(57)【要約】【課題】ヒューズエレメントを樹脂パッケージ化して封止する温度ヒューズであって、リード部材と樹脂ベースとの接着性を向上させて樹脂パッケージのシールを確実にする樹脂封着型温度ヒュ−ズを提供する。【解決手段】一対のリード部材１１，１２を樹脂ベース１３に例えば溶着して固定する際に、リード部材１１，１２に第１および第２の銅めっき層２０，２１４０、４１、４２、４３を設けて樹脂ベース１３との接着性を向上したことを特徴とする樹脂封着型温度ヒューズ。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ベースに固定した一対のリード部材間にヒューズエレメントを架設装着し、このヒューズエレメントを樹脂カバーで被覆する温度ヒューズにおいて、前記一対のリード部材は少なくとも前記樹脂ベースとの結合する境界面部分に銅めっき層を設けたことを特徴とする樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項２】
前記銅めっき層は前記一対のリード部材の先端部分に形成され、前記銅めっき層の第１の部分で前記リード部材と前記樹脂ベースとが固定され、前記銅めっき層の第２の部分でヒューズエレメントを溶着して架設装着したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項３】
前記一対のリード部材の先端部分に第１および第２めっき層が形成され、前記第１めっき層が前記銅めっき層であり、この銅めっき層に前記リード部材と前記樹脂ベースとが固定され、前記第２めっき層にヒューズエレメントを溶着して架設装着したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項４】
前記樹脂ベースおよび樹脂カバーはそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、前記ヒューズエレメントは低融点可溶合金部材にフラックスを被着してなることを特徴とする請求項１ないし３に記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項５】
前記一対のリード部材は前記樹脂ベースとインサート成形で固定され、前記低融点可溶合金部材を前記一対のリード部材の先端間に接続して前記フラックスを被着し、次いで前記樹脂カバーを加熱処理により前記樹脂ベースに封着したことを特徴とする請求項４に記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項６】
樹脂ベースおよび樹脂カバーが樹脂フィルム材であり、前記一対のリード部材が帯状リード導体であり、その先端間に低融点可溶合金部材を接続し、この低融点可溶合金部材にフラックスを被着し、前記樹脂カバーを前記樹脂ベースに封着したことを特徴とする請求項１ないし３に記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項７】
前記樹脂ベースの表面側に前記帯状リード導体がその先端部の一方の面に形成した前記銅めっき層と固定され、前記先端部の他方の面に前記低融点可溶合金部材を接続したことを特徴とする請求項６に記載の樹脂封着型温度ヒュ−ズ。
【請求項８】
前記樹脂ベースの裏面側に前記帯状リード導体の少なくとも一方がその先端部の前記銅めっき層と固定され、前記先端部に突出部を設け、この突出部を前記樹脂ベースに挿通してその表面側に露呈させ、露呈する前記突出部に前記低融点可溶合金部材を接続したことを特徴とする請求項６に記載の樹脂封着型温度ヒュ−ズ。
【請求項９】
前記銅めっき層は粗面、酸化または化成処理等で表面処理され、それにより銅めっき層と樹脂ベースとの接着性を強化することを特徴とする請求項１ないし８に記載の樹脂パッケージタイプ温度ヒューズ。
【請求項１０】
第２めっき層に第１めっき層と異なるめっき種を用いたことを特徴とする請求項１，３記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【請求項１１】
金属イオンと反応することにより硬化する接着剤を用いて、第２めっき層に選択的にシールをすることを特徴とした請求項１〜１０記載の樹脂封着型温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒューズエレメントを樹脂パッケージ化して封止する温度ヒュ−ズ、特に薄型化でチップタイプ構造に好適の低融点可溶合金をヒューズエレメントにした樹脂封着型温度ヒューズに関する。
【０００２】
【従来の技術】低融点可溶合金にフラックスを被着して溶融時の可溶合金を球状化させる温度ヒューズは、周囲温度の異常上昇時に設定した温度で動作して電流遮断を行い電子機器類の保護に利用されている。従来、この種合金型温度ヒューズは、有機物質を感温素子に用いる感温ペレット型温度ヒュ−ズの動作温度７０〜２４０℃に対し、比較的低い動作温度範囲、例えば６０〜１９０℃で使用でき、一対のリード先端側電極部間に低融点可溶合金片を溶着接続している。低融点可溶合金の表面に被着されるフラックスは低融点可溶合金が溶融温度で溶断する際に酸化膜の妨害を阻止すると共に所定温度で溶融した可溶合金を表面張力により球状化して両電極部間の電気的接続を断つのに役立てられる。このような温度ヒュ−ズの例としては、ラジュアル型温度ヒュ−ズのリ−ド位置決めを図る技術として、特開平０６−２４３７６７号に示す技術があり、またラジュアル型温度ヒュ−ズのリ−ド線と封止樹脂界面の剥離を図る技術として特開平０４−２８２５２３号公報に示す技術がある。
