JP4465759B2 - ヒューズ抵抗器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の電子回路において、過電流による発熱等から回路を保護するために用いられるヒューズ抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒューズ抵抗器およびその製造方法としては、特開平２−４３７０１号公報に記載された、基板の上面に抵抗体と上面電極とを備え、前記抵抗体にトリミングによって負荷集中部を形成し、この負荷集中部を溶融材により被覆したものが知られている。
【０００３】
以下、従来のヒューズ抵抗器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図１１（ａ）は従来のヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図１１（ｂ）は同Ａ−Ａ断面図である。
【０００５】
図１１において、１はアルミナ等からなる絶縁性の基板である。２は基板１の上面に設けられたパラジウム等からなる活性化層である。３は活性化層２の上面に無電解めっきにより設けられたニッケル−ボロン、ニッケル−リン等からなる抵抗体である。４は抵抗体３の端部に抵抗体３と電気的に接続するように設けられた銀等からなる一対の上面電極である。５は抵抗体３をダブルリバースカットにトリミングして形成された一対の第１のトリミング溝であり、この一対の第１のトリミング溝５間を負荷集中部６とするものである。７は抵抗値を調整するために抵抗体３をレーザトリミングにより切削して設けられた第２のトリミング溝である。８は少なくとも負荷集中部６を覆うように基板１の上面に設けられたガラスを含む塗料、あるいは炭化しない樹脂等よりなる溶融材である。９は少なくとも負荷集中部６、第２のトリミング溝７を覆うように基板１の上面に設けられた保護膜である。１０は基板１の側面に上面電極４に電気的に接続するように設けられた銀等からなる端面電極である。１１は端面電極１０を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【０００６】
以上のように構成された従来のヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法を説明する。
【０００７】
図１２、図１３は、従来のヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【０００８】
なお、図１２及び図１３（ａ）（ｂ）は上面図、図１３（ｃ）（ｄ）は斜視図となっている。
【０００９】
まず、図１２（ａ）に示すように、縦横に分割溝２１を形成したシート状の基板２２の上面に、パラジウムを主成分とした活性化ペーストを印刷し、５００℃〜６２０℃で焼成して活性化層２を形成する。なお、活性化層２は分割溝２１の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないようにする。
【００１０】
また、分割溝２１に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。
【００１１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、活性化層２の上面に、ニッケル−リン等の無電解めっきを施して、抵抗体３を形成する。
【００１２】
次に、図１２（ｃ）に示すように、分割溝２１上の抵抗体３の上面に、銀−樹脂ペーストを印刷・乾燥して上面電極４を形成する。このとき、上面電極４は分割溝２１の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体３の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００１３】
次に、図１２（ｄ）に示すように、抵抗体３をレーザトリミングでダブルリバースカットし、第１のトリミング溝５を形成して、抵抗体３において第１のトリミング溝５間に電流の負荷集中部６を形成する。さらに、所望の抵抗値を得るため、レーザトリミングで第２のトリミング溝７を形成し、抵抗値を調整する。
【００１４】
次に、図１３（ａ）に示すように、少なくとも負荷集中部６を覆うように抵抗体３の上面にガラス粉末を含む塗料を印刷・乾燥し、溶融材８を形成する。
【００１５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、少なくとも溶融材８と第２のトリミング溝７とを覆うように抵抗体３の上面に耐熱エポキシ樹脂を塗布し、１５０〜２００℃で乾燥して保護膜９を形成する。
【００１６】
次に、図１３（ｃ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板２２を分割溝２１の横溝で分割し、短冊状基板２３を得る。この後、分割した短冊状基板２３の端面に、上面電極４と電気的に接続するように、銀−樹脂ペーストを塗布・乾燥して端面電極１０を形成する。
【００１７】
最後に、図１３（ｄ）に示すように、短冊状基板２３を分割溝２１の縦溝で分割して個片状のヒューズ抵抗器２４にし、少なくとも端面電極１０を覆うように個片状のヒューズ抵抗器２４の端面にニッケルめっき層およびはんだめっき層からなるめっき層１１を形成して従来のヒューズ抵抗器を製造していた。
【００１８】
以上のように構成、製造された従来のヒューズ抵抗器について、以下にその動作を説明する。
【００１９】
ヒューズ抵抗器を、各種電子部品が実装されるプリント基板に各種電子部品と直結するように実装して電流を流す。ヒューズ抵抗器に過電流が印加された場合、この過電流等の影響を受けて抵抗体３に形成された負荷集中部６が、過負荷により発熱する。このとき、負荷集中部６における抵抗体３および負荷集中部６を覆う溶融材８が加熱され、それぞれの融点以上の温度になると負荷集中部６における抵抗体３が溶断するとともに、負荷集中部６における抵抗体３の溶断箇所に溶融した溶融材８が流入することによって、溶断した負荷集中部６における抵抗体３が再度電気的に接続することがなくなり、ヒューズ抵抗器に電流が流れなくなる。この結果、ヒューズ抵抗器に直結された各種電子部品および回路を過電流による発熱等から保護していた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のヒューズ抵抗器は、負荷集中部６が寸法や形成位置のばらつきやすいトリミング溝によって形成されているため、負荷集中部６の寸法はばらつきやすく、これにより、負荷集中部６での発熱にばらつきが生じる。従って、過電流印加時に溶断するまでの時間、つまり溶断特性のばらつきが大きくなってしまうという課題を有していた。
【００２１】
すなわち、溶断特性のばらつきが大きくなると、所定の時間でヒューズ抵抗器が溶断せず、これにより、過電流による発熱等から各種電子部品および回路を保護できなくなったり、過電流でない電流でヒューズ抵抗器が溶断して各種電子部品および回路に電流が流れなくなるという不具合が発生する。
【００２２】
本発明は、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【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、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、トリミング溝とトリミング溝の始端を有していない抵抗体の他の側辺間、欠除部とトリミング溝間や欠除部と上面電極間に電流が集中して発熱することを防止でき、また抵抗体における熱分布を略均等にできるため、負荷集中部に集中する電流が一定になり、これにより、負荷集中部における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られるという作用を有するものである。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図１（ｂ）は同ヒューズ抵抗器のＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
