(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面を有するチップ状基板と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成された発熱用抵抗体と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成されて前記発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備え、
前記発熱用抵抗体と前記ヒューズ素子とは、前記ヒューズ素子に過大電流が流れたときに、その過大電流により前記ヒューズ素子が溶断し、前記発熱用抵抗体に過電圧が印加されたときには前記発熱用抵抗体の発熱により前記ヒューズ素子が溶断するように電気的に接続されており、
前記チップ状基板の裏面には前記チップ型ヒューズが実装される回路基板の基板表面と接触して前記基板表面と前記裏面との間に空間を形成するスぺーサ手段が設けられていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項２】
前記スぺーサ手段は、前記チップ状基板よりも熱伝導性の低い材料により形成されている請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項３】
前記スぺーサ手段は、合成樹脂ペーストを前記チップ状基板の裏面に所定のパターンで印刷して形成されたものである請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項４】
前記パターンは、前記空間の厚み寸法がほぼ一定になるように定められている請求項３に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項５】
前記スぺーサ手段の前記裏面からの突出寸法は６０μｍ乃至１５０μｍである請求項１，２，３または４に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項６】
前記チップ状基板の前記表面に形成されて前記発熱用抵抗体に電気的に接続された１以上の表面電極及び前記ヒューズ素子に電気的に接続された１以上の表面電極と、
前記チップ状基板の前記裏面上に形成されて複数の前記表面電極とそれぞれ電気的に接続された複数の裏面電極とを更に備え、
前記スぺーサ手段は、前記複数の裏面電極間で溶融半田のブリッジが形成されるのを阻止できるパターンで形成されている請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項７】
前記ヒューズ素子は、前記チップ状基板の前記表面に形成された一対の表面電極と該一対の表面電極間に独立して形成されて隣接する他の電極とは離れて形成された１以上の補助電極とに跨って形成されたヒューズ材料層からなり、
前記ヒューズ材料層は所定の温度以上に加熱されると溶融する導電性材料により形成されている請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項８】
前記ヒューズ材料層は、クリーム半田を用いて前記一対の表面電極及び前記１以上の補助電極に跨って形成されたクリーム半田層を加熱して溶融した後に硬化させて形成されている請求項７に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項９】
前記発熱用抵抗体と前記ヒューズ素子とは前記チップ状基板の前記表面上に並んで形成されており、
前記チップ状基板には、前記発熱用抵抗体及び前記ヒューズ素子の中央部を間に挟む位置に前記チップ状基板を厚み方向に貫通する一対の貫通孔が形成されており、
前記一対の貫通孔は前記発熱用抵抗体から出た熱ができるだけ前記ヒューズ素子の前記中央部に伝わるように前記発熱用抵抗体が延びる方向の長さ寸法が定められていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項１０】
前記チップ状基板には、前記発熱用抵抗体及び前記ヒューズ素子の下部に前記裏面側に向かって開口する凹部が形成されており、
前記凹部の形状及び深さは、前記発熱用抵抗体から出た熱ができるだけ前記ヒューズ素子の前記中央部に伝わるように定められていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型ヒューズ。
【請求項１１】
