JP4887973B2

JP4887973B2 - 面実装型電流ヒューズの製造方法

Info

Publication number: JP4887973B2
Application number: JP2006224870A
Authority: JP
Inventors: 智幸鷲▲崎▼; 敏之岩尾; 謙治仙田; 岳渡辺; 和俊松村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: JP2007280919A

Description

本発明は、過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する面実装型電流ヒューズの製造方法に関するものである。

従来のこの種の面実装型電流ヒューズは、図１１、図１２に示すように、セラミックからなるケース１とセラミックからなる蓋体２との間に空間部３を形成し、この空間部３内にエレメント部４を配設するとともに、ケース１の両端部に前記エレメント部４と接続される外部電極５を備えていた。

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。
特開平８−２２２１１７号公報

上記した従来の面実装型電流ヒューズにおいては、ケース１がセラミックで構成されているため、ケース１を図１２に示すような複雑な形状にし、かつ空間部３を形成することは困難なものであり、これにより、生産性が劣るという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、生産性を向上させることができる面実装型電流ヒューズの製造方法を提供することを目的とするものである。

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。

本発明の請求項１に記載の発明は、樹脂で構成された第１の基台と第２の基台のそれぞれの一面に、プレスすることによって凹部を形成する工程と、前記第１の基台の凹部を有する面にエレメント部を載置する工程と、前記第１の基台の凹部と第２の基台の凹部を対向させて空間部を形成し、この空間部の内部に前記エレメント部が配設されるように前記エレメント部の上面に前記第２の基台を載置して電流ヒューズ本体部を形成する工程と、前記電流ヒューズ本体部の両端部に前記エレメント部と接続されるように一対の外部電極を形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の基台と第２の基台が樹脂で構成されているため、容易に凹部を形成することができ、これにより、生産性を向上させることができるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明の面実装型電流ヒューズの製造方法は、樹脂で構成された第１の基台と第２の基台のそれぞれの一面に、プレスすることによって凹部を形成する工程と、前記第１の基台の凹部を有する面にエレメント部を載置する工程と、前記第１の基台の凹部と第２の基台の凹部を対向させて空間部を形成し、この空間部の内部に前記エレメント部が配設されるように前記エレメント部の上面に前記第２の基台を載置して電流ヒューズ本体部を形成する工程と、前記電流ヒューズ本体部の両端部に前記エレメント部と接続されるように一対の外部電極を形成する工程とを備えたもので、第１の基台と第２の基台を樹脂で構成しているため、容易に凹部を形成することができ、これにより、生産性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における面実装型電流ヒューズの斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１、図２に示すように、本発明の実施の形態１における面実装型電流ヒューズは、樹脂で構成された第１の基台１１と、この第１の基台１１の上面に設けられ、かつ樹脂で構成された第２の基台１２と、前記第１の基台１１と第２の基台１２により構成された電流ヒューズ本体部１３と、この電流ヒューズ本体部１３の両端部に設けられた一対の外部電極１４と、この一対の外部電極１４と接続され、かつ前記第１の基台１１の上面と前記第２の基台１２の下面との間に設けられたエレメント部１５とを備えている。そして前記第１の基台１１の上面と前記第２の基台１２の下面にはそれぞれ凹部１６を設け、かつこれらの凹部１６同士を対向させて空間部１７を形成するとともに、この空間部１７の内部に前記エレメント部１５を配設するようにしている。

上記構成において、前記第１の基台１１および第２の基台１２は絶縁性を有しているもので、エポキシ等の樹脂により構成され、かつその形状は角柱状となっている。また、前記第１の基台１１の上面にはエレメント部１５が形成され、さらにその上面には第２の基台１２が形成されている。なお、前記第１の基台１１と第２の基台１２は接着剤によって接合されるもので、この第１の基台１１と第２の基台１２により電流ヒューズ本体部１３を構成し、そしてこの電流ヒューズ本体部１３の両端部に一対の外部電極１４を形成している。

前記一対の外部電極１４は筒状の電極キャップで構成されているもので、この筒状の電極キャップは筒部を前記電流ヒューズ本体部１３の両端部に圧入することにより取り付けているものである。また、前記エレメント部１５は断面が円形状で直線状に構成されているもので、前記第１の基台１１の上面および第２の基台１２に下面において一対の外部電極１４に電気的に接続されるものである。そしてこのエレメント部１５は銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の良好な導電性を有する金属からなり、一定以上の電流が流れると溶断するものである。

なお、前記エレメント部１５は両端部を電流ヒューズ本体部１３の端面に延ばすようにしてもよく、この場合は、外部電極１４として筒状の電極キャップを用いたとき、電極キャップの筒部を電流ヒューズ本体部１３の両端部に圧入することにより、エレメント部１５の両端を電流ヒューズ本体部１３と筒状の電極キャップとの間に挟み込むことができるため、エレメント部１５と筒状の電極キャップからなる外部電極１４との電気的接続が容易に行える。

