JP2002373565A - 保護装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来における保護装置では、電極部を接続す
る金属細線が電極部よりも上部にあったため、過電流に
より溶断した金属細線が電極部を再び接続してしまう可
能性が有り、製品品質が十分でないという問題があっ
た。 【解決手段】 本発明における保護装置では、電極２１
部と導電配線２２との接続面と同一平面に導電配線２２
を形成している。また、気密中空部２６領域に収集され
ている導電配線２２下部には、電極部２１が存在してい
ない。そのことにより、本発明の保護装置では、外部接
続端子２７間に定格以上の過電流が流れたとき、導電配
線２２が溶断して過電流に対する保護機能を果たすが、
この溶断した導電配線２２により電極２１が再接続され
ることはない。その結果、製品品質の向上した保護装置
を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に過電流保護機能
を中空気密パッケージに収納した保護装置およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電流ヒューズは、一般に、機器の回路シ
ョートや回路部品の故障などに起因する過電流によって
生じる自己発熱を利用してヒューズエレメントを溶断
し、回路を遮断する過熱保護部品である。その他にも、
温度ヒューズ等もある。そして、従来の技術として、例
えば、特開平１０−３１１９５９号公報を参照として、
１実施例について以下に説明する。

【０００３】図７は、従来の中空パッケージを用いたヒ
ューズの一例を簡単に示した図である。この電子部品
は、セラミック等からなる支持基板１、電極部２、３、
ボンディングワイヤ４、エポキシ系樹脂キャップ５、ビ
アホール６、７、外部接続端子８、９等により構成され
ている。

【０００４】そして、このヒューズは、支持基板１上に
樹脂キャップ５を接着させることにより、ヒューズを形
成するための金属細線４等を内部に封止する中空気密部
１１を構成する。そして、電極部２、３間には、例え
ば、直径が３０μｍの金属細線４がワイヤボンドによっ
て打たれている。金属細線４は純度９９．９９％の金線
や、半田の細線等からなり、電極部２に１ｓｔボンドが
打たれ中空気密部１１の高さに収まる様な高さのワイヤ
ループで電極部３に２ｎｄボンドされている。

【０００５】また、支持基板１裏面には金メッキなどの
導電パターンによって外部接続端子８、９が形成されて
いる。そして、外部接続端子８、９と支持基板１表面に
形成される電極部２、３とは、支持基板１を貫通するビ
アホール６、７を介して接続されている。ビアホール
６、７の内部はタングステン、銀、銅などの導電材料に
よって埋設されることで、支持基板の表裏が電気的に接
続される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヒューズでは、上記したように、支持基板１上にエポキ
シ系樹脂キャップ５を接着させ、中空気密部１１を構成
していた。そして、支持基板１にはセラミック基板等を
採用し、その支持基板１を貫通させビアホール６、７を
形成し外部接続端子８、９と支持基板１表面に形成され
る電極部２、３とを電気的に接続していた。そのため、
材料コストおよび製造コストが掛かるという課題があっ
た。

【０００７】更に、上記したように、中空気密部１１に
おいて、電極２、３上部の領域に金属細線４が存在して
いたため、ヒューズが過電流により溶断した後も、電極
２、３と同一平面上で溶断した金属細線４が電極２、３
とを電気的に接続してしまう場合もあり、完全にオープ
ン領域を形成することができないという課題もあった。
また、金属細線４はワイヤーボンディングにより電極２
と電極３とを電気的に接続するため、ある程度の中空気
密部１１領域は必要となり、ヒューズ自体の小型化でき
ないという課題もあった。

【０００８】更に、上記したように、ヒューズを構成す
るための金属細線４として金線を採用していたため、材
料コストが掛かるという課題があり、また、金線は溶断
電流値が高く小型で低電流値のヒューズを実現すること
ができないという課題もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した各事情に鑑みて
成されたものであり、本発明の保護装置は、離間して設
けられた電極と、前記電極に両端を固定され、且つ、中
空部に延在された導電配線と、前記電極に端部を固着さ
れ、且つ、前記導電配線両面から囲むように前記中空部
を形成する絶縁性フィルムとを具備することを特徴とす
る。そのため、前記導電配線は溶断後、確実に前記中空
部の底部に落ちオープン領域を確保することができる。

【００１０】本発明の保護装置は、好適には、前記絶縁
性フィルム樹脂はポリイミドから成ることを特徴とす
る。そのため、組立工程を簡素化することができるの
で、製造コストを低減することができる。

