(57)【要約】【課題】  複数の温度ヒューズ間に電位差による電流が流れて、温度ヒューズが変質し性能が低下することを防止する。【解決手段】  本発明の抵抗回路基板は、基板１に形成した抵抗回路２に複数の温度ヒューズ１４（図２はその１つ）を持つ。導電ペーストによるヒューズベース６を抵抗回路２の橋渡しをするように形成する。温度ヒューズ部分１４を除き、抵抗回路２を保護する保護ガラス８を被覆する。ヒューズベース６上にヒューズはんだ７を設置し、さらにヒューズはんだ７上に合成樹脂による絶縁皮膜１５を形成する。保護ガラス８上に電解質媒体があった場合でも、複数の温度ヒューズ１４間に電位差による電流が流れる恐れはない。ヒューズはんだが酸化等により経時劣化する恐れもない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成した抵抗回路に複数の温度ヒューズを設け、前記温度ヒューズ部分を除く領域の少なくとも抵抗回路上に耐熱・絶縁性保護皮膜を形成した抵抗回路基板における温度ヒューズであって、
導電ペーストによるヒューズベースを抵抗回路の橋渡しをするように形成し、前記ヒューズベース上にヒューズはんだを設置するとともに、前記ヒューズはんだ上に合成樹脂による絶縁皮膜を形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】
前記ヒューズベースは、ヒューズはんだとの接合面積を広くした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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホーロー基板等の基板に抵抗回路を形成するとともに、前記抵抗回路に複数の温度ヒューズを設けた抵抗回路基板における温度ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、市販のヒューズ部品（ガラス管入りヒューズや平板形温度ヒューズ等）を、抵抗回路の不連続な離隔部に設置するものがある（特許第2788782号）。
【０００３】
また、ホーロー基板上の抵抗回路に不連続な離隔部を設け、離隔部の両側をヒューズはんだ（低融点金属）で直接橋渡しするものもある（特許第2991726号公報の図５（従来例）、特開平2-133981号）。なお、特開平2-133981号の発明そのものは、離隔部の両側の電極（抵抗回路端部）を多数の独立した微小電極の集合体で構成している。
【０００４】
また、ホーロー基板上の抵抗回路の不連続な離隔部に、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の上にヒューズはんだを設置するものがある（特許第2991726号の図１〜図４）。
【０００５】
また、ヒューズ作動時における溶融玉の外部への落下を防止するために、ヒューズ収納部にはんだ溶融玉受け部を設けたものもある（特開平9-245607号）。また、ヒューズ部分の損傷防止及び修復防止を図るために金属板製保護ケースを設けたものもある（特許第2862316号）。
【０００６】
ヒューズベースを形成しその上にヒューズはんだを設置した温度ヒューズ（特許第2991726号の発明と同様なもの）の具体例を説明すると、図６（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を形成し、ヒューズベース６の近傍を除く基板回路面を抵抗回路保護用の保護ガラス８で被覆した後、保護ガラス８の開口８ａ内のヒューズベース６の上に図６（ロ）、（ハ）に示すようにヒューズはんだ７を設置する。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。
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る。
【０００７】
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を溶かし込んで消失させるとともに、溶融はんだが表面張力ないし界面張力で丸まった状態となることで、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。
【特許文献１】特許第2788782号
【特許文献２】特許第2991726号
【特許文献３】特開平2-133981号
【特許文献４】特開平9-245607号
【特許文献５】特許第2862316号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように従来の各温度ヒューズでは、市販のヒューズ部品を用いるものでは、当然、ヒューズ部分が絶縁材で覆われているが、ヒューズはんだ直接設置するタイプの温度ヒューズでは、抵抗回路の不連続な離隔部にヒューズはんだを直接設置したものにしても、あるいは、ヒューズベースを設けてその上にヒューズはんだを設置したもにしても、いずれも、ヒューズはんだは露出させている。
これは、ホーロー基板が加熱してヒューズはんだが溶融し、ヒューズベースを溶食すると同時に、表面張力により丸くなってヒューズ機能を果たすという温度ヒューズの動作原理から、従来は、ヒューズはんだが表面張力で丸くなる動作を妨げないために、当然、ヒューズはんだ部分を空間とする必要があるとして、ヒューズはんだを露出させていたものである。
【０００９】
ところで、自動車空調用の抵抗回路基板には通常は温度ヒューズを１個設けるのみである。そのような一般的な場合には、ヒューズ作動上の要求に従ってヒューズはんだ７を露出させることに、特に問題はない。しかし、抵抗回路基板に複数の温度ヒューズを設ける場合もある。そのような場合、ヒューズはんだ７が露出していると、保護ガラス８上に電解質媒体がある場合には、温度ヒューズ間の電位差により温度ヒューズ（ヒューズはんだ）がガルバニ腐食を起こし、正常に作動しなくなる可能性がある。また、露出しているヒューズはんだが酸化等により経時劣化する恐れもある。
【００１０】
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、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場合がある。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。
