断路器组件的制作方法

1.本公开的实施例涉及热熔断(thermalcutoff)装置，并且更具体地涉及热熔断装置的扩展用途。
背景技术：
：：2.热熔断装置与电池一起使用，以防止过热。锂离子聚合物和棱柱形电池(prismaticbatteries)在许多移动电子装置中找得到，诸如笔记本电脑、平板电脑和智能电话。一种类型的热熔断装置，金属混合式断路器(ametalhybridbreaker，也被称为微型断路器)特征在于与聚合物基正温度系数(polymericpositivetemperaturecoefficient，pptc)装置并联设置的双金属开关(bimetallicswitch)，其中金属混合式断路器被附接到电池。一旦电池开始过热，双金属开关就会断开，致使电流转而穿过pptc装置。另外，pptc装置充当加热器，以保持双金属开关锁住，直到电池再次冷却为止。因此，微型断路器为电池提供可复位的(resettable)超温(overtemperature)保护。3.金属混合式断路器受限于引线(lead)附接的应用，诸如在移动装置中找得到的电池。此外，金属混合式断路器被设计为针对低于100℃的温度进行保护。因此，微型断路器不适用于温度会高于100℃的环境。4.正是关于这些以及其它考虑，当前的改进可以是有用的。技术实现要素：5.提供本
发明内容是为了以简化形式介绍将在下面的详细描述中进一步描述的精选概念。本
发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在协助确定所要求保护的主题的范围。6.根据本公开的断路器组件的一个示例性实施例可以包括：壳体(housing)、微型断路器、第一端子和第二端子。微型断路器包括第三端子和第四端子。第一端子具有一旦第一端子被放置在壳体中就被连接到第四端子的第一引线。第二端子具有具有一旦第二端子被放置在壳体中就被设置在第三端子上方的第二引线。7.根据本公开的断路器组件的另一个示例性实施例可以包括：印刷电路板、微型断路器、第一端子和第二端子。印刷电路板具有第一迹线(trace)、第二迹线和开口，其中第一迹线比第二迹线更长。微型断路器具有第三端子、第四端子和壳体。壳体适配到开口内，第三端子位于第一迹线上，并且第四端子位于第二迹线上。第一端子被耦合到第一迹线，并且第二端子被耦合到第二迹线。附图说明8.图1a-1b是示出根据示例性实施例的断路器组件的图；9.图2a-2d是根据示例性实施例的在图1a-1b的断路器组件中使用的微型断路器的代表性图；10.图3a-3c是根据示例性实施例的断路器组件的图；11.图4a-4d是根据示例性实施例的图3a的断路器组件的结构图；12.图5a-5e是根据示例性实施例的图3b和3c的断路器组件的结构图；以及13.图6是示出根据示例性实施例的具有断路器组件的车辆电机的图。具体实施方式14.公开了一种利用改进版本的微型断路器的断路器组件，其中微型断路器由彼此并联设置的双金属开关和pptc装置组成。微型断路器被改进成对达到高达120℃的电子装置提供保护。断路器组件的一个实施例的特征在于：紧密地适配在壳体内的引线延长器(extender)和两个端子，其中引线延长器提供用于一个端子“到达”微型断路器的端子的机制。壳体包括开口和凸出部(ledge)，其被战略性地放置以支撑断路器组件的内容。断路器组件的第二和第三实施例的特征在于：具有迹线的印刷电路板，其被布置为使得断路器组件的两个端子能够与微型断路器的两个端子相连接。代替壳体，第二实施例的特征在于收缩包装式(shrink-wrap)覆盖物(covering)，并且第三实施例的特征在于涂层式覆盖物(coatingcovering)。这三个实施例都能够保护诸如车辆电机的电子装置。15.为了方便和清楚起见，诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“竖直”、“水平”、“侧向”、“横向”、“径向”、“内部”、“外部”、“左侧”和“右侧”之类的术语可以在本文中用于描述特征和部件的相对布局和定向，每个术语相对于本文所提供的透视图、分解透视图和截面图中出现的其它特征和部件的几何形状和定向。