JP4211406B2 - チップ型ヒューズおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用されるチップ型ヒューズおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のチップ型ヒューズの主要部を示す上面図である。
【０００３】
図４に示すように従来のチップ型ヒューズは、セラミック基板１の両側に設けられた電極２と、この電極２間に位置して電極２に接続されるように設けられた直線状をなす銅箔からなるヒューズ素子３と、このヒューズ素子３を被覆する保護膜４と、前記ヒューズ素子３の中央部に設けられ過負荷印加時に溶断する直線状の幅狭部３ａとを備えた構成としていた。
【０００４】
また、この従来のチップ型ヒューズの製造方法は、セラミック基板１の上面に銅箔を形成した後、エッチングによりパターンニングを行って電極２とヒューズ素子３、幅狭部３ａを形成し、その後、このヒューズ素子３を保護膜４で被覆するようにしていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−７６６０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のチップ型ヒューズの構成では、溶断後の絶縁抵抗を高くすることが困難であるという課題を有していた。
【０００８】
すなわち、従来のチップ型ヒューズの構成では、ヒューズ素子３が、セラミック基板１と保護膜４に挟まれているため、ヒューズ素子３が溶断して液体化した場合、ヒューズ素子３の逃げ場がないもので、そして、このヒューズ素子３は、溶断後一定時間経過すると再び固化するもので、この固化により、ヒューズ素子３同士が接触してヒューズ素子３が再導通してしまうという可能性を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができるチップ型ヒューズおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けるとともに、このセラミック粉の粒径を１μｍ以下としたもので、この構成によれば、ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、さらに、前記セラミック粉は粒径が１μｍ以下と小さいため、セラミック粉は量が多くなるとともにセラミック粉の表面積も大きくなり、これにより、溶断して液体化したヒューズ素子はより多くのセラミック粉に付着するため、溶断後の絶縁抵抗をさらに容易に高くすることができるという作用効果が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記絶縁体に貫通孔または窪みからなる空間部を形成し、かつこの空間部を形成した絶縁体をヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方に設け、かつ前記空間部にセラミック粉を備えたもので、この構成によれば、貫通孔または窪みからなる空間部を形成した絶縁体をヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方に設け、かつ前記空間部にセラミック粉を備えているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、かつセラミック粉も一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、第１の絶縁体の上面にヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子と対向する空間部を有する第２の絶縁体を前記ヒューズ素子の上面に形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、第２の絶縁体に設けられたヒューズ素子と対向する空間部にセラミック粉を充填する工程を備えているため、セラミック粉を一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、第１の絶縁体の上面に空間部を有する第２の絶縁体を形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に前記セラミック粉とヒューズ素子が対向するようにヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、第１の絶縁体の上面に空間部を有する第２の絶縁体を形成し、そしてこの空間部にセラミック粉を充填するとともに、前記第２の絶縁体の上面に前記セラミック粉とヒューズ素子が対向するようにヒューズ素子を形成するようにしているため、セラミック粉を一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、セラミック粉を有機溶剤に含浸させたもので、この製造方法によれば、セラミック粉を有機溶剤に含浸させているため、セラミック粉を粉体でなく、液体またはペーストの状態で形成することができ、これにより、セラミック粉を容易に設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、セラミック粉として、その融点がヒューズ素子、第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体の融点より高い材料を用いたもので、この製造方法によれば、ヒューズ素子、第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成してもセラミック粉が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはないという作用効果が得られるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの主要部を示す上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図２は同チップ型ヒューズの分解斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）（ｂ）、図２に示すように本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズは、複数の絶縁体１１と、前記複数の絶縁体１１の間に設けられたヒューズ素子１２とを備え、前記ヒューズ素子１２の上面側にセラミック粉１３を設けている。
