(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上面の両端部に一対の上面電極を形成するとともに前記絶縁基板に下地層を形成する工程と、前記一対の上面電極を橋絡し、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されるエレメント部を形成する工程と、このエレメント部にレーザによって溶断部形成用トリミング溝および抵抗値調整用トリミング溝を複数形成する工程と、前記エレメント部を覆うように絶縁層を形成する工程とを備え、前記複数の抵抗値調整用トリミング溝のうち最後に形成する抵抗値調整用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、他の前記溶断部形成用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低くなるように設定した回路保護素子の製造方法。
【請求項２】
前記複数の抵抗値調整用トリミング溝のうち最後に形成する抵抗値調整用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、他の前記溶断部形成用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数の１／１０以下になるように設定した請求項１記載の回路保護素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流が流れると回路を遮断して各種電子機器を保護する回路保護素子の製造方法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の製造方法は、図４（ａ）に示すように、絶縁基板１の上面の両端部に一対の電極２を形成した後、この一対の上面電極２と電気的に接続されるエレメント部３を形成し、その後、このエレメント部３をレーザで切削して抵抗値調整用トリミング溝４を形成し、さらに、その後、図４（ｂ）に示すように、エレメント部３をレーザで切削して溶断部形成用トリミング溝５を形成するようにしていた。
【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２００５−２２２７６２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の製造方法においては、エレメント部３の抵抗値を測定しながら抵抗値調整用トリミング溝４をレーザで形成する場合、そのときに発生する熱によってエレメント部３の抵抗値が上昇するため、エレメント部３の理論値より高くなった抵抗値に基づいて抵抗値調整用トリミング溝４を形成することになり、これにより、精度の良い抵抗値が得られ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、高精度の抵抗値が得られる回路保護素子の製造方法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、絶縁基板の上面の両端部に一対の上面電極を形成するとともに前記絶縁基板に下地層を形成する工程と、前記一対の上面電極を橋絡し、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されるエレメント部を形成する工程と、このエレメント部にレーザによって溶断部形成用トリミング溝および抵抗値調整用トリミング溝を複数形成する工程と、前記エレメント部を覆うように絶縁層を形成する工程とを備え、前記複数の抵抗値調整用トリミング溝のうち最後に形成する抵抗値調整用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、他の前記溶断部形成用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低くなるように設定したもので、この製造方法によれば、抵抗値調整用トリミング溝の形成速度を遅くすることによって、抵抗値調整用トリミング溝を形成する際の発熱をエレメント部全体に拡散させることができるため、抵抗値調整用トリミング溝を形成する途中でエレメント部の抵抗値が上昇するのを低減させることができ、これにより、高精度の抵抗値が得られ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、前記複数の抵抗値調整用トリミング溝のうち最後に形成する抵抗値調整用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、他の前記溶断部形成用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数の１／１０以下になるように設定したもので、この製造方法によれば、抵抗値調整用トリミング溝を形成する途中でエレメント部の抵抗値が上昇するのを大幅に低減させることができるため、より高精度の抵抗値が得られ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の製造方法は、エレメント部にレーザによって形成される複数の抵抗値調整用トリミング溝のうち最後に形成する抵抗値調整用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、他の前記溶断部形成用トリミング溝の形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低くなるように設定しているため、抵抗値調整用トリミング溝の形成速度を遅くすることができ、これにより、抵抗値調整用トリミング溝を形成する際の発熱をエレメント部全体に拡散させることができるため、抵抗値調整用トリミング溝を形成する途中でエレメント部の抵抗値が上昇するのを低減させることができ、これにより、高精度の抵抗値が得られ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】（ａ）（ｂ）同回路保護素子の製造方法の一部を示す一部切欠上面図
【図４】（ａ）（ｂ）従来の回路保護素子の製造方法の一部を示す一部切欠上面図
【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、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上面の両端部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るエレメント部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とを備えた構成としているものである。
【００１５】
また、前記エレメント部１３には、第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆと一対の第１、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ，１７ｂが形成されるもので、これにより、エレメント部１３は蛇行状となっている。なお、図１においては絶縁層１５を省略している。
【００１６】
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。
【００１７】
図１、図２において、まず、Ａｌ2Ｏ3を９６％含有するアルミナで方形状に構成された絶縁基板１１の上面の両端部に、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。
【００１８】
次に、絶縁基板１１の中央部に、有機溶剤と、珪藻土を５０〜９０体積％混合させた珪藻土およびシリコン樹脂の混合物と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。
【００１９】
なお、この下地層１４は、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下の珪藻土とシリコン樹脂で構成しているため、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、これにより、応答性に優れた回路保護素子を得ることができる。