【００１１】
はんだ溶融玉受け部を設けたもの（特開平9-245607号）や、金属板製保護ケースを設けたもの（特許第2862346号）では、はんだ溶融玉が落下することは概ね防止できると言えるが、前述のような、はんだ７のヒューズベース６面に接する部分だけが融けた段階で基板上を滑り落ちてヒューズ機能を喪失する現象を防止するには、必ずしも有効とは言えない。また、温度ヒューズ間に電流が流れる問題は解消できないし、また、経時劣化の問題も防止できない。また、構成も煩雑になる。
【００１２】
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、複数の温度ヒューズを設けた抵抗回路基板において、温度ヒューズ間に電流が流れて温度ヒューズが変質し正常に作動しなくなることを防止し、また、ヒューズはんだが酸化等により経時劣化する恐れをなくし、さらに、モータロック等の異常時のヒューズはんだ落下防止によるヒューズ機能喪失を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、基板に形成した抵抗回路に複数の温度ヒューズを設け、前記温度ヒューズ部分を除く領域の少なくとも抵抗回路上に耐熱・絶縁性保護皮膜を形成した抵抗回路基板における温度ヒューズであって、導電ペーストによるヒューズベースを抵抗回路の橋渡しをするように形成し、前記ヒューズベース上にヒューズはんだを設置するとともに、前記ヒューズはんだ上に合成樹脂による絶縁皮膜を形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２は、前記ヒューズベースが、ヒューズはんだとの接合面積を広くした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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の抵抗回路基板の温度ヒューズによれば、ヒューズはんだの上に合成樹脂による絶縁皮膜を形成しているので、複数の温度ヒューズ間に電位差による電流が流れる恐れはない。したがって、電流が流れることで温度ヒューズが変質し正常に作動しなくなる恐れもなくなる。
また、ヒューズはんだは露出していないから、ヒューズはんだが酸化等により経時劣化する恐れもない。
また、モータロック等の異常時に抵抗回路に大電流が流れた場合、ヒューズベースの発熱でヒューズはんだのヒューズベース面に接する部分が早い段階で融けて、ヒューズはんだとヒューズベースとの間の結合力が失われる場合があるが、ヒューズはんだは皮膜（絶縁皮膜）で覆われているので、この皮膜による保持力で基板上を滑り落ちることは防止され、ヒューズ機能を喪失することを防止できる。
【００１６】
なお、ヒューズはんだが皮膜で覆われていることは、基板の熱でヒューズはんだが溶融して回路遮断機能を果たす際のヒューズ作動性の面では、やや不利といえるが、種々実験した結果、シリコン樹脂等の合成樹脂の絶縁皮膜は、溶融はんだの挙動を堅固に拘束するほどではなく、ヒューズ作動性への影響は小さく、ヒューズ機能を妨げないものであることが確認された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施した抵抗回路基板の温度ヒューズについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の抵抗回路基板の温度ヒューズの一実施例を示すもので、同図（ハ）は温度ヒューズ１４の完成状態の平面図、同図（イ）、（ロ）は完成前の状態の平面図、図２は図１（ハ）のＡ−Ａ断面図である。図５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を簡略化して示したもので、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、図示例では２つの温度ヒューズ１４を抵抗回路２の途中に設けている。ホーロー基板１は、図示は省略したが、金属コアをガラス質のホーロー層で被覆した構成である。
【００１９】
これらの図において、６は導電ペーストによるヒューズベースであり、抵抗回路２の離隔部を橋渡しをするように形成されている。図示例のヒューズベース６は、図６と同様に、はんだとの接合面積を広くした両側の幅広部６ａとそれをつなぐ中央の細い幅狭部６ｂとを持つ形状である。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（耐熱・絶縁性保護皮膜）８を焼成により被覆しているが、ヒューズベース６の近傍は開口８ａとしている。そして、前記ヒューズベース６の上にヒューズはんだ７（図１（ロ）では交差ハッチングで示している）を設置し、このヒューズはんだ７上に、図１（ハ）、図２に示すように、耐熱性や要求性能に応じた合成樹脂、例えばシリコン樹脂等の合成樹脂を塗布し硬化させて絶縁皮膜１５を形成している。なお、ヒューズはんだ７は、通常、保護ガラス８の開口８ａ内ではんだを溶かしてヒューズベース６を覆うようにする。図示例では、ヒューズはんだ７は開口８ａを概ね埋めるように設置しているが、その大きさはヒューズベース６からのはみ出しが極力少ない方が望ましい。また、図示例の絶縁皮膜１５は、開口８ａを埋めているヒューズはんだ７に合わせて、開口８ａより一回り広くしているが、少なくともヒューズはんだ７の全体を余裕を持って覆える程度の広さで形成する。
【００２０】
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。はんだ溶食現象の生じやすい金属として、例えば銀（Ａｇ）、銀合金（例えばＡｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ）等が用いられる。抵抗回路２も導電ペーストで形成するが、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）又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６を形成する導電ペーストは、抵抗回路を形成する導電ペースト（抵抗ペースト）と同じ材料を用いることも、異なる材料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６を形成する。異なる導電ペーストを用いる場合は、抵抗回路２に不連続部を形成し、その不連続部に異なる導電ペーストでヒューズベース６を形成する。