【００１９】
前記複数の絶縁体１１は、セラミック、ガラス等の絶縁物からなる方形状の絶縁シートで構成されているもので、ヒューズ素子１２の下面側に設けられた３枚の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃよりなる第１の絶縁体１４と、前記ヒューズ素子１２の上面側に設けられた１枚の絶縁シートよりなる第２の絶縁体１５と、この第２の絶縁体１５の上に設けられた２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂよりなる保護用の第３の絶縁体１６とを備えている。ここで、図２は説明を簡単にするため、第１の絶縁体１４は２枚、保護用の第３の絶縁体１６は１枚図示している。また、第２の絶縁体１５の中央部にはセラミック粉１３を備えるための空間部１７が設けられている。
【００２０】
なお、前記第１の絶縁体１４を構成する絶縁シートおよび保護用の第３の絶縁体１６を構成する絶縁シートの枚数は上記した数に限定されるものではなく、長期信頼性等を考慮してそれぞれ適宜決めればよい。また前記絶縁体１１はセラミック基板を用いてもよいものである。
【００２１】
前記ヒューズ素子１２は、第１の絶縁体１４の上面と第２の絶縁体１５との間に直線状に設けられているもので、銀、銅等を印刷、蒸着、めっきする等の方法により形成されている。また、このヒューズ素子１２の両端部には電極１２ａが設けられている。そしてまた、このヒューズ素子１２の形状は直線状に限定されるものではなく、蛇行状でもよく、また中央部に直線状の幅狭部を備えていてもよい。
【００２２】
前記セラミック粉１３は、ヒューズ素子被覆部で、シリカ、アルミナ、ジルコニア、フェライト等のセラミック材料からなる多数の粉体により構成されているもので、ヒューズ素子１２の上面側に備えられている。そしてこのセラミック粉１３は、粒径が例えば０．０１μｍ〜１０μｍの細かいものを使用している。また、このセラミック粉１３は、ヒューズ素子１２が溶断する中央部を少なくとも覆うように、ヒューズ素子１２と対向するように設ける必要がある。このとき、ヒューズ素子１２の中央部とセラミック粉１３とを接触させるか、もしくは溶融したヒューズ素子１２がセラミック粉１３に付着できるようにする。そしてまた、このセラミック粉１３は、ヒューズ素子１２の上面側だけに設けるのではなく、これ以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に設けるようにしてもよいものである。
【００２３】
さらに、前記セラミック粉１３としてシリカを用いれば、コストを低減させることができ、またフェライトを用いれば、ヒューズ素子１２にインダクタとしての機能を持たせることができるものである。
【００２４】
なお、前記セラミック粉１３は、上記本発明の一実施の形態においては、ヒューズ素子１２の上面に形成した第２の絶縁体１５に設けられた空間部１７に充填されているもので、これにより、ヒューズ素子１２の上面側にセラミック粉１３が設けられるものである。このようにセラミック粉１３を第２の絶縁体１５に設けられた空間部１７に充填するようにすれば、セラミック粉１３を一定の位置に安定した状態で設けることができるものである。また、セラミック粉１３が充填される空間部１７は、本発明の一実施の形態においては、第２の絶縁体１５を１枚の絶縁シートで構成しているため、１枚の絶縁シートのみに設けているが、第２の絶縁体１５を複数枚の絶縁シートで構成した場合は、複数枚の絶縁シートに設ければよいものである。そしてまた、空間部１７にセラミック粉１３が充填された第２の絶縁体１５は、ヒューズ素子１２の上面側だけに設けるのではなく、これ以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に設けるようにしてもよいものである。さらに、このセラミック粉１３は前記第２の絶縁体１５に設けた空間部１７の中全体に完全に充填されるように設ける必要はなく、このセラミック粉１３がヒューズ素子１２と対向してヒューズ素子１２を覆うことができればよいものである。
【００２５】
また、前記セラミック粉１３は前記第２の絶縁体１５に設けた空間部１７に充填せずに、ヒューズ素子１２の上面側に直接設けてもよく、さらに前記第２の絶縁体１５の上面に設けられる保護用の第３の絶縁体１６は、絶縁シートではなく、樹脂からなる保護膜で構成してもよいものである。
【００２６】
前記空間部１７は、第２の絶縁体１５の中央部に貫通するように設けられた貫通孔で構成しているもので、この空間部１７内にセラミック粉１３が充填されてこのセラミック粉１３がヒューズ素子１２を覆うように設けられている。また、この空間部１７は貫通孔でなく、窪みでもよく、絶縁体１１としてセラミック基板を用いた場合は、ヒューズ素子１２と接触する窪みとなるものである。
【００２７】
そして、前記複数の絶縁体１１、ヒューズ素子１２、セラミック粉１３を上記したような構成になるように積層したヒューズ本体１８の両端部に、ヒューズ素子１２の電極１２ａとそれぞれ接続されるように外部電極１９を設けている。このとき、ヒューズ素子１２の電極１２ａを第１の絶縁体１４の両端部から外方へ突出するように形成しておけば、外部電極１９とヒューズ素子１２の電極１２ａとの接続性を向上させることができるものである。なお、この外部電極１９は銀を印刷することによって形成しているもので、さらにその表面にニッケルめっき、すずめっきを順に形成してもよいものである。
【００２８】
