(57)【要約】【課題】抵抗回路に大電流が流れる異常時に、ヒューズはんだが基板から滑り落ちてヒューズ機能を失うことを防止する。【解決手段】ホーロー基板１上の抵抗回路２の途中にヒューズベース１６を設け、このヒューズベース１６上にヒューズはんだ７を設置して、温度ヒューズ１４を構成する。ヒューズはんだ７を設置するためのヒューズベース１６は、抵抗回路２に形成した不連続部に微小間隔をあけて連続的にかつ面状に分布させた多数の微小ベース１７の集合体で構成する。抵抗回路２に大電流が流れる異常時に、微小ベース１７の集合体自体には大電流は流れず、微小ベース１７の温度上昇が遅れ、これにより、微小ベース１７に接する部分のはんだ７が溶けるのが遅れて、はんだを引き留める作用を果たし、基板から滑り落ちることを防止する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の抵抗回路の途中に導電ペーストによるヒューズベースを形成し、このヒューズベース上にヒューズはんだを設置して構成した抵抗回路基板の温度ヒューズにおいて、
前記ヒューズベースを、抵抗回路に形成した不連続部に微小間隔をあけて連続的にかつ面状に分布させた多数の微小ベースの集合体で構成したことを特徴とする抵抗回路基板の温度ヒューズ。
【請求項２】
前記微小ベースの集合体からなるヒューズベースの全体輪郭が、幅広部とそれをつなぐ細い幅狭部とを持つ形状であることを特徴とする請求項１記載の抵抗回路基板の温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、ホーロー基板等の基板に抵抗回路を形成した抵抗回路基板の抵抗回路の途中に設ける温度ヒューズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車空調用の抵抗回路基板として、ホーロー基板上に抵抗回路を形成した抵抗回路基板を用いる場合がある。この種の抵抗回路基板は通常、抵抗回路の途中に温度ヒューズを設けるが、この種の温度ヒューズとして、従来、図７（イ）に示すように、ホーロー基板１上の抵抗回路２の途中に導電ペーストによるヒューズベース６（断面ではないがハッチングで示した）を形成し、このヒューズベース６の上に図７（ロ）に示すようにヒューズはんだ（断面ではないが交差ハッチングで示した）７を設置することが行われている。ヒューズベース６は、溶融したはんだの中に溶け込み易い金属すなわちはんだ溶食現象を生じ易い金属のペーストで形成する。こうして構成された従来の温度ヒューズを４で示す。
なお、抵抗回路２およびヒューズベース６は、ホーロー基板１上に抵抗としての導電ペースト（抵抗ペースト）またはヒューズベースとしての導電ペーストをパターンとしてスクリーン印刷し焼成して形成する。ヒューズベース６を形成する導電ペーストは、抵抗回路２を形成する導電ペースト（抵抗ペースト）と同じ導電ペーストを用いることも、異なる導電ペーストを用いることも可能である。
なお、図７では省略したが、実際には、抵抗回路基板の表面は、はんだ７の領域を除き、抵抗回路保護用の保護ガラスで被覆されている。
また、図示のヒューズベース６の形状は、基板温度が高温になった異常時に確実なヒューズ作動を得るために、はんだ（ヒューズはんだ）７とヒューズベース６の接合面を大きくした左右の幅広部６ａとそれをつなぐ細い幅狭部６ｂとを形成したものであり、この種のヒューズベースとして一般的なパターンである。
【０００３】
上記温度ヒューズ４の作動原理について説明すると、何らかの異常で基板１の温度が上昇して一定温度以上になった場合、その熱でヒューズはんだ（以下、はんだと略す）７が溶融する。ヒューズベース６は溶融したはんだ７によって溶食され（はんだ溶食現象が生じ）、ある時間経過した時、溶融はんだがヒューズベース６の特に幅狭部６ｂを溶かし込んで消失させるとともに、溶融はんだが左右の抵抗回路２との境界部側（図示例では幅広部６ａ側）に、表面張力ないし界面張力でそれぞれ丸まった状態となって２つに分かれ、こうして抵抗回路が遮断される。この温度ヒューズ４は、一定の条件で作動して回路を遮断するように設計される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り温度ヒューズは基板１の熱ではんだが溶融して回路遮断機能を果たすものであるが、上記従来の温度ヒューズ４では、例えば、エンジン駆動時にモータロック等の異常が起きて、抵抗回路２に大電流が流れた場合、基板１の熱による回路遮断機能を果たす前にはんだ７が脱落して、本来のヒューズ機能を失う可能性がある。