(57)【要約】【課題】  チップ型ヒューズにおいて、抵抗値の低減と溶断位置の安定とを両立させること。【解決手段】  絶縁基板１と、絶縁基板１の両端部に形成された一対の端面電極１７と、絶縁基板１の上面に形成され一対の端面電極１７に両端が接続されたヒューズ部１５と、を備え、ヒューズ部１５が、第１の金属で形成された第１エレメント１２と、第１の金属よりも低抵抗の第２の金属で形成され第１エレメント１２の所定の中間部分を空けて第１エレメント１２に積層又は隣接して設けられた第２エレメント１４と、を有している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の両端部に形成された一対の電極と、
前記絶縁基板の上面に形成され前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部と、を備え、
前記ヒューズ部が、第１の金属で形成された第１金属層と、前記第１の金属よりも低抵抗の第２の金属で形成され前記第１金属層の所定の中間部分を空けて前記第１金属層に積層又は隣接して設けられた第２金属層と、を有していることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項２】
請求項１に記載のチップ型ヒューズにおいて、
前記第１金属層の前記所定の中間部分に、前記第１の金属及び前記第２の金属よりも低融点な金属で形成された低融点層が直接又は他の金属層を介して積層されていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のチップ型ヒューズにおいて、
前記所定の中間部分が、前記ヒューズ部の他の領域よりも幅が狭く三次元的な狭小部となっていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のチップ型ヒューズにおいて、
前記第２金属層が、前記所定の中間部分の近傍にのみ形成されていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のチップ型ヒューズにおいて、
前記第１金属層が、前記第２金属層よりも薄く形成されていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流による回路破壊を防止するため各種電子機器に使用されるチップ型ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に故障等で生じた過電流の流入により回路破壊が発生することを防止するためにヒューズが用いられているが、近年、装置の小型化に伴って配線板等に表面実装が容易で量産性に優れたチップ型ヒューズが採用されるようになってきた。
従来、例えば特許文献１には、第１ヒューズエレメントとその上部に積層された第１ヒューズエレメントよりも低融点のエレメントで溶断部が構成されるチップ型ヒューズが提案されている。
【０００３】
このチップ型ヒューズは、図９に示すように、絶縁基板１上に、第１ヒューズエレメント２がパターン形成され、さらにその上に第１ヒューズエレメント２よりも低融点の金属で形成された低融点エレメント３が形成されている。このチップ型ヒューズは、電流負荷時に第１ヒューズエレメント２の発熱により低融点エレメント３が溶融し、合金化することで第１ヒューズエレメント２の融点が低下して溶断に至るものである。
【０００４】
また、特許文献２には、ヒューズ部を抵抗部よりも薄肉化したチップ型ヒューズが提案されている。すなわち、このチップ型ヒューズでは、ヒューズエレメント（ヒューズ部）の一部を薄くしてその部分の抵抗値を上昇させることで、溶断位置を安定化させるものである。
【０００５】
さらに、特許文献３には、電源投入時等に生じるパルス的な電流で溶断してしまわないように耐パルス性を向上させるため、ヒューズ素子の長さを電極間距離よりも長くしたチップ型ヒューズが提案されている。
そして、特許文献４には、耐パルス性を向上させるために非直線状となるように折り返されたヒューズ素子を備えたチップ形ヒューズが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１９１９５号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開平１０−７９３０１号公報（特許請求の範囲、図２）
【特許文献３】特開２００４−１３４０９１号公報（特許請求の範囲、図１）
【特許文献４】特開平１１−９６８８５号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、印加電流値の低い低定格品などでは、ヒューズ部の抵抗値を増すために薄膜化が進んでいるが、特許文献１及び２に記載の技術のように、ヒューズ部を単に薄肉化するだけであるとヒューズ全体の抵抗値が上昇してしまい、非効率的な抵抗値上昇を招いてしまう。また、特許文献３及び４に記載の技術では、溶断部の長さを長くして耐パルス性を向上させているが、長い電極間ヒューズのために長さ、幅及び厚さの寸法ばらつきが原因で製品抵抗値のばらつきが大きくなり、通常の溶断時に溶断位置が安定しないという不都合があった。
