(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の絶縁基板と、この絶縁基板に設けられた一対の上面電極と、この一対の上面電極を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されたエレメント部と、このエレメント部を覆うように設けられた絶縁層と、互いに対向する前記エレメント部の側辺からエレメント部の中心方向に向かって形成された少なくとも一対の溶断部形成用トリミング溝と、この一対の溶断部形成用トリミング溝で囲まれた領域に設けられた溶断部とを備え、前記一対の溶断部形成用トリミング溝を、所定の溶断特性を得るために一定の位置に形成し、かつ前記一対の上面電極を前記絶縁基板の長辺側の端部に設けるようにした回路保護素子。
【請求項２】
一対の溶断部形成用トリミング溝の外側に抵抗値調整用トリミング溝を形成するようにした請求項１記載の回路保護素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する回路保護素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の回路保護素子は、図３、図４に示すように、矩形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極２と、前記絶縁基板１の上面において前記一対の上面電極２と電気的に接続されたエレメント部３と、このエレメント部３を覆うように設けられた絶縁層４と、前記絶縁基板１の両端面に形成された一対の端面電極層５とを備え、そして、互いに対向するエレメント部３の側辺３ａからエレメント部３の中心方向に向かってレーザで切削して一対の溶断部形成用トリミング溝６を形成するとともに、この一対の溶断部形成用トリミング溝６で囲まれた領域に、過電流が印加されたときに溶融して電流を遮断する溶断部７を設けた構成としていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３１５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の回路保護素子においては、小型化したときエレメント部３の幅ｔ１が狭くなるため、溶断部形成用トリミング溝６の先端部と、この先端部と対向するエレメント部３の側辺３ａとの間の距離ｔ２が、一対の溶断部形成用トリミング溝６間の距離（溶断部７の幅）ｔ３より小さくなるという可能性があり、このようになった場合、溶断部７で溶断しないということが発生することになるため、溶断特性が安定しないという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型化しても溶断特性を安定化させることができる回路保護素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、矩形状の絶縁基板と、この絶縁基板に設けられた一対の上面電極と、この一対の上面電極を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されたエレメント部と、このエレメント部を覆うように設けられた絶縁層と、互いに対向する前記エレメント部の側辺からエレメント部の中心方向に向かって形成された少なくとも一対の溶断部形成用トリミング溝と、この一対の溶断部形成用トリミング溝で囲まれた領域に設けられた溶断部とを備え、前記一対の溶断部形成用トリミング溝を、所定の溶断特性を得るために一定の位置に形成し、かつ前記一対の上面電極を前記絶縁基板の長辺側の端部に設けるようにしたもので、この構成によれば、エレメント部の幅方向を絶縁基板の長手方向と平行にすることができるため、小型化してもエレメント部の幅が狭くなるのを防ぐことができ、これにより、溶断部形成用トリミング溝の先端部と、この先端部と対向するエレメント部の側辺との間の距離が、溶断部における一対の溶断部形成用トリミング溝間の距離より小さくなるという可能性は少なくなる。この結果、一定以上の電流値が流れたときに溶断部で溶断しないということは発生しにくくなるため、溶断特性を安定化させることができるという作用効果が得られるものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、一対の溶断部形成用トリミング溝の外側に抵抗値調整用トリミング溝を形成するようにしたもので、この構成によれば、溶断特性を変動させることなく抵抗値を微調整できるという作用効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の回路保護素子は、一対の上面電極を絶縁基板の長辺側の端部に設けるようにしているため、エレメント部の幅方向を絶縁基板の長手方向と平行にすることができ、これにより、小型化してもエレメント部の幅が狭くなるのを防ぐことができるため、溶断部形成用トリミング溝の先端部と、この先端部と対向するエレメント部の側辺との間の距離が、溶断部における一対の溶断部形成用トリミング溝間の距離より小さくなるという可能性は少なくなり、これにより、一定以上の電流値が流れたとき溶断部で溶断しないということは発生しにくくなるため、溶断特性を安定化させることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態における回路保護素子の一部切欠上面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】従来の回路保護素子の一部切欠上面図
