JP5198733B2 - デュアルヒューズリンク薄膜ヒューズ - Google Patents

Description

本発明は回路保護に関するものであり、より詳細にはヒューズ保護に関するものである。

プリント基板（ＰＣＢ）はあらゆる種類の電気及び電子装置における応用が拡がっている。電子装置を機能させるのはプリント基板及びその上に配置されるコンテンツである。携帯電話及び携帯電子装置はますます小型に設計され、製造されるので、ＰＣＢ上のスペースをセーブする必要性は重大なものである。

より大きなサイズの従来の電子回路のような、プリント基板上に形成された電子回路は電気的過負荷に対する保護を必要とする。特に、通信産業におけるプリント基板及び他の電子回路は電気的過負荷に対する保護を必要とする。この保護はＰＣＢに物理的に固定する超小型ヒューズによって行うことができる。

工業的に現在使用されている超小型ヒューズは典型的には単一の回路若しくは導電性経路についての過電流保護を提供する。多くの例では、複数のヒューズを用いなければならず、ＰＣＢ上で必要なスペースを使用してしまう。従って、十分なヒューズ保護を提供するのに必要なヒューズの数を低減することによってＰＣＢ上のスペースを節約する必要性がある。

ボードのスペースを節約するのと同様に、ＰＣＢによって生じた異なる条件若しくは制限に合うコンポーネントを提供するのが望ましい。ＰＣＢレベルヒューズは典型的には単一のアンペア数に対してランク付けされる。ヒューズ電流定格についての柔軟性の増大の必要性がある。さらに、適当な定格を有するヒューズだけを回路に配置することによってアセンブラーを補助するのが望ましい。

本発明は、絶縁基板に固定された複数のヒューズリンクを含む表面実装可能ヒューズを提供する。本発明の単一ヒューズは同じ回路又は複数の異なる回路の複数の導電経路を保護することができる。ヒューズのヒューズリンクは同じに又は異なるように定格を決められ得る。定格が異なる場合には、ヒューズリンクの構成は、一実施形態においては、ヒューズが実装ミス（例えば、誤ったヒューズ定格で回路に実装される）を生じないように配置される。

絶縁基板は、ＦＲ−４、エポキシ樹脂、セラミック、樹脂でコーティングされたフォイル、テフロン（登録商標）、ポリイミド、ガラス、及び、他の適切なこれらの組み合わせのような適当な材料から成る。一実施形態のヒューズリンクは端子としての銅トレースを含む。端子は、追加の銅層、ニッケル層、銀層、金層、及び／ 又は、鉛−錫層のような複数の導電層でメッキすることができる。

ヒューズリンクはそれぞれ、ヒューズエレメントを含む。一実施形態では、ヒューズエレメントは、リンクの各端子間の、ヒューズリンクのそれぞれのほぼ中央に配置されている鉛−錫スポットである。ヒューズリンクの銅トレースが溶融する前に鉛−錫スポットが溶融し、銅トレースが溶融されるヒューズエレメントのスポットでより迅速に加熱するようになる。ヒューズリンクは所望のスポットで開となる。

ヒューズリンクは互いに非対称な関係で配置し得て、これによって、ヒューズが実装ミスとなり得にくくする。さらに、絶縁基板のある部分を、端子及びヒューズリンクの金属化に加えて金属化して、半田付け中のヒューズのバランス（平衡）を助け得る。このように、非バランス金属化パターンによるハンダ付け中の潜在的に等しくない表面張力がバランスする。このような追加の金属化によって、本発明のヒューズを少なくともいくらか自動位置合わせ可能とすることができる。ヒューズの診断テストが例えばヒューズがＰＣＢに半田付けされた後に、ヒューズをフリップすることなく実施できるように、端子が構成される。

ヒューズ本体上にヒューズリンクを配置する複数の実施形態が開示されている。種々の実施形態は例えば、Ｘ字配置、平行関係、垂直関係、又はクロス型配置を有するヒューズリンクを含む。

一実施形態では、各ヒューズリンクは独特な一対の端子にまで延びる。他の実施形態では、ヒューズリンクは一端子、すなわち、アース端子若しくは共通端子を共有する。

一実施形態のヒューズは、少なくともヒューズリンク及びこれに関連するヒューズエレメントを被覆すると共に、親ＰＣＢに半田付けするために端子の少なくとも一部を露出する保護コーティングも備える。

さらに、本発明は、基板間に配備されたヒューズリンク層を有する複数の基板を有するヒューズを含む。このように、３個以上のヒューズリンクを有する単一のヒューズを備えてもよい。