【００２０】
また、前記下地層１４は絶縁基板１１の中央部だけでなく、一対の上面電極１２の下面と重なるように、絶縁基板１１の上面のほぼ全面に形成してもよい。このとき、下地層１４を一対の上面電極１２よりも先に形成する。
【００２１】
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。
【００２２】
そして、このエレメント部１３は、まず、Ｔｉ、Ｃｕを順番にスパッタすることにより薄膜層１３ａを設け、その後、この薄膜層１３ａをめっき核として薄膜層１３ａ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めっき層１３ｂを設けることにより形成されるものである。なお、このエレメント部１３は薄膜層１３ａのみで形成してもよい。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示すように、エレメント部１３の中心部を、互いに対向するエレメント部１３の側面からエレメント部１３の中心方向に向かって交互にレーザで切削して６本の溶断部形成用トリミング溝（第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝）１６ａ〜１６ｆを順番に形成する。そして、通常、最も内側に形成された２本の第１、第２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遮断する溶断部１８となる。また、この第１、第２の溶断部形成用トリミング溝１６ａ，１６ｂは互いにオーバーラップするように形成する。
【００２４】
次に、図３（ｂ）に示すように、溶断部形成用トリミング溝のうち最外部に位置する第５、第６の溶断部形成用トリミング溝１６ｅ，１６ｆのさらに外側のエレメント部１３のそれぞれに、抵抗値を測定しながら互いに対向するエレメント部１３の側面からエレメント部１３の中心方向に向かってレーザで切削して、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成し、そして、この第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆと第１、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ，１７ｂによってエレメント部１３は蛇行状に形成する。
【００２５】
このとき、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａを形成した後、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成することにより抵抗値の微調整を行うようにしている。また、最後に形成する第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のレーザ出射繰り返し周波数は、第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆ、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａの形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低くなるように設定しているもので、例えば、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のレーザ出射繰り返し周波数を１ｋＨｚとした場合、他のトリミング溝１６ａ〜１６ｆ、１７ａの形成時のレーザ出射繰り返し周波数は１０ｋＨｚとしている。なお、周波数とは、レーザ光線自体の周波数ではなく、１秒間にレーザが出射される回数をいう。
【００２６】
そしてこの場合、第１の溶断部形成用トリミング溝１６ａが形成された同じエレメント部１３の側面から第３、第５の溶断部形成用トリミング溝１６ｃ，１６ｅ、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａが形成され、かつ第２の溶断部形成用トリミング溝１６ｂが形成された同じエレメント部１３の側面から第４、第６の溶断部形成用トリミング溝１６ｄ，１６ｆ、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂが形成されるもので、すなわち、第１の溶断部形成用トリミング溝１６ａの左側に、第１の溶断部形成用トリミング溝１６ａから近い順に、第４、第５の溶断部形成用トリミング溝１６ｄ，１６ｅ、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの３本を形成し、そして、第２の溶断部形成用トリミング溝１６ｂの右側に、第２の溶断部形成用トリミング溝１６ｂから近い順に、第３、第６の抵抗値調整用トリミング溝１６ｃ，１６ｆ、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａの３本を形成している。
【００２７】
なお、上記図１、図２、図３（ａ）（ｂ）においては、溶断部形成用トリミング溝を６本形成したものについて説明したが、他の本数でも構わない。この場合、少なくとも２本の第１、第２の溶断部形成用トリミング溝１６ａ，１６ｂは形成して溶断部１８を構成する必要がある。また、抵抗値調整用トリミング溝は２本形成したものについて説明したが、他の本数でも構わない。さらに、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａも第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂと同様に、第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆの形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低いレーザ出射繰り返し周波数で形成してもよい。
【００２８】
そして、図３（ｂ）においては、第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆ、第１、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ，１７ｂの先端部を、エレメント部１３の短手方向の中央部（図１のＡ−Ａ線）より対向するエレメント部１３の側面の側に設けているが、必ずしもその必要はない。また、第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆ、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａの長さは略同一となっているが、それぞれの長さは違っていてもよい。一方、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂで抵抗値の微調整をするようにしていることから、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの長さは、他のトリミング溝の長さと異なる場合が多い。
【００２９】
次に、シリコン等の樹脂を少なくとも溶断部１８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少なくともエレメント部１３を覆うように形成して第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。なお、図３（ａ）（ｂ）では絶縁層１５を省略している。
【００３０】
次に、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樹脂銀ペーストを塗布して硬化させることにより端面電極層１９を形成する。なお、この端面電極層１９はスパッタ等の薄膜プロセスによって形成してもよい。
【００３１】
最後に、前記端面電極層１９の表面に、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。
【００３２】