【０００８】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、抵抗値の低減と溶断位置の安定とを両立させることができ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】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のチップ型ヒューズは、絶縁基板と、前記絶縁基板の両端部に形成された一対の電極と、前記絶縁基板の上面に形成され前記一対の電極に両端が接続されたヒューズ部と、を備え、前記ヒューズ部が、第１の金属で形成された第１金属層と、前記第１の金属よりも低抵抗の第２の金属で形成され前記第１金属層の所定の中間部分を空けて前記第１金属層に積層又は隣接して設けられた第２金属層と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
このチップ型ヒューズでは、ヒューズ部が、第１の金属よりも低抵抗の第２の金属で形成され第１金属層の所定の中間部分を空けて第１金属層に直接又は他の金属層を介して積層又は隣接して設けられた第２金属層を有しているので、第１金属層を薄くしても低抵抗の第２金属層により全体の抵抗値上昇が抑制されると共に、所定の中間部分が三次元的な狭小部となって溶断部となるため、溶断位置を安定化させることもできる。
【００１１】
また、本発明のチップ型ヒューズは、前記第１金属層の前記所定の中間部分に、前記第１の金属及び前記第２の金属よりも低融点な金属で形成された低融点層が積層されていることを特徴とする。すなわち、このチップ型ヒューズでは、溶断部となる所定の中間部分に低融点金属が積層されているので、第１金属層の発熱により低融点金属が先に溶融することで第１の金属と合金化し、第１金属層の融点を低下させて溶断させることができる。
【００１２】
また、本発明のチップ型ヒューズは、前記所定の中間部分が、前記ヒューズ部の他の領域よりも幅が狭く三次元的な狭小部となっていることを特徴とする。すなわち、このチップ型ヒューズでは、所定の中間部分が、ヒューズ部の他の領域よりも厚さ方向だけでなく幅方向においても狭くなったより三次元的な狭小部とされているため、中間部分においてさらに正確に溶断させることができる。
【００１３】
また、本発明のチップ型ヒューズは、前記第２金属層が、前記所定の中間部分の近傍にのみ形成されていることを特徴とする。すなわち、このチップ型ヒューズでは、第２金属層が所定の中間部分の近傍にのみ形成されているので、溶断部となる所定の中間部分付近の第２金属層へ溶断部の熱を拡散させることで、耐パルス性を向上させることができる。この効果により、ヒューズ部を短く設定することができるため、よりばらつきを抑えることができ、製品の抵抗値が安定する。さらに、電極間距離を長くしたものに対し寸法ばらつきを少なくでき、全体の抵抗値のばらつきを抑制することができる。したがって、抵抗値の安定化により、溶断位置をより安定させることができる。なお、第２金属層の位置、体積及び第１金属層との連結部の幅などを調整することで、耐パルス性の制御を行うことも容易となる。
【００１４】
また、本発明のチップ型ヒューズは、前記第１金属層が、前記第２金属層よりも薄く形成されていることを特徴とする。すなわち、このチップ型ヒューズでは、第１金属層が第２金属層よりも薄く形成されているので、溶断部となる所定の中間部分における抵抗値を相対的に上昇させることができ、溶断位置をさらに安定化させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るチップ型ヒューズによれば、ヒューズ部が、第１の金属よりも低抵抗の第２の金属で形成され第１金属層の所定の中間部分を空けて第１金属層に積層又は隣接して設けられた第２金属層を有しているので、全体の抵抗値の低減効果と溶断位置の安定化との両立が可能になる。したがって、印加電流値の低い低定格品等に好適なチップ型ヒューズを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係るチップ型ヒューズの第１実施形態を、図１から図３を参照しながら製造方法と共に構成を説明する。
【００１７】
まず、図１に示すように、絶縁基板１上に、例えばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）又はＣｕ合金（第１の金属）等の金属箔からなる第１エレメント（第１金属層）１２をＨ字状にパターン形成する。なお、本実施形態では、銅箔をラミネート方式で貼り付けて熱圧着固定し、所望のパターンにエッチングして第１エレメント１２を形成している。
【００１８】
なお、第１エレメント１２は、エポキシ系樹脂シート等の接着層を介して絶縁基板１上に接着しても構わない。また、第１エレメント１２は、所望の溶断特性に合わせて厚さやパターン形状が決定される。なお、本実施形態では、第１エレメント１２を１００ｎｍ〜２０μｍの厚さに設定している。
上記絶縁基板１は、絶縁性及び耐熱性が良好なアルミナセラミックス基板、ガラス基板又は樹脂基板等である。