表面と裏面を有するチップ状基板と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成された発熱用抵抗体と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成されて前記発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備え、
前記発熱用抵抗体と前記ヒューズ素子とは、前記ヒューズ素子に過大電流が流れたときに、その過大電流により前記ヒューズ素子が溶断し、前記発熱用抵抗体に過電圧が印加されたときには前記発熱用抵抗体の発熱により前記ヒューズ素子が溶断するように電気的に接続されており、
前記チップ状基板の前記表面に形成されて前記発熱用抵抗体に電気的に接続された１以上の表面電極及び前記ヒューズ素子に電気的に接続された１以上の表面電極と、
前記チップ状基板の前記裏面上に形成されて複数の前記表面電極と電気的に接続された複数の裏面電極とを更に備え、
前記チップ状基板の前記表面と前記裏面とをつなぐ外側面上には、前記複数の表面電極と前記複数の裏面電極とを接続する複数の側面電極が、対応する前記表面電極及び前記裏面電極の上に部分的に重なるように形成されており、
前記表面電極，前記裏面電極及び前記側面電極がメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成されており、
前記側面電極と前記表面電極の間または重なり部分の上にメタルグレーズ導電性ペーストを用いて補足電極が形成されていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項１２】
表面と裏面を有するセラミックス製のチップ状基板の前記表面上にメタルグレーズ導電性ペーストを用いて複数の表面電極を含む電極パターンを印刷し、これを焼成して焼成電極パターンを形成する工程と、
前記焼成電極パターンに含まれる所定の一対の表面電極間に抵抗体ペーストを印刷し、これを焼成して発熱用抵抗体を形成する工程と、
前記焼成電極パターンに含まれる所定の一対の表面電極間にクリーム半田を塗布または印刷し、これを拘束した状態で溶融させた後硬化させてヒューズ素子を形成する工程とからなり、
前記クリーム半田を塗布または印刷する前記一対の表面電極間には該一対の表面電極とは独立して形成された１以上の補助電極が形成されており、
前記クリーム半田を、前記一対の表面電極及び前記１以上の補助電極に跨って塗布または印刷し、
前記ヒューズ素子を形成する前に、前記ヒューズ素子を形成する部分を除いた主要部分を絶縁材料により覆ってオーバーコートを形成し、
その後前記チップ状基板の裏面に前記チップ型ヒューズが実装される回路基板の基板表面と接触して前記基板表面と前記裏面との間に空間を形成するスぺーサ手段を形成し、
最後に前記ヒューズ素子を形成することを特徴とするチップ型ヒューズの製造方法。
【請求項１３】
表面と裏面を有するチップ状基板と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成された発熱用抵抗体と、
前記チップ状基板の前記表面上に形成されて前記発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備え、
前記発熱用抵抗体と前記ヒューズ素子とは前記チップ状基板の前記表面上に並んで形成されており、
前記チップ状基板には、前記発熱用抵抗体及び前記ヒューズ素子の中央部を間に挟む位置に前記チップ状基板を厚み方向に貫通する一対の貫通孔が形成されており、
前記一対の貫通孔は前記発熱用抵抗体から出た熱ができるだけ前記ヒューズ素子に伝わるように前記発熱用抵抗体が延びる方向の長さ寸法が定められていることを特徴とするチップ型ヒューズ。
【請求項１４】
前記チップ状基板の裏面には前記チップ型ヒューズが実装される回路基板の基板表面と接触して前記基板表面と前記裏面との間に空間を形成するスぺーサ手段が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のチップ型ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、チップ状基板の上に発熱用抵抗体とこの発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備えたチップ型ヒューズに関するものである。
背景技術