上記したように本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズは、複数の絶縁体１１の間に設けられたヒューズ素子１２の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉１３を設けているため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができるという効果が得られるもので、これは、溶断して液体化したヒューズ素子１２がセラミック粉１３に付着するため、ヒューズ素子１２が再び固化したとしてもヒューズ素子１２同士が再度接触して再導通するということがなくなるからであると考えられる。
【００２９】
図３は、セラミック粉１３の粒径と、溶断後のヒューズ素子１２の絶縁抵抗との関係を示す図である。
【００３０】
試料として、チップ型ヒューズ全体の長さが１．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍ、高さが０．５ｍｍのものを用いて、粒径ごとに各３０個の試料の溶断後の絶縁抵抗を測定し、その最大値、最小値、および平均値を求めた。また、最小値が１０3ＭΩ以上、かつ平均値が１０6ＭΩ以上あることを良否の基準とした。
【００３１】
図３から明らかなように、セラミック粉１３の粒径を１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下にすれば、溶断後の絶縁抵抗を非常に高くすることができるものである。
【００３２】
すなわち、セラミック粉１３の粒径が小さいと、セラミック粉１３は量が多くなるとともにセラミック粉１３の表面積も大きくなるため、溶断して液体化したヒューズ素子１２がより多くのセラミック粉１３に付着するからである。
【００３３】
次に、本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法について図１（ａ）（ｂ）、図２を用いて説明する。
【００３４】
まず、ガラスセラミック粉体またはガラス粉体と樹脂とからなる混合物を乾燥硬化させることにより、複数の絶縁体１１である第１の絶縁体１４を構成する３枚の方形状の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、第２の絶縁体１５を構成する１枚の方形状の絶縁シートと、保護用の第３の絶縁体１６を構成する２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂをそれぞれ作製する。そして、第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートの中央部にパンチング、レーザー照射等によって貫通する空間部１７を形成する。
【００３５】
次に、第１の絶縁体１４を構成する３枚の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃを積層する。
【００３６】
次に、第１の絶縁体１４を構成する最上部の絶縁シート１４ａの上面両端部に、銀等の導電材料からなる電極１２ａを、印刷またはめっき、蒸着によって形成する。
【００３７】
次に、第１の絶縁体１４を構成する最上部の絶縁シート１４ａの上面において、電極１２ａ間に、銀、銅等からなる直線状のヒューズ素子１２を、印刷またはめっき、蒸着によって形成する。なお、前記電極１２ａおよびヒューズ素子１２は、同時に形成してもよいものである。
【００３８】
次に、予め中央部に空間部１７が形成された第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートを、ヒューズ素子１２の上面側に配置する。
【００３９】
次に、セラミック粉１３を有機溶剤および必要に応じてバインダーに含浸させて液体状またはペースト状にし、これを空間部１７に充填する。この場合、粉末状のセラミック粉１３をそのまま空間部１７に充填してもよいが、セラミック粉１３を有機溶剤、バインダーに含浸させれば、液体状またはペースト状の状態にできるため、セラミック粉１３をより容易に空間部１７に設けることができるものである。
【００４０】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートを、ヒューズ素子１２の上面側に配置した後、第２の絶縁体１５に設けた空間部１７にセラミック粉１３を充填するようにしているが、セラミック粉１３を有機溶剤に含浸させたペーストを先に第２の絶縁体１５に設けた空間部１７に充填、印刷しておき、そしてこの第２の絶縁体１５をヒューズ素子１２の上面側に配置するようにしてもよいものである。また、中央部に空間部１７を設けた第２の絶縁体１５は、上記以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に形成し、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填するようにしてもよいものである。
【００４１】
次に、第２の絶縁体１５の上面側に、保護用の第３の絶縁体１６を構成する２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂを積層する。
【００４２】
次に、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してヒューズ本体１８を構成し、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を絶縁体の一体物とする。この焼成は、第２の絶縁シート１５に設けた空間部１７にセラミック粉１３を充填した状態で行われるため、この焼成によって有機溶剤は蒸発し、かつバインダーは燃焼し、空間部１７には粉末状のセラミック粉１３のみが形成されることになる。
【００４３】
最後に、ヒューズ本体１８の両端部に銀を塗布、印刷することにより、ヒューズ素子１２の両端部の電極１２ａとそれぞれ接続されるように外部電極１９を形成する。
【００４４】
