一种保险丝及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种车载电源安全技术领域，尤其涉及一种保险丝及其制备工艺。

背景技术

传统车载电源管理系统中的FPC(Flexible Printed Circuit的简写，柔性线路板)导体由金属铜制成，多采用机械冲压成型和模切的方式加工，出于成本等方面的考虑，金属铝逐渐替代金属铜。动力电池的电源管理系统中，对每个电芯的状态监控是非常关键的环节，它关系到整个电池组甚至车辆的安全问题。而FPC内电压采集电路里的铝保险丝是确保电路安全性能的关键部分；当电路电流过大时，保险丝需要在规定时间内熔断以保证整个电路的安全，所以保险丝必须具有确定的电阻值和在某一电流下熔断的时间限制；但铝保险丝的结构和加工方案行业内并没有相关的技术。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种铝片烧结镍层的生产工艺，制备得到带镍层的铝片，可直接利用上锡及锡焊。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种保险丝，其特征在于，包括片状的保险丝本体，所述保险丝本体的宽度不超过2mm，所述保险丝本体的厚度不超过0.2mm。

进一步地，在上述保险丝中，所述保险丝本体内设置有若干调节孔和/或调节槽。

进一步地，在上述保险丝中，所述保险丝本体与对应的外部电路一体成型而成。

进一步地，在上述保险丝中，所述保险丝本体的两端分别凸伸有焊接台，所述焊接台的宽度大于所述保险丝本体的宽度。

进一步地，在上述保险丝中，所述焊接台与所述保险丝本体一体成型而成。

本发明还公开了一种保险丝的制备工艺，用于制备上述保险丝，包括以下步骤：

S1、轮廓切割：将铝箔通过光纤激光切割成电路，并在对应位置形成保险丝本体，或将铝箔通过光纤激光切割为保险丝本体；

S2、精修切割：利用纳秒紫外激光器对保险丝本体进行宽度和厚度的进行加工；

S3、调阻加工：利用纳秒紫外激光器再保险丝本体内加工若干调节孔和/或调节槽。

进一步地，在上述保险丝的制备工艺中，所述纳秒紫外激光器的功率为20W、频率为60KHZ、波长为355nm、单脉冲能量为0.33mj以及脉冲周期小于15ns。

进一步地，在上述保险丝的制备工艺中，所述调节孔为通孔结构。

进一步地，在上述保险丝的制备工艺中，所述调节槽贯穿保险丝本体，并沿保险丝本体长度和/或宽度方向设置。

进一步地，在上述保险丝的制备工艺中，所述调节槽呈锯齿状分布。

本发明的有益效果是：

本发明所述的保险丝结构简单，通过对保险丝本体精密加工以及加工调节孔和/或调节槽，改变保险丝的电阻，在保险丝的设计上更加灵活自如，为铝导体FPC内的保险丝设计和加工提供了极大的方便，满足车载电源管理系统中低电流熔断的需求，提高了电路的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例一中设置有调节孔和调节槽的保险丝的结构示意图。

图2所示为本发明具体实施例一中设置有调节孔的保险丝的结构示意图。

图3所示为本发明具体实施例一中设置有调节槽的保险丝的结构示意图。

图4所示为本发明具体实施例二中保险丝的结构示意图。

图5所示为本发明具体实施例三中保险丝的结构示意图。

图6所示为本发明具体实施例四中保险丝的结构示意图。

图7所示为本发明具体实施例五中保险丝的结构示意图。

图8所示为本发明具体实施例六中保险丝的结构示意图。

图9所示为本发明具体实施例七中保险丝的结构示意图。

图10所示为本发明具体实施例八中保险丝的结构示意图。

图11所示为本发明具体实施例九中保险丝的结构示意图。

图12所示为本发明具体实施例十中保险丝的结构示意图。

图13所示为本发明具体实施例十一中保险丝的结构示意图。

图14所示为本发明具体实施例十二中保险丝的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1至图9所示，一种保险丝，包括片状的保险丝本体1，由金属铝制成，保险丝本体的宽度不超过2mm，保险丝本体的厚度不超过0.2mm。

