JP3774871B2 - 遅延型薄膜ヒューズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、遅延型薄膜ヒューズに係り、電子機器の過電流保護を目的とした耐パルス性にすぐれた遅延型薄膜ヒューズに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
短い時間の大きな電流では溶断せず、長時間の規定電流で溶断するという、いわゆる耐パルス性を有するヒューズとしては、これまで電流ヒューズとヒータ+温度ヒューズの2つを組み合わせたタイムラグ型ヒューズが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなタイムラグ型ヒューズは、上記のように電流ヒューズ、ヒータ、温度ヒューズの3点から構成されるため、ヒューズ自体を小型化することは困難であった。一方、低融点金属材料を用いて小型化されたヒューズも見られるが、このようなヒューズは耐パルス性を有していない。
【0004】
この発明は、耐パルス性にすぐれ、しかも超小型化が可能なヒューズを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明は、基板の一方の面の一端から他端まで高融点で低比抵抗の第1金属薄膜を形成し、第1金属薄膜の中央部上に低融点で高比抵抗の第2金属薄膜を形成し、第1金属薄膜と第2金属薄膜とが重なる部分によって溶断部を形成し、この溶断部を覆うように前記基板の一方の面上に絶縁被覆層を形成し、前期溶断部と前記基板の一方の面との間に間隙を形成したものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
この発明のヒューズは、上記のようにヒューズ素子を高融点で低比抵抗の金属材料と、低融点で高比抵抗の金属材料の2種の材料を積層して得たことにより、高電流域においては、高融点で低比抵抗の金属材料の溶断特性を呈する。そして、低電流域においては、低融点で高比抵抗の金属材料がまず溶融し、比抵抗の急激な増加により消費電力が増大すると、この時、ヒューズの溶断部が急速に加熱される結果、単一金属材料よりなるヒューズに比べて、高融点で低比抵抗の金属材料の融点に早く達することとなり、耐パルス性にすぐれた溶断特性を示すのである。
【0007】
この発明において、ヒューズ素子を2種類の金属材料の積層構造として得るに際し、高融点で低比抵抗の金属材料としては、銅、銀などあるいはそれらの合金が用いられ、低融点で高比抵抗の金属材料としては、錫、鉛、亜鉛などあるいはそれらの合金を用いるのが好ましい。
【0008】
以下、この発明の詳細を図に基づいて説明すると、図1はこの発明による遅延型薄膜ヒューズの構造を示すものであり、(a)はその断面図、(b)は平面図である。図において、1はセラミック基板であり、2はこのセラミック基板1上に2種類の金属材料2a、2bの薄膜を用いて積層構成したヒューズ素子である。4はヒューズ素子2を保護するシリコーンゴム等からなる絶縁保護層であり、5は側面電極である。
【0009】
このヒューズ素子2を構成する2種類の金属材料2a、2bにおいて、2aは高融点で低比抵抗を有する金属材料からなる薄膜、2bは低融点で高比抵抗を有する金属材料からなる薄膜にて形成されている。そして、ヒューズ素子2の溶断部3はセラミック基板1との間に1〜20μの間隙6を有して形成されている。
【0010】
このような構成のヒューズの製造を、具体的な一例について説明すると、まずセラミック基板1上のヒューズ溶断部が位置する部分にフォトレジストにより有機薄膜を例えば10μの厚さに形成する。次いで、上記で形成した有機薄膜上を含むセラミック基板1上に高融点で低比抵抗を有する銅の薄膜2aを真空蒸着、メッキ、エッチング等にて形成し、さらにその上に低融点で高比抵抗を有する錫の薄膜2bを同様にして形成してヒューズ素子2を形成する。
【0011】
その後、セラミック基板1とヒューズ素子2の間の有機薄膜をアセトンにて溶解、除去することにより、図1(a)のようにセラミック基板1とヒューズ素子2の溶断部3との間に間隙6を形成する。
【0012】
次いで、ヒューズ素子2の周囲にシリコーンゴムを用いて、スクリーン印刷等にて絶縁保護被覆層4を施したのち、蒸着、エッチング等にて側面電極5を設けることによって遅延型薄膜ヒューズが得られる。
【0013】
このようにして、図1に示すように、外形寸法が長さL:2.0mm、幅W:1.25mm、厚みT:0.5mmのヒューズで、ヒューズ素子2を構成する高融点で低比抵抗を有する銅の薄膜2aの厚みを20μm、低融点で高比抵抗を有する錫の薄膜2bの厚みを15μmとし、その溶断部3の長さl:0.5mm、幅w:0.1mmの超小型の薄膜ヒューズを得た。
【0014】
かくして得たこの発明の超小型薄膜ヒューズと、ヒューズ素子として低融点金属を用いた従来のヒューズについて、夫々の溶断特性(電流−時間特性)を測定したところ、図2の結果が得られ、この発明のヒューズが高融点で低比抵抗を有する金属材料からなる薄膜と低融点で高比抵抗を有する金属材料からなる薄膜との積層構造のヒューズ素子としたことによって、耐パルス性にすぐれていることが認められた。
【0015】
また、この発明になる上記の外形寸法のヒューズにおいて、ヒューズ素子2を構成する高融点で低比抵抗を有する銅の薄膜2aおよび低融点で高比抵抗を有する錫の薄膜2bの厚みがそれぞれ1〜50μm、その溶断部3の長さlが0.1〜1.0mm、幅wが0.01〜0.3mmの範囲内では、耐パルス性にすぐれた溶断特性が得られることが認められた。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のヒューズは、ヒューズ素子を高融点で低比抵抗を有する金属材料および低融点で高比抵抗を有する金属材料の2種類の積層構造としたことによって、耐パルス性にすぐれた溶断特性を示す超小型の遅延型薄膜ヒューズとして有用であることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の遅延型薄膜ヒューズを示し、(a)は断面図、(b)は平面図である。
【図2】この発明のヒューズと従来のヒューズの溶断特性を示す線図である。
【符号の説明】
1 セラミック基板
2 ヒューズ素子
2a 高融点で低比抵抗を有する金属材料薄膜
2b 低融点で高比抵抗を有する金属材料薄膜
3 ヒューズ溶断部
4 絶縁被覆層
5 側面電極
6 間隙
Claims (1)
- 基板の一方の面の一端から他端まで高融点で低比抵抗の第1金属薄膜を形成し、第1金属薄膜の中央部上に低融点で高比抵抗の第2金属薄膜を形成し、第1金属薄膜と第2金属薄膜とが重なる部分によって溶断部を形成し、この溶断部を覆うように前記基板の一方の面上に絶縁被覆層を形成し、前期溶断部と前記基板の一方の面との間に間隙を形成した遅延型薄膜ヒューズ。
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