従って、本発明の利点は多数のヒューズリンクを有する単一の装置を提供することである。

本発明の他の利点は、改善された表面実装可能ヒューズを提供することである。

さらに、本発明の利点は、複数の回路又は単一回路の複数の導電経路を保護することである。

本発明の他の利点は、製造適正を改善するための追加の金属化部分を有する表面実装ヒューズを提供することである。

本発明の他の利点は、異なるヒューズ定格を有する複数のヒューズリンクを提供することである。

本発明の利点は、両面保護及び診断テストのための一側を有する表面実装ヒューズを提供することである。

さらに、本発明の他の利点は、実装ミスを防止するために、複数のヒューズ定格を有するマルチ定格ヒューズと、多様な実装フットプリントを提供することである。

本発明の他の利点は、ヒューズの実装ミスを防止するために非対称に配置された異なるヒューズリンクを有するヒューズを提供することである。

さらに、本発明の利点は、完全に独立した導電経路又は共通ラインを有する複数のヒューズリンクヒューズを提供することである。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の発明の詳細な説明及び図面に記載されており、これによって明らかになるだろう。

本発明は、複数回路についての単一ヒューズ又は単一回路の複数の導電性経路の過電流保護を提供する。ヒューズは複数のヒューズリンク及びヒューズエレメントを含む。これらは好適な一実施形態では、絶縁基板にメッキされ、接着され、又は固定される。対応するヒューズは親ＰＣＢに表面実装もできる。

図面特に、図１Ａから図１Ｃにおいて、本発明のデュアルヒューズリンク表面実装可能ヒューズの一実施形態をヒューズ１０として示す。ヒューズ１０は、頂部１４と底部１６とを有する基板１２を含む。基板１２は正面部２６，背面部２８，レフト側部３０、及び、ライト側部３２を有する。ヒューズ１０はそれぞれ頂部表面及び底部表面１６に取り付けられた独立の導電性経路若しくはヒューズリンク３４，３６を含む。ヒューズリンク３４は別々の導電性経路３４ａ及び３４ｂ（合わせてヒューズリンク３４としている）を含む。ヒューズエレメント５０はヒューズリンク３４のほぼ中央の、導電性経路３４ａと３４ｂとの間の界面に配置されている。同様に、ヒューズリンク３６は、２つの別々の経路３６及び３６ｂ（合わせてヒューズリンク３６としている）を含む。ヒューズエレメント５２はヒューズリンク３６のほぼ中央の、導電性経路３６ａと３６ｂとの間の界面に配置されている。第１のヒューズリンク３４及びヒューズエレメント５０は基板１２の頂部１４上に配置されている。第２のヒューズリンク３６及びヒューズエレメント５２は基板１２の底部１６上に配置されている。

基板１２はいかなる適した絶縁性材料からもなりえる。好適な実施形態では、絶縁性材料は電気的かつ熱的に絶縁性である。基板１２に対して適当な材料は、Ｆ Ｒ−４、エポキシ樹脂、セラミック、樹脂でコーティングされたフォイル、テフロン（登録商標）、ポリイミド、ガラス、及び、他の適切なこれらの組み合わせを含む。

一実施形態におけるヒューズリンク３４及び３６は銅トレースであるか、又は、銅トレースを含む。銅トレースは適切なエッチング又は金属化（メタライゼーション）プロセスを介して基板１２上にエッチングされる。基板１２上に金属をエッチングするための一の適した工程は、本発明の承継人に承継され、本願に全内容が参考として組み込まれている米国特許第５，９４３，７６４号明細書（以下、“’７６４特許”）に記載されている。ヒューズ１０の基板１２を金属化する他の可能な方法は、ヒューズリンク３４及び３６を基板１２に接着することである。ヒューズ１０のヒューズリンク３４及び３６を基板１２に接着するための１つの好適な方法は、本発明の承継人に承継され、本願に全内容が参考として組み込まれている米国特許第５，９７７，８６０号明細書に記載されている。

一実施形態におけるヒューズエレメント５０及び５２は錫及び鉛の組み合わせ例えば、はんだを含む。ヒューズエレメント５０及び５２はヒューズリンク３４及び３６より低い融点を有する。このため、ヒューズエレメント５０及び５２はヒューズリンク３４及び３６より低い融点を有するいかなる金属又は合金でもよい。

図示したように、ヒューズリンクは、経路の半分３４ａと３４ｂとの間、及び、３６ａと３６ｂとの間の界面に向かって延びるにつれて狭くなっている。ヒューズリンク３４及び３６の狭くなっている部分は、経路が過電流条件の際に十中八九開路（オープン）する位置である。ヒューズエレメント５０及び５２の追加は、対応するヒューズリンクが狭くなっている位置で、例えば錫−鉛スポット５０及び５２でオープンするのを保証するのに役立つ。ヒューズエレメント５０及び５２が過電流条件によって加熱すると、合金は溶融し、銅トレース３４及び３６上における熱移動点の増加を引き起こす。続いて、銅トレースのこれら点は、ヒューズリンク３４及び３６に沿った他の点より前に溶融する。このようにして、トレース３４又は３６のいずれかがオープンする点は制御可能であるとともに繰り返し可能である。