特開平７−１５３３６７号公報には、チップ状基板の上に発熱用抵抗体とこの発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備えたチップ型ヒューズの従来例が示されている。このチップ型ヒューズでは、抵抗体の上に絶縁層を介してヒューズ素子を形成している。またこの公報には、ヒューズ素子に過大電流が流れたときにその電流によってヒューズ素子を溶断させ、また抵抗体の発熱によってヒューズ素子を溶断させるようにチップ型ヒューズを用いる技術も開示されている。
上記従来のチップ型ヒューズでは、基板上に形成した複数の発熱用抵抗体をエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂で被覆し、さらにこの樹脂層の上に低融点金属をヒューズとして形成している。従来の構造では、平坦でない絶縁樹脂層の表面上にヒューズを形成しているため、ヒューズ素子の形成が難しく，歩留まりが悪くなって製造コストが高くなる問題が発生する。また従来のチップ型ヒューズは、過大電流でヒューズを溶断する機能と発熱用抵抗体の発熱でヒューズ素子を溶断させる機能とを実現するためには、チップ型ヒューズを実装する外部回路に抵抗体とヒューズ素子とを電気的に接続するための接続部を設けなければならず、チップ型ヒューズの使い勝手が悪いという問題があった。
本発明の目的は、過大電流によってヒューズ素子を直接溶断することができて、しかも発熱用抵抗体の発熱によってもヒューズ素子を溶断することができる信頼性の高いチップ型ヒューズ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、チップ状基板の表面に発熱用抵抗体とヒューズ素子とが並んで形成されたチップ型ヒューズにおいて、発熱用抵抗体からの熱でヒューズ素子が溶断するまでの溶断時間を短くすることができるチップ型ヒューズを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、チップ状基板の表面に発熱用抵抗体とヒューズ素子とが並んで形成されたチップ型ヒューズにおいて、発熱用抵抗体からの熱でヒューズ素子が溶断するまでの溶断時間のバラツキが少ないチップ型ヒューズを提供することにある。
本発明の別の目的は、電極間が半田で短絡されるのを防止できるチップ型ヒューズを提供することにある。
本発明の他の目的は、ヒューズ素子に過大電流が流れたときに、ヒューズ素子が確実に溶断するチップ型ヒューズを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、クリーム半田を用いてヒューズ素子を確実に形成できるチップ型ヒューズ及びその製造方法を提供することにある。
発明の開示
本発明のチップ型ヒューズは、表面と裏面を有するチップ状基板と、チップ状基板の表面上に形成された発熱用抵抗体と、チップ状基板の表面上に形成されて発熱用抵抗体からの熱で溶断するヒューズ素子とを備えている。そして発熱用抵抗体とヒューズ素子とは、ヒューズ素子に過大電流が流れたときに、その過大電流によりヒューズ素子が溶断し、発熱用抵抗体に過電圧が印加されたときには発熱用抵抗体の発熱によりヒューズ素子が溶断するように電気的に接続されている。本発明によれば、チップ状基板の表面にヒューズ素子を確実に形成することができて、しかも過大電流でヒューズ素子を溶断する機能と発熱用抵抗体の発熱でヒューズ素子を溶断させる機能とを備えた信頼性の高いチップ型ヒューズを得ることができる。
またチップ状基板の裏面に、チップ型ヒューズが実装される回路基板の基板表面と接触して基板表面と裏面との間に空間を形成するスペーサ手段を設けることができる。このようなスペーサ手段を設けると、スペーサ手段によって形成される空間の空気が発熱用抵抗体からの熱が回路基板に伝わるのを阻止する熱絶縁機能を発揮する。そのためスペーサ手段を設けない場合と比べて、スペーサ手段を設けた場合のほうが、より短い時間で発熱用抵抗体の熱でヒューズ素子を溶断することができる。なおスペーサ手段を通して熱が回路基板側に逃げるのをできるだけ抑制するためには、スペーサ手段をチップ状基板よりも熱伝導性の低い材料により形成すればよい。またスペーサ手段を合成樹脂ペーストを用いてチップ状基板の裏面に所定のパターンで印刷して形成すれば、スペーサ手段を簡単に且つ安価に設けることができる。スペーサ手段のパターンは、チップ状基板の裏面と回路基板との間に形成される空間の厚み寸法がほぼ一定になるように定めるのが好ましい。このようにすると空間の熱絶縁効果がチップ状基板全体に対してほぼ等しくなるため、ヒューズ素子の溶断特性が安定する。スペーサ手段の突出寸法が、あまり小さくなると、空間の熱絶縁機能が徐々に低下し、スペーサ手段の実用上の効果が小さくなる。また突出寸法があまり大きくなると、この空間が半田付けの障害になる可能性が高くなる。したがって実用上の観点からみると、この突出寸法の下限値と上限値の範囲は、６０μｍ乃至１５０μｍの範囲が好ましい。なお突出寸法がこの範囲に入らない場合でも、本発明の効果が得られる限り本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