【０００３】一方、電子機器の軽薄短小化に伴い配線体は、回路部品のチップ化が進み、これを扱う自動化チップマウンタによる高速の搭載技術を利用して製造されている。加えて、携帯電話等の機器では収容空間の制約から使用する回路部品の薄型化も要求されている。例えば、回路部品でも１ｍｍ角にも満たないチップ状部品が製造され、これらが自動供給システムとダイボンダ装置を用いて配線体に組み込まれている。こうした要請に応じて温度ヒュ−ズでは低融点可溶合金片を樹脂フィルムで囲繞することで１ｍｍ厚に満たない超薄型温度ヒューズが作られている。また、リードフレームを用いて一対のリード部材を樹脂基板上に一体成形し、このリード部材の先端間に低融点可溶合金片を搭載してフラックス塗布したヒューズエレメントとし、樹脂基板上に配置した樹脂フィルムでヒューズエレメントをカバーする薄型化温度ヒュ−ズが、特開平１１−４００２６号公報や特開平２−２９１６２４号公報等に示されている。
【０００４】すなわち、特開平１１−４００２６号公報には、一対の帯状リード導体先端部のニッケル表面に銅導体を設けて絶縁プレートに溶着し、帯状リード導体の先端部間に低融点可溶合金片を接続し、低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、絶縁フィルムを絶縁プレート上に被覆してフラックスを塗布した低融点可溶合金を封止した薄型温度ヒューズが開示されている。一方、銅と樹脂ポリマーとの接着性を向上するために銅表面に粗面、酸化、化成処理を施したりすることのほかに、酸化膜を形成した後珪酸アルカリ溶液で処理する技術が、特開２００２―６９６６１号公報に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱可塑性樹脂をパッケージ材料に使用する温度ヒューズでは、一般に樹脂と金属との境界部分の密着性が低く、機械的ストレスや温度変化、更には保管および使用中の経年変化で気密性低下による不具合等で品質低下や信頼性低下の問題が生じ易い。特に、温度ヒューズ用リード部材として頻繁に使用するニッケル材と樹脂材とは、元来接着性が悪く、これを改良する封着構造の提案が望まれていた。
【０００６】したがって、この発明は上述する樹脂と金属との低い密着性に鑑み、提案されたもので、リード部材と樹脂部材とを密着させてパッケージ化する新規かつ改良された樹脂封着型温度ヒューズの提供を目的とする。
【０００７】さらに、本発明の他の目的は、熱可塑性樹脂のインサート成形、特に樹脂射出・注入による樹脂と金属の一体化で樹脂ベースおよびカバーのパッケージ化を容易にし、かつ量産化に好適とした樹脂封着型温度ヒューズの提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封着型温度ヒューズは、樹脂ベースに固定した一対のリード部材間にヒューズエレメントを架設装着し、このヒューズエレメントを樹脂カバーで被覆してパッケージ化したもので、樹脂ベースとの結合するリード部材との境界面部分に銅めっき層を設けたことを特徴とする。具体的に、銅めっき層は一対のリード部材の先端部分に形成され、銅めっき層の第１の部分でリード部材と樹脂材料とが固定され、銅めっき層の第２の部分でヒューズエレメントを溶着して架設装着する。
【０００９】本発明の別の観点において、一対のリード部材の先端部分に第１および第２めっき層が形成され、第１めっき層を銅めっき層として、この銅めっき層でリード部材と樹脂ベースとが固定され、第２めっき層でヒューズエレメントを溶着して架設装着したことを特徴とする樹脂封着型温度ヒューズを開示する。ここで、一対のリード部材は樹脂ベースのインサート成形で融着して固定され、低融点可溶合金部材を一対のリード部材の先端間に接続してフラックスを被着し、樹脂カバーを加熱処理して樹脂ベースに封着する。また、樹脂ベースおよび樹脂カバーを樹脂フィルム材とし、一対の帯状ニッケルリード導体に銅めっき層を形成した先端間に低融点可溶合金部材を接続し、この低融点可溶合金部材にフラックスを被着し、フィルム状樹脂カバーを樹脂ベースに封着する。
【００１０】
【発明の実施の形態】樹脂ベースに固定した一対のリード部材間にヒューズエレメントを架設装着し、このヒューズエレメントを樹脂カバーで被覆してなり、一対のリード部材の少なくとも樹脂ベースとの結合する境界面部分には銅めっき層を設ける。この銅めっき層は一対のリード部材の先端部分に形成され、その第１の部分でリード部材と樹脂ベースとが固定され、銅めっき層の第２の部分でヒューズエレメントを溶着して架設装着した樹脂封着型温度ヒューズである。樹脂ベースおよび樹脂カバーはそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、ヒューズエレメントは低融点可溶合金部材にフラックスを被着する。低融点可溶合金はすず（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）を含む金属グル−プから選ばれる少なくとも２種以上の組成からなる合金であり、その組成比により６０〜１９０℃の動作温度範囲内で溶断温度が決められる。例えば、動作温度が９８℃の温度ヒュ−ズにはＳｎ−Ｐｂ−Ｂｉを含む三元合金材が、また、１８０℃の温度ヒュ−ズにはＳｎ−Ｐｂの二元合金材が使用される。