また、図３に示すように、第１の基台１１の上面の凹部１６が設けられていない箇所と第２の基台１２の下面の凹部１６が設けられていない箇所のうち、少なくとも一方に、前記凹部１６の深さより浅い溝部１８を設けるようにすれば、この溝部１８にエレメント部１５を入れることによって、エレメント部１５の位置の安定化が図れるとともに、低背化が可能になるという効果が得られるものである。

そしてまた、前記凹部１６は、第１の基台１１の上面の中央部および第２の基台１２の下面の中央部に設けられているもので、その開口部の形状は、円形状、方形状等いずれの形状でも構わない。また、この凹部１６は、第１の基台１１を構成する樹脂と第２の基台１２を構成する樹脂をプレスで圧縮することにより形成されているもので、これらの凹部１６同士を対向させて１つの空間部１７を形成している。そしてこの空間部１７の内部にはエレメント部１５の一部が露出するもので、これにより、エレメント部１５で発生した熱は放熱されにくくなるため、エレメント部１５をより高温にすることができ、これにより、所定の電流値が流れると確実に溶断させることができる。

さらに、前記電流ヒューズ本体部１３の側面、下面、上面をポリオレフィン等の難燃性の樹脂からなる熱収縮チューブ（図示せず）で覆うようにしてもよく、この場合は、熱収縮チューブ（図示せず）の存在により、はんだ浸漬時に第１の基台１１と第２の基台１２との間の接合部からはんだが浸入してエレメント部１５が影響を受けるのを防止できる。

次に、本発明の実施の形態１における面実装型電流ヒューズの製造方法について説明する。

まず、図４（ａ）（ｂ）に示すように、樹脂で構成された第１の基台１１の上面の中央部と第２の基台１２の下面の中央部をそれぞれプレス部材１６ａでプレスすることによって圧縮し、凹部１６を形成する。その後、加熱することによって、第１の基台１１と第２の基台１２を硬化させる。

次に、図１、図２において、凹部１６を有する第１の基台１１の上面にエレメント部１５を載置する。

次に、エレメント部１５の上面に第２の基台１２を載置するとともに、第１の基台１１に形成された凹部１６と第２の基台１２に形成された凹部１６を対向させる。このとき、これら２つの凹部１６によって空間部１７が形成され、そしてこの空間部１７の内部にエレメント部１５が配設される。そしてまた、第１の基台１１の上面と第２の基台１２の下面を接着剤で接合することにより、第１の基台１１と第２の基台１２により構成される電流ヒューズ本体部１３を設ける。

最後に、電流ヒューズ本体部１３の両端部に筒状の電極キャップからなる外部電極１４を圧入することにより、面実装型電流ヒューズが製造されるものである。

上記した本発明の実施の形態１においては、第１の基台１１および第２の基台１２を樹脂で構成するようにしているため、容易に凹部１６を形成することができ、これにより、生産性を向上させることができるという効果が得られるものである。また、第１の基台１１および第２の基台１２をセラミックで構成するものに比べて軽量化を図ることもでき、さらには、凹部１６を金型で形成するのではなくプレスすることによって形成しているため、要望される特性等に応じて凹部１６の大きさ、形状を容易に、かつ迅速に変更することができる。

また、前記凹部１６は、第１の基台１１を構成する樹脂と第２の基台１２を構成する樹脂を圧縮することにより形成しているため、圧縮された第１の基台１１の部分および第２の基台１２の部分の密度が高くなり、これにより、面実装型電流ヒューズの機械的な強度を強くすることができるものである。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における面実装型電流ヒューズの断面図である。なお、本発明の実施の形態２においては、上記した本発明の実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図５において、本発明の実施の形態２が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、第１の基台１１の上面の凹部１６が設けられていない箇所に金属層１９を形成した点である。そしてこの金属層１９は、銅、銅ニッケル等からなる金属で構成し、かつこの金属層１９と第１の基台１１および第２の基台１２とは熱圧着により接着している。

上記構成においては、エレメント部１５の上面に第２の基台１２を形成する前にエレメント部１５を金属層１９に接続することによりエレメント部１５を仮止めすることができるため、エレメント部１５の位置を安定させることができるという効果が得られるものである。

また、図６に示すように、金属層１９は電流ヒューズ本体部１３の両端部の上面および下面に設けるようにしてもよい。この構成においては、外部電極１４を電極キャップで構成した場合、この電極キャップからなる外部電極１４を電流ヒューズ本体部１３にかしめる際、電流ヒューズ本体部１３の両端部の上面および下面に位置する金属層１９の存在により電流ヒューズ本体部１３が割れるのを防止できる。

（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における面実装型電流ヒューズの断面図である。なお、本発明の実施の形態３においては、上記した本発明の実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図７において、本発明の実施の形態３が上記した本発明の実施の形態１と相違する点は、第１の基台１１および第２の基台１２のそれぞれの両端部に、少なくともその上面、端面、下面を一体的に覆う一対の金属膜２０を設け、かつこの金属膜２０をエレメント部１５の上下面に接続した点である。そしてこの金属膜２０は、ニッケル、鉄、銅、錫等からなる金属で断面コ字状に構成され、かつこの金属膜２０と第１の基台１１および第２の基台１２とは圧入もしくは接着剤で接着している。