図１において、３１はガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなる絶縁性の基板である。３２は基板３１の上面に設けられたパラジウム等からなる矩形状の活性化層である。なお、活性化層３２は抵抗体３３をめっきによって設ける場合、めっきの下地として必要であり、抵抗体３３をめっき以外の方法で設ける場合は必要ない。３３は基板３１上の活性化層３２を覆うように設けられたニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等の金属からなる抵抗体である。このとき、抵抗体３３の形状は、活性化層３２の形状と略同一である。３４ａ，３４ｂは抵抗体３３の略中央部の側辺に、対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部である。３４は２つの相対向する略長方形の欠除部３４ａ，３４ｂの間に設けられた抵抗体３３における負荷集中部である。
【００２８】
このように、負荷集中部３４が抵抗体３３の略中央部に設けられているため、抵抗体３３における熱分布を略均等にでき、これにより、負荷集中部３４における発熱を略一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００２９】
３５ａ，３５ｂは抵抗体３３の抵抗値を調整するために負荷集中部３４を挟むようにレーザ等で設けられた２つのトリミング溝である。さらに、このトリミング溝３５ａ，３５ｂの始端はそれぞれ抵抗体３３の対向する側辺に設けられる。
【００３０】
このように、２つのトリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４を挟むように設けたため、トリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４に対して片側に設けるより、抵抗体３３における熱分布を均等にできるため、負荷集中部３４における発熱をほぼ一定にでき、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。さらに、負荷集中部３４を抵抗体３３の略中央部に設け且つ２つのトリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４を挟むように設ければ、抵抗体３３を負荷集中部３４に対して略線対称に形成できるため、抵抗体３３における熱分布をさらに均等にでき、この結果、負荷集中部３４における発熱をさらに一定にできるため、溶断特性のばらつきがより小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００３１】
また、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端をそれぞれ抵抗体３３の対向する側辺に設けたため、抵抗体３３を負荷集中部３４に対して略点対称に形成でき、これにより、抵抗体３３における熱分布をさらに均等にできるため、負荷集中部３４における発熱をさらに一定にでき、この結果、溶断特性のばらつきが非常に小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００３２】
なお、図１ではトリミング溝３５ａ，３５ｂが直線状になっているが、図２に示すようなＬ字状、または、Ｊ字状、Ｕ字状としてもよい。これにより、トリミング溝３５ａ，３５ｂの曲部付近３５ｃやトリミング溝先端付近３５ｄに電流が集中して発熱することを防止できるため、負荷集中部３４に集中する電流を一定にでき、これにより、負荷集中部３４における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。３６は抵抗体３３の両端部に隣接して抵抗体３３と電気的に接続するように設けられた銅、ニッケル等の金属からなる一対の上面電極である。この上面電極３６は、欠除部３４ａ，３４ｂを除いた略矩形状の抵抗体３３の４辺のうち、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端が設けられている側辺とは別の２辺と接続している。
【００３３】
また、負荷集中部３４における欠除部３４ａ，３４ｂ間の寸法Ｃとしては、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端を有していない抵抗体３３の他の側辺からみてこの他の側辺とトリミング溝３５ａ，３５ｂとの最短寸法Ｄより小さいこと、欠除部３４ａ，３４ｂとトリミング溝３５ａ，３５ｂとの最短寸法Ｅより小さいこと、欠除部３４ａ，３４ｂと上面電極３６間の寸法Ｆより小さいことが許容できる範囲である。
【００３４】
すなわち、図３に示すように寸法Ｄ、寸法Ｅが寸法Ｃよりも小さい場合、電流は幅が狭い部分を流れる程、発熱が大きくなるため、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端を有していない抵抗体３３の他の側辺からみた、この他の側辺とトリミング溝３５ａ，３５ｂ間（ｄ部）や、欠除部３４ａ，３４ｂとトリミング溝３５ａ，３５ｂ間に電流が集中して発熱し、これにより、負荷集中部３４における発熱を一定にできないため、溶断特性がばらついてしまう。
【００３５】
もちろん、寸法Ｆが寸法Ｃよりも小さい場合も同様に、欠除部３４ａ，３４ｂと上面電極３６間に電流が集中して発熱するため、溶断特性がばらついてしまう。
【００３６】
なお、図３には図１、図２と同じ符号を付けた。
【００３７】
３７は少なくとも負荷集中部３４を覆うように設けられた鉛ガラスペーストまたは炭化しない樹脂等からなる低融点物質層である。３８は少なくとも抵抗体３３と低融点物質層３７とを覆うように設けられたエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂からなる保護膜である。３９は基板３１の端面に少なくとも上面電極３６と電気的に接続するように設けられた端面電極である。４０は端面電極３９と上面電極３６の一部とを覆うように設けられたニッケルめっき層である。４１はニッケルめっき層４０を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【００３８】
以上のように構成された本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法について説明する。
【００３９】
図４〜図６は本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。なお、図４、図５（ａ）（ｂ）は上面図、図５（ｃ）（ｄ）、図６は斜視図になっている。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなるシート状の基板５１の上面に、個片に分割するための縦横の分割溝５２を金型等により形成する。さらに、分割溝５２を形成したシート状の基板５１の上面に、パラジウム等からなる有機物バインダ、ガラスバインダ等のペーストを印刷後、約５００℃で焼成して活性化層３２を形成する。なお、活性化層３２は、対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部３４ａ，３４ｂ間に形成される負荷集中部３４を有するようにパターン形成され、且つ分割溝５２の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないようになっている。また、分割溝５２に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。さらに、負荷集中部３４は活性化層３２の略中央部に位置するようにする。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、シート状の基板５１に形成された活性化層３２を覆うように、無電解めっきによって抵抗体３３を形成する。この無電解めっきには、ニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等のいずれかを含む金属を用いる。
【００４２】
このとき、活性化層３２をめっきの下地として抵抗体３３を設ける。従って、抵抗体３３の形状は、活性化層３２の形状と略同一になる。また、負荷集中部３４は抵抗体３３の欠除部３４ａ，３４ｂの間に設けられた部分なので、当然めっきで形成されることになる。
【００４３】
次に、図４（ｃ）に示すように、抵抗体３３の上面の両端部に隣接して抵抗体３３と電気的に接続するように、銅、ニッケル等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して上面電極３６を形成する。このとき、上面電極３６は分割溝５２の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体３３の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００４４】
