JP2011249177A - Fuse device and circuit board - Google Patents

Fuse device and circuit board Download PDF

Info

Publication number
JP2011249177A
JP2011249177A JP2010122235A JP2010122235A JP2011249177A JP 2011249177 A JP2011249177 A JP 2011249177A JP 2010122235 A JP2010122235 A JP 2010122235A JP 2010122235 A JP2010122235 A JP 2010122235A JP 2011249177 A JP2011249177 A JP 2011249177A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating resistor
thermal fuse
fuse element
ceramic
thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010122235A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5590966B2 (en
Inventor
Kiyoshige Miyawaki
清茂 宮脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2010122235A priority Critical patent/JP5590966B2/en
Publication of JP2011249177A publication Critical patent/JP2011249177A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5590966B2 publication Critical patent/JP5590966B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Fuses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuse device which is made compact while improving productivity.SOLUTION: A fuse device comprises: a ceramic substrate 1; a temperature fuse part 2 with a heating resistor including a heating resistor 21 and a first temperature fuse element 22; and a second temperature fuse element 31. The heating resistor 21 is provided in the ceramic substrate 1 integrally with the ceramic substrate 1. The first temperature fuse element 22 is provided on the surface of the ceramic surface 1 and is thermally connected to the heating resistor 21. The second temperature fuse element 31 is provided on the surface of the ceramic substrate 1, electrically connected to the first temperature fuse element 22 in series, and is thermally connected to a protection target.

Description

本発明は、過電圧状態または過電流状態において電子回路等を保護するために用いられるヒューズ装置等に関するものである。   The present invention relates to a fuse device or the like used for protecting an electronic circuit or the like in an overvoltage state or an overcurrent state.

保護対象である電子回路等に過電圧が印加されたときに、電子回路等を電子回路等から遮断するために用いられる保護装置として、発熱抵抗体付き温度ヒューズ装置がある。また、保護対象である電子回路等に過電流が流れて、この過電流によって電子回路等が発熱したときに、電子回路等を電子回路等から遮断するために用いられる保護装置として、温度ヒューズ装置がある。従来、これらの発熱抵抗体付き温度ヒューズ装置および温度ヒューズ装置は、各々個別に封入された装置として例えば実装基板等に設けられていた。   There is a thermal fuse device with a heating resistor as a protection device used to shut off an electronic circuit or the like from an electronic circuit or the like when an overvoltage is applied to the electronic circuit or the like to be protected. In addition, when an overcurrent flows through an electronic circuit or the like to be protected and the electronic circuit or the like generates heat due to the overcurrent, a thermal fuse device is used as a protection device used to shut off the electronic circuit or the like from the electronic circuit or the like. There is. Conventionally, these thermal fuse devices with heating resistors and thermal fuse devices have been provided on, for example, a mounting substrate as individually sealed devices.

特開2009−48849号公報JP 2009-48849 A

近年、例えば携帯型電子機器等に用いられる電子モジュールは、小型化されることが求められているため、この電子モジュール等に用いられるヒューズ装置においても、実装に要する領域の縮小化が求められている。特に、電子モジュールに発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能および温度ヒューズ機能の両方を付加するためには、生産性を改善しつつ発熱抵抗体付き温度ヒューズ部および温度ヒューズ部の占有領域を縮小させる必要がある。   In recent years, for example, electronic modules used for portable electronic devices and the like are required to be miniaturized. Therefore, in fuse devices used for such electronic modules and the like, a reduction in the area required for mounting is required. Yes. In particular, in order to add both a thermal fuse function with a heating resistor and a thermal fuse function to an electronic module, it is necessary to reduce the occupation area of the thermal fuse part with a heating resistor and the thermal fuse part while improving productivity. is there.

本発明の一つの態様によれば、ヒューズ装置は、セラミック基体と、発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、第2の温度ヒューズ素子とを含んでいる。発熱抵抗体は、セラミック基体の内部にセラミック基体と一体的に設けられている。第1の温度ヒューズ素子は、セラミック基体の表面に設けられているとともに、発熱抵抗体に熱的に結合されている。第2の温度ヒューズ素子は、セラミック基体の表面に設けられており、第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続されているとともに、保護対象に熱的に結合される。   According to one aspect of the present invention, a fuse device includes a ceramic base, a thermal fuse portion with a heating resistor including a heating resistor and a first thermal fuse element, and a second thermal fuse element. . The heating resistor is provided integrally with the ceramic base inside the ceramic base. The first thermal fuse element is provided on the surface of the ceramic substrate and is thermally coupled to the heating resistor. The second thermal fuse element is provided on the surface of the ceramic substrate, is electrically connected in series to the first thermal fuse element, and is thermally coupled to the protection target.

本発明の他の態様によれば、回路基板は、絶縁基体と、絶縁基体に設けられた回路導体と、絶縁基体に設けられたヒューズ部とを備えている。ヒューズ部は、セラミック層と、発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、第2の温度ヒューズ素子とを含んでいる。発熱抵抗体は、セラミック層の内部にセラミック層と一体的に設けられている。第1の温度ヒューズ素子は、セラミック層の表面に設けられているとともに、発熱抵抗体に熱的に結合されている。第2の温度ヒューズ素子は、セラミック層の表面に設けられており、第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続されているとともに、保護対象に熱的に結合される。   According to another aspect of the present invention, a circuit board includes an insulating base, a circuit conductor provided on the insulating base, and a fuse portion provided on the insulating base. The fuse part includes a ceramic layer, a thermal fuse part with a heating resistor including a heating resistor and a first thermal fuse element, and a second thermal fuse element. The heating resistor is provided integrally with the ceramic layer inside the ceramic layer. The first thermal fuse element is provided on the surface of the ceramic layer and is thermally coupled to the heating resistor. The second thermal fuse element is provided on the surface of the ceramic layer, is electrically connected in series to the first thermal fuse element, and is thermally coupled to the protection target.