上記した本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法においては、第１の絶縁体１４の上面にヒューズ素子１２を形成する工程と、前記ヒューズ素子１２と対向する空間部１７を有する第２の絶縁体１５を前記ヒューズ素子１２の上面に形成する工程と、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填する工程と、前記第２の絶縁体１５の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成する工程と、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成する工程とを備えているため、セラミック粉１３を一定の位置に安定した状態で設けることができるものである。
【００４５】
なお、セラミック粉１３として、その融点がヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の融点より高い材料を用いれば、ヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してもセラミック粉１３が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉１３を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはない。すなわち、この構成によれば、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の一体焼成が可能となるものである。
【００４６】
また、上記本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法においては、第１の絶縁体１４の上面に、まずヒューズ素子１２を形成し、その後、前記ヒューズ素子１２と対向する空間部１７を有する第２の絶縁体１５を前記ヒューズ素子１２の上面に形成し、そして前記空間部１７にセラミック粉１３を充填し、その後、前記第２の絶縁体１５の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成し、さらにその後、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成するようにしたものについて説明したが、これ以外の例えば、第１の絶縁体１４の上面に、まず空間部１７を有する第２の絶縁体１５を形成し、その後、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填し、そして前記第２の絶縁体１５の上面に、前記セラミック粉１３がヒューズ素子１２の溶断する中央部を少なくとも覆い、かつセラミック粉１３とヒューズ素子１２とが対向するようにヒューズ素子１２を形成し、その後、前記ヒューズ素子１２の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成し、さらにその後、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成するようにした場合においても、上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。
【００４７】
なお、このとき、上記本発明の一実施の形態と同様に、セラミック粉１３を有機溶剤に含浸させれば、セラミック粉１３を粉体でなく、液体またはペーストの状態で形成することができ、これにより、セラミック粉１３を容易に設けることができる。さらに、セラミック粉１３として、その融点がヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の融点より高い材料を用いれば、ヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してもセラミック粉１３が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉１３を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはなくなる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、さらに、前記セラミック粉は粒径が１μｍ以下という具合に小さいため、セラミック粉は量が多くなるとともにセラミック粉の表面積も大きくなり、これにより、溶断して液体化したヒューズ素子はより多くのセラミック粉に付着するため、溶断後の絶縁抵抗をさらに容易に高くすることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの主要部を示す上面図
（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図
【図２】 同チップ型ヒューズの分解斜視図
【図３】 セラミック粉の粒径と、溶断後のヒューズ素子の絶縁抵抗との関係を示す図
【図４】 従来のチップ型ヒューズの主要部を示す上面図
【符号の説明】
１１ 絶縁体
１２ ヒューズ素子
１３ セラミック粉
１４ 第１の絶縁体
１５ 第２の絶縁体
１６ 保護用の第３の絶縁体
１７ 空間部
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用されるチップ型ヒューズおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来のチップ型ヒューズの主要部を示す上面図である。
【０００３】
図４に示すように従来のチップ型ヒューズは、セラミック基板１の両側に設けられた電極２と、この電極２間に位置して電極２に接続されるように設けられた直線状をなす銅箔からなるヒューズ素子３と、このヒューズ素子３を被覆する保護膜４と、前記ヒューズ素子３の中央部に設けられ過負荷印加時に溶断する直線状の幅狭部３ａとを備えた構成としていた。
【０００４】
また、この従来のチップ型ヒューズの製造方法は、セラミック基板１の上面に銅箔を形成した後、エッチングによりパターンニングを行って電極２とヒューズ素子３、幅狭部３ａを形成し、その後、このヒューズ素子３を保護膜４で被覆するようにしていた。