【００１１】別の実施態様は、フィルム状樹脂材と帯状リード導体の使用であり、リード導体先端部が樹脂ベースの表面側に固定され、先端部間に低融点可溶合金部材を接続する。また、変形例は帯状リード導体の少なくとも一方の先端部が樹脂ベースの裏面側に固定され、この先端部に突出部を設け、この突出部を樹脂ベースに挿通してその表面側に露呈させ、露呈した突出部に低融点可溶合金部材を接続する。いずれの実施形態においても、銅めっき層は粗面、酸化または化成処理等で表面処理され、それにより銅めっき層と樹脂ベースまたはカバーとの接着性を強化することができる。ここで樹脂材は、熱可塑性樹脂からそれぞれの物理化学的特性や性質を考慮して選択する。例えば、汎用プラスチックのポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニ−ルアルコ−ル（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリエチレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）等、あるいはエンジニアリングプラスチックのポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタ−ル（ＰＯＭ），ポリカ−ボネ−ト（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレ−ト（ＰＢＴ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）等がある。これらは、使用される環境下によって任意に選択することができ、具体的には使用温度、湿度等によって選ぶことが出来る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例である樹脂封着型温度ヒューズについて図１および図２を参照しつつ詳述する。図において、一対のリード部材１１、１２は熱可塑性のポリエチレンテレフタレ−トであるＰＥＴ樹脂ベース１３にインサート成形、例えば、樹脂を射出させて金型内に注入させるインジェクションモ−ルド法により溶着して固定される。この樹脂ベース１３と溶着する一対のリード部材１１、１２の境界部分を含むリード部材先端部領域には、銅めっき層２０、２１が形成されている。この銅めっき層２０、２１の第１の部分は、リード部材１１、１２が樹脂ベース１３と溶着する境界面であり、銅めっき材と樹脂材との良好な接着性と密着性でお互いに強固な結合状態を維持する。また、一対のリード部材１１，１２の銅めっき層２０、２１の第２の部分は先端側にあって低融点可溶合金部材１４が接続され架設装着される。この低融点可溶合金部材１４はＳｎＰｂＢｉ合金からなり、その表面にはロジン、ワックスおよび活性材等を含むフラックス１５を被着してヒューズエレメントを形成する。このヒューズエレメントは樹脂ベース１３上に配置された後、樹脂カバー１６により囲繞され、その周辺を熱融着で封着されて樹脂パッケージ化されて樹脂封着型温度ヒューズとなる。樹脂カバー１６はＰＥＴ樹脂であるがＰＥＴの樹脂ベース１３とはお互いに熱溶融して溶着し気密的樹脂パッケ−ジを構成する。ここで、一対のリード部材１１、１２はニッケル（Ｎｉ）のリードフレームの所定位置に銅めっき層２０、２１を設けたもので、これを金型内に配置してこの金型に溶融状態のＰＥＴ樹脂を射出してインサート成形される。なお、リード部材１１，１２の銅めっき層２０、２１の先端である第２の部分は更に鉛すず合金（ＰｂＳｎ）めっき層を設けると低融点可溶合金部材１４と接続をより確実で容易にできる。ここで、図２に示すように、樹脂ベース１３の上面にリブ１７を形成すれば、この上に配置される樹脂カバー１６との熱融着をより確実に達成できる。また、樹脂ベース１３と密着結合するリード部材１１，１２の一部に穴１８を形成することで樹脂成形体としての固定化に役立たせることができ、必要に応じて樹脂ベース１３の内面の一部に突起部１９を設けて低融点可溶合金部材１４やフラックス１５のガイドとすることもできる。なお、樹脂パッケージは熱可塑性樹脂であれば同質でも異質でもよい。例えば、上述のＰＥＴ以外にもＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＡＲ、ＰＴＦＥ、ＰＯＭおよびＬＣＰなどある。