すなわち、抵抗回路２に大電流が流れた場合、その大電流はヒューズベース６およびはんだ７を通って流れるが、ヒューズベース６として例えば銀を使用している場合には、その体積抵抗率ははんだ７と比べて著しく小さいので、ヒューズベース６に電流が集中して流れてヒューズベース６が発熱し、このためはんだ７のヒューズベース６面に接する部分の融けるのが早く、エンジンの振動と相俟って、はんだ７が基板上を滑り落ちる可能性が考えられ、その場合には、温度ヒューズ４が本来の機能を果たせなくなる。
【０００５】
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、抵抗回路基板の抵抗回路の途中に設ける温度ヒューズが本来の機能を失わないように、温度ヒューズを構成するヒューズはんだのヒューズベースへの固定性を高めて、ヒューズはんだがみだりに滑り落ちることのない温度ヒューズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は、基板上の抵抗回路の途中に導電ペーストによるヒューズベースを形成し、このヒューズベース上にヒューズはんだを設置して構成した抵抗回路基板の温度ヒューズにおいて、
前記ヒューズベースを、抵抗回路に形成した不連続部に微小間隔をあけて連続的にかつ面状に分布させた多数の微小ベースの集合体で構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１の温度ヒューズにおける微小ベースの集合体からなるヒューズベースの全体輪郭が、幅広部とそれをつなぐ細い幅狭部とを持つ形状であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態の温度ヒューズ１４を説明する図であり、（イ）はヒューズはんだを設置する前の平面図、（ロ）はヒューズはんだを設置して温度ヒューズ１４を構成した状態の平面図である。図２は図１（ロ）の拡大したＡ−Ａ断面図、図３（イ）は図１（ロ）の拡大したＢ−Ｂ断面図、図３（ロ）は当該温度ヒューズ１４が正しく作動して抵抗回路が遮断された状態での同じくＢ−Ｂ断面図である。図２、図３において、１は金属基板１ａにホーロー層１ｂを被覆したホーロー基板を示す。
図６は前記温度ヒューズ１４を設けた例えば自動車空調用等の抵抗回路基板３の簡略化して示した平面図で、ホーロー基板１上に抵抗回路（単純化している）２を形成し、端子５を設けた構成であり、図示のように、抵抗回路２の途中に温度ヒューズ１４を設けている。
【０００９】
この温度ヒューズ１４は、抵抗回路２の途中に導電ペーストによるヒューズベース１６を形成し、このヒューズベース１６の上に図１（ロ）および図２、図３に示すようにヒューズはんだ（以下、単にはんだという）７を設置した構造である。ヒューズベース１６は、溶融したはんだの中に溶け込み易い金属すなわちはんだ溶食現象を生じ易い金属のペーストで形成する。はんだ溶食現象を生じ易い金属として、銀（Ａｇ）、銀合金（例えばＡｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ）等が用いられる。
【００１０】
抵抗回路２およびヒューズベース１６は、ホーロー基板１上に抵抗としての導電ペースト（抵抗ペースト）またはヒューズベースとしての導電ペーストをそれぞれパターンとしてスクリーン印刷し焼成して形成する。ヒューズベース１６を形成する導電ペーストは、抵抗回路２を形成する導電ペースト（抵抗ペースト）と同じ導電ペーストを用いることも、異なる導電ペーストを用いることも可能である。同じ導電ペーストを用いる場合は、抵抗回路２のパターン形成時にこれと同時にヒューズベース１６を形成する。異なる導電ペーストを用いる場合は、別途、異なる導電ペーストでヒューズベース１６をスクリーン印刷する。
【００１１】
本発明では、図１〜図３に示すように、ヒューズベース１６を、抵抗回路２に形成した不連続部に、微小間隔をあけて連続的にかつ面状に分布させた多数の微小ベース１７の集合体で構成している。
