JP4190618B2

JP4190618B2 - 基板型温度ヒュ−ズの製造方法

Info

Publication number: JP4190618B2
Application number: JP21643298A
Authority: JP
Inventors: 充明植村
Original assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Current assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date: 1998-07-15
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2018-07-15
Also published as: JP2000030584A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板型温度ヒュ−ズ（抵抗体付きの基板型温度ヒュ−ズを含む）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度ヒュ−ズにおいては、ヒュ−ズエレメントに低融点可溶合金片を使用し、保護しようとする機器の過電流に基づく発熱で低融点可溶合金片を溶断させて機器への通電を遮断し、機器の異常発熱ひいては火災の発生を未然に防止している。
温度ヒュ−ズとして、絶縁基板上に一対の膜電極を設け、これらの膜電極間に低融点可溶合金片を溶接し、この低融点可溶合金片上にフラックスを塗布し、膜電極やフラックス塗布低融点可溶合金片を覆って絶縁層を設けた基板型温度ヒュ−ズが公知であり、膜電極には導電ペ−スト、例えば銀ペ−ストをスクリ−ン印刷し、これを焼付けることにより形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この基板型温度ヒュ−ズにおいては、膜電極の焼付け時に雰囲気ガスとの反応等で溶接性を低下させる異質薄膜（通常、グレ−ズと称されている。厚みは数１０ｎｍ）が膜表面に形成されるため膜電極と低融点可溶合金片との溶接が難しく、この溶接困難性が原因して歩留りが悪い。
【０００４】
前記異質薄膜は印刷回路の厚膜導体の形成においても発生し、実装はんだ付け温度を高くすることにより異質薄膜によるはんだの濡れ性低下に対処している。
しかしながら、基板型温度ヒュ−ズにおいて前記の異質薄膜に対処するために溶接温度を高くすると、溶接点近傍の低融点可溶合金片部分が細径化され、低融点可溶合金片の抵抗値が増大し、低融点可溶合金片のジュ−ル発熱による作動誤差が懸念される。
すなわち、低融点可溶合金片の自己発熱温度をｔ、低融点可溶合金片の融点をＴとすると、機器の上昇温度（Ｔ−ｔ）で温度ヒュ−ズが作動し、自己発熱温度が実質上０の正常な場合に較べ、機器の低い上昇温度で温度ヒュ−ズが作動するに至る。
【０００５】
また、基板型温度ヒュ−ズの作動メカニズムは、低融点可溶合金片が溶融され、既に溶融しているフラックスの化学的作用や物理的作用を受けつつその溶融金属の膜電極との濡れで分断されることにあり、前記膜電極表面の異質薄膜は溶融金属の濡れを悪化させるから、温度ヒュ−ズの迅速作動性にも悪影響を及ぼす。
【０００６】
本発明の目的は、前記異質薄膜に起因する作動誤差や低速度作動を排除できる優れた特性の基板型温度ヒュ−ズや抵抗体付きの基板型温度ヒュ−ズを製造することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板型温度ヒュ−ズの製造方法は、絶縁基板上に導電ペ−ストを印刷・焼付けることにより膜電極を形成し、膜電極の表面を研削したうえで膜電極間に低融点可溶合金片を溶接することを特徴とする構成である。
本発明に係る抵抗体付きの基板型温度ヒュ−ズの製造方法は、絶縁基板上に導電ペ−ストを印刷・焼付けることにより低融点可溶合金片接続用膜電極と抵抗体接続用膜電極とを形成し、低融点可溶合金片接続用膜電極間に低融点可溶合金片を溶接し、抵抗体接続用膜電極間に抵抗体を接続して抵抗体付き温度ヒュ−ズを製造する方法において、低融点可溶合金片接続用膜電極の表面を研削したうえでこれらの膜電極間に低融点可溶合金片を溶接することを特徴とする構成である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１の（イ）は本発明により製造される基板型温度ヒュ−ズを示す図面、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
本発明により基板型温度ヒュ−ズを製造するには、絶縁基板１１上に導電ペ−ストをスクリ−ン印刷し、これを焼き付けて膜電極１２を形成する。