本発明の一つの態様によれば、ヒューズ装置は、発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続された第2の温度ヒューズ素子とを含んでおり、発熱抵抗体が、セラミック基体の内部に設けられていることによって、発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能および温度ヒューズ機能を有することができるとともに、小型化を図りつつ生産性を向上させることができる。   According to one aspect of the present invention, a fuse device includes a thermal fuse portion with a heating resistor including a heating resistor and a first thermal fuse element, and a first electrically connected in series to the first thermal fuse element. 2 and the heat generating resistor is provided inside the ceramic substrate, so that it can have a temperature fuse function with a heat generating resistor and a temperature fuse function, and can be miniaturized. Productivity can be improved.

本発明の他の態様によれば、回路基板は、発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続された第2の温度ヒューズ素子とを含んでおり、発熱抵抗体が、セラミック層の内部に設けられていることによって、発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能および温度ヒューズ機能を有するとともに、ヒューズ部の占有部分を縮小させつつ生産性を向上させた回路基板を実現することができる。   According to another aspect of the present invention, a circuit board includes a thermal fuse portion with a heating resistor including a heating resistor and a first thermal fuse element, and a first electrically connected in series to the first thermal fuse element. 2 thermal fuse elements are included, and the heating resistor is provided inside the ceramic layer, thereby providing a thermal fuse function with a heating resistor and a thermal fuse function, and reducing the occupied portion of the fuse portion. Thus, a circuit board with improved productivity can be realized.

本発明の第1の実施形態におけるヒューズ装置の斜視図を示している。1 shows a perspective view of a fuse device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示されたヒューズ装置の分解斜視図を示している。FIG. 2 shows an exploded perspective view of the fuse device shown in FIG. 1. 図2に示されたヒューズ装置のA−Aにおける縦断面図を示している。FIG. 3 is a longitudinal sectional view taken along line AA of the fuse device shown in FIG. 2. 図3に示されたヒューズ装置における熱伝導を模式的に示している。4 schematically shows heat conduction in the fuse device shown in FIG. 3. 図1に示されたヒューズ装置の使用例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the usage example of the fuse apparatus shown by FIG. 本発明の第2の実施形態におけるヒューズ装置の縦断面図を示している。The longitudinal cross-sectional view of the fuse apparatus in the 2nd Embodiment of this invention is shown. 図6に示されたヒューズ装置における熱伝導を模式的に示している。FIG. 7 schematically shows heat conduction in the fuse device shown in FIG. 6. 本発明の第3の実施形態におけるヒューズ装置の斜視図を示している。The perspective view of the fuse apparatus in the 3rd Embodiment of this invention is shown. 本発明の第4の実施形態における回路基板を含む電子モジュールの斜視図を示している。The perspective view of the electronic module containing the circuit board in the 4th Embodiment of this invention is shown.

以下、本発明のいくつかの例示的な実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, some exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1から図3までに示されているように、本発明の第1の実施形態におけるヒューズ装置は、セラミック基体1と、セラミック基体1に設けられた発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2と、温度ヒューズ部3とを含んでいる。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the fuse device according to the first embodiment of the present invention includes a ceramic base 1, a thermal fuse portion 2 with a heating resistor provided in the ceramic base 1, and a temperature. The fuse part 3 is included.

図1において、ヒューズ装置は、仮想のxyz空間におけるxy平面に実装されている。図1において、上方向とは、仮想のz軸の正方向のことをいう。図1において、セラミック基体1は、ヒューズ装置の内部構造および下面構造を示すことを目的に、部分的に透視された状態で示されている。図1において、ヒューズ装置の内部構造および下面構造の一部が、点線によって示されている。   In FIG. 1, the fuse device is mounted on an xy plane in a virtual xyz space. In FIG. 1, the upward direction means the positive direction of the virtual z axis. In FIG. 1, the ceramic substrate 1 is shown in a partially transparent state for the purpose of showing the internal structure and the bottom surface structure of the fuse device. In FIG. 1, the internal structure of the fuse device and a part of the lower surface structure are indicated by dotted lines.

セラミック基体1は、各々平板形状を有している第1のセラミック層11から第3のセラミック層13までを含んでいる。第2のセラミック層12は、第1のセラミック層11の上に設けられており、第3のセラミック層13は、第2のセラミック層12の上に設けられている。第1のセラミック層11、第2のセラミック層12、および第3のセラミック層13は、焼成によって一体的に形成されている。セラミック基体1は、発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2に対応して設けられた中空部14を有している。セラミック基体1は、例えば、実質的にアルミナからなる。   The ceramic substrate 1 includes a first ceramic layer 11 to a third ceramic layer 13 each having a flat plate shape. The second ceramic layer 12 is provided on the first ceramic layer 11, and the third ceramic layer 13 is provided on the second ceramic layer 12. The first ceramic layer 11, the second ceramic layer 12, and the third ceramic layer 13 are integrally formed by firing. The ceramic substrate 1 has a hollow portion 14 provided corresponding to the thermal fuse portion 2 with a heating resistor. The ceramic substrate 1 is substantially made of alumina, for example.

発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2は、セラミック基体1に設けられており、発熱抵抗体21および第1の温度ヒューズ素子22を含んでいる。   A thermal fuse portion 2 with a heating resistor is provided on the ceramic substrate 1 and includes a heating resistor 21 and a first thermal fuse element 22.

