(57)【要約】【課題】ヒューズ機能を有する新規な構造を有する電子部品を提供する。【解決手段】電子部品１は、電子部品本体１０と、ヒューズ機構２０とを備える。ヒューズ機構２０は、電子部品本体１０の本体に設けられている。ヒューズ機構２０は、第１の内部電極２１と、第２の内部電極２２と、接続部２３とを有する。第１の内部電極２１と第２の内部電極２２とは、先端部同士が互いに対向する。接続部２３は、第１の内部電極２１及び第２の内部電極２２の先端部同士を電気的に接続している。接続部２３は、導電性粒子２３ａにより構成されている。導電性粒子２３ａは、複数である。導電性粒子２３ａは、互いに接触するように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品本体と、
前記電子部品本体に設けられたヒューズ機構と、
を備え、
前記ヒューズ機構は、
先端部同士が互いに対向する第１及び第２の内部電極と、
前記第１及び第２の内部電極の先端部同士を電気的に接続している接続部と、
を有し、
前記接続部は、互いに接触するように設けられた複数の導電性粒子により構成されている、電子部品。
【請求項２】
前記電子部品本体の前記接続部を包囲する部分がガラスを含む、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記電子部品本体の前記接続部を包囲する部分が半導体材料を含む、請求項１または２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記電子部品本体の表面上に形成されており、前記第１または第２の内部電極と接続されている外部電極をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記ヒューズ機構に電気的に接続された機能部をさらに備える複合電子部品である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項６】
前記電子部品本体は、前記接続部を包囲する部分を包囲するクラック進展抑制層を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子部品の製造方法であって、
前記第１及び第２の内部電極を有し、前記第１の内部電極の先端部と前記第２の内部電極の先端部との両方に接続された領域に複数の導電性粒子を含む生のセラミック素体を用意する工程と、
前記生のセラミック素体を焼成することにより、前記複数の導電性粒子を互いに接触させて前記接続部を設けると共に、前記生のセラミック素体から前記電子部品本体を設ける工程と、
を備える、電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記導電性粒子は、絶縁層によりコーティングされている、請求項７に記載の電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記生のセラミック素体の前記第１の内部電極の先端部と前記第２の内部電極の先端部との両方に接続された領域がガラスを含む、請求項７または８に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品に対してヒューズを接続し、過電流から電子部品を保護する試みがなされている。例えば、特許文献１には、ヒューズの一例として、チップヒューズが記載されている。特許文献１に記載のチップヒューズでは、セラミック基板上にガラスグレーズ層、ヒューズ導体膜及びガラス被覆層が積層されている。特許文献１に記載のチップヒューズでは、ヒューズ導体膜が、過電流に伴う発熱によって溶断することにより、ヒューズとしての機能が発揮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のチップヒューズでは、過電流がチップヒューズに流れ、ヒューズ導体膜が溶断された後であっても、ヒューズ導体膜由来の金属成分がガス化したり、溶け出したりすることにより、低い電圧においてもアーク放電が発生する虞がある。
【０００５】
また、特許文献１に記載のチップヒューズでは、製造に際して、微細な構造を有するヒューズ導体膜を設ける必要がある。従って、特許文献１に記載のチップヒューズは、製造が困難であるという問題を有する。
【０００６】
上述のような問題に鑑み、新規な構造を有するヒューズが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、ヒューズ機能を有する新規な構造を有する電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る電子部品は、電子部品本体と、ヒューズ機構とを備える。ヒューズ機構は、電子部品本体に設けられている。ヒューズ機構は、第１の内部電極と、第２の内部電極と、接続部とを有する。第１及び第２の内部電極は、先端部同士が互いに対向している。接続部は、第１及び第２の内部電極の先端部同士を電気的に接続している。接続部は、互いに接触するように設けられた複数の導電性粒子により構成されている。