所述术语并非旨在是限制性的，并且包括具体提及的词语、其中的派生词和类似含义的词语。16.图1a和1b是根据示例性实施例的用于在高温环境中提供保护的断路器组件100的代表性图。图1a是盖被移除的断路器组件100的透视图，图1b是具有盖的断路器组件100的透视图。如本文所使用的，高温环境是指温度达到100℃以上的环境。汽车电机是高温环境的一个示例，由于电机的温度可以达到100℃以上。在示例性实施例中，断路器组件100可以为达到高达120℃的电子装置提供保护。17.断路器组件100的特征在于：金属混合式pptc热熔断微型断路器102(在下文中，称为“微型断路器102”)，其被设置在具有盖112的壳体108内。端子110a-b(统称为“端子110”)被示出为从壳体108延伸。微型断路器102包括壳体104和端子106a-b(统称为“端子106”)。在图1a的简化图示中，盖112是透明的，用于示出被设置在壳体108内的微型断路器102，其中微型断路器102的端子106与断路器组件100的端子110之间的连接未被示出。下面的图4a-4d和图5a-5e更详细地示出和描述了端子耦合。在示例性实施例中，微型断路器102是从支持高达100℃的温度的传统微型断路器改进而成。相比之下，微型断路器102能够保护达到高达120℃的电子装置。因此，断路器组件100能够在除保护移动装置的电池之外的环境中使用。在示例性实施例中，断路器组件100用于保护车辆的电机。18.图2a-2d是根据示例性实施例的正常操作(例如，无异常情况)和工作操作(例如，在诸如过度温度和/或过电流事件的异常情况期间)两者期间的微型断路器的代表性图。图2a示出了正常操作期间的微型断路器200a；图2b示出了工作操作期间的微型断路器200b；图2c示出了正常操作期间的微型断路器200a的电路图；并且图2d示出了工作情况期间的微型断路器200b的电路图(统称为“微型断路器200”)。微型断路器200由双金属片202和聚合物基正温度系数(pppt)装置204组成。双金属片202a(图2a)处于第一状态，而双金属片202b(图2b)处于第二状态(统称为“双金属片202”)。双金属片202由两种不同类型的金属组成，其中，第一种金属具有第一热膨胀系数并且第二种金属具有不同的第二热膨胀系数。双金属片202响应于受热将会弯曲，从而致使双金属片变形。在图2c中，示出了处于闭合位置(正常操作)的双金属片202a，在图2d中，示出了处于断开状态(工作操作)的双金属片202b。19.pptc装置包括在受热时改变其物理性质的材料。pptc装置(通常用作可复位的熔断器)响应于由于突然的过电流或过热引起的温度升高，而迅速增加其电阻。在微型断路器200中，pptc装置204充当加热器，以将双金属片202保持在锁住位置，直到温度情况消除为止。20.如图2a所示，微型断路器200a的特征在于：双金属片202a和pptc装置204，以及基部端子206、臂部端子208、臂部触点210和基部触点212。圆形接触区216a示出了：在正常情况下，两个触点臂部触点210和基部触点212是闭合的，即两者彼此接触。电流通路214a示出了：在正常情况期间，电流通过臂部端子208、臂部触点210、基部触点212和基部端子206。在微型断路器200a的电路图(图2c)中，电流正在流经双金属片202a而没有流经pptc装置204，其中双金属片的电阻远小于pptc装置的电阻。21.如图2b所示，双金属片202b不同于图2a地弯曲。圆形接触区216b示出了：在工作情况期间，双金属片202b翻过来并抬起臂部端子208，使得臂部触点210不再连接到基部触点212。电流通路214b示出了：在工作情况期间，电流通过臂部端子208、双金属片202b、pptc装置204和基部端子206。因此，当接触区216b断开时，电流反而通过pptc装置204，在一些实施例中，电流加热pptc装置，并且pptc装置的电阻显著增加。在微型断路器200b的电路图(图2d)中，电流正在流经pptc装置204而没有流经双金属片202b。22.因此，微型断路器200a的电路(图2c)示出了：电流正在流经双金属片202a，而没有电流在流经pptc装置204，双金属片202a的电阻远低于pptc装置的电阻。