CN111133548A - 片式熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明提供片式熔断器，上述片式熔断器包括：由绝缘性材料构成的主体部、被配置在主体部的内部且具有从主体部露出的两端部的熔断器导体、以及分别覆盖主体部的两端部且分别与熔断器导体的两端部连接的一对外部电极，在主体部的内部存在空洞部，熔断器导体具有沿空洞部的壁面形成的熔断部。

Description

片式熔断器

技术领域

本发明涉及片式熔断器。

背景技术

片式熔断器是具有熔断器功能的片部件(或者角型表面安装部件)。片式熔断器可以包括绝缘性的主体部、形成在主体部的表面或者内部的熔断器导体、分别覆盖主体部的两端部且与熔断器导体的两端部分别连接的一对外部电极。

以往，已知在熔断器导体形成在主体部的内部的片式熔断器中，为了抑制从熔断器导体的熔断部(发热部)向主体部的散热，提高熔断特性，而在主体部中设置空间，并将熔断器导体的熔断部悬挂在空间内(浮起来)进行配置(参照专利文献1～2)。

另外，以往，作为兼具熔断器功能的电感元件，也已知在通过在层叠体的层间形成内部导体而成的一体烧结型的电感元件中，在内部导体一体设置熔断部，并且在熔断部的周围的层叠体中设置空洞部(参照专利文献3)。

专利文献1:日本特开2007－280919号公报

专利文献2:日本特开2007－287504号公报

专利文献3:日本特开平1－287905号公报

上述的以往的片式熔断器通过如下的方式制造得到：由绝缘性树脂制的底部和盖部构成主体部，首先，准备预先对凹部分别进行冲压形成而成的底部以及盖部，接下来，在底部的凹部悬挂配置熔断器导体，并在其上重叠盖部，使底部和盖部的凹部彼此对置以形成空间部，通过粘接剂使它们之间接合(专利文献1～2)。然而，在所述的制造方法中，对绝缘性树脂的凹部的加工精度以及底部和盖部的重叠精度有限。另外，在所述的以往的片式熔断器中，如果要保持原样地小型化，则从外部电极到熔断部的距离被缩小，变短，容易散热(因而，不易熔断)，熔断特性可能降低。

另外，上述的以往的兼具熔断器功能的电感元件通过如下的方式制造得到：首先，在一个生片(铁氧体生片)的大致中央上面将有机糊剂涂布成矩形形状并使其干燥，由此在附着有机糊剂的生片上印刷形成内部导体(导电糊剂)，以使其熔断部位于有机糊剂上，进一步在其上将新的有机糊剂(与先前的有机糊剂重叠地)涂布成矩形形状并使其干燥，由此在有机糊剂、具有熔断部的内部导体以及有机糊剂依次附着的生片的上下适当地层叠新的生片，并一体地烧结，使熔断部的上下的有机糊剂燃烧汽化，在熔断部的周围形成空洞部(专利文献3)。然而，在所述的制造方法中，由于在附着有机糊剂的生片上横跨有机糊剂地重叠涂布印刷内部导体，所以较难高精细地印刷内部导体(特别是，比较细的熔断部)，可能产生印刷洇渗、印刷偏差。这一难点在使用混合氧化铝或者氧化锆等的细粉而成的有机糊剂的情况下也是同样的。而且，在所述的制造方法中，在烧结时，使熔断部的上下的有机糊剂汽化，由于下侧的有机糊剂的汽化而使内部导体(导电糊剂)的熔断部浮起来，并且使内部导体烧结，所以较难更微小地形成熔断部。

因而，在以往的片式熔断器、以往的兼具熔断器功能的电感器元件中，较难提供具有优异的熔断特性、且更小型的片式熔断器，不足以应对片尺寸的小型化的最新的要求。实际上片式熔断器的现状是仅上市到1005尺寸(1.0mm×0.5mm)，而更小的尺寸，例如0603尺寸(0.6mm×0.3mm)的片式熔断器还没有上市。

发明内容

本发明的目的在于提供具有优异的熔断特性、且可以更小型化的新的片式熔断器。

根据本发明的一个要旨，提供片式熔断器，上述片式熔断器包括：由绝缘性材料构成的主体部、被配置在主体部的内部且具有从该主体部露出的两端部的熔断器导体、以及分别覆盖主体部的两端部且分别与熔断器导体的两端部电连接的一对外部电极，其中，在主体部的内部存在空洞部，熔断器导体具有沿空洞部的壁面形成的熔断部。

对于所述的本发明的片式熔断器而言，由于熔断器导体的熔断部沿空洞部的壁面形成，所以能够使熔断器导体的熔断部相对于空洞部部分地露出，并在其非露出部中通过主体部支承。熔断器导体的熔断部相对于空洞部露出，由此能够抑制从熔断器导体的熔断部向主体部的散热，并且熔断器导体的熔断部被主体部支承，由此能够微小且高精细地稳定形成所述的熔断部，因此，根据本发明，提供具有优异的熔断特性、可以更小型化的新的片式熔断器。