発熱抵抗体21は、例えば電子回路に過電圧が印加されたときに、第1の温度ヒューズ素子22を溶断させるためのジュール熱を発生するものである。発熱抵抗体21は、セラミック基体1の内部に設けられているとともに、焼成によってセラミック基体1と一体的に形成されている。発熱抵抗体21は、第2のセラミック層12および第3のセラミック層13の間に設けられている。発熱抵抗体21は、第3のセラミック層13の下面に設けられており、セラミック基体1の下面に設けられた端子4および5に電気的に接続されている。発熱抵抗体21は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、またはマンガン(Mn)などの導電材料を含んでいる。発熱抵抗体21は、第1の温度ヒューズ素子22および中空部14の間に設けられており、少なくとも部分的に中空部14に露出されている。   The heating resistor 21 generates Joule heat for fusing the first thermal fuse element 22 when, for example, an overvoltage is applied to the electronic circuit. The heating resistor 21 is provided inside the ceramic base 1 and is integrally formed with the ceramic base 1 by firing. The heating resistor 21 is provided between the second ceramic layer 12 and the third ceramic layer 13. The heating resistor 21 is provided on the lower surface of the third ceramic layer 13 and is electrically connected to terminals 4 and 5 provided on the lower surface of the ceramic substrate 1. The heating resistor 21 includes a conductive material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or manganese (Mn). The heating resistor 21 is provided between the first thermal fuse element 22 and the hollow portion 14, and is at least partially exposed to the hollow portion 14.

図4に模式的に示されているように、セラミック基体1が中空部14を有していることによって、発熱抵抗体21によって発生されたジュール熱は、セラミック基体1の下面へ伝導されることに関して低減されており、第1の温度ヒューズ素子22へ伝導されることに関して向上されている。従って、ヒューズ装置は、発熱抵抗体21によって発生されるジュール熱の損失に関して低減されている。中空部14は、真空状態を含む減圧状態であることが好ましい。中空部14が、減圧状態であることによって、発熱抵抗体21からセラミック基体1の下面へのジュール熱の伝導が低減されている。図4において、実線によるブロック矢印が、発熱抵抗体21から第1の温度ヒューズ素子22へのジュール熱の伝導を模式的に示しており、破線によるブロック矢印が、発熱抵抗体21からセラミック基体1の下面へのジュール熱の伝導を模式的に示している。   As schematically shown in FIG. 4, the Joule heat generated by the heating resistor 21 is conducted to the lower surface of the ceramic substrate 1 because the ceramic substrate 1 has the hollow portion 14. With respect to being conducted to the first thermal fuse element 22. Therefore, the fuse device is reduced with respect to the loss of Joule heat generated by the heating resistor 21. The hollow portion 14 is preferably in a reduced pressure state including a vacuum state. Since the hollow portion 14 is in a reduced pressure state, the conduction of Joule heat from the heating resistor 21 to the lower surface of the ceramic substrate 1 is reduced. In FIG. 4, a block arrow by a solid line schematically shows conduction of Joule heat from the heating resistor 21 to the first thermal fuse element 22, and a block arrow by a broken line shows from the heating resistor 21 to the ceramic substrate 1. The conduction of Joule heat to the lower surface of the substrate is schematically shown.

再び図1から図3までを参照して、第1の温度ヒューズ素子22は、セラミック基体1の表面に設けられているとともに、発熱抵抗体21に熱的に結合されている。“発熱抵抗体21に熱的に結合されている”とは、発熱抵抗体21および第1の温度ヒューズ素子22が、発熱抵抗体付き温度ヒューズとして一体的に機能するために、発熱抵抗体21によって発生されたジュール熱によって第1の温度ヒューズ素子22が溶断されるように、発熱抵抗体21から第1の温度ヒューズ素子22への伝熱経路が設けられていることをいう。第1の温度ヒューズ素子22は、第3のセラミック層13の上面に設けられているとともに、発熱抵抗体21の直上に位置している。第1の温度ヒューズ素子22は、セラミック基体1の上面に設けられた導体パターン71を介して端子4に電気的に接続されている。第1の温度ヒューズ素子22の材料例は、低融点可溶合金などである。   Referring to FIGS. 1 to 3 again, the first thermal fuse element 22 is provided on the surface of the ceramic substrate 1 and is thermally coupled to the heating resistor 21. “Thermal coupling to the heating resistor 21” means that the heating resistor 21 and the first temperature fuse element 22 function integrally as a temperature fuse with a heating resistor. The heat transfer path from the heating resistor 21 to the first temperature fuse element 22 is provided so that the first temperature fuse element 22 is blown by the Joule heat generated by the above. The first thermal fuse element 22 is provided on the upper surface of the third ceramic layer 13 and is located immediately above the heating resistor 21. The first thermal fuse element 22 is electrically connected to the terminal 4 via a conductor pattern 71 provided on the upper surface of the ceramic substrate 1. An example of the material of the first thermal fuse element 22 is a low melting point fusible alloy.

温度ヒューズ部3は、第2の温度ヒューズ素子31を含んでいる。第2の温度ヒューズ素子31は、セラミック基体1の表面に設けられており、第1の温度ヒューズ素子22に電気的に直列接続されている。第2の温度ヒューズ素子31は、第3のセラミック層13の上面に設けられている。第2の温度ヒューズ素子31は、セラミック基体1の上面に設けられた導体パターン72を介して第1の温度ヒューズ素子22に電気的に接続されているとともに、セラミック基体1の上面に設けられた導体パターン73を介してセラミック基体1の下面に設けられた端子6に電気的に接続されている。第2の温度ヒューズ素子31の材料例は、低融点可溶合金などである。   The thermal fuse portion 3 includes a second thermal fuse element 31. The second thermal fuse element 31 is provided on the surface of the ceramic substrate 1 and is electrically connected in series to the first thermal fuse element 22. The second thermal fuse element 31 is provided on the upper surface of the third ceramic layer 13. The second thermal fuse element 31 is electrically connected to the first thermal fuse element 22 via a conductor pattern 72 provided on the upper surface of the ceramic substrate 1 and provided on the upper surface of the ceramic substrate 1. It is electrically connected to the terminal 6 provided on the lower surface of the ceramic substrate 1 through the conductor pattern 73. An example of the material of the second thermal fuse element 31 is a low melting point fusible alloy.