ヒューズベース１６を構成する多数の微小ベース１７の集合体のパターンとしては、ランダムに配置されたものでも差し支えないが、スクリーン印刷をする製造上から、また多数の微小ベースを極力均等に分布させるためにも、図示例のような四角形の微小ベース１７を格子状に配置するパターンが好ましい。そして、微小ベース１７の大きさは０．１〜０．２ｍｍ、微小ベース１７の間隔（隙間）は０．１〜０．２ｍｍ程度が好適である。また、微小ベース１７の厚みはスクリーン印刷できる範囲であるが、３〜２５μｍ、好ましくは５〜１５μｍがよい。
この実施形態のヒューズベース（微小ベース１７の集合体）１６の全体輪郭は、図１（イ）の通り、抵抗回路２に隣接する左右の幅広部１６ａとそれをつなぐ細い幅狭部１６ｂとを持つ形状である。
【００１２】
抵抗回路基板３の表面には、抵抗回路２を保護するための保護ガラス１９を被覆するが、温度ヒューズ１４を設置する箇所は、開口１９ａとしてあけている。
前記はんだ７は、開口１９ａ内全体に設置するとよいが、少なくとも微小ベース１７の集合体の全体（ヒューズベース１６の全体）を覆うように設置されていればよい。
このはんだ７は、例えばハンダバウダーに松ヤニ等のフラックスおよびブチルカルビトール等のシンナーを混合したハンダベーストを用いて印刷し焼成して形成する。この焼成の際に余り高温、長時間とするとヒューズ作動時と同様となり、前記微小ベース１７を溶融してしまうので、低温・短時間として半溶融の多孔質の状態に形成させる。
【００１３】
上記抵抗回路基板３を搭載した自動車において、温度ヒューズ１４が正常に作動する場合について説明すると、何らかの異常で基板１の温度が上昇して一定温度以上になった場合、その熱ではんだ７が溶融する。ヒューズベース１６を構成する微小ベース１７は溶融したはんだ７によって溶食されるが、ある時間経過した時、図３（ロ）に模式的に示したように、溶融はんだが微小ベース１７を溶かし込んで消失させる（特に幅狭部１６ｂの微小ベース１７が消失し易い）とともに、溶融はんだが左右の抵抗回路２との境界部側に、表面張力ないし界面張力でそれぞれ丸まった状態となって２つに分かれ、こうして抵抗回路が遮断される。
しかし、例えばエンジン駆動時にモータロック等の異常が起きて、抵抗回路２に大電流が流れた場合、ヒューズベース１６が間隔をあけて分布させた多数の微小ベース１７からなるので、ヒューズベース１６すなわち微小ベース１７の集合体自体には大電流は流れず、微小ベース１７の温度上昇が遅れる。したがって、微小ベース１７に接する部分のはんだが溶けるのが遅れるので、はんだ７を引き留める作用を果たし、エンジンの振動によっても、はんだ７が基板１上から滑り落ちることを防止することができる。このようにヒューズベースを多数の微小ベース１７の集合体で構成することで、はんだの滑り落ちを防止する役割を果たすことが、本願発明者らの種々の実験の結果、確認されている。
【００１４】
また、ヒューズベース１６を構成する多数の微小ベース１７は、はんだ溶融時に溶食されて消失するが、消失した微小ベース１７を再び設けることは困難である。したがって、温度ヒューズ１４が一旦作動した後に、これを修復することは極めて困難であり、設定した作動条件がみだりに変更されてしまう不都合は生じない。
【００１５】
図１〜図３は各部の具体的な寸法比率、数等について正確に表したものではなく、模式的に示したものであるが、図４に上記温度ヒューズ１４のヒューズベース１６として実際に作製したヒューズベース１６’の一例を平面図で示す。図示のヒューズベース１６’は、０．１ｍｍ角で厚み５μｍの微小ベース１７を０．１ｍｍの格子状の微小間隔をあけて分布させたものである。なお、抵抗回路２とヒューズベース１６との境界部分については、抵抗回路２の一部を櫛歯状に突出させている（長さ０．１５ｍｍの部分）。また、微小ベース１７で構成されるヒューズベース１６の輪郭は、幅広部１６ａの幅が４．１ｍｍ、長さが１．６ｍｍ、幅狭部１６ｂの幅が１．１ｍｍ、長さが０．９ｍｍである。また、温度ヒューズ設置部である保護ガラス開口１９ａは４．５ｍｍ×４．４ｍｍである。
このようなヒューズベース１６’を設けて構成した温度ヒューズは、前述の通り、はんだの滑り落ちを防止する役割を有効に果たすものであった。
【００１６】