【０００５】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−７６６０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のチップ型ヒューズの構成では、溶断後の絶縁抵抗を高くすることが困難であるという課題を有していた。
【０００８】
すなわち、従来のチップ型ヒューズの構成では、ヒューズ素子３が、セラミック基板１と保護膜４に挟まれているため、ヒューズ素子３が溶断して液体化した場合、ヒューズ素子３の逃げ場がないもので、そして、このヒューズ素子３は、溶断後一定時間経過すると再び固化するもので、この固化により、ヒューズ素子３同士が接触してヒューズ素子３が再導通してしまうという可能性を有していた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができるチップ型ヒューズおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けるとともに、このセラミック粉の粒径を１μｍ以下としたもので、この構成によれば、ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、さらに、前記セラミック粉は粒径が１μｍ以下と小さいため、セラミック粉は量が多くなるとともにセラミック粉の表面積も大きくなり、これにより、溶断して液体化したヒューズ素子はより多くのセラミック粉に付着するため、溶断後の絶縁抵抗をさらに容易に高くすることができるという作用効果が得られるものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記絶縁体に貫通孔または窪みからなる空間部を形成し、かつこの空間部を形成した絶縁体をヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方に設け、かつ前記空間部にセラミック粉を備えたもので、この構成によれば、貫通孔または窪みからなる空間部を形成した絶縁体をヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方に設け、かつ前記空間部にセラミック粉を備えているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、かつセラミック粉も一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、第１の絶縁体の上面にヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子と対向する空間部を有する第２の絶縁体を前記ヒューズ素子の上面に形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、第２の絶縁体に設けられたヒューズ素子と対向する空間部にセラミック粉を充填する工程を備えているため、セラミック粉を一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１４】
本発明の請求項４に記載の発明は、第１の絶縁体の上面に空間部を有する第２の絶縁体を形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に前記セラミック粉とヒューズ素子が対向するようにヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたもので、この製造方法によれば、第１の絶縁体の上面に空間部を有する第２の絶縁体を形成し、そしてこの空間部にセラミック粉を充填するとともに、前記第２の絶縁体の上面に前記セラミック粉とヒューズ素子が対向するようにヒューズ素子を形成するようにしているため、セラミック粉を一定の位置に安定した状態で設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１５】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、セラミック粉を有機溶剤に含浸させたもので、この製造方法によれば、セラミック粉を有機溶剤に含浸させているため、セラミック粉を粉体でなく、液体またはペーストの状態で形成することができ、これにより、セラミック粉を容易に設けることができるという作用効果が得られるものである。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、セラミック粉として、その融点がヒューズ素子、第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体の融点より高い材料を用いたもので、この製造方法によれば、ヒューズ素子、第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成してもセラミック粉が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはないという作用効果が得られるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの主要部を示す上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図２は同チップ型ヒューズの分解斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）（ｂ）、図２に示すように本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズは、複数の絶縁体１１と、前記複数の絶縁体１１の間に設けられたヒューズ素子１２とを備え、前記ヒューズ素子１２の上面側にセラミック粉１３を設けている。
【００１９】