図示したように、導電性経路３４ａは基板１２のコーナーのうちの一つに配置した端子（ターミナル）４０まで延びている。図１Ａに示したように、導電性経路３４ｂは基板１２の異なるコーナーに配置した第２の端子４２まで延びている。図１Ｃに示したように、一実施形態において、ヒューズリンク３４の端子４０及び４２は、頂部１４から側部３０及び３２を下へ延び、基板１２の底部１６の一部をカバーする。基板の複数の表面に沿って端子を延ばすことによって、例えば、親プリント基板（“ＰＣＢ”）に実装された後に、ヒューズリンクのそれぞれがヒューズの一側から診断によって、又はヒューズをフリップする必要なくテストできる。

図１Ｃは、第２のヒューズエレメント５２を有する第２の曲がりくねった形状のヒューズリンク３６の端子４４及び４６を示している。図１Ｃに示したように、導電性経路３６ａは基板の第３のコーナーに位置する端子４４にまで延びている。導電性経路３６ｂは、基板１２の背面２８に沿って位置する端子４６にまで延びている。図１Ａ及び図１Ｂで示したように、端子４４は側部３０及び正面部２６を上に、また、基板１２の頂部１４の一部に沿って延びている。同様に、端子４６は背面２８を上に、また、基板１２の頂部１４の一部に沿って延びている。

図１Ａから図１Ｃに示したように、ヒューズリンク３４及び３６は基板１２の４つのコーナーのうちの一つにまでは延びていない。にもかかわらず、第４のコーナーは、基板１２の頂部１４、正面部２６、側部３２及び底部１６の一部に沿って金属化されている。すなわち、第４の端子４８は、ヒューズリンク３４及び３６のいずれにも電気的に接続されていない。

独立の端子４８は複数の理由で備えられている。第１に、基板１２の第４のコーナーの金属化によって、ヒューズ１０が親ＰＣＢに適切にはんだ付け可能となる。ヒューズ１０の４つの全コーナーを親ＰＣＢにはんだ付け（例えば、リフローはんだ付け）できることは、ヒューズ１０がＰＣＢ上に平らに実装され、ヒューズ１０の一以上の側又はコーナーから上方に傾斜し若しくは曲がらないことを保証するのに役立つ。ダミー端子４８は、ヒューズ１０が親ＰＣＢの表面に沿ってＸ−Ｙ若しくは平面方向において正しく位置合わせされるように、ヒューズ１０がＰＣＢにはんだ付けされるときに表面張力をバランスさせる。第４の金属化４８もヒューズ１０を４つの全コーナーにおいて固定することを可能とし、ヒューズ１０と親ＰＣＢとの間の接続を強化する。端子４８も診断上役立つ。

ダミー端子４８を有する第４のコーナーを金属化する他の理由は製造プロセスを簡素化することである。’７６４特許において議論しているように、ヒューズ１０を製造する最終段階の一つは複数のヒューズの大きな１シートから個々のヒューズをダイスカットし若しくは切断することである。’７６４特許において記載されているのと同様の工程をヒューズ１０を製造するのに用いることができる。従って、製造段階におけるある点でのヒューズ１０は最大８個（４個の横方向及び４個の対角線）の他のヒューズに隣接する。ダミー端子４８における１／４円は他の３個のヒューズの３個の端子の１／４円に隣接する。４個のヒューズの４個の１／４円は合わせてボア若しくはホールを形成する。全ホールをメッキするのは、ダミー端子４８をメッキしかつ他のヒューズの実際の端子のためのホールの３個の１／４円だけをメッキするよりも容易である。複数の理由のため、ダミー端子４８は望ましい。

’７６４特許において議論しているように、端子４０，４２，４４，４６及び４８の一又は二以上の上に複数の導電層を配置するのが望ましい。端子４０〜４６の導電層は、銅、ニッケル、銀、金、鉛−錫及び他の適した金属の層のいかなる数及び組み合わせをも含み得る。端子は同じ数若しくは異なる数及び種類の導電層を有し得る。

図１Ａ〜図１Ｃにおける端子の配置は複数の理由のために有利である。第１に、ヒューズリンク３４及び３６とこれに係るエレメント５０及び５２とは互いに熱的に分断されている。一つの理由として、ヒューズエレメント５０及び５２は互いに基板の両面側に配置される。また、ヒューズエレメント５０及び５２は横方向に、若しくは互いに対して平面方向に位置ずれされている。すなわち、エレメントは互いに上下に直接には配置されていない。その代わりに、エレメント５０及び５２の間隔若しくは配置は、図１Ａ及び図１Ｃのそれぞれに平面図及び底面図で示しているようにオフセットされている。三方向にエレメント５０及び５２を離隔させて配置することは、エレメントを互いから絶縁し、誤ったトリガーを防止するのに役立つ。

