JPH02244531A - 基板型温度ヒューズ・抵抗体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基板型温度ヒューズ・抵抗体及びその製造方
法に関し、更に詳しくは超極薄のアルミナ基板を使用す
ることにより迅速に作動する、即ち応答速度が速いと共
に、小型化かつ薄型化した基板型温度ヒューズ・抵抗体
及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 基板型温度ヒューズ・抵抗体は、電気機器中の抵抗体が
過電流により発生する熱又は異常に発生した熱等により
電気ｍ器を損傷するのを防止するために、電気機器に設
置されるものであるが、従来の基板型温度ヒューズ・抵
抗体は、一般に絶縁基板に設けられた電極間に低融点金
属体を設け、この上にフラックス層を設けた後、全面に
樹脂の被覆層を設けた温度ヒユーズと低抗とを組合せて
構成されるものである。

この基板型温度ヒューズ・抵抗体は、電気ｍ器中の抵抗
体の過熱にる発生熱によってフラックス層は溶融してお
り、更に抵抗体が過熱状態になると、その熱により低融
点金属体が溶断する。

このような基板型温度ヒューズ・抵抗体は、種々開発さ
れているが、例えば実開昭６３−９７２０７号の明細書
には、絶縁基板の片面上に低融点金属体と膜状抵抗体と
を設け、低融点金属体上にフラックス層を設け、該絶縁
基板片面の全面上に絶縁層を設けた基板型温度ヒューズ
・抵抗体が記載されている。

またフラックス上に設けられる樹脂層は、二重構造とな
っており、フラックスに接する側の樹脂は、フラックス
に対して耐腐食性を有するものからなっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記の明細書に開示された基板型温度ヒ
ューズ・抵抗体は、低融点金属体及び膜状抵抗体を被覆
する絶縁層が樹脂からなるために、特に外部から受ける
熱が、この樹脂層側からは十分伝達されず、したがって
熱が低融点金属体へ伝帳する主経路はセラミック基板側
になる。しかし、このセラミック基板もその厚さが０．
３〜１　、５ｍｎ＋と厚いため、熱の伝帳に時間がかか
り、その応答が遅くなり最近の高機能化した電気機器に
は十分対応することができないという問題がある。

一方、膜状抵抗体は樹脂の厚い層があるので該抵抗体か
ら発生した熱の放散が十分でなく、そのため発生した熱
により抵抗体は過熱され、更にその熱はセラミック基板
を通じて温度ヒユーズへ流れ、該温度ヒユーズを動作さ
せる。したがって本来放散されるべき熱の蓄積によって
温度ヒユーズを溶融してしまうという問題がある。

またフラックスを用いる場合は、耐フラックス性を有す
る樹脂層を設けるために、その樹脂層が二重構造となり
、したがうて厚さが厚く熱の伝帳が不十分であるばかり
でなく、薄型化できないという問題があり、更に樹脂層
であるため耐熱性、耐燃性に問題がある。

そこで、本発明者は、前記の問題点に鑑みて、種々研究
を続けた結果、超極薄のアルミナ基板を使用すると共に
それを使用した製造方法によって、前記の問題点が解決
されることを見出し、本発明はこれに基づいて発明され
たものである。

したがって、本発明の第１の目的は、熱の伝帳経路が限
定されることなく、また熱の放散が」分行え、更に熱の
伝帳経路の短い、したがって応答速度に優れた小型化か
つ薄型化し、更に耐熱性及び耐燃性の擾ねた基板型温度
ヒューズ・抵抗体を提供することにある。

また本発明の第２の目的は、アルミナ基板を使用して簡
単に形成できる、応答速度に優れた小型化かつ薄型化し
た基板型温度ヒューズ・抵抗体の製造方法を提供するこ
とにある。

Ｌ問題点を解決するための手段］ したがって、本発明の前記目的は、 １）８ｉめで薄くかつ緻密な構造を有するアルミナ基板
の各中空部に、電極間が低融点金属体で接続されている
１対の電極及び耐フラックス性の絶縁性被膜により覆わ
れた原状抵抗体を有する基板型温度ヒューズ・抵抗体。

２）第１項記載の低融点金属体を有する中空部は、フラ
ックスにより充填されていることを特徴とする基板型温
度ヒューズ・抵抗体。

３）第１項記載の膜状抵抗体を有する中空部は、耐フラ
ックス性の絶縁体により充填されていることを特徴とす
る基板型温度ヒューズ・抵抗体。

４）第１項記載の膜状抵抗体を有する中空部は、耐フラ
ックス性の絶縁体により充填され、かつ膜状抵抗体を有
する中空部は、耐フラックス性の絶縁体により充填され
ていることを特徴とする基板型温度ヒューズ・抵抗体。

