(57)【要約】【課題】本発明は、スパッタを用いてエレメント部を形成しても溶断特性を安定させることができる回路保護素子を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の回路保護素子は、絶縁基板１１の両端部に設けられた一対の上面電極１２を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極１２と電気的に接続されたエレメント部１３と、このエレメント部１３と前記絶縁基板１１との間に設けられた下地層１４と、前記下地層１４の上面のエレメント部１３に形成された溶断部１５と、前記エレメント部１３を覆う絶縁層１６と、前記絶縁基板１１の両端部に形成された端面電極１７とを備え、前記エレメント部１３を、スパッタで形成されたスパッタ層１３ａと、このスパッタ層１３ａの上面にめっきで形成されためっき層１３ｂとで構成し、前記めっき層１３ｂの材料を、前記スパッタ層１３ａより熱伝導率が小さく比抵抗が大きい金属で形成したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、この絶縁基板の両端部に設けられた一対の上面電極と、この一対の上面電極を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されたエレメント部と、このエレメント部と前記絶縁基板との間に設けられた下地層と、前記下地層の上面に位置するエレメント部に形成された溶断部と、前記エレメント部を覆うように設けられた絶縁層と、前記絶縁基板の両端部において前記エレメント部の上面と接続された端面電極とを備え、前記エレメント部を、スパッタで形成されたスパッタ層と、このスパッタ層の上面にめっきで形成されためっき層とで構成し、前記めっき層の材料を、前記スパッタ層より熱伝導率が小さく比抵抗が大きい金属で形成した回路保護素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する回路保護素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の回路保護素子について図２を用いて説明する。
【０００３】
図２は従来の回路保護素子の断面図である。
【０００４】
図２において、従来の回路保護素子は、絶縁基板１と、この絶縁基板１の両端部に設けられた一対の上面電極２と、この一対の上面電極２を橋絡するエレメント部３と、このエレメント部３と前記絶縁基板１との間のシリコーン樹脂からなる下地層４と、絶縁基板１の両端部に形成されかつ前記エレメント部３の上面と接続された端面電極５と、前記エレメント部３を保護する絶縁層６とを備えていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成は、電流容量が小さく高い抵抗値が必要な場合にエレメント部３をスパッタで形成することが考えられるが、この場合、生産工程中や実装時に上方から圧力が加わると、エレメント部３の下面に位置する下地層４が柔らかいシリコーン樹脂で構成されているため、エレメント部３の中央部が下方へ押し込められ、また、スパッタで形成されたエレメント部３の厚みは薄くて応力には弱いため、エレメント部３が損傷し、電気伝導性が変動する可能性があり、これにより、溶断特性が安定しない場合があるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので、スパッタを用いてエレメント部を形成しても溶断特性を安定させることができる回路保護素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を解決するために本発明は、特に以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板と、この絶縁基板の両端部に設けられた一対の上面電極と、この一対の上面電極を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極と電気的に接続されたエレメント部と、このエレメント部と前記絶縁基板との間に設けられた下地層と、前記下地層の上面に位置するエレメント部に形成された溶断部と、前記エレメント部を覆うように設けられた絶縁層と、前記絶縁基板の両端部において前記エレメント部の上面と接続された端面電極とを備え、前記エレメント部を、スパッタで形成されたスパッタ層と、このスパッタ層の上面にめっきで形成されためっき層とで構成し、前記めっき層の材料を、前記スパッタ層より熱伝導率が小さく比抵抗が大きい金属で形成したもので、この構成によれば、スパッタ層の上面に形成されためっき層によって、エレメント部の厚みを厚くすることができるため、応力に対するエレメント部の強度を強くすることができ、これにより、下地層を柔らかいシリコーン樹脂で構成しても、上方からの圧力によってエレメント部が損傷し、電気伝導性が変動することを防止できるため、溶断特性を安定させることができるという作用効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明の回路保護素子は、エレメント部を、スパッタで形成されたスパッタ層と、このスパッタ層の上面にめっきで形成されためっき層とで構成しているため、エレメント部の厚みを厚くすることができ、これにより、応力に対するエレメント部の強度を強くすることができるため、下地層を柔らかいシリコーン樹脂で構成しても、上方からの圧力によってエレメント部が損傷し、電気伝導性が変動することを防止でき、この結果、溶断特性を安定させることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態における回路保護素子の断面図
