CN107408479A - 保险丝的制造方法、保险丝、电路基板的制造方法及电路基板 - Google Patents

保险丝的制造方法、保险丝、电路基板的制造方法及电路基板 Download PDF

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Abstract

以低成本制造保险丝膜难以从基板剥离的保险丝。保险丝的制造方法包括：液膜形成步骤(步骤S102)，在至少含有有机物的基板(100)的表面(102)上形成油墨膜(110)，该油墨膜是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的油墨膜；加热步骤(步骤S138)，以使溶剂气化的方式对油墨膜(110)进行加热，以使纳米金属粒子熔融或烧结，且使表面(102)软化或熔融；保险丝膜形成步骤(步骤S140)，使熔融或烧结了的纳米金属粒子与软化或熔融了的主面相互熔合，从而在表面(102)上形成保险丝膜(120)。

Description

保险丝的制造方法、保险丝、电路基板的制造方法及电路基板
技术领域
本发明涉及保险丝的制造方法、保险丝、电路基板的制造方法及电路基板。
背景技术
为了防止由于流入因故障等产生的过电流而发生电子仪器的电路损坏的情况而利用保险丝。具体而言，保险丝具有接合在基板上的保险丝膜，当在电路中流通有异常的电流的情况下，保险丝膜熔断从而阻断电路，由此防止电路破坏。
因此，若基板与保险丝膜之间的接合较弱，则保险丝膜有可能会从基板剥离，尽管没有异常电流流通，也可能发生断裂。尤其，虽然会对保险丝膜进行反复通电，但由于保险丝膜及基板相对于温度上升的膨胀系数不同，因此，在保险丝膜与基板之间会频繁地发生保险丝膜的伸缩，保险丝膜变得容易从基板剥离。因此，为了防止保险丝膜的剥离，需要将保险丝膜牢固地接合在基板上。
专利文献1中提案了一种方法，为了提高电路基板中绝缘基板与金属薄膜的粘着性，使金属氧化物存在于位于绝缘基板与金属薄膜之间的绝缘性树脂层和金属薄膜的接触界面上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008－200875号公报
发明的概要
发明欲解决的课题
为了推进组装有保险丝的电子仪器的小型化、轻量化，要求保险丝更小型化及轻量化。
但是，若将专利文献1的技术应用到小型的保险丝中，则需要使绝缘性树脂层与金属薄膜的接触界面的表面粗糙度为100(nm)以下，因此，实现起来需要很高的成本。
另外，在专利文献1记载的制造方法中，需要在含有氧化剂的气氛中进行加热处理。此时，需要将氧气浓度调整为20～2000(ppm)左右，需要昂贵的设备。
发明内容
因此，本发明是鉴于这些问题作出的发明，其目的在于能够以低成本制造保险丝膜难以从基板剥离的保险丝。
用于解决课题的手段
在本发明的第1方式中，提供一种保险丝的制造方法，包括：液膜形成步骤，在至少含有有机物的基板的主面上形成液膜，该液膜是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的液膜；加热步骤，以使所述溶剂气化的方式对所述液膜进行加热，以使所述纳米金属粒子熔融或烧结，且使所述主面软化或熔融；保险丝膜形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而在所述主面上形成保险丝膜。
另外，还可以为，在所述加热步骤中，对所述液膜的表面照射激光，从而对所述液膜进行加热。
另外，还可以为，在所述加热步骤中，维持所述主面被所述纳米金属粒子及所述分散液的至少某一方覆盖的状态，并同时使所述主面软化或熔融。
另外，还可以为，在所述加热步骤中使所述激光相对于所述液膜扫描一次，在所述保险丝膜形成步骤中，形成宽度与所述激光的光斑直径对应、及长度与扫描宽度对应的保险丝膜。
另外，所述保险丝的制造方法还可以具有烧成步骤，该烧成步骤对所述纳米金属粒子与所述主面相互熔合后的所述保险丝膜进行烧成。
另外，还可以为，在所述液膜形成步骤中，基于所述激光照射前的所述液膜的第1厚度与所述激光照射后的所述保险丝膜的小于所述第1厚度的第2厚度的对应关系，来调整所述第1厚度并形成所述液膜。
另外，还可以为，在所述加热步骤中，根据所述液膜的厚度对通过激光照射装置所照射的所述激光的照射强度及扫描速度的至少一方进行调整，从而对所述液膜照射所述激光。
另外，还可以为，所述基板为形成有多个所述保险丝膜的集合基板，所述保险丝的制造方法还可以具有标记形成步骤，通过对所述液膜照射激光而形成用于对多个所述保险丝膜在所述集合基板上的形成位置进行调整的位置调整标记，在所述加热步骤中，基于所形成的所述位置调整标记的位置对所述液膜的表面照射所述激光。
另外，还可以为，在所述加热步骤中，通过衰减用的滤光器对由激光照射装置的起振部起振的所述激光进行衰减，使被衰减后的所述激光向所述液膜进行照射。
另外，还可以为，还具有连接端子形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而形成连接所述保险丝膜的长边方向两端侧的连接端子。
在本发明的第2方式中，提供一种保险丝，具有：至少含有有机物的基板；接合在所述基板的主面上的保险丝膜；从所述保险丝膜的接合面进入到所述基板的内部的第1进入部、及从所述基板的主面进入到所述保险丝膜的内部的第2进入部的至少某一方的进入部。
另外，还可以为，所述第1进入部与所述基板的内部卡合。
另外，所述第1进入部还可以形成为钩状。
另外，还可以为，所述第1进入部的前端侧的宽度比所述第1进入部的根部侧的宽度大。
另外，所述基板还可以为聚酰亚胺基板。
另外，所述保险丝还可以具有：连接端子，以在所述保险丝膜的长边方向的两端侧分别与所述保险丝膜连接的方式接合在所述基板的所述主面上；进入部，为从所述连接端子的接合面进入到所述基板的内部的第3进入部、及从所述基板的主面进入到所述连接端子的内部的第4进入部的至少某一方。
另外，还可以为，所述连接端子的厚度与所述保险丝膜的厚度相同。
在本发明的第3方式中，提供一种电路基板的制造方法，具有：液膜形成步骤，在至少含有有机物的基板的主面上形成液膜，该液膜是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的液膜；加热步骤，以使所述溶剂气化的方式对所述液膜进行加热，从而使所述纳米金属粒子熔融或烧结，且使所述主面软化或熔融；电路部形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而在所述主面上形成电路部。
另外，还可以为，所述电路基板为柔性电路基板。
在本发明的第4方式中，提供一种电路基板，具有：至少含有有机物的基板；接合于所述基板的主面的电路部；从所述电路部的接合面进入到所述基板的内部的第1进入部、及从所述基板的主面进入到所述电路部的内部的第2进入部的至少某一方的进入部。发明的效果
根据本发明，具有能够以低成本制造保险丝膜难以从基板剥离的保险丝的效果。
附图说明
图1是比较例1的保险丝900的剖视示意图。
图2是保险丝900的俯视示意图。
图3是表示比较例1的保险丝900的脉冲寿命试验结果的曲线图。
图4是表示比较例1的保险丝900的熔断特性曲线的曲线图。
图5是表示脉冲寿命试验时被输入的脉冲波形的图。
图6是表示进行脉冲寿命试验时的电阻值的变化的曲线图。
图7是本发明的一个实施方式的保险丝1的剖视示意图。
图8是保险丝1的俯视示意图。
图9是表示保险丝膜20与支承基板10之间的接合状态的拍摄图像。
图10是表示保险丝膜20与支承基板10之间的接合状态的拍摄图像。
图11是表示本实施方式的保险丝1与比较例2、3的保险丝的脉冲寿命试验结果的曲线图。
图12是表示本实施方式的保险丝1与比较例1的保险丝900的脉冲寿命试验结果的曲线图。
图13是表示保险丝1的制造工序的流程图。
图14是表示集合基板100上所形成的油墨膜110的示意图。
图15是表示激光照射装置200的结构的一例的示意图。
图16是表示保险丝膜/内部端子形成工序的详细的流程图。
图17是表示保险丝膜/内部端子形成后的集合基板100的图。
图18是表示保险丝膜120及内部端子群130的形成状态的图。
图19是表示激光照射前的油墨膜110的厚度t(i)与照射后的保险丝膜120的厚度t的关系的曲线图。
图20是表示激光的光斑直径φ与保险丝膜120的宽度w的关系的曲线图。
图21是表示后续工序的详细的流程图。