なお、シート状の絶縁基板に複数のエレメント部１３を形成し、その後分割して複数の回路保護素子を構成するようにすれば、生産性を向上させることができる。
【００３３】
上記したように本発明の一実施の形態においては、一対の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ，１７ｂのうち最後に形成する１本の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆの形成時のレーザ出射繰り返し周波数より低くなるように設定しているため、同じバイトサイズの場合、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成速度（レーザの移動速度）を他のトリミング溝１６ａ〜１６ｆ、１７ａの形成速度より遅くすることができ、これにより、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成する際の発熱をエレメント部１３全体に拡散させることができるため、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成する途中でエレメント部１３の抵抗値が上昇するのを低減させることができ、これにより、高精度の抵抗値が得られるという効果が得られるものである。
【００３４】
すなわち、レーザを照射してトリミング溝を形成するとエレメント部１３が発熱してしまうが、最後に形成し抵抗値の微調整を行う第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成速度を遅くすれば、ある地点をレーザ照射したときに発生した熱は次の地点を照射するときには、エレメント部１３全体に逃げているため、エレメント部１３は高温とならない。そして、このエレメント部１３が高温にならないことから、エレメント部１３の抵抗値は理論値に近づくため、所定の抵抗値になるようにエレメント部１３の抵抗値を測定しながら抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成した場合でも、所定の抵抗値に極めて近い抵抗値になるように第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成することができる。なお、レーザを出射している時間は同じで、レーザ出射繰り返し周波数が異なる場合は休止時間が異なることになる。したがって、上記した第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のようにレーザ出射繰り返し周波数が低い場合は、休止時間が長くなり、冷却され易くなる。
【００３５】
また、本発明の回路保護素子では、エレメント部１３の下面は熱伝導率の良いアルミナで構成された絶縁基板１１が直接形成されておらず、熱伝導率の悪い下地層１４に直接形成されているため、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂをエレメント部１３に形成する際に発生する熱のほとんどは絶縁基板１１側には逃げることはない。したがって、上記したように第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成速度を遅くすることによってエレメント部１３が高温にならないようにすることが効果的であるといえる。
【００３６】
さらに、他の第１〜第６の溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆおよび第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａは、抵抗値の微調整に対しては効果はないため、遅い速度で形成する必要はなく、また、早い速度で形成した場合は、生産性が低下するのを防ぐことができる。
【００３７】
さらにまた、シート状の絶縁基板に金属を当接しながら第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成すれば、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成する際にエレメント部１３の抵抗値が上昇するのを低減させることができる。そして、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成速度を遅くするとき、レーザのパワーを小さく（エレメント部１３を貫通できる程度に大きくする）すれば、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のエレメント部１３の温度上昇をより効果的に抑えることができる。
【００３８】
なお、前記第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のレーザ出射繰り返し周波数を、溶断部形成用トリミング溝１６ａ〜１６ｆの形成時のレーザ出射繰り返し周波数の１／１０以下になるように設定した場合は、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成する途中でエレメント部１３の抵抗値が上昇するのを大幅に低減させることができるため、より高精度の抵抗値が得られるものである。
【００３９】
また、製品が小型化すれば、レーザの照射による熱で高温になり易いため、本発明の一実施の形態のように、最後に形成し抵抗値の微調整を行う第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時のレーザ出射繰り返し周波数を低くすることによって、形成速度を遅くすることは特に有効となる。
【００４０】
そして、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂの形成時にエレメント部１３の温度上昇を抑える方法として、同時にエアーを吹き付けたり、抵抗値測定に使用するプローブを熱伝導の良い材料で構成したり、下地層１４を溶断部１８のみの下面に形成したりする方法がある。そして、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ形成直後の温度の影響を受けてエレメント部１３の抵抗値が上昇した状態で第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成するのを防ぐには、シート状の絶縁基板に形成された複数のエレメント部１３に第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａまで全て形成した後、第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを１個ずつ形成すればよい。この方法によれば、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａの形成後第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂまでの時間がかかるため、第１の抵抗値調整用トリミング溝１７ａ形成直後の温度が十分下がってから第２の抵抗値調整用トリミング溝１７ｂを形成できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る回路保護素子の製造方法は、高精度の抵抗値が得られ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回路を遮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】
【００４２】
１１  絶縁基板
１２  上面電極
１３  エレメント部
１４  下地層
１５  絶縁層
１６ａ〜１６ｆ  溶断部形成用トリミング溝
１７ａ，１７ｂ  抵抗値調整用トリミング溝
【図１】
0005458785.tif 000002
【図２】
0005458785.tif 000003
【図３】
0005458785.tif 000004
【図４】
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