チップ状基板に形成する電極の構造及び位置は任意である。しかしながら回路基板上の電極への半田付けをより確実なものとするためには、チップ状基板の表面に発熱用抵抗体に電気的に接続された１以上の表面電極とヒューズ素子に電気的に接続された１以上の表面電極を形成する。またチップ状基板の裏面上に、複数の表面電極と電気的に接続される複数の裏面電極を更に形成する。そしてチップ状基板の表面と裏面とをつなぐ外側面上には、複数の表面電極と複数の裏面電極とを接続する複数の側面電極を、対応する表面電極及び裏面電極の上に部分的に重なるように形成する。チップ状基板がセラミックス基板であれば、一般的に表面電極、裏面電極及び側面電極はガラスに導電性粉末が混練されたメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成する。このようにした場合、チップ状基板の角部で側面電極の厚みが薄くなる傾向がある。あまりこの角部の部分の電極部分の厚みが薄くなり過ぎると、この部分の抵抗値が大きくなって、この部分でジュール熱が発生し、ヒューズの溶断時間が長くなる可能性がある。そこで側面電極と表面電極の重なり部分の上または両者の間に補足電極を重ねて形成すれば、このような問題が発生するのを解消できる。
また裏面電極を形成する場合には、溶融半田が裏面電極間でブリッジを形成し、電極間の短絡が発生するおそれがある。そこで前述のスペーサ手段を、複数の裏面電極間で溶融半田のブリッジが形成されるのを阻止できるパターンに形成すれば、このような事態が発生するのを有効に防止できる。
ヒューズ素子の溶断時間を更に短くするためには、チップ状基板から実装用の回路基板に熱が逃げるのを阻止するだけでなく、発熱用抵抗体から出た熱ができるだけヒューズ素子に伝達するようにするのが好ましい。そこでチップ状基板上に並んで配置された発熱用抵抗体及びヒューズ素子の中央部を間に挟む位置にチップ状基板を厚み方向に貫通する一対の貫通孔を形成する。そして一対の貫通孔を抵抗体から出た熱ができるだけヒューズ素子の中央部に伝わるように発熱用抵抗体が延びる方向の長さ寸法を定める。このようにすると発熱用抵抗体から出た熱がヒューズ素子の中央部に集まることになるため、より短い時間で発熱用抵抗体からの熱でヒューズ素子を溶断することができるようになる。
またチップ状基板には、発熱用抵抗体及びヒューズ素子の下部に裏面側に向かって開口する凹部を形成するようにしてもよい。この凹部の形状及び深さは、発熱用抵抗体から出た熱ができるだけヒューズ素子に伝わるように定める。このようにしても発熱抵抗体からヒューズ素子への熱の伝達が良好になって、ヒューズ素子の溶断時間が短くなる。
ヒューズ素子の材質及び構成は任意である。チップ状基板の表面にヒューズ素子を確実に形成するためには、チップ状基板の表面に形成された一対の表面電極間に独立して形成されて隣接する他の電極とは離れて形成された１以上の補助電極を設け、所定の温度以上に加熱されると溶融する導電性材料からなるヒューズ材料層を一対の表面電極と１以上の補助電極とに跨って形成する。具体的にヒューズ材料層は、例えばクリーム半田を用いて一対の表面電極及び１以上の補助電極に跨って形成したクリーム半田層を加熱して溶融した後に硬化させて形成することができる。このように一対の表面電極間に１以上の補助電極を設けると、溶融した導電性材料をある程度拘束した状態で硬化させてヒューズ材料層を形成する際に、１以上の補助電極がアンカー（引き止め部）となって導電性材料を引き止めることができ、ヒューズ材料層を確実に形成できる。なお過大電流が流れたとき及び発熱用抵抗体からの熱によって溶断するときには、導電性材料が拘束されていないため、補助電極は溶融した導電性材料を集めるまたは引きつける作用を果すことになって、ヒューズ素子の溶断が容易になる。
チップ状基板の表面は、ヒューズ素子を形成する前にヒューズ素子を形成するのに必要な部分を除いて絶縁材料によりオーバーコートするのが好ましい。これはヒューズ素子をクリーム半田を用いて形成する際に発生するフラックスが発熱用抵抗体等に付着するのを防止するためである。また前述のスペーサ手段を印刷により形成する場合には、ヒューズ素子を形成する前に形成する。そしてヒューズ素子は、製造工程の一番最後に形成するのが好ましい。これはスペーサ手段を形成する際に加える熱でヒューズ素子が溶断するのを防止するためである。