５）超極薄かつ緻密な構造を有するアルミナ基板上に、
回路部品として、膜状抵抗体と該基板上の電極間に接続
して低融点金属体を設け、ついで前記低融点金属体の周
囲に渡ってフラックス層を形成し、かつ前記膜状抵抗体
には耐フラックス性の絶縁性被膜によって被覆し、少な
くともこれら回路部品に相当する部分を欠除したアルミ
ナ基板からなる枠体を設け、更に超極薄かつ緻密な構造
を有するアルミナ基板からなる蓋を設け、これらアルミ
ナ基板、枠体及び蓋を順次又は同時に接着することを特
徴とする基板型温度ヒューズ・抵抗体の製造方法よって
それぞれ達成された。

［発明の詳細な説明］ 次に本発明を更に具体的に説明する。

本発明において、「極めて薄くＪ、「超極薄」とは、通
常この技術分野において用いられる基板よりもずっと薄
く、０．１］５ｍａｒ−０，２ｍｍの厚さで、しかも強
度の大きいものを意味する。

本発明に用いられる電極が形成される基板としては、超
極薄かつ緻密な構造を有するアルミナ基板が好ましく、
例えばゾル−ゲル法によって製造されるアルミナセラミ
ックを意味しており、得られたアルミナ基板は、厚さが
０．０５ｍｍ〜０．２１１１１１１　、好ましくは０．
１１１ｍ　〜Ｏ，２ｍｍの９６％アルミナ基板及び９９
％アルミナ基板を含むものである。

本発明に用いられる電極には、銅、金、銀、白金、パラ
ジウム、ニッケル、タングステン等の通常この技術分野
で用いられる金属が挙げられ、使用目的に合わせて適宜
選択される。

またこれらの金属は、導体ペーストとしてスクリーン印
刷するか、エツチング技術を用いて腐食液によるエツチ
ング又はスパッタエツチング、更には金属蒸着等の電極
形成技術によって形成される。

電極には、低融点金属体が接続されるが、この接続には
、溶接、半田付は等が用いられる。

この低融点金属としては、銀、銅、錫、鉛等の単体或は
これらの合金が使用される。

本発明に用いられる膜状抵抗体としては、通常抵抗ペー
ストが用いられ、例えば酸化金属粒子とガラスフリット
との混合物が用いられる。　この抵抗ペーストの印刷に
は、スクリーン印刷等のこの技術分野において通常用い
られる厚膜又は薄膜技術が用いられる。

本発明に用いられるアルミナ基板の中空部の形成は、成
形又はレーザーによる切除等の方法により製造される。

またこの中空部の形状は、低融点金属体の形状にも関係
するが、一般には任意の形状が用いられ、好ましくは方
形または円形がよく、更に好ましくは楕円形がよい。

この中空部には、フラックスが充填されていても、充填
されていなくてもよいが、好ましくはフラックスが充填
されていた方がよく、この場合には、好ましいフラック
スとしては、ロジン、活性ロジン等のロジン話導体を含
む樹脂系フラックス、またスレアリン酸、オレイン酸等
、塩酸アニリン等の有機ハロゲン化合物等の有機酸系フ
ラックス、更に塩酸等の酸、塩化亜鉛等の塩等の無機酸
系フラックスが用いられるが、好ましくは樹脂系及び有
機酸系フラックスである。

本発明に用いられる基板型温度ヒューズ・抵抗体は、超
極薄かつ緻密な構造を有するアルミナ基板上に少なくと
も１対の電極を前述の導体形成技術を用いて形成し、つ
いでこの電極間に前記低融点金属体を接続することによ
り形成し、続いて、このアルミナ基板上には、前述の膜
形成技術を用いて膜状抵抗体を形成することによって製
造される。次に別のアルミナ基板の、前記電極部に相当
する部分を欠除して枠体を形成する。こねを前記の電極
を有する基板に重ねて接着剤で接着し、更にこの上に封
止するための超極薄かつａ！！密な構造を有するアルミ
ナ基板からなる蓋を重ねて接着する。この場合接着剤と
しては、耐熱性接着剤が用いられる。

々ｆましくけエポキシ系接着剤等が挙げられる。

好ましい耐熱性接着剤は、ガラス等の無機系、ポリイミ
ド系、ポリアミドイミド系あるいはポリベンズイミダゾ
ール系等の有機系の接着剤が挙げられる。

接着はこれらアルミナ基板、枠体及び蓋を順次接着して
も良く、また同時に接着してもよい。

［実施例］ 以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが
、これは本発明の一実施態様であり、本発明は、この例
に限定されない。