图22是表示副组装体118上的保护涂层140的形成状态的图。
图23是表示外部端子151、152的形成状态的图。
图24是用于说明向保护涂层140进行捺印的图。
图25是本发明的一个实施方式的电路基板500的剖视示意图。
图26是电路基板500的俯视示意图。
图27是表示电路基板500的制造工序的流程图。
具体实施方式
以下，按下述顺序进行说明。
1.比较例
1－1.比较例的保险丝的结构
1－2.脉冲寿命试验
1－3.热循环试验
1－4.保险丝膜的剥离
1－5.内部端子的剥离
2.保险丝的结构
3.保险丝的制造方法
4.变形例
5.电路基板的结构
6.电路基板的制造方法
＜1.比较例＞
在说明本发明的保险丝前，首先对比较例的保险丝进行说明。以下，在对比较例的保险丝的结构进行说明后，对比较例的保险丝会产生的各种问题进行说明。
(1－1.比较例的保险丝的结构)
图1是比较例1的保险丝900的剖视示意图。图2是保险丝900的俯视示意图。如图1及图2所示，比较例1的保险丝900具有:支承基板910、保险丝膜920、内部端子930、保护涂层940、外部端子950。
保险丝900被串联地插入电路，例如在电路中流入过电流的情况下，通过保险丝膜920熔断来保护电路。保险丝900的长边方向的长度L1约为1.6(mm)，宽度方向的长度L2约为0.8(mm)，厚度L3约为0.7(mm)。另外，保险丝900的重量约为1.7(mg)。
支承基板910对保险丝膜920及内部端子930进行支承。支承基板910是由有机化合物构成的基板，例如为含有玻璃纤维的环氧基板。
保险丝膜920形成在支承基板910的主面912上。保险丝膜920为导体，这里为银制。保险丝膜920的长边方向两端分别电连接于内部端子930。
内部端子930为导体，在支承基板910的主面912中分别形成在保险丝膜920的长边方向两端侧。
保护涂层940覆盖保险丝膜920和内部端子930的一部分。保护涂层940由例如环氧树脂构成。
外部端子950为例如银制，以与内部端子930连接的方式形成在内部端子930上。
然而，在保险丝900中，在例如对电路进行电源的接通/断开时，会产生涌流(也被称作“冲击电流”)。涌流的产生有时是由于例如插入到电路中的电容器的充放电而引起的。涌流通常具有电流波形呈尖峰状、电流峰值高、通电时间短的特征。而且，因为涌流，本来不会熔断的保险丝900有可能熔断。
因此，作为保险丝900，要求其在流通有异常电流的情况下熔断，但能够耐受涌流而不熔断。作为保险丝900对涌流的耐久性的试验方法，采用对保险丝900输入预定脉冲波形的脉冲寿命试验。通过脉冲寿命试验求出保险丝900的脉冲寿命，由此能够对其针对涌流的耐久性进行评价。
(1－2.脉冲寿命试验)
这里，参照图3说明比较例1的保险丝900的脉冲寿命。
图3是表示比较例1的保险丝900的脉冲寿命试验结果的曲线图。曲线图的横轴为电流负载因数η(％)，纵轴为脉冲寿命M(次)。脉冲寿命M是直到保险丝膜920熔断时能够向保险丝膜920输入的脉冲波形的输入次数。
电流负载因数η以下述方式设定。
图4是表示比较例1的保险丝900的熔断特性曲线的曲线图。曲线图的横轴为通电时间T，纵轴为通电电流I。观察图4可知，保险丝900的熔断特性表现出随着通电时间T增长，通电电流I变小的倾向。
图5是表示脉冲寿命试验时所输入的脉冲波形的图。使脉冲波形的通电时间为Tp，使脉冲波形的通电电流为Ip。而且，在将脉冲波形的通电时间Tp设定于图4的曲线图的横轴的情况下，保险丝900在通电电流I为I1的点P处熔断。
在该情况下，保险丝900的电流负载因数η成为Ip/I1。因此，电流负载因数η与脉冲波形的通电电流Ip的大小成比例。
观察图3所示的曲线图可知，比较例1的保险丝900的脉冲寿命随着电流负载因数η增大而降低。例如，在电流负载因数η为100(％)的情况下，若输入一次脉冲波形则保险丝膜920熔断，在电流负载因数η为90(％)的情况下，若输入约20次脉冲波形则保险丝膜920熔断。通常，由于脉冲波形会被反复输入保险丝900中，因此，要求改善保险丝900的脉冲寿命。
(1－3.热循环试验)
比较例1的保险丝900，虽会受到周围环境、使用条件的影响，但也长期反复受到温度变化的影响。作为这样的保险丝900的可靠性试验，进行已知的热循环试验。通过进行热循环试验，例如，能够对保险丝900的内部端子930或外部端子950有无损伤、及有无异常的电阻变化等进行评价。
这里，作为热循环试验，使保险丝900的温度从－40℃～125℃反复变化20次。试验结果为，保险丝900的外部端子950间的电阻值上升到试验前电阻值的约2倍以上。因此，保险丝900的可靠性不充分，需要改善。
(1－4.保险丝膜的剥离)
比较例1的保险丝900，被反复地进行电流的通电和通电停止的操作，因此，保险丝膜920可能会从支承基板910剥离从而熔断。以下，对保险丝膜920从支承基板910剥离的机理进行说明。
保险丝膜920因通电而发热。另外，与保险丝膜920接合的支承基板910从发热的保险丝膜920受热。由此，在支承基板910和保险丝膜920的接合界面中，保险丝膜920及支承基板910的温度上升Δθ并热膨胀。
这里，若将保险丝膜920的线膨胀系数设为α1，将支承基板910的线膨胀系数设为α2，则接合界面中会产生下述式(1)的偏心力F。
[式1]
F＝K1·K2·(α1-α2)·Δθ …(1)
此外，K1是由保险丝膜920及支承基板910的形状、大小决定的常数，K2是由保险丝膜920及支承基板910的材质、物理性能决定的常数。
通常，由有机化合物构成的支承基板910的线膨胀系数α2大于由金属构成的保险丝膜920的线膨胀系数α1。因此，在保险丝膜920及支承基板910因通电而温度上升的情况下，在接合界面上产生的偏心力F作为拉力作用于保险丝膜920，而作为压缩力作用于支承基板910。
另一方面，若通电被断开，则保险丝膜920及支承基板910通过放热而恢复到原来的温度，接合界面上产生的偏心力F消失。因此，若反复进行通电和通电停止的操作，则在接合界面中偏心力F反复产生、消失，其结果为，保险丝膜920会从支承基板910剥离。
本发明的发明者们为了确认保险丝膜920的剥离现象，进行了脉冲寿命试验。下面，说明试验结果，并说明保险丝膜920的剥离现象的详细情况。
图6是表示进行脉冲寿命试验时的电阻值的变化的曲线图。曲线图的横轴表示输入到保险丝900中的脉冲的输入数N，纵轴表示保险丝900的冷态电阻比(cold resistanceratio)K。另外，横轴为对数刻度的轴。冷态电阻比K由下述的式(2)表示。
[式2]
K＝R/R0 …(2)
这里，R0表示N＝0，即初期的保险丝900的冷态电阻，R表示向保险丝900输入N次预定的脉冲时的冷态电阻。冷态电阻是指停止通电的状态下在常温测定的保险丝900的电阻值。
从图6可知，在输入数N为N1到N2的区间中，冷态电阻比K减小，在输入数N为N2到N4的区间中，冷态电阻比K增加。此时，在N＝N3(D点)处冷态电阻比K为1，在N＝N4(E点)处保险丝膜920熔断。
通过脉冲寿命试验能够了解以下内容。即，若保险丝900的冷态电阻增加，则保险丝膜920的发热增加。而且，保险丝膜920的温度上升，冷态电阻进一步增加。伴随脉冲的输入数N的增加，这一系列过程的进行得到促进。
在脉冲寿命试验时，通过观察保险丝膜920，能够确认以下内容。即，判明了：在输入数N为N3到N4的区间中，保险丝膜920从与支承基板910的接合面剥离，并在剥离的部位处熔断。
若保险丝膜920的温度上升，则由于前述式(1)的Δθ增加，因此，偏心力F增大。而且，偏心力F变得比保险丝膜920与支承基板910之间的接合强度大，因此，保险丝膜920错位并从支承基板910剥离。此外还判明，由于反复进行通电和通电停止的操作，保险丝膜920相对于支承基板910的接合强度与开始通电前相比降低。因此，通过反复进行通电和通电停止，偏心力F会增大、接合强度会降低，保险丝膜920变得容易从支承基板910剥离。
判明出从支承基板910剥离后的保险丝膜920因通电导致的温度上升，比剥离前大幅度提高。此外，剥离后的保险丝膜920的温度上升较大的理由为，保险丝膜920从支承基板910剥离，则保险丝膜920中因通电而产生的热向支承基板910的传递减少。剥离后的保险丝膜920，因随后容易发热、电阻也容易增加，因此，会变得容易熔断。
(1－5.内部端子的剥离)
如前所述，若进行热循环试验，则保险丝900的电阻值会大幅度增加。对试验后的保险丝900进行研究可明确，作为电阻值增加的主要原因，是由于热循环试验时的内部端子930从支承基板910剥离导致的。