図１Ａから図１Ｃに示したヒューズリンク配置の他の利点は、異なる定格のヒューズリンクを生成するために、ヒューズリンク及びヒューズエレメントを異なるサイズとするか、若しくは構成することができるということである。例えば、基板１２の頂部１４上に配置したヒューズリンク３４（独立の経路３４ａ及び３４ｂを含む）及びヒューズエレメント５０は、５アンペア若しくは１５アンペアに定格され得る底部ヒューズリンク３６（経路３６ａ及び３６ｂを含む）及びヒューズエレメント５２とは異なる定格、例えば、１０アンペアとすることができる。一般には、可融リンク及び関連するヒューズエレメントのいずれかは１アンペアから アンペアに定格され得る。

ヒューズ１０の頂部１４及び底部１６上のヒューズリンクの非対称の配置によって、ヒューズ１０の不適切な実装がより起こりにくくなる。すなわち、ヒューズリンク３４及びヒューズエレメント５０の端子４０及び４２の実装フットプリントは、ヒューズ１０の底部１６上に配置するヒューズリンク３６、端子４４及び４６の実装フットプリントとは異なっている（例えば、端子４４及び４６に対応する実装パッドには実装されない）。逆もまた正しい。すなわち、ヒューズリンク３６の端子４４及び４６に対応する親ＰＣＢの実装パッドは、ヒューズリンク３４の端子４０及び４２とは対応せず、ヒューズリンク３４の端子４０及び４２には実装できない。従って、ヒューズ１０のヒューズリンク３４及び３６の配置によって、アセンブラーにおいて、回路に不適当に定格が決められたヒューズが配置されること、若しくは不適当にヒューズ１０が実装されることが防止されるか、若しくは防止される傾向がある。

図示していないが、ヒューズ１０の頂部１４及び底部１６の一部を絶縁性保護コーティングによって被覆することができる。保護コーティングは、ヒューズリンク３４及び３６と共に、それらのヒューズエレメント５０及び５２全体の実質的な気密又は水密なシールを形成する。端子４０，４２，４４，４６及び４８のそれぞれの少なくとも一部は、ヒューズ１０を親ＰＣＢに実装できるように露出されたままである。保護層は、ヒューズリンク３４及び３６と共に、ヒューズエレメント５０及び５２の腐食及び酸化を防止する。保護層はまた、ヒューズリンク３４及び３６、並びにヒューズエレメント５０及び５２を機械的な衝撃から保護するとともに、例えば、ヒューズ１０をピックし配置するために真空を付与できるツールを上に備えた表面を設けることによって、ヒューズ１０の分布及び製造に役立つ。保護層はまた、ヒューズリンクの一つが過負荷状態で開となるときに生ずる、溶融、イオン化、及びアーチ作用を制御するのに役立つ。このために、コーティングはヒューズ１０のヒューズリンクの一つが開となっている間、所望のアーチクエンチングを提供する。

一実施形態におけるコーティングは、ヒューズ１０の所望の位置上にステンシルによる印刷若しくはスクリーン印刷され得るポリウレタンゲル若しくはペーストのようなポリマーを含む。適したポリウレタンの一つはダイマックス社（Ｄｙｍａｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のものである。

図１Ａ〜図１Ｃのヒューズ１０に関して先述した教示はここに述べる残りのヒューズに対しても適用できる。残りのヒューズは、主にヒューズリンク、ヒューズエレメント、及びこれに関連する端子の配置及び構成において異なっている。基板、ヒューズリンク、端子、及びヒューズエレメントについて上述した材料のそれぞれは残りのヒューズのそれぞれに適用できる。簡略のために、これらの材料、作製方法又は用途については前述のヒューズのそれぞれと同様であるので繰り返さない。

例示目的で、ヒューズのそれぞれは、各ヒューズ上のヒューズリンク及びヒューズエレメントの形状若しくは相対的な配置の例示である名称が付与される。従って、図１Ａ〜図１Ｃに示したヒューズ１０は、ヒューズリンク３６の曲がりくねった形状のために、曲がりくねりヒューズと称する。従って、図２Ａ〜図２Ｃに示したヒューズ６０は対称な、平行ヒューズと称する。

対称で平行なヒューズ６０は、図１Ａ〜図１Ｃの曲がりくねりヒューズ１０について上述したのと同一のコンポーネントを多く含んでいる。特に、ヒューズ６０は、頂部６４，底部６６、背面部６８， 側部７０及び７２、及び正面部７６を有する絶縁基板６２を含む。ヒューズリンク８４及び８６はメッキされ、エッチングされ、基板６２に接着され若しくは別様に固定されている。ヒューズリンク８４はそれぞれ端子９０及び９２まで延びている導電経路８４ａ及び８４ｂを含む。ヒューズリンク８６はそれぞれ端子９４及び９６まで延びている導電経路８６ａ及び８６ｂを含む。ヒューズエレメント１００はヒューズリンク８４上に配置されて、ヒューズリンク８４が過電流状態において開となる明確な点を提供するのに役立つ。同様に、ヒューズエレメント１０２はヒューズリンク８６上に配置されて、ヒューズリンク８６が開となる明確な点を提供する。