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態における回路保護素子について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態における回路保護素子の一部切欠上面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１４】
本発明の一実施の形態における回路保護素子は、図１、図２に示すように、矩形状の絶縁基板１１と、この絶縁基板１１に設けられた一対の上面電極１２と、この一対の上面電極１２を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極１２と電気的に接続されたエレメント部１３と、このエレメント部１３と前記絶縁基板１１との間に設けられた下地層１４と、前記エレメント部１３を覆うように設けられた絶縁層１５と、互いに対向するエレメント部１３の側辺１３ａからエレメント部１３の中心方向に向かって形成された少なくとも一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂと、この一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂで囲まれた領域に設けられた溶断部１７とを備え、そして、前記一対の上面電極１２を前記絶縁基板１１の長辺側の端部１１ａに設けるようにしたものである。なお、図１では、下地層１４、絶縁層１５は省略している。
【００１５】
上記構成において、前記絶縁基板１１は、その形状が矩形状（上面視にて長方形）で、Ａｌ2Ｏ3を５５〜９６％含有するアルミナで構成されている。また、前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１の上面において、絶縁基板１１の長辺側の両端部１１ａにＡｇ等を印刷することによって形成されている。
【００１６】
そしてまた、前記エレメント部１３は、絶縁基板１１の全面を覆うように下地層１４と一対の上面電極１２の上面に位置して設けられ、かつ、Ｔｉ、Ｃｕ、あるいはＣｒ、ＣｕＮｉを順番にスパッタすることにより形成された薄膜層１３ｃと、この薄膜層１３ｃの上面にＮｉ、Ｃｕ、Ａｇを順番に無電解めっきまたは電解めっきをして形成されためっき層１３ｂとで構成されているものである。さらに、このエレメント部１３の形状は略長方形で、その外周の一辺は前記絶縁基板１１の外周の一辺と略直角または略並行になっている。なお、このエレメント部１３は薄膜層１３ｃのみで構成してもよい。
【００１７】
さらにまた、前記エレメント部１３の中心部には、レーザによって一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂが、互いに対向するエレメント部１３の側辺１３ａからエレメント部１３の中心方向に向かって、すなわち、エレメント部１３の側辺１３ａと略直交するように形成され、そして、この一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂで囲まれた領域が、過電流が印加されたときに溶融して断線する溶断部１７となっている。なお、前記トリミング溝は３つ以上形成して、電流が蛇行するようにしたり、抵抗値を調整したりするようにしてもよい。特に、溶断部１７の大きさ（体積）が溶断特性に大きな影響を及ぼすため、所定の溶断特性を得るために一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂを一定の位置に形成する必要があり、この場合に一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂだけでは抵抗値が所定の値にならない可能性がある。このとき、一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂの外側（上面電極１２側）に抵抗値調整用トリミング溝を別途形成すれば、溶断特性を変動させることなく抵抗値を微調整できる。
【００１８】