【００１９】
次に、図２に示すように、第１エレメント１２の中間部分の溶断部となる位置に、例えばＳｎ（錫）等の低融点エレメント（低融点層）３をめっき等により積層状態にパターン形成する。この低融点エレメント３を構成する金属材料は、第１エレメント１２の金属材料よりも融点が低く、第１エレメント１２の金属材料と合金化することで、第１エレメント１２の融点を下げるものが選択される。すなわち、過電流が印加された場合、この低融点エレメント３の形成箇所が溶断の主要部となる。また、合金化速度制御のために、第１エレメント１２と低融点エレメント３との間に、例えばＮｉ（ニッケル）層などを積層する場合もある。
【００２０】
さらに、図３に示すように、低融点エレメント３上を除いた第１エレメント１２上に、第１エレメント１２よりも低抵抗な金属材料（第２の金属）である例えばＡｇ（銀）又はＰｄ（パラジウム）等の第２エレメント（第２金属層）１４を積層状態にパターン形成する。本実施形態では、Ａｇめっきにより第２エレメント１４をパターン形成している。なお、第２エレメント１４を、銀箔をラミネート方式で貼り付けて熱圧着固定し、第１エレメント１２と同様に、所望のパターンにエッチングして形成しても構わない。
【００２１】
また、第２エレメント１４は、第１エレメント１２よりも厚く、かつ第１エレメント１２の１０倍以内の厚さで形成される。このようにして第１エレメント１２、低融点エレメント３及び第２エレメント１４からなるヒューズ部１５が形成される。そして、第１エレメント１２及び第２エレメント１４の両端部は、一対の表面電極１６とされる。
【００２２】
そして、これら第１エレメント１２、低融点エレメント３及び第２エレメント１４上に、フィラー含有エポキシ系樹脂等からなる保護層（図示略）をスクリーン印刷等で形成する。
保護層形成後に、絶縁基板１の裏面に裏面電極（図示略）を導電性樹脂の印刷硬化等によりパターン形成する。なお、第１エレメント１２の形成前に裏面電極を形成する場合は、メタルグレーズ系ペーストや金属有機物ペーストの印刷焼成等で形成することもできる。なお、ここまでの工程は、絶縁基板１を複数のチップ状に分割する以前の１枚の平板状態で複数を一括して処理する。
【００２３】
次に、平板状態の絶縁基板１を短冊状に一次分割し、その絶縁基板１の端面に、導電性樹脂ペースト又はスパッタによる金属膜を形成し、さらにチップ状に二次分割した状態で、絶縁基板１の端面に、ＳｎメッキやＮｉ（ニッケル）めっき等を施して端面電極１７を形成する。この端面電極１７を介して裏面電極が、ヒューズ部１５の表面電極１６に導通される。このようにして、チップ型ヒューズ１０が作製される。
【００２４】
すなわち、このチップ型ヒューズ１０は、絶縁基板１と、絶縁基板１の両端部に形成された一対の端面電極１７と、絶縁基板１の上面に形成され一対の端面電極１７に両端が接続されたヒューズ部１５と、を備え、このヒューズ部１５が、Ｃｕで形成された第１エレメント１２と、Ｃｕよりも低抵抗のＡｇで形成され第１エレメント１２の所定の中間部分（低融点エレメント３の形成部分）を空けて第１エレメント１２に積層して設けられた第２エレメント１４と、を有している。
【００２５】
本実施形態のチップ型ヒューズ１０では、ヒューズ部１５が、Ｃｕよりも低抵抗のＡｇで形成され第１エレメント１２の所定の中間部分（低融点エレメント３の積層部分）を空けて第１エレメント１２に積層された第２エレメント１４を有しているので、第１エレメント１２を薄くしても低抵抗の第２エレメント１４により全体の抵抗値上昇が抑制されると共に、所定の中間部分が三次元的な狭小部となって溶断部となるため、溶断位置を安定化させることもできる。
【００２６】
また、第１エレメント１２における溶断部となる所定の中間部分に低融点エレメント３が積層されているので、第１エレメント１２の発熱により低融点エレメント３が先に溶融することでＣｕの第１エレメント１２と合金化し、第１エレメント１２の融点を低下させて溶断させることができる。したがって、溶断部となる所定の中間部分において、速断性を向上させることができる。
さらに、第１エレメント１２が第２エレメント１４よりも薄く形成されているので、溶断部となる所定の中間部分における抵抗値を相対的に上昇させることができ、溶断位置をさらに安定化させることができる。
【００２７】
次に、本発明に係るチップ型ヒューズの第２実施形態及び第３実施形態について、図４から図７を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２８】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、両端を直線状のヒューズ部１５で連結しているのに対し、第２実施形態のチップ型ヒューズ２０は、図４から図６に示すように、両端を非直線状のヒューズ部２５で連結し、第１エレメント２２の折り曲げた中間部分に低融点エレメント３が形成され、さらに低融点エレメント３を除く第１エレメント２２上に第２エレメント２４が積層されている点である。
【００２９】