具体而言，热循环试验时，线膨胀系数各不相同的支承基板910、保险丝膜920及内部端子930在相互的接合界面处产生偏心力F，保险丝膜920及内部端子930从支承基板910剥离。而且，若内部端子930从支承基板910剥离，则由于会在内部端子930与外部端子950之间的接合界面上也产生偏心力F，因此，错位后的接合界面中的电阻上升，其结果为，保险丝900的电阻值也上升。
因此，为了提高保险丝900的热循环试验时的可靠性，优选使内部端子930牢固地接合在支承基板910上。
＜2.保险丝的结构＞
参照图7及图8，说明本发明的一个实施方式的保险丝1的结构。
图7是一个实施方式的保险丝1的剖视示意图。图8是保险丝1的俯视示意图。
保险丝1表面装联在电子仪器的电路基板等上，当在电路中流通了异常的电流时熔断。如图7及图8所示，保险丝1具有：支承基板10；保险丝膜20；内部端子群31、32；保护涂层40；外部端子51、52。保险丝1介由外部端子51、52与电路基板电连接，从电路基板介由外部端子51、52向保险丝膜20供给电流。
保险丝1的长边方向的长度L1约为1.6(mm)，宽度方向的长度L2约为0.8(mm)，厚度L3约为0.4(mm)。长度L1、L2与图2所示的比较例1的保险丝900为相同大小，但厚度L3比保险丝900的厚度小。而且，保险丝1的重量约为0.9(mg)，也比保险丝900的重量轻。这样，保险丝1为薄型化及轻量化了的保险丝。
支承基板10是对保险丝膜20及内部端子群31、32进行支承的基板。支承基板10为例如由有机化合物构成的基板，这里为非热塑性聚酰亚胺树脂基板。支承基板10的厚度约为250(μm)。
保险丝膜20被接合于支承基板10的主面12。通过向含有纳米金属粒子的油墨膜照射激光，而在主面12上形成保险丝膜20，具体后述。作为纳米金属粒子，例如能够使用纳米银粒子。保险丝膜20的宽度w约为10(μm)，保险丝膜20的厚度t约为0.25(μm)。
保险丝膜20具有从与主面12的接合面进入到支承基板10的内部的进入部22(图9)。进入部22是在形成保险丝膜20时受到激光的照射而熔融或烧结的纳米金属粒子与支承基板10的主面12熔合并由此而形成的。
图9是表示保险丝膜20与支承基板10之间的接合状态的拍摄图像。图9所示的拍摄图像是通过周知的扫描电子显微镜法(SEM)观察到的图像。本实施方式的SEM观察是使用CarlZEISS公司生产的SEM即ULTRA55和Thermo Fisher公司生产的能量分散型X射线分光器即NSS312E(EDX)来进行的。
图9中，白色的部分为保险丝膜20，白色的部分下侧的黑色的部分为支承基板10。观察图9能够确认，从保险丝膜20进入到支承基板10的内部的进入部22分散成多个。多个进入部22的形状、大小各稍有不同。
进入部22与支承基板10的内部卡合。例如，进入部22形成为钩状，钩部分与支承基板10的内部卡合。进入部22的形状不限于钩状，还可以为例如球状的形状。另外，进入部22的前端侧的宽度比进入部22的根部侧的宽度大。由此，容易维持进入部22与支承基板10卡合的状态，因此，保险丝膜20被牢固地接合于支承基板10。其结果为，保险丝膜20难以从支承基板10的主面12偏移错位，保险丝膜20难以从支承基板10的主面12剥离。
支承基板10也具有从主面12向保险丝膜20的内部进入的进入部14(图10)。进入部14分散地形成多个，并与保险丝膜20的内部卡合。这样，除了进入部22以外还形成有进入部14，由此，能够更牢固地接合保险丝膜20与支承基板10。
图10是表示保险丝膜20与支承基板10之间的接合状态的拍摄图像。图10与图9同样，也是通过SEM观察到的图像。此外，与表示保险丝膜920的长边方向中央侧的接合状态的图9不同，图10所示的拍摄图像表示保险丝膜920的长边方向端部的接合状态。观察图10能够确认，在保险丝膜920的长边方向端部中，除了进入部22，还有从支承基板10进入到保险丝膜20的内部的进入部14。
此外，在前述的比较例1的保险丝900中，在保险丝膜920及支承基板910上不形成进入部，保险丝膜920的接合面及支承基板910的主面是平滑的。因此，在保险丝900中，保险丝膜920易从支承基板910剥离。
本实施方式中，保险丝膜20的进入部22相当于第1进入部，支承基板10的进入部14相当于第2进入部。上述中，形成有进入部22及进入部14两者，但不限于此。还可以形成进入部22及进入部14的至少某一方。在该情况下，也能够将保险丝膜20牢固地接合于支承基板10。
内部端子群31、32接合于支承基板10的主面12。如图8所示，内部端子群31是与保险丝膜20的长边方向一端侧连接的连接端子，内部端子群32是与保险丝膜20的长边方向另一端侧连接的连接端子。内部端子群31包括在长边方向上相互隔离的三个内部端子31a、31b、31c和连接三个内部端子31a、31b、31c的内部端子31d、31e。内部端子群32也同样包含多个内部端子(内部端子32a、32b、32c、32d、32e)。由于内部端子群31、32的结构相同，因此,这里以内部端子群31为例说明详细结构。
内部端子群31的内部端子31a～31c分别沿与保险丝膜20的长边方向交叉的交叉方向(具体而言，如图8所示，为与长边方向即X方向正交的Y方向)设置。内部端子31a～31c分别具有相同的宽度w，与保险丝膜20的宽度w为相同的大小。另外，内部端子31a～31c的厚度分别与保险丝膜20的厚度t相同。
内部端子31d、31e沿保险丝膜20的长边方向设在保险丝膜20的两侧。内部端子31d、31e的宽度及厚度与内部端子31a～31c的宽度及厚度相同。
本实施方式中，内部端子群31、32分别具有从与主面12的接合面向支承基板10的内部进入的进入部(相当于第3进入部)。第3进入部与保险丝膜20的进入部22具有相同的形状。因此，内部端子群31、32也被牢固地接合于支承基板10。
支承基板10具有从主面12向内部端子群31、32的内部进入的进入部(相当于第4进入部)。第4进入部与进入部14具有相同的形状。除了第3进入部还形成有第4进入部，由此,能够更牢固地接合内部端子群31、32与支承基板10。
此外，上述中，形成有第3进入部及第4进入部这两者，但不限于此。还可以形成第3进入部及第4进入部的至少某一方。
保护涂层40是覆盖保险丝膜20的长边方向的中央侧的覆盖部。另外，保护涂层40还覆盖内部端子群31中位于长边方向最中央侧的内部端子31a以及内部端子群32中位于长边方向最中央侧的内部端子32a。保护涂层40由例如含有环氧树脂的有机化合物构成。
外部端子51在保险丝膜20的长边方向一端侧与内部端子群31的一个或多个内部端子(图8中为内部端子31b及内部端子31c)电连接。外部端子52在长边方向另一端侧与内部端子群32的一个或多个内部端子(图8中为内部端子32b及内部端子32c)连接。外部端子51、52为例如银制。
此外，上述中，支承基板10为由有机化合物构成的基板，但不限于此。例如，支承基板10还可以为组合了有机化合物与无机化合物的基板。在该情况下，优选有机化合物的比例比无机化合物的比例大。
(脉冲寿命试验)
关于上述的本实施方式的保险丝1的脉冲寿命，与比较例2、3中的保险丝进行对比说明。这里，在同一条件下对本实施方式的保险丝1与比较例2、3的保险丝进行脉冲寿命试验。
比较例2的保险丝是在聚酰亚胺制的支承基板的主面上通过真空蒸镀法形成银制的保险丝膜的结构。比较例3的保险丝是将分散了约15(nm)纳米银粒子后的分散液印刷在聚酰亚胺制的支承基板的主面上之后，通过送风炉进行干燥、烧成，由此形成保险丝膜的结构。比较例2、3的支承基板的厚度及保险丝膜的厚度分别与本实施方式的支承基板10的厚度(约250(μm))及保险丝膜20的厚度(约0.25(μm))为相同大小。
图11是表示本实施方式的保险丝1与比较例2、3的保险丝的脉冲寿命试验结果的曲线图。图11中的曲线C1表示本实施方式的保险丝1的脉冲寿命，曲线C2表示比较例2中的通过真空蒸镀法形成保险丝膜的保险丝的脉冲寿命，曲线C3表示比较例3的通过送风炉的烧成而形成保险丝膜的保险丝的脉冲寿命。观察曲线图可知，例如在电流负载因数为90％的情况下，比较例2的保险丝的脉冲寿命为约100次，比较例3的保险丝的脉冲寿命为约120次。而本实施方式的保险丝1的脉冲寿命为约4500次，与比较例2、3相比，脉冲寿命得到大幅度改善。
接下来，参照图12，对本实施方式的保险丝1的脉冲寿命与图3所说明的比较例1的保险丝900的脉冲寿命进行说明。
