(57)【要約】【課題】  ヒューズエレメントに硫化しやすい金属を使用しても、硫化物の形成を防止でき、保護層としてシリコン樹脂層を使用することを可能とする。【解決手段】  絶縁基板２に形成されたヒューズエレメントが、絶縁基板２の上面４上被着したニッケル層１５と、このニッケル層１５上に被着した銅層１６と、この銅層１６に接して銅層１６及びニッケル層１５とを被うニッケル層１８とを有し、このヒューズ層に接して、シリコン樹脂層２２がヒューズ層を被っている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の一面に形成され、銅層と、この銅層に接して前記銅層を被うニッケル層とを有するヒューズ層と、
前記ヒューズ層に接して、前記ヒューズ層を被うシリコン樹脂層とを、
具備するチップ型ヒューズ。
【請求項２】
請求項１記載のチップ型ヒューズにおいて、前記ヒューズ層の前記ニッケル層の一部に、低融点金属層を形成したチップ型ヒューズ。
【請求項３】
請求項１記載のチップ型ヒューズ層において、前記金属層と前記絶縁基板の前記一面との間に別のニッケル層を介在させたチップ形ヒューズ。
【請求項４】
請求項３記載のチップ型ヒューズにおいて、前記銅層に電気的に接続された別の銅層を有する電極が形成され、この電極の銅層も別のニッケル層で被われているチップ型ヒューズ。
【請求項５】
請求項１記載のチップ型ヒューズにおいて、前記銅層に電気的に接続された別の銅層を有する電極が形成され、この電極の銅層も別のニッケル層で被われ、前記ヒューズ層の前記ニッケル層と、前記別のニッケル層との間にエポキシ樹脂層を形成したチップ型ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に実装されるチップ型ヒューズに関し、特にヒューズ層が硫化しやすい金属を含むものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば実装型の電子部品としては特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の電子部品は抵抗器であって、基板上に２つの上面電極層を設け、これら２つの上面電極層を電気的に接続するように抵抗層を設け、上記の２つの上面電極層上にそれぞれ別の上面電極層を設け、これら別の上面電極層と抵抗層とを被うようにエポキシ樹脂層を保護層として設けてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１８８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
チップ型ヒューズにおいても、特許文献１の抵抗器と同様な構成を採用することがあるが、この場合、抵抗層がヒューズエレメントであるが、このヒューズエレメントに硫化物を生成しやすい金属、例えば銅を使用した場合、保護層に気体や水分を透過しにくいエポキシ樹脂を使用することによって、硫化雰囲気中でチップ型ヒューズを使用しても、銅が硫化因子と化学反応を起こして硫化銅を形成しにくくなり、寿命が短くなることを防止できる。しかし、エポキシ樹脂を保護層として使用すると、耐熱性が低いため、エポキシ樹脂の変色、変質が発生し、最悪の場合には発火、発煙が生じる。また、ヒューズの溶断時の消弧機能が低く、アークの持続や溶断後の残留抵抗がエポキシ樹脂の変質等によって低くなり、充分なヒューズ性質を得ることが困難となる。
【０００５】
本発明は、ヒューズエレメントに硫化しやすい金属を使用していながら硫化物の形成を防止しつつ、充分なヒューズ特性が得られるチップ型ヒューズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のチップ型ヒューズは、絶縁基板を有し、この絶縁基板の一面にヒューズ層が形成されている。このヒューズ層は、硫化しやすい金属層、例えば銅層、銀層または銅と他の金属との合金、銀と他の金属との合金と、この金属層に接して前記金属層を被うニッケル層とを有するものである。ニッケル層は、単に前記金属層の一面に接しているのみでなく、金属層の側面も被っている。このヒューズ層に接して、ヒューズ層をシリコン樹脂層が被っている。
【０００７】
このように構成したチップ型ヒューズでは、硫化しやすい金属層をニッケル層が被っているので、たとえ硫化雰囲気中で、このチップ型ヒューズを使用しても、金属層は硫化因子と化学反応を起こしにくく、硫化物を形成しにくくなる。その結果、このチップ型ヒューズの高寿命化を図ることができる。さらに、保護層として、気体や水分を透過させやすいシリコン樹脂層を使用しても硫化物の形成の問題を解消することができる。シリコン樹脂層は、エポキシ樹脂層と比較して耐熱性に優れ、さらにヒューズ溶断時の消弧機能が高く、アーク放電を消滅することができるので、このチップ型ヒューズを充分なヒューズ性能を持つものにできる。しかもシリコン樹脂層は、エポキシ樹脂層と比較して柔らかく、ヒューズ動作時の衝撃の緩衝作用が強いので、チップ型ヒューズの保護層として、適している。