微型断路器200b的电路(图2d)示出了：响应于超温或过电流情况，双金属片202b断开，然后电流流经pptc装置204，并且电流加热pptc装置，与双金属片202b相邻的pptc装置将双金属片保持处于锁住位置，直到异常情况消除为止。在异常状态期间，通过将电流改道(reroute)到提供非常高电阻的pptc装置，微型断路器200保护与其相连接的电子装置。以图2c和2d的电路为特征的微型断路器200被设计成被电阻焊接或激光焊接到电池(诸如，用于移动装置的电池)的电池接线端。23.图3a-3c是根据示例性实施例的断路器组件的代表性图。图3a示出了根据第一实施例的断路器组件300a；图3b示出了根据第二实施例的断路器组件300b；并且图3c示出了根据第三实施例的断路器组件300c(统称为“断路器组件300”和“多个断路器组件300”)。在示例性实施例中，如同断路器组件100一样，断路器组件300利用微型断路器，该微型断路器能够为可达到高达120℃的温度的电子装置(诸如，车辆电机)提供保护。双金属开关的工作温度取决于其形状。在实施例中，由于传统微型断路器为达到高达100℃的电子装置提供保护，断路器组件300的双金属片的形状从传统微型断路器的形状被改进为支持更高的温度。24.断路器组件300a包括第一壳体308a以及端子310a和310b；断路器组件300b包括第二壳体308b以及端子310c和310d；断路器组件300c包括第三壳体308c以及端子310e和310f(统称为“壳体308”和“端子310”)。图4a-4d更详细地示出了断路器组件300a，并且图5a-5e更详细地示出了断路器组件300b和300c。25.图4a-4d是示出根据示例性实施例的断路器组件300a(图3a)的结构的代表性图。在图4a中，示出了壳体408和引线延长器414。在示例性实施例中，壳体408包括四个开口418a-d和三个凸出部420a-c(统称为“开口418”和“凸出部420”)。在示例性实施例中，壳体408由非导电材料(诸如塑料)制成。引线延长器414包括两个端部416a和416b(统称为“端部416”)。26.在图4b中，示出了插入壳体408中的引线延长器414。还示出了微型断路器402以及两个端子410a和410b(统称为“端子410”)。在示例性实施例中，引线延长器414被定位为使得端部416a被设置在一侧且与凸出部420a相邻，其中端部416a覆盖开口418a。引线延长器414的中间部分被定位在凸出部420b与壳体408的壁之间。引线延长器414的端部416b被定位在开口418d上方，并且与壳体408的端部相邻。在示例性实施例中，一旦引线延长器414在壳体408中就位，开口418a和418d就被覆盖。27.如同微型断路器102(图1a)一样，微型断路器402具有壳体404以及两个端子406a和406b(统称为“端子406”)。断路器组件300a的端子410包括引线、延长器和导线，其中端子410a具有引线422a、延长器424a和导线426a，并且端子410b具有引线422b、延长器424b和导线426b(统称为“引线422”、“延长器424”和“导线426”)。在引线延长器414的帮助下，引线422建立与微型断路器402的相应端子406的连接。导线426被用于断路器组件300a到要保护的电路/装置(诸如，车辆电机(参见例如图6))的连接。28.在示例性实施例中，端子410a不同于端子410b，其中端子410b比端子410a稍长。此外，引线422的形状不同。引线422a在形状上大致是矩形，并且在到延长器424a的连接的中心，而引线422b在形状上是矩形但包括额外的边缘428。此外，引线422b不在到延长器424b的连接的中心，而是偏离中心移位以连接到延长器424b。如图4c所示，在示例性实施例中，端子410a与端子410b之间的差异适应壳体408的形状。29.在图4c中，微型断路器402被插入到壳体408内，其中端子406a被设置在开口418b上方并且壳体404被设置在开口418c上方。此外，微型断路器402的端子406b被定位在引线延长器414的端部416b上方，并且端子406a被设置在凸出部420b与420c之间。