JP2014130696A - ヒューズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐衝撃性に優れたヒューズを提供する。
【解決手段】ヒューズ１は、絶縁性基板１０と、ヒューズ電極部１１と、キャップ１２と、絶縁性多孔質体１４とを備える。ヒューズ電極部１１は、絶縁性基板１０の上に配されている。キャップ１２は、絶縁性基板１０の上に設けられている。キャップ１２は、絶縁性基板１０と共にヒューズ電極部１１を収容する内部空間１３を区画形成している。絶縁性多孔質体１４は、内部空間１３に配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒューズ及びその製造方法に関する。

従来、電子部品に対してヒューズを接続し、電子部品を過電流から保護する試みがなされている。例えば、特許文献１には、ヒューズの一例として、絶縁材の上に配された一対のリード導体と、一対のリード導体を接続する可溶金属片と、可溶金属片を球状化させるフラックスと、一対のリード導体、可溶金属片及びフラックスを気密保持するキャップとを有するヒューズが記載されている。

特開２００３−３６７７５号公報

特許文献１に記載のヒューズは、一対のリード導体等を収容する内部空間が形成されているため、耐衝撃性が十分に良好ではないという問題がある。

本発明の主な目的は、耐衝撃性に優れたヒューズを提供することにある。

本発明に係るヒューズは、絶縁基材と、ヒューズ電極部と、キャップと、絶縁性多孔質体とを備える。ヒューズ電極部は、絶縁基材の上に配されている。キャップは、絶縁基材の上に設けられている。キャップは、絶縁基材と共にヒューズ電極部を収容する内部空間を区画形成している。絶縁性多孔質体は、内部空間に配されている。

本発明に係るヒューズのある特定の局面では、絶縁性多孔質体が樹脂からなる。

本発明に係るヒューズの別の特定の局面では、絶縁性多孔質体がロジンからなる。

本発明に係るヒューズの他の特定の局面では、絶縁性多孔質体は、連続気泡を有している。

本発明に係るヒューズのさらに他の特定の局面では、キャップが樹脂からなる。

本発明に係るヒューズのさらに別の特定の局面では、ヒューズ電極部は、一対の電極と、ヒューズエレメントとを有する。一対の電極は、間隔をおいて配されている。ヒューズエレメントは、一対の電極に跨がって配されている。ヒューズエレメントは、低融点金属を含む。

本発明に係るヒューズの製造方法では、絶縁基材の上にヒューズ電極部を形成する。絶縁基材の上に、ヒューズ電極部の少なくとも一部を覆うように樹脂が溶解した溶剤を塗布する。絶縁基材の上に、ヒューズ電極部及び溶剤の塗膜を覆うように、液状の封止樹脂を塗布し、硬化させることにより、絶縁基材と共にヒューズ電極部を収容する内部空間を区画形成しているキャップを形成するキャップ形成工程を行う。溶剤の塗膜から溶剤を除去する。

本発明に係るヒューズの製造方法のある特定の局面では、キャップ形成工程において、塗布された封止樹脂及び溶剤の塗膜を加熱することにより、封止樹脂を熱硬化させると共に、溶剤の塗膜から溶剤を除去する。

本発明に係るヒューズの製造方法の別の特定の局面では、溶剤の融点は、封止樹脂の熱硬化温度よりも低い。

本発明に係るヒューズの製造方法の他の特定の局面では、溶剤に溶解している樹脂がフラックスである。

本発明に係るヒューズの製造方法のさらに他の特定の局面では、ヒューズ電極部は、一対の電極と、ヒューズエレメントとを有する。一対の電極は、間隔をおいて配されている。ヒューズエレメントは、一対の電極に跨がって配されている。ヒューズエレメントは、低融点金属を含む。

本発明に係るヒューズの製造方法のさらに別の特定の局面では、絶縁基材の上にヒューズ電極部を複数形成する。キャップを形成した後に、各々が少なくともひとつのヒューズ電極を有するように複数に分断することにより、複数のヒューズを作製する。

本発明によれば、耐衝撃性に優れたヒューズを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るヒューズの略図的断面図である。 本発明の一実施形態におけるヒューズの製造工程を説明するための略図的断面図である。 本発明の一実施形態におけるヒューズの製造工程を説明するための略図的断面図である。 本発明の一実施形態におけるヒューズの製造工程を説明するための略図的断面図である。 本発明の一実施形態におけるヒューズの製造工程を説明するための略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

（ヒューズ１の構成）
図１は、本実施形態に係るヒューズ１の略図的断面図である。ヒューズ１は、絶縁基材としての絶縁性基板１０を備えている。絶縁性基板１０は、例えば、アルミナ基板などのセラミック基板や樹脂基板等により構成することができる。絶縁性基板１０は、内部に配線を有する多層基板であってもよい。なお、本発明において、絶縁基材は、板状である必要は必ずしもない。