图12是表示本实施方式的保险丝1与比较例1的保险丝900的脉冲寿命试验结果的曲线图。图12中的曲线C1表示本实施方式的保险丝1的脉冲寿命，曲线C4表示比较例1的保险丝900的脉冲寿命。观察曲线图可知，本实施方式的保险丝1的脉冲寿命与比较例1的保险丝900的脉冲寿命相比得到了大幅度改善。
(剥离试验)
下面，关于本实施方式的保险丝1的保险丝膜20与支承基板10的接合强度，与前述的比较例2、3的保险丝边进行对比边说明。这里，为了把握接合强度，在同一条件下对本实施方式的保险丝1与比较例2、3的保险丝进行带剥离试验。
带剥离试验是以JIS Z0237预定的“粘结带、粘结片试验方法”的180度剥离试验方法为基准进行的。即，首先，切取保险丝的一部分作为试验片并将其粘结固定在玻璃基板上，将带粘结在试验片的保险丝膜的表面。然后，进行试验，即将玻璃基板固定于固定用夹具，并边使用测力传感器边将带的一端以180度进行剥离。此外，关于接合力强的试验片，预先通过粘结剂对保险丝膜与带进行粘结后进行剥离试验。
下述的表1表示带剥离试验的试验结果。
[表1]
此外，初始剥离强度是指在对保险丝进行通电或折曲保险丝前的初始的状态下的剥离强度。
观察表1可知，比较例2、3的保险丝的剥离强度分别为0.37(KN/m)、1.12(KN/m)。而本实施方式的保险丝1的剥离强度为3.1(KN/m)，与比较例2、3相比，剥离强度大幅度提高。其结果能够确定，本实施方式的保险丝1的接合强度比比较例2、3的保险丝的接合强度大。
此外，根据上述脉冲寿命试验和剥离试验的结果还能够确定，图11所示的脉冲寿命与剥离强度之间存在相关关系。
＜3.保险丝的制造方法＞
参照图13，对保险丝1的制造方法的一例进行说明。
图13是表示保险丝1的制造工序的流程图。如图13所示，保险丝1的制造工序包括：液膜形成工序、干燥工序、保险丝膜/内部端子形成工序、清洗工序、烧成工序、后续工序、检查工序。以下，按工序进行说明。
(液膜形成工序：S102)
在液膜形成工序S102中，在集合基板100的主面即表面102(参照图14)上形成油墨膜110，该油墨膜110是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的液膜。具体而言，使用未图示的旋转涂镀装置，将含有纳米金属粒子的油墨以预定的厚度形成在集合基板100的整个表面102而形成。
作为纳米金属粒子，可以使用例如纳米银粒子。纳米银粒子的平均粒径为5～30(nm)，这里为约15(nm)。另外，油墨(纳米银油墨)中纳米银粒子的含量为例如约50(wt％)。此外，纳米银粒子的含量不限于上述，还可以为例如20～60(wt％)。
分散液中的溶剂为例如烃的一种即十四烷(tetradecane)。十四烷为低沸点的溶剂，但分散液还能够含有高沸点的其他溶剂。另外，分散液含有用于使纳米金属粒子分散于溶剂中的分散剂，分散剂由例如脂族胺等有机物质构成。
图14是表示形成在集合基板100上的油墨膜110的示意图。本实施方式中，为了能够大量生产保险丝1，在多个相当于保险丝1的支承基板10的集合基板100上形成有多个油墨膜110。这里，集合基板100由有机化合物(具体而言为非热塑性聚酰亚胺)构成。集合基板100的厚度为约250(μm)，表面粗糙度Ra为约0.05(μm)。
(干燥工序：S104)
干燥工序S104中，使集合基板100上的油墨膜110干燥。具体而言，使用送风加热炉，在例如约70℃的温度下对油墨膜110进行约一小时以下的干燥。由此，油墨膜110中的低沸点的溶剂(例如，十四烷的一部分)蒸发，在集合基板100上形成厚度均匀的干燥后的油墨膜110(具体而言为纳米银油墨膜)。其结果为，集合基板100的表面102被干燥了的油墨膜110覆盖，阻隔了大气。
(保险丝膜/内部端子形成工序：S106)
在保险丝膜/内部端子形成工序中，通过激光照射装置向集合基板100上的油墨膜110照射激光，由此形成保险丝膜及内部端子。以下，在说明保险丝膜/内部端子形成工序之前，先说明激光照射装置的结构。
(激光照射装置200的结构)
图15是表示激光照射装置200的结构的一例的示意图。激光照射装置200具有：控制部210、激光输出部220、光学部230、可动台240、台驱动装置245、检测部250。
控制部210对激光照射装置200的整体动作进行控制。例如，控制部210在从个人电脑接收到与保险丝膜及内部端子的形状及位置相关的CAD信息后，对可动台240的移动和激光的照射进行控制，并以相对的扫描速度向集合基板100上的油墨膜照射激光。另外，控制部210对激光的扫描速度、照射强度进行调整。
激光输出部220包括电源222和激光起振器224。激光起振器224根据来自电源222的输出，对激光进行连续起振。这里，激光的光斑直径φ(L)为例如10(μm)。另外，激光为例如波长为1064(nm)且平均照射强度为3.0×104～5.0×105(W/cm2)的Nd-YAG激光。
光学部230包括：反射镜232、滤光器234、透镜236。
反射镜232调整激光的照射方向。滤光器234具有使激光的光量衰减的功能。滤光器234为例如ND(中性密度Neutral Density)滤光器。透镜236对通过滤光器234衰减后的激光进行聚光。
通过利用上述滤光器234，扩大了激光的照射条件(例如，照射强度)的选择范围。例如，在欲将平均照射强度控制在3.0×104～5.0×105(W/cm2)的情况下，若使电源222的输出为预定的值以下则激光的起振有可能变得不稳定，会妨碍油墨膜的烧成。面对该问题，由于激光光量的衰减是有效的，因此，使用滤光器234。另外，滤光器234以自由装拆的方式安装。由此，能够从特性不同的滤光器中选择安装合适的滤光器234。
可动台240能够在X－Y方向上移动。可动台240具有基板吸附部，对集合基板100进行吸附保持。
台驱动装置245能够使可动台240在X方向及Y方向上分别独立移动。
检测部250为例如CCD照相机，检测集合基板100的位置、及集合基板100上激光的照射状态。
以上，说明了激光照射装置200的结构。接下来，参照图16及图17说明使用了激光照射装置200的保险丝膜/内部端子形成工序S106的详细情况。
图16是表示保险丝膜/内部端子形成工序的详细的流程图。图17是表示保险丝膜/内部端子形成后的集合基板100的图。此外，图17中示意性地示出了副组装体118，该副组装体118含有与保险丝膜/内部端子形成后的一个保险丝对应的保险丝膜及内部端子。
在保险丝膜形成工序中，首先，将在表面102上形成了油墨膜110后的集合基板100吸附固定在可动台240上(步骤S132)。
接下来，向集合基板100上的油墨膜110的角部处照射激光，从而形成图17所示那样的校准标记115a、115b、115c(步骤S134)。所形成的校准标记115a～115c的形状，为例如大致十字状。这里，校准标记115a～115c是指用于对在集合基板100上形成多个保险丝膜及内部端子的形成位置进行调整的位置调整标记。
接下来，通过检测部250读取三个校准标记115a～115c，以读取的校准标记的位置为基准确定集合基板100的X方向和Y方向，同时还确定原点(步骤S136)。这里，使校准标记115a作为原点。
(油墨膜110的加热工序：S138)
接下来，向干燥的油墨膜110的表面照射激光，从而对油墨膜110进行加热(步骤S138)。此时，照射激光的部分是基于校准标记115a的位置(原点)特定的。即，控制部210从个人电脑接收到与保险丝膜及内部端子的形状、和以校准标记115a的位置为基准的保险丝膜及内部端子的位置相关的CAD信息，从而对可动台240的移动及激光的照射进行控制。例如，控制部210以约3～90(mm/sec)的扫描速度使激光相对于油墨膜110的表面大致垂直地进行照射。
本实施方式中，对油墨膜110进行加热，以使油墨膜110中高沸点的溶剂及分散剂气化。
具体而言，被照射激光的油墨膜110主要由高沸点的溶剂、分散剂、和纳米银粒子构成。这里，纳米银粒子的平均粒径为约15(nm)，具有能够吸收波长为1064(nm)的激光的吸收特性，因此，能够吸收激光(等离子体共振吸光)并发热。由此，若纳米银粒子温度上升并例如达到500℃，则高沸点的溶剂及分散剂(一部分)气化。例如，溶剂及分散剂蒸发或气化(氧化)。而且，由于分散剂气化，分散剂与纳米银粒子之间的结合也得到解放。