また、前記下地層１４は絶縁基板１１の中央部に設けられ、かつ前記一対の上面電極１２間に位置するエレメント部１３と絶縁基板１１との間に設けられている。さらに、この下地層１４は、珪藻土を主成分とするフィラーと、シリコン樹脂とを混合させた混合物で構成しているもので、この珪藻土、フィラーおよびシリコン樹脂は熱伝導率が低いため、この下地層１４によって、エレメント部１３の熱が絶縁基板１１内へ拡散するのを抑制することができる。
【００１９】
なお、この下地層１４は絶縁基板１１の中央部だけでなく、絶縁基板１１の上面のほぼ全面に形成し、そしてこの下地層１４の両端部の上に一対の上面電極１２を形成するようにしてもよい。
【００２０】
また、前記絶縁層１５は、エレメント部１３を覆うように設けられているものであり、そして、この絶縁層１５は溶断部１７を覆うシリコン等の樹脂からなる第１の絶縁層１５ａと、この第１の絶縁層１５ａの上面に設けられたエポキシ等の樹脂からなる第２の絶縁層１５ｂとで構成されている。
【００２１】
そしてまた、前記絶縁基板１１の両端部には、エレメント部１３の一部に重なるように銀系の材料をめっきすることにより端面電極１８が形成されており、さらに、この端面電極１８の表面にはニッケルおよび錫からなるめっき膜（図示せず）が形成されている。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態における回路保護素子の製造方法について説明する。
【００２３】
図１、図２において、まず、Ａｌ2Ｏ3を５５〜９６％含有するアルミナで構成された矩形状の絶縁基板１１の上面において、絶縁基板１１の長辺側の両端部１１ａに、銀ペーストまたは銀を主成分とする銀パラジウム合金導体ペーストを印刷して焼成することにより一対の上面電極１２を形成する。
【００２４】
次に、前記絶縁基板１１の中央部に珪藻土を主成分とするフィラーとシリコン樹脂との混合物および有機溶剤からなるペーストを印刷し、その後、１５０℃〜２００℃程度で硬化させて有機溶剤を蒸発させることにより下地層１４を形成する。
【００２５】
次に、前記下地層１４および一対の上面電極１２の上面にエレメント部１３を形成する。なお、このエレメント部１３は一対の上面電極１２間を橋絡して一対の上面電極１２と電気的に接続されるように構成する。
【００２６】
そして、このエレメント部１３は、まず、Ｔｉ、Ｃｕ、あるいはＣｒ、ＣｕＮｉを順番にスパッタすることにより薄膜層１３ｃを設け、その後、この薄膜層１３ｃをめっき核として薄膜層１３ｃの上面にＮｉ、Ｃｕ、Ａｇを順番に無電解めっきまたは電解めっきしてめっき層１３ｂを設けることにより形成される。
【００２７】
次に、前記エレメント部１３の中心部の２ヶ所を、互いに対向するエレメント部１３の側辺１３ａからエレメント部１３の中心方向に向かってレーザで切削して一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂを形成するとともに、この一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂで囲まれた領域に、過電流が印加されたときに溶融して断線する溶断部１７を設ける。
【００２８】
次に、シリコン等の樹脂を少なくとも溶断部１７を覆うように形成して第１の絶縁層１５ａを設ける。その後、この第１の絶縁層１５ａの上面にエポキシ等の樹脂を形成して第２の絶縁層１５ｂを設けることにより、２層からなる絶縁層１５を形成する。
【００２９】
次に、前記絶縁基板１１の両端部においてエレメント部１３の一部と重なるように銀をめっきすることにより端面電極１８を形成する。
【００３０】
最後に、前記端面電極１８に、ニッケルと錫の２層構造からなるめっき膜（図示せず）を形成して、本発明の一実施の形態における回路保護素子を製造するものである。
【００３１】
上記した本発明の一実施の形態においては、一対の上面電極１２を絶縁基板１１の長辺側の端部１１ａに設けるようにしているため、エレメント部１３の幅方向を絶縁基板１１の長手方向と平行にすることができ、これにより、小型化してもエレメント部１３の幅Ｔ１を広くすることができるため、溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂの先端部と、この先端部と対向するエレメント部１３の側辺１３ａとの間の距離Ｔ２が、溶断部１７における一対の溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂ間の距離（溶断部１７の幅）Ｔ３より小さくなるという可能性は少なくなり、これにより、一定以上の電流値が流れたとき溶断部１７で溶断しないということは発生しにくくなるため、溶断特性を安定化させることができるという効果が得られるものである。
【００３２】