絶縁性基板１０の第１の主面１０ａの上には、ヒューズ電極部１１が配されている。このヒューズ電極部１１は、過電流が流れた際に切断されるヒューズとしての機能を発現する電極部である。

本実施形態では、ヒューズ電極部１１は、一対の電極１１ａ、１１ｂと、ヒューズエレメント１１ｃとを有する。電極１１ａと電極１１ｂとは、間隔をおいて配されている。具体的には、電極１１ａの先端部と電極１１ｂの先端部とが間隔をおいて対向するように配されている。電極１１ａ、１１ｂは、例えば、Ａｇ、Ａｕ及びＣｕの少なくとも一種により構成することができる。

ヒューズエレメント１１ｃは、電極１１ａと電極１１ｂとに跨がって配されている。ヒューズエレメント１１ｃは、低融点金属からなる。従って、ヒューズエレメント１１ｃは、低融点金属部により構成されている。電極１１ａと電極１１ｂとの間に過電流が流れた際に、このヒューズエレメント１１ｃが融解し、電極１１ａと電極１１ｂとが分断される。その結果、電極１１ａと電極１１ｂとが電気的に絶縁される。ヒューズエレメント１１ｃを構成するために好ましく用いられる低融点金属としては、例えば，ＳｎＳｂ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇ，ＳｎＡｇＣｕ，ＳｎＣｕＮｉ等のＳｎ合金等が挙げられる。

絶縁性基板１０の上には、キャップ１２が配されている。キャップ１２と絶縁性基板１０とは、ヒューズ電極部１１、具体的には、電極１１ａ、１１ｂの対向部及びヒューズエレメント１１ｃとを収容する内部空間１３を区画形成している。従って、キャップ１２は、電極１１ａ、１１ｂの対向部及びヒューズエレメント１１ｃとは接触していない。

キャップ１２は、例えば、樹脂、金属、セラミックス等により構成することができる。

ところで、内部空間が中空である場合は、キャップや絶縁性基板に対して垂直方向の応力や衝撃が加わった際に、キャップや絶縁性基板が変形したり、破損したりしやすい。このため、耐衝撃性が低い。

一方、ヒューズ１では、内部空間１３内に、絶縁性多孔質体１４が配されている。このため、キャップ１２や絶縁性基板１０に対して垂直方向の応力や衝撃が加わった際にも、キャップ１２や絶縁性基板１０が変形したり、破損したりしにくい。従って、優れた耐衝撃性を実現することができる。

より優れた耐衝撃性を実現する観点からは、絶縁性多孔質体１４が内部空間１３内に充填されていることが好ましい。換言すれば、絶縁性多孔質体１４が内部空間１３の実質的に全体に設けられていることが好ましい。絶縁性多孔質体１４の気孔率は、５％〜８０％であることが好ましく、５％〜２０％であることがより好ましい。

また、絶縁性多孔質体１４が樹脂からなる場合は、絶縁性多孔質体１４の弾性率が高い。よって、さらに優れた耐衝撃性を実現することができる。絶縁性多孔質体１４は、例えば、ロジンなどにより構成されていることが好ましい。

例えば耐衝撃性を改善する観点からは、内部空間に気泡を有さない部材を配することも考えられる。しかしながら、この場合は、ヒューズ電極部が溶断される際に発生するガスによりキャップや絶縁性基板が破損しやすい。ヒューズ１のように、内部空間１３に充填されている部材が絶縁性多孔質体１４である場合は、内部空間１３内に気泡が存在するため、ヒューズ電極部１１が溶断される際にガスが発生しても、キャップ１２や絶縁性基板１０が破損しにくい。ヒューズ電極部１１が溶断される際に発生するガスによりキャップ１２や絶縁性基板１０が破損することをより効果的に抑制する観点からは、絶縁性多孔質体１４が連続気泡を有していることが好ましい。

（ヒューズ１の製造方法）
次に、ヒューズ１の製造方法の一例について説明する。まず、絶縁性基板２０（図２を参照）を用意する。この絶縁性基板２０は、複数の絶縁性基板１０を構成するためのものである。

次に、絶縁性基板２０の上に、複数のヒューズ電極部１１を形成する。具体的には、まず、絶縁性基板２０の上に、複数対の電極１１ａ、１１ｂを形成する。その後、電極１１ａ、１１ｂの対の上に、ヒューズエレメント１１ｃを形成することにより、複数のヒューズ電極部１１を得る。

次に、図３に示されるように、絶縁性基板２０の上に、ヒューズ電極部１１の少なくとも一部を覆うように、絶縁性多孔質体１４を構成するための樹脂が溶解した溶剤を塗布し、塗膜２１を形成する。樹脂としては、例えばフラックスなどが好適に用いられる。溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ワックス等が好適に用いられる。樹脂が溶解した溶剤における樹脂の含有量は、１０％〜３０％であることが好ましく、２０％〜３０％であることがより好ましい。