在本发明的一个方式中，空洞部可以具有相对于彼此向相反侧弯曲成凸状的对置的两个壁面，熔断器导体的熔断部可以沿该两个壁面的任意一个壁面形成。

在本发明的一个方式中，主体部以及熔断器导体可以构成烧结体。

在本发明的一个方式中，熔断部可以具有曲折形状。

在本发明的一个方式中，主体部中至少与熔断部接触的部分可以由具有0.05W·m^－1·K^－1以上且10.00W·m^－1·K^－1以下的导热系数的第一绝缘性材料构成。

在本发明的一个方式中，主体部可以包括由具有0.05W·m^－1·K^－1以上且10.00W·m^－1·K^－1以下的导热系数的第一绝缘性材料构成的层，即，内部具有熔断器导体以及空洞部的层、和由具有比第一绝缘性材料高的强度的第二绝缘性材料构成的至少一个层。在所述的方式中，由第一绝缘性材料构成的层可以配置在由第二绝缘性材料构成的两个层之。

在本发明的一个方式中，绝缘性材料可以是非磁性材料。

在本发明的一个方式中，片式熔断器可以具有0.55mm以上且0.65mm以下的长度以及0.25mm以上且0.35mm以下的宽度。

根据本发明，提供具有优异的熔断特性、且可以更小型化的新的片式熔断器。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式中的片式熔断器的概要剖视图。

图2是图1的A－A线处的片式熔断器的概要剖视图。

图3是沿图1的B－B线虚拟地切断来观察到的片式熔断器的概要俯视图。

图4是与图3对应的图，并是表示片式熔断器中的熔断器导体的熔断部的一个改变例子的图。

图5是与图3对应的图，并是表示片式熔断器中的熔断器导体的熔断部的另一个改变例子的图。

图6是与图3对应的图，并是表示片式熔断器中的熔断器导体的熔断部的另一个改变例子的图。

图7是本发明的图1所示的实施方式中的一个例示的片式熔断器的概要剖视图。

图8是图8的A－A线处的片式熔断器的概要剖视图。

图9是对本发明的图1所示的实施方式中的片式熔断器的制造方法进行说明的图。

图10是对本发明的图7所示的例示的片式熔断器的制造方法进行说明的图。

图11是对本发明的图7所示的例示的片式熔断器的一个使用方式进行说明的图。

图12是对本发明的图7所示的例示的片式熔断器的另一个使用方式进行说明的图。

图13是示意性地表示在本发明的实施例中为了形成熔断器导体而印刷的银糊剂的图案的图，(a)是示意性地表示印刷的银糊剂的图案的整个图像的俯视图，(b)～(d)分别是在实施例1～3中与印刷的银糊剂的熔断部对应的部分以及其附近(例示性地，(a)中由虚线包围的区域H)的放大示意图。

图14是表示在本发明的实施例1～3中制成的片式熔断器的试料的评价结果的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式中的片式熔断器以及其制造方法进行详述，但本发明并不限于所述的实施方式。

如图1所示，本实施方式的片式熔断器10包括由绝缘性材料构成的主体部1、被配置在主体部1的内部且具有从主体部1露出的两端部的熔断器导体3、以及分别覆盖主体部1的两端部且与熔断器导体3的两端部分别连接的一对外部电极9a、9b。如图1～2所示，在主体部1的内部存在空洞部2，熔断器导体3具有沿空洞部2的壁面所形成的熔断部3a。换言之，空洞部2位于熔断器导体3的熔断部3a的正上方。

在本发明中，术语“熔断器导体”意味着由于构成熔断器的导体(由电导电性物质构成的部件)，在本发明中，由于配置在主体部的内部，所以可以理解为“内部导体”。另外，术语“熔断部”意味着在本发明的片式熔断器作为熔断器发挥作用时，旨在发热并熔断的部分，可以是熔断器导体中宽度比较窄的部分。

根据本实施方式，由于空洞部2位于熔断器导体3的熔断部3a的正上方，所以能够使熔断器导体3的熔断部3a相对于空洞部2部分地露出，并在熔断部3a的非露出部中与主体部1接触(与主体部1的内壁面紧贴)，由主体部1支承。由此，能够获得偏差较小的稳定的熔断特性。此外，在图示的方式中，熔断部3a的上表面以及侧面相对于空洞部2露出，熔断部3a的下表面由主体部1支承，但本实施方式并不限于此，可以熔断部3a的上表面以及侧面的一部分相对于空洞部2露出，也可以仅熔断部3a的上表面相对于空洞部2露出，还可以这三个状态中任意两个以上的状态沿熔断部3a的线路方向混合。