【０００８】
上記の態様において、前記ヒューズ層の前記ニッケル層の一部に、低融点金属層を形成することもできる。低融点金属層の金属としては、例えば錫、インジウム、ビスマスまたは鉛を使用することができる。このように構成すると、ヒューズ層が溶断したときの温度によって、低融点金属層の金属とニッケルとの合金が形成され、ヒューズ層がその両端側に凝集し、残留抵抗を高くすることができる。
【０００９】
また、上記の態様において、前記金属層と前記絶縁基板の前記一面との間に別のニッケル層を介在させることもできる。このように構成すると、絶縁基板側から硫化因子が前記金属層側に浸透することを防止でき、さらに、前記金属層の高寿命化を図ることができる。
【００１０】
更に、前記銅層に電気的に接続された別の銅層を有する電極を設けることもできる。この別の銅層は、前記ニッケル層とも接続することが可能である。この別の銅層も、別のニッケル層によって被われている。このように構成すると、電極として形成された銅層も、硫化雰囲気中に、このチップ型ヒューズを晒したときに、硫化因子が浸透しにくく、チップ型ヒューズの高寿命化を図ることができる。
【００１１】
また、上記の態様において、前記銅層に電気的に接続された別の銅層を有する電極を設けることもできる。この別の銅層は、前記ニッケル層とも接続することが可能である。この別の銅層も、別のニッケル層によって被うことができる。この場合、前記ヒューズ層の前記ニッケル層と、前記別のニッケル層との間にエポキシ樹脂層を形成することができる。このように構成すると、ニッケル層間の隙間から硫化因子が銅層に浸透することをエポキシ樹脂層によって防止することができる上に、このエポキシ樹脂層を、別のニッケル層や別の銅層を形成する際のマスクとしても使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、ヒューズエレメントに硫化しやすい銅や銀やこれらの合金等の金属を使用していても、硫化物の形成を防止でき、しかも保護層や消弧材層としてシリコン樹脂層を使用することが可能で、充分なヒューズ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の１実施形態のチップ型ヒューズの縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態のチップ型ヒューズは、図１及び図２に示すように、絶縁基板２を有している。絶縁基板２は、絶縁材によって概略直方体状に形成されており、上面４、下面６、端面８、１０と、図２に示す側面１２、１４を有している。
【００１５】
絶縁基板２の一面、例えば上面４の中央に全域に、ヒューズエレメントとしてニッケル層１５が被着されている。ニッケル層１５は、例えばその厚さが０．５μ乃至３μｍのものが使用されている。ヒューズエレメントの消弧機能を高めるために、上面４とニッケル層１５との間にシリコン樹脂による消弧材層１７を上面４の中央に形成してある。ニッケル層１５の上面全域に、ヒューズエレメントとして銅層１６が被着されている。銅層１６は、例えば２μ乃至２０μｍの厚さのものである。この銅層１６は、電解メッキによって形成されている。
【００１６】
この銅層１６の上面の全域ではなく、端面８の近傍から端面１０の近傍までの領域に、ヒューズエレメントとしてニッケル層１８が被着されている。このニッケル層１８は、図２に示すように側面１２、１４の近傍まで形成され、しかも銅層１６及びニッケル層１５の両側面を被っている。ニッケル層１８の銅層１６上にある部分の厚さは、例えば０．５μ乃至３μｍである。このように銅層１６は、上下両側においてニッケル層１５、１８によって挟まれている。このニッケル層１８の上面には、残留抵抗の調整用に、低融点金属層、例えば錫層２０が被着されている。この錫層２０の幅は図２に示すように、錫層２０の下側のニッケル層１８と同じであるが、その長さはニッケル層１８よりも短く、ニッケル層１８の中央側の位置している。このようにヒューズエレメントは、ニッケル層１５、銅層１６、ニッケル層１８及び錫層２０から構成されている。
【００１７】
この錫層２０の全域とニッケル層１８の端面８、１０側の一部を除いた部分とを完全に被うように、これらに接触してシリコン樹脂層２２が形成されている。
【００１８】
絶縁基板２の端面８、１０には、電極形成下地として銀系樹脂層２４、２６が形成されている。これら銀系樹脂層２４、２６は、上面４及び下面６の一部にまで伸び、側面形状が概略コ字状をなしている。特に上面４では、銅層１６上に被着されている。この銀系樹脂層２４、２６の外面側に、端面電極の一部として銅層２８、３０が被着され、これら銅層２８、３０は、絶縁基板２の上面上の銀系樹脂層２４、２６の外面を越えて、さらにニッケル層１８の両端（端面８、１０側の端）を一部越えて伸びて、銅層１６の上面上及びニッケル層１５の端の部分上に被着されている。また、銅層２８、３０は、絶縁基板２の下面６側では銀系樹脂層２４、２６の周囲を包囲するように、銀系樹脂層２４、２６に被着されている。これによって、ニッケル層１８が被着されていない銅層１６及びニッケル層１５の部分（端面８、１０側にある部分）と銅層２８、３０の絶縁基板２の上面４上にある部分が上面電極として機能する。なお、銅層２８、３０は、バレルメッキによって形成されている。
