(57)【要約】【課題】ヒューズ機能が迅速に発現するヒューズを提供する。【解決手段】ヒューズ１は、ヒューズ本体１０と、ヒューズエレメント２０とを備える。ヒューズ本体１０は、内部空間１１を有する。ヒューズエレメント２０は、ヒューズ本体１０内に設けられている。ヒューズエレメント２０は、絶縁性基板２１と、配線２２とを備える。配線２２は、絶縁性基板２１に設けられている。ヒューズエレメント２０の一部は、内部空間１１内に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有するヒューズ本体と、
前記ヒューズ本体内に設けられており、絶縁性基板と、前記絶縁性基板に設けられた配線とを備えるヒューズエレメントと、
を備え、
前記ヒューズエレメントの一部は、前記内部空間内に位置している、ヒューズ。
【請求項２】
前記内部空間内において、前記ヒューズエレメントの両主面及び両側面が前記ヒューズ本体の内壁から離間するように設けられている、請求項１に記載のヒューズ。
【請求項３】
前記内部空間は、密閉空間である、請求項１または２に記載のヒューズ。
【請求項４】
前記絶縁性基板を加熱する発熱体をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒューズ。
【請求項５】
前記発熱体の少なくとも一部は、前記内部空間内に配されている、請求項４に記載のヒューズ。
【請求項６】
前記配線が前記絶縁性基板の一主面上に設けられており、
前記発熱体が前記絶縁性基板の他主面上に設けられている、請求項４または５に記載のヒューズ。
【請求項７】
絶縁性基板がセラミックスからなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒューズ。
【請求項８】
前記ヒューズ本体と前記絶縁性基板とが同時焼成されたセラミック体により構成されている、請求項７に記載のヒューズ。
【請求項９】
前記発熱体と前記配線とは、前記絶縁性基板の上方から平面視したときに少なくとも一部同士が重なるように配されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を過電流から保護するために、種々のヒューズが用いられている。例えば、特許文献１には、基板と、基板上に設けられたヒューズ導体と、基板を加熱する抵抗体部品とを備えるヒューズが記載されている。特許文献１に記載されたヒューズでは、抵抗体部品からの熱により、基板が破断し、それに伴ってヒューズ導体が破断されることによりヒューズ機能が発現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−７４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような破断型のヒューズにおいて、より短い時間でヒューズ導体が破断され、ヒューズ機能が迅速に発現するようにしたいという要望がある。
【０００５】
本発明の主な目的は、ヒューズ機能が迅速に発現するヒューズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るヒューズは、ヒューズ本体と、ヒューズエレメントとを備える。ヒューズ本体は、内部空間を有する。ヒューズエレメントは、ヒューズ本体内に設けられている。ヒューズエレメントは、絶縁性基板と、配線とを備える。配線は、絶縁性基板に設けられている。ヒューズエレメントの一部は、内部空間内に位置している。
【０００７】
本発明に係るヒューズのある特定の局面では、内部空間内において、ヒューズエレメントの両主面及び両側面がヒューズ本体の内壁から離間するように設けられている。
【０００８】
本発明に係るヒューズの別の特定の局面では、内部空間は、密閉空間である。
【０００９】
本発明に係るヒューズの他の特定の局面では、ヒューズは、絶縁性基板を加熱する発熱体をさらに備える。
【００１０】
本発明に係るヒューズのさらに他の特定の局面では、発熱体の少なくとも一部は、内部空間内に配されている。
【００１１】
本発明に係るヒューズのさらに別の特定の局面では、配線が絶縁性基板の一主面上に設けられている。発熱体が絶縁性基板の他主面上に設けられている。
【００１２】
本発明に係るヒューズのまた他の特定の局面では、絶縁性基板がセラミックスからなる。
【００１３】
