(57)【要約】【課題】樹脂ベースと樹脂キャップとの密閉シールによる樹脂パッケージ構成のチップ型温度ヒューズにおいて、その密閉シール時の樹脂キャップの割れを防止し、作業効率および歩留の向上、製品の信頼性向上を図る。【解決手段】熱可塑性樹脂により一対のリード部材１，２を樹脂ベース３と一体成形し、リード部材１，２の先端部４にヒューズエレメント５を接続して、樹脂キャップ８をカバーし密閉シールする樹脂パッケージにおいて、樹脂ベース３に設けたメインリブ１０とサブリブ１１の結合手段を介して、樹脂キャップ８を超音波溶着により密閉シールするチップ型温度ヒューズを提供する。【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少なくとも一対のリード部材間にヒューズエレメントを接合し、このヒューズエレメントを樹脂キャップでカバーして密閉シールする温度ヒューズにおいて、前記樹脂ベースは前記ヒューズエレメントを囲繞するメインリブおよびこのメインリブ外周辺部にサブリブを有し、前記樹脂キャップとの結合手段としたことを特徴とするチップ型温度ヒューズ。
【請求項２】
前記サブリブは前記メインリブの外周に沿って形成され、メインリブおよびサブリブは、前記樹脂キャップと超音波溶着により密閉シールしたことを特徴とする請求項１に記載のチップ型温度ヒューズ。
【請求項３】
前記サブリブは前記メインリブの外周辺部に対称的に配置した支柱であり、前記樹脂キャップと超音波溶着により密閉シールしたことを特徴とする請求項１に記載のチップ型温度ヒューズ。
【請求項４】
前記樹脂ベースおよび樹脂キャップはそれぞれ熱可塑性樹脂からなり、前記メインリブの突出長は前記サブリブの突出長と同等もしくはそれ以上に形成したことを特徴とする請求項１ないし３に記載のチップ型温度ヒューズ。
【請求項５】
熱可塑性樹脂のインサート成形により少なくとも一対のリード部材と一体的に形成した樹脂ベースと、前記少なくとも一対のリード部材間に接合され低融点可溶合金にフラックスを被着したヒューズエレメントと、前記樹脂ベースと一体に形成した前記リード部材間に接続した前記ヒュースエレメントをカバーして密閉シールする熱可塑性樹脂からなる樹脂キャップとを具備し、前記樹脂ベースは前記樹脂キャップと熱溶着するメインリブおよびサブリブの結合手段を設け、前記メインリブは前記ヒューズエレメントを囲繞して配置され、前記サブリブは前記メインリブの外周辺部に配置したことを特徴とするチップ型温度ヒューズ。
【請求項６】
樹脂ベースおよび樹脂キャップがフィルムシートであり、前記サブリブは前記メインリブの外周辺部で対称的に配置した支柱であり、前記樹脂キャップと超音波溶着により密閉シールしたことを特徴とする請求項５に記載のチップ型温度ヒューズ。
【請求項７】
前記サブリブの高さは前記メインリブの高さと同等もしくはそれより低く形成したことを特徴とする請求項５および６に記載のチップ型温度ヒューズ。
【請求項８】
前記リード部材が、少なくとも前記樹脂ベースに固着する表面部分には銅めっき層が形成されて融着固定し、前記樹脂ベースおよび樹脂キャップはポリアミドＭＸＤ６を含む熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項５ないし７に記載のチップ型温度ヒュ−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封着して密閉シールしたチップ型温度ヒュ−ズ、特に量産化と薄型化に好適な樹脂パッケージを使用したチップ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低融点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うことによって、電子、電気機器類の保護に利用されている。従来、この種の低融点可溶合金型温度ヒューズは、一対のリード部材間に低融点可溶合金片を接続して用いられ、有機物質を感温素子に用いる感温ペレット型温度ヒュ−ズの動作温度が７０〜２４０℃であることに対し、比較的低い動作温度範囲、例えば６０〜１９０℃で定格電流０．５〜１５Ａの幅広い範囲で使用できる。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を除去するとともに、所定温度で溶融した低融点可溶合金を表面張力により球状化してリード部材間の電気的接続を断つのに役立てられる（特開平０６−２４３７６７号および特開平０４−２８２５２３号公報参照）。