次に、図４に示されるように、絶縁性基板２０の上に、ヒューズ電極部１１及び塗膜２１を覆うように、液状の封止樹脂２２を塗布する。封止樹脂２２は、硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物であってもよいし、例えば、紫外線等の他の刺激で硬化する樹脂であってもよい。

その後、液状の封止樹脂２２を硬化させ、連続して設けられた複数のキャップ１２を得る工程（キャップ形成工程）と、塗膜２１から溶剤を除去し、多孔質化させることにより絶縁性多孔質体１４を形成する工程とを行う。

具体的には、キャップ形成工程において、液状の封止樹脂２２及び塗膜２１を加熱することにより、液状の封止樹脂２２を熱硬化させ、複数のキャップ１２を得ると共に、塗膜２１から溶剤を除去し、多孔質化させることにより絶縁性多孔質体１４を得る。詳細には、この工程において、塗膜２１を加熱すると、塗膜２１に含まれていた溶剤が封止樹脂２２に吸収される。その結果、塗膜２１が多孔質化する。塗膜２１をより好適に多孔質化する観点からは、塗膜２１に含まれる溶剤の融点が、封止樹脂２２の熱硬化温度よりも低いことが好ましく、封止樹脂２２の熱硬化温度よりも５℃以上低いことが好ましい。

次に、図５に示されるラインＬに沿って、各々が少なくともひとつのヒューズ電極部１１を有するように複数に分断することにより、図１に示されるヒューズ１を複数得る。

以上説明した本実施形態の製造方法によれば、簡易な製造工程で、内部空間１３の気密性が高いヒューズ１を容易に製造することができる。

１…ヒューズ
１０…絶縁性基板
１０ａ…第１の主面
１１…ヒューズ電極部
１１ａ、１１ｂ…電極
１１ｃ…ヒューズエレメント
１２…キャップ
１３…内部空間
１４…絶縁性多孔質体
２０…絶縁性基板
２１…塗膜
２２…封止樹脂

Claims (12)

1. 絶縁基材と、
   前記絶縁基材の上に配されたヒューズ電極部と、
   前記絶縁基材の上に設けられており、前記絶縁基材と共に前記ヒューズ電極部を収容する内部空間を区画形成しているキャップと、
   前記内部空間に配された絶縁性多孔質体と、
   を備える、ヒューズ。
2. 前記絶縁性多孔質体が樹脂からなる、請求項１に記載のヒューズ。
3. 前記絶縁性多孔質体がロジンからなる、請求項２に記載のヒューズ。
4. 前記絶縁性多孔質体は、連続気泡を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒューズ。
5. 前記キャップが樹脂からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒューズ。
6. 前記ヒューズ電極部は、
   間隔をおいて配された一対の電極と、
   前記一対の電極に跨がって配されており、低融点金属を含むヒューズエレメントと、
   を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒューズ。
7. 絶縁基材の上にヒューズ電極部を形成する工程と、
   前記絶縁基材の上に、前記ヒューズ電極部の少なくとも一部を覆うように樹脂が溶解した溶剤を塗布する工程と、
   前記絶縁基材の上に、前記ヒューズ電極部及び前記溶剤の塗膜を覆うように、液状の封止樹脂を塗布し、硬化させることにより、前記絶縁基材と共に前記ヒューズ電極部を収容する内部空間を区画形成しているキャップを形成するキャップ形成工程と、
   前記溶剤の塗膜から前記溶剤を除去する工程と、
   を備える、ヒューズの製造方法。
8. 前記キャップ形成工程において、前記塗布された封止樹脂及び前記溶剤の塗膜を加熱することにより、前記封止樹脂を熱硬化させると共に、前記溶剤の塗膜から前記溶剤を除去する、請求項７に記載のヒューズの製造方法。
9. 前記溶剤の融点は、前記封止樹脂の熱硬化温度よりも低い、請求項８に記載のヒューズの製造方法。
10. 前記溶剤に溶解している樹脂がフラックスである、請求項７〜９のいずれか一項に記載のヒューズの製造方法。
11. 前記ヒューズ電極部は、
    間隔をおいて配された一対の電極と、
    前記一対の電極に跨がって配されており、低融点金属を含むヒューズエレメントと、
    を有する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のヒューズの製造方法。
12. 前記絶縁基材の上に前記ヒューズ電極部を複数形成し、
    前記キャップを形成した後に、各々が少なくともひとつの前記ヒューズ電極を有するように複数に分断することにより、複数のヒューズを作製する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載のヒューズの製造方法。

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