すなわち、従来は図３に示すように、矩形状の絶縁基板１の短辺側の端部１ｂに一対の上面電極２を形成しているため、エレメント部３の幅方向が絶縁基板１の短手方向と平行になり、これにより、エレメント部３の幅ｔ１は絶縁基板１の短辺の長さに対応した幅にせざるを得ないため、狭くなってしまう。そして、一対の溶断部形成用トリミング溝６は対向するエレメント部３の側辺３ａ側からレーザで切り込んで形成するため、小型化した（例えば長辺が０．６ｍｍ、短辺が０．３ｍｍ）場合、溶断部形成用トリミング溝６の先端部と、この先端部と対向するエレメント部３の側辺３ａとの間の距離ｔ２が広くなる位置でレーザを留めることが難しかったり、所定の溶断特性にするためにその距離ｔ２が狭くなる位置でレーザを留めざるを得なかったりして、当該間隔ｔ２が狭くなる場合があり、これにより、過電流が印加されたとき溶断部７ではなく溶断部形成用トリミング溝６の先端部でエレメント部３が溶融して電流を遮断する可能性があった。
【００３３】
これに対し、本発明の一実施の形態においては、図１に示すように、矩形状の絶縁基板１１の短辺側の端部１１ｂではなく長手方向の端部１１ａに一対の上面電極１２を設けるようにしているため、エレメント部１３の幅Ｔ１は絶縁基板１１の長辺側の長さに対応した幅にすることができ、これにより、エレメント部１３の幅Ｔ１を広くすることができる。したがって、小型化しても、溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂの先端部と、この先端部と対向するエレメント部１３の側辺１３ａとの間の距離Ｔ２を広くすることができるため、過電流が印加されたとき溶断部１７ではなく溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂの先端部でエレメント部１３が溶融して遮断するという可能性を低減させることができる。
【００３４】
このとき、溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂが形成される方向は幅が広いエレメント部１３の幅方向と並行になるため、溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂを形成できる長さに余裕が生じることになり、これにより、特性等によりレーザを留める位置がばらついたとしても、前記距離Ｔ２が距離Ｔ３より短くなって溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂの先端部でエレメント部１３が溶融するという可能性は小さくなる。
【００３５】
なお、回路保護素子は、通常の電流値が流れても溶断部１７は溶断せず、そして、一定以上の電流値が流れると溶断部１７で溶断させる必要があるため、本発明の一実施の形態のように矩形状の絶縁基板１１の長手方向の端部１１ａに一対の上面電極１２を設けてエレメント部１３の幅Ｔ１を広くし、一定以上の電流値が流れたときに溶断部１７で溶断させるようにすることは非常に有効となる。
【００３６】
また、本発明の一実施の形態においては、一対の上面電極１２を絶縁基板１１の長辺側の端部１１ａに形成しているため、上面電極１２上の抵抗値測定用の検針が当接する面積を広くすることができ、これにより、４端子測定による抵抗値測定が容易に、かつ精度良く行える。特に、小型化した場合は、抵抗値が低くなるため、上記したように抵抗値測定が容易に、かつ精度良く行えるということは非常に効果的となる。
【００３７】
なお、上記本発明の一実施の形態における回路保護素子においては、溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂをレーザで形成するようにしているが、エッチング等を用いたパターンニングにより形成してもよい。この場合でも、小型化すれば細長い溶断部形成用トリミング溝１６ａ、１６ｂを形成するのが難しくなり、寸法ばらつきが発生する場合があるため、本発明のように一対の上面電極１２を絶縁基板１１の長辺側の端部１１ａに設けるようにすることは有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る回路保護素子は、小型化しても溶断特性を安定化させることができるという効果を有するものであり、特に過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する回路保護素子等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１１  絶縁基板
１１ａ  絶縁基板の長手方向の端部
１２  上面電極
１３  エレメント部
１３ａ  エレメント部の側辺
１５  絶縁層
１６ａ，１６ｂ  溶断部形成用トリミング溝
１７  溶断部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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