【０００３】一方、電子機器の軽薄短小化に伴い、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が利用されている。加えて、携帯用電子、電気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、回路部品としての温度ヒューズでも厚さが１ｍｍ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マウンタ装置を用いて配線基板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、低融点可溶合金を樹脂フィルムで囲繞することで１ｍｍ厚に満たない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接続してフラックスを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温度ヒュ−ズが知られている（特開２０００−４０４５３号、特開平１１−４００２６号および特開平２−２９１６２４号公報参照）。
【０００４】例えば、特開２０００−４０４５３号公報には、樹脂ベースフィルムの片面に一対の帯状リード導体の先端部を固着し、帯状リード導体の先端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、樹脂ベースフィルムの片面上に樹脂カバーフィルムを配し、両樹脂フィルム周辺のフィルム間および樹脂カバーフィルムと帯状リード導体との間を封止してなる薄型温度ヒューズが開示されている。
【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、リード部材と樹脂ベースとはインサート成形で一体成形され、樹脂ベース上に楕円状リブを設け、この中にヒューズエレメントが位置するようリード部材の先端部間に接続配置して、樹脂フィルムからなる樹脂キャップをカバーし密閉シールしている。しかし、樹脂フィルムからなる樹脂キャップを熱圧着する際、フィルム割れなどの不具合が生じ易く安定した密閉シールが困難であった。
【０００６】したがって、この発明は上述する樹脂ベースと樹脂キャップとの不安定な密閉シール工程に鑑み提案されたものであり、リード部材と一体成形した樹脂ベースと樹脂フィルム状樹脂キャップとの密閉シールを安定化させてパッケージ化する新規かつ改良されたチップ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による樹脂と金属の一体化で樹脂ベースおよび樹脂キャップの密閉シールを安定化して量産化に好適とした樹脂パッケージのチップ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】本発明のチップ型温度ヒューズは、樹脂ベースと一体成形した一対のリード部材間にヒューズエレメントを接合し、このヒューズエレメントを樹脂キャップでカバーして密閉シールするもので、樹脂ベースと樹脂キャップとの密閉シールには樹脂ベースに設けたメインリブとサブリブの熱溶着容易な突起状結合手段を設けたことを特徴とするものであり、樹脂キャップはサブリブとの溶着によりフィルム割れによる不具合発生を防止する。
【０００９】別の観点において、本発明のチップ型温度ヒューズは、耐湿性とガスバリヤ性の優れた熱可塑性樹脂の射出成形により樹脂ベースと一対のリード部材がインサート成形で融着固定して成形され、この一対のリード部材の先端間に低融点可溶合金を接続しフラックスを被着して、耐湿性とガスバリヤ性の優れた熱可塑性樹脂のフィルム状樹脂キャップをカバーし、樹脂ベースに設けた突起状結合手段と超音波溶着により封着されヒューズエレメントを密閉シールする。ここで結合手段はメインリブとサブリブとからなり、好ましくはメインリブの突出長はサブリブの突出長と同等もしくはそれ以上にされる。また、樹脂ベースおよび樹脂キャップは、共に熱可塑性樹脂フィルム材で構成され、少なくとも樹脂ベースにはメインリブとサブリブとが設けられ、これによって樹脂キャップの安定した密閉シールを実現する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明によるチップ型温度ヒューズにおいて、熱可塑性樹脂の射出成形で一対のリード部材を一体成形した樹脂ベースは、突起状結合手段としてのメインリブとサブリブとが設けられる。樹脂ベースのメインリブは、一対のリード部材先端間に接合されたヒューズエレメントを囲繞し、このメインリブの外周辺部分に位置するサブリブが、対称的な支柱あるいはメインリブを取り囲むトラック状突起体等の形状に形成されている。