【００１３】図３および図４は、本発明に係る第２の実施例を示し、特に薄型化に好適の樹脂封着型温度ヒューズである。図３および４において、一対の帯状リード部材３１、３２はそれぞれの先端部に銅めっき層４０、４１を設け、この銅めっき層４０、４１と樹脂フィルム状ベース３３とを固定する。帯状リード部材３１、３２はその先端部の銅めっき層４０、４１が樹脂フィルム状ベース３３の裏面側に固定され、この銅めっき層の一部分に突出部３７を形成して樹脂フィルム状ベース３３を挿通して表面側に露呈させ、この突出部３７間に低融点可溶合金部材３４を接続する。図５は図３に示す実施例の変形例を示しており、一対のリード部材３８、３９の先端部に第２めっき層として、銅めっき層４２、４３を設け、これを樹脂フィルム状ベース３３の表面側に溶着して固定する。この場合銅めっき層４２、４３の先端間に低融点合金部材３４を溶着して架設装着され、フラックス３５を被着する。また、別の変形例として上述する異なる固定方法を併用して採用することもできる。すなわち、図３および図５は帯状リード部材と樹脂フィルム状ベースとの異なる固定方法を示すが、一方のリード部材を図３の方法で、他方のリード部材を図５の方法で固定するものであり、リード部材の区別化や使用時の方向性区分に役立てられる。注目すべきことは、銅めっき層４０、４１を設けることにより樹脂パッケージの強度およびシール性を強化した、経年変化に影響されることなく常に安定した状態で封着状態を維持し、信頼性の高い樹脂封着型温度ヒューズを提供することにある。なお、実施例は帯状リード部材３１、３２が樹脂フィルム状ベース３３の裏面側に溶着固定したものを中心に説明したが、変形例として示すように、一対のリード部材を表面側または裏面側のみに溶着固定するほか、それぞれを異なる方法で固定することもできる。すなわち、帯状リード部材３１，３２はその先端部銅めっき層４０、４１が樹脂フィルム状ベース１３の表面または裏面側に固定される。裏面側に固定する場合にはその先端部に突出部を設けて樹脂フィルム状ベース３３を挿通してその表面側に露呈させ、この場合に銅めっき層の形成は帯状リード部材の片面でもよい。同様に低融点可溶合金部材の接続するリード部材の先端部には銅以外のめっき層を設けてリード部材と低融点可溶合金部材との接続を容易にすることもできる。
【００１４】上述の実施例において、銅めっき層をニッケル等のリード部材の所定位置に設けることはリード部材と樹脂材との接着性や密着性を向上するものであるが、更に両者の接着性を強化するために、銅めっき層は粗面、酸化または化成処理等で表面処理するのが望ましい。特に、銅表面を酸化処理して酸化被膜を形成した後珪酸アルカリ溶液で処理するのが望ましい。すなわち、銅の表面をシリカ状にしてポリシロキサン被膜を形成するものであり、いわゆる、シランカップリング剤等を表面処理して接着強度を向上させる。
【００１５】また、第２めっき層４２、４３と第１めっき層４０、４１とを異なるめっき種にすることもできる。金属イオンとの反応により硬化する接着剤を用いれば、材質によって硬化速度が異なる性質を利用できる。これによって選択的に硬化部位を選ぶことができる。この際、第２めっき層には硬化速度の速い銅をもちい、第１めっき層には硬化速度の遅いすず等のはんだ材を用いることによってシール面である第２めっき層にのみ選択的に樹脂塗布が可能となる。ここで、使用される樹脂としては３９３２Ｄ（スリーボンド製）等があり、この樹脂を使用すれば不要な部分に付いた樹脂を水洗浄等によって洗い流すことが可能となり量産に向いた樹脂と言える。
【００１６】
【発明の効果】本発明による樹脂封着型温度ヒュ−ズは、樹脂ベースがリード部材に密着して強固に接着するため、リード部材の樹脂との境界面に銅めっき層を設けることを特徴とするものであり、樹脂パッケージ加工を確実容易にする。特に、小型薄型化のチップ状部品としての適用範囲を拡大する等品質安定化と信頼性の向上を図る実用的効果が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る樹脂封着型温度ヒューズの断面図。
【図２】図１のカバーの一部を除外して示す樹脂封着型温度ヒューズの平面図。
【図３】本発明の別の実施例に係る樹脂封着型温度ヒューズの部分断面図。
【図４】図３のカバーを一部除外した樹脂封着型温度ヒューズの平面図。
【図５】は図３の変形例として示す樹脂封着型温度ヒューズの断面図。
【符号の説明】
１１、１２、３１、３２、３８、３９　　　　　リ−ド部材
１３、３３　　　　　　　　　　　　　　　　　樹脂ベース
１４、３４　　　　　　　　　　　　　　　　　低融点可溶合金部材、
１５、３５　　　　　　　　　　　　　　　　　フラックス
１６、３６　　　　　　　　　　　　　　　　　樹脂カバー
１７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　リブ
１８　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　穴
１９　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　突起
２０、２１、４０、４１、４２、４３　　　　　銅めっき層（４０、４１；第１めっき層：４２、４３；第２めっき層）
３７　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　突出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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