次に、図４（ｄ）に示すように、シート状の基板５１の上面の抵抗体３３に、抵抗値を調整するためのトリミング溝３５ａ，３５ｂを、レーザ等を用いて形成する。このとき、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端は抵抗体３３の対向する側辺に設け、トリミング溝３５ａ，３５ｂは負荷集中部３４を挟むように形成する。
【００４５】
次に、図５（ａ）に示すように、シート状の基板５１に形成された少なくとも負荷集中部３４（本図では図示せず）を覆うように鉛ガラスペーストや炭化しない難燃性の塗料等を印刷後、乾燥させて低融点物質層３７を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｂ）に示すように、少なくとも低融点物質層３７と抵抗体３３（本図では図示せず）とを覆うようにエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の絶縁難燃性の塗料を印刷・乾燥後、約１５０〜２００℃で硬化して、保護膜３８を形成する。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板５１を短冊状になるように横溝で分割し、短冊状基板５３を形成する。
【００４８】
次に、図５（ｄ）に示すように、短冊状基板５３の端面に上面電極３６と電気的に接続するように、ニッケル−クロム、ニッケル−クロム−アルミナ等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して端面電極３９を形成する。
【００４９】
次に、図６（ａ）に示すように、前工程で得られた短冊状基板５３を縦溝で分割し、個片状のヒューズ抵抗器５４にする。
【００５０】
次に、図６（ｂ）に示すように、個片状のヒューズ抵抗器５４の端面に端面電極３９を覆うようにニッケルめっき層４０を形成する。
【００５１】
最後に、図６（ｃ）に示すように、ニッケルめっき層４０を覆うようにはんだめっき層４１を形成してヒューズ抵抗器を製造するものである。
【００５２】
以上のように構成、製造された本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器について以下にその動作を説明する。
【００５３】
本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器を、各種電子部品が実装されるプリント基板に各種電子部品と直結するように実装して電流を流す。ヒューズ抵抗器に過電流が印加された場合、この過電流等の影響を受けて抵抗体３３に形成された負荷集中部３４が、過負荷により発熱する。このとき、負荷集中部３４における抵抗体３３および負荷集中部３４を覆う低融点物質層３７が加熱され、それぞれの融点以上の温度になると負荷集中部３４における抵抗体３３が溶断するとともに、負荷集中部３４における抵抗体３３の溶断箇所に溶融した低融点物質層３７が流入することによって、溶断した負荷集中部３４における抵抗体３３が再度電気的に接続することがなくなり、ヒューズ抵抗器に電流が流れなくなる。この結果、ヒューズ抵抗器に直結された各種電子部品および回路を過電流による発熱等から保護していた。
【００５４】
なお、本発明の実施の形態１では、活性化層３２をパターン状に形成して抵抗体３３の欠除部３４ａ，３４ｂを形成するように説明したが、抵抗体３３を略長方形状に形成した後、エッチングやレーザトリミングによって抵抗体を除去することによって欠除部を形成しても同様の効果が見られる。
【００５５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
図７（ａ）は本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図７（ｂ）は同ヒューズ抵抗器のＧ−Ｇ断面図である。
【００５７】
図７において、６１はガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなる絶縁性の基板である。６２は基板６１の上面略中央部に設けられた平滑面である。６３は基板６１の上面に設けられたパラジウム等からなる活性化層である。６４は基板６１上の活性化層６３を覆うように設けられたニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等の金属からなる抵抗体である。このとき、抵抗体６４の形状は、活性化層６３の形状と略同一である。６５ａ，６５ｂは抵抗体６４の略中央部の側辺に、対向する辺をずらして設けられた相対向する２つの略長方形の欠除部である。６５は２つの相対向する略長方形の欠除部６５ａ，６５ｂの間に設けられた抵抗体６４における負荷集中部である。つまり、基板６１の上面略中央部に設けられた負荷集中部６５は、その下面に平滑面６２を有している。従って、負荷集中部６５を上面に有する基板表面が、他の部分を上面に有する基板表面より平滑になっている。
【００５８】
６６ａ，６６ｂは抵抗体６４の抵抗値を調整するために負荷集中部６５を挟むようにレーザ等で設けられた２つのトリミング溝である。トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端はそれぞれ抵抗体６４の対向する側辺に設けられる。６７は抵抗体６４の両端部に隣接して抵抗体６４と電気的に接続するように設けられた銅、ニッケル等の金属からなる一対の上面電極である。この上面電極６７は、欠除部６５ａ，６５ｂを除いた略矩形状の抵抗体６４の４辺のうち、トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端が設けられている側辺とは別の２辺と接続している。６８は少なくとも抵抗体６４と負荷集中部６５を覆うように設けられた鉛ガラスペーストまたは炭化しない樹脂等からなる低融点物質層である。６９は少なくともトリミング溝６６ａ，６６ｂと低融点物質層６８とを覆うように設けられたエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂からなる保護膜である。７０は基板６１の端面に少なくとも上面電極６７と電気的に接続するように設けられた端面電極である。７１は端面電極７０と上面電極６７の一部とを覆うように設けられたニッケルめっき層である。７２はニッケルめっき層７１を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【００５９】
以上のように構成された本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法について説明する。
【００６０】
図８〜図１０は本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。なお、図８、図９は上面図、図１０は斜視図になっている。
【００６１】
まず、図８（ａ）に示すように、ガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなるシート状の基板８１の上面に、個片に分割するための縦横の分割溝８２を金型等により形成する。なお、分割溝８２に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。
【００６２】
さらに、シート状の基板８１の上面に、縦横の分割溝８２によって形成される１つのヒューズ抵抗器となる各領域の負荷集中部６５となる略中央部にエッチングレジスト層８３を形成する。
【００６３】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板８１表面をふっ酸、ふっ化水素アンモニウム、発煙硝酸等によって各領域の負荷集中部６５となる略中央部以外のシート状の基板８１表面をエッチングして粗面化する。さらに、エッチングレジスト層を希アルカリ溶液等によって剥離して各領域の略中央部に平滑面６２を形成する。このとき、１つのヒューズ抵抗器となる各領域において、略中央部に形成される負荷集中部６５を上面に有する基板表面が、他の部分を上面に有する基板表面より平滑になっている。
【００６４】
次に、図８（ｃ）に示すように、パラジウム等からなる有機物バインダ、ガラスバインダ等のペーストを印刷後、約５００℃で焼成して活性化層６３を形成する。このとき、活性化層６３は対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部６５ａ，６５ｂ間に負荷集中部６５を有するように、且つ分割溝８２の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないように形成する。
【００６５】