该技术方案中，为了紧凑化设计，保险丝长度受限，而保险丝的电阻R＝ρL/S，即保险丝的电阻R与其长度L、电阻率ρ成正比，跟它的横截面积S成反比，可以通过缩小保险丝宽度和厚度的方式，减小其横截面积，从而缩短保险丝的长度，无需占据较大的空间，满足电池组整体紧凑化需要的情况下，同时满足低电流熔断的要求，解决了现有线路因为材料属性和厚度限制，无法做出低电流熔断保险丝的技术问题，即解决了现有线路保险丝的熔断电流不够低的技术问题，本发明所述的保险丝结构简单，通过对保险丝本体精密加工以及加工调节孔和/或调节槽，改变保险丝的电阻，在保险丝的设计上更加灵活自如，为铝导体FPC内的保险丝设计和加工提供了极大的方便，满足车载电源管理系统中低电流熔断的需求，提高了电路的安全性。

示例性地，参见图1至图3所示，保险丝本体1内设置有若干调节孔11和/或调节槽12。

该技术方案中，为保证保险丝的强度，避免因晃动等原因扯断，保险丝本体需要具备一定的宽度和厚度，在其长度确定的情况下，通过在保险丝本体内加工调节孔和/调节槽，改变保险丝的电阻，在保险丝的设计上更加灵活自如，为铝导体FPC内的保险丝设计和加工提供了极大的方便，满足车载电源管理系统中低电流熔断的需求，提高了电路的安全性。

示例性地，参见图1至图3所示，保险丝本体1与对应的外部电路一体成型而成。

该技术方案中，在车载电源管理系统对应的FPC内导体加工过程中，需要通过保险丝连接的两部分无需切断，并对保险丝所在位置进行细化加工，将其厚度和宽度加工至保险丝本体所需的厚度和宽度，而后在保险丝本体内蚀刻调节孔和/或调节槽，将保险丝本体的电阻值调整至符合低电流熔断的需求。

示例性地，参见图4所示，保险丝本体的两端分别凸伸有焊接台13，焊接台13的宽度大于保险丝本体的宽度。

该技术方案中，保险丝本体独立于FPC内导体之外加工，无需考虑FPC内的导体的材料及厚度等，降低生产工艺难度，提升产品的良品率，减少材料浪费，降低生产成本，对应的，FPC内导体的材料选择等，亦无需考虑加工保险丝的需求；保险丝加工完成后，铝制保险丝通过激光焊接直接焊接于FPC内的铝制导体，实现线路连接，还能在电流过大时熔断，保护车载电源管理系统；焊接台保证保险丝和FPC内的导体充分接触，保证焊接效果；另外，保险丝和FPC内的导体亦可以为不同材质，在焊接面增加镀镍层或镀镍铝片等即可。

实施例二

一种铝片烧结镍层的生产工艺，包括以下步骤：

S1、轮廓切割：将铝箔通过光纤激光切割成电路，并在对应位置形成保险丝本体，或将铝箔通过光纤激光切割为保险丝本体；

S2、精修切割：利用纳秒紫外激光器对保险丝本体进行宽度和厚度的进行加工，；

参见图4至图9所示，为方便拿取和测量，直接在铝箔内切割出两端带焊接台的保险丝，其中，保险丝本体长度为10mm、宽度为2mm、厚度为0.1mm，并对十二片保险丝进行编号，分别为一号至十二号；利用现有测试方法和仪器，测量一号保险丝中保险丝本体的电阻值为1.6mΩ。

实施例三

参见图5所示，在二号保险丝的保险丝本体内利用纳秒紫外激光器加工5mm长、1.6mm宽的矩形槽，纳秒紫外激光器的功率为20W、频率为60KHZ、波长为355nm、单脉冲能量为0.33mj、脉冲周期小于15ns，矩形槽亦可视为若干矩形或正方形等常规形状的孔连续排布而成，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后二号保险丝中保险丝本体的电阻值为2.48mΩ，保险丝本体的电阻值虽然增加，但保险丝本体的强度被削弱，容易断裂等，且切割过程中会产生碎片。