前記複数の絶縁体１１は、セラミック、ガラス等の絶縁物からなる方形状の絶縁シートで構成されているもので、ヒューズ素子１２の下面側に設けられた３枚の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃよりなる第１の絶縁体１４と、前記ヒューズ素子１２の上面側に設けられた１枚の絶縁シートよりなる第２の絶縁体１５と、この第２の絶縁体１５の上に設けられた２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂよりなる保護用の第３の絶縁体１６とを備えている。ここで、図２は説明を簡単にするため、第１の絶縁体１４は２枚、保護用の第３の絶縁体１６は１枚図示している。また、第２の絶縁体１５の中央部にはセラミック粉１３を備えるための空間部１７が設けられている。
【００２０】
なお、前記第１の絶縁体１４を構成する絶縁シートおよび保護用の第３の絶縁体１６を構成する絶縁シートの枚数は上記した数に限定されるものではなく、長期信頼性等を考慮してそれぞれ適宜決めればよい。また前記絶縁体１１はセラミック基板を用いてもよいものである。
【００２１】
前記ヒューズ素子１２は、第１の絶縁体１４の上面と第２の絶縁体１５との間に直線状に設けられているもので、銀、銅等を印刷、蒸着、めっきする等の方法により形成されている。また、このヒューズ素子１２の両端部には電極１２ａが設けられている。そしてまた、このヒューズ素子１２の形状は直線状に限定されるものではなく、蛇行状でもよく、また中央部に直線状の幅狭部を備えていてもよい。
【００２２】
前記セラミック粉１３は、ヒューズ素子被覆部で、シリカ、アルミナ、ジルコニア、フェライト等のセラミック材料からなる多数の粉体により構成されているもので、ヒューズ素子１２の上面側に備えられている。そしてこのセラミック粉１３は、粒径が例えば０．０１μｍ〜１０μｍの細かいものを使用している。また、このセラミック粉１３は、ヒューズ素子１２が溶断する中央部を少なくとも覆うように、ヒューズ素子１２と対向するように設ける必要がある。このとき、ヒューズ素子１２の中央部とセラミック粉１３とを接触させるか、もしくは溶融したヒューズ素子１２がセラミック粉１３に付着できるようにする。そしてまた、このセラミック粉１３は、ヒューズ素子１２の上面側だけに設けるのではなく、これ以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に設けるようにしてもよいものである。
【００２３】
さらに、前記セラミック粉１３としてシリカを用いれば、コストを低減させることができ、またフェライトを用いれば、ヒューズ素子１２にインダクタとしての機能を持たせることができるものである。
【００２４】
なお、前記セラミック粉１３は、上記本発明の一実施の形態においては、ヒューズ素子１２の上面に形成した第２の絶縁体１５に設けられた空間部１７に充填されているもので、これにより、ヒューズ素子１２の上面側にセラミック粉１３が設けられるものである。このようにセラミック粉１３を第２の絶縁体１５に設けられた空間部１７に充填するようにすれば、セラミック粉１３を一定の位置に安定した状態で設けることができるものである。また、セラミック粉１３が充填される空間部１７は、本発明の一実施の形態においては、第２の絶縁体１５を１枚の絶縁シートで構成しているため、１枚の絶縁シートのみに設けているが、第２の絶縁体１５を複数枚の絶縁シートで構成した場合は、複数枚の絶縁シートに設ければよいものである。そしてまた、空間部１７にセラミック粉１３が充填された第２の絶縁体１５は、ヒューズ素子１２の上面側だけに設けるのではなく、これ以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に設けるようにしてもよいものである。さらに、このセラミック粉１３は前記第２の絶縁体１５に設けた空間部１７の中全体に完全に充填されるように設ける必要はなく、このセラミック粉１３がヒューズ素子１２と対向してヒューズ素子１２を覆うことができればよいものである。
【００２５】
また、前記セラミック粉１３は前記第２の絶縁体１５に設けた空間部１７に充填せずに、ヒューズ素子１２の上面側に直接設けてもよく、さらに前記第２の絶縁体１５の上面に設けられる保護用の第３の絶縁体１６は、絶縁シートではなく、樹脂からなる保護膜で構成してもよいものである。
【００２６】
前記空間部１７は、第２の絶縁体１５の中央部に貫通するように設けられた貫通孔で構成しているもので、この空間部１７内にセラミック粉１３が充填されてこのセラミック粉１３がヒューズ素子１２を覆うように設けられている。また、この空間部１７は貫通孔でなく、窪みでもよく、絶縁体１１としてセラミック基板を用いた場合は、ヒューズ素子１２と接触する窪みとなるものである。
【００２７】
そして、前記複数の絶縁体１１、ヒューズ素子１２、セラミック粉１３を上記したような構成になるように積層したヒューズ本体１８の両端部に、ヒューズ素子１２の電極１２ａとそれぞれ接続されるように外部電極１９を設けている。このとき、ヒューズ素子１２の電極１２ａを第１の絶縁体１４の両端部から外方へ突出するように形成しておけば、外部電極１９とヒューズ素子１２の電極１２ａとの接続性を向上させることができるものである。なお、この外部電極１９は銀を印刷することによって形成しているもので、さらにその表面にニッケルめっき、すずめっきを順に形成してもよいものである。
【００２８】
上記したように本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズは、複数の絶縁体１１の間に設けられたヒューズ素子１２の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉１３を設けているため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができるという効果が得られるもので、これは、溶断して液体化したヒューズ素子１２がセラミック粉１３に付着するため、ヒューズ素子１２が再び固化したとしてもヒューズ素子１２同士が再度接触して再導通するということがなくなるからであると考えられる。