【００１１】本発明の保護装置は、好適には、前記導電
配線は銅から成り、前記電極表面に対して水平に位置す
ることを特徴とする。そのため、溶断電流値を低くする
ことができ、小型で低電流値のヒューズを実現すること
ができる。

【００１２】本発明の保護装置は、好適には、前記導電
配線は曲折して成ることを特徴とする。そのため、前記
導電配線を長く形成することができるので低電流値のヒ
ューズを実現することができる。

【００１３】上記した課題を解決するために、本発明の
保護装置の製造方法は、絶縁性フィルムを準備する工程
と、前記絶縁性フィルム裏面に導電配線を形成する工程
と、前記絶縁基板両面にドライフィルムを付着し、該ド
ライフィルムを選択的に除去する工程と、前記導電配線
の両端に導電部材より成りる電極を形成する工程と、前
記ドライフィルムをマスクとして前記導電配線の周りの
前記絶縁性フィルムを除去する工程と、前記ドライフィ
ルムをエッチングにより全て除去し、残存する前記絶縁
性フィルムに封止用絶縁フィルムを貼り付けて中空部を
形成する工程と、前記電極と接続された外部電極を形成
する工程とを具備することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１５】先ず、図１はヒューズを用いた過電流保護
装置の実施例を示す断面図である。電極２１は導電部材
から成るが、本発明の実施例では、例えば、銅のメッキ
により厚さ５０μｍ程度で形成されている。電極２１は
ヒューズを形成する領域の両端の２箇所相対して形成さ
れている。そして、電極２１上には、厚さ１０μｍ程度
の銅より成る導電配線２２が両端をそれぞれ電極２１に
固定され形成されている。そして、導電配線２２上部お
よび電極２１下部には、気密中空部２６を形成するよう
に絶縁性フィルム２３、２４、２５が貼り付けられてい
る。そのことにより、電極２２上に固定された以外の導
電配線２２は、気密中空部２６領域に存在することとな
る。そして、電極２１下部に貼り付けられた絶縁性フィ
ルム２５の電極部には、例えば、半田ボールが形成され
外部電極２７となっている。図示したように、外部電極
２７は絶縁性フィルム２５に設けられたホール２８を介
して電極２２と接続している。ここで、ホール２８は半
田、タングステン、銀、銅などの導電材料によって埋設
されている。

【００１６】ここで、絶縁性フィルム２３、２４、２５
は、高耐熱材料である絶縁樹脂のポリイミドフィルムか
らなる。

【００１７】そして、上記した過電流保護装置は、実装
基板上の電極パターンに対して外部接続端子２７を対向
接着する様にして実装される。外部接続端子２７間に定
格以上の過電流が流れたとき、該過電流は導電配線２２
を流れ導電配線２２の固有抵抗によって急激な温度上昇
をもたらす。この発熱により、導電配線２２が溶断して
過電流に対する保護機能を果たす。多くの場合、放熱性
と抵抗の関係から電極２１部に近い箇所よりは、導電配
線２２の真中近傍で溶断する。このとき、溶断箇所が樹
脂などの他の素材に接していないので、外観上で、装置
が発火、発煙、変色、変形することがない装置を得るこ
とが出来る。

【００１８】上記したように、本発明のヒューズの特徴
としては、電極２１表面と導電配線２２との固着面と同
一平面に導電配線２２が形成されていることである。つ
まり、導電配線２２は、ヒューズの表面および裏面を形
成する絶縁性フィルム２４、２５面と水平の面を有する
ように、同一平面上に形成されていることである。

【００１９】そのことにより、導電配線２２は過電流に
より真中近傍で溶断するが、溶断した導電配線２２は気
密中空部２６の底部に、つまり、電極２１表面よりも下
部に落ちることで、完全なオープン領域を気密中空部２
６に形成することができる。その結果、溶断した導電配
線により再び電極２１を接続する可能性を完全に除去す
ることができる。そして、溶断した導電配線は気密中空
部２６内にある為、抵抗を持つことは無く、また、溶断
した導電配線が絶縁性フィルム２３、２４、２５に接触
しても電気が流れることはない。これにより、製品品質
が安定したヒューズを実現することができる。

【００２０】更に、本発明のヒューズの特徴としては、
従来におけるセラミック基板１（図７参照）を除去し、
導電配線２２を絶縁性フィルム２３、２４、２５で覆い
気密中空部２６を形成していることである。また、従来
における金線４（図７参照）から銅の導電配線２２に変
更する。そのことにより、従来における材料コストを低
減することができると共に、低電流値ヒューズの製品化
が可能となる。