【０００９】
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、電子部品本体の接続部を包囲する部分がガラスを含む。
【００１０】
本発明に係る電子部品の別の特定の局面では、電子部品本体の接続部を包囲する部分が半導体材料を含む。
【００１１】
本発明に係る電子部品の他の特定の局面では、電子部品は、電子部品本体の表面上に形成されており、第１または第２の内部電極と接続されている外部電極をさらに備える。
【００１２】
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、電子部品は、複合電子部品である。複合電子部品は、機能部をさらに備える。機能部は、ヒューズ機構に電気的に接続されている。
【００１３】
本発明に係る電子部品のさらに別の特定の局面では、電子部品本体は、クラック進展抑制層を有する。クラック進展抑制層は、接続部を包囲する部分を包囲する。
【００１４】
本発明に係る電子部品の製造方法では、第１及び第２の内部電極を有し、第１の内部電極の先端部と第２の内部電極の先端部との両方に接続された領域に複数の導電性粒子を含む生のセラミック素体を用意する。生のセラミック素体を焼成することにより、複数の導電性粒子を互いに接触させて接続部を設けると共に、生のセラミック素体から電子部品本体を設ける。
【００１５】
本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、導電性粒子は、絶縁層によりコーティングされている。
【００１６】
本発明に係る電子部品の製造方法の別の特定の局面では、生のセラミック素体の第１の内部電極の先端部と第２の内部電極の先端部との両方に接続された領域がガラスを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ヒューズ機能を有する新規な構造を有する電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態における電子部品の略図的断面図である。
【図２】第１の実施形態における粒子３０の略図的断面図である。
【図３】第２の実施形態における電子部品の略図的断面図である。
【図４】第３の実施形態における電子部品の略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００２０】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における電子部品１の略図的断面図である。
【００２２】
図１に示されるように、電子部品１は、電子部品本体１０を備える。電子部品本体１０は、実質的に導電性を有さない。電子部品本体１０は、例えば、絶縁体や半導体により構成することができる。
【００２３】
電子部品１は、ヒューズ機構２０を備える。ヒューズ機構２０は、電子部品本体１０の本体内に設けられている。ヒューズ機構２０は、第１の内部電極２１と第２の内部電極２２と接続部２３とを有する。第１の内部電極２１の先端部２１ａと第２の内部電極２２の先端部２２ａとは、互いに対向している。
【００２４】
第１の内部電極２１と第２の内部電極２２との構成材料は、特に限定されない。第１の内部電極２１と第２の内部電極２２とは、例えば、銀、ニッケル、半田などの適宜の導電材料により構成することができる。
【００２５】
なお、電子部品１は、第１の内部電極２１または第２の内部電極２２に電気的に接続された外部電極１４ａ、１４ｂを備えるチップヒューズであってもよい。
【００２６】
接続部２３は、第１の内部電極２１の先端部２１ａと第２の内部電極２２の先端部２２ａとを電気的に接続している。図１では、接続部２３がひとつのみ設けられているが、第１の内部電極２１と第２の内部電極２２とは複数の接続部２３により接続されていてもよい。
【００２７】
接続部２３は、互いに接するように設けられた複数の導電性粒子２３ａにより構成されている。ここで、「接する」には、接触している場合に加え、接合されている場合も含まれる。複数の導電性粒子２３ａは、一部において焼結していてもよい。
【００２８】
接続部２３を構成している導電性粒子２３ａの個数は特に限定されないが、例えば、３個〜１００個であることが好ましく、１０個〜３０個であることがより好ましい。また、導電性粒子２３ａの平均粒子径は、特に限定されないが、０．５μｍ〜１０μｍであることが好ましく、１μｍ〜５μｍであることがより好ましい。導電性粒子２３ａの平均粒子径は、先端部２１ａ、２２ａ間の距離の１／３倍〜１／１００倍の範囲内であることが好ましく、１／１０倍〜１／３０倍の範囲内であることがより好ましい。
【００２９】
導電性粒子２３ａの構成材料は、特に限定されない。導電性粒子２３ａは、例えば、Ｃｕ、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｗなどの少なくとも一種の金属により構成することができる。