【００２９】
図３は、セラミック粉１３の粒径と、溶断後のヒューズ素子１２の絶縁抵抗との関係を示す図である。
【００３０】
試料として、チップ型ヒューズ全体の長さが１．０ｍｍ、幅が０．５ｍｍ、高さが０．５ｍｍのものを用いて、粒径ごとに各３０個の試料の溶断後の絶縁抵抗を測定し、その最大値、最小値、および平均値を求めた。また、最小値が１０3ＭΩ以上、かつ平均値が１０6ＭΩ以上あることを良否の基準とした。
【００３１】
図３から明らかなように、セラミック粉１３の粒径を１μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下にすれば、溶断後の絶縁抵抗を非常に高くすることができるものである。
【００３２】
すなわち、セラミック粉１３の粒径が小さいと、セラミック粉１３は量が多くなるとともにセラミック粉１３の表面積も大きくなるため、溶断して液体化したヒューズ素子１２がより多くのセラミック粉１３に付着するからである。
【００３３】
次に、本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法について図１（ａ）（ｂ）、図２を用いて説明する。
【００３４】
まず、ガラスセラミック粉体またはガラス粉体と樹脂とからなる混合物を乾燥硬化させることにより、複数の絶縁体１１である第１の絶縁体１４を構成する３枚の方形状の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃと、第２の絶縁体１５を構成する１枚の方形状の絶縁シートと、保護用の第３の絶縁体１６を構成する２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂをそれぞれ作製する。そして、第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートの中央部にパンチング、レーザー照射等によって貫通する空間部１７を形成する。
【００３５】
次に、第１の絶縁体１４を構成する３枚の絶縁シート１４ａ，１４ｂ，１４ｃを積層する。
【００３６】
次に、第１の絶縁体１４を構成する最上部の絶縁シート１４ａの上面両端部に、銀等の導電材料からなる電極１２ａを、印刷またはめっき、蒸着によって形成する。
【００３７】
次に、第１の絶縁体１４を構成する最上部の絶縁シート１４ａの上面において、電極１２ａ間に、銀、銅等からなる直線状のヒューズ素子１２を、印刷またはめっき、蒸着によって形成する。なお、前記電極１２ａおよびヒューズ素子１２は、同時に形成してもよいものである。
【００３８】
次に、予め中央部に空間部１７が形成された第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートを、ヒューズ素子１２の上面側に配置する。
【００３９】
次に、セラミック粉１３を有機溶剤および必要に応じてバインダーに含浸させて液体状またはペースト状にし、これを空間部１７に充填する。この場合、粉末状のセラミック粉１３をそのまま空間部１７に充填してもよいが、セラミック粉１３を有機溶剤、バインダーに含浸させれば、液体状またはペースト状の状態にできるため、セラミック粉１３をより容易に空間部１７に設けることができるものである。
【００４０】
なお、上記本発明の一実施の形態においては、第２の絶縁体１５を構成する１枚の絶縁シートを、ヒューズ素子１２の上面側に配置した後、第２の絶縁体１５に設けた空間部１７にセラミック粉１３を充填するようにしているが、セラミック粉１３を有機溶剤に含浸させたペーストを先に第２の絶縁体１５に設けた空間部１７に充填、印刷しておき、そしてこの第２の絶縁体１５をヒューズ素子１２の上面側に配置するようにしてもよいものである。また、中央部に空間部１７を設けた第２の絶縁体１５は、上記以外に、ヒューズ素子１２の下面側だけ、あるいはヒューズ素子１２の上面側と下面側の両方に形成し、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填するようにしてもよいものである。
【００４１】
次に、第２の絶縁体１５の上面側に、保護用の第３の絶縁体１６を構成する２枚の絶縁シート１６ａ，１６ｂを積層する。
【００４２】
次に、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してヒューズ本体１８を構成し、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を絶縁体の一体物とする。この焼成は、第２の絶縁シート１５に設けた空間部１７にセラミック粉１３を充填した状態で行われるため、この焼成によって有機溶剤は蒸発し、かつバインダーは燃焼し、空間部１７には粉末状のセラミック粉１３のみが形成されることになる。
【００４３】
最後に、ヒューズ本体１８の両端部に銀を塗布、印刷することにより、ヒューズ素子１２の両端部の電極１２ａとそれぞれ接続されるように外部電極１９を形成する。
【００４４】
上記した本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法においては、第１の絶縁体１４の上面にヒューズ素子１２を形成する工程と、前記ヒューズ素子１２と対向する空間部１７を有する第２の絶縁体１５を前記ヒューズ素子１２の上面に形成する工程と、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填する工程と、前記第２の絶縁体１５の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成する工程と、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成する工程とを備えているため、セラミック粉１３を一定の位置に安定した状態で設けることができるものである。
【００４５】