【図２】従来の回路保護素子の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態における回路保護素子について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態における回路保護素子の断面図である。
【００１５】
本発明の一実施の形態における回路保護素子は、図１に示すように、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の両端部に設けられた一対の上面電極１２と、この一対の上面電極１２を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極１２と電気的に接続されたエレメント部１３と、このエレメント部１３と前記絶縁基板１１との間に設けられた下地層１４と、前記下地層１４の上面に位置するエレメント部１３に形成された溶断部１５と、前記エレメント部１３を覆うように設けられた絶縁層１６と、前記絶縁基板１１の両端部において前記エレメント部１３の上面と接続された端面電極１７とを備えているものである。
【００１６】
そして、エレメント部１３を、スパッタで形成されたスパッタ層１３ａと、このスパッタ層１３ａの上面にめっきで形成されためっき層１３ｂとで構成している。
【００１７】
上記構成において、前記絶縁基板１１は、その形状が方形状で、Ａｌ2Ｏ3を５５〜９６％含有するアルミナで構成されている。また前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１の上面の両端部に銀等を印刷することによって形成されている。
【００１８】
また、前記スパッタ層１３ａは上面電極１２と、絶縁基板１１、下地層１４の上面に設けられ、銅、銀、アルミニウムまたはアルミニウムと銅との合金等で構成されている。なお、このスパッタ層１３ａをアルミニウムのみで構成するとヒロックが発生する場合があるため、銅を０．５重量％程度添加してアルミニウムと銅との合金とすれば、ヒロックの発生を防止できる。そして、スパッタ層１３ａはエレメント部１３の主要部を構成し、先にスパッタ層１３ａが溶融することにより、最終的にエレメント部１３が溶断する。
【００１９】
なお、スパッタ層１３ａの下面、かつ絶縁基板１１、上面電極１２、下地層１４の上にクロム、チタン等の絶縁基板１１との密着性のよい材料をスパッタにより構成してもよい。また、スパッタ層１３ａの上面に、スパッタ層１３ａのめっき処理の酸への溶解を防止するために、ニッケルまたはニッケルと銅との合金をスパッタしてもよい。さらに、これらの材料として、スパッタ層１３ａより熱伝導率が低く、比抵抗、融点が高いものを用い、これらの厚みをスパッタ層１３ａより薄くすることで、エレメント部１３の特性に与える影響を小さくすることができる。
【００２０】
そしてまた、前記めっき層１３ｂは、厚みが１〜４μｍでスパッタ層１３ａより熱伝導率が小さく比抵抗、融点が大きいニッケルで構成され、電解めっきまたは無電解めっきにより形成されている。なお、スパッタ層１３ａより熱伝導率が小さく比抵抗、融点が大きいものであれば、ニッケル以外の材料を用いてもよい。
【００２１】
さらにまた、前記エレメント部１３の下地層１４の上面に位置する部分には、レーザーによって互いに対向するように２つのトリミング溝１５ａが形成され、そしてこのトリミング溝１５ａで囲まれた領域が、過電流が印加されたときに溶融して断線する溶断部１５となっているものである。なお、前記トリミング溝１５ａを３つ以上形成して、電流が蛇行するようにしたり、抵抗値を調整したりしてもよい。さらに、トリミング溝１５ａを用いずにエレメント部１３をパターンニングして溶断部１５を形成してもよい。
【００２２】
また、前記下地層１４は絶縁基板１１の中央部に設けられ、かつ前記一対の上面電極１２間に位置するエレメント部１３と絶縁基板１１との間に設けられている。さらに、この下地層１４は、シリコーン樹脂、またはシリコーン樹脂にシリカまたはアルミナを主成分とするフィラーを混合させたもので構成されている。
【００２３】
なお、この下地層１４は絶縁基板１１の中央部だけでなく、絶縁基板１１のほぼ全面に形成し、そしてこの下地層１４の両端部の上に一対の上面電極１２を形成するようにしてもよい。
【００２４】
そして、前記絶縁層１６は、エレメント部１３を覆うように設けられているもので、溶断部１５を覆うシリコーン等の樹脂と、このシリコーン等の樹脂の上面に設けられたエポキシ等の樹脂とにより構成されている。
【００２５】
そしてまた、前記端面電極１７は、絶縁基板１１の両端部にエレメント部１３の一部に重なるように銀系の材料をめっきとすることで形成されており、かつこの端面電極１７の表面にはニッケルおよびすずからなるめっき膜（図示せず）が形成されるものである。