在示例性实施例中，微型断路器402的壳体404被设置在开口418c上方。因此，开口418c确保了一旦断路器组件300a抵靠要保护的电子部件(例如，车辆电机)被定位就位，微型断路器402将靠近电子部件，从而能够检测并快速响应于电子部件的超温情况。30.接下来，端子410被放置在壳体408内。端子410b(两个端子中较长的)被放置在壳体408的一侧，使得引线422b被定位在微型断路器402的端子406a上方。引线422b也被设置在壳体408的凸出部420b与420c之间，引线的边缘428被设置为邻近凸出部420c和壳体侧面两者。端子410a被放置在壳体408的另一侧，使得引线422a被定位在引线延长器414的端部416a上方。引线422a也邻近凸出部420a和壳体408的壁两者。一旦就位，端子410a平行于端子410b，其中每个端子的一部分被设置在壳体外部，并且导线426a和426b彼此相邻。31.在示例性实施例中，引线延长器414被激光焊接或电阻焊接到断路器组件300a的壳体408。开口418a和418d便于引线延长器414的焊接。此外，在示例性实施例中，微型断路器402的端子406使用激光焊接或电阻焊接被固定到壳体408，开口418b便于端子406a的焊接，并且端子406b被焊接到引线延长器414的端部416b。此外，在示例性实施例中，端子410的引线422也使用激光焊接或电阻焊接被固定到壳体408，其中引线422a被焊接到引线延长器414的端部416a，并且引线422b被焊接到微型断路器402的端子406a。32.如图4b所示，微型断路器402具有宽度w1，而壳体408具有第二宽度w2。在示例性实施例中，壳体408仅略宽于微型断路器402的宽度。因此，尽管w2》w1，但断路器组件300a被设计成使得宽度w2接近于宽度w1，这是因为只有引线延长器414被定位在微型断路器402旁边。此外，在一些实施例中，两个端部416之间的引线延长器414的侧面相当薄。正是因为微型断路器402在壳体408的一端且两个端子410在壳体的另一端的布置才使用了引线延长器414。因此，断路器组件300a经济地利用了壳体的空间。33.在示例性实施例中，端子406、引线422和引线延长器414由导电材料(诸如铜)制成。端子410b的引线422b与微型断路器402的端子406a相连接，这允许电流流经端子410b的导线426b并且流到引线422b，从而到达微型断路器402的端子406a，反之亦然。此外，在示例性实施例中，引线延长器414致使微型断路器402的端子406b与端子410a的引线422a之间的连接，这允许电流流经端子410a的导线426a并且流到引线422a，从而到达微型断路器402的端子406b，反之亦然。因此，引线延长器414、微型断路器402和端子410在壳体408内的布置使得能够形成电流通路。34.一旦端子410已经被安装在壳体408内，引线延长器414的端部416a和端子410a的引线422a就被设置在开口418a上方；微型断路器402的端子406a和端子410b的引线422b就被设置在开口418b上方，并且引线延长器414的端部416b和微型断路器402的端子406b就被设置在开口418d上方。35.在图4d中，盖412被附接到壳体408，从而包封引线延长器、微型断路器402并且部分地覆盖端子410。因此，盖412和壳体408形成了用于微型断路器402的外壳(enclosure)。在示例性实施例中，盖412如同壳体408一样，由非导电材料(诸如塑料)制成。端子410的导线426能够连接到电子装置(诸如车辆电机)的端子。断路器组件300a的组装由此完成。36.图5a-5e是示出根据示例性实施例的断路器组件300b(图3b)和300c(图3c)的结构的代表性图。图5a-5c示出了断路器组件300b和300c的初始结构；图5d示出了断路器组件300c的完成；并且图5e示出了断路器组件300b的完成。除了用于断路器组件300b的涂层式覆盖物和用于断路器组件300a的收缩包装式覆盖物之外，两个断路器组件300b和300c使用相同的材料构造。与断路器组件300a(图3a和图4a-4d)相比，断路器组件300b和300c利用印刷电路板而非壳体来容纳微型断路器。37.