(57)【要約】【課題】本発明は、小型化されても実装不良の発生を低減できる回路保護素子およびその製造方法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と、この絶縁基板１１の上面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の下面に設けられた下地層１４と、前記エレメント部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とを備え、前記絶縁基板１１の上面の中央部に凹部１７を形成し、この凹部１７に前記下地層１４を充填するようにしたものである。【選択図】図１
2013211121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、この絶縁基板の上面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、このエレメント部の下面に設けられた下地層と、前記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を備え、前記絶縁基板の上面の中央部に凹部を形成し、この凹部に前記下地層を充填するようにした回路保護素子。
【請求項２】
シート状絶縁基板に複数の縦方向、横方向の分割用溝を形成するとともに、前記分割用溝で区画された複数の素子部それぞれにおける中央部に凹部を形成する工程と、前記凹部に下地層を充填する工程と、前記横方向の分割用溝を跨ぐように上面電極を形成する工程と、前記複数の素子部それぞれにおいて上面電極間を橋絡し前記下地層を覆うようにエレメント部を形成する工程と、前記複数の素子部の各エレメント部に溶断部を形成する工程と、前記複数の素子部の各エレメント部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記分割用溝に沿って分割し複数の素子部を得る工程とを備え、前記分割用溝と凹部を同時に形成した回路保護素子の製造方法。
【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小型の回路保護素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の回路保護素子は、図４に示すように、絶縁基板１と、この絶縁基板１の上面の両端部に設けられた一対の電極２と、前記絶縁基板１の上面の中央部に形成されたエポキシ樹脂からなる下地層３と、この下地層３の上面に設けられ、かつ前記一対の上面電極２と電気的に接続されたエレメント部４と、このエレメント部４を覆うように設けられた樹脂からなる絶縁層５と、前記絶縁基板１の両端面に形成された一対の端面電極層６とを備えた構成としていた。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、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】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２５８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の回路保護素子の構成では、下地層３が絶縁基板１の上面の中央部に形成されているため、下地層３は上方に向かって凸状となり、これにより、下地層３の上方に形成された絶縁層５も上方に向かって凸状になるため、絶縁層５の上面における平坦となっている部分の長さが短くなっていた。
【０００６】
また、回路保護素子が小型化されると全体の長さが短くなるため、絶縁層５の上面の平坦となっている部分の長さがさらに短くなり、これにより、実装時のノズルが吸着できなくなる可能性があるため、実装不良が発生する場合があるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型化されても実装不良の発生を低減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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板と、この絶縁基板の上面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、このエレメント部の下面に設けられた下地層と、前記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を備え、前記絶縁基板の上面の中央部に凹部を形成し、この凹部に前記下地層を充填するようにしたもので、この構成によれば、下地層が上方に向かって凸状とならないため、絶縁層の上面における平坦となる部分の長さを長くすることができ、これにより、小型化されて全体の長さが短くなっても、絶縁層の上面の平坦となっている部分の長さを実装時のノズルが吸着できる程度の長さに維持することができるため、実装不良の発生を低減できるという作用効果が得られるものである。