なお一対の貫通孔を形成すること及びスペーサ手段を設ける技術は、発熱用抵抗体とヒューズ素子とが並んでいるだけでのチップ型ヒューズにも当然にして適用できるものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明のチップ型ヒューズの第１の実施の形態で用いるセラミックス製のチップ状基板１の平面図を示しており、図２はチップ状基板１の底面図を示している。そして図３は一部を省略したチップ型ヒューズの平面図を示している。図１に示すように、チップ状基板１の長手方向に延びる２つの長辺のうちの１つの長辺２には３つの半円弧状の凹部３乃至５が形成されている。また他方の長辺６の中央部にも１つの円弧状の凹部７が形成されている。これらの凹部３乃至５及び凹部７は、チップ状基板１の表面１ａと裏面１ｂとを結ぶ側面に沿って延びている。またチップ状基板１の２つの短辺８及び９には、それぞれ平面から見てＵ字状を呈する凹部１０及び１１が形成されている。これらの凹部には、チップ状基板の表面１ａを覆う図示しないケースの取付用フックが嵌合される。
チップ状基板１の表面１ａには、凹部３乃至５及び凹部７に隣接して形成された接続用の表面電極１２，１３，１４と、中間電極１５と、補助電極１６及び１７と、表面電極１４に接続されてチップ状基板１の長手方向に延びる部分とこの部分の端部から短辺８及び９に沿って延びる電極部分１８ａ及び１９ａを備えた配線部１８及び１９とが設けられている。これらの電極及び配線部は、ガラスペーストにＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ等の導電性粉末が混練されてなるメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成されている。パターンの印刷はスクリーン印刷を用いて行われ、ペーストの焼成温度は約８５０℃程度である。中間電極１５は一対の表面電極１２及び１３の間のスペースのほぼ中央部に形成されており、中間電極１５の電極部分１５ａは、一対の配線部１８及び１９の対向する電極部分１８ａ及び１９ａの間のスペースの中央部に位置している。また２つの補助電極１６及び１７は、一方の表面電極１２と中間電極１５の本体部１５ｂとこの本体部１５ｂと他方の表面電極１３との間に、隣接する電極とは独立した（分離したまたは電気的に絶縁された）状態で形成されている。また図２に示すように、チップ状基板１の裏面には、凹部３乃至５及び凹部７の端部に隣接して４つの裏面電極２０乃至２３が、前述のメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成されている。なお裏面電極２１は、半田付け強度を高める必要がある場合に半田付けに用いられているダミー電極である。
図３には示していないが、チップ状基板１の表面１ａ及び裏面１ｂに電極を形成した後、図４に示すような側面電極２４が前述のメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成される。側面電極２４は、チップ状基板１の表面１ａと裏面１ｂとをつなぐ外側面上に形成されて、対応する表面電極及び裏面電極の上に部分的に重なっている。このように側面電極２４を形成した場合には、チップ状基板１の角部で側面電極２４の厚みが薄くなる傾向がある。あまりこの角部の部分の電極部分の厚みが薄くなり過ぎると、この部分の抵抗値が大きくなって、この部分でジュール熱が発生し、ヒューズの溶断時間が長くなる可能性がある。そこでこの例では、側面電極２４と表面電極１３の上に補足電極２５を重ねて形成して、厚みが薄くなった側面電極２４の部分を補足している。補足電極２５もメタルグレーズ導電性ペーストを用いて形成されている。図４に示した電極以外のその他の表面電極と裏面電極との間も図４に示す構造と同じ接続構造を用いて接続されている。なお前述のとおり、図３においては図示を簡略化するために側面電極２４の位置を破線で示すだけでその存在は省略してある。なおこの例とは異なって、表面電極１３の上に補足電極を直接形成し、その上に側面電極２４の端部を重ねるように形成してもよいのは勿論である。
図３に示すように、前述の各電極を形成した後に、配線部１８及び１９の電極部分１８ａ及び１９ａと中間電極１５の電極部１５ａとに跨るように発熱用抵抗体２６が形成される。発熱用抵抗体２６は、ガラスをバインダとする銀−パラジウム塗料を印刷焼成した厚膜抵抗体や、ＲｕＯ２−ガラス等のメタルグレーズ抵抗塗料を用いて形成された厚膜抵抗体等によって形成されている。これらの抵抗塗料の焼成温度も約８５０℃である。