第2の温度ヒューズ素子31は、セラミック基体1の上面に設けられた凹部17によって、発熱抵抗体21との熱的な結合に関して低減されている。凹部17は、発熱抵抗体21が設けられている高さ位置より深いことが好ましい。   The second thermal fuse element 31 is reduced in terms of thermal coupling with the heating resistor 21 by the recess 17 provided on the upper surface of the ceramic substrate 1. The recess 17 is preferably deeper than the height position where the heating resistor 21 is provided.

ヒューズ装置は、第1の温度ヒューズ素子22および第2の温度ヒューズ素子31の各々を覆っているフラックス部材81と、フラックス部材81を覆っている封入部材82とをさらに含んでいる。図1および図2において、セラミック基体1の上面における構造を示すことを目的に、フラックス部材81および封入部材82は、省略されている。封入部材82は、例えば、樹脂材料またはセラミック材料を含んでいる。   The fuse device further includes a flux member 81 covering each of the first thermal fuse element 22 and the second thermal fuse element 31 and an enclosing member 82 covering the flux member 81. 1 and 2, the flux member 81 and the enclosing member 82 are omitted for the purpose of showing the structure on the upper surface of the ceramic substrate 1. The enclosing member 82 includes, for example, a resin material or a ceramic material.

図5を参照して、本実施形態におけるヒューズ装置の使用例について説明する。図5において、本実施形態におけるヒューズ装置は、ヒューズ回路53として示されている。ヒューズ回路53は、電源51、保護対象である電子回路52、および過電圧検出回路54に電気的に接続されている。図5において、点線による矢印は、熱的な結合を示している。   With reference to FIG. 5, the usage example of the fuse apparatus in this embodiment is demonstrated. In FIG. 5, the fuse device in this embodiment is shown as a fuse circuit 53. The fuse circuit 53 is electrically connected to the power source 51, the electronic circuit 52 to be protected, and the overvoltage detection circuit 54. In FIG. 5, the arrow by a dotted line has shown thermal coupling | bonding.

ヒューズ回路53は、発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2と、温度ヒューズ部3とを含んでいる。発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2は、発熱抵抗体21と、第1の温度ヒューズ素子2とを含んでいる。温度ヒューズ部3は、第2の温度ヒューズ素子31を含んでいる。第1の温度ヒューズ素子22は、発熱抵抗体21に熱的に結合されている。第2の温度ヒューズ素子31は、保護対象である電子回路52に熱的に結合されている。発熱抵抗体21は、端子4および5に電気的に接続されている。端子4は、電源51に電気的に接続されている。第1の温度ヒューズ素子22は、端子4に電気的に接続されているとともに、第2の温度ヒューズ素子31に直列接続されている。第2の温度ヒューズ素子31は、端子6に電気的に接続されている。端子6は、ノード501に電気的に接続されている。   The fuse circuit 53 includes a thermal fuse portion 2 with a heating resistor and a thermal fuse portion 3. The thermal fuse portion 2 with a heating resistor includes a heating resistor 21 and a first thermal fuse element 2. The thermal fuse portion 3 includes a second thermal fuse element 31. The first thermal fuse element 22 is thermally coupled to the heating resistor 21. The second thermal fuse element 31 is thermally coupled to the electronic circuit 52 to be protected. The heating resistor 21 is electrically connected to the terminals 4 and 5. The terminal 4 is electrically connected to the power source 51. The first thermal fuse element 22 is electrically connected to the terminal 4 and is connected in series to the second thermal fuse element 31. The second thermal fuse element 31 is electrically connected to the terminal 6. Terminal 6 is electrically connected to node 501.

過電圧検出回路54は、ノード501,502と、端子5とに電気的に接続されている。過電圧検出回路54は、電子回路52に定格より大きい電圧が印加されたときに作動する。過電圧検出回路54は、ツェナーダイオード541と、トランジスタ542とを含んでいる。ツェナーダイオード541は、ノード501に電気的に接続されたカソードと、抵抗を介してトランジスタ542に電気的に接続されたアノードとを有している。トランジスタ542は、抵抗を介してツェナーダイオードに電気的に接続されたベースと、端子5に電気的に接続されたエミッタと、ノード502に電気的に接続されたコレクタとを有している。   The overvoltage detection circuit 54 is electrically connected to the nodes 501 and 502 and the terminal 5. The overvoltage detection circuit 54 operates when a voltage greater than the rating is applied to the electronic circuit 52. The overvoltage detection circuit 54 includes a Zener diode 541 and a transistor 542. Zener diode 541 has a cathode electrically connected to node 501 and an anode electrically connected to transistor 542 through a resistor. Transistor 542 has a base electrically connected to the Zener diode through a resistor, an emitter electrically connected to terminal 5, and a collector electrically connected to node 502.