次に、図８（ｄ）に示すように、シート状の基板８１に形成された活性化層６３を覆うように、無電解めっきによって抵抗体６４を形成する。この無電解めっきには、ニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等のいずれかを含む金属を用いる。
【００６６】
このとき、活性化層６３をめっきの下地として抵抗体６４を設ける。従って、抵抗体６４の形状は、活性化層６３の形状と略同一になる。また、負荷集中部６５は抵抗体６４の欠除部６５ａ，６５ｂの間に設けられた部分なので、当然めっきで形成されることになる。
【００６７】
次に、図９（ａ）に示すように、抵抗体６４の上面の両端部に隣接して抵抗体６４と電気的に接続するように、銅、ニッケル等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して上面電極６７を形成する。このとき、上面電極６７は分割溝８２の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体６４の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００６８】
次に、図９（ｂ）に示すように、シート状の基板８１の上面に設けられた抵抗体６４に、抵抗値を調整するためのトリミング溝６６ａ，６６ｂを、レーザ等を用いて形成する。このとき、トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端は抵抗体６４の対向する側辺に設け、トリミング溝６６ａ，６６ｂは負荷集中部６５を挟むように形成する。
【００６９】
次に、図９（ｃ）に示すように、シート状の基板８１に形成された少なくとも負荷集中部６５（本図では図示せず）を覆うように鉛ガラスペーストや炭化しない難燃性の塗料等を印刷後、乾燥させて低融点物質層６８を形成する。
【００７０】
次に、図９（ｄ）に示すように、少なくとも低融点物質層６８と抵抗体６４（本図では図示せず）とを覆うようにエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の絶縁難燃性の塗料を印刷・乾燥後、約１５０〜２００℃で硬化して、保護膜６９を形成する。
【００７１】
次に、図１０（ａ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板８１を短冊状になるように横溝で分割し、短冊状基板８４を形成する。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、短冊状基板８４の端面に上面電極６７と接続されるようにニッケル−クロム、ニッケル−クロム−アルミナ等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して端面電極７０を形成する。
【００７３】
次に、図１０（ｃ）に示すように、前工程で得られた短冊状基板８４を縦溝で分割し、個片状のヒューズ抵抗器８５にする。
【００７４】
次に、図１０（ｄ）に示すように、個片状のヒューズ抵抗器８５の端面に端面電極７０を覆うようにニッケルめっき層７１を形成する。
【００７５】
最後に、図１０（ｅ）に示すように、ニッケルめっき層７１を覆うようにはんだめっき層７２を形成してヒューズ抵抗器を製造するものである。
【００７６】
以上のように構成、製造された本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の動作は発明の実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００７７】
一般にめっき皮膜（本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器では抵抗体６４をめっきで形成している）の密着強度を確保するために基板をエッチングして粗面化することが行われている。しかし、基板を粗面化することによって、活性化層を形成するときのペースト印刷時にペーストがにじんだり、めっき時にめっきが活性化層以外にまで形成されやすくなるため、めっき皮膜の寸法精度が悪くなる。
【００７８】
これに対して、本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器は、負荷集中部６５を上面に有する基板６１表面が他の部分を上面に有する基板６１表面よりも平滑にしたため、抵抗体６４の下面に形成されている活性化層６３がにじんだり、めっきによって設けられた抵抗体６４が活性化層６３以外にまで形成されることを防止でき、これにより、抵抗体６４のめっき時の負荷集中部６５におけるパターンにじみを低減できるため、負荷集中部６５の寸法ばらつきを小さくでき、この結果、負荷集中部６５に集中する電流を一定にできるため、負荷集中部６５における発熱を一定にでき、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００７９】
なお、負荷集中部６５以外では基板６１の表面を粗面化しているため、抵抗体６４の基板６１に対する密着強度は問題ない。
【００８０】
また、上記した本発明の実施の形態１および２におけるヒューズ抵抗器において負荷集中部を、対向する辺をずらして設けられた相対向する２つの略長方形の欠除部間に形成した理由は、負荷集中部の寸法ばらつきを小さくして、負荷集中部に集中する電流を一定にすることによって、負荷集中部における発熱を一定にして、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器を得るためである。
【００８１】
すなわち、略長方形の欠除部の角部は、印刷あるいはめっき時に、最もダレやにじみが発生しやすいため、略長方形の欠除部の対向する辺をずらして負荷集中部を形成すると、負荷集中部における略長方形の欠除部の角部を２つに減らすことができるからである。もちろん、欠除部の角部にＲを設けたり、欠除部の対向する辺の形状を略半円形状にすれば、対向する辺に角部が形成されないため、上記した効果が得られる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明のヒューズ抵抗器は、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、トリミング溝とトリミング溝の始端を有していない抵抗体の他の側辺間、欠除部とトリミング溝間や欠除部と上面電極間に電流が集中して発熱することを防止でき、また抵抗体における熱分布を略均等にできるため、負荷集中部に集中する電流が一定になり、これにより、負荷集中部における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＢ−Ｂ断面図
【図２】 本発明の実施の形態１における他の例のヒューズ抵抗器の上面を透視した図
【図３】 溶断特性のばらつきが大きくなるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
【図４】 本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図５】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図６】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図７】 （ａ）本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＧ−Ｇ断面図
【図８】 本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図９】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１０】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１１】 （ａ）従来のヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＡ−Ａ断面図
【図１２】 従来のヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１３】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【符号の説明】
３１，６１ 基板
３２，６３ 活性化層
３３，６４ 抵抗体
３４，６５ 負荷集中部
３４ａ，３４ｂ，６５ａ，６５ｂ 欠除部
３５ａ，３５ｂ，６６ａ，６６ｂ トリミング溝
