JP2005078867A - ヒューズ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流の流入を遮断する溶断部を有するヒューズ素子において、溶断部が溶断した後に再結合してしまうことを抑制し、溶断後に保護対象回路に漏電電流が流入するという問題を回避するとともに、ヒューズ素子の低背化を図る。
【解決手段】過電流によって溶断する溶断部を有するヒューズ素子において、前記溶断部をガラスマイクロバルーンを含有する樹脂材料で被覆したヒューズ素子を構成する。この構成により、溶断時には溶断箇所周辺のガラスマイクロバルーンが破壊されることによって僅かな空間が形成されるため、溶断後の再結合を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒューズ抵抗器など、過電流から回路を保護するための溶断部を備えたヒューズ素子に関するものである。

ヒューズ抵抗器は、通常は抵抗素子として機能し、過電流が流れた場合には、抵抗素子に形成された溶断部が溶断することで、回路の損傷を防止するヒューズ素子としての機能も備えている。

このようなヒューズ抵抗器の一例としては、アルミナ等の絶縁基板の上面両端に一対の電極が配置され、かかる一対の電極間に抵抗体が形成される。抵抗体には、その一部が幅狭になるようにレーザーで切り込みを入れてあり、過電流による電流負荷が集中して溶断する溶断部を形成している。溶断部はガラスその他の難燃性材料による断熱層で被覆されており、過電流で発生するジュール熱を蓄熱して溶断特性の安定化を図るとともに、発熱による発火や発煙を防止している。更に保護膜で抵抗体を被覆している。
特開平８−３１３００号公報

解決しようとする問題点は、溶断部を断熱層で被覆することで溶断特性は安定化するものの、溶断後の電流遮断性が必ずしも充分ではなかったという点である。すなわち、溶断に至った場合、溶断した抵抗体が離散する空間が無く、溶断後に部分的に再結合してしまうおそれがあり、保護対象回路に漏電電流が生じてしまうという問題があった。抵抗体が離散する空間をあらかじめ設けておくことも可能であるが、特に小型化が要求されるチップ部品においては、小型低背化の妨げとなるものである。

本発明は、溶断後の電流遮断特性を向上させるため、溶断部をガラスマイクロバールーンを含有する樹脂材料で被覆したことを最も主要な特徴とする。

本発明のヒューズ素子は、溶断部をガラスマイクロバルーンを含有する樹脂材料で被覆しているため、溶断する際には、溶断部周辺のガラスマイクロバルーンが溶断時のスパークにより破壊され、溶断した抵抗体が離散する空間が形成される。このため、溶断した後に溶断部が再結合するという問題を抑制することが出来る。

溶断した後に溶断部が再結合することを抑制するという目的を、従来の構成や製造工程に最小限の変更を加えることで実現した。

図１は、本発明装置の１実施例のヒューズ抵抗器の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。アルミナ等の絶縁基板５の上面に一対の電極４，４が形成されている。電極４，４は、銀や銀パラジウムからなる導体ペーストをスクリーン印刷などの厚膜形成法を用いて形成したり、ニッケルクロム等をスパッタリング等の薄膜形成法を用いて形成する、等によるものである。電極４，４間には抵抗体３が形成されている。抵抗体３は、ニッケルリン等を無電解めっきを用いて薄膜形成したり、酸化ルテニウム系、銀パラジウム系等の材料を用いて厚膜形成する。

抵抗体３には、その一部を幅狭にすることにより溶断部２が形成されている。溶断部３の形成は、抵抗体３をスクリーン印刷する際にパターニングすることで形成したり、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングしたり、或いは方形状の抵抗体を形成した後にレーザートリミングにより抵抗体に切り込みを入れて溶断部３を形成する、等の方法が有る。

抵抗値の調整をするために、溶断部３を形成した箇所以外の幅広の部分にレーザートリミングによる切込み６を形成することによって、精密な抵抗値調整を行なうことが出来る。

溶断部３を被覆するように断熱層１が形成されている。断熱層１には中空のガラスマイクロバルーンを含有する樹脂材料が用いられており、溶断時に抵抗体が飛散する空間を形成するとともに、高い断熱効果を得ることができる。断熱層１に用いる樹脂材料の一例としては、エポキシ樹脂材料に、平均粒径８０μｍ、平均膜厚２μm、見かけ密度０．３ｇ／ｃｍ３、軟化温度４８０℃の球形中空ガラス剤（ガラスマイクロバルーン）を、見かけの体積比で２０〜７０ｖｏｌ％混合したものである。

抵抗体３は、樹脂材料からなる保護膜７により被覆されている。電極４，４の露出部分は、ニッケルめっき層およびはんだめっき層からなる層構造になっている。

図３は、図２において符号Ｚに示す囲み部分の拡大図であり、溶断部２の溶断状態を模式的に説明する図である。図３（ａ）は、通常状態における溶断部２の状態である。ここで過電流が流入し溶断部２が過負荷により溶断すると、図３（ｂ）に示す状態となる。溶断部２の抵抗体は離散しており、溶断箇所付近には空間が形成されている。これは、溶断箇所付近を被覆していた断熱層１に含まれるガラスマイクロバルーンが、溶断時のスパークによって破壊若しくは変形されることによって空間が形成されたものである。したがって、かかる空間内や破壊されたガラスマイクロバルーン内に、溶断した抵抗体が離散するため、溶断部が溶断後に再結合することが抑制される。

以上、ヒューズ抵抗器に関して説明したが、チップタイプの小形ヒューズなどのように、溶断特性を有するチップ部品であれば、本発明を適用することが出来る。

ヒューズ抵抗器の平面図である。 ヒューズ抵抗器の断面図である。 溶断状態の説明図である。

符号の説明

１ 断熱層
２ 溶断部
３ 抵抗体
４ 電極
５ 絶縁基板
６ 切込み
７ 保護膜
１０ ガラスマイクロバルーン

Claims (2)

1. 過電流によって溶断する溶断部を有するヒューズ素子であって、
   溶断部をガラスマイクロバルーンを含有する樹脂材料で被覆してなるヒューズ素子。
2. 絶縁基板と、
   絶縁基板に設けられた一対の電極と、
   電極間に形成された抵抗体と、
   抵抗体の一部に形成された溶断部と、
   溶断部を被覆する、ガラスマイクロバルーンを含有する樹脂材料からなる断熱層と、
   抵抗体を被覆する保護膜と、
   からなるヒューズ素子。

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