【００３０】
本実施形態では、導電性粒子２３ａは、表面の少なくとも一部を構成しており、アルミナなどの絶縁材料からなるコーティング層２３ａ２を有している。
【００３１】
電子部品本体１０の接続部２３を包囲しており、第１の内部電極２１の先端部２１ａと第２の内部電極２２の先端部２２ａとに接続された部分１２は、半導体材料とガラス１１との少なくとも一方を含むことが好ましい。ガラス１１は、導電性粒子２３ａに付着していることが好ましい。ガラス１１は、互いに接触している導電性粒子２３ａに跨がって付着していることが好ましい。
【００３２】
部分１２において、導電性粒子２３ａの含有量は、４０ｖｏｌ％〜９８ｖｏｌ％であることが好ましく、６０ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％であることがより好ましい。部分１２において、半導体材料の含有量は、１ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％であることが好ましく、５ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％であることがより好ましい。部分１２において、ガラス１１の含有量は、２ｖｏｌ％〜６０ｖｏｌ％であることが好ましく、１０ｖｏｌ％〜４０ｖｏｌ％であることが好ましい。
【００３３】
部分１２の厚みは、例えば、２μｍ〜２０μｍ程度であることが好ましい。
【００３４】
電子部品１では、第１の内部電極２１と第２の内部電極２２とのうちの一方に過電流が流れると、横断面積が小さく、電気抵抗率が高い接続部２３が局所的に発熱する。これにより、接続部２３が過度の熱ストレスを受けた状態となり、接続部２３が破断する。その結果、第１の内部電極２１と第２の内部電極２２との間に過電流が流れることを抑制することができる。
【００３５】
（電子部品１の製造方法）
以下、電子部品１の製造方法の一例について説明する。
【００３６】
まず、セラミックグリーンシート、内部電極形成用導電性ペースト、接続部形成用ペーストを用意する。
【００３７】
セラミックグリーンシートは、電子部品本体１０を構成するためのものである。セラミックグリーンシートは、絶縁材料または半導体材料からなる粒子を含む。
【００３８】
内部電極形成用導電性ペーストは、第１及び第２の内部電極２１，２２を形成するためのものである。一方、接続部形成用ペーストは、接続部２３と、電子部品本体１０の接続部２３を包囲しており、第１の内部電極２１の先端部２１ａと第２の内部電極２２の先端部２２ａとに接続された部分１２とを形成するためのペーストである。
【００３９】
接続部形成用ペーストは、部分１２を形成するための、ガラス粉末及び半導体粉末と、表面の一部にコーティング層２３ａ２を有する導電性粒子２３ａを構成するための粒子３０（図２を参照）とを含む。粒子３０は、粒子本体３１と、粒子本体３１の表面の少なくとも一部、好ましくは実質的に全体を覆うコーティング層３２とを有する。粒子本体３１は、導電性粒子２３ａを構成するためのものである。コーティング層３２は、アルミナなどの絶縁材料からなる。粒子３０の平均粒子径は、０．５μｍ〜１０μｍであることが好ましく、１μｍ〜５μｍであることがより好ましい。通常、ひとつの粒子本体３１によって導電性粒子２３ａが構成されるか、複数の粒子本体３１が融着することによって導電性粒子２３ａが構成されるため、粒子本体３１の平均粒子径は、導電性粒子２３ａの平均粒子径以下である。
【００４０】
次に、セラミックグリーンシート上に内部電極形成用導電性ペーストを印刷することにより、第１及び第２の内部電極２１，２２を形成するための導電層を形成する。また、セラミックグリーンシートの上に接続部形成用ペーストを印刷する。
【００４１】
次に、導電性ペーストや接続部形成用ペーストなどが印刷されていないセラミックグリーンシートと、表面上に導電層が形成されたセラミックグリーンシートと、接続部形成用ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートとを適宜積層し、必要に応じてプレスすることにより、生のセラミック素体を用意する。生のセラミック素体の第１の内部電極２１の先端部２１ａと第２の内部電極２２の先端部２２ａとの両方に接続された領域であって、部分１２を形成するための領域には、粒子３０が含まれている。
【００４２】
次に、生のセラミック素体を焼成する。これにより、粒子３０のコーティング層３２が、例えばガラスなどに融解し、導電材料かららなる粒子本体３１の表面の少なくとも一部が露出する。そして、表面の少なくとも一部が露出した粒子本体３１が接触することにより、接続部２３が形成される。また、生のセラミック素体から電子部品本体１０が形成される。これにより、電子部品１を完成させることができる。
【００４３】