【００１９】
これら銅層２８、３０の外面側に端面電極の一部としてニッケル層３２、３４が被着され、さらに端面電極の一部としてニッケル層３２、３４の外面側に錫層３６、３８が被着されている。
【００２０】
これらニッケル層３２、３４及び錫層３６、３８は絶縁基板２の上面４側では、ニッケル層１８の両端上には乗っているが、シリコン樹脂層２２との間には、幾分の間隔がある。これら間隔を埋めるように、端子境界部保護層として、気体や水分を不透過である樹脂、例えばエポキシ樹脂層４０、４２がニッケル層１８上及びその側面に被着されている。このエポキシ樹脂層４０、４２は、バレルメッキによって銅層２８、３０を形成する際やニッケル層３２、３４、錫層３６、３８を形成する際のマスクとしても機能するもので、銅層２８、３０を形成する前に、ニッケル層１８上に形成される。
【００２１】
このチップ型ヒューズでは、ヒューズエレメントの一部として、硫化物を生成しやすい銅層１６を使用しているが、その銅層１６のうち端面電極によって被われていない部分にニッケル層１８を形成している。その結果、硫化雰囲気中で、このチップ型ヒューズを使用しても、ニッケル層１８によって阻止されて、硫化因子が銅層１６に浸透しにくい。従って、保護層として気体や水分を透過しやすいシリコン樹脂層２２を使用しても、硫化因子は銅層１６に到達しにくくなり、硫化銅が形成されにくくすることができ、チップ型ヒューズの高寿命化を図ることができる。しかも、保護層としてシリコン樹脂層２２を使用しているので、ヒューズ溶断時のアーク放電を消弧機能により押さえ込むことができ、さらに耐熱性が高くなることで溶断後の残留抵抗が高くなり、充分なヒューズ性能を得ることもできるし、ヒューズ動作時の衝撃の緩衝作用を強めることができる。また、ニッケル層１５を絶縁基板２の上面と銅層１６との間にも形成してあるので、絶縁基板２側から硫化因子が銅層１６に浸透しにくく、硫化銅を形成しにくくできる。
【００２２】
また、端面電極も銅層２８、３０を使用しているが、銅層２８、３０の外面側をニッケル層３２、３４によって被ってあるので、硫化雰囲気中に、このチップ型ヒューズを晒しても、端面電極の銅層２８、３０から硫化銅が形成されにくくなる。さらに、絶縁基板２の上面４側の両端面電極の端とシリコン樹脂２２の両端との間のニッケル層１８上には、エポキシ樹脂層４０、４２が被着されているので、これらの部分から硫化因子が浸透することを防止でき、より銅層１６が硫化銅を形成しにくくできる。なおエポキシ樹脂層４０、４２が被着されている領域は、ニッケル層１８の両端のごく一部であるので、耐熱性が劣るエポキシ樹脂４０、４２を使用しても、ヒューズ性能に影響は無い。
【００２３】
ニッケル層１８上に錫層２０を設けているのは、次の理由による。一般に、ヒューズは、異常電流による発熱によってヒューズエレメントが溶断し、ヒューズエレメントの両端にある両電極に凝集し、電気を遮断する。そのため、両電極への凝集が不十分であると、ヒューズエレメントの溶断後の残留抵抗が低くなり、再導通が発生する可能性がある。本実施形態のように、ニッケル層１８をヒューズエレメントの一部として使用した場合、ニッケルは従来のヒューズエレメントよりも融点が高いので、異常電流による発熱が不十分であると、凝集が起こりにくくなる。そのため、ニッケル層１８の一部に低融点金属の一例である錫を使用した錫層２０を形成することで、ヒューズエレメントの溶断前後の温度でニッケルを含む低融点の金属の合金を形成させて、残留抵抗を高くしている。無論、錫層２０によっても硫化因子の銅層１６への浸透が防止されている。なお、錫に代えて、インジウム、ビスマスまたは鉛の層を低融点金属層として形成することもできる。
【００２４】
上記の実施形態では、ヒューズエレメントの一部として銅層１６を使用したが、これに代えて銀層を使用することもできるし、銅と他の金属、例えば銅と錫との合金や、銀と他の金属、例えば銀と錫との合金を使用することもできる。上記の実施形態では、ニッケル層１５及び銅層１６を、絶縁基板２の上面４の全域に設けたが、一部のみに設け、別途に上面電極を設けることもできる。また、ニッケル層１５を設けたが、絶縁基板２側からの硫化因子の銅層１６への浸透が起こりにくい場合には、ニッケル層１５を省略することもできる。また、上面４とニッケル層１５との間の一部に消弧材層１７を形成したが、上面４とヒューズエレメント層１６との間に消弧材層１７を設けることもできる。
【符号の説明】
【００２５】
２  絶縁基板
１６  銅層
１８  ニッケル層
２２  シリコン樹脂層
【図１】
2014116126.tif 000003
【図２】
2014116126.tif 000004