絶縁基板１１には厚さ１００μｍ〜１０００μｍの耐熱性絶縁基板、例えばアルミナセラミックス基板や窒化アルミニウム基板等のセラミックス基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノ−ル基板等を使用できる。導電ペ−ストには導電性金属粉末とガラス粉末と金属酸化物粉末との混合物を溶媒（例えばエチルセルロ−ス）でペ−スト状にしたものを使用でき、例えば導電性金属粉末としてＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔを用いたＡｇ系ぺ−スト、Ａｕ系ぺ−スト、Ｎｉ系ぺ−スト、Ｃｕ系ペ−スト等を用いることができる。焼付けは通常空気雰囲気中で行うが、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。
【０００９】
前記膜電極１２の厚みは５μｍ〜１００μｍとされ、その焼付けにおいては、雰囲気ガスと印刷導電ペ−スト表面との反応やバインダ−の分解生成物の析出等により膜電極表面に厚み数１０ｎｍの異質薄膜が形成される。
そこで上記のように絶縁基板１１上に膜電極１２を形成したのちは、膜電極の表面を研削して前記の異質薄膜を除去する。研削には、通常砥石車を用いるが、化学的研削によることもできる。研削厚みは１μｍ以下で充分である。
【００１０】
上記絶縁基板１１の平面寸法は、通常縦横とも２０ｍｍ以下であり、原板のダイシリングにより得ることができる。
以上の工程は、原板に膜電極を形成し、膜電極表面を研削し、次いでこの膜電極形成原板をダイシリングすることにより行うことができる。
【００１１】
上記のように膜電極の表面を研削したのちは、これらの膜電極間に低融点可溶合金片１３を溶接により接続し、更に低融点可溶合金片１３上にロジン系フラックス１４を塗布し、更に、各膜電極１２にリ−ド線１５をはんだ付けや溶接等により接続し、而るのち、膜電極１２やフラックス塗布低融点可溶合金片１２を覆って絶縁層１６を設け、これにて本発明による基板型温度ヒュ−ズの製造を終了する。
【００１２】
前記低融点可溶合金片１３と膜電極１２との溶接には、溶接箇所とこの箇所から隔たった膜電極部分とにピン電極を当接してパルス電流を流す抵抗溶接法を使用することができる。また、熱圧着法や超音波加熱法の使用も可能である。
【００１３】
本発明に係る基板型温度ヒュ−ズの製造方法においては、膜電極表面に焼付け時に生成した難溶接性の異質薄膜を研削除去して膜電極と低融点可溶合金片との溶接を行っているから、その溶接を容易に行い得、回路板の厚膜導体への回路素子のはんだ付けの場合のような高温度を必要とせず、低融点可溶合金片の断面積を安定に維持でき、低融点可溶合金片の抵抗値増加を防止できる。
従って、本発明により製造した基板型温度ヒュ−ズによれば、自己発熱を防止して機器の所定の温度上昇で作動させ得る。
また、表面を研削した膜電極においては、金属粒子の金属素面の露出と酸化生成物の除去のために溶融金属との濡れ性が良く、基板型温度ヒュ−ズの作動時、溶融した低融点可溶合金が溶融フラックスとの共存下で膜電極によく濡れて迅速に分断されるから、溶断作動を充分迅速に行わせ得る。
従って、本発明によれば、作動誤差をよく排除でき、しかも作動速度が迅速な基板型温度ヒュ−ズを製造できる。
【００１４】
上記基板型温度ヒュ−ズの構造は、図２に示すアクシャルタイプとすることもできる。
図２において、図１と同一の符号は同一の構成要素を示している。
【００１５】
図３の（イ）は本発明により製造される抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの一例を示す図面、図３の（ロ）は図３の（イ）におけるロ−ロ断面図である。
図３において、１１は絶縁基板、１２ａは低融点可溶合金片接続用膜電極、１２ｂは抵抗体接続用膜電極、１５，…は各膜電極に接続したリ−ド線、１３ａは低融点可溶合金片接続用膜電極１２ａ，１２ａ間に溶接した低融点可溶合金片、１４は低融点可溶合金片１３ａ上に塗布したフラックス、１３ｂは抵抗体接続用膜電極間に設けた膜抵抗体、１６は前記基板型温度ヒュ−ズにおけると同様な絶縁層である。
本発明によりこの抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズを製造するには、絶縁基板１１上に導電ペ−ストを印刷・焼付けることにより低融点可溶合金片接続用膜電極１２ａと抵抗体接続用膜電極１２ｂとを形成し、これらの膜電極の表面を研削する。更に、抵抗体接続用膜電極１２ｂ，１２ｂ間に抵抗ぺ−スト（抵抗体粉末、例えば酸化ルテニウム粉末とガラスバインダ−との混合物を溶媒でペ−スト状にしたもの）を印刷し、焼付けることにより膜抵抗体１３ｂを形成する（必要に応じ膜抵抗体１３ｂ上にガラス保護膜を形成できる）。而るのち、低融点可溶合金片接続用膜電極１２ａ，１２ａ間に低融点可溶合金片１３ａを溶接により接続し、更に低融点可溶合金片１３ａ上にフラックス１４を塗布し、更に、各膜電極にリ−ド線１３，…をはんだ付けや溶接等により接続し、而るのち、膜電極やフラックス塗布低融点可溶合金片を覆って絶縁層１６を設け、これにて本発明による抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの製造を終了する。
【００１６】
この抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの製造方法において、上記研削には個々の膜電極に対して行う機械的方法（砥石等）、全膜電極に対し一挙に行う化学的方法（化学液によるエッチング）を用いることができるが、全膜電極に対し一挙に行う機械的方法（砥石等、通常膜抵抗形成後に行われ、膜抵抗も研削される）を用いて行うことができる。
【００１７】
図４は本発明により製造される抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの別例を示し、膜電極１２０を低融点可溶合金片接続用と抵抗体接続用に共通としてあり、膜電極１２ａとこの共用膜電極１２０の表面の研削は必須である。図４において、図３と同一の符号は同一の構成要素を示している。
【００１８】
前記絶縁層１６には、常温硬化樹脂液例えば常温硬化エポキシ樹脂液への浸漬、滴下塗装等による樹脂封止の外、図６の（ロ）に示すように絶縁カバ−１６０（例えばナイロン、フェノ−ル等の樹脂カバ−、セラミックス等の無機質カバ−）によるパッケ−ジングを使用することもできる。また、図５に示すように、封止樹脂層１６１上に機械的強度の優れた封止板１６２（例えば、セラミックス板、ガラスエポキシ板、フェノ−ル板、窒化アルミニウム板等の絶縁板、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム）を積層して封止構造の薄厚化を図ることも可能である。
【００１９】
上記のリ−ド線１３には、銅線、銅被覆鉄線、ニッケル線、鉄線等の裸導線、またはこれらの絶縁被覆線を使用でき、裸導線を扁平加工して使用することもできる。さらに、裸導線に錫等のメツキを施すこともできる。
【００２０】
上記基板型温度ヒュ−ズにおいては、リ−ド線を省略し、図６の（イ）及び図６の（ロ）〔図６の（イ）におけるロ−ロ断面図〕に示すように膜電極１２３を絶縁基板１１の裏側に周り込ませ、この裏側の膜電極部分を回路基板の導体にはんだ付けする、いわゆるチップタイプとすることもできる。図６において、１３は低融点可溶合金片を、１４はフラックスを、１６０は絶縁カバ−をそれぞれ示している。
【００２１】
上記何れの抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズにおいても、リ−ド線を省略し、全ての膜電極を絶縁基板の裏側に周り込ませ、この裏側の膜電極部分を回路基板の導体にはんだ付けする、チップタイプとすることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係る基板型温度ヒュ−ズや抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの製造方法においては、導電ペ−ストの印刷・焼付けにより形成した膜電極の表面を切削して表皮膜を除去し、膜電極表面を良溶接性若しくは易濡れ性にしたうえでその電極と低融点可溶合金片との溶接接続を行っているから、その溶接を円滑に行って低融点可溶合金片の断面寸法（低抵抗値）をよく保持させ得、また温度ヒュ−ズ作動時での溶融低融点可溶合金の膜電極への良好な濡れ性により迅速遮断性を保証でき、優れた特性の基板型温度ヒュ−ズや抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造される基板型温度ヒュ−ズの一例を示す図面である。
【図２】本発明により製造される基板型温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す図面である。
【図３】本発明により製造される抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの一例を示す図面である。
【図４】本発明により製造される抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す図面である。
【図５】本発明により製造される抵抗体付き基板型温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す図面である。
【図６】本発明により製造される基板型温度ヒュ−ズの上記とは別の例を示す図面である。
【符号の説明】
１１絶縁基板
１２膜電極
１２ａ膜電極
１２ｂ膜電極
１２０膜電極
１３低融点可溶合金片
１３ａ低融点可溶合金片
１３ｂ抵抗体

Claims

絶縁基板上に導電ペ−ストを印刷・焼付けることにより膜電極を形成し、膜電極の表面を研削したうえで膜電極間に低融点可溶合金片を溶接することを特徴とする基板型温度ヒュ−ズの製造方法。
絶縁基板上に導電ペ−ストを印刷・焼付けることにより低融点可溶合金片接続用膜電極と抵抗体接続用膜電極とを形成し、低融点可溶合金片接続用膜電極間に低融点可溶合金片を溶接し、抵抗体接続用膜電極間に抵抗体を接続して抵抗体付き温度ヒュ−ズを製造する方法において、低融点可溶合金片接続用膜電極の表面を研削したうえでこれらの膜電極間に低融点可溶合金片を溶接することを特徴とする基板型温度ヒュ−ズの製造方法。
低融点可溶合金片接続用膜電極の表面研削と同時に抵抗体接続用膜電極の表面も研削する請求項２記載の基板型温度ヒュ−ズの製造方法。