第１図は、本発明の基板型温度ヒューズ・抵抗体の構成
を示す平面図である。

第２図は、第１図のＩ−１’　によって切断された部分
を示１゛断血図である。

第１図において、アルミナ基板１として、熱伝導性の良
好なゾル−ゲル法によって製造された、厚さが０，２■
アルミナ基板１を使用し、このアルミナ基板１　（第２
図においてはアルミナ基板１３）上に一対の電極４．４
を有し、これらの電極にはリード端子５．５が設けられ
ている。この電極は、導電性ベースｉ−用いてスクリー
ン印刷する。ついで一方の電極５には膜状抵抗体３を形
成するためにスクリーン印刷法を用いて抵抗ペーストを
印刷する。更に得られた膜抵抗体は、耐フラックス性の
ガラス等の膜状絶縁体により被覆する。（第１図の膜状
抵抗体を囲んだ点線内）前記のようにして得られた電極
間に低融点金属体２を溶接する。

この低融点金属体２にはＡｇ−Ｃｕ合金が用いられ、ヒ
ユーズエレメントとして動作するもので、いわゆる高温
で溶融して切断される。

次に前記の低融点金属体２をフラックスで被覆した後、
アルミナ基板をレーザーにより繰り抜いて作った枠１２
を重ね、その上にアルミナ基板からなるＭｌｌを設ける
。この枠１２内には低融点金属体２を覆つ°Ｃフラック
ス（第１図の低融点金属体を囲んだ点線内）が充填され
ているが、フラックスは低融点金属体２に枠１２を設け
た後、その中へ充填してもよい。

ついでこれらの基板、枠、蓋は、それぞれ耐熱性接着剤
として、低融点ガラスを用いて接着される。

以上のように形成された基板型温度ピュ・−ズ・抵抗体
は、電気機器全般に使用される電子部品を保護するため
使用され、例えば半導体素子の保護、パワーモジュール
の爆発に対するの保護、ＭＯＳ−ＦＥＴの保護、その他
トランジスタ等の電子部品の保護が挙げられる。

［発明の効果］ 以上述べた説明から明らかなように、本発明においては
、基板型温度ヒエーズ・抵抗体に超極薄のアルミナ基板
を使用したので、熱の伝帳経路が限定されることなく、
また熱の伝帳経路の短い、したがって応答速度に優れた
小型化かつ薄型化し、更に耐熱性及び耐燃性の優れた基
板型温度ヒューズ・抵抗体が得られる。

またｉ　ｆｆｌ類の、しかも超極薄のアルミナ基板を使
用して製造したので、応答速度に優れた小型化かつ薄型
化した基板型温度ヒューズ・抵抗体を簡単に製造できる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基板型温度ヒューズ・抵抗体の平面
図である。 第２図は、第１図の基板型温度ヒューズ・抵抗体のｒ−
Ｉ’　によって切断された部分を示す断面図である。 符号の説明 １・・・アルミナ基板 １１・・・超極薄のアルミナ基板 １２・・・枠 １３・・・超極薄のアルミナ基板 ２・・・低融点金属体（ヒユーズエレメント）３．３・
・・膜状抵抗体 ４．４・・・電極 ５．５・・・端子。 特許出願人　　　　三菱鉱業セメント株式会社代理人弁
理士　　　　　　　　中　　　島　　　幹　　　雄弁埋
土 冨　　　安　　　恒　　　文

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）極めて薄くかつ緻密な構造を有するアルミナ基板の
   各中空部に、電極間が低融点金属体で接続されている１
   対の電極及び耐フラックス性の絶縁性被膜により覆われ
   た膜状抵抗体を有する基板型温度ヒューズ・抵抗体。 ２）請求項１記載の低融点金属体を有する中空部は、フ
   ラックスにより充填されていることを特徴とする基板型
   温度ヒューズ・抵抗体。 ３）請求項１記載の膜状抵抗体を有する中空部は、耐フ
   ラックス性の絶縁体により充填されていることを特徴と
   する基板型温度ヒューズ・低抗体。 ４）請求項１記載の膜状抵抗体を有する中空部は、耐フ
   ラックス性の絶縁体により充填され、かつ膜状抵抗体を
   有する中空部は、耐フラックス性の絶縁体により充填さ
   れていることを特徴とする基板型温度ヒューズ・抵抗体
   。 ５）超極薄かつ緻密な構造を有するアルミナ基板上に、
   回路部品として、膜状抵抗体と該基板上の電極間に接続
   して低融点金属体を設け、ついで前記低融点金属体の周
   囲に渡ってフラックス層を形成し、かつ前記膜状抵抗体
   には耐フラックス性の絶縁性被膜によって被覆し、少な
   くともこれら回路部品に相当する部分を欠除したアルミ
   ナ基板からなる枠体を設け、更に超極薄かつ緻密な構造
   を有するアルミナ基板からなる蓋を設け、これらアルミ
   ナ基板、枠体及び蓋を順次又は同時に接着することを特
   徴とする基板型温度ヒューズ・抵抗体の製造方法。