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、シート状絶縁基板に複数の縦方向、横方向の分割用溝を形成するとともに、前記分割用溝で区画された複数の素子部それぞれにおける中央部に凹部を形成する工程と、前記凹部に下地層を充填する工程と、前記横方向の分割用溝を跨ぐように上面電極を形成する工程と、前記複数の素子部それぞれにおいて上面電極間を橋絡し前記下地層を覆うようにエレメント部を形成する工程と、前記複数の素子部の各エレメント部に溶断部を形成する工程と、前記複数の素子部の各エレメント部を覆うように絶縁層を形成する工程と、前記分割用溝に沿って分割し複数の素子部を得る工程とを備え、前記分割用溝と凹部を同時に形成したもので、この製造方法によれば、生産性を向上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、絶縁基板の上面の中央部に凹部を形成し、この凹部に下地層を充填するようにしているため、下地層が上方に向かって凸状とならず、これにより、絶縁層の上面における平坦となっている部分の長さを長くすることができるため、小型化されて全体の長さが短くなっても、絶縁層の上面の平坦となっている部分の長さを実装時のノズルが吸着できる程度の長さにすることができ、実装不良の発生を低減できるという優れた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】同回路保護素子の製造工程の一部を示す上面図
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図
【図４】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を示したもので、この図１に示すように、本発明の一実施の形態における回路保護素子は、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上面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、エレメント部１３の下面に設けられた下地層１４と、前記エレメント部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とを備えた構成において、前記絶縁基板１１に凹部１７を形成し、この凹部１７に前記下地層１４を充填するようにしたものである。
【００１５】
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あり、そしてＡｌ2Ｏ3を５５％〜９６％含有するアルミナで構成されている。さらに、絶縁基板１１の上面の中央部に凹部１７が形成されている。また、前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１の上面の両端部に設けられ、かつＡｇ等を印刷することによって形成されている。
【００１６】
さらに、前記エレメント部１３は、絶縁基板１１を覆うように下地層１４および一対の上面電極１２の上面に位置して設けられ、かつ薄膜層１３ａとめっき層１３ｂとにより構成されている。
【００１７】
そして、前記薄膜層１３ａは、ＴｉやＣｕをスパッタすることにより形成され、かつめっき層１３ｂは薄膜層１３ａの上面に位置して設けられるもので、前記薄膜層１３ａをめっき核としてＮｉ、Ｃｕ、Ａｇをそれぞれ順番に無電解めっきすることにより形成されている。
【００１８】
また、前記エレメント部１３の中心部には、レーザによって２つのトリミング溝１５ａが互いに対向するエレメント部１３の側面からエレメント部１３の中心方向に向かって交互に形成されているもので、２つのトリミング溝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となる。なお、その外側にさらにトリミング溝１５ａを形成して抵抗値を調整するようにしてもよい。
【００１９】
そしてまた、前記下地層１４は、絶縁基板１１の上面の中央部に形成された凹部１７の内部に充填されるように設けられており、かつこの下地層１４はその一部または全体がエレメント部１３で覆われるように形成されている。さらに、溶断部１５の下面には必ず下地層１４が位置するように構成されている。そして、この下地層１４は、シリコン樹脂等の熱伝導性の低い材料で構成し、エレメント部１３で発生した熱を蓄熱させるために形成する。また、下地層１４は凹部１７内部に形成されていることから、製品の厚みとは無関係にその厚みを厚くすることができ、そして、下地層１４の厚みを厚くすると、蓄熱の効果をより高めることができるため、製品が薄型化されても速断性を向上させることが可能となる。
【００２０】
さらに、前記凹部１７は、上面が開口しており、絶縁基板１１の上面の中央部をプレスすることにより絶縁基板１１を貫通しないように凹ませて形成される。そして、凹部１７は上から見て方形状に構成されるが、楕円形、六角形等の他の形状であってもよく、また、側面から見た形状は図１では長方形になっているが、台形や三角形等の他の形状であってもよい。そしてまた、その深さは、絶縁基板１１の厚みの約半分とするのが好ましい。さらに、凹部１７に充填された下地層１４の上面は、絶縁基板１１の上面と略面一となるように構成するが、表面張力によって下地層１４の中央部が凹んだり、絶縁基板１１の上面より下地層１４の中央部が少し盛り上がったりした形状でもよい。
【００２１】
なお、前記凹部１７の長さを長くして、下地層１４の上面の両端部に一対の上面電極１２を形成するようにしてもよい。
【００２２】
さらにまた、前記絶縁層１６は、エレメント部１３、下地層１４を覆うように設けられているもので、少なくとも溶断部１５を覆うシリコン等の樹脂と、このシリコ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。
【００２３】
さらに、前記絶縁基板１１の両端部には前記エレメント部１３の一部に重なるように銀系の材料からなる端面電極層１８が形成されており、かつこの端面電極層１８の表面にはめっき膜（図示せず）が形成されるものである。
【００２４】
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。