ヒューズリンク８４及び８６は設定されかつ所望の過電流レベルで開となるような寸法（厚さと幅）を備えている。ヒューズリンク８４及び８６は互いに同じ又は異なる定格に決められてもよい。ヒューズ６０のヒューズリンク及び端子の平行かつ対称な配置を仮定すると、基板１２の表面６４又は６６のどちらが親ＰＣＢ上に配置されるかにかかわらず、ヒューズが適切に配置されるようにヒューズリンクは同じ定格を有するのが望ましい場合がある。

図２Ａ〜図２Ｃに示したように、端子９０〜９６はそれぞれ、基板の各側部７０及び７２，正面部７６，及び背面部６８を下／上に延びている。端子はさらに、対向する頂部６４又は底部６６の一部に沿ってそれぞれ延びている。図１Ａ〜図１Ｃのヒューズ１０と異なり、ヒューズ６０の４コーナー全部に、それぞれヒューズリンク８４及び８６の一方から延びる端子９０〜９６が形成されている。従って、図２Ａ〜図２Ｃのヒューズ６０はダミー端子を必要としない。

ヒューズ６０の平行かつ対称の配置において、又は、ここに記載したヒューズのいずれかによって、第３のヒューズリンク及びエレメント、第３の端子セットに延びる導電経路の第３のセットを挟む２つの基板６２を提供することが明らかに予期されている。一実施形態において（図示しない）第３の端子セットは例えば、正面部７６及び背面部６８又は端子９０〜９６が位置するコーナーから離れたところで２つの基板６２の外側が金属化されている。このように、本発明はアセンブリあたり、２以上のヒューズリンク及びヒューズエレメントを備える。本発明はまた、適切な数の絶縁基板及び絶縁層間に配置した導電層の具備を含む。独立のヒューズリンクのそれぞれは、ヒューズの少なくとも一の外側面に配置した端子に延びている。３個以上の端子はそれぞれ、同じに定格を有するか、いくつかが異なる定格を有するか、それぞれが異なる定格を有するか、又はこれらの組み合わせであってもよい。

ヒューズ６０は、例えば、ヒューズリンク８４と８６、及び、ヒューズエレメント１００及び１０２をカバーする所望の場所に位置する（図示しない）保護コーティングを含む。保護コーティングは、図１Ａ〜図１Ｃのヒューズ１０に関連して検討された上述の材料のいずれかからなる。

図３Ａ〜図３Ｃに示したように、第３のヒューズ１１０を図示する。ヒューズ１１０は、上述のヒューズ１０〜６０と同じコンポーネントの多くを含んでいる。見かけ上明らかなので、ヒューズ１１０はＸ字対称ヒューズと称される。Ｘ字対称ヒューズ１１０は基板１１２を含む。基板１１２は上述の材料のいずれかからなる。基板１１２は、頂部１１４、底部１１６、側部１２０及び１２２、正面部１２６及び背面部１１８を含む。

導電経路１３４ａ及び１３４ｂを含むヒューズリンク１３４は、上述の方法のいずれかによって、ヒューズ１１０の頂部１１４上に配置されている。同様に、導電経路１３６ａ及び１３６ｂを含むヒューズリンク１３６は、ここに記載の方法のいずれかによって、基板１１２の底部１１６上に配置されている。ヒューズリンク１３４及び１３６は、ヒューズエレメント１５０及び１５２をそれぞれ含む。

ヒューズリンク１３４の導電経路１３４ａ及び１３４ｂはそれぞれ端子１４４及び１４２に延びている。同様に、ヒューズリンク１３６の経路１３６ａ及び１３６ｂはそれぞれ端子１４０及び１４６に延びている。端子１４０〜１４６は基板１１２のコーナーのそれぞれをカバーする。従って、（図１Ａ〜図１Ｃに示した一つのような）ダミー端子は備えていない。端子１４０〜１４６は基板１１２の正面部、背面部、及び側部を下／上に延びており、ここに記載されているように、各ヒューズリンクの両面側の表面の一部をカバーする。

Ｘ字対称ヒューズ１１０は、さらなるヒューズリンク及びヒューズエレメントを備えた、第３、第４・・・の内側金属層を有するのに適している。また、ヒューズ１１０の対称性のために、ヒューズリンク１３４及び１３６が同じ電流定格を有して、ヒューズ１１０が、不適当に定格を有する過電流保護装置を有する回路を保護するおそれを回避しつつ、ヒューズ１１０を多方向に実装できることが望ましい。

リンク、端子、並びにエレメント１５０及び１５２は上述の材料のいずれかからなる。図示したようなヒューズエレメント１５０及び１５２は、頁の外へ延びる軸に対して互いに位置合わせされている。ヒューズエレメントの配置を交互にずらすことは熱的結合のために望ましい。ヒューズ１１０は、一実施形態においては適当な保護コーティングも含む。

