貼片式保險絲的功能

　　在電子產品中，貼片式保險絲有兩個主要功能，保護用戶免受人身傷害和避免電路受損。意外情況大多是由其他電子設備引起的，造成電過載等危害，需要用貼片式保險絲等過流保護器件來進行保護。

　　貼片式保險絲的設計原理

　　標準的熔斷保險絲是密封在陶瓷或玻璃管內的金屬線，管內填充了空氣或沙粒。而貼片式保險絲采用了完全不同的技術原理，大多數貼片式保險絲看起來像標準的貼片式器件，使用單層或多層陶瓷襯底。以前的一些設計采用類似于印刷電路板的環氧玻璃纖維襯底。

　　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、銀鈀合金。這些復合材料能提高保險絲耐受涌入電流的能力，但也會因受熱應力的影響而降低穩定性，導致在多個涌流周期后出現不正確斷開的概率增加。

　　根據襯底類型的不同，熔體可采用激光微調的厚膜沉積物或化學刻蝕的金屬層，達到所期望的性能參數，還可使用粘合金線。由于外形和厚度已經確定，因此在遭受過壓且電流達到一定等級時，熔體會在確定的時間內熔斷。

　　要讓貼片式器件完成這個功能層的作用，必須對熔體進行保護，使其免受環境條件的影響。在單層貼片式保險絲中，熔體的表面通常都包覆著一層漆或環氧樹脂。多層貼片式保險絲熔體的襯底層本身就有保護作用。由于貼片式保險絲的額定電流可達到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，熔體里散發的電功率足以將熔體熔融和蒸發掉。

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　　圖1 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?！八矔r”操作區域，以及在短時過流達到保險絲額定電流兩倍時的情況。這個區域定義了貼片式保險絲承受脈沖負載的能力，該能力取決于熔體的特性，如增大熔體的交叉區域就可實現高脈沖負載。

　　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涌流的時候斷開，涌入脈沖的最大I2T應當小于保險絲的最大額定I2T的50%。

　　保險絲的熔斷時間與熔體和環境之間的熱阻有關，這取決于熔體、襯底、密封和端子的參數，也和印刷電路板的布局有關。因此斷開時間，還有保護的有效性，既取決于制造技術，也和產品設計有關。如果熔體和環境之間的熱阻過低，可能會沒有足夠的能量熔化熔體。這樣在過載電流等于兩倍額定電流時，保險絲在120s內無法切斷過載電流。

　　穩定性和可重復性

　　實際上，精度、可重復性和穩定性這些熔斷特性主要取決于熔體的設計和所采用的制造技術。了解這兩個因素的影響，就抓住了給指定應用挑選最佳貼片式保險絲的核心。

　　熔斷特性的穩定性與元器件的設計密切相關，而其可重復性主要依賴于穩定性和貼片式保險絲制造技術的精密度。