電子回路52に印加される電圧が、ツェナーダイオード541の降伏電圧以上になったとき、トランジスタ542にベース電流が流れ、ベース電流に応じて、トランジスタ542にコレクタ電流が流れる。コレクタ電流が流れることによって、発熱抵抗体21においてジュール熱が発生して、ジュール熱によって第1の温度ヒューズ素子22が溶断される。第1の温度ヒューズ素子22が溶断されることによって、電子回路52が電源51から遮断される。電子回路52に過電流が流れることによって、電子回路が規定以上に発熱した場合、電子回路52に熱的に結合されている第2の温度ヒューズ素子31が溶断される。第2の温度ヒューズ素子31が溶断されることによって、電子回路52が電源51から遮断される。   When the voltage applied to the electronic circuit 52 becomes equal to or higher than the breakdown voltage of the Zener diode 541, a base current flows through the transistor 542, and a collector current flows through the transistor 542 in accordance with the base current. When the collector current flows, Joule heat is generated in the heating resistor 21, and the first thermal fuse element 22 is blown by the Joule heat. The electronic circuit 52 is disconnected from the power source 51 by the first thermal fuse element 22 being blown. When an overcurrent flows through the electronic circuit 52 and the electronic circuit generates more heat than specified, the second thermal fuse element 31 that is thermally coupled to the electronic circuit 52 is blown. The electronic circuit 52 is disconnected from the power source 51 by the second thermal fuse element 31 being blown.

本実施形態におけるヒューズ装置は、発熱抵抗体21および第1の温度ヒューズ素子22を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部2と、第1の温度ヒューズ素子22に電気的に直列接続された第2の温度ヒューズ素子31とを含んでおり、発熱抵抗体21が、セラミック基体1に埋設されていることによって、発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能および温度ヒューズ機能を有することができるとともに、小型化を図りつつ生産性を向上させることができる。   The fuse device in the present embodiment includes a thermal fuse portion 2 with a heating resistor including a heating resistor 21 and a first thermal fuse element 22, and a second electrically connected in series to the first thermal fuse element 22. The thermal fuse element 31 is included, and the heating resistor 21 is embedded in the ceramic substrate 1, whereby the thermal fuse function with the heating resistor and the thermal fuse function can be provided, and the size can be reduced. Productivity can be improved.

本実施形態のヒューズ装置において、セラミック基体1が、中空部14を有しており、発熱抵抗体21が、中空部14および第1の温度ヒューズ素子22の間に設けられていることによって、本実施形態におけるヒューズ装置は、発熱抵抗体21によって発生されるジュール熱の損失に関して低減されている。従って、本実施形態におけるヒューズ装置は、過電圧状態における第1の温度ヒューズ素子22の溶断特性に関して向上されている。   In the fuse device according to the present embodiment, the ceramic base 1 has the hollow portion 14, and the heating resistor 21 is provided between the hollow portion 14 and the first thermal fuse element 22. In the fuse device in the embodiment, the loss of Joule heat generated by the heating resistor 21 is reduced. Therefore, the fuse device in the present embodiment is improved with respect to the fusing characteristics of the first thermal fuse element 22 in the overvoltage state.

本実施形態のヒューズ装置において、発熱抵抗体21が、中空部14に露出されていることによって、本実施形態におけるヒューズ装置は、発熱抵抗体21の下面からセラミック基体1へのジュール熱の伝導に関して低減されており、過電圧状態における第1の温度ヒューズ素子22の溶断特性に関して向上されている。   In the fuse device of the present embodiment, the heating resistor 21 is exposed in the hollow portion 14, so that the fuse device in the present embodiment relates to conduction of Joule heat from the lower surface of the heating resistor 21 to the ceramic substrate 1. It is reduced and the fusing characteristics of the first thermal fuse element 22 in the overvoltage state are improved.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態におけるヒューズ装置について図6を参照して説明する。第2の実施形態のヒューズ装置において、第1の実施形態におけるヒューズ装置と異なる構成は、セラミック基体1において中空部14が設けられている位置である。その他の構成については、第1の実施形態におけるヒューズ装置と同様である。
(Second Embodiment)
A fuse device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fuse device according to the second embodiment, a configuration different from the fuse device according to the first embodiment is a position where the hollow portion 14 is provided in the ceramic substrate 1. About another structure, it is the same as that of the fuse apparatus in 1st Embodiment.

中空部14は、第1の温度ヒューズ素子22および中空部14によって発熱抵抗体21を挟むように発熱抵抗体21の下方に設けられているとともに、発熱抵抗体21から離間している。   The hollow portion 14 is provided below the heating resistor 21 so as to sandwich the heating resistor 21 between the first thermal fuse element 22 and the hollow portion 14, and is separated from the heating resistor 21.

図7に模式的に示されているように、中空部14が発熱抵抗体21の下方に設けられていることによって、発熱抵抗体21によって発生されたジュール熱は、セラミック基体1の下面へ伝導されることに関して低減されており、第1の温度ヒューズ素子22へ伝導されることに関して向上されている。従って、ヒューズ装置は、発熱抵抗体21によって発生されるジュール熱の損失に関して低減されている。図7において、実線によるブロック矢印が、発熱抵抗体21から第1の温度ヒューズ素子22へのジュール熱の伝導を模式的に示しており、破線によるブロック矢印が、発熱抵抗体21からセラミック基体1の下面へのジュール熱の伝導を模式的に示している。   As schematically shown in FIG. 7, Joule heat generated by the heating resistor 21 is conducted to the lower surface of the ceramic substrate 1 by providing the hollow portion 14 below the heating resistor 21. And is improved with respect to conduction to the first thermal fuse element 22. Therefore, the fuse device is reduced with respect to the loss of Joule heat generated by the heating resistor 21. In FIG. 7, a block arrow by a solid line schematically shows the conduction of Joule heat from the heating resistor 21 to the first thermal fuse element 22, and a block arrow by a broken line shows from the heating resistor 21 to the ceramic substrate 1. The conduction of Joule heat to the lower surface of the substrate is schematically shown.

中空部14は、真空状態を含む減圧状態であることが好ましい。中空部14が、減圧状態であることによって、発熱抵抗体21からセラミック基体1の下面へのジュール熱の伝導が低減されている。   The hollow portion 14 is preferably in a reduced pressure state including a vacuum state. Since the hollow portion 14 is in a reduced pressure state, the conduction of Joule heat from the heating resistor 21 to the lower surface of the ceramic substrate 1 is reduced.