樹脂キャップは、一対のリード部材先端間に接合したヒューズエレメントをカバーして熱溶着により密閉シールされる。好ましくは、樹脂ベースおよび樹脂キャップは、それぞれ耐湿性、耐薬品性およびガスバリヤ性の優れた熱可塑性樹脂材で形成される。ヒューズエレメントは、低融点可溶合金にフラックスを被着して構成され、低融点可溶合金はすず（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、金（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）等を含む金属グル−プから選ばれる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】本発明による、他の実施態様は、熱可塑性樹脂からなるフィルム状の樹脂ベースにメインリブとサブリブを設け、帯状リード部材を樹脂ベース部材に埋設状態で一体成形し、メインリブ領域内で露呈したリード部材の先端部間に低融点可溶合金のヒューズエレメントを接続し、樹脂キャップでカバーして密閉シールする。なお、帯状リード部材と樹脂ベース部材の配置関係については、先端部を樹脂ベース部材のメインリブ内に露呈させればいかなる状態でもよい。注目すべきことは、樹脂ベースと樹脂キャップとは超音波による熱溶着で密閉シールされるが、樹脂ベースに設けたメインリブとサブリブとの存在によって、密閉シール工程やその後の取扱いで樹脂キャップのフィルム割れによる不具合を生ぜずに安定した熱溶着できることが判明したことである。ここで熱可塑性樹脂は、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）、ポリふっかビニリデン（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。特に、ガスバリヤ性と耐薬品性に優れた特性を有するポリアミドＭＤＸ６熱可塑性樹脂が推奨される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例であるチップ型温度ヒューズについて、図１、図２および図３を参照しつつ詳述する。図１は本発明におけるチップ型温度ヒューズの樹脂ベース部分を示す縦断面図である。図２は本発明におけるチップ型温度ヒューズのベース部分を示す平面図である。図３は本発明におけるチップ型温度ヒューズの樹脂キャップと樹脂ベース部分とを超音波溶着により密閉シールした状態の縦断面図である。図１において、一対のリード部材１、２は熱可塑性樹脂、例えば、ポリアミドＭＸＤ６を含む溶融した熱可塑性樹脂のインサート成形により樹脂ベース３と一体成形される。この樹脂ベース３に一体成形される一対のリード部材１，２の先端部領域には、好ましくは銅めっき層を有するヒューズエレメントとの接続部４、４が形成され、ヒューズエレメント５が接続される。ヒューズエレメント５は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ合金の低融点可溶合金６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７を被着して形成する。このヒューズエレメント５は、樹脂ベース３上にカバーされる樹脂キャップ８により密閉シールされる。すなわち、樹脂ベース３に設けたメインリブ１０とその外周辺部に設けられたサブリブ１１とが、熱溶着による結合手段として機能し樹脂キャップ８との密閉シールを可能にする。具体的には樹脂ベース３のメインリブ１０に囲繞され、リード部材１，２の先端部のヒューズエレメントとの接続部４、４間に接続されたヒューズエレメント５を、樹脂キャップ８でカバーして、樹脂キャップ８とメインリブ１０およびサブリブ１１とを超音波溶着により密閉シールすることにより樹脂パッケージ化されたチップ型温度ヒューズＡを完成する。
【００１３】なお、一対のリード部材１、２は、ニッケル（Ｎｉ）リードフレームの所定位置に予め銅めっき層等を形成し、これを金型内に配置して、この金型に溶融状態の熱可塑性樹脂を射出してインサート成形される。ここで、図２に示すように、樹脂ベース３に設けた樹脂キャップ８との結合手段は、図示するように、楕円形状のメインリブ１０と周辺部分の対称的に配置した４個の支柱状サブリブ１１とであり、超音波溶着により同時に樹脂キャップ８と溶着結合する。この結果、メインリブ１０は、囲繞するヒューズエレメント５を密閉シールして気密封着し、サブリブ１１は樹脂キャップ８の割れによる不具合発生を防止する。