与分散剂之间的结合被解放后的纳米银粒子成为裸露的状态，纳米银粒子的表面的活性提高。而且，纳米银粒子发生熔融，且一部分纳米银粒子彼此烧结而成为银粒子。熔融后的纳米银粒子或烧结后的银粒子向所接触的非热塑性聚酰亚胺基板即集合基板100的表面102传递热从而使表面102加热。这里，表面102被加热到接近约500℃的温度。另外，表面102通过位于表面102上的纳米银粒子(或银粒子)和分散剂而实质上被与大气相阻隔。
被加热的表面102超过集合基板100的玻化温度(约420℃)(具体而言，比600℃低的温度)，在实质上与大气阻隔的状态下软化或熔融。
这里，使表面102实质上与大气阻隔的原因在于，为了防止因与大气接触而导致表面102容易碳化等不希望的现象发生。
另外，被加热的表面102的温度优选被管理成比玻化温度(约420℃)高且为600℃以下。若表面102的温度大幅度超过500℃的温度(例如600℃～700℃)，则表面102会碳化，无法使表面102充分软化或熔融。同样，在表面102的温度没有达到玻化温度的情况下，也无法使表面102充分软化或熔融。
本实施方式中，仅对油墨膜110照射一次激光来加热油墨膜110。因此，优选照射强度大的激光，但在照射强度过大的情况下，在向表面102上的油墨膜110照射激光时，油墨膜110会消散(所谓“消融”abrasion)，表面102暴露在大气中有可能会碳化。
另一方面，在将激光的照射强度设定得较低并照射数次的情况下，会产生下述不良情况。
会在油墨膜110的表层发生油墨膜110中的纳米银粒子的吸光反应。因此，通过第一次激光的照射，在油墨膜110的表层中发生吸光发热反应，表层的分散剂发生碳化、固化，及纳米银粒子发生烧结。然后，在进行第二次照射的情况下，碳化或固化后的分散剂等成为妨碍，导致激光无法充分到达位于表层的下部的未烧结的纳米银粒子，因此，无法充分加热集合基板100的表面102。另外，在表层的下部产生的气体等被表层阻碍而无法充分向大气中排出，因此对油墨膜110的电阻率等物理特性参数进行管理变得很困难。
根据上述与激光的照射强度相关的研究结果，如前所述，使激光为波长为1064(nm)且平均照射强度为3.0×104～5.0×105(W/cm2)的Nd-YAG激光。不过，不限于此，还可以使激光为波长为532(nm)且平均照射强度为2.0×103～7.0×104(W/cm2)的Nd-YAG激光。作为波长为532(nm)的高次谐波的激光，其纳米银油墨的吸收率比波长为1064(nm)的激光高，因此，降低了波长为532(nm)的激光的平均照射强度的大小。
为了向油墨膜110照射激光并使表面102适当地软化或熔融，除了激光的照射强度以外，还需要控制激光的扫描速度。例如，若激光的扫描速度超过90(mm/s)，则无法使表面102充分软化或熔融。因此，本实施方式中，使激光的扫描速度为3～90(mm/s)。
此外，关于激光的照射强度及扫描速度的设定，还尤其优选考虑油墨膜110的厚度、激光的光斑直径。
这里，将热力学的知识适用于本实施方式并进行说明。
对油墨膜110的表面照射激光从而对表面进行加热的系统中，油墨膜110的厚度方向上平均的热的波及距离L(L)为下述式(3)。
[式3]
L(L)＝K1·(K1)α·τβ …(3)
此外，κi为油墨膜110的厚度方向上的平均热扩散率，τ为代表性的激光照射时间，α、β为α＞0、β＞0的预定数、K1为比例常数。
另外，若使照射的激光的光斑直径为φ(L)、使激光的相对的扫描速度为V(L)，则以连续起振模式对油墨膜110照射激光的本实施方式的代表性的激光照射时间τ成为下述的式(4)。
[式4]
τ＝K2·φ(L)/V(L) …(4)
此外，K2为与激光的形状等相关的修正系数。
将式(4)带入式(3)，得到下述式(5)。
[式5]
L(L)＝K1(K1)α·(K2·φ(L)/V(L))β …(5)
根据式(5)，热的波及距离L(L)由κi、φ(L)、V(L)等各因子决定，意味着在各因子的值中存在组合。即，在使热扩散率κi及光斑直径φ(L)为固定值的情况下，距离L(L)由扫描速度V(L)决定。本实施方式中，若距离L(L)代表从油墨膜110的表面到集合基板100的表面102的距离(加热油墨膜110的厚度)，则在使油墨膜110的厚度和平均的热扩散率κi为固定值的情况下，扫描速度V(L)需要根据光斑直径φ(L)来选定。
另外，使光斑直径φ(L)和扫描速度V(L)发生变化，并观察因油墨膜110的厚度t(L)而使集合基板100的表面102软化或熔融的状态发生变化的结果可以判明，距离L(L)与厚度t(L)有很强的相关性。即，油墨膜110的厚度方向上平均的热波及的距离L(L)代表了厚度t(L)。
此外，若油墨膜110的厚度比约3.0(μm)大，则需要将激光的扫描速度极度降低并进行加热，因此判断在本实施方式中并不具有实用性。另一方面，若厚度比约0.1(μm)小，则即使提高激光的扫描速度，也无法使集合基板100的表面102稳定地软化或熔融。
本实施方式中，在预定的温度范围内对集合基板100的表面102进行加热，为了防止表面102的碳化或过度变形，同时使表面102稳定地软化或熔融，对油墨膜110的加热条件、及纳米金属粒子、溶剂、分散剂及集合基板的物理特性、形状、大小等进行了研究。
(纳米金属粒子与表面102的熔合工序：S140)
在步骤S138中向表面102上的油墨膜110照射激光后，例如通过放置预定时间，来使油墨膜110中的熔融或烧结了的纳米金属粒子与软化或熔融了的表面102相互熔合(步骤S140)。由此，如图18所示，在表面102上形成保险丝膜120及内部端子群130。即，油墨膜110中被照射了激光并被加热了的部分成为保险丝膜120及内部端子群130。
这里，对纳米金属粒子和表面102的熔合状态进行说明。
油墨膜110中的熔融或烧结了的纳米金属粒子与软化或熔融了的表面102接触，从而形成相互熔合的接合界面。即，纳米金属粒子及表面102的表面张力相互作用，自由地形成纳米金属粒子与表面102相互润湿的接合界面。通过形成接合界面，而在表面102上形成保险丝膜120及内部端子群130。
具体而言，纳米金属粒子通过表面张力而变形为例如球状的表面形状，表面张力比纳米金属粒子大的表面102通过表面张力而发生变形从而包入变形为球状的纳米金属粒子，从而形成接合界面。
而且，构成保险丝膜120、内部端子群130的纳米金属粒子在接合界面中向集合基板100的内部延伸，形成进入到集合基板100的内部的进入部(具体而言，图9所示的进入部22)。进入部成为例如钩状，并与集合基板100的内部卡合。钩状的进入部的前端侧的宽度比进入部的根部侧的宽度大。通过形成这样的进入部，能够使保险丝膜120牢固地接合于集合基板100。
图18是表示保险丝膜120及内部端子群130的形成状态的图。构成一个副组装体118的保险丝膜120及内部端子群130以直线状延伸，并与其他副组装体118的保险丝膜120及内部端子群130相连。保险丝膜120及内部端子群130从副组装体118的区域溢出的部分在副组装体118被从集合基板100切下时被切除。此外，还可以与图18不同地形成为，保险丝膜120及内部端子群130不从副组装体118溢出。
观察图18可知，保险丝膜120成为向X方向延伸的直线状的形状。保险丝膜120的宽度w为例如10(μm)，与激光的光斑直径φ(L)为大致相同大小。保险丝膜120的厚度为例如0.25(μm)。
内部端子群130在保险丝膜120的副组装体118的长边方向的两端侧分别与保险丝膜120连接。两个内部端子群130分别包含同一形状的三个内部端子131a～131c及内部端子132a～132c。另外，内部端子群130包括：连接分别隔离的内部端子131a～131c的内部端子131d、131e；和连接内部端子132a～132c的内部端子132d、132e。
内部端子群130的多个内部端子131a～131e、132a～132e分别在与保险丝膜120形成时相同的激光的照射条件下形成。因此，内部端子群130的各内部端子(以内部端子131a为例进行说明)的宽度w与保险丝膜120的宽度w相同。另外，内部端子131a的厚度也与保险丝膜120的厚度相同。
而且，与保险丝膜120同样地，内部端子群130通过进入部(具体而言为前述的第3进入部或第4进入部)被牢固地接合于集合基板100。此外，内部端子群130的各内部端子的宽度及厚度还可以与保险丝膜120的宽度及厚度不同。另外，内部端子群130形成时的激光的照射条件还可以与保险丝膜120形成时的照射条件不同。