微小ベースの形状は、実施形態のような正方形に限定されるものでなく、長方形、あるいは円形その他、適宜の形状を採用することができる。また、微小ベースの集合体であるヒューズベース１６の全体輪郭、微小ベースの大きさ、微小ベース間の間隔（隙間）、微小ベースの数等も適宜変更可能であり、上述の実施形態に限定されない。要するに、短時間に当該微小ベースの集合体（ヒューズベース）を大電流が流れることがなく、温度上昇が遅れて、はんだを引き留める作用を果たすことができればよい。
【００１７】
前記の通り、微小ベースの集合体であるヒューズベース１６の全体輪郭は特に限定されないが、例えば、図５（イ）に示したヒューズベース２６のように、２つの幅広部２６ａ間に短い幅狭部２６ｂを設け、抵抗回路２２との間にも狭部２６ｂを設けた形状、あるいは図５（ロ）に示したヒューズベース３６のように、抵抗回路３２との間に幅狭部３６ｂを設けた１つの長い幅広部３６ａを持つ形状とすることができる。
【００１８】
また、本発明において、抵抗回路基板の基板自体は必ずしもホーロー基板に限るものでなく、例えば、セラミック基板でもよい。
また、抵抗回路は、必ずしも導電ペーストによる回路に限定されない。
また、実施形態では自動車空調用の抵抗回路基板の例で説明したが、これに限らず、種々の用途の抵抗回路基板の温度ヒューズに適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の温度ヒューズによれば、ヒューズはんだを設置するためのヒューズベースを、抵抗回路に形成した不連続部に微小間隔をあけて連続的にかつ面状に分布させた多数の微小ベースの集合体で構成したので、例えばモータロック等の異常時に抵抗回路に大電流が流れる場合でも、ヒューズベースすなわち微小ベースの集合体自体には大電流は流れず、微小ベースの温度上昇が遅れる。これにより、微小ベースに接する部分のはんだが溶けるのが遅れて、はんだを引き留める作用を果たし、はんだが基板から滑り落ちることを防止することができ、これにより温度ヒューズとしての機能が維持される。
【００２０】
ヒューズベースを構成する多数の微小ベースは、はんだ溶融時に溶食されて消失するので、一旦作動した後に修復することは極めて困難であり、設定した作動条件がみだりに変更されてしまう不都合は生じない。
また、温度上昇を遅らせる部分を例えばヒューズベースの本体とは別にその外部に形成する場合と比較して、微小ベースが腐食する恐れは少なく、したがって、腐食してはんだぬれ性が劣化する恐れは少ない。
また、同じくヒューズベースの本体とは別にその外部に形成する場合と比較して、材料（導電ペースト）の使用量を削減でき、コスト低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の抵抗回路基板の温度ヒューズを示す平面図であり、（イ）ははんだを設置する前、（ロ）ははんだを設置した後を示す。
【図２】図１（ロ）の拡大したＡ−Ａ断面図である。
【図３】（イ）は図１（ロ）の拡大したＢ−Ｂ断面図、（ロ）は当該温度ヒューズが正しく作動して抵抗回路が遮断された状態での同じくＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記温度ヒューズのヒューズベースとして実際に作製したヒューズベースの平面図である。
【図５】（イ）、（ロ）はそれぞれ本発明におけるヒューズベースの他の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明を適用しようとする抵抗回路基板の平面図であり、本発明および従来例に共通する図である。
【図７】従来の抵抗回路基板の温度ヒューズを説明する図であり、（イ）ははんだを設置する前、（ロ）ははんだを設置した後を示す（ただし、被覆している保護ガラスは省略）。
【符号の説明】
１　ホーロー基板
２、２２、３２　抵抗回路
３　抵抗回路基板
７　はんだ（ヒューズはんだ）
１４　温度ヒューズ
１６、１６’、２６、３６　ヒューズベース
１６ａ、２６ａ、３６ａ　幅広部
１６ｂ、２６ｂ、３６ｂ　幅狭部
１７　微小ベース
１９　保護ガラス
１９ａ　開口
【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】
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