由于熔断器导体3的熔断部3a相对于空洞部2露出，所以能够在电流流到熔断器导体3时，通过空洞部2(可能存在空气或者其它气体，例如源于消失材料的气体，或者也可以是真空)的绝热效果来抑制从熔断器导体3的熔断部3a向主体部1(进而向外部电极9a以及/或者9b)传导、释放热(散热)。由此，能够在熔断部3a中有效地笼住热，容易熔断，所以无需将熔断部3a的线路长度设定得较长(因而，无需将从外部电极到熔断部的距离设置得较长)。而且，由于熔断器导体3的熔断部3a由主体部1支承，所以如后述那样，能够利用印刷方法来制造片式熔断器，所以能够微小且高精细地稳定形成熔断部3a。这些结果是即使是更小型的片尺寸，例如0603尺寸(0.6mm×0.3mm)，也能够获得优异的熔断特性。例如，空洞部的中心位置(图1～2中，示意性地用黑点表示)可以存着于在片的长度L方向上距主体部1的外壁面250μm以上且350μm以下的距离a，可以存着于在片的宽度W方向上距主体部1的外壁面100μm以上且200μm以下的距离b或者c(可以根据安装方向来决定)。此外，可以根据体积中心来规定空洞部的中心位置。

更详细而言，在本实施方式的片式熔断器10中，空洞部2具有相对于彼此向相反侧弯曲成凸状的对置的两个壁面，熔断器导体3的熔断部3a沿这些两个壁面的任意一个壁面形成。所述的两个壁面可以明确地具有边界，也可以不具有边界，在图示的方式中，可以是上侧壁面以及下侧壁面，熔断部3a仅沿下侧壁面形成。由此，熔断部3a(在图示的方式中向下)能够弯曲成凸状而形成。由于在空洞部2中，空间距离越大，则获得越高的绝热效果，进而获得越高的散热抑制效果，所以优选在相对于一个壁面向相反侧弯曲成凸状的壁面的大致中央区域中配置熔断器导体3的熔断部3a，由此，能够选择性地使熔断部3a熔断。

概要地，如图1～2所示，空洞部2可以具有椭圆剖面，熔断部3a可以形成为拱状，但本实施方式并不限于所述的形状。空洞部2具有没有角的椭圆剖面，由此即使在片式熔断器的制造过程以及/或者之后的使用的期间对主体部1施加应力，也能够有效地分散，能够抑制或者防止以角(边缘部)为起点在主体部1产生裂缝或破裂。

在本实施方式中，主体部1以及熔断器导体3构成一体烧结的烧结体，更详细而言，可以是层叠体的烧结体(图中，用Z表示层叠方向)。另外，在本实施方式中，空洞部2也可以通过在烧制时消失材料汽化而形成。

空洞部2的尺寸以及/或者体积(容积)没有特别限定。根据从主体部1的内壁面中熔断部3a存在的一侧的面到与该面对置的壁面的最大距离(与层叠方向平行的剖面中的主体部1的对置的内壁面间的最大距离)来规定空洞部2的高度t，并可以根据低格电流值、片尺寸等适当地选择，但例如可以是10μm以上且50μm以下。根据与高度t方向垂直的面内的最大距离来规定空洞部2的长度x，并可以根据熔断部3a的形状等适当地选择，例如可以是100μm以上500μm以下。根据与高度t方向以及长度x方向垂直的最大距离来规定空洞部2的宽度y，并可以根据熔断部3a的形状等适当地选择，但例如可以是50μm以上且200μm以下。空洞部2的体积可以是5×10⁴(μm³)以上且5×10⁶(μm³)以下。

相对于空洞部2露出的主体部1的内壁面更平滑能够抑制从熔断器导体3的熔断部3a通过空洞部2向主体部1传导、释放热，容易熔断，所以优选(若凹凸较大，则表面积变大，容易传导热，不易熔断)。空洞部2通过在烧制时消失材料汽化而形成的情况下，能够使相对于空洞部2露出的主体部1的内壁面变得平滑。所述的主体部1的内壁面的表面粗糙度Ra例如可以是0.05μm以上且0.5μm以下(此处，Ra是算术平均粗糙度)。

在片式熔断器10中，空洞部2可以存在一个或者其以上，在一个空洞部2中，熔断部3a可以存在一个或者其以上。

熔断器导体3的熔断部可以根据所希望的熔断特性以及/或者额定电流而具有任意的各种厚度以及形状。由于熔断器导体的熔断部的厚度以及形状(特别是线宽度以及线路长度)影响熔断特性以及额定电流，所以很重要。