３６，６７ 上面電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器の電子回路において、過電流による発熱等から回路を保護するために用いられるヒューズ抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のヒューズ抵抗器およびその製造方法としては、特開平２−４３７０１号公報に記載された、基板の上面に抵抗体と上面電極とを備え、前記抵抗体にトリミングによって負荷集中部を形成し、この負荷集中部を溶融材により被覆したものが知られている。
【０００３】
以下、従来のヒューズ抵抗器およびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図１１（ａ）は従来のヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図１１（ｂ）は同Ａ−Ａ断面図である。
【０００５】
図１１において、１はアルミナ等からなる絶縁性の基板である。２は基板１の上面に設けられたパラジウム等からなる活性化層である。３は活性化層２の上面に無電解めっきにより設けられたニッケル−ボロン、ニッケル−リン等からなる抵抗体である。４は抵抗体３の端部に抵抗体３と電気的に接続するように設けられた銀等からなる一対の上面電極である。５は抵抗体３をダブルリバースカットにトリミングして形成された一対の第１のトリミング溝であり、この一対の第１のトリミング溝５間を負荷集中部６とするものである。７は抵抗値を調整するために抵抗体３をレーザトリミングにより切削して設けられた第２のトリミング溝である。８は少なくとも負荷集中部６を覆うように基板１の上面に設けられたガラスを含む塗料、あるいは炭化しない樹脂等よりなる溶融材である。９は少なくとも負荷集中部６、第２のトリミング溝７を覆うように基板１の上面に設けられた保護膜である。１０は基板１の側面に上面電極４に電気的に接続するように設けられた銀等からなる端面電極である。１１は端面電極１０を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【０００６】
以上のように構成された従来のヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法を説明する。
【０００７】
図１２、図１３は、従来のヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。
【０００８】
なお、図１２及び図１３（ａ）（ｂ）は上面図、図１３（ｃ）（ｄ）は斜視図となっている。
【０００９】
まず、図１２（ａ）に示すように、縦横に分割溝２１を形成したシート状の基板２２の上面に、パラジウムを主成分とした活性化ペーストを印刷し、５００℃〜６２０℃で焼成して活性化層２を形成する。なお、活性化層２は分割溝２１の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないようにする。
【００１０】
また、分割溝２１に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。
【００１１】
次に、図１２（ｂ）に示すように、活性化層２の上面に、ニッケル−リン等の無電解めっきを施して、抵抗体３を形成する。
【００１２】
次に、図１２（ｃ）に示すように、分割溝２１上の抵抗体３の上面に、銀−樹脂ペーストを印刷・乾燥して上面電極４を形成する。このとき、上面電極４は分割溝２１の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体３の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００１３】
次に、図１２（ｄ）に示すように、抵抗体３をレーザトリミングでダブルリバースカットし、第１のトリミング溝５を形成して、抵抗体３において第１のトリミング溝５間に電流の負荷集中部６を形成する。さらに、所望の抵抗値を得るため、レーザトリミングで第２のトリミング溝７を形成し、抵抗値を調整する。
【００１４】
次に、図１３（ａ）に示すように、少なくとも負荷集中部６を覆うように抵抗体３の上面にガラス粉末を含む塗料を印刷・乾燥し、溶融材８を形成する。
【００１５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、少なくとも溶融材８と第２のトリミング溝７とを覆うように抵抗体３の上面に耐熱エポキシ樹脂を塗布し、１５０〜２００℃で乾燥して保護膜９を形成する。
【００１６】
次に、図１３（ｃ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板２２を分割溝２１の横溝で分割し、短冊状基板２３を得る。この後、分割した短冊状基板２３の端面に、上面電極４と電気的に接続するように、銀−樹脂ペーストを塗布・乾燥して端面電極１０を形成する。
【００１７】
最後に、図１３（ｄ）に示すように、短冊状基板２３を分割溝２１の縦溝で分割して個片状のヒューズ抵抗器２４にし、少なくとも端面電極１０を覆うように個片状のヒューズ抵抗器２４の端面にニッケルめっき層およびはんだめっき層からなるめっき層１１を形成して従来のヒューズ抵抗器を製造していた。
【００１８】
以上のように構成、製造された従来のヒューズ抵抗器について、以下にその動作を説明する。
【００１９】
ヒューズ抵抗器を、各種電子部品が実装されるプリント基板に各種電子部品と直結するように実装して電流を流す。ヒューズ抵抗器に過電流が印加された場合、この過電流等の影響を受けて抵抗体３に形成された負荷集中部６が、過負荷により発熱する。このとき、負荷集中部６における抵抗体３および負荷集中部６を覆う溶融材８が加熱され、それぞれの融点以上の温度になると負荷集中部６における抵抗体３が溶断するとともに、負荷集中部６における抵抗体３の溶断箇所に溶融した溶融材８が流入することによって、溶断した負荷集中部６における抵抗体３が再度電気的に接続することがなくなり、ヒューズ抵抗器に電流が流れなくなる。この結果、ヒューズ抵抗器に直結された各種電子部品および回路を過電流による発熱等から保護していた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のヒューズ抵抗器は、負荷集中部６が寸法や形成位置のばらつきやすいトリミング溝によって形成されているため、負荷集中部６の寸法はばらつきやすく、これにより、負荷集中部６での発熱にばらつきが生じる。従って、過電流印加時に溶断するまでの時間、つまり溶断特性のばらつきが大きくなってしまうという課題を有していた。
【００２１】
すなわち、溶断特性のばらつきが大きくなると、所定の時間でヒューズ抵抗器が溶断せず、これにより、過電流による発熱等から各種電子部品および回路を保護できなくなったり、過電流でない電流でヒューズ抵抗器が溶断して各種電子部品および回路に電流が流れなくなるという不具合が発生する。
【００２２】
本発明は、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【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、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、トリミング溝とトリミング溝の始端を有していない抵抗体の他の側辺間、欠除部とトリミング溝間や欠除部と上面電極間に電流が集中して発熱することを防止でき、また抵抗体における熱分布を略均等にできるため、負荷集中部に集中する電流が一定になり、これにより、負荷集中部における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られるという作用を有するものである。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図１（ｂ）は同ヒューズ抵抗器のＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
図１において、３１はガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなる絶縁性の基板である。３２は基板３１の上面に設けられたパラジウム等からなる矩形状の活性化層である。なお、活性化層３２は抵抗体３３をめっきによって設ける場合、めっきの下地として必要であり、抵抗体３３をめっき以外の方法で設ける場合は必要ない。３３は基板３１上の活性化層３２を覆うように設けられたニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等の金属からなる抵抗体である。このとき、抵抗体３３の形状は、活性化層３２の形状と略同一である。３４ａ，３４ｂは抵抗体３３の略中央部の側辺に、対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部である。３４は２つの相対向する略長方形の欠除部３４ａ，３４ｂの間に設けられた抵抗体３３における負荷集中部である。
