脈沖老化很小。

---（2） AEM SolidMatrix SMD熔斷器承受10萬次脈沖實(shí)驗(yàn)：

---樣品：AEM F0603FA額定１A熔斷器５顆樣品;

---脈沖條件：１A電流持續(xù)７秒,然后無電流３秒;

---10萬次100%脈沖之后,AEM熔斷器的直流電阻基本沒有改變。

老化性

---在脈沖電流的作用下,熔斷絲和熔斷絲周圍的材料都將達(dá)到較高的溫度。這溫度不足以使熔斷絲熔斷,但它完全可以促使熔斷絲的組成金屬原子向周圍材料中進(jìn)行原子熱擴(kuò)散。隨著時間的推移,越來越多的金屬原子熱擴(kuò)散至周圍介質(zhì)材料,使直流電阻DCR有較大的變化,這就是熔斷器的老化現(xiàn)象。熔斷器出現(xiàn)老化后,在較低電流的作用下便可能熔斷,這將影響電路的正常工作。前面脈沖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明AEM熔斷器具有良好的耐老化性能,這與獨(dú)石多層陶瓷熔斷器的設(shè)計(jì)及材料有關(guān)。

---圖3是AEM多層獨(dú)石熔斷的典型熔斷波形。其形狀接近方波,這說明熔斷器在過載電流持續(xù)到熔斷時間時,能迅速將電流切斷。

---AEM目前推出的快斷熔斷器有三個品種尺寸,即1206、0603及0402,額定電流為0.25～8A,額定電壓為24～125V。最近推出的慢斷熔斷器為1206尺寸,額定電流為1～8A,額定電壓為24～63V。

---AEM快斷熔斷器的熔斷時間為：

---100%額定電流：熔斷時間不少于4小時;

---250%額定電流：熔斷時間不大于5秒;

---400%額定電流：熔斷時間不大于0.05秒。

---AEM慢斷熔斷器的熔斷時間為：

---100%額定電流：熔斷時間不少于4小時;

---200%額定電流：1～120秒;

---300%額定電流：0.1～3秒;

---800%額定電流：0.002～0.05秒。

---AEM的快斷式熔斷器主要應(yīng)有于一般的電子電路,而慢斷熔斷器則應(yīng)用于有較大波涌電流的電路。詳細(xì)的特性參數(shù),可參考AEM的網(wǎng)上目錄www.aem-usa.com。

無鉛元件
---AEM SolidMatrix 熔斷器陶瓷漿料、內(nèi)電極銀漿和端電極銀漿中都沒有鉛的成分,端電極電鍍也是無鉛電鍍,是真正的無鉛元件。

陶瓷獨(dú)石結(jié)構(gòu)
---由于它的構(gòu)成材料只有陶瓷和金屬,AEM SolidMatrix 熔斷器中沒有任何環(huán)氧樹脂或其它聚合物材料,所以它的使用溫度范圍較寬：－55～+125℃。AEM SolidMatrix 熔斷器的另一優(yōu)點(diǎn)是陶瓷結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,可耐很大的機(jī)械沖擊和振動。AEM熔斷器由于是疊層多元陶瓷獨(dú)石結(jié)構(gòu),具有不受任何清洗線路板用的有機(jī)溶劑的影響。