为了控制熔断特性，要求将熔断器导体的熔断部形成为所希望的形状。例如，如图3所示，熔断部3a可以具有线宽度实际上是一定的，且线路沿直线方向延伸的形状(直线型)。然而，本实施方式并不限于此，例如，如图4所示，可以应用具有线宽度逐渐减少以及增加，并且线路沿直线方向延伸的形状(缩小中央部的类型)的熔断部3b。或者，也可以应用具有曲折形状的熔断部。更详细而言，例如，如图5所示，还可以应用具有线宽度实际上是一定的，线路蜿蜒且沿长度方向延伸的曲折形状的熔断部3c。另外，例如，如图6所示，还可以应用具有线宽度实际上是一定的，线路蜿蜒且沿长度方向延伸的曲折形状的熔断部3d。

这些熔断部3a～3d的尺寸可以根据熔断的电流值等适当地选择，但厚度例如可以是1μm以上且10μm以下，线宽度例如可以是10μm以上且50μm以下，线路长度例如可以是100μm以上且1000μm以下(都是在烧制后)。

熔断器导体3由任意的适当的导电性材料构成，例如可以由银、铜、镍、锡、铝等金属、它们的合金等构成。如后述那样，在利用印刷方法来制造片式熔断器的情况下，熔断器导体3可以使用导电糊剂来形成。导电糊剂没有特别限定，但也可以使用银糊剂、铜糊剂等。

主体部1由任意的适当的绝缘性材料构成，例如可以由玻璃材料、石英、氧化铝、镁橄榄石、铁氧体以及它们的两种以上的混合物等构成。如后述那样，在利用印刷方法来制造片式熔断器的情况下，主体部1可以使用绝缘性材料的生片来形成。

可以由具有0.05W·m^－1·K^－1以上且10.00W·m^－1·K^－1以下的导热系数的第一绝缘性材料构成主体部1中至少与熔断部3a接触的部分，优选具有熔断部3a的熔断器导体3以及与空洞部2接触的部分。这样的第一绝缘性材料的导热系数较低，当电流流到熔断器导体3时，能够直接抑制从熔断器导体3的熔断部3a向主体部1(进而外部电极9a以及/或者9b)传导、释放热(散热)。由此，能够在熔断部3a中有效地笼住热，更容易熔断，能够稳定地获得优异的熔断特性，并能够实现片尺寸的进一步的小型化。在本发明中，可以根据JIS R 1611(基于精细陶瓷的闪光法的热扩散率/比热容量/导热系数的测定方法)来规定绝缘性材料的导热系数。

作为所述的第一绝缘性材料，例如列举玻璃材料(可以包含填料，也可以不包含填料)。

主体部1其整体可以由第一绝缘性材料构成。该情况下，主体部1可以是由第一绝缘性材料构成的多个层的层叠体的烧结体。

然而，优选主体部1包括至少与熔断部3a接触的部分，优选具有熔断部3a的熔断器导体3以及与空洞部2接触的部分，即，由第一绝缘性材料构成的部分、和由具有比第一绝缘性材料高的强度(机械强度，例如抗折强度)的第二绝缘性材料构成的其它部分。以玻璃材料等为代表，导热系数较低的绝缘性材料大多强度较低(脆)。反之，强度较高的绝缘性材料大多导热系数较高。因此，由导热系数较高的第一绝缘性材料构成至少与熔断部3a接触的部分，优选具有熔断部3a的熔断器导体3以及与空洞部2接触的部分，由具有比第一绝缘性材料高的强度的第二绝缘性材料构成其它部分，例如由第一绝缘性材料构成的部分的上、下、左、右的任意一个部分或者它们中的两个以上的部分，由此可以兼得散热抑制和强度。在本发明中，可以根据JIS R 1601(精细陶瓷的室温弯曲强度试验方法)来规定绝缘性材料的强度。

作为所述的第二绝缘性材料，例如列举氧化铝、镁橄榄石、铁氧体。在使用玻璃材料作为第一绝缘性材料的情况下，由于与玻璃材料的共烧制是容易的，所以优选使用铁氧体作为第二绝缘性材料。

在主体部1为层叠体的烧结体的情况下，主体部1可以包括由第一绝缘性材料构成的层，即，内部具有熔断器导体以及空洞部的层(低导热系数层)、和由具有比第一绝缘性材料高的强度的第二绝缘性材料构成的至少一个层(加强层)。由第二绝缘性材料构成的层(加强层)在片式熔断器的长度L方向上延伸，由此尤其能够提高抗折强度。

例如，如图7～8所示，由第一绝缘性材料构成的层5(内部具有熔断器导体3以及空洞部2)(低导热系数层)配置在由第二绝缘性材料构成的两个层7(加强层)之间。由第一绝缘性材料构成的层5的厚度例如可以是50μm以上且200μm以下，由第二绝缘性材料构成的层7的厚度例如可以是50μm以上且125μm以下。然而，并不限于图示的例子，也可以仅在由第一绝缘性材料构成的层5的上以及下的任意一方配置由第二绝缘性材料构成的层7。