図４Ａ〜図４Ｃに、他の代替のヒューズ１６０を示す。ヒューズ１６０は基板１６２及びヒューズリンク１８４、１８６を含む。ヒューズリンク１８４は基板１６２の頂部１６４上に配置している。ヒューズリンク１８６は基板１６２の底部１６６上に配置している。基板１６２は側部１７０、１７２、正面部１７６及び背面部１６８も含む。

ヒューズ１６０は、基板１６２の側部１７０，１７２、正面部１７６及び背面部１６８の内部が金属化されているのに対して、基板１６２のコーナーは金属化されていなので、図示しかつここに記載した他のヒューズとは異なっている。これら基板１６２の側部１７０，１７２、正面部１７６及び背面部１６８の内部部分の中心は、半円切り欠き若しくはボアを有して示されている。複数のヒューズ１６０がシート状に形成されている場合、ヒューズ１６０が個々のヒューズ１６０に分離され又はダイスカットされる前には、これらボアは当初は完全な円である。にもかかわらず、ヒューズ１６０の正面部、背面部及び側部のそれぞれは端子若しくは金属化を含むので、ヒューズ１６０は、アンバランスな表面張力がかかることなく親ＰＣＢに半田づけ可能であり、追加のダミー端子なしで自動位置合わせ可能であるか若しくはその傾向がある。

外見上の理由でヒューズ１６０はクロス型（十字型）対称ヒューズと称される。ヒューズリンク１８４及び１８６は同じ又は異なる定格に決められてもよい。一実施形態では、ヒューズ１６０が対称であり、ヒューズリンク１８４及び１８６が同じアンペアに定格されているので、ヒューズは不適切な実装のおそれなしに複数の配置で半田づけすることができる。ヒューズリンク１８４及び１８６はそれぞれ、ここに記載されたいずれのタイプでもよいヒューズエレメント２００及び２０２を含んでいる。

本発明のヒューズ及び基板が多くの異なる形状、ヒューズリンク配置及び端子配置を有することができることは前述の例から理解されたい。ヒューズ及び基板も適当な所望の定格を有するヒューズを支持するように寸法が決められている。ヒューズの全体的な寸法は１／１６インチ（１．５９ｍｍ）のオーダーであり、概して方形であり、又は矩形の寸法を有する。基板若しくはヒューズの厚さは１／６４インチ（０．４０ｍｍ）のオーダーであり得る。他の実施形態では、ヒューズの寸法は所望のリストアップされた寸法より大きいか又は小さい、及び／又はリストアップされた厚さより厚い。一実施形態におけるトレースの厚さは５ｍｉｌ（０．１３ｍｍ）のオーダーである。

第１保護コーティング１８０は基板１６２の頂部１６４上に配置している。図４Ｂに示したような第２保護コーティング１８２は基板１６２の底部１６６上に配置している。コーティング１８０及び１８２は上述の材料のいずれかから成り、ここに記載したような利点のそれぞれを提供する。ここに記載したようなヒューズのいずれも第１保護コーティング及び第２保護コーティングを有し得る。

図５Ａ−図５Ｃに、本発明の表面実装の他の実施形態をヒューズ２１０で示す。図示したヒューズ２１０は、単一のアース端子若しくは、独立のヒューズリンク２３４及び２３６を介してロード端子２４０及び２４４に電気的に接続する共通端子２４２を含む。

ヒューズ２１０は絶縁基板２１２を含む。絶縁基板２１２は、頂部２１４、底部２１６、側部２２０及び２２２、正面部２２６、及び背面部２１８を含む。ヒューズリンク２３４は基板２１２の頂部２１４上に配置する。ヒューズリンク２３４はロード端子２４０に延びる第１導電経路２３４ａを含む。ヒューズリンク２３４はアース端子若しくは共通端子２４２に延びる第２導電経路２３４ｂを含む。

ヒューズリンク２３６はヒューズ２１０の基板２１２の底部２１６上に配置する。ヒューズリンク２３６は負荷端子２４４に延びる第１導電経路２３４ａを含む。ヒューズリンク２３６はアース端子若しくは共通端子２４２に延びる第２導電経路２３４ｂを含む。

ヒューズエレメント２５０はヒューズリンク２３４上に配置する。ヒューズエレメント２５２はヒューズリンク２３６上に配置する。ヒューズリンク２３４及び２３６は上述の実施形態のいずれかによって基板２１２に固定される。同様に、エレメント２５０及び２５２はここに記載の実施形態のいずれかによって作製される。ヒューズエレメント２５０及び２５２、さらにはヒューズリンク２３４及び２３６は同じ、又は異なる定格を有することができる。ヒューズリンクは熱分断のために３次元で互いに分離されている。また、ヒューズ２１０の不適当な実装が起き難いので、ヒューズリンク２３４と２３６との間の非対称な関係は、ヒューズ２１０を異なる電流定格に対してもよく適合する。

