JP3105483B2 - チップ型ヒューズ及びその製造方法 - Google Patents
チップ型ヒューズ及びその製造方法Info
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Description
及びその製造方法に属する。
装された高価なIC等の回路素子を異常電流から保護
し、プリント基板の発火を防止するためにヒューズが内
蔵されている。ヒューズには、その目的からして優れた
即断性と確実な遮断特性が望まれる。一方、電子機器の
小型化要請に伴い、それに内蔵されるヒューズもチップ
型ヒューズのように小さいものが汎用されている。ヒュ
ーズは、小さくなるほど、その可溶体の熱容量も少なく
なるから、発熱量と放熱量とのバランスを一定に保つこ
とが困難となり、特性にばらつきが生じやすい。
溶断特性を一定に維持するために、耐熱絶縁材料からな
り空間を有する積層基板で本体を構成し、その基板間に
金属薄膜からなる可溶体を挟むことにより、可溶体を本
体内部の空間に張るチップ型ヒューズが提案されている
(特開平7−105824号)。これはガラス管型ヒュ
ーズのような旧来のヒューズの基本的概念をチップ型ヒ
ューズに適用したものと思われる。
報に記載のチップ型ヒューズの場合、その可溶体が金属
薄膜からなるので、熱容量が少なく、依然として特性に
ばらつきを生じやすい。それ故、この発明の目的は、金
属薄膜からなる可溶体を有するチップ型ヒューズにおい
て、その溶断精度をできるだけ向上させることにある。
に、本発明のチップ型ヒューズは、両端に電極が設けら
れた絶縁基板と、この絶縁基板と相まって外部から遮断
された空間を形成する保護層と、中間部が前記空間に浮
くように両端が絶縁基板と保護層との間に固定された金
属薄膜からなる可溶体とを備えたチップ型ヒューズにお
いて、前記絶縁基板の電極側の面は平坦であって、前記
可溶体がその平坦面から離れる方向に湾曲していること
を特徴とする。
溶断する前に一旦熱膨張し、湾曲する。’824号公報
に記載のヒューズの場合、その可溶体が空間内で直線状
に張られているため、異常時の湾曲方向は不定である。
従って、基板の上下方向に湾曲するか面方向に湾曲する
かで放熱速度が異なり、それがばらつきの原因となって
いると考えられる。これに対して、本発明のヒューズの
場合、可溶体が常時一定方向に湾曲しているため、異常
電流時にも同方向に湾曲する。従って、溶断特性が一定
に保たれ、精度が向上する。
ものに限らない。異常時の湾曲方向を更に確実に一定に
保つため、可溶体が熱膨張係数の大きい第一層と熱膨張
係数の小さい第二層との複数層からなり、第一層が第二
層よりも絶縁基板の平坦面に近い側に設けられるように
すると好ましい。こうすることで、異常時には常に第一
層が第二層を押し上げる方向に湾曲部分が膨らむ。第一
層として銅Cuを主成分とし、第二層としてニッケルN
iを主成分とする組み合わせが挙げられる。
限らず、幅の広い部分と狭い部分を有するものとするこ
ともできる。こうすることで、幅の広い部分が電源投入
時のラッシュ電流により発した熱を放散し、溶断動作を
遅延させることができるからである。
な方法は、両端に電極が設けられた平坦な面を有する絶
縁基板を用意し、それら電極間に所定の高さを有する土
台を形成し、その土台を跨いで両電極を接続する金属薄
膜からなる可溶体を形成した後、その土台を除去するこ
とを特徴とする。ここで、土台とは、フォトレジスト、
テープなどのように、可溶体形成中に所定の高さを維持
し、可溶体形成後に除去されうるものであればよい。本
発明方法によれば、絶縁基板を加工する必要はなく、可
溶体の中間部を容易に空中に浮かせることができる。
明する。図1(A)は実施形態のチップ型ヒューズを示
す断面図、図2〜図11は実施形態のチップ型ヒューズ
の製造方法を工程順に示す平面図である。
る絶縁基板2と、絶縁基板2の主面に形成された可溶体
3と、絶縁基板2上で可溶体3の両端部を除く部分を覆
う保護層4と、可溶体3の露出した両端部に接続し絶縁
基板2の側面を経由して背面にまで延びる端子5とを備
える。
主面の平坦度はアルミナの含有量によって定まる。例え
ばアルミナ含有量96重量%のときは表面粗さが10〜
5μmであり、同99.5重量%のときは1〜2μmで
ある。絶縁基板2の両端には銅Cuの電極6が設けられ
ている。絶縁基板2は、厚さが0.38mmで、面積が
1.25mm×2mmである。
に銅Cuで形成された第一層31とニッケルリンNiP
で形成された第二層32とからなり、両端がそれぞれ電
極6に接続すると共に、中間部は絶縁基板2の主面から
離れる方向に湾曲している。この中間部の高さは、15
〜20μmである。この中間部と絶縁基板2の主面との
距離を確保するために、前記絶縁基板2の表面粗さは、
この中間部の高さよりも十分小さくなければならない。
ジストからなり、外側の第二層42がエポキシ樹脂等の
耐熱絶縁性有機材料からなる。第一層41は、絶縁基板
2と相まって可溶体3が存在する空間を確保する。第二
層42は、このヒューズ1をプリント基板などに半田付
けする際のような高温時に、非耐熱性の第一層41が変
形するのを防止する。
3の中間部が周囲の環境と遮断された空間に浮いている
ため、可溶体3から発せられる熱が絶縁基板2に逃げな
い。しかも可溶体3は外側の第二層32よりも内側の第
一層31のほうが熱膨張係数が大きいから、発熱時には
溶断直前まで膨張すると共に第一層31が第二層32を
押し上げる。従って、可溶体3は常に絶縁基板2から離
れる方向に変形し、溶断特性が一定に保たれ、優れた精
度で溶断する。チップ型ヒューズ1は、以下の手順で製
造される。
型基板からチップ型ヒューズを同時に多数個取りするも
のとする。先ず基板の主面にNiCr合金、CuNi合
金及びCuを順にスパッタする(図2)。図2ではヒュ
ーズ1個分の平面形状のみ示されている。図3から図8
までも同様である。電極パターンが露出するようにフォ
トレジストを塗布し、露出部分にCuメッキをする(図
3)。電極部分以外のスパッタリング薄膜をエッチング
により除く。そして、可溶体3の土台7を液状フォトレ
ジストで形成する(図4)。液状フォトレジストに代え
てフィルムレジストを貼り付けても良いし、その他の剥
離可能な樹脂をスクリーン印刷などしても良い。
となるCuの薄膜を全面にスパッタし、フォトリソ技術
で可溶体のパターンにする(図5)。その上に第一層3
1としてのCuをメッキする。このときのパターン幅や
長さ、メッキ厚は目的のヒューズ定格が得られるように