图5a示出了包括开口516以及两条迹线514a和514b(统称为“迹线514”)在内的印刷电路板(pcb)512。在示例性实施例中，开口516完全切开穿过pcb512，并且被定尺寸为适配微型断路器502的壳体504(图5b)。相应地，开口516在形状上大致是矩形，如同微型断路器502的壳体504一样。因此，开口516确保了一旦断路器组件300b或300c抵靠要保护的电子部件(例如，车辆电机)被定位就位，微型断路器502将靠近电子部件，从而能够检测并快速响应于电子部件的超温情况。38.在示例性实施例中，迹线514彼此不相似，其中迹线514b被设置在pcb512的第一端与开口516的近侧之间，而迹线514a被设置在第一端与开口的远侧之间。类似于引线延长器414(图4a)，迹线514a包括端部518a和518b。迹线514a同样比迹线514b长。迹线514被定尺寸为适应微型断路器502的端子506的尺寸。在图5b中，微型断路器502被设置在pcb512上，其中微型断路器的壳体504适配到开口516中。微型断路器502的端子506b适配在开口516附近的迹线514b上方，而端子506a适配在迹线514a的端部518b上方(统称为“端子506”)。迹线514和端子506由导电材料(诸如铜)制成。因此，迹线514形成了到相应端子506的电气通路。39.图5c示出了断路器组件300b/300c的端子510a和510b(统称为“端子510”)。端子510具有相同的尺寸，其中，端子510a包括导线520a并且端子510b包括导线520b(统称为“导线520”)。端子510a连接到迹线514a，而端子510b连接到迹线514b。在示例性实施例中，这些连接是通过焊接操作完成的。一旦连接，就建立了通过端子510a的导线520a到达迹线514a，然后到达端子506a，通过壳体504，并到达微型断路器502的端子506b，然后到达迹线514b，并通过端子510b的导线520b(反之亦然)的电气通路。40.图5d示出了根据示例性实施例的用于构造断路器组件300c的完成操作。在示例性实施例中，端子510a被焊接到迹线514a的端部518a，并且端子510b被焊接到迹线514b。使用焊接或回流(reflow)操作，微型断路器502被焊接到pcb512，其中，端子506a被固定到迹线514a并且端子506b被固定到迹线514b。一旦pcb512已经填充有微型断路器502和端子510，收缩包装式盖508就被设置在pcb上方，其中，端子510大致在收缩包装式盖的外部，但是连接到pcb的相应迹线514。在示例性实施例中，收缩包装式盖508受热并且围绕断路器组件300c的部件收缩，使得收缩包装被设置在微型断路器502上方并封装微型断路器502，而且围绕pcb512，其中，完成的断路器组件在图3c中示出。在示例性实施例中，收缩包装式盖508足够薄，使得一旦断路器组件300c抵靠要保护的电子元件放置，微型断路器502仍将邻近电子元件并能够响应超温事件。41.图5e示出了根据示例性实施例的用于构造断路器组件300b的完成操作。一旦pcb512已经填充有微型断路器502和端子510，涂层式覆盖物522就被设置在pcb上方，端子510大致在涂层式覆盖物的外部，但是连接到pcb的相应迹线514。例如，可以将图5c中所示的断路器组件300b的部分浸入到非导电、快干的环氧树脂、树脂或热塑性材料中以形成涂层式覆盖物522，该涂层式覆盖物522被设置在微型断路器502上方并封装微型断路器502，而且围绕pcb512。在示例性实施例中，涂层式覆盖物522足够薄，使得一旦断路器组件300b抵靠要保护的电子元件放置，微型断路器502仍将邻近电子元件并能够响应超温事件。42.图6是根据示例性实施例的利用断路器组件300中的一个的车辆电机的代表性图。示出了具有断路器组件300的车辆电机602，断路器组件300被设置为邻近电机的壳体。端子610a和610b(统称为“端子610”)从断路器组件延伸。车辆电机602还具有端子604a和604b(统称为“端子604”)，其中，端子610a连接到端子604a并且端子610b连接到端子604b。在示例性实施例中，如果电机达到高达120℃，则断路器组件300能够对车辆电动机602提供保护。