【００２６】
次に、本発明の一実施の形態における回路保護素子の製造方法について説明する。
【００２７】
図１においてまずＡｌ2Ｏ3を５５〜９６％含有するアルミナで構成された絶縁基板１１の上面の両端部に、銀ペーストまたは銀を主成分とする銀パラジウム合金導体ペーストを印刷して焼成することにより一対の上面電極１２を形成する。
【００２８】
次に、絶縁基板１１の中央部に、シリコーン樹脂、またはシリコーン樹脂にシリカまたはアルミナを主成分とするフィラーを混合させたものと有機溶剤とからなるペーストを印刷し、その後、１５０℃〜２００℃程度で硬化させて有機溶剤を蒸発させることにより下地層１４を形成する。
【００２９】
次に、下地層１４および一対の上面電極１２の上面にエレメント部１３を形成する。なお、このエレメント部１３は一対の上面電極１２間を橋絡して一対の上面電極１２と電気的に接続されるようにする。
【００３０】
そして、このエレメント部１３は、まず、一対の上面電極１２、絶縁基板１１、下地層１４に銅、銀、アルミニウムまたはアルミニウムと銅との合金等をスパッタしてスパッタ層１３ａを形成する。
【００３１】
さらにその後、一対の上面電極１２、スパッタ層１３ａをめっきの核として、スパッタ層１３ａ全面と一対の上面電極１２の上面にニッケルを電解めっきまたは無電解めっきし、めっき層１３ｂを形成する。
【００３２】
次に、エレメント部１３の下地層１４の上面に位置する部分に、エレメント部１３の側面から中心部に向かって互いに対向するようにレーザーで切削してトリミング溝１５ａを２ヶ所形成することにより、この２つのトリミング溝１５ａで囲まれた領域に、過電流が印加されたときに溶融して断線する溶断部１５を設ける。
【００３３】
次に、シリコーン等の樹脂で少なくとも溶断部１５を覆い、その後、このシリコーン等の樹脂の上面にエポキシ等の樹脂を形成して、２層からなる絶縁層１６を形成する。
【００３４】
次に、絶縁基板１１の両端部においてエレメント部１３の一部と重なるように銀をめっきすることにより端面電極１７を形成する。
【００３５】
最後に、前記端面電極１７に、ニッケルとすずの２層構造からなるめっき膜を形成して、本発明の一実施の形態における回路保護素子を製造するものである。
【００３６】
上記した本発明の一実施の形態においては、エレメント部１３を、スパッタで形成されたスパッタ層１３ａと、このスパッタ層１３ａの上面にめっきで形成されためっき層１３ｂとで構成しているため、エレメント部１３の厚みを厚くすることができ、これにより、応力に対するエレメント部１３の強度を強くすることができるため、下地層１４を柔らかいシリコーン樹脂で構成しても、上方からの圧力によってエレメント部１３が損傷し、電気伝導性（抵抗値）が変動することを防止でき、この結果、スパッタを用いながらも溶断特性を安定させることができるという効果が得られるものである。
【００３７】
ここで、応力に対するエレメント部１３の強度を向上させるためには、めっき層１３ｂの厚みをある程度厚くしなければならないが、めっき層１３ｂの厚みを厚くしても、めっき層１３ｂの材料（さらに上記絶縁基板１１との密着性のよいスパッタ材料、スパッタ層１３ａのめっき処理の酸への溶解を防止するためのスパッタ材料）をエレメント部１３主要部のスパッタ層１３ａより比抵抗の大きい材料で構成しているため、エレメント部１３全体の抵抗値が低くならない。また、異常電流印加時にはスパッタ層１３ａに比較的多くの電流が流れるため、異常電流が低い電流値でも溶断部１５のスパッタ層１３ａが発熱して溶融する。また、めっき層１３ｂをスパッタ層１３ａより熱伝導率が低い材料で構成しているため、スパッタ層１３ａで発生した熱を蓄熱することができ、これにより、さらに低い電流値でエレメント部１３を溶断させることも可能となる。
【００３８】
すなわち、スパッタ層１３ａを覆うめっき層１３ｂの材料を規定することによって、エレメント部１３の強度を向上させつつ、抵抗値をある程度高くしてスパッタ層１３ａを発熱させ、さらに発生した熱を蓄熱することで、低い電流値で溶断させることができる。
【００３９】
そして、めっき層１３ｂによってエレメント部１３全体の厚みを厚くできるため、耐インラッシュ性を良化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係る回路保護素子は、スパッタを用いてエレメント部を形成しても溶断特性を安定させることができるという効果を有するものであり、特に過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する回路保護素子等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１１  絶縁基板
１２  上面電極
１３  エレメント部
１３ａ  スパッタ層
１３ｂ  めっき層
１４  下地層
１５  溶断部
１６  絶縁層
１７  端面電極
【図１】
2013206672.tif 000003
【図２】
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