【００２５】
まず、図２、図３に示すように、複数の素子部２１と凹部１７を有するシート状絶縁基板２２を用意する。なお、図２は説明を簡単にするために縦横にそれぞれ３個の素子部２１が形成されるものを示し、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００２６】
このとき、焼結前のシート状絶縁基板２２の成型時に金型で同時プレスすることによって、複数の縦方向の分割用溝２３ａ、複数の横方向の分割用溝２３ｂと凹部１７を同時に形成する。これにより、別々に形成する場合と比べて生産性を向上させることができる。また、凹部１７はシート状絶縁基板２２における各素子部２１に該当する部分の上面の中央部に、シート状絶縁基板２２を貫通しないように凹ませて形成する。そして、分割用溝２３ａ、２３ｂで区画された部分が１つの回路保護素子に該当する素子部２１となる。
【００２７】
なお、凹部１７は、サンドブラスト、切削等の他の方法で形成しても構わない。
【００２８】
次に、シート状絶縁基板２２を焼結した後、複数の素子部２１それぞれに形成された凹部１７にシリコン樹脂等からなる下地層１４を充填する。その後、必要に応じて加熱して硬化する。このとき、下地層１４が凹部１７から溢れないようにする。
【００２９】
次に、縦方向の分割用溝２３ａを跨ぐように、銀等を印刷して、一対の上面電極１２を形成する。
【００３０】
次に、複数の素子部２１それぞれにおいて上面電極１２間を橋絡し、かつ下地層１４を覆うようにエレメント部１３を形成する。
【００３１】
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ＴｉやＣｕをスパッタして薄膜層１３ａを形成し、その後、薄膜層１３ａをめっきの核として、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇをそれぞれ順番に電解めっきまたは無電解めっきしてめっき層１３ｂを形成することで設ける。
【００３２】
次に、複数の素子部２１それぞれにおいてエレメント部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で切削して複数のトリミング溝１５ａを形成し、そして中央部の２つのトリミング溝１５ａで囲まれた領域に溶断部１５を設ける。
【００３３】
次に、シリコ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、縦方向の分割用溝２３ａで分割して短冊状の絶縁基板を得る。
【００３５】
次に、短冊状の絶縁基板における複数の素子部２１それぞれにおいて絶縁基板１１の両端部にエレメント部１３の一部と重なるように銀を塗布することにより端面電極１８を形成する。
【００３６】
最後に、短冊状の絶縁基板を横方向の分割用溝２３ｂで個片状に分割し、その後、端面電極１８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、素子部（回路保護素子）を複数作製する。
【００３７】
上記した本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１１の上面の中央部に凹部１７を形成し、この凹部１７に下地層１４を充填するようにしているため、下地層１４が上方に向かって凸状とならず、これにより、絶縁層１６の上面における平坦となっている部分の長さを長くすることができるため、小型化されて全体の長さが短くなっても、絶縁層１６の上面の平坦となっている部分の長さを実装時のノズルが吸着できる程度の長さに維持でき、この結果、ノズルの吸着性が低下することはなく、実装不良の発生を低減できるという効果が得られるものである。
【００３８】
さらに、凹部１７を形成するとき焼結前のシート状絶縁基板２２をプレスすることから、凹部１７の下方の絶縁基板１１は密度が高くなって強度が増し、これにより、製品の小型化に伴って薄型化しても製品強度が低下することはない。
【００３９】
また、絶縁基板１１の上面より上に下地層１４が形成されないため、さらに薄型化が可能となる。そして、絶縁基板１１の上に下地層１４が無いことから、絶縁性や耐湿性を維持するために絶縁層１６の厚みを従来品と同じ厚みにしても、絶縁層１６の上面の位置は従来品より下方になる。この結果、絶縁層１６の上面とめっき膜の上面を略面一にすることができるため、さらに小型化が進んで、絶縁層１６だけでなくめっき膜もノズルが吸着する場合でも、ノズルの吸着性を維持することができる。
【００４０】
さらにまた、下地層１４が突出していないため、絶縁基板１１と下地層１４との間に段差がなく、これにより、スパッタで形成されるエレメント部１３の薄膜層１３ａを安定して設けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る回路保護素子およびその製造方法は、小型化されても実装不良の発生を低減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小型の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】
【００４２】
１１  絶縁基板
１２  上面電極
１３  エレメント部
１４  下地層
１５  溶断部
１６  絶縁層
１７  凹部
２１  素子部
２２  シート状絶縁基板
２３ａ  縦方向の分割用溝
２３ｂ  横方向の分割用溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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