本实施方式中，由于在一个工序中形成保险丝膜120及内部端子群130，因此，与通过不同工序形成保险丝膜120与内部端子群130的情况相比，能够提高内部端子群130相对于保险丝膜120的位置精度。另外，能够简化制造时的工序、容易实现成本的降低。
另外，本实施方式中，使激光对油墨膜110进行一次扫描，由此形成宽度与激光的光斑直径对应的直线状的保险丝膜120及内部端子群130。另外，形成长度与激光的扫描宽度对应的保险丝膜120及内部端子群130。由此，能够在短时间内大量形成保险丝膜120及内部端子群130。
照射激光后的油墨膜110的厚度(第2厚度)会变得比照射激光前的油墨膜110的厚度(第1厚度)小。关于第1厚度与第2厚度的对应关系，由于预先通过实验等进行解析，因此，在前述的步骤S102的油墨膜110的形成工序中，基于第1厚度与第2厚度的对应关系，调整第1厚度从而形成油墨膜110。由此，能够对保险丝膜120及内部端子群130进行适当管理使其成为所希望的厚度。
图19是表示照射激光前的油墨膜110的厚度t(i)与激光照射后的保险丝膜120的厚度t之间的关系的曲线图。这里，油墨膜110为含有纳米银粒子的油墨膜，形成在聚酰亚胺基板上。观察曲线图可知，油墨膜110的厚度t(i)与保险丝膜120的厚度t之间存在比例关系，通过管理照射前的厚度t(i)能够对照射后的厚度t进行管理。
此外，在代替旋转涂镀装置(spin coater)而使用喷墨装置的实验中也能够得到同样的结果。另外，能够确定，对于凸版印刷或凹版印刷等其他的印刷方法来说，通过对油墨膜110的厚度t(i)进行管理，而能够对照射后的保险丝膜120的厚度t进行管理。
图20是表示激光的光斑直径φ(L)与保险丝膜120的宽度w之间的关系的曲线图。如曲线图所示，照射后的保险丝膜120的宽度w与光斑直径φ(L)具有比例关系。此外，光斑直径φ(L)通过光束分析仪(beam profiler)来测定，或使激光实际照射于基板并对加工的痕迹形状进行测定等来求出。
另外，本实施方式中，控制部210还可以根据油墨膜110的厚度，对激光的照射速度及照射强度的至少一方进行调整，从而对油墨膜110照射激光。由此，即使在油墨膜110的厚度的设定值发生变化的情况下，也能够形成所希望厚度的保险丝膜120及内部端子群130。另外，能够将保险丝膜120及内部端子群130牢固地接合于集合基板100。
另外，本实施方式中，如前所述，利用衰减用的滤光器234使通过激光起振器224起振的激光衰减，使衰减后的激光向油墨膜110照射。若使电源222的输出小于预定值，则激光的起振容易变得不稳定。因此，通过滤光器234使光量衰减，并以此来代替使电源222的输出减少必要程度以上的情况，由此，能够确保所希望的照射强度。由此，能够抑制激光的起振变得不稳定的情况，能够使照射后的油墨膜110(保险丝膜120及内部端子群130)适当地接合于集合基板100。
此外，上述中，形成了直线状的保险丝膜120，但不限于此，还可以形成例如曲线状的保险丝膜。曲线状的保险丝膜能够通过在光学部230上设置电流反射镜并扫描激光而形成。另外，还可以形成组合了直线与曲线的保险丝膜。由此，能够制造具有多种形状的保险丝膜120的保险丝。
(清洗工序S108)
返回图13，在清洗工序中，对油墨膜110中没有照射激光的油墨进行冲洗，并使其干燥。此外，作为清洗方法，例如能够通过异丙醇溶液进行超声波清洗。
还可以在清洗后测定相邻的内部端子(例如，内部端子131a与内部端子132a)间的电阻R。利用测定的电阻R，通过下述的式(6)能够求出电阻率ρ。此外，使用公知的四端子法来测定电阻R。
[式6]
ρ＝R·t·w/L …（6）
(烧成工序S110)
在烧成工序中，使用例如送风炉，将形成了保险丝膜120及内部端子群130的集合基板100在约250℃下进行一小时烧成。烧成后，测定相邻的内部端子间的电阻R，求出电阻率ρ。根据测定结果可知，与清洗工序后的电阻率的不均相比，烧成工序后的电阻率的不均得到了改善。
尤其，在激光的光斑形状为圆形的情况下，在激光的扫描区域中的两端部，纳米金属粒子的烧结不充分，该两端部的电阻率易升高。对此，判明出，通过进行烧成，能够减少电阻率的不均，在所述两端部纳米金属粒子的烧结进行得很充分。本实施方式中，烧成后的电阻率ρ为4.5(μΩcm)。
(后续工序S112)
在后续工序中，主要进行保护涂层及外部端子的形成。以下，参照图21说明后续工序的详细情况。
图21是表示后续工序的详细的流程图。
首先，如图22所示，在副组装体118上形成保护涂层140(步骤S152)。保护涂层140是以前述的原点(校准标记115a的位置)为基准算出集合基板100上各副组装体118的位置而形成的。
图22是表示副组装体118上的保护涂层140的形成状态的图。保护涂层140以覆盖保险丝膜120的长边方向的中央侧的方式形成。保护涂层140主要由有机硅树脂构成。保护涂层140利用例如网版印刷形成。具体而言，印刷后以预定温度使树脂加热固化，由此，形成保护涂层140。
回到图21，将形成有保护涂层140的副组装体118从集合基板100切下(步骤S154)。然后，如图23所示，在副组装体118的长边方向两端部形成与内部端子连接的外部端子151、152(步骤S156)。
图23是表示外部端子151、152的形成状态的图。外部端子151、152形成为与内部端子群130的没有被保护涂层140覆盖的部分连接。外部端子151、152主要由银构成。外部端子151、152是将在有机溶剂中分散有银粒子的银膏利用网版印刷技术或浸渍(dipping)技术进行印刷形成后，以预定的加热条件进行烧成而形成的。
本实施方式中，内部端子群130与外部端子151、152的接合强度高。这是由于，确保了构成内部端子群130的纳米银粒子与构成外部端子151、152的银粒子之间的电/机械接合，以及确保了分散有纳米银粒子的有机溶剂与分散有银粒子的有机溶剂之间的机械接合。
通过形成外部端子151、152，而成为产品形态的保险丝1。
回到图21，在保护涂层140的表面如图24所示那样进行捺印(步骤S158)。
图24是用于说明向保护涂层140进行捺印的图。在保护涂层140的表面被捺印有例如文字。此外，在向保护涂层140捺印后，还可以对外部端子151、152镀Ni或镀Sn。
(检查工序S114)
返回图13，在检查工序中，对保险丝1的电阻等进行检查。检查后，保险丝1被梱包出货。由此，完成本实施方式的保险丝1的一系列制造工序。
在上述的保险丝1的制造方法中，在基板上形成含有纳米金属粒子的油墨膜110后，向油墨膜110照射激光从而形成保险丝膜120。在该情况下，无需进行保险丝膜的图案化底层处理或使用图案化掩模等，就能够廉价且大量地制造具有细微的保险丝膜的保险丝1。
另外，根据上述的保险丝1的制造方法，通过激光对油墨膜110进行加热，从而聚酰亚胺制的集合基板100上所形成的保险丝膜120及内部端子群130分别形成有进入部，由此，能够可靠地接合于集合基板100的表面。而且，由于接合界面中的接合强度比接合界面中的偏心力F大，因此，能够防止接合界面处的剥离，其中，偏心力F是在热循环试验等中当保险丝1的温度发生变化时因集合基板100(制造后的支承基板)、保险丝膜120及内部端子群130的线膨胀系数的差异而引发的。其结果为，能够改善保险丝1的脉冲寿命及热循环可靠性。
此外，上述的保险丝1的制造方法中，步骤S102相当于液膜形成步骤，步骤S138相当于加热步骤，步骤S140相当于保险丝膜形成步骤。
＜4.变形例＞
上述中，使用旋转涂镀装置在集合基板100的整个表面102形成含有纳米金属粒子的油墨膜110，但不限于此。例如，还可以使用喷墨打印机，在表面102上欲形成保险丝膜120的部分上形成油墨膜。
另外，上述中，纳米金属粒子为纳米银粒子，但不限于此。例如，纳米金属粒子还可以为纳米铜粒子、纳米金粒子、纳米镍粒子等其他纳米金属粒子。
另外，上述中，纳米金属粒子的平均粒径为约15(nm)，但不限于此。例如，纳米金属粒子的平均粒径还可以为例如3(nm)或50(nm)。
另外，上述中，支承基板10为非热塑性聚酰亚胺基板，但不限于此。例如，支承基板10还可以为热塑性聚酰亚胺基板、热固化性聚酰亚胺基板、PEEK(聚醚醚酮)制基板、或其他有机材料构成的基板的某一种。
另外，上述中，内部端子群31、32分别包括连接内部端子31a～31c、32a～32c的内部端子31d、31e、32d、32e，但不限于此，内部端子群31、32还可以不包括各31d、31e、32d、32e。