实施例四

参见图6所示，在三号保险丝的保险丝本体内加工两条对称设置的“]”型槽，槽宽0.1mm，沿保险丝本体宽度方向设置的一条槽长度为1mm，沿保险丝本体长度方向设置的两条槽的长度分别为3.3mm，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后三号保险丝中保险丝本体的电阻值为2.97mΩ。

实施例五

参见图7所示，在四号保险丝的保险丝本体内加工两条对称设置的“]”型槽，槽宽0.1mm，沿保险丝本体宽度方向设置的一条槽长度为1.8mm，沿保险丝本体长度方向设置的两条槽的长度分别为3.3mm，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后四号保险丝中保险丝本体的电阻值为5.8mΩ。

通过实施例四和实施例五分析可知，加工宽度仅为0.1mm的细槽亦能增大保险丝本体的电阻，且沿宽度方向设置的槽，长度越长，保险丝本体的电阻越大，保险丝本体的强度同样被削弱，但相较于实施例三，保险丝本体的强度得到改善。

实施例六

参见图8所示，在五号保险丝的保险丝本体内加工沿其长度方向设置的横槽和四条沿其宽度方向设置的竖槽，竖槽之间等间距间隔，横槽贯穿四条竖槽，长槽长度为10mm，宽度为0.1mm，竖槽长度为1.7mm宽度为0.1mm，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后五号保险丝中保险丝本体的电阻值为2.63mΩ。

实施例七

参见图9所示，与实施例六不同的是，竖槽数量为六条，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后六号保险丝中保险丝本体的电阻值为3.1mΩ。

实施例八

参见图10所示，与实施例六不同的是，竖槽数量为七条，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后七号保险丝中保险丝本体的电阻值为3.35mΩ。

通过实施例六到实施例八分析可知，随竖槽数量的增加，电阻丝本体的电阻增加，而且竖槽和横槽的宽度仅为0.1mm，加工过程中不会产生片状废料。

实施例九

参见图11所示，与实施例八不同的是，竖槽的长度为1.5mm，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后八号保险丝中保险丝本体的电阻值为2.6mΩ。

实施例十

参见图12所示，与实施例八不同的是，仅加工七条1.5mm长的竖槽，不加工横槽，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后九号保险丝中保险丝本体的电阻值为2.5mΩ。

通过实施例八到实施例十分析可知，保险丝本体的电阻值随竖槽的缩短而减小，横槽对保险丝本体的电阻值影响较小，可以忽略，但间隔设置的竖槽加工过程中，纳秒紫外激光器需要频繁启停，以及重新定位造成的延迟，不利于加工效率的提升。

实施例十一

参见图13所示，与实施例八不同的是，横槽不再是整体设置，而是首尾连接于相邻的竖槽之间，形成锯齿状结构的调节槽，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后十号保险丝中保险丝本体的电阻值为3.42mΩ，保险丝本体的强度和电阻值都得到了大幅度提升，纳秒紫外激光器能够连续加工锯齿状结构的调节槽，无需频繁启停，提高加工效率。

实施例十二

参见图14所示，与实施例十一不同的是，竖槽的数量增加至十条，利用与实施例二同样的测试方法和仪器，测量加工后十一号保险丝中保险丝本体的电阻值为3.66mΩ，保险丝本体的电阻值随竖槽数量的增加而变大，实际使用中，可以将竖槽数量和对应保险丝本体的电阻值一一测量并记录，针对实际使用需求的目标电阻值，直接在保险丝本体内加工成由对应数量竖槽组成的锯齿状调节槽即可。

综上所述，本发明所述的保险丝结构简单，通过对保险丝本体精密加工以及加工调节孔和/或调节槽，改变保险丝的电阻，在保险丝的设计上更加灵活自如，为铝导体FPC内的保险丝设计和加工提供了极大的方便，满足车载电源管理系统中低电流熔断的需求，提高了电路的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。