なお、セラミック粉１３として、その融点がヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の融点より高い材料を用いれば、ヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してもセラミック粉１３が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉１３を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはない。すなわち、この構成によれば、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の一体焼成が可能となるものである。
【００４６】
また、上記本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの製造方法においては、第１の絶縁体１４の上面に、まずヒューズ素子１２を形成し、その後、前記ヒューズ素子１２と対向する空間部１７を有する第２の絶縁体１５を前記ヒューズ素子１２の上面に形成し、そして前記空間部１７にセラミック粉１３を充填し、その後、前記第２の絶縁体１５の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成し、さらにその後、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成するようにしたものについて説明したが、これ以外の例えば、第１の絶縁体１４の上面に、まず空間部１７を有する第２の絶縁体１５を形成し、その後、前記空間部１７にセラミック粉１３を充填し、そして前記第２の絶縁体１５の上面に、前記セラミック粉１３がヒューズ素子１２の溶断する中央部を少なくとも覆い、かつセラミック粉１３とヒューズ素子１２とが対向するようにヒューズ素子１２を形成し、その後、前記ヒューズ素子１２の上面に保護用の第３の絶縁体１６を形成し、さらにその後、前記第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成するようにした場合においても、上記本発明の一実施の形態と同様の効果が得られるものである。
【００４７】
なお、このとき、上記本発明の一実施の形態と同様に、セラミック粉１３を有機溶剤に含浸させれば、セラミック粉１３を粉体でなく、液体またはペーストの状態で形成することができ、これにより、セラミック粉１３を容易に設けることができる。さらに、セラミック粉１３として、その融点がヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６の融点より高い材料を用いれば、ヒューズ素子１２、第１の絶縁体１４、第２の絶縁体１５、保護用の第３の絶縁体１６を焼成してもセラミック粉１３が溶融することはないため、焼成した後にセラミック粉１３を別途設けるという手間は不要となり、その結果、生産性を低下させることはなくなる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けているため、溶断して液体化したヒューズ素子はセラミック粉に付着することになり、これにより、ヒューズ素子が再び固化したとしてもヒューズ素子同士が接触して再導通するということはなくなるため、溶断後の絶縁抵抗を容易に高くすることができ、さらに、前記セラミック粉は粒径が１μｍ以下という具合に小さいため、セラミック粉は量が多くなるとともにセラミック粉の表面積も大きくなり、これにより、溶断して液体化したヒューズ素子はより多くのセラミック粉に付着するため、溶断後の絶縁抵抗をさらに容易に高くすることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の一実施の形態におけるチップ型ヒューズの主要部を示す上面図
（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図
【図２】 同チップ型ヒューズの分解斜視図
【図３】 セラミック粉の粒径と、溶断後のヒューズ素子の絶縁抵抗との関係を示す図
【図４】 従来のチップ型ヒューズの主要部を示す上面図
【符号の説明】
１１ 絶縁体
１２ ヒューズ素子
１３ セラミック粉
１４ 第１の絶縁体
１５ 第２の絶縁体
１６ 保護用の第３の絶縁体
１７ 空間部
Claims (6)
- 複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方にセラミック粉を設けるとともに、このセラミック粉の粒径を１μｍ以下としたチップ型ヒューズ。
- 複数の絶縁体と、前記複数の絶縁体の間に設けられたヒューズ素子とを備え、前記絶縁体に貫通孔または窪みからなる空間部を形成し、かつこの空間部を形成した絶縁体を前記ヒューズ素子の上面側と下面側のいずれか一方、もしくは両方に設け、かつ前記空間部にセラミック粉を備えたチップ型ヒューズ。
- 第１の絶縁体の上面にヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子と対向する空間部を有する第２の絶縁体を前記ヒューズ素子の上面に形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたチップ型ヒューズの製造方法。
- 第１の絶縁体の上面に空間部を有する第２の絶縁体を形成する工程と、前記空間部にセラミック粉を充填する工程と、前記第２の絶縁体の上面に前記セラミック粉とヒューズ素子が対向するようにヒューズ素子を形成する工程と、前記ヒューズ素子の上面に保護用の第３の絶縁体を形成する工程と、前記第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体を焼成する工程とを備えたチップ型ヒューズの製造方法。
- セラミック粉を有機溶剤に含浸させた請求項３または４記載のチップ型ヒューズの製造方法。
- セラミック粉として、その融点がヒューズ素子、第１の絶縁体、第２の絶縁体、保護用の第３の絶縁体の融点より高い材料を用いた請求項３または４記載のチップ型ヒューズの製造方法。
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