另外，上述中，外部端子51、52分别与内部端子群31、32的内部端子接触并电连接，但不限于此。例如，外部端子51、52还可以介由设于外部端子51、52与内部端子群31、32之间的平板状的中间端子而与内部端子电连接。
另外，上述中，使激光为波长是1064(nm)且平均照射强度为3.0×104～5.0×105(W/cm2)的Nd-YAG激光，或为波长是532(nm)且平均照射强度为2.0×103～7.0×104(W/cm2)的Nd-YAG激光，但不限于此。例如，激光还可以为，纳米金属粒子为具有等离子体吸收频带、且波长为800(nm)的钛-蓝宝石(Titanium-sapphire)激光。另外，激光的平均照射强度的大小还可以根据激光的波长调整。
另外，上述中，以连续起振模式照射激光，但不限于此，例如还可以以脉冲起振模式照射激光。另外，上述中，激光的扫描速度为3～90(mm/S)，但不限于此。
另外，上述中，使激光的光斑形状为圆形，但不限于此。例如，激光的光斑形状还可以为椭圆形、正方形、长方形的某一种。在光斑形状为正方形或长方形的情况下，能够对激光的照射宽度的大致整个区域进行烧结。
另外，上述中，光斑形状为圆形的激光的直径为10(μm)，但不限于此。还可以根据激光的波长、照射强度来调整激光的直径。
另外，上述中，形成有一个直线状的保险丝膜20，但不限于此。例如，还可以形成曲线状的保险丝膜20，还可以形成多个保险丝膜20。
另外，上述中，使保险丝膜20及内部端子群31、32的内部端子的厚度为0.1(μm)～3.0(μm)，但不限于此。
另外，上述中，对油墨膜110照射激光来对油墨膜进行加热，但不限于此。例如，还可以通过周知的微波加热或感应加热来对油墨膜110进行加热。不过，为了短时间对油墨膜110进行集中加热以防止集合基板100(支承基板)的变形，照射激光的方式是有效的。
＜5.电路基板的结构＞
参照图25及图26，对本发明的一个实施方式的电路基板500的结构进行说明。
本实施方式的电路基板500是被组装在可动式的仪器(例如能够开闭的折叠式的移动终端)中的、具有挠性的柔性电路基板。电路基板500设在例如移动终端的折页部的内部，与移动终端的开闭连动地弯曲。另外，电路基板500还可以设在能够穿着在使用者身上的、轻量化且小型化的可穿戴终端上。
因此，若组装在上述的可动式的仪器中的电路基板被反复弯曲，则会发生以下问题。即，若电路基板反复弯曲，则接合在电路基板的基板上的电路部(电路图案)会发生龟裂从而断裂，会导致电路部的电阻值增加。另外，若电路基板反复弯曲，则电路部会从基板剥离，电路基板有可能破损。
而本实施方式的电路基板500为即使反复弯曲也能够抑制上述问题发生的结构。
图25是表示一个实施方式的电路基板500的剖视示意图。图26是电路基板500的俯视示意图。如图25及图26所示，电路基板500具有基板510、电路部520、端子530、覆盖部540。
基板510对电路部520、端子530进行支承。基板510由例如柔软性优异的有机化合物构成。这里，基板510为非热塑性聚酰亚胺树脂基板。基板510的厚度为约250(μm)。
电路部520是由导电体构成的电路图案，接合于基板510的主面512。电路部520与前述的保险丝1的保险丝膜20同样，通过对含有纳米金属粒子的油墨膜照射激光而形成在主面512上。作为纳米金属粒子，使用例如纳米银粒子。电路部520的厚度约为0.25(μm)，电路部520的长度约为10(mm)。
电路部520具有从与主面512的接合面进入到基板510的内部的电路侧进入部。关于电路侧进入部，在形成电路部520时受到激光的照射从而熔融或烧结的纳米金属粒子与基板510的主面512熔合而由此分散形成多个。电路侧进入部与基板510的内部卡合。电路侧进入部的形状与前述的保险丝膜20的进入部22的形状相同，因此省略详细的说明。由于形成有电路侧进入部，因此，电路部520被牢固地接合于基板510，电路部520难以从基板510的主面512剥离。另外，由于电路部520牢固地接合于基板510，因此，电路部520上难以产生龟裂，所以，能够抑制电路部520的电阻值的增加。
这里，关于电路部会从基板剥离的原理，以比较例4的电路基板为例进行说明。比较例4的电路基板的电路部，不对相当于电路部的油墨膜照射激光，而通过送风炉对油墨膜进行烧成而形成。因此，与本实施方式的电路部520不同，比较例4的电路部上没有形成电路侧进入部。
比较例4的电路基板根据组装有该转动基板的仪器的转动而弯曲。而且，若电路基板反复弯曲，则会在电路部与基板的接合界面上沿接合界面的方向反复产生偏心力，因此，电路部会因该偏心力而从基板的主面偏移，从而导致电路部从基板的主面剥离。此外，偏心力在接合界面中分别作为压缩力作用在相接合的两个部件中曲率半径较大的部件上，并作为拉伸力作用在曲率半径较小的部件上。即，在基板的曲率半径变得比电路部的曲率半径大的弯曲形态中，在电路部的接合面作用拉伸力，在基板的主面作用压缩力。
对此，在本实施方式中，在电路部520上形成电路侧进入部，由此，电路部520通过比上述的偏心力大的接合力接合于基板510。因此，即使电路基板500反复弯曲，电路部520也难以从基板510偏移，能够有效防止电路部520从基板510剥离。
基板510还具有从主面512进入到电路部520的内部的基板侧进入部。基板侧进入部分散形成有多个，并与电路部520的内部卡合。这样，除了电路侧进入部还形成有基板侧进入部，由此，能够使电路部520与基板510的接合更牢固。
端子530分别形成在电路部520的长边方向的两端侧，与基板510的主面512接合。端子530与电路部520的长边方向的两端部连接。在这里，端子530与电路部520同样地为银制。端子530可以与电路部520同样地通过对油墨膜照射激光而形成，或通过网版印刷等形成。在端子530是通过对油墨膜照射激光而形成的情况下，由于与电路部520同样地形成有进入部，因此，端子530被牢固地接合于基板510。
覆盖部540对电路部520及端子530进行覆盖。覆盖部540为例如阻气性高的复合膜。
在本实施方式的电路基板500中，如上所述，形成有电路侧进入部及基板侧进入部，因此，电路部520被牢固地接合于基板510。由此，即使电路基板500反复弯曲，也能够抑制电路部520的电阻值的增加，并使电路部520难以从基板510剥离。
这里，关于本实施方式的电路基板500在反复弯曲预定次数(这里为3000次)的弯曲试验前的电阻值及剥离强度与弯曲试验后的电阻值及剥离强度之间的关系，边与比较例4、5的电路基板进行对比边进行说明。比较例4的电路基板是通过真空蒸镀法在聚酰亚胺制的基板的主面上形成银制的电路部的结构。比较例5的保险丝，是将分散了约15(nm)纳米银粒子的分散液印刷在聚酰亚胺制的基板的主面上后，通过送风炉进行干燥、烧成而形成电路部的结构。
下述的表2表示弯曲试验前及弯曲试验后的电路基板的电阻值。
[表2]
弯曲前的电阻值(Ω) 弯曲后的电阻值(Ω)
本实施方式 7.56 7.6
比较例4 0.25 0.43
比较例5 0.61 2.44
观察表2可知，比较例4、5中的电路基板的弯曲试验后的电阻值与弯曲试验前的电阻值相比大幅度增加。而本实施方式的电路基板500的弯曲试验后的电阻值仅比弯曲试验前的电阻值略微增加，电阻几乎没有增加。
下述的表3表示弯曲试验前及弯曲试验后的电路部的剥离强度。
[表3]
弯曲前的剥离强度(KN/m) 弯曲后的剥离强度(KN/m)
本实施方式 3.1 3.1
比较例4 0.37 0.08
比较例5 1.12 0.8
观察表3可知，比较例4、5的电路基板在弯曲试验后的电路部的剥离强度比弯曲试验前的剥离强度降低。而本实施方式的电路基板500在弯曲试验后的电路部520的剥离强度与弯曲试验前的剥离强度为相同大小。由此，能够确认本实施方式的电路部520不会从基板510剥离的事实。
此外，以JIS P8115所预定的“弯曲强度的试验方法”为基准进行电路基板的弯曲试验。作为试验时的条件，使电路基板弯曲的弯曲半径为6(mm)，使弯曲角度为90(度)，使弯曲速度为120(往复/分)，使拉伸载荷为1(N)。另外，弯曲试验所使用的电路基板500及比较例4、5的电路基板的长边方向的长度分别为约20(mm)。此外，弯曲试验所使用的电路基板500的宽度(图25的Y方向)为300(μm)，而比较例4、5的电路基板的宽度分别为10(mm)。
本实施方式中，电路部520的电路侧进入部相当于第1进入部，基板510的基板侧进入部相当于第2进入部。上述中，形成有电路侧进入部及基板侧进入部两者，但不限于此。只要形成电路侧进入部及基板侧进入部的至少某一方即可。即使在该情况下，也能够将电路部520牢固地接合于基板510。