在根据片式熔断器的用途，片式熔断器不需要电感的情况下、片式熔断器不具有阻抗的情况下等，主体部1可以由绝缘性且非磁性材料构成。根据安装片式熔断器的电气·电子电路，根据由于安装片式熔断器而带来的电路上的阻抗，有时想要避免阻碍或抑制电流以及/或者信号流向其它部件，通过使用非磁性材料，能够极大地减小所述的阻抗。作为绝缘性且非磁性材料，列举玻璃材料、石英、氧化铝、镁橄榄石、非磁性铁氧体等。作为非磁性的第一绝缘性材料，例如列举玻璃材料(可以包含填料，也可以不包含填料)。作为非磁性的第二绝缘性材料，例如列举非磁性铁氧体材料。

玻璃材料可以使用具有任意的适当的组成的玻璃材料，例如，优选包含

0.5～5重量％的K₂O，

0～5重量％的Al₂O₃，

10～25重量％的B₂O₃，

70～85重量％的SiO₂

(其中，合计不超过100重量％)玻璃材料。玻璃材料可以通过使用玻璃粉末而得到，该玻璃粉末通过以成为规定的玻璃组成的方式秤量氧化物或炭酸盐的起始原料，将它们混合放入铂坩锅，在1500～1600℃的温度下熔融，并对其进行快速冷却后，进行粉碎而制成，可以保持原样地使用所述的玻璃粉末，但也可以通过在所述的玻璃粉末中例如添加相对于玻璃粉末10～50重量％的范围的石英、氧化铝等填料而得到。

非磁性铁氧体材料可以使用具有任意的适当的组成的非磁性铁氧体材料，但例如，优选将Fe换算成Fe₂O₃并含有40～49.5mol％、将Cu换算成CuO并含有6～12mol％、其余为ZnO的非磁性铁氧体材料。非磁性铁氧体材料可以根据需要而以一种或者任意两种以上的组合含有Mn、Sn、Co、Bi、Si等添加物以及/或者也可以含有微量的不可避免的杂质。非磁性铁氧体材料可以通过以成为规定的比率的方式秤量原料，根据需要添加添加物，湿式进行混合粉碎后，进行干燥，在700～800℃的温度下对由此得到的干燥物进行预烧，并对其粉碎而制成。

外部电极9a、9b由任意的适当的导电性材料构成，例如可以对金属导体实施一层或者其以上的镀覆。

接下来，对本实施方式的片式熔断器10的制造方法进行说明。

参照图9，首先，准备如上述那样的绝缘性材料(优选第一绝缘性材料)的生片1’(图9(a))。绝缘性材料的生片1’可以通过将绝缘性材料的粉末与含有粘接剂树脂以及有机溶剂的有机载体混合/混炼，并成形为片状而得到，但并不限于此。

在该绝缘性材料的生片1’的平坦的表面以规定的图案印刷导体糊剂3’(图9(b))。导体糊剂能够使用出售并能够得到的、作为导体而以粉末的形态含有银的一般的银糊剂，但并不限于此。印刷方法能够适当地使用丝网印刷。印刷图案与最终应形成的熔断器导体3(具有熔断部3a)的形状对应。

接下来，在印刷有导体糊剂3’的绝缘性材料的生片1’上印刷消失材料4(图9(c))。消失材料4是可以在烧制时通过汽化而形成空洞部2的材料(由于汽化，所以在最终获得的片式熔断器中不存在，因而“消失”)，也可以是糊剂状或者液状的材料。作为消失材料4，能够使用由于热分解容易燃烧汽化的材料，例如可以使用有机糊剂，更详细而言，可以使用使丙烯酸系树脂等树脂材料成为糊剂的形态的糊剂。印刷方法能够适当地使用丝网印刷。印刷消失材料4的区域覆盖先前印刷的导体糊剂3’中与熔断部3a对应的部分即可，可以根据最终应形成的空洞部2的尺寸来决定。此外，也可以在印刷有导体糊剂3’的绝缘性材料的生片1’上，通过印刷以外的方法，例如涂覆(例如分配等)来应用消失材料4。

在通过上述所得到的印刷有导体糊剂3’以及消失材料4的绝缘性材料的生片1’的上下以获得所希望的厚度的方式层叠规定张数的(图中，用Z表示层叠方向)，并压接，切断成规定的尺寸，从而获得层叠体(图9(d))。该层叠体可以将多个一次制成矩阵状后，通过切割等单独地切断(元件分离)来进行单片化，但也可以预先单独制成。

作为层叠体的形成方法，能够利用片材层叠方法，但并不限于此。

对通过上述而得到的层叠体进行烧制，获得一体地烧结源于导体糊剂3’的熔断器导体3和源于绝缘性材料的生片1’的主体部1而成的烧结体10’(图9(e))。烧制温度以及烧制时间是可以使用于绝缘性材料的生片1’的绝缘性材料的粉末以及用于导体糊剂3’的导体的粉末烧结的温度以及时间即可。