図３には示していないが、電極を形成した後に、チップ状基板１の表面には後述するヒューズ素子２７を形成する部分及び半田付け電極部分を除いて、ガラス材料からなる絶縁材料を用いてオーバーコートが形成されている。オーバーコートを形成した後、表面電極１２及び１３の一部、中間電極１５の本体部１５ｂ及び補助電極１６及び１７に跨るようにしてヒューズ材料層を形成してヒューズ素子２７を形成する。
ヒューズ材料層を形成する場合には、例えばクリーム半田を用いて一対の表面電極１２及び１３及び２つの補助電極１６及び１７並びに中間電極１５に跨って形成したクリーム半田層を形成する。次にこのクリーム半田層を上から押さえた状態で加熱し、クリーム半田を溶融させて、そのままの状態で硬化させることにより、ヒューズ素子２７を形成する。この例のように、一対の表面電極１２及び１３間に補助電極１６，１７を設けると、溶融したクリーム半田（導電性材料）をある程度拘束した状態で硬化させてヒューズ材料層を形成する際に、補助電極１６，１７がアンカー（引き止め部）となって溶融したクリーム半田を引き止めることができ、ヒューズ材料層を確実に形成できる。なお過大電流が流れたとき及び発熱用抵抗体２６からの熱によって溶断するときには、ヒューズ素子２７が拘束されていないため、補助電極１６，１７は溶融した導電性材料を集めるまたは引きつける作用を果すことになって、ヒューズ素子２７の溶断が容易になる。
ヒューズ素子２７を構成するヒューズ材料層は、低融点金属であるＰｂ−Ｓｎ系、Ｐｂ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系などの共晶ハンダ合金等から形成することができる。
この実施の形態のチップ型ヒューズの回路図は、図５に示す通りである。このチップ型ヒューズは、電極１２及び１３が保護すべ回路の遮断部分に接続され、また電極１４が保護すべき回路の過電圧を検出すべき箇所に接続される。この回路において、分割抵抗部Ｒ１及びＲ２は、中間電極１５と電極部１８ａと電極部１９ａ（図３）との間に形成された発熱用抵抗体２６の部分によって構成されており、分割ヒューズ部Ｈ１及びＨ２は、中間電極１５と電極１２と電極１３との間に形成されたヒューズ素子２７の部分によって構成されている。この回路構成では、過大電圧が電極１４から分割抵抗部Ｒ１及びＲ２に印加されると分割ヒューズ部Ｈ１及びＨ２の少なくとも一方を通って電流が流れる。そして分割抵抗部Ｒ１及びＲ２からの発熱により、チップ状基板１を通って伝わる熱で分割ヒューズ部Ｈ１及びＨ２の少なくとも一つが溶融温度まで加熱されると溶断する。また過大電流が電極１２と電極１３との間を流れると、その際の熱で分割ヒューズ部Ｈ１及びＨ２の少なくとも一つが溶断し、電極１２及び１３間で回路が遮断する。
図６及び図７は、本発明の第２の実施の形態で用いるチップ状基板１０１の平面図及び裏面図である。図６及び図７において、図１乃至図３に示した第１の実施の形態を構成する部分と同様の部分には、図１乃至図３に付した符号に１００の数を加えた数の符号を付して説明を省略する。また図８は、第２の実施の形態のチップ状基板１０１の表面にガラスのオーバーコート１２８を形成した状態の平面図を示している。図８においては，後に形成するヒューズ素子１２７を破線で示してある。この第２の実施の形態では、チップ状基板１０１上に並んで配置された発熱用抵抗体１２６及びヒューズ素子１２７の中央部を間に挟む位置にチップ状基板１０１を厚み方向に貫通する一対の貫通孔１２９及び１３０を形成している。一対の貫通孔１２９及び１３０は、発熱用抵抗体１２６から出た熱ができるだけヒューズ素子１２７の中央部に伝わるように発熱用抵抗体１２６が延びる方向の長さ寸法を定めている。このようにすると発熱用抵抗体１２６から出た熱が一対の貫通孔１２９及び１３０の外側には放散せず、ヒューズ素子１２７の中央部に集まることになるため、より短い時間で発熱用抵抗体１２６からの熱でヒューズ素子１２７を溶断することができるようになる。
またこの第２の実施の形態では、チップ状基板１０１の裏面１０１ｂに、チップ型ヒューズが実装される回路基板１００（図９参照）の基板表面１００ａと接触してこの基板表面１００ａと裏面１０１ｂとの間に空間を形成する凸状部材またはスペーサ手段１３１乃至１３４を設けている。この例では、スペーサ手段１３１乃至１３４をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる合成樹脂ペーストを用いてチップ状基板１０１の裏面１０１ｂに印刷により形成している。スペーサ手段１３１乃至１３４の高さは，ペーストを複数回重ねて塗布することにより任意の高さとすることができる。合成樹脂ペーストにスペーサ手段１３１乃至１３４を形成すると、スペーサ手段１３１乃至１３４を簡単に且つ安価に設けることができる。なおこのスペーサ手段１３１乃至１３４は、ヒューズ素子１２７を形成する前で、ガラスのオーバーコート１２８を形成した後に形成する。