本発明に係るヒューズのまた別の特定の局面では、ヒューズ本体と絶縁性基板とが同時焼成されたセラミック体により構成されている。
【００１４】
本発明に係るさらにまた他の特定の局面では、発熱体と配線とは、絶縁性基板の上方から平面視したときに少なくとも一部同士が重なるように配されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒューズ機能が迅速に発現するヒューズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るヒューズの略図的平面図である。
【図３】第２の実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。
【図４】第３の実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。
【図５】第４の実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図１は、第１の実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。図２は、第１の実施形態に係るヒューズの略図的平面図である。
【００２０】
図１及び図２に示されるヒューズ１は、ヒューズ本体１０と、ヒューズエレメント２０とを備えている。
【００２１】
ヒューズエレメント２０は、絶縁性基板２１と、配線２２とを有する。絶縁性基板２１は、例えばＢａ、Ａｌ、Ｓｉを主成分とする低温焼成セラミック材料や、アルミナを主成分とする高温焼成セラミック材料などの絶縁性セラミックスにより構成することができる。絶縁性基板２１の厚みは１００μｍ未満であることが好ましい。絶縁性基板２１は複数の絶縁層が積層されて形成されていてもよく、複数の絶縁層の組成が互いに異なっていてもよい。配線２２は、絶縁性基板２１の第１の主面２１ａ上に設けられている。配線２２は、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｐｄ等により構成することができる。
【００２２】
配線２２は、ヒューズ本体１０の一主面上に設けられた端子電極２３，２４に電気的に接続されている。
【００２３】
ヒューズエレメント２０は、ヒューズ本体１０内に設けられている。ヒューズ本体１０は、例えば、Ｂａ、Ａｌ、Ｓｉを主成分とする低温焼成セラミック材料や、アルミナを主成分とする高温焼成セラミック材料などの絶縁性セラミックスにより構成することができる。ヒューズ本体１０は、絶縁性基板２１と同時焼成されたセラミック体により構成されていてもよい。もっとも、ヒューズ本体１０は、例えば、樹脂により構成されていてもよい。
【００２４】
ヒューズ本体１０は、内部空間１１を有する。この内部空間１１は、外部と実質的に連通していない密閉空間である。ヒューズエレメント２０の一部は、内部空間１１内に位置している。内部空間１１内において、ヒューズエレメント２０の一部の両主面及び両側面がヒューズ本体１０の内壁から離間するように設けられている。すなわち、ヒューズ本体１０において、ヒューズエレメント２０の上方、下方、右方及び左方のそれぞれに空洞が設けられている。
【００２５】
ヒューズ１は、発熱体３０をさらに備える。発熱体３０は、例えば、抵抗発熱体により構成することができる。発熱体３０は、例えば、Ｎｉをベースとし、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅの内の少なくとも一種を含む合金等により構成することができる。発熱体３０は、絶縁性基板２１の第２の主面２１ｂの上に配されている。このため、発熱体３０の熱を絶縁性基板２１に効率的に伝達することができる。発熱体３０の少なくとも一部は、内部空間１１内に配されている。発熱体３０と配線２２とは、絶縁性基板２１の上方から平面視したときに少なくとも一部同士が重なるように配されている。発熱体３０は内部空間１１の面積より小さいことが好ましい。空間の中に発熱体が配置されると断熱効果を高めることができるため好ましい。
【００２６】
配線２２に大電流が流れると、発熱体３０にも大電流が流れる。これにより、発熱体３０が発熱する。この発熱体３０の熱により絶縁性基板２１が熱膨張し、破断する。これに伴い、配線２２も破断し、ヒューズ機能が発現する。
【００２７】