上述中，基板510为由有机化合物构成的基板，但不限于此。例如，基板510还可以为组合了有机化合物和无机化合物的基板。在该情况下，优选有机化合物的比例比无机化合物的比例大。
＜6.电路基板的制造方法＞
参照图27对电路基板500的制造方法的一例进行说明。
图27是表示电路基板500的制造工序的流程图。此外，关于与图13所示的保险丝1的制造工序相同的工序，进行相同的处理，因此，这里简单说明。
在液膜形成工序S202中，在聚酰亚胺制的基板510的主面512上形成在溶剂中分散了纳米金属粒子(纳米银粒子)的分散液的液膜即油墨膜。还可以在油墨膜形成后使油墨膜干燥。
接下来，在电路部/端子形成工序S204中，对油墨膜照射激光，从而形成电路部520。此时，对油墨膜的表面照射激光，从而以使构成油墨膜的溶剂气化的方式对油墨膜进行加热。由此，油墨膜中的纳米银粒子熔融，且一部分纳米银粒子彼此烧结而成为银粒子。另外，热从纳米银粒子向基板510的主面512传递，主面512被加热。由此，主面512在实质上与大气隔离的状态下软化或熔融。
照射激光后，熔融或烧结了的纳米金属粒子与软化或熔融了的主面512相互熔合。即，熔融或烧结了的纳米金属粒子与软化或熔融了的主面512接触，从而形成含有前述的电路侧进入部及基板侧进入部的接合界面。
另外，在电路部/端子形成工序S204中，形成与电路部520连接的端子530。端子530可以与电路部520同样地通过对油墨膜照射激光而形成，或不照射激光而通过网版印刷而形成。
接下来，在清洗工序S206中，对油墨膜中没有照射到激光的油墨进行冲洗，使其干燥。在烧成工序S208中，利用例如送风炉对形成有电路部520及端子530的基板510进行烧成。在覆盖部形成工序S210中，以覆盖电路部520及端子530的方式形成覆盖部540。由此，形成产品形状的电路基板500。
然后，在检查工序S212中检查电路基板500。检查后，电路基板500被梱包出货。由此，结束本实施方式的电路基板500的一系列制造工序。
在上述电路基板500的制造方法中，在电路基板500上形成油墨膜后，向油墨膜照射激光而形成电路部520。在该情况下，无需进行电路部的图案化底层处理或使用图案化掩模等，就能够廉价且大量地制造电路基板500。
另外，根据上述电路基板500的制造方法，通过激光对油墨膜进行加热从而形成在聚酰亚胺制的基板510上的电路部520被可靠地接合在基板510的表面。由此，即使电路基板500反复弯曲，电路部520也难以从基板510剥离，还能够抑制脉冲寿命的降低。
此外，关于本实施方式的电路基板500，还能够适用就保险丝1所说明的变形例。
以上，利用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员来说，当然可以对上述实施方式追加多种变更或改良。根据权利要求书的记载可明确，追加了这样的变更或改良后的方式也包含在本发明的技术范围内。
附图标记说明
1 保险丝
10 支承基板
12 主面
14 进入部
20 保险丝膜
22 进入部
31、32 内部端子群
35 进入部
100 集合基板
102 表面
110 油墨膜
120 保险丝膜
130 内部端子群
200 激光照射装置
500 电路基板
510 基板
512 主面
520 电路部。

Claims (20)

1.一种保险丝的制造方法，包括：
液膜形成步骤，在至少含有有机物的基板的主面上形成液膜，该液膜是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的液膜；
加热步骤，以使所述溶剂气化的方式对所述液膜进行加热，以使所述纳米金属粒子熔融或烧结，且使所述主面软化或熔融；以及
保险丝膜形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而在所述主面上形成保险丝膜。
2.根据权利要求1所述的保险丝的制造方法，其中，在所述加热步骤中，对所述液膜的表面照射激光，从而对所述液膜进行加热。
3.根据权利要求2所述的保险丝的制造方法，其中，在所述加热步骤中，维持所述主面被所述纳米金属粒子及所述分散液的至少某一方覆盖的状态，并同时使所述主面软化或熔融。
4.根据权利要求2或3所述的保险丝的制造方法，其中，在所述加热步骤中使所述激光相对于所述液膜扫描一次，在所述保险丝膜形成步骤中，形成宽度与所述激光的光斑直径对应、长度与扫描宽度对应的保险丝膜。
5.根据权利要求2至4的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，还具有烧成步骤，该烧成步骤对所述纳米金属粒子与所述主面相互熔合后的所述保险丝膜进行烧成。
6.根据权利要求2至5的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，在所述液膜形成步骤中，基于所述激光照射前的所述液膜的第1厚度与所述激光照射后的所述保险丝膜的小于所述第1厚度的第2厚度之间的对应关系，来调整所述第1厚度并形成所述液膜。
7.根据权利要求2至6的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，在所述加热步骤中，根据所述液膜的厚度对通过激光照射装置所照射的所述激光的照射强度及扫描速度的至少一方进行调整，从而对所述液膜照射所述激光。
8.根据权利要求2至7的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，所述基板为形成有多个所述保险丝膜的集合基板，
还具有标记形成步骤，通过对所述液膜照射激光而形成用于对多个所述保险丝膜在所述集合基板上的形成位置进行调整的位置调整标记，
在所述加热步骤中，基于所形成的所述位置调整标记的位置对所述液膜的表面照射所述激光。
9.根据权利要求2至8的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，在所述加热步骤中，通过衰减用的滤光器对由激光照射装置的起振部起振的所述激光进行衰减，使被衰减后的所述激光向所述液膜进行照射。
10.根据权利要求1至9的任一项所述的保险丝的制造方法，其中，还具有连接端子形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而形成连接所述保险丝膜的长边方向两端侧的连接端子。
11.一种保险丝，具有：
至少含有有机物的基板；
接合在所述基板的主面上的保险丝膜；以及
从所述保险丝膜的接合面进入到所述基板的内部的第1进入部、及从所述基板的主面进入到所述保险丝膜的内部的第2进入部的至少某一方的进入部。
12.根据权利要求11所述的保险丝，其中，所述第1进入部与所述基板的内部卡合。
13.根据权利要求12所述的保险丝，其中，所述第1进入部形成为钩状。
14.根据权利要求12或13所述的保险丝，其中，所述第1进入部的前端侧的宽度比所述第1进入部的根部侧的宽度大。
15.根据权利要求11至14的任一项所述的保险丝，其中，所述基板为聚酰亚胺基板。
16.根据权利要求11至15的任一项所述的保险丝，其中，还具有：
连接端子，以在所述保险丝膜的长边方向的两端侧分别与所述保险丝膜连接的方式接合在所述基板的所述主面上；
进入部，为从所述连接端子的接合面进入到所述基板的内部的第3进入部、及从所述基板的主面进入到所述连接端子的内部的第4进入部的至少某一方。
17.根据权利要求16所述的保险丝，其中，所述连接端子的厚度与所述保险丝膜的厚度相同。
18.一种电路基板的制造方法，具有：
液膜形成步骤，在至少含有有机物的基板的主面上形成液膜，该液膜是在溶剂中分散有纳米金属粒子的分散液的液膜；
加热步骤，以使所述溶剂气化的方式对所述液膜进行加热，从而使所述纳米金属粒子熔融或烧结，且使所述主面软化或熔融；以及
电路部形成步骤，使所述熔融或烧结了的纳米金属粒子与所述软化或熔融了的主面相互熔合，从而在所述主面上形成电路部。
19.根据权利要求18所述的电路基板的制造方法，其中，所述电路基板为柔性电路基板。
20.一种电路基板，具有：
至少含有有机物的基板；
接合于所述基板的主面的电路部；以及
从所述电路部的接合面进入到所述基板的内部的第1进入部、及从所述基板的主面进入到所述电路部的内部的第2进入部的至少某一方的进入部。
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