【００２１】次に、図２はヒューズを用いた過電流保護
装置の導電配線図を示したものである。図２（Ａ）は一
般電流値用のヒューズの場合における導電配線図であ
り、図２（Ｂ）は低電流値用のヒューズの場合の導電配
線図である。また、ヒューズのサイズとしては、長辺×
短辺が１．６ｍｍ×０．８ｍｍ程度の矩形形状を有して
いる。そして、厚みは０．５ｍｍである。

【００２２】本発明のヒューズの特徴としては、図２
（Ｂ）に示したように、導電配線２２を気密中空部２６
領域において曲折して形成することができることであ
る。従来におけるワイヤーボンディングの場合と異な
り、本発明ではスパッタ法およびメッキ法により導電配
線２２を形成するため導電配線２２の形状を自由に形成
することができる。

【００２３】そのことにより、ヒューズの必要目的に応
じて導電配線２２の長さおよび幅を調整することができ
るため、導電配線の幅を狭くし長さをかせぐことで抵抗
値を上げることができる。更に、本発明のヒューズで
は、従来における金線よりも溶断電流値の小さい銅の配
線２２を用いることができる。その結果、上記したよう
に、導電配線２２と電極２１との固定面と同一平面に導
電配線２２を形成し、気密中空部２６領域を必要最低限
の領域とすることができ、且つ、導電配線２２の長さを
自由に調整することができるので、小型化で低電流値管
理のヒューズを実現することができる。

【００２４】以下に図１に示した本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２５】第１工程：図３参照 先ず、図３（Ａ）に示したように、絶縁性フィルム２３
を準備する。絶縁性フィルム２３はポリイミドからな
り、４０〜６０μｍの厚みを具備する。フィルム２３上
には、例えば１つの大きさが約１．６ｍｍ×０．８ｍｍ
であるヒューズ搭載部の領域がフィルム２３に縦横に一
定間隔で配置される。

【００２６】次に、図３（Ｂ）に示したように、絶縁性
フィルム２３の裏面には銅スパッタおよびフラッシュ銅
メッキにより、図２（Ａ）、（Ｂ）に示した導電配線２
２を使用用途に応じて選択的に形成する。このとき、導
電配線２２の厚みを１０μｍ程度形成する。

【００２７】次に、図３（Ｃ）に示したように、導電配
線２２が選択的に形成された絶縁性フィルム２３の表裏
面には、ドライフィルム３１、３２を付着する。

【００２８】第２工程：図４参照 先ず、図４（Ａ）に示したように、図３（Ｃ）に示した
ドライフィルム３１、３２を、例えば、ガラスマスクを
用いて露光および現像し選択的に除去する。

【００２９】次に、図４（Ｂ）に示したように、図４
（Ａ）において選択的に形成したドライフィルム３２を
マスクとして、絶縁性フィルム２３下部には銅メッキに
より電極２１を形成する。このとき、電極２１は、厚さ
５０μｍ程度形成する。

【００３０】次に、図４（Ｃ）に示したように、図４
（Ａ）において選択的に形成したドライフィルム３２を
マスクとして、絶縁性フィルム２３を、例えば、ピロリ
ロ等の有機溶剤によりエッチングし除去する。その結
果、導電配線２２の両端部は絶縁性フィルム２３および
銅の電極２１により挟持されるが、導電配線２２の両端
部以外は露出している状態となる。

【００３１】第３工程：図５参照 図５に示したように、図４（Ｃ）において示した絶縁性
フィルム２３上および電極２１下部には、絶縁性フィル
ム２４、２５を付着する。このことにより、導電配線２
２の露出している部分は気密中空部２６内に密閉され、
気密中空構造のヒューズとなる。

【００３２】このとき、本発明の実施例では、絶縁性フ
ィルム２４、２５は、絶縁性フィルム２３と同様にポリ
イミドを使用する。

【００３３】第４工程：図６参照 図６に示したように、電極２１の下部に位置する絶縁性
フィルム２５にホール２８を形成する。そして、例え
ば、半田ボールにより外部電極２７を形成し、また、ホ
ール２８内は半田、タングステン、銀、銅などの導電材
料によって埋設する。そのことにより、電極２１と外部
電極２７とは電気的に接続する。

【００３４】最後に、絶縁性フィルム２５は裏面に露出
した複数の外部電極２７を基準にして、各搭載部毎に分
割して図１に示したような個別の保護装置を得る。

【００３５】尚、本発明の保護装置およびその製造方法
では、絶縁性フィルムとしてポリイミドを用いて説明し
たが、特に限定する必要はなく、同様な効果を有するも
のであれば問題はない。そして、その他、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