定める。続いて第二層32としてのNiPをメッキす
る。
剥離し(図6)、280℃で60分間アニールする。こ
のアニールは、メッキ膜の歪みを除くことと、電極のC
u成分と第一層のCu成分とを結合させることのために
行われる。土台7の剥離によって可溶体の中間部が基板
表面から浮いた状態となる。
分を囲むように感光性のフィルムレジストで側壁43を
形成する(図7)。側壁43の高さは可溶体3の高さよ
り50μm以上高くなるようにする。更に同じフィルム
レジストで可溶体の上方に天井を形成し、可溶体の中間
部を外気から遮断する。側壁と天井とは結合して保護層
の第一層41となる。更にエポキシ樹脂等の耐熱性の樹
脂で側壁及び天井を被覆することにより、保護層の第二
層42を設ける。ヒューズの定格電流値(本例では2ア
ンペア)を表示する(図8)。
に分割できるようにレーザーで溝切りし(図9の破
線)、所定個数のチップが一列に並んだ棒状に分割する
(図10(A))。端面にNiCr及びCuを順にスパッ
タすることにより端子の下地を形成する(図10
(B))。単体のチップに切り離す。端子の下地部分にC
u、Ni及び半田を順にメッキし、抵抗を検査すること
によってチップ型ヒューズとして完成する(図11)。
造方法によれば絶縁基板を機械加工することなく、薄膜
技術だけで可溶体の中間部を空中に浮かせることができ
る。従って、製造コストが低い。
に優れるので、小型電子機器の回路素子を保護するのに
有益である。
り、(A)はその全体、(B)は(A)のB部拡大図で
ある。
いて、土台形成工程の初期を示す平面図である。
いて、土台形成工程の中期を示す平面図である。
いて、土台形成工程の後期を示す平面図である。
いて、可溶体形成工程を示す平面図である。
いて、土台除去工程を示す平面図である。
いて、保護層形成工程の初期を示す平面図である。
いて、保護層形成工程の後期を示す平面図である。
いて、個々のチップへの分割工程の初期を示す平面図で
ある。
おいて、個々のチップへの分割工程の後期を示し、
(A)はその平面図、(B)は右側面図である。
おいて、完成状態を示す平面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】両端に電極が設けられた絶縁基板と、この
絶縁基板と相まって外部から遮断された空間を形成する
保護層と、中間部が前記空間に浮くように両端が絶縁基
板と保護層との間に固定された金属薄膜からなる可溶体
とを備えたチップ型ヒューズにおいて、 前記絶縁基板の電極側の面は平坦であって、前記可溶体
がその平坦面から離れる方向に湾曲していることを特徴
とするヒューズ。 - 【請求項2】前記可溶体が熱膨張係数の大きい第一層と
熱膨張係数の小さい第二層との複数層からなり、第一層
が第二層よりも絶縁基板の平坦面に近い側に設けられる
請求項1に記載のヒューズ。 - 【請求項3】前記第一層が銅Cuを主成分とし、前記第
二層がニッケルNiを主成分とする請求項2に記載のヒ
ューズ。 - 【請求項4】前記可溶体の中間部は、幅の広い部分と狭
い部分を有する請求項1に記載のヒューズ。 - 【請求項5】両端に電極が設けられた平坦な面を有する
絶縁基板を用意し、それら電極間に所定の高さを有する
土台を形成し、その土台を跨いで両電極を接続する金属
薄膜からなる可溶体を形成した後、その土台を除去する
ことを特徴とするチップ型ヒューズの製造方法。
Priority Applications (1)
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JP09308013A JP3105483B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | チップ型ヒューズ及びその製造方法 |
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JP09308013A JP3105483B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | チップ型ヒューズ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11126556A JPH11126556A (ja) | 1999-05-11 |
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Family
ID=17975846
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JP09308013A Expired - Fee Related JP3105483B2 (ja) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | チップ型ヒューズ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3105483B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022200424A1 (de) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Elektronische baugruppe mit verbessertem sicherungskonzept |
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JP5306139B2 (ja) * | 2009-10-08 | 2013-10-02 | 北陸電気工業株式会社 | チップヒューズ |
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JP5627291B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2014-11-19 | 京セラ株式会社 | 電流ヒューズ装置および回路基板 |
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-
1997
- 1997-10-21 JP JP09308013A patent/JP3105483B2/ja not_active Expired - Fee Related
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