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態が両端を直線状のヒューズ部１５で連結しているのに対し、第３実施形態のチップ型ヒューズ３０は、図７に示すように、中間部分に向けてテーパー状に幅を狭くしたヒューズ部３５で両端が連結され、その第１エレメント３２の中間部分に低融点エレメント３が形成され、さらに低融点エレメント３を除く第１エレメント３２上に第２エレメント３４が積層されている点である。
すなわち、この第３実施形態では、低融点エレメント３が形成され溶断部となる第１エレメント３２の中間部分が、ヒューズ部３５の他の領域よりも幅が狭く、より三次元的な狭小部となっているため、該中間部分においてさらに正確に溶断させることができる。
【００３０】
次に、本発明に係るチップ型ヒューズの第４実施形態について、図８を参照しながら説明する。
【００３１】
第４実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第２エレメント１４が第１エレメント１２上に積層されているのに対し、第４実施形態のチップ型ヒューズ４０では、図８に示すように、ヒューズ部４５の第２エレメント（第２金属層）４４が、低融点エレメント３（所定の中間部分）の近傍にのみ形成され、第１エレメント４２の側方に隣接して設けられている点である。
【００３２】
すなわち、第４実施形態では、第２エレメント４４が第１エレメント４２に隣接していると共に低融点エレメント３の近傍にのみ形成されているので、第１実施形態の効果に加え、溶断部となる低融点エレメント３付近の第２エレメント４４で溶断部の熱を拡散させるヒートマス効果が得られ、耐パルス性を向上させることができる。また、この効果によりヒューズ部４５を短く設定することができるため、製品の抵抗値が安定し、よりばらつきを抑えることができる。
【００３３】
さらに、電極間距離を長くしたものに対し寸法ばらつきを少なくでき、全体の抵抗値のばらつきを抑制することができる。したがって、抵抗値の安定化により、溶断位置をより安定させることができる。なお、第２エレメント４４の位置、体積及び第１エレメント４２との連結部の幅などを調整することで、耐パルス性の制御を行うことも容易となる。
【００３４】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、溶断の速断性等を向上させるために、第１エレメント１２、２２、３２、４２の溶断部となる位置の下に、シリコーン系樹脂等の絶縁層を設けても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のチップ型ヒューズにおいて、第１エレメント形成時の平面図及び第１エレメントの側面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態のチップ型ヒューズにおいて、低融点エレメント形成時の平面図及び第１エレメントと低融点エレメントとの側面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のチップ型ヒューズを示す平面図及びヒューズ部の側面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態のチップ型ヒューズにおいて、第１エレメント形成時の平面図及び第１エレメントの側面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態のチップ型ヒューズにおいて、低融点エレメント形成時の平面図及び第１エレメントと低融点エレメントとの側面図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のチップ型ヒューズを示す平面図及びヒューズ部の側面図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態のチップ型ヒューズを示す平面図及びヒューズ部の側面図である。
【図８】本発明に係る第４実施形態のチップ型ヒューズを示す平面図及びヒューズ部の側面図である。
【図９】本発明に係る従来例のチップ型ヒューズを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…絶縁基板、３…低融点エレメント（低融点層）、１０、２０、３０、４０…チップ型ヒューズ、１２、２２、３２、４２…第１エレメント（第１金属層）、１４、２４、３４、４４…第２エレメント（第２金属層）、１５、２５、３５、４５…ヒューズ部、１６…表面電極、１７…端面電極
【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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【図６】
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【図７】
2006310277.tif 000009
【図８】
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【図９】
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