また、電流ヒューズ本体部１３の両端部には前記金属膜２０と接続されるように一対の外部電極１４ａを形成しており、そしてこの一対の外部電極１４ａはＡｇ等の金属を印刷して焼成することによって構成しているものである。このような外部電極１４ａの場合は、外部電極として電極キャップを用いるものに比べ、薄く形成できる。

上記した本発明の実施の形態３においては、エレメント部１５に接続された金属膜２０が電流ヒューズ本体部１３の上面、端面、下面にも延びているため、電流ヒューズ本体部１３の上下面の金属膜２０に電流を印加すれば、第１の基台１１の上面に形成された金属膜２０と第２の基台１２の下面に形成された金属膜２０との接続およびエレメント部１５と金属膜２０との溶接を同時に行うことができるという効果が得られるものである。

また、電流ヒューズ本体部１３の両端部に金属膜２０と接続されるように一対の外部電極１４ａを形成しているため、エレメント部１５が外部に露出するのを確実に防止できる。

そしてまた、第１の基台１１に備えられた金属膜２０と、第２の基台１２に備えられた金属膜２０をそれぞれ異なる材料で構成すれば、第１の基台１１の金属膜２０と第２の基台１２の金属膜２０間の接触抵抗が高くなるため、溶接強度を向上させることができるものである。

（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４における面実装型電流ヒューズの断面図である。なお、本発明の実施の形態４においては、上記した本発明の実施の形態３の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。

図８において、本発明の実施の形態４が上記した本発明の実施の形態３と相違する点は、第１の基台１１と第２の基台１２のいずれか一方のみに金属膜２０を設けた点である。

この構成によれば、外部電極１４ａと溶接される金属膜２０が、上記した本発明の実施の形態３では２つだったのが１つに減るため、少ない負荷で溶接でき、これにより、外部電極１４ａの酸化を防止できるという効果が得られる。

また、図９に示すように、金属膜２０が設けられた第１の基台１１と第２の基台１２の両端部の横断面積を他の部分の横断面積より小さくし、かつ前記第１の基台１１と第２の基台１２の両端部を前記他の部分と同軸上に位置させるようにしてもよい。

この場合、第１の基台１１と第２の基台１２の両端部の横断面積を他の部分の横断面積より小さくするために、電流ヒューズ本体部１３を構成する第１の基台１１と第２の基台１２の両端部に欠落部２１を形成しているため、この欠落部２１に金属膜２０を埋設すれば、この金属膜２０の厚み分だけ、外部電極１４ａの位置を電流ヒューズ本体部１３の内側に近づけることができ、これにより、低背化が実現できるものである。

そしてまた、図１０に示すように、第１の基台１１と第２の基台１２の一端部のみに欠落部２１を設け、そしてこの欠落部２１に金属膜２０を埋設し、かつ前記第１の基台１１に設けられた金属膜２０と前記第２の基台１２に設けられた金属膜２０とが互いに対向しないようにしてもよい。

この構成によれば、金属膜２０を千鳥状に形成することになるため、第１の基台１１および第２の基台１２として同一のもの、すなわち、同一箇所に欠落部２１が設けられた同形状の基台を第１の基台１１および第２の基台１２として使用することができ、これにより、金型も１つで済むため、生産性を向上させることができる。

なお、上記本発明の実施の形態３、４においては、第１の基台１１および第２の基台１２の材料としてセラミックを用いてもよいものである。

本発明に係る面実装型電流ヒューズの製造方法は、生産性を向上させることができるという効果を有するものであり、過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する面実装型電流ヒューズ等において有用となるものである。

本発明の実施の形態１における面実装型電流ヒューズの斜視図図１のＡ−Ａ線断面図本発明の実施の形態１における面実装型電流ヒューズの他の例の主要部を示す斜視図（ａ）（ｂ）同面実装型電流ヒューズの製造工程の一部を示す正面図本発明の実施の形態２における面実装型電流ヒューズの断面図同面実装型電流ヒューズの他の例を示す断面図本発明の実施の形態３における面実装型電流ヒューズの断面図本発明の実施の形態４における面実装型電流ヒューズの断面図同面実装型電流ヒューズの他の例を示す断面図同面実装型電流ヒューズの他の例を示す断面図従来の面実装型電流ヒューズの断面図同面実装型電流ヒューズの主要部の斜視図

１１第１の基台
１２第２の基台
１３電流ヒューズ本体部
１４、１４ａ外部電極
１５エレメント部
１６凹部
１７空間部
１８溝部
１９金属層
２０金属膜

Claims

樹脂で構成された第１の基台と第２の基台のそれぞれの一面に、プレスすることによって凹部を形成する工程と、前記第１の基台の凹部を有する面にエレメント部を載置する工程と、前記第１の基台の凹部と第２の基台の凹部を対向させて空間部を形成し、この空間部の内部に前記エレメント部が配設されるように前記エレメント部の上面に前記第２の基台を載置して電流ヒューズ本体部を形成する工程と、前記電流ヒューズ本体部の両端部に前記エレメント部と接続されるように一対の外部電極を形成する工程とを備えた面実装型電流ヒューズの製造方法。