在该烧制时，消失材料4逐渐汽化(例如由于热分解而燃烧汽化)，由于体积膨胀，产生的气体推动处于烧制中途的周围的绝缘性材料以及导体，逐渐空间扩张，不久之后，消失材料4全部汽化，”消失”，由此形成空洞部2，并且相对于空洞部2露出的熔断器导体3的部分(包含熔断部3a)沿空洞部2的壁面形成(参照图9(e))。

更详细而言，在该烧制过程中，气体可能由于体积膨胀而各向同性地推动处于烧制中途的周围的绝缘性材料以及导体，所以所形成的空洞部的对置的两个壁面相对于彼此向相反侧弯曲成凸状，优选可以具有椭圆剖面，熔断部3a沿一个壁面(在图示的方式中向下)弯曲成凸状而形成，优选可以形成为拱状。相对于这样形成的空洞部2露出的主体部1的内壁面(以及相对于空洞部2露出的熔断器导体3的上表面以及侧面)可以变得平滑。

也可以根据需要，对通过上述得到的烧结体10’进行滚筒研磨以弄圆角部，并且使熔断器导体3的两端部从主体部1充分露出。

之后，将外部电极9a、9b形成为分别覆盖烧结体10’的两端部，并分别与熔断器导体3的两端部连接。由此，制造片式熔断器10(参照图1～3)。

根据本实施方式，由于在绝缘性材料的生片1’的平坦的表面直接印刷导体糊剂3’(图9b)，所以即使是微小的图案，(实际未产生印刷洇渗、印刷偏差)也能够高精细地印刷。由于熔断部3a的厚度以及形状通过变更导体糊剂3’的印刷图案以及/或者印刷条件而能够容易地变更，由此能够获得各种熔断特性。

另外，根据本实施方式，在片式层叠陶瓷电容器(MLCC)等方面有量产实际成果，能够利用可以以低成本量产的丝网印刷以及偏差层叠方法，由于丝网印刷仅是导体糊剂3’的印刷和消失材料4的印刷这两次，所以能够将制造成本抑制得廉价。本实施方式的片式熔断器的制造方法不必为了对熔断部3a进行加工形成而需要激光、光刻、溅射等高额的装置。

另外，在本实施方式中，当电流流到熔断器导体3时，通过空洞部2的绝热效果进一步抑制从熔断器导体3的熔断部3a向主体部1的散热，能够促进熔断部3a的发热，不需要用于促进发热的其它对策，例如用于增大熔断部3a的直流电阻的导体氧化、利用树脂层覆盖熔断部3a等。

参照图7～8上述的本实施方式的一个例示的片式熔断器11能够如以下那样制造。此外，只要没有特别说明，可以适用与上述同样的说明。

参照图10，首先，准备上述那样的第一绝缘性材料的生片5’(图10(a))，在其平坦的表面以规定的图案印刷导体糊剂3’(图10(b))。接下来，在印刷有导体糊剂3’的第一绝缘性材料的生片5’上印刷消失材料4(图10(c))。在由此得到的印刷有导体糊剂3’以及消失材料4的第一绝缘性材料的生片5’的上下以获得所希望的厚度的方式层叠规定张数的新的第一绝缘性材料的生片5’、以及在其外侧以获得所希望的厚度的方式层叠规定张数的第二绝缘性材料的生片7’(在图示的方式中为上下两侧，但也可以是上以及下的任意一方)(图中，用Z表示层叠方向)，并压接，切断成规定的尺寸，由此获得一体地烧结层叠体(图10(d))。对由此得到的层叠体进行烧制，获得一体地烧结源于导体糊剂3’的熔断器导体3、由源于第一绝缘性材料的生片5’的第一绝缘性材料构成的层5以及由源于第二绝缘性材料的生片7’的第一绝缘性材料构成的层7构成的主体部1而成的烧结体11’(图10(e))。之后，将外部电极9a、9b形成为分别覆盖烧结体11’的两端部，并分别与熔断器导体3的两端部连接。由此，制造片式熔断器11(参照图7～8)。

接下来，对本实施方式的片式熔断器10(只要没有特别说明，则可以包括图7～8所示的片式熔断器11)的使用方式进行说明。

本实施方式的片式熔断器10可以通过任意的适当的方法组装到电气·电子电路中。更详细而言，片式熔断器10被配置为外部电极9a、9b位于形成在电路基板等被安装体的表面的一对焊盘(或者连接盘)上，分别通过焊料材料使它们之间接合，从而组装到电气电路中，由此，获得片式熔断器10被安装到被安装体的安装构造体。