【００３６】

【発明の効果】上記したように、本発明の保護装置によ
れば、離間して設けられた電極と、前記電極に両端を固
定され、且つ、中空部に延在された導電配線と、前記電
極に端部を固着され、且つ、前記導電配線両面から囲む
ように前記中空部を形成する絶縁性フィルムとを具備す
ることを特徴とする。そのことにより、前記導電配線に
過電流が掛かり溶断した後に、前記中空部に完全なオー
プン領域を形成し、また、前記中空部底部には前記電極
部を有しないことにより、溶断した前記導電配線により
再び前記電極を接続する可能性を完全に除去する。そし
て、溶断した前記導電配線は前記中空部内にある為、抵
抗を持つことは無く、また、溶断した前記導電配線が前
記絶縁性フィルムに接触しても電気が流れることはな
い。その結果、製品品質が安定したヒューズを実現する
ことができる。

【００３７】更に、本発明の保護装置の特徴としては、
前記導電配線の形状はスパッタ法およびメッキ法により
形成されているため、必要用途に応じて様々な構造を形
成することができる。また、本発明の保護装置では、従
来における金線よりも溶断電流値の小さい銅の前記導電
配線を用いることができる。その結果、前記導電配線と
前記電極表面との固定面と同一平面に前記導電配線を形
成することができ、且つ、前記導電配線の長さを自由に
調整することができるので、小型化で低電流値管理の保
護装置を実現することができる。

【００３８】また、本発明の保護装置の製造方法によれ
ば、絶縁性フィルムを準備する工程と、前記絶縁性フィ
ルム裏面に導電配線を形成する工程と、前記絶縁基板両
面にドライフィルムを付着し、該ドライフィルムを選択
的に除去する工程と、前記導電配線の両端に導電部材よ
り成りる電極を形成する工程と、前記ドライフィルムを
マスクとして前記導電配線の周りの前記絶縁性フィルム
を除去する工程と、前記ドライフィルムをエッチングに
より全て除去し、残存する前記絶縁性フィルムに封止用
絶縁フィルムを貼り付けて中空部を形成する工程と、前
記電極と接続された外部電極を形成する工程とを具備す
ることを特徴とする。そのことにより、従来の組立コス
トと比較して、大幅に組立てコストを低減した保護装置
の製造方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保護装置を説明するための断面図であ
る。

【図２】本発明の保護装置の内部を説明するための平面
図である。

【図３】本発明の保護装置の製造方法を説明するための
断面図である。

【図４】本発明の保護装置の製造方法を説明するための
断面図である。

【図５】本発明の保護装置の製造方法を説明するための
断面図である。

【図６】本発明の保護装置の製造方法を説明するための
断面図である。

【図７】従来の保護装置を説明するための断面図であ
る。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離間して設けられた電極と、 前記電極に両端を固定され、且つ、中空部に延在された
   導電配線と、 前記電極に端部を固着され、且つ、前記導電配線両面か
   ら囲むように前記中空部を形成する絶縁性フィルムとを
   具備することを特徴とする保護装置。
2. 【請求項２】 前記絶縁性フィルム樹脂はポリイミドか
   ら成ることを特徴とする請求項１記載の保護装置。
3. 【請求項３】 前記導電配線は銅から成り、前記電極表
   面に対して水平に位置することを特徴とする請求項１記
   載の保護装置。
4. 【請求項４】前記導電配線は曲折して成ることを特徴と
   する請求項１または請求項３記載の保護装置。
5. 【請求項５】 絶縁性フィルムを準備する工程と、 前記絶縁性フィルム裏面に導電配線を形成する工程と、 前記絶縁基板両面にドライフィルムを付着し、該ドライ
   フィルムを選択的に除去する工程と、 前記導電配線の両端に導電部材より成る電極を形成する
   工程と、 前記ドライフィルムをマスクとして前記導電配線の周り
   の前記絶縁性フィルムを除去する工程と、 前記ドライフィルムをエッチングにより全て除去し、残
   存する前記絶縁性フィルムに封止用絶縁フィルムを貼り
   付けて中空部を形成する工程と、 前記電極と接続された外部電極を形成する工程とを具備
   することを特徴とする保護装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記絶縁性フィルムはポリイミドから成
   ることを特徴とする請求項５記載の保護装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記導電配線は銅から成り、前記電極表
   面に対して水平に位置するように形成することを特徴と
   する請求項５記載の保護装置の製造方法。
8. 【請求項８】前記導電配線は曲折して形成することを特
   徴とする請求項５または請求項７記載の保護装置の製造
   方法。