JP2007103171A

JP2007103171A - 導電パターンのヒューズ構造

Info

Publication number: JP2007103171A
Application number: JP2005291571A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Suzuki; 仁鈴木; Takashi Uchida; 孝志内田
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】ヒューズとしての定格電流が一定で、瞬時に導電パターンの回路を切断することができる導電パターンのヒューズ構造を提供する。
【解決手段】ヒューズ部位２ａに銅合金メッキ層４を形成する構造のため、従来のようにペーストを塗布してリフローする場合に比べて、銅合金メッキ層４の容積のバラツキが小さく、ヒューズとしての定格電流も一定化する。また、銅合金メッキ層４が形成されたヒューズ部位２ａに、変形による長手方向での張力が付与されるため、銅合金メッキ層４が溶融して銅箔を浸食すると、瞬時に導電パターン２が切断され、導電パターン２全体の過熱化を防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、導電パターンのヒューズ構造に関するものである。

基板の表面に形成された導電パターン（銅箔）の一部に導体断面積の小さいヒューズ部位を設定し、導電パターンに許容電流以上の電流が流れた時に発熱して切断し、導電パターン全体の過熱化を防止する技術が知られている。具体的には、導電パターンのヒューズ部位の表面に、銅箔よりも低融点金属のペーストを塗布した後、リフローにより加熱して、導電パターンの表面に低融点金属膜を部分的に形成している。ヒューズ部位が発熱した際には、まず最初にこの低融点金属膜が溶融して銅箔を浸食し、導電パターンを切断して保護するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２７８８０７２号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、導電パターンの表面に低融点金属のペーストを塗布した後、リフローにより加熱して、導電パターンの表面に低融点金属膜を形成するため、低融点金属膜の容積のバラツキが大きかった。そのため、ヒューズとしての定格電流もバラツキが大きく、低電流のヒューズに不向きであった。また、導電パターンが完全に溶融して、表面張力により長手方向で収縮するまでに時間がかかり、瞬時に導電パターンを切断することができない。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、ヒューズとしての定格電流が一定で、瞬時に導電パターンの回路を切断することができる導電パターンのヒューズ構造を提供するものである。

請求項１記載の発明は、基板の表面に形成された銅箔による導電パターンの一部にヒューズ部位を設定した導電パターンのヒューズ構造であって、前記導電パターンのヒューズ部位の表面に、銅より融点の低い金属との銅合金メッキ層を形成すると共に、該銅合金メッキ層が形成されたヒューズ部位に変形を加えて長手方向での張力を付与したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ヒューズ部位に銅合金メッキ層を形成する構造のため、従来のようにペーストを塗布してリフローする場合に比べて、銅合金メッキ層の容積のバラツキが小さく、ヒューズとしての定格電流も一定化する。また、銅合金メッキ層が形成されたヒューズ部位に、変形による長手方向での張力が付与されるため、銅合金メッキ層が溶融して銅箔を浸食すると、瞬時に導電パターンが切断される。

本発明は、ヒューズとしての定格電流が一定で、瞬時に導電パターンの回路を切断することができる導電パターンのヒューズ構造を提供するという目的を、基板の表面に形成された銅箔による導電パターンの一部にヒューズ部位を設定した導電パターンのヒューズ構造であって、前記導電パターンのヒューズ部位の表面に、銅より融点の低い金属との銅合金メッキ層を形成すると共に、該銅合金メッキ層が形成されたヒューズ部位に変形を加えて長手方向での張力を付与したことで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の一実施例を示す図である。ガラス又はガラスコンポジットエポキシ製の基板１の表面には、銅箔による複数の導電パターン２が形成されている。この導電パターン２の一部には、幅の狭くなったヒューズ部位２ａが設定されている。このヒューズ部位２ａは、導電パターン２へ図示しない接続端子が取付けられる接続用端子取付けランド部２ｂから概略５０〜１００mm以上離れた位置に形成されていることにより、ヒューズ部位２ａの発熱を接続端子へ逃がすことなく、ヒューズ部位を確実に発熱させることができる。この導電パターン２は、基板１の表面に形成された銅箔をエッチング加工することにより形成される。ヒューズ部位２ａは、他の部位よりも幅が狭いため、抵抗が高くなり、許容電流以上の電流が流れた時に他の部位よりも早く発熱する。

そして、ヒューズ部位２ａをマスキングして、導電パターン２の他の部位に規定厚さの銅メッキ層３を形成する。次に、銅メッキ層３をマスキングして、ヒューズ部位２ａに、銅合金メッキ層４を形成する。この銅合金メッキ層４は、銅より融点の低い金属としての亜鉛と、銅との合金（Ｚｎ−Ｃｕ合金）である。銅合金メッキ層４の厚さは通電容量に合わせて設定される。銅合金メッキ層４の厚さは、メッキのため、高精度で設定することができ、ヒューズとしての容量にバラツキがなく、低電流のヒューズに有効である。銅メッキ層３及び銅合金メッキ層４が形成された後、表面全体が図示せぬ絶縁材によりオーバーコートされる。

絶縁材によりオーバーコート処理がされた後、プレス成形により、ヒューズ部位２ａを盛り上げるような変形を加える。その時の盛り上げ量は、銅合金メッキ層４の溶融時の表面張力よりも勝るようにヒューズ部位２ａの長手方向に張力が与えられる量とする。

以上のようなヒューズ構造にしたことにより、導電パターン２に許容電流以上の電流が流れると、ヒューズ部位２ａが他の部位よりも細くて抵抗値が高くなっていることから、いち早く発熱する。その発熱により、銅より融点の低い金属（亜鉛）を含む銅合金メッキ層４が溶融し、その下層の銅箔製のヒューズ部位２ａを浸食する。すると、ヒューズ部位２ａには、盛り上げ変形により、銅合金メッキ層４の溶融時の表面張力よりも勝るように長手方向での張力が付与されているため、ヒューズ部位２ａが瞬時のうちに切断される。従って、導電パターン２全体が過熱状態になるのを防止することができる。

以上の実施例では、銅合金メッキ層４として、亜鉛−銅合金を例にしたが、これに限定されない。

本発明の一実施例に係る導電パターンのヒューズ構造を示す平面図。図１のヒューズ構造にプレス成形する前の導電パターンを示す断面図。図２のヒューズ構造にプレス成形を施した後の導電パターンを示す断面図。図３のヒューズ部位が切断した状態の導電パターンを示す断面図。

符号の説明

１基板
２導電パターン
２ａヒューズ部位
３銅メッキ層
４銅合金メッキ層

Claims

基板（１）の表面に形成された銅箔による導電パターン（２）の一部にヒューズ部位（２ａ）を設定した導電パターンのヒューズ構造であって、
前記導電パターン（２）のヒューズ部位（２ａ）の表面に、銅より融点の低い金属との銅合金メッキ層（４）を形成すると共に、該銅合金メッキ層（４）が形成されたヒューズ部位（２ａ）に変形を加えて長手方向での張力を付与したことを特徴とする導電パターンのヒューズ構造。