このようなスペーサ手段１３１乃至１３４を設けると、スペーサ手段１３１乃至１３４によって形成される空間の空気が、発熱用抵抗体１２６からの熱が回路基板１００に伝わるのを阻止する熱絶縁機能を発揮する。そのためスペーサ手段１３１乃至１３４を設けない場合と比べて、スペーサ手段１３１乃至１３４を設けた場合のほうが、より短い時間で発熱用抵抗体１２６の熱でヒューズ素子１２７を溶断することができる。
スペーサ手段１３１乃至１３４を通して熱が回路基板１００側に逃げるのをできるだけ抑制するためには、スペーサ手段１３１乃至１３４をチップ状基板１０１よりも熱伝導性の低い材料により形成すればよい。この例では、スペーサ手段１３１乃至１３４のパターンまたは位置を、チップ状基板１０１の裏面１０１ｂと回路基板１００との間に形成される空間の厚み寸法がほぼ一定になるように定めている。このようにすると空間の熱絶縁効果がチップ状基板１０１全体に対してほぼ等しくなるため、ヒューズ素子１２７の溶断特性が安定する。
スペーサ手段１３１乃至１３４の突出寸法が、あまり小さくなると、空間の熱絶縁機能が徐々に低下し、スペーサ手段１３１乃至１３４の実用上の効果が小さくなる。また突出寸法があまり大きくなると、側面電極に沿って溶融半田が上方に上っていくことができなくなる。このような実用上の観点からみると、この突出寸法の下限値と上限値の範囲は、６０μｍ乃至１５０μｍの範囲が好ましい。
また裏面電極１２０乃至１２３を形成する場合には、溶融半田が隣接する裏面電極間でブリッジを形成し、電極間の短絡が発生するおそれがある。そこで図１０に示すように、スペーサ手段１３５及び１３６を、隣接する裏面電極間で溶融半田のブリッジが形成されるのを阻止するパターンで形成すれば、このような事態が発生するのを有効に防止できる。
第２の実施の形態では、チップ状基板に貫通孔１２９及び１３０を形成して、発熱用抵抗体１２６からの熱の放散を抑制しているが、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、チップ状基板２０１に、発熱用抵抗体２２６及びヒューズ素子２２７の下部に裏面側に向かって開口する凹部２３７を形成するようにしてもよい。この凹部２３７の形状及び深さは、発熱用抵抗体２２６から出た熱ができるだけヒューズ素子２２７に伝わるように定めればよい。このようしても発熱抵抗体からヒューズ素子への熱の伝達が良好になって、ヒューズ素子の溶断時間が短くなる。なお第２の実施の形態で用いた貫通孔１２９及び１３０とこの凹部２３７とを組み合わせて使用してもよいのは勿論である。
産業上の利用可能性
本発明によれば、ヒューズ素子を確実に形成することができて、しかも過大電流でヒューズ素子を溶断する機能と発熱用抵抗体の発熱でヒューズ素子を溶断させる機能とを備えた信頼性の高いチップ型ヒューズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明のチップ型ヒューズの第１の実施の形態で用いるセラミックス製のチップ状基板の平面図を示している。
図２は図１のチップ状基板の底面図を示している。
図３は一部を省略した図１のチップ型ヒューズの平面図を示している。
図４は側面電極の構造を示す部分拡大断面図である。
図５は、図１の実施の形態のチップ型ヒューズの回路図である。
図６及び図７は、本発明の第２の実施の形態で用いるチップ状基板の平面図及び裏面図である。
図８は、第２の実施の形態のチップ状基板の表面にガラスのオーバーコートを形成した状態の平面図である。
図９は、チップ型ヒューズの実装状態を示す図である。
図１０は、スペーサ手段の異なる例を示すチップ状基板の裏面図である。
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、チップ状基板の発熱用抵抗体及びヒューズ素子の下部に裏面側に向かって開口する凹部を形成する例を示す一部断面斜視図及び断面図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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