若电流流过组装到电气电路的片式熔断器10，则由于焦耳热而发热，根据熔断特性，例如若流动的电流过大(超过额定电流)，则在熔断部3a处熔断，作为熔断器发挥作用。此时，构成熔断部3a的导体存在空洞部2，所以熔断的同时容易热收缩，能够确保熔断后的导体间距离较大。其结果即使在熔断后被施加过大的电压也不会短路，而能够维持绝缘性，能够显示出较高的耐电压(破坏电压)。另外，主体部1的绝缘性材料(优选第一绝缘性材料)可以由于发热而软化，由此，能够通过主体部1的绝缘性材料捕获熔断的导体物质，能够防止导电物质的飞散。

本实施方式的片式熔断器10具有优异的熔断特性，并可以实现更小型化，例如可以实现具有0.55mm以上且0.65mm以下的长度L以及0.25mm以上且0.35mm以下的宽度W的片式熔断器，例如0603尺寸(0.6mm×0.3mm)的片式熔断器。

片式熔断器10的层叠方向Z可以与片式熔断器10的宽度W方向以及高度T方向的任意一个方向一致，但在安装时，层叠方向Z与被安装体的挠曲方向垂直同层叠方向Z与被安装体的挠曲方向平行相比，机械强度(挠曲强度)提高，所以优选。在被安装体为电路基板的情况下，被安装体的挠曲方向可以是与被安装体的表面垂直的方向，因而，层叠方向Z与被安装体的表面平行同层叠方向Z与被安装体的表面垂直相比，机械强度(挠曲强度)提高，所以优选。

所述的层叠方向Z和安装方向的关系的选择对机械强度的提高效果在参照图7～8上述的本实施方式的一个例示的片式熔断器11中显著。如图11所示，片式熔断器11被配置为其层叠方向Z与被安装体的表面20对实际平行，外部电极9a、9b通过焊料材料(未图示)与焊盘21a、21b接合，可以构成安装构造体30。另外，片式熔断器11被配置为其层叠方向Z与被安装体的表面20实际垂直，并同样地接合，可以构成安装构造体30。在被安装体为电路基板的情况下，层叠方向Z与被安装体的表面20平行(参照图11)同层叠方向Z与被安装体的表面20垂直(参照图12)相比，机械强度(挠曲强度)提高，所以优选。

实施例

1.片式熔断器的制造

如以下那样制造片式熔断器。

(1－1)玻璃材料的生片的制成

将K₂O、B₂O₃、SiO₂分别秤量为K₂O 2重量％、B₂O₃ 20重量％、SiO₂ 78重量％，并将它们混合放入铂坩锅，在1500～1600℃的温度下熔融，并对其进行快速冷却后，粉碎，从而制成玻璃粉末。相对于玻璃粉末65重量％，作为填料而含有5重量％的氧化铝，30重量％的石英，并对其加入溶剂、粘接剂以及增塑剂，在充分混合后，通过刮刀法等制成玻璃材料的生片。

(1－2)非磁性铁氧体材料的生片的制成

秤量48.5mol％的Fe₂O₃、43.5mol％的ZnO、8.0mol％的CuO，通过湿式进行混合粉碎后，进行干燥，并在700～800℃的温度下对由此得到的干燥物进行预烧，并对其进行粉碎，由此制成非磁性铁氧体粉末。在其中加入溶剂、粘接剂以及增塑剂，充分混合后，通过刮刀法等制成非磁性铁氧体材料的生片。

(1－3)片式熔断器的制成

将如上述那样制成的玻璃材料的生片以及非磁性铁氧体材料的生片分别打成矩形(多个可组合的尺寸)，首先，在玻璃材料的生片上，例如以与图13(a)示意性地表示的多数组合对应的图案对银糊剂进行丝网印刷，形成银糊剂的图案。该银糊剂的图案是用于形成熔断器导体的图案，使其中与熔断部对应的部分成为曲折形状(图13(b)，实施例1)或者直线形状(图13(c)～(d)，分别实施例2～3)(此外，图13(a)例示性地示出使熔断部成为直线形状的情况，另外，图13(a)所示的个数只是例示，并不限于此)。各图案在熔断部中分别为以下的尺寸(烧制后)。

[表1]

	实施例1	实施例2	实施例3
					曲折形状	直线形状	直线形状
线宽度	15μm	30μm	40μm
				厚度	5μm	5μm	5μm

接下来，在该图案上以与多个组合对应的图案对消失材料进行丝网印刷。作为消失材料，使用了丙烯酸系树脂的糊剂。

通过如上述那样制成的规定张数的新的玻璃材料的生片(未印刷)夹着如上述那样印刷有银糊剂的图案以及消失材料的图案的玻璃材料的生片，进而通过规定张数的非磁性铁氧体材料的生片夹着，压接，制成块。利用切块机等切断该块，进行单片化。单片化后，将元件放入烧制炉，在900℃左右烧制两个小时。对得到的烧结体进行滚筒研磨，弄圆角部。