ここで、ヒューズ１では、ヒューズエレメント２０の一部が内部空間１１内に位置している。このため、絶縁性基板２１が迅速に加熱され、絶縁性基板２１及び配線２２が短期間のうちに破断する。従って、ヒューズ機能が迅速に発現する。
【００２８】
また、発熱体３０の熱が内部空間１１内に閉じ込められるため、絶縁性基板２１を少ない熱量で効率的に加熱することができる。従って、絶縁性基板２１及び配線２２を確実に破断させることができる。また、発熱体３０の熱が他の部分に影響を及ぼすことを抑制することができる。
【００２９】
また、絶縁性基板２１及び配線２２の破断温度が外気温によって変化することを抑制できるため、破断温度を安定させることができる。
【００３０】
さらに、絶縁性基板２１や配線２２が破断したときに生じる破片の飛散を抑制することができる。
【００３１】
絶縁性基板２１及び配線２２をより確実かつ迅速に破断させる観点からは、内部空間１１内において、ヒューズエレメント２０の一部の両主面及び両側面がヒューズ本体１０の内壁から離間するように設けられていることが好ましい。また、内部空間１１が密閉空間であることが好ましい。絶縁性基板２１がセラミックスからなることが好ましい。
【００３２】
なお、ヒューズ１は、配線２２に大電流が流れた際にヒューズ機能を発現する受動素子であるが、本発明に係るヒューズは、例えば能動素子であってもよい。例えば、発熱体３０に必要に応じて電流を供給し、配線２２を能動的に破断させる能動素子であってもよい。
【００３３】
また、図３に示されるヒューズのように、発熱体を設けず、配線２２に大電流が流れた際に配線２２が発熱し、ヒューズ機能が受動的に発現するようにしてもよい。
【００３４】
また、図４に示すように、配線２２をヒューズ本体１０の両端面にまで引き出し、両端面の上に端子電極２３，２４を設けてもよい。
【００３５】
なお、ヒューズ１は、例えば、以下の要領で製造することができる。まず、ヒューズ本体１０及び絶縁性基板２１を構成するためのセラミックグリーンシートを用意する。具体的には、セラミック原料粉末に、バインダー、可塑剤及び溶剤を混合してスラリーを得る。このスラリーをドクターブレード法などによりキャリアフィルムの上にシート状に形成することによりセラミックグリーンシートを得ることができる。
【００３６】
次に、セラミックグリーンシートの上に、導電性ペーストを塗布することにより、配線２２などを構成するための導電性ペースト層を形成する。また、セラミックグリーンシートに、打ち抜きやレーザー照射により貫通孔を形成した後に、貫通孔に導電性ペーストを充填する。また、内部空間１１を形成するための消失剤（例えば、樹脂ペーストやカーボンペースト）を塗布したセラミックグリーンシートを用意する。樹脂ペーストとしては、ポリプロピレン樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂などを含む樹脂ペーストが好ましく用いられる。
【００３７】
これらのセラミックグリーンシートを適宜積層し、グリーンシート積層体を得る。グリーンシート積層体にプレスを施してもよい。
【００３８】
その後、グリーンシート積層体を焼成することにより、ヒューズ１を完成させることができる。
【００３９】
上記の製造方法によると、ヒューズエレメント２０とヒューズ本体１０とを同時焼成することができ、内部空間１１を前記同時焼成工程において形成することができるため、容易にヒューズ１を作製することができる。なお、予めヒューズエレメント２０を準備しておき、他の絶縁性基板からなるヒューズ本体１０と張り合わせることによりヒューズ１を作製してもよい。
【００４０】
（第４の実施形態）
図５に示されるように、本実施形態では、発熱体３０は内部空間１１の面積より小さい。このため、断熱効果が高められ、ヒューズ機能がより迅速に発現する。
【００４１】
なお、本実施形態では、発熱体３０は、配線３１によってビアホール導体に接続されている。
【符号の説明】
【００４２】
１…ヒューズ
１０…ヒューズ本体
１１…内部空間
２０…ヒューズエレメント
２１…絶縁性基板
２１ａ…第１の主面
２１ｂ…第２の主面
２２…配線
２３，２４…端子電極
３０…発熱体
３１…配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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