【００２８】
このように、負荷集中部３４が抵抗体３３の略中央部に設けられているため、抵抗体３３における熱分布を略均等にでき、これにより、負荷集中部３４における発熱を略一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００２９】
３５ａ，３５ｂは抵抗体３３の抵抗値を調整するために負荷集中部３４を挟むようにレーザ等で設けられた２つのトリミング溝である。さらに、このトリミング溝３５ａ，３５ｂの始端はそれぞれ抵抗体３３の対向する側辺に設けられる。
【００３０】
このように、２つのトリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４を挟むように設けたため、トリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４に対して片側に設けるより、抵抗体３３における熱分布を均等にできるため、負荷集中部３４における発熱をほぼ一定にでき、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。さらに、負荷集中部３４を抵抗体３３の略中央部に設け且つ２つのトリミング溝３５ａ，３５ｂを負荷集中部３４を挟むように設ければ、抵抗体３３を負荷集中部３４に対して略線対称に形成できるため、抵抗体３３における熱分布をさらに均等にでき、この結果、負荷集中部３４における発熱をさらに一定にできるため、溶断特性のばらつきがより小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００３１】
また、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端をそれぞれ抵抗体３３の対向する側辺に設けたため、抵抗体３３を負荷集中部３４に対して略点対称に形成でき、これにより、抵抗体３３における熱分布をさらに均等にできるため、負荷集中部３４における発熱をさらに一定にでき、この結果、溶断特性のばらつきが非常に小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００３２】
なお、図１ではトリミング溝３５ａ，３５ｂが直線状になっているが、図２に示すようなＬ字状、または、Ｊ字状、Ｕ字状としてもよい。これにより、トリミング溝３５ａ，３５ｂの曲部付近３５ｃやトリミング溝先端付近３５ｄに電流が集中して発熱することを防止できるため、負荷集中部３４に集中する電流を一定にでき、これにより、負荷集中部３４における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。３６は抵抗体３３の両端部に隣接して抵抗体３３と電気的に接続するように設けられた銅、ニッケル等の金属からなる一対の上面電極である。この上面電極３６は、欠除部３４ａ，３４ｂを除いた略矩形状の抵抗体３３の４辺のうち、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端が設けられている側辺とは別の２辺と接続している。
【００３３】
また、負荷集中部３４における欠除部３４ａ，３４ｂ間の寸法Ｃとしては、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端を有していない抵抗体３３の他の側辺からみてこの他の側辺とトリミング溝３５ａ，３５ｂとの最短寸法Ｄより小さいこと、欠除部３４ａ，３４ｂとトリミング溝３５ａ，３５ｂとの最短寸法Ｅより小さいこと、欠除部３４ａ，３４ｂと上面電極３６間の寸法Ｆより小さいことが許容できる範囲である。
【００３４】
すなわち、図３に示すように寸法Ｄ、寸法Ｅが寸法Ｃよりも小さい場合、電流は幅が狭い部分を流れる程、発熱が大きくなるため、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端を有していない抵抗体３３の他の側辺からみた、この他の側辺とトリミング溝３５ａ，３５ｂ間（ｄ部）や、欠除部３４ａ，３４ｂとトリミング溝３５ａ，３５ｂ間に電流が集中して発熱し、これにより、負荷集中部３４における発熱を一定にできないため、溶断特性がばらついてしまう。
【００３５】
もちろん、寸法Ｆが寸法Ｃよりも小さい場合も同様に、欠除部３４ａ，３４ｂと上面電極３６間に電流が集中して発熱するため、溶断特性がばらついてしまう。
【００３６】
なお、図３には図１、図２と同じ符号を付けた。
【００３７】
３７は少なくとも負荷集中部３４を覆うように設けられた鉛ガラスペーストまたは炭化しない樹脂等からなる低融点物質層である。３８は少なくとも抵抗体３３と低融点物質層３７とを覆うように設けられたエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂からなる保護膜である。３９は基板３１の端面に少なくとも上面電極３６と電気的に接続するように設けられた端面電極である。４０は端面電極３９と上面電極３６の一部とを覆うように設けられたニッケルめっき層である。４１はニッケルめっき層４０を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【００３８】
以上のように構成された本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法について説明する。
【００３９】
図４〜図６は本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。なお、図４、図５（ａ）（ｂ）は上面図、図５（ｃ）（ｄ）、図６は斜視図になっている。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示すように、ガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなるシート状の基板５１の上面に、個片に分割するための縦横の分割溝５２を金型等により形成する。さらに、分割溝５２を形成したシート状の基板５１の上面に、パラジウム等からなる有機物バインダ、ガラスバインダ等のペーストを印刷後、約５００℃で焼成して活性化層３２を形成する。なお、活性化層３２は、対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部３４ａ，３４ｂ間に形成される負荷集中部３４を有するようにパターン形成され、且つ分割溝５２の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないようになっている。また、分割溝５２に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。さらに、負荷集中部３４は活性化層３２の略中央部に位置するようにする。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、シート状の基板５１に形成された活性化層３２を覆うように、無電解めっきによって抵抗体３３を形成する。この無電解めっきには、ニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等のいずれかを含む金属を用いる。
【００４２】
このとき、活性化層３２をめっきの下地として抵抗体３３を設ける。従って、抵抗体３３の形状は、活性化層３２の形状と略同一になる。また、負荷集中部３４は抵抗体３３の欠除部３４ａ，３４ｂの間に設けられた部分なので、当然めっきで形成されることになる。
【００４３】
次に、図４（ｃ）に示すように、抵抗体３３の上面の両端部に隣接して抵抗体３３と電気的に接続するように、銅、ニッケル等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して上面電極３６を形成する。このとき、上面電極３６は分割溝５２の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体３３の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００４４】
次に、図４（ｄ）に示すように、シート状の基板５１の上面の抵抗体３３に、抵抗値を調整するためのトリミング溝３５ａ，３５ｂを、レーザ等を用いて形成する。このとき、トリミング溝３５ａ，３５ｂの始端は抵抗体３３の対向する側辺に設け、トリミング溝３５ａ，３５ｂは負荷集中部３４を挟むように形成する。