なお、生のセラミック素体の焼成温度は、グリーンシートに含まれるセラミック粉末の焼成が好適に進行する温度範囲であって、かつ、粒子本体３１の表面の少なくとも一部が露出し、接続部２３が好適に形成されるような温度範囲であることが好ましい。具体的には、生のセラミック素体の焼成温度は、例えば、９００℃〜１０００℃程度とすることができる。また、コーティング層３２の構成材料及び厚みは、生のセラミック素体の焼成時に、粒子本体３１の表面の少なくとも一部が露出するように設定されていることが好ましい。
【００４４】
なお、粒子３０を用いずに、コーティング層３２を有さない導電性粒子を用いることも考えられる。しかしながら、その場合は、導電性粒子が焼成工程において過剰に融着してしまうため、接続部２３が好適に形成されなくなる。従って、本実施形態のように、絶縁性のコーティング層３２を有する粒子３０を用いることが好ましい。但し、粒子３０を用いた場合は、接続部２３を形成するために、粒子本体３１を露出させる必要がある。このため、ガラスを添加し、コーティング層３２の融解を促進させることが好ましい。
【００４５】
以上説明したように、電子部品１では、特許文献１に記載されたチップヒューズとは異なり、微細な接続部を容易に形成することができる。よって、電子部品１は製造が容易である。
【００４６】
また、本実施形態では、ヒューズ機構２０が電子部品本体１０の本体内に設けられている。このため、溶断した導電性粒子２３ａの金属が、気相中にガス化することを抑制できる。よって、導電性粒子２３ａの溶断後においても、低電圧においてアーク放電が生じ難い。また、電子部品本体１０により、ヒューズ機構２０を外部から保護することができる。従って、ヒューズ機構２０の信頼性が向上し、長期にわたり安定したヒューズ機能を発揮させることができる。なお、電子部品本体１０の第１及び第２の電極２１，２２よりも一方側に位置する部分がセラミックスにより構成されており、他方側に位置する部分が樹脂により構成されていてもよい。
【００４７】
ところで、過電流が接続部２３に流れた際、接続部２３が容易に切断されることが望まれる。この観点からは、接続部２３を包囲する部分１２が、ガラス１１を含んでいることが好ましい。過電流が接続部２３に流れた際に、導体性粒子２３ａ、ガラス１１、内部電極２１、２２の熱膨張に伴う熱応力差のため、ガラス１１が破断しやすい。このガラス１１の破断によって接続部２３の切断が助長されるためである。また、部分１２は、半導体材料を含むことが好ましい。この場合、過電流が流れた際の部分１２の発熱が促進され、接続部２３が切断されやすくなるためである。なお、好ましく用いられる半導体材料としては、例えば、炭化物半導体セラミックスである炭化ケイ素や窒化物半導体セラミックスである窒化ケイ素等が挙げられる。
【００４８】
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
【００４９】
（第２の実施形態）
図３に示されるように、第２の実施形態の電子部品２において、電子部品本体１０は、クラック進展抑制層１３を有する。クラック進展抑制層１３は、接続部２３を包囲する部分１２を包囲する。クラック進展抑制層１３により、接続部２３近傍において発生したクラックが部分１２外へと進展することが抑制される。従って、電子部品２は、高い耐久性を有する。クラック進展抑制層１３は、例えば、内部にセラミック粉体を含む粉体層を含む層により構成することができる。クラック進展抑制層１３を構成するためのセラミックスの具体例としては、例えば、アルミナ、ジルコニア等が挙げられる。
【００５０】
（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態では、電子部品１，２が実質的にヒューズ機能のみを有するヒューズ素子を構成している例について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。
【００５１】
例えば、図４に示されるように、電子部品３は、ヒューズ機構２０に電気的に接続された機能部（具体的には、チップ部品）４０をさらに有する複合電子部品であってもよい。この場合、電子部品本体１０は、配線基板を構成している。このように、ヒューズ機構２０は、配線基板内に埋設して設けることも可能である。なお、機能部４０の具体例としては、例えば、コンデンサ、インダクタ、共振子、フィルタチップ、圧電素子、振動子などが挙げられる。
【符号の説明】
【００５２】
１〜３…電子部品
１０…電子部品本体
１１…ガラス
１２…部分
１３…クラック進展抑制層
１４ａ、１４ｂ…外部電極
２０…ヒューズ機構
２１…第１の内部電極
２１ａ…第１の内部電極の先端部
２２…第２の内部電極
２２ａ…第２の内部電極の先端部
２３…接続部
２３ａ…導電性粒子
２３ａ２…コーティング層
３０…粒子
３１…粒子本体
３２…コーティング層
４０…機能部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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