図５Ａ及び図５Ｃに示したように、基板２１２の４個のコーナーのうちの３つは端子２４０，２４２及び２４４を介して金属化される。上述の理由のため、ダミー端子２４６は一の好適な実施形態で具備される。さらに図示したように、端子のそれぞれは基板２１２の異なる３つの側部の部分の周りに延びている。端子２４０から２４６はそれぞれ、ここに記載されているヒューズのいずれかの端子のように、複数の銅層、ニッケル、銀、金若しくは鉛−錫層のような複数の導電層でメッキできる。

ヒューズ２１０は、単一のアース端子若しくは共通端子につながる複数のロードラインを保護する。３個以上のロード端子を単一のアース端子若しくは共通端子２４２に可融接続できる内部金属層を挟む２個の基板２１２を備えることが可能であることは理解されたい。ヒューズ２１０は共通の否定（ｎｅｇａｔｉｏｎ）ライン若しくはアースラインを有する複数のロード装置を保護する。

図６Ａ〜図６Ｃに、本発明の他の実施形態をヒューズ２６０で示す。前述の実施形態のそれぞれにおいて、ヒューズリンク及びヒューズエレメントは、絶縁基板の両側に配置することによって互いに熱的に絶縁されていた。ここにも記載されているように、ヒューズリンク及びヒューズエレメントは、３個以上のヒューズリンクをＸ−Ｙ方向すなわち面方向に配備するときに、例えば、多数の基板によって分離できる。他方、ヒューズ２６０は、それぞれがヒューズエレメント３００及び３０２を有する複数のヒューズリンク２８４及び２８６がヒューズ２６０の基板２６２の同じ面２６４上に配置された代替の実施形態を示している。ヒューズリンク１８４と１８６との間の面方向の分離を、基板の同じ面上に両方のリンクを備えるのに十分大きくすることができる。従って、複数の面上に複数のヒューズリンクを配置し、例えば、一の装置に合計４個のヒューズリンクを設けることが考えられる。

ヒューズ２６０は上述のような基板２６２を含む。基板２６２は、頂部２６４、底部２６６、側部２７０及び２７２、正面部２７６、及び背面部２６８を有する。記載したように、ヒューズリンク２８４及び２８６はヒューズ２６０の同じ頂面２６４上に配置する。ヒューズリンク２８４及び２８６、及び、これらヒューズリンクそれぞれのヒューズエレメント３００及び３０２は必要に応じて同じ又は異なる定格に定められている。ヒューズリンク及びヒューズエレメントは上述の方法のいずれかによって適用され、ここに開示した異なる材料からなる。

ヒューズリンク２８４は端子２９０に延びる導電経路２８４ａを含む。ヒューズリンク２８４の導電経路２８４ｂは端子２９２に延びる。同様に、ヒューズリンク２８６の導電経路２８６ａは端子２９４に延び、ヒューズリンク２８６の導電経路２８６ｂは端子２９６に延びる。端子２９０から２９６のそれぞれは、図６Ａ及び図６Ｃに示したように基板２６２の３つの側部に沿って延びている。図６Ｂはさらに、端子が上述の複数の導電層でメッキされ得ることを示している。

ヒューズ２６０は比較的対称なので、半田付け中に生成する表面張力はバランスされ、ヒューズ２６０の親ＰＣＢへの実装を少なくともいくらか自動位置決めである工程にする。ヒューズは、例えば異なる電流定格を有するヒューズリンクを提供するとき、代替的には非対称に構成される。

保護コーティング２９８はヒューズエレメント及びヒューズリンク全体に適用される。従って、図６Ａにおいてはヒューズエレメント及びヒューズリンクは透視的に示されている。保護コーティング２９８は上述のタイプのいずれでもよい。さらに、ヒューズ２６０は、ヒューズ定格情報、メーカー情報等の適当な情報を含むマーキング若しくはブランド表示を含む。ここに記載した実施形態のいずれもが表示３０４を有し得る。

ここに記載した好適な現在好適である実施形態の変形及び変更は当業者に明らかであることは理解されたい。そのような変形及び変更は本発明の精神及び範囲を逸脱することはなく、かつ、意図した利点を低減することなく、行うことができる。従って、そのような変形及び変更を特許請求の範囲によってカバーすることが意図されている。