之后，在该烧结体的两端部涂布银糊剂，在800℃左右的温度下进行烘烤，形成基底电极。之后，在基底电极上，通过电镀依次形成Ni被膜以及Sn皮膜，形成外部电极。

根据以上，制造出片式熔断器的试料(实施例1～3)。得到的试料的尺寸在实施例1～3中都未长度L＝0.6mm，宽度W＝0.3mm，高度T＝0.3mm。

另外，如下那样求出空洞部的高度尺寸。将制成的试料垂直直立，并利用树脂固定试料的四周。此时使LT侧面露出。利用研磨机在试料的W方向上进行研磨，在空洞部的大致中央部的深度结束研磨。通过SEM拍摄空洞部，从照片测定空洞部的高度最高的位置处的距离，将三个的试料的测定值的平均设为空洞部的高度尺寸。测定出的结果在实施例1～3中基本都为30μm。

另外，从上述的SEM照片测定出中央的玻璃层以及上下的非磁性铁氧体层的厚度后，玻璃层的厚度是100μm，非磁性铁氧体层的厚度上下都是100μm。

2.片式熔断器的评价

针对制成的实施例1～3的试料，评价熔断特性。熔断特性通过直流电源使规定值的电流在外部电极间流动，并通过示波器观察该电流，求出从流过电流到由于熔断而不流动电流为止的时间(熔断时间)。改变电流值来求出针对每个电流值的熔断时间。图14表示结果。如从图14理解那样，通过改变熔断器导体的熔断部的厚度以及剖面积(线宽度以及厚度)，来改变熔断的电流值。据此，可以理解能够通过选择熔断器导体的熔断部的剖面积(线宽度以及厚度)来设计熔断的电流值。

接下来，针对熔断的试料，向一对外部电极间施加直流电压，测定直流破坏电压。针对实施例1～3的各个，测定试料10个(合计30个)后，任何的试料都显示出1000V以上的破坏电压。

工业上的利用可能性

在例如保护电子·电气设备等免于受到过电压、过电流以及/或者过热等等的目的下，本发明的片式熔断器被组装至电气·电子设备的电路，可以广泛地用于各种领域。

附图标记的说明

1 主体部

1’ 绝缘性材料的生片

2 空洞部

3 熔断器导体

3a、3b、3c、3d 熔断部

3’ 导体糊剂

4 消失材料糊剂

5 第一绝缘性材料层(低导热系数层)

5’ 第一绝缘性材料的生片

7 第二绝缘性材料层(加强层)

7’ 第二绝缘性材料的生片

9a、9b 外部电极

10、11 片式熔断器

10’、11’ 烧结体

20 被安装体的表面

21a、21b 焊盘

30，31 安装构造体

x 空洞部的长度

y 空洞部的宽度

t 空洞部的高度

Z 层叠方向

L 长度

W 宽度

T 高度

Claims (9)

1.一种片式熔断器，包括：由绝缘性材料构成的主体部、被配置在该主体部的内部且具有从该主体部露出的两端部的熔断器导体、以及分别覆盖该主体部的两端部且分别与该熔断器导体的两端部电连接的一对外部电极，其中，

在上述主体部的内部存在空洞部，上述熔断器导体具有沿上述空洞部的壁面形成的熔断部。

2.根据权利要求1所述的片式熔断器，其中，

上述空洞部具有相对于彼此向相反侧弯曲成凸状的对置的两个壁面，上述熔断器导体的熔断部沿该两个壁面的任意一个壁面形成。

3.根据权利要求1或者2所述的片式熔断器，其中，

上述主体部以及上述熔断器导体构成烧结体。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的片式熔断器，其中，

上述熔断部具有曲折形状。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的片式熔断器，其中，

上述主体部中至少与上述熔断部接触的部分由具有0.05W·m^－1·K^－1以上且10.00W·m^－1·K^－1以下的导热系数的第一绝缘性材料构成。

6.根据权利要求5所述的片式熔断器，其中，

上述主体部包括由具有0.05W·m^－1·K^－1以上且10.00W·m^－1·K^－1以下的导热系数的第一绝缘性材料构成的、内部具有上述熔断器导体以及上述空洞部的层、和由具有比上述第一绝缘性材料高的强度的第二绝缘性材料构成的至少一个层。

7.根据权利要求6所述的片式熔断器，其中，

由上述第一绝缘性材料构成的层配置在由上述第二绝缘性材料构成的两个层之间。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的片式熔断器，其中，

上述绝缘性材料是非磁性材料。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的片式熔断器，其中，

片式熔断器具有0.55mm以上且0.65mm以下的长度以及0.25mm以上且0.35mm以下的宽度。

Images