【００４５】
次に、図５（ａ）に示すように、シート状の基板５１に形成された少なくとも負荷集中部３４（本図では図示せず）を覆うように鉛ガラスペーストや炭化しない難燃性の塗料等を印刷後、乾燥させて低融点物質層３７を形成する。
【００４６】
次に、図５（ｂ）に示すように、少なくとも低融点物質層３７と抵抗体３３（本図では図示せず）とを覆うようにエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の絶縁難燃性の塗料を印刷・乾燥後、約１５０〜２００℃で硬化して、保護膜３８を形成する。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板５１を短冊状になるように横溝で分割し、短冊状基板５３を形成する。
【００４８】
次に、図５（ｄ）に示すように、短冊状基板５３の端面に上面電極３６と電気的に接続するように、ニッケル−クロム、ニッケル−クロム−アルミナ等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して端面電極３９を形成する。
【００４９】
次に、図６（ａ）に示すように、前工程で得られた短冊状基板５３を縦溝で分割し、個片状のヒューズ抵抗器５４にする。
【００５０】
次に、図６（ｂ）に示すように、個片状のヒューズ抵抗器５４の端面に端面電極３９を覆うようにニッケルめっき層４０を形成する。
【００５１】
最後に、図６（ｃ）に示すように、ニッケルめっき層４０を覆うようにはんだめっき層４１を形成してヒューズ抵抗器を製造するものである。
【００５２】
以上のように構成、製造された本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器について以下にその動作を説明する。
【００５３】
本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器を、各種電子部品が実装されるプリント基板に各種電子部品と直結するように実装して電流を流す。ヒューズ抵抗器に過電流が印加された場合、この過電流等の影響を受けて抵抗体３３に形成された負荷集中部３４が、過負荷により発熱する。このとき、負荷集中部３４における抵抗体３３および負荷集中部３４を覆う低融点物質層３７が加熱され、それぞれの融点以上の温度になると負荷集中部３４における抵抗体３３が溶断するとともに、負荷集中部３４における抵抗体３３の溶断箇所に溶融した低融点物質層３７が流入することによって、溶断した負荷集中部３４における抵抗体３３が再度電気的に接続することがなくなり、ヒューズ抵抗器に電流が流れなくなる。この結果、ヒューズ抵抗器に直結された各種電子部品および回路を過電流による発熱等から保護していた。
【００５４】
なお、本発明の実施の形態１では、活性化層３２をパターン状に形成して抵抗体３３の欠除部３４ａ，３４ｂを形成するように説明したが、抵抗体３３を略長方形状に形成した後、エッチングやレーザトリミングによって抵抗体を除去することによって欠除部を形成しても同様の効果が見られる。
【００５５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
図７（ａ）は本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図、図７（ｂ）は同ヒューズ抵抗器のＧ−Ｇ断面図である。
【００５７】
図７において、６１はガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなる絶縁性の基板である。６２は基板６１の上面略中央部に設けられた平滑面である。６３は基板６１の上面に設けられたパラジウム等からなる活性化層である。６４は基板６１上の活性化層６３を覆うように設けられたニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等の金属からなる抵抗体である。このとき、抵抗体６４の形状は、活性化層６３の形状と略同一である。６５ａ，６５ｂは抵抗体６４の略中央部の側辺に、対向する辺をずらして設けられた相対向する２つの略長方形の欠除部である。６５は２つの相対向する略長方形の欠除部６５ａ，６５ｂの間に設けられた抵抗体６４における負荷集中部である。つまり、基板６１の上面略中央部に設けられた負荷集中部６５は、その下面に平滑面６２を有している。従って、負荷集中部６５を上面に有する基板表面が、他の部分を上面に有する基板表面より平滑になっている。
【００５８】
６６ａ，６６ｂは抵抗体６４の抵抗値を調整するために負荷集中部６５を挟むようにレーザ等で設けられた２つのトリミング溝である。トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端はそれぞれ抵抗体６４の対向する側辺に設けられる。６７は抵抗体６４の両端部に隣接して抵抗体６４と電気的に接続するように設けられた銅、ニッケル等の金属からなる一対の上面電極である。この上面電極６７は、欠除部６５ａ，６５ｂを除いた略矩形状の抵抗体６４の４辺のうち、トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端が設けられている側辺とは別の２辺と接続している。６８は少なくとも抵抗体６４と負荷集中部６５を覆うように設けられた鉛ガラスペーストまたは炭化しない樹脂等からなる低融点物質層である。６９は少なくともトリミング溝６６ａ，６６ｂと低融点物質層６８とを覆うように設けられたエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂からなる保護膜である。７０は基板６１の端面に少なくとも上面電極６７と電気的に接続するように設けられた端面電極である。７１は端面電極７０と上面電極６７の一部とを覆うように設けられたニッケルめっき層である。７２はニッケルめっき層７１を覆うように設けられたはんだめっき層である。
【００５９】
以上のように構成された本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器について、以下にその製造方法について説明する。
【００６０】
図８〜図１０は本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図である。なお、図８、図９は上面図、図１０は斜視図になっている。
【００６１】
まず、図８（ａ）に示すように、ガラスアルミナ、アルミナ、ガラス、窒化アルミナ等のいずれかからなるシート状の基板８１の上面に、個片に分割するための縦横の分割溝８２を金型等により形成する。なお、分割溝８２に囲まれた領域が１つのヒューズ抵抗器となる。
【００６２】
さらに、シート状の基板８１の上面に、縦横の分割溝８２によって形成される１つのヒューズ抵抗器となる各領域の負荷集中部６５となる略中央部にエッチングレジスト層８３を形成する。
【００６３】
次に、図８（ｂ）に示すように、基板８１表面をふっ酸、ふっ化水素アンモニウム、発煙硝酸等によって各領域の負荷集中部６５となる略中央部以外のシート状の基板８１表面をエッチングして粗面化する。さらに、エッチングレジスト層を希アルカリ溶液等によって剥離して各領域の略中央部に平滑面６２を形成する。このとき、１つのヒューズ抵抗器となる各領域において、略中央部に形成される負荷集中部６５を上面に有する基板表面が、他の部分を上面に有する基板表面より平滑になっている。
【００６４】
次に、図８（ｃ）に示すように、パラジウム等からなる有機物バインダ、ガラスバインダ等のペーストを印刷後、約５００℃で焼成して活性化層６３を形成する。このとき、活性化層６３は対向する辺をずらして設けられた相対向する略長方形の２つの欠除部６５ａ，６５ｂ間に負荷集中部６５を有するように、且つ分割溝８２の横溝を跨がり、縦溝を跨がらないように形成する。
【００６５】
次に、図８（ｄ）に示すように、シート状の基板８１に形成された活性化層６３を覆うように、無電解めっきによって抵抗体６４を形成する。この無電解めっきには、ニッケル−リン、ニッケル−ボロン、ニッケル−リン−ボロン、ニッケル−リン−タングステン、ニッケル−リン−鉄、ニッケル−クロム、ニッケル−銅、ニッケル−銅−リン等のいずれかを含む金属を用いる。
【００６６】
このとき、活性化層６３をめっきの下地として抵抗体６４を設ける。従って、抵抗体６４の形状は、活性化層６３の形状と略同一になる。また、負荷集中部６５は抵抗体６４の欠除部６５ａ，６５ｂの間に設けられた部分なので、当然めっきで形成されることになる。
【００６７】
