中心論題：

• 介紹新型疊層多元陶瓷片式過流保護元件優(yōu)點
• 結(jié)合實驗測試證明其優(yōu)點

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
• 獨石多層陶瓷熔斷器的設(shè)計及材料使其具有良好耐老化性且不受有機溶劑的影響

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元件廠家,紛紛研發(fā)生產(chǎn)出各種特性的電路保護元件。在過流保護片式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,熔斷元件接近熔斷器的表面,滅弧及保護層較薄。這種設(shè)計及結(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,電弧易將保護層擊穿。

  ---AEM研發(fā)的SolidMatrix疊層多元陶瓷獨石結(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疊層多元陶瓷獨石SMD熔斷器的最大優(yōu)點在于：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,能迅速擴散到周圍的滅弧材料中,使電弧能被很快地淬滅。

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

---取AEM F1206FA額定電流為1.0A的熔斷器樣品16顆,實驗條件如下：

---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10萬次脈沖實驗：

---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)行原子熱擴散。隨著時間的推移,越來越多的金屬原子熱擴散至周圍介質(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。前面脈沖實驗的結(jié)果表明AEM熔斷器具有良好的耐老化性能,這與獨石多層陶瓷熔斷器的設(shè)計及材料有關(guān)。

---圖3是AEM多層獨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)點是陶瓷結(jié)構(gòu)堅固,可耐很大的機械沖擊和振動。AEM熔斷器由于是疊層多元陶瓷獨石結(jié)構(gòu),具有不受任何清洗線路板用的有機溶劑的影響。