【００２１】
上記の温度ヒューズ１４の本来のヒューズ動作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を溶かし込んで消失させるとともに、例えば図３に示すように、溶融はんだ（ヒューズはんだと同じ符号７で示す）が表面張力ないし界面張力で丸まった状態となることで、抵抗回路が遮断される。この場合、ヒューズベース６に幅狭部６ｂを形成していることで、この幅狭部６ｂが溶融はんだによる溶食で消失し易く、ヒューズ作動性が良好である。
なお、図３では、ヒューズベース６の幅狭部６ｂが消失して溶融はんだ７が両側の若干残る幅広部６ａに引き寄せられた状態で示したが、ヒューズはんだ７が溶融して回路遮断する際の溶融はんだの挙動は、常に一定と言うものではなく多様なので、溶融はんだの挙動は図示例の場合に限るものではない。例えば、溶融はんだが両側の抵抗回路２から分断される状態となる場合もあり、表面張力により丸まったり重力や振動により溶融はんだが移動し、回路遮断に到る。
なお、はんだ（ヒューズはんだ）７の表面及び内部にはフラックスが含まれており、はんだ７が溶融した場合にフラックスがしみ出しはんだ７が移動できるようになり、回路遮断が可能となる。前記の通り溶融はんだの挙動は多様であるが、図３の場合、概ね、左右に寄った溶融はんだ７の間にフラックスが集まると考えられる（フラックスを１６で示す）。
【００２２】
この抵抗回路基板３には温度ヒューズ１４が２つ設置されているが、各温度ヒューズ１４の上には絶縁皮膜１５が形成されているので、保護ガラス８上に電解質媒体があった場合でも、両温度ヒューズ１４間に電流が流れる恐れはない。したがって、従来の露出していた温度ヒューズと異なり、温度ヒューズ間の電位差により、温度ヒューズ（ヒューズはんだ）がガルバニ腐食を起こす問題は生じない。また、ヒューズはんだは絶縁皮膜１５で被覆されているから、酸化等により経時劣化する恐れもない。
なお、ヒューズはんだ７が皮膜（絶縁皮膜７）で覆われていることは、基板の熱でヒューズはんだ７が溶融して回路遮断機能を果たす際のヒューズ作動性の面では、やや不利といえるが、上述した実施例の温度ヒューズ１４について種々実験した結果、シリコン樹脂等の合成樹脂の絶縁皮膜１５は、溶融はんだの挙動を堅固に拘束するほどではなく、ヒューズ作動性への影響は小さく、ヒューズ機能を妨げないものであることが確認された。
【００２３】
また、例えば、エンジン駆動時のモータロック等で抵抗回路２に大電流が流れて、ヒューズはんだ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、ヒューズはんだ７とヒューズベース６との間の結合力が失われた場合でも、ヒューズはんだ７が絶縁皮膜１５で覆われているので、この皮膜による若干の保持力で基板上を滑り落ちることは防止され、ヒューズ機能を喪失することを防止できる。
【００２４】
上記の通り、温度ヒューズ１４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、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、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、ヒューズはんだ７とヒューズベース６との間の結合力が失われる場合がある。この場合、従来のようにヒューズはんだが露出していると、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が、本発明ではヒューズはんだ７が絶縁皮膜１５で覆われているので、この皮膜による若干の保持力で基板上を滑り落ちることは防止され、ヒューズ機能を喪失することを防止できる。
【実施例２】
【００２５】
ヒューズベース６のパターンとしては、上述の実施例に限らず、図４（イ）に示すように、抵抗回路２側との間及び中央の３箇所に幅狭部６ｂを持ち、幅広部６ａが２つ設けられた形状とすることもできる。
また、図４（ロ）に示すように、図４（イ）の中央の幅狭部６ｂをなくして長い１つの幅広部６ａを設けた形状とすることもできる。
【００２６】
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、実施例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。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例の抵抗回路基板の温度ヒューズを示すもので、（イ）はヒューズはんだを設置する前の状態、（ロ）はヒューズはんだを設置した状態、（ハ）はヒューズはんだの上に絶縁被覆を形成して温度ヒューズを完成させた状態のそれぞれ平面図である。
【図２】図１（ハ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２の温度ヒューズのヒューズ作動後の状態を模式的に示した断面図である。
【図４】（イ）、（ロ）はそれぞれヒューズベースのパターンの他の実施例を示す平面図である。
【図５】本発明を適用しようとする抵抗回路基板の一例を示す平面図である。
【図６】従来の温度ヒューズを示すもので、（イ）はヒューズはんだを設置する前の状態の平面図、（ロ）はヒューズはんだを設置した状態の平面図、（ハ）は（ロ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ホーロー基板（基板）
２  抵抗回路
３  抵抗回路基板
５  （抵抗回路基板の）端子
６  ヒューズベース
６ａ  幅広部
６ｂ  幅狭部
７  ヒューズはんだ（溶融はんだも同符号で示す）
８  保護ガラス（耐熱・絶縁性保護皮膜）
８ａ  開口
１４  温度ヒューズ
１５  絶縁皮膜
【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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