(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態におけるヒューズ装置について図8を参照して説明する。第3の実施形態のヒューズ装置において、第1の実施形態におけるヒューズ装置と異なる構成は、セラミック基体1の表面の構造である。セラミック基体1は、複数の凹部15,16を含む上面を有している。その他の構成については、第1の実施形態におけるヒューズ装置と同様である。
(Third embodiment)
A fuse device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fuse device according to the third embodiment, the structure different from the fuse device according to the first embodiment is the structure of the surface of the ceramic substrate 1. The ceramic substrate 1 has an upper surface including a plurality of recesses 15 and 16. About another structure, it is the same as that of the fuse apparatus in 1st Embodiment.

第1の温度ヒューズ素子22は、凹部15内に設けられており、第2の温度ヒューズ素子31は、凹部16内に設けられている。図8において、封入部材82は、セラミック基体1の上面における構造を示すことを目的に、透視された状態で破線によって示されている。   The first thermal fuse element 22 is provided in the recess 15, and the second thermal fuse element 31 is provided in the recess 16. In FIG. 8, the enclosing member 82 is indicated by a broken line in a transparent state for the purpose of showing the structure on the upper surface of the ceramic substrate 1.

本実施形態のヒューズ装置において、第1の温度ヒューズ素子22が、凹部15内に設けられており、第2の温度ヒューズ素子31が、凹部16内に設けられていることによって、本実施形態におけるヒューズ装置は、第1の温度ヒューズ素子22または第2の温度ヒューズ素子31に伝導された熱の損失に関して低減されており、第1の温度ヒューズ素子22または第2の温度ヒューズ素子31の溶断特性に関して改善されている。   In the fuse device of the present embodiment, the first thermal fuse element 22 is provided in the recess 15, and the second thermal fuse element 31 is provided in the recess 16. The fuse device is reduced with respect to the loss of heat conducted to the first thermal fuse element 22 or the second thermal fuse element 31, and the fusing characteristics of the first thermal fuse element 22 or the second thermal fuse element 31 are reduced. Has been improved.

本実施形態のヒューズ装置において、図6を参照して説明した第2の実施形態のヒューズ装置における中空部14に関する技術を適用することも可能である。   In the fuse device of the present embodiment, it is also possible to apply the technology relating to the hollow portion 14 in the fuse device of the second embodiment described with reference to FIG.

(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態における回路基板について図9を参照して説明する。本実施形態における回路基板は、電子部品81および82を含む電子モジュールに用いられるものである。
(Fourth embodiment)
A circuit board according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The circuit board in the present embodiment is used for an electronic module including the electronic components 81 and 82.

回路基板は、絶縁基体83に設けられた回路導体と、絶縁基体83に埋設されたヒューズ部90とを有している。例示的な絶縁基体83は、実質的にセラミックスからなる。回路導体は、電子部品81および82を電気的に接続している。ヒューズ部90は、回路導体を介して電子部品81および82を含む電子回路に電気的に接続されている。図9において、絶縁基体83の構造を示すことを目的に、電子部品81が、部分的に省略されて示されている。   The circuit board has a circuit conductor provided on the insulating base 83 and a fuse portion 90 embedded in the insulating base 83. The exemplary insulating base 83 is substantially made of ceramics. The circuit conductor electrically connects the electronic components 81 and 82. The fuse portion 90 is electrically connected to an electronic circuit including the electronic components 81 and 82 through a circuit conductor. In FIG. 9, the electronic component 81 is partially omitted for the purpose of showing the structure of the insulating base 83.

ヒューズ部90は、電子部品81の下方に設けられている。ヒューズ部90は、セラミック層91と、セラミック層91に設けられた発熱抵抗体付き温度ヒューズ部92と、温度ヒューズ部93とを含んでいる。図9において、ヒューズ部90は、内部構造を示すことを目的に、部分的に透視された状態で示されており、内部構造の一部が、点線によって示されている。   The fuse portion 90 is provided below the electronic component 81. The fuse part 90 includes a ceramic layer 91, a temperature fuse part 92 with a heating resistor provided in the ceramic layer 91, and a temperature fuse part 93. In FIG. 9, the fuse part 90 is shown in a partially transparent state for the purpose of showing the internal structure, and a part of the internal structure is shown by a dotted line.

発熱抵抗体付き温度ヒューズ部92は、セラミック層91に設けられており、発熱抵抗体921および第1の温度ヒューズ素子922を含んでいる。   The thermal fuse portion 92 with the heating resistor is provided in the ceramic layer 91, and includes the heating resistor 921 and the first thermal fuse element 922.

発熱抵抗体921は、セラミック層91に埋設されているとともに、焼成によってセラミック層91と一体的に形成されている。   The heating resistor 921 is embedded in the ceramic layer 91 and is integrally formed with the ceramic layer 91 by firing.