【００１４】また、サブリブの形状として、図４に示すようにメインリブの外周に沿って形成されたトラック状のサブリブを用いても上述の効果を奏する。さらに、図５に示すようにメインリブの外周辺部に支柱状でなく、壁状に形成しても同様の効果が得られる。
【００１５】ここで樹脂ベースと樹脂キャップに使用する熱可塑性樹脂は互いに熱溶着すれば同質でも異質でもよく、具体的には上述のポリアミドＭＸＤ６以外にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリ四ふっかエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などを使用することができる。また、これらを任意に配合して使用することもできる。
【００１６】上述の実施例において、結合手段のメインリブ１０とサブリブ１１は、樹脂キャップ８の密閉シール工程での作業面からメインリブ１０よりサブリブ１１の高さを低くするのが好ましい。
【００１７】また、ニッケルリード部材１、２の樹脂ベース３と密着する所定位置に銅めっき層３１を形成することでリード部材と熱可塑性樹脂材との接着性や密着性を向上できる。加えて、両者の接着性強化には、銅めっき層の粗面化、酸化または化成処理等の表面処理が望ましい。特に、銅メッキ層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く、銅メッキ層の表面をシリカ状にしてポリシロキサン被膜を形成して、いわゆる、シランカップリング剤等を用いた表面処理による接着強度の向上が可能となる。また、低融点可溶合金６を接続するリード部材１、２の先端部４、４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との接続を容易にすることもできる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によるチップ型温度ヒュ−ズは、熱可塑性樹脂からなる樹脂ベースがリード部材と一体成形され、リード部材の先端部にヒューズエレメントを接続した後、熱可塑性樹脂からなる樹脂キャップをカバーして密閉シールされる。その際の結合手段に樹脂ベースに設けたメインリブとサブリブを利用して、樹脂キャップと超音波溶着により結合され密閉シールを確実に実施する。特に、サブリブの付設が樹脂キャップのシール作業中や製品の保管や実装状態での割れによる不具合発生を防止する。また、樹脂パッケージ加工を確実容易にして、小型薄型化のチップ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などの実用的効果が期待される。さらに、樹脂パッケージの強度およびシール性を強化し経年変化に影響されることなく常に安定した状態で密閉シール状態を維持し、信頼性の高いチップ型温度ヒューズを提供する。
【００１９】また、本発明によるチップ型温度ヒューズは、熱可塑性樹脂からなる樹脂ベースがリード部材と一体成形され、リード部材の先端部にヒューズエレメントを接続した後、熱可塑性樹脂からなる樹脂キャップをカバーして密閉シールされる。その際リード部材の一体成形される樹脂ベースと固着する部分に銅メッキ層を形成し、また、その銅メッキ層の表面を粗面化や酸化、化成処理等を施すことによって、リード部材と樹脂ベースとの接着性および密着性を向上されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るチップ型温度ヒューズの樹脂ベース部分の縦断面図。
【図２】本発明の実施例に係るチップ型温度ヒューズの樹脂ベース部分の平面図。
【図３】本発明の実施例に係るチップ型温度ヒューズの樹脂ベースと樹脂キャップとをメインリブとサブリブとを介し超音波溶着により密閉シールした状態の縦断面図。
【図４】本発明によるチップ型温度ヒューズのサブリブの他の形状を示す樹脂ベース部分の平面図。
【図５】本発明によるチップ型温度ヒューズのサブリブの他の形状を示し樹脂ベース部分の平面図。
【符号の説明】
１、２  リ−ド部材
３  樹脂ベース
４  リード先端部
５  ヒューズエレメント、
６  低融点可溶合金部
７  フラックス
８  樹脂キャップ
９  リード固着力向上用細孔
１０  メインリブ
１１、１１ａ、１１ｂ  サブリブ
３１  銅メッキ層
Ａ  本発明によるチップ型温度ヒューズ
【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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