複数のヒューズリンクが曲がりくねった配置を有する、本発明のヒューズの一実施形態の平面図である。 複数のヒューズリンクが曲がりくねった配置を有する、本発明のヒューズの一実施形態の正面図である。 複数のヒューズリンクが曲がりくねった配置を有する、本発明のヒューズの一実施形態の底面図である。 複数のヒューズリンクが対称平行配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の平面図である。 複数のヒューズリンクが対称平行配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の正面図である。 複数のヒューズリンクが対称平行配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の底面図である。 複数のヒューズリンクが対称Ｘ字型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の平面図である。 複数のヒューズリンクが対称Ｘ字型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の正面図である。 複数のヒューズリンクが対称Ｘ字型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の底面図である。 複数のヒューズリンクが対称クロス型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の平面図である。 複数のヒューズリンクが対称クロス型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の正面図である。 複数のヒューズリンクが対称クロス型配置を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の底面図である。 複数のヒューズリンクが単一端子、アース端子又は共通端子に溶融接続された複数の負荷端子を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の平面図である。 複数のヒューズリンクが単一端子、アース端子又は共通端子に溶融接続された複数の負荷端子を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の正面図である。 複数のヒューズリンクが単一端子、アース端子又は共通端子に溶融接続された複数の負荷端子を有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の底面図である。 ヒューズの一側上に配置された同じか又は異なる電流定格の複数の溶融リンクを有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の平面図である。 ヒューズの一側上に配置された同じか又は異なる電流定格の複数の溶融リンクを有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の正面図である。 ヒューズの一側上に配置された同じか又は異なる電流定格の複数の溶融リンクを有する、本発明の表面実装ヒューズの他の実施形態の底面図である。

１０ ヒューズ
１２ 基板
２４ 頂部
２６ 底部
２８ 背面部
３０、３２ 側部
３４、３６ ヒューズリンク
３４ａ、３４ｂ 導電経路
４４、４６ 端子
５０、５２ ヒューズエレメント

Claims (17)

1. 絶縁基板と；
   前記絶縁基板に固定された第１端子と；
   前記絶縁基板に固定された第２端子と；
   前記絶縁基板に固定された第３端子と；
   前記第１端子と前記第２端子とに電気的に接続された第１ヒューズリンクと；
   前記第３端子に電気的に接続された第２ヒューズリンクと；
   を備え、
   前記第１ヒューズリンクは、前記基板の表面上に表面配線として配置され、前記第２ヒューズリンクは、前記基板の裏面上に表面配線として配置されており、
   前記第１及び第２のヒューズリンクは、互いに対して非対称な配置で配置され、前記第１及び第２のヒューズリンクのヒューズエレメントは、ずれた配置で配置されている表面実装ヒューズ。
2. 前記第１端子の少なくとも大部分及び前記第２端子の少なくとも大部分は前記基板の前記表面に配置され、前記第３端子の少なくとも大部分は前記基板の前記裏面上に配置されている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
3. 前記基板は側面をさらに備え、少なくとも一の前記端子は前記基板の複数の面に沿って延びている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
4. 少なくとも一の前記端子は前記基板の対向する側面に沿って延びている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
5. 前記ヒューズリンクは異なる電流定格を有する請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
6. 前記ヒューズリンクはほぼ同じ電流定格を有する請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
7. 前記第２ヒューズリンクと前記第３端子とに電気的に接続された第４端子を含む請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
8. 前記絶縁基板の少なくとも一の部分はハンダ付け可能とし又は製造可能とするために金属化されている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
9. 前記絶縁基板は、ＦＲ−４、エポキシ樹脂、セラミック、樹脂被覆フォイル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド及びガラスから成る群から選択された材料から成る請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
10. 前記端子及び前記ヒューズリンクのうちの少なくとも一つは銅である請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
11. 前記ヒューズリンクのうちの少なくとも一つはヒューズリンクが過電流状態時に開となる点を提供するヒューズエレメントを含む請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
12. 前記ヒューズエレメントは複数の金属を含む請求項１１に記載の表面実装ヒューズ。
13. 前記端子及び前記ヒューズリンクは、メッキ工程と付着工程とから成る群から選択された工程を介して基板に付けられている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
14. 前記ヒューズリンクの少なくとも一つは保護コーティングで被覆されている請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
15. 前記第１ヒューズリンク及び前記第２ヒューズリンクは、前記基板の３個のコーナーと側部とで終端している請求項１に記載の表面実装ヒューズ。
16. 前記基板の第４コーナーも、ハンダ付け可能とし又は製造可能とするために金属化された請求項１５に記載の表面実装ヒューズ。
17. 単一の絶縁基板上に異なる定格の表面実装ヒューズリンクを互いに対して非対称な配置で配置し、前記第１及び第２のヒューズリンクのヒューズエレメントをずれた配置で配置する段階と；
    端子の実装ミスを防止するために、ヒューズリンクと電気的に連通する端子を異なるように構成する段階と；
    を備え、
    前記端子を異なるように構成する段階は、
    前記ヒューズリンクのうちの第１ヒューズリンクに連通する端子を前記基板の異なるコーナーへ延ばす段階と、
    前記ヒューズリンクのうちの第２ヒューズリンクに連通する端子を、前記基板の一の側と、（ｉ）前記基板の他の側か又は（ｉｉ）前記基板の他のコーナーのうちのいずれかと、へ延ばす段階と、
    を備え、
    前記第１ヒューズリンク及び前記第２ヒューズリンクは、前記単一の絶縁基板上の表面配線として構成されている回路保護法。

Images