次に、図９（ａ）に示すように、抵抗体６４の上面の両端部に隣接して抵抗体６４と電気的に接続するように、銅、ニッケル等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して上面電極６７を形成する。このとき、上面電極６７は分割溝８２の横溝を跨がり、且つ１つのヒューズ抵抗器となる領域において抵抗体６４の上面の両端部に位置し、且つ連続しないように設ける。
【００６８】
次に、図９（ｂ）に示すように、シート状の基板８１の上面に設けられた抵抗体６４に、抵抗値を調整するためのトリミング溝６６ａ，６６ｂを、レーザ等を用いて形成する。このとき、トリミング溝６６ａ，６６ｂの始端は抵抗体６４の対向する側辺に設け、トリミング溝６６ａ，６６ｂは負荷集中部６５を挟むように形成する。
【００６９】
次に、図９（ｃ）に示すように、シート状の基板８１に形成された少なくとも負荷集中部６５（本図では図示せず）を覆うように鉛ガラスペーストや炭化しない難燃性の塗料等を印刷後、乾燥させて低融点物質層６８を形成する。
【００７０】
次に、図９（ｄ）に示すように、少なくとも低融点物質層６８と抵抗体６４（本図では図示せず）とを覆うようにエポキシ樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂等の絶縁難燃性の塗料を印刷・乾燥後、約１５０〜２００℃で硬化して、保護膜６９を形成する。
【００７１】
次に、図１０（ａ）に示すように、前工程で得られたシート状の基板８１を短冊状になるように横溝で分割し、短冊状基板８４を形成する。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、短冊状基板８４の端面に上面電極６７と接続されるようにニッケル−クロム、ニッケル−クロム−アルミナ等からなる金属皮膜をスパッタまたは真空蒸着して端面電極７０を形成する。
【００７３】
次に、図１０（ｃ）に示すように、前工程で得られた短冊状基板８４を縦溝で分割し、個片状のヒューズ抵抗器８５にする。
【００７４】
次に、図１０（ｄ）に示すように、個片状のヒューズ抵抗器８５の端面に端面電極７０を覆うようにニッケルめっき層７１を形成する。
【００７５】
最後に、図１０（ｅ）に示すように、ニッケルめっき層７１を覆うようにはんだめっき層７２を形成してヒューズ抵抗器を製造するものである。
【００７６】
以上のように構成、製造された本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の動作は発明の実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
【００７７】
一般にめっき皮膜（本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器では抵抗体６４をめっきで形成している）の密着強度を確保するために基板をエッチングして粗面化することが行われている。しかし、基板を粗面化することによって、活性化層を形成するときのペースト印刷時にペーストがにじんだり、めっき時にめっきが活性化層以外にまで形成されやすくなるため、めっき皮膜の寸法精度が悪くなる。
【００７８】
これに対して、本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器は、負荷集中部６５を上面に有する基板６１表面が他の部分を上面に有する基板６１表面よりも平滑にしたため、抵抗体６４の下面に形成されている活性化層６３がにじんだり、めっきによって設けられた抵抗体６４が活性化層６３以外にまで形成されることを防止でき、これにより、抵抗体６４のめっき時の負荷集中部６５におけるパターンにじみを低減できるため、負荷集中部６５の寸法ばらつきを小さくでき、この結果、負荷集中部６５に集中する電流を一定にできるため、負荷集中部６５における発熱を一定にでき、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られる。
【００７９】
なお、負荷集中部６５以外では基板６１の表面を粗面化しているため、抵抗体６４の基板６１に対する密着強度は問題ない。
【００８０】
また、上記した本発明の実施の形態１および２におけるヒューズ抵抗器において負荷集中部を、対向する辺をずらして設けられた相対向する２つの略長方形の欠除部間に形成した理由は、負荷集中部の寸法ばらつきを小さくして、負荷集中部に集中する電流を一定にすることによって、負荷集中部における発熱を一定にして、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器を得るためである。
【００８１】
すなわち、略長方形の欠除部の角部は、印刷あるいはめっき時に、最もダレやにじみが発生しやすいため、略長方形の欠除部の対向する辺をずらして負荷集中部を形成すると、負荷集中部における略長方形の欠除部の角部を２つに減らすことができるからである。もちろん、欠除部の角部にＲを設けたり、欠除部の対向する辺の形状を略半円形状にすれば、対向する辺に角部が形成されないため、上記した効果が得られる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明のヒューズ抵抗器は、基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したもので、この構成によれば、トリミング溝とトリミング溝の始端を有していない抵抗体の他の側辺間、欠除部とトリミング溝間や欠除部と上面電極間に電流が集中して発熱することを防止でき、また抵抗体における熱分布を略均等にできるため、負荷集中部に集中する電流が一定になり、これにより、負荷集中部における発熱を一定にできるため、溶断特性のばらつきが小さいヒューズ抵抗器が得られるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＢ−Ｂ断面図
【図２】 本発明の実施の形態１における他の例のヒューズ抵抗器の上面を透視した図
【図３】 溶断特性のばらつきが大きくなるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
【図４】 本発明の実施の形態１におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図５】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図６】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図７】 （ａ）本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＧ−Ｇ断面図
【図８】 本発明の実施の形態２におけるヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図９】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１０】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１１】 （ａ）従来のヒューズ抵抗器の上面を透視した図
（ｂ）同ヒューズ抵抗器のＡ−Ａ断面図
【図１２】 従来のヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【図１３】 同ヒューズ抵抗器の製造方法を示す工程図
【符号の説明】
３１，６１ 基板
３２，６３ 活性化層
３３，６４ 抵抗体
３４，６５ 負荷集中部
３４ａ，３４ｂ，６５ａ，６５ｂ 欠除部
３５ａ，３５ｂ，６６ａ，６６ｂ トリミング溝
３６，６７ 上面電極
Claims (1)
- 基板上に設けられた抵抗体と、前記抵抗体の両端部に隣接して前記抵抗体と電気的に接続するように設けられた上面電極と、前記抵抗体の側辺に始端を有する抵抗値修正用の２つのトリミング溝と、前記抵抗体の対向する側辺にそれぞれ設けられた２つの欠除部と、前記抵抗体における前記２つの欠除部間において前記抵抗体の略中央部に形成された負荷集中部とを備え、前記負荷集中部における前記２つの欠除部間の寸法を、前記２つのトリミング溝の始端を有していない前記抵抗体の他の側辺からみて前記他の側辺と前記２つのトリミング溝との最短寸法より小さくし、かつ前記欠除部と２つのトリミング溝との最短寸法、及び前記欠除部と上面電極間の寸法より小さくするとともに、前記２つのトリミング溝を前記負荷集中部を挟むように形成し、前記２つのトリミング溝の始端をそれぞれ対向する抵抗体の側辺に設け、前記抵抗体を前記負荷集中部に対して略点対称に形成したヒューズ抵抗器。
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