第1の温度ヒューズ素子922は、セラミック層91の表面に設けられているとともに、発熱抵抗体921に熱的に結合されている。“発熱抵抗体22に熱的に結合されている”とは、発熱抵抗体921および第1の温度ヒューズ素子922が、発熱抵抗体付き温度ヒューズとして一体的に機能するために、発熱抵抗体921によって発生されたジュール熱によって第1の温度ヒューズ素子922が溶断されるように、発熱抵抗体921から第1の温度ヒューズ素子922への伝熱経路が設けられていることをいう。第1の温度ヒューズ素子922は、発熱抵抗体921の直上に位置している。第1の温度ヒューズ素子922は、セラミック層91の上面に設けられた導体パターン971に電気的に接続されている。第1の温度ヒューズ素子922の材料例は、低融点可溶合金などである。   The first thermal fuse element 922 is provided on the surface of the ceramic layer 91 and is thermally coupled to the heating resistor 921. “Thermal coupling to the heating resistor 22” means that the heating resistor 921 and the first thermal fuse element 922 function integrally as a thermal fuse with a heating resistor. The heat transfer path from the heating resistor 921 to the first thermal fuse element 922 is provided so that the first thermal fuse element 922 is blown by the Joule heat generated by the above. The first thermal fuse element 922 is located immediately above the heating resistor 921. The first thermal fuse element 922 is electrically connected to a conductor pattern 971 provided on the upper surface of the ceramic layer 91. An example of the material of the first thermal fuse element 922 is a low melting point fusible alloy.

温度ヒューズ部93は、第2の温度ヒューズ素子931を含んでいる。第2の温度ヒューズ素子931は、セラミック層91の表面に設けられており、第1の温度ヒューズ素子922に電気的に直列接続されている。第2の温度ヒューズ素子931は、セラミック層91の上面に設けられた導体パターン972を介して第1の温度ヒューズ素子922に電気的に接続されているとともに、セラミック層91の上面に設けられた導体パターン973に電気的に接続されている。第2の温度ヒューズ素子931の材料例は、低融点可溶合金などである。   The thermal fuse portion 93 includes a second thermal fuse element 931. The second thermal fuse element 931 is provided on the surface of the ceramic layer 91 and is electrically connected in series to the first thermal fuse element 922. The second thermal fuse element 931 is electrically connected to the first thermal fuse element 922 via a conductor pattern 972 provided on the upper surface of the ceramic layer 91 and provided on the upper surface of the ceramic layer 91. The conductor pattern 973 is electrically connected. An example of the material of the second thermal fuse element 931 is a low melting point fusible alloy.

本実施形態における回路基板は、発熱抵抗体921および第1の温度ヒューズ素子922を含む発熱抵抗体付き温度ヒューズ部92と、第1の温度ヒューズ素子922に電気的に直列接続された第2の温度ヒューズ素子931とを含んでおり、発熱抵抗体921が、セラミック層91に埋設されていることによって、発熱抵抗体付き温度ヒューズ機能および温度ヒューズ機能を有するとともに、ヒューズ部90の占有部分を縮小させつつ生産性を向上させた回路基板を実現することができる。   The circuit board according to the present embodiment includes a heating fuse-provided temperature fuse portion 92 including a heating resistor 921 and a first thermal fuse element 922, and a first thermal fuse element 922 electrically connected in series. And the thermal resistor 921 is embedded in the ceramic layer 91, thereby providing a thermal fuse function with a thermal resistor and a thermal fuse function, and reducing the occupied portion of the fuse portion 90. Thus, a circuit board with improved productivity can be realized.

本実施形態の回路基板において、図1から図3までを参照して説明した第1の実施形態のヒューズ装置における中空部14に関する技術を適用することも可能である。   In the circuit board according to the present embodiment, the technology relating to the hollow portion 14 in the fuse device according to the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 3 can be applied.

本実施形態の回路基板において、図6を参照して説明した第2の実施形態のヒューズ装置における中空部14に関する技術を適用することも可能である。   In the circuit board of this embodiment, it is also possible to apply the technology relating to the hollow portion 14 in the fuse device of the second embodiment described with reference to FIG.

本実施形態の回路基板において、図8を参照して説明した第3の実施形態のヒューズ装置における凹部15,16に関する技術を適用することも可能である。   In the circuit board of this embodiment, it is also possible to apply the technology relating to the recesses 15 and 16 in the fuse device of the third embodiment described with reference to FIG.

上述のように実質的にセラミックスからなる回路基板について説明したが、本実施形態において、回路基板は、実質的に有機材料からなる絶縁基体の内部または表面に、第1の実施形態から第3の実施形態までのいずれかに示されたヒューズ装置が設けられたものを含む。   As described above, the circuit board substantially made of ceramics has been described. However, in the present embodiment, the circuit board is formed inside or on the surface of the insulating base substantially made of an organic material. Including one provided with the fuse device shown in any of the embodiments.

1 セラミック基体
14 凹部
2 発熱抵抗体付き温度ヒューズ部
21 発熱抵抗体
22 第1の温度ヒューズ素子
3 温度ヒューズ部
31 第2の温度ヒューズ素子
4 端子
5 端子
6 端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic base | substrate 14 Concavity 2 Thermal fuse part 21 with a heating resistor 21 Heating resistor 22 1st thermal fuse element 3 Thermal fuse part 31 2nd thermal fuse element 4 Terminal 5 Terminal 6 Terminal

Claims (6)