如上面的图2b所示，响应于超温或过电流事件，断路器组件300内的微型断路器形成开路。43.如本文所使用的，以单数形式表述并且以词语“一”或“一个”开头的元件或步骤应当理解为不排除复数的元件或步骤，除非明确表述这种排除。此外，对本公开的“一个实施例”的引用并非旨在解释为排除同样包含所述特征的附加实施例的存在。44.尽管本公开提及了某些实施例，但是在不脱离如所附权利要求中限定的本公开的领域和范围的情况下，对所描述的实施例进行的许多修改、替换和改变是可能的。因此，旨在本公开不限于所描述的实施例，而是具有由下面的权利要求及其等同物的语言所限定的全部范围。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种断路器组件，包括：第一端子，其包括第一引线；第二端子，其包括第二引线，其中所述第二端子比所述第一端子更长；微型断路器，其包括第三端子和第四端子；和壳体，其中所述第一端子、所述第二端子和所述微型断路器被放置在所述壳体中，所述第一端子与所述第二端子相邻且平行；其中，所述第一引线被耦合到所述壳体中的所述第四端子，并且所述第二引线被设置在所述第三端子上方。2.根据权利要求1所述的断路器组件，其中，所述第一端子和所述第二端子将被耦合到电子装置。3.根据权利要求2所述的断路器组件，所述微型断路器还包括聚合物基正温度系数(pptc)装置。4.根据权利要求3所述的断路器组件，其中，所述pptc装置响应于超温事件而保护所述电子装置。5.根据权利要求1所述的断路器组件，还包括用于被设置在所述壳体内的引线延长器，其中所述微型断路器被放置在所述壳体中的引线延长器上方，所述引线延长器包括第一端和第二端。6.根据权利要求5所述的断路器组件，其中，所述第一端被设置在所述壳体内的所述第一引线下方。7.根据权利要求5所述的断路器组件，其中，所述第二端被设置在所述壳体内的所述第二端子下方。8.根据权利要求6所述的断路器组件，其中，所述引线延长器使得所述第一引线能够被耦合到所述第四端子。9.根据权利要求1所述的断路器组件，还包括要被附接到所述壳体的盖，其中所述盖和所述壳体形成用于所述微型断路器的外壳。10.根据权利要求2所述的断路器组件，所述壳体还包括开口，其中所述微型断路器邻近所述开口。11.根据权利要求5所述的断路器组件，所述壳体还包括凸出部，其中所述引线延长器的所述第一端邻近所述凸出部。12.根据权利要求5所述的断路器组件，其中，所述引线延长器是导电的。13.一种断路器组件，包括：印刷电路板(pcb)，其包括第一迹线、第二迹线和开口，其中所述第一迹线比所述第二迹线更长；第一端子，其被耦合到所述第一迹线；第二端子，其被耦合到所述第二迹线；和微型断路器，其包括第三端子、第四端子和壳体，所述壳体适配到所述开口中，其中，所述第三端子位于所述第一迹线上并且所述第四端子位于所述第二迹线上。14.根据权利要求13所述的断路器组件，其中，所述第一端子和所述第二端子将被耦合到电子装置。
15.根据权利要求14所述的断路器组件，其中，所述微型断路器保护所述电子装置免受过电流事件。16.根据权利要求14所述的断路器组件，其中，所述微型断路器保护所述电子装置免受超温事件。17.根据权利要求13所述的断路器组件，还包括覆盖物，其被设置在所述微型断路器上方并且围绕所述pcb。18.根据权利要求17所述的断路器组件，其中，所述覆盖物是收缩包装式盖。19.根据权利要求17所述的断路器组件，其中，所述覆盖物是非导电且快干的。20.根据权利要求14所述的断路器组件，其中，所述微型断路器保护所述电子装置免受高达120℃的温度。

技术总结
断路器组件特征在于壳体、微型断路器、第一端子和第二端子。微型断路器包括第三端子和第四端子。第一端子具有一旦第一端子被放置在壳体中就被连接到第四端子的第一引线。第二端子具有一旦第二端子被放置在壳体中就被设置在第三端子上方的第二引线。在第三端子上方的第二引线。在第三端子上方的第二引线。


技术研发人员：梁艳华 王冰 郭涛
受保护的技术使用者：东莞令特电子有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2023/8/31