セラミック基体と、
発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含んでおり、前記発熱抵抗体が前記セラミック基体の内部に該セラミック基体と一体的に設けられ、前記第1の温度ヒューズ素子が前記セラミック基体の表面に設けられているとともに前記発熱抵抗体に熱的に結合されている発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、
前記セラミック基体の表面に設けられ、前記第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続された、保護対象に熱的に結合される第2の温度ヒューズ素子とを備えたことを特徴とするヒューズ装置。
A ceramic substrate;
A heating resistor and a first thermal fuse element, wherein the heating resistor is provided integrally with the ceramic base inside the ceramic base, and the first thermal fuse element is formed on the surface of the ceramic base. A thermal fuse portion with a heating resistor provided and thermally coupled to the heating resistor;
A fuse provided on the surface of the ceramic substrate and electrically coupled in series to the first thermal fuse element and thermally coupled to the object to be protected; apparatus.
前記セラミック基体が中空部を有しており、前記発熱抵抗体が前記中空部および前記第1の温度ヒューズ素子の間に配置されていることを特徴とする請求項1記載のヒューズ装置。   2. The fuse device according to claim 1, wherein the ceramic base has a hollow portion, and the heating resistor is disposed between the hollow portion and the first thermal fuse element. 前記発熱抵抗体が前記中空部に露出されていることを特徴とする請求項2記載のヒューズ装置。   The fuse device according to claim 2, wherein the heating resistor is exposed in the hollow portion. 前記中空部が減圧状態であることを特徴とする請求項2記載のヒューズ装置。   The fuse device according to claim 2, wherein the hollow portion is in a reduced pressure state. 前記第1の温度ヒューズ素子および前記第2の温度ヒューズ素子が、それぞれ前記セラミック基体の表面に設けられた凹部内に配置されていることを特徴とする請求項1記載のヒューズ装置。   2. The fuse device according to claim 1, wherein the first thermal fuse element and the second thermal fuse element are respectively disposed in recesses provided on a surface of the ceramic substrate. 絶縁基体と、
該絶縁基体に設けられた回路導体と、
前記絶縁基体に設けられたヒューズ部とを備えており、
該ヒューズ部は、
セラミック層と、
発熱抵抗体および第1の温度ヒューズ素子を含んでおり、前記発熱抵抗体が前記セラミック層の内部に該セラミック層と一体的に設けられ、前記第1の温度ヒューズ素子が前記セラミック層の表面に設けられているとともに前記発熱抵抗体に熱的に結合されている発熱抵抗体付き温度ヒューズ部と、
前記セラミック層の表面に設けられ、前記第1の温度ヒューズ素子に電気的に直列接続された、保護対象に熱的に結合される第2の温度ヒューズ素子とを含んでいることを特徴とする回路基板。
An insulating substrate;
A circuit conductor provided on the insulating substrate;
A fuse portion provided on the insulating base,
The fuse part is
A ceramic layer;
A heating resistor and a first thermal fuse element, wherein the heating resistor is provided integrally with the ceramic layer in the ceramic layer, and the first thermal fuse element is formed on the surface of the ceramic layer. A thermal fuse portion with a heating resistor provided and thermally coupled to the heating resistor;
And a second thermal fuse element that is provided on the surface of the ceramic layer and is electrically connected in series to the first thermal fuse element and is thermally coupled to a protection target. Circuit board.
JP2010122235A 2010-05-28 2010-05-28 Fuse device and circuit board Expired - Fee Related JP5590966B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010122235A JP5590966B2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Fuse device and circuit board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010122235A JP5590966B2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Fuse device and circuit board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011249177A true JP2011249177A (en) 2011-12-08
JP5590966B2 JP5590966B2 (en) 2014-09-17

Family

ID=45414187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010122235A Expired - Fee Related JP5590966B2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Fuse device and circuit board

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5590966B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013203395A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Ti Group Automotive Systems Llc Threshold condition indication in vehicle fuel system
WO2014010460A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 デクセリアルズ株式会社 Protection element
JP2014135217A (en) * 2013-01-11 2014-07-24 Murata Mfg Co Ltd Fuse

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01122240U (en) * 1988-02-12 1989-08-18
JPH09129101A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Nec Kansai Ltd Thermal fuse
JPH1196871A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Uchihashi Estec Co Ltd Resistance-temperature fuse and its manufacture

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01122240U (en) * 1988-02-12 1989-08-18
JPH09129101A (en) * 1995-10-30 1997-05-16 Nec Kansai Ltd Thermal fuse
JPH1196871A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Uchihashi Estec Co Ltd Resistance-temperature fuse and its manufacture

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013203395A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Ti Group Automotive Systems Llc Threshold condition indication in vehicle fuel system
KR20130111344A (en) * 2012-03-29 2013-10-10 티아이 그룹 오토모티브 시스템즈 엘엘씨 Threshold condition indication in vehicle fuel system
KR101985873B1 (en) * 2012-03-29 2019-06-04 티아이 그룹 오토모티브 시스템즈 엘엘씨 Threshold condition indication in vehicle fuel system
WO2014010460A1 (en) * 2012-07-12 2014-01-16 デクセリアルズ株式会社 Protection element
JP2014022050A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Dexerials Corp Protection element
JP2014135217A (en) * 2013-01-11 2014-07-24 Murata Mfg Co Ltd Fuse

Also Published As

Publication number Publication date
JP5590966B2 (en) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6462318B2 (en) Protective element
JP5756466B2 (en) Metal thin film surface mount fuse
JP2007123644A (en) Power semiconductor device
KR101504133B1 (en) The complex protection device of blocking the abnormal state of current and voltage
CN102164453A (en) Circuit module
JP5590966B2 (en) Fuse device and circuit board
JP5618699B2 (en) Fuse device, fuse device component and electronic device
KR20180108791A (en) Protective element
KR20160035025A (en) Circuit board assembly, control device for a cooler fan module and method
JP5586378B2 (en) Fuse device
US10109603B2 (en) Semiconductor device
JP3552539B2 (en) Thermal fuse with resistance
JP2007329387A (en) Semiconductor device
CN111446230A (en) Semiconductor device with a plurality of semiconductor chips
JP2017174654A (en) Protection element
JP2013219071A (en) Light-emitting element mounting component and light-emitting device
KR101075664B1 (en) Chip resister and method of manufacturing the same
JP2019145641A (en) Semiconductor device
JP7249297B2 (en) electronic controller
TWI715228B (en) Protection circuit
CN209929256U (en) High-current fuse with high-heat-conduction substrate
JP5495895B2 (en) Fuse device
JP2016025265A (en) Optical semiconductor module
TWI547967B (en) Complex protection device
CN110211852B (en) High-current fuse with high-heat-conduction substrate and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140701

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5590966

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees