JPH0521000A - ヒユーズ板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶断回路の膜厚と電力供給回路の膜厚を変え
ることが出来るようにすると共に、溶断回路の基板の耐
熱性を向上する。 【構成】 溶断材料により溶断回路のみをアルミナセラ
ミック等からなる耐熱性基板上に形成した溶断部材を設
ける一方、 絶縁樹脂基板上に電力供給回路(電極)を形成
した回路基板を設け、上記溶断部材の溶断回路の両端を
回路基板の電極と一体に接続するように、溶断部材を回
路基板に固定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁基板上に形成する
回路の一部において、その膜厚、線幅の一方或いは両方
を小さくして溶断回路の働きを持たせたヒューズ板に関
し、詳しくは、溶断回路の基板の耐熱性向上および溶断
回路を高い寸法精度で且つ正確な膜厚制御が出来るよう
にしたもので、特に、ヒューズを集積化および小型化し
て用いる場合、例えば、産業用機器、自動車等のワイヤ
ハーネスにおけるヒューズを集積した集積カードヒュー
ズや、民生用電子機器における小型ヒューズ等として好
適に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図１１に示すような、１枚の絶縁
基板１上に複数のヒューズパターン(以下、 溶断回路と
称す)２を並設した集積カードヒューズは、板材の打ち
抜き、あるいはガラスエポキシ、ポリイミド、ＰＥＴ等
の樹脂基板上に貼付した金属箔のエッチング等により形
成していた。尚、この種の上記集積カードヒューズで
は、図示のように、絶縁基板１上に共通電極３を形成
し、各溶断回路２の一端側を共通電極３に連続させ、他
端側はコネクタ端子接触部となる個別電極４と連続させ
ている。

【０００３】上記カードヒューズを形成する方法とし
て、板材を打ち抜いて溶断回路を形成する場合、寸法精
度が悪いと共に、小容量のヒューズでは溶断回路の幅を
細くしなければならないので、作成が極めて困難な欠点
があった。

【０００４】絶縁樹脂基板上に貼付した金属箔をエッチ
ングして形成する場合は、金属箔(主として銅箔)を貼り
合わせた基板を洗浄後、金属箔の表面にレジストを塗布
し、ついで、露光・現像を行い、エッチングして、上記
図１１に示すような、溶断回路、共通電極、個別電極を
備えた電力供給回路を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記金属箔のエッチン
グによる方法では初期材料として金属箔を貼り合わせた
基板を使用するため、基板上に金属薄膜を形成する工程
が省略できる利点を有する。しかしながら、金属箔の厚
さは一定で、共通電極および個別電極の膜厚と溶断回路
の厚さとが同一になるため、溶断特性の制御はパターン
幅のみで行わなければならないが、この金属箔をエッチ
ングする方法では高い寸法精度で微細パターンを形成す
ることは困難であった。

【０００６】上記のように、溶断回路の幅を小さくする
と、寸法精度を高く保つことが困難で、溶断特性が低下
するため、同様な小容量の溶断回路を形成するには、金
属箔の厚さを薄くすると溶断回路の幅を広くとることが
出来るため、金属箔は薄い方が好ましい。一方、共通電
極およびコネクタ接触電極では電気抵抗を低くするため
厚さが大きい方が望ましい。しかしながら、上記のよう
に、金属箔の厚さは溶断回路および共通電極、個別電極
の全てにおいて均一であるため、溶断回路のみを薄く、
電力供給回路を厚くすることは出来ない問題がある。

【０００７】また、樹脂絶縁基板上に容量の大きな溶断
回路を形成した場合、過電流による発熱で基板から発
煙、更には焼損が発生する危険性がある。上記の問題を
解決するため、基板として耐熱性に優れたアルミナセラ
ミックを用いることが出来るが、アルミナセラミックは
非常に高価であるため、コストアップの問題が生じると
共に、溶断回路の熱も拡散しやすくなるため、溶断特性
が安定しにくい問題がある。

【０００８】本発明は、上記した従来の問題に鑑みてな
されたもので、高い寸法精度が要求される溶断回路の膜
厚は薄く、共通電極および個別電極の電力供給回路の膜
厚は大きく出来るようにし、また、絶縁基板も溶断回路
および電力供給回路のそれぞれの基板としていずれも満
足が出来るようにし、しかも、安価に提供出来るように
することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、溶断材料である金属薄膜により溶断回路
のみを耐熱性基板上に形成した溶断部材を設ける一方、
絶縁樹脂基板上に金属箔で電力供給回路を形成した回路
基板を別個に形成し、上記溶断回路の両端を回路基板の
電力供給回路と一体に接続するように、溶断部材を回路
基板に固定していることを特徴とするヒューズ板を提供
するものである。

【００１０】さらに詳しくは、上記溶断部材は、アルミ
ナセラミック基板上に、 銅、 錫、 鉛、半田合金等の溶断
材料からなる金属薄膜により複数の溶断回路を並列に形
成した形状とする一方、 回路基板は、ガラスエポキシ樹
脂、紙フェノール、ポリイミド、ＰＥＴ(ポリエチレン
テレフタレート)等の樹脂絶縁基板に上記溶断回路取付
用の開口部を予め設けておき、 この絶縁基板上に共通電
極及び個別電極からなる電力供給回路を銅箔等から形成
し、 上記個別電極を上記開口部の対向する端縁に並列に
形成しておき、 上記溶断部材を回路基板の開口部に配置
し、 溶断回路の両端を開口部の端縁の各個別電極と半
田、 超音波溶着、 圧着等の方法を用いて熱融着させて接
続し、集積カードヒューズとしている。

【００１１】上記回路基板と溶断部材との接続の仕方と
しては２種類の態様がある。第一の態様は、溶断部材を
回路基板の開口部より大きく設定し、回路基板の電極を
形成した表面に対して、溶断部材側は溶断回路を電極と
対向するように回路基板と上下逆向きに配置し、即ち、
回路パターンを正対させた状態で、溶断部材の両側端縁
を回路基板の開口部両端縁に乗せて、溶断回路と電極と
を夫々接続するように固定している。

【００１２】第二の態様は、溶断部材を回路基板の開口
部より小さく設定し、回路基板の開口部両端縁より電極
をオーバーハングさせ、回路基板の開口部に溶断部材を
挿入し、溶断部材の表面の溶断回路の両端を上記オーバ
ーハングさせた電極の裏側に重ねて固定している。

【００１３】上記各溶断回路と電力供給回路の個別電極
を接続した複数個のヒューズを並列に形成したものを、
各ヒューズを基板から切断して分割することにより１つ
のヒューズを備えたヒューズ板を形成することも出来
る。

【００１４】上記溶断部材の基板上に形成する溶断回路
は、溶断材料として銅、錫、鉛、半田合金等を用いるこ
とが好ましい。これら溶断材料は、真空蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などの
気相成長法により薄膜化されるが、金属単体を用いる場
合は蒸着法で形成することが好ましく、合金やサーメッ
トを用いる場合はスパッタリング法を用いることが好ま
しい。さらに、溶断回路のパターン精度が緩い場合には
マスク成膜法を用いることが出来る。

【００１５】また、回路基板の基板上に形成する電力供
給回路は、溶断回路の位置に合わせて、スクリーン印刷
により形成することが好ましいが、従来と同様に、金属
箔をエッチングして形成しても良い。

【００１６】

【作用】本発明に係わるヒューズ板では、上記のよう
に、共通電極および個別電極からなる電力供給回路と、
溶断回路とを別個に形成しているため、共通電極および
個別電極と溶断回路との膜厚を変えることが出来る。よ
って、溶断回路の膜厚を任意に制御できると共に、蒸着
法あるいはスパッタリング法等を用いることにより、膜
厚を小さく、かつ正確に制御することが可能になるた
め、溶断回路の幅を広く出来、かつ、その許容誤差も大
きく出来るため溶断精度を向上させることが出来る。

【００１７】一方、共通電極および個別電極の電力供給
回路は溶断回路と関係なく膜厚を大きくできるため、電
気抵抗を低くすることができると共に、容量の大きなヒ
ューズを集積しても電力供給に支障をきたさない。ま
た、個別電極をコネクタ端子接触部とする場合には、ヒ
ューズ挿入時の摩耗に耐え、良好な接触特性を得るため
には、ある程度以上の膜厚が必要であるため、溶断回路
と関係なく厚く出来ることは大きな利点となる。

【００１８】さらに、溶断回路の絶縁基板として、耐熱
性に優れたアルミナセラミックを用いることにより、溶
断回路に過電流が流れた場合に発熱による基板からの発
煙、焼損を防止できる。かつ、高価なアルミナセラミッ
クを溶断回路の基板としてのみ用い、基板の大部分は安
価な樹脂基板と出来るため、コストアップにならない。

【００１９】また、上記第二の態様の如く、回路基板の
開口部に溶断部材を挿入して固定する場合は、溶断部材
が突出せずに、一体に組み込まれた状態となり、ヒュー
ズ板の全体の厚さを薄くできると共に、電力供給回路お
よび溶断回路の両方をみながら接続出来るため、基板の
位置決めが容易となる利点がある。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細
に説明する。図１から図３は本発明の上記第一の態様に
係わる集積カードヒューズ１０の第１実施例を示し、図
４は回路基板１１、図５は溶断部材１２を示す。尚、本
実施例の集積カードヒューズ１０の大きさは、縦が３０
mm、 横が２５mm、基板の厚さが１.５mmで、 ４個のヒュ
ーズが作り込まれている。

【００２１】回路基板１１は絶縁樹脂基板１３の上面に
銅箔の電力供給回路を形成しており、この回路は図示の
ように、図中、左側面から後側面にかけて共通電極１４
を備え、後側面の共通電極１４から前側面にかけて複数
個の個別電極１５を並列に形成している。上記個別電極
１５の並設部の中央部分に開口部１６を設け、各個別電
極１５の切断端が開口部１６の端縁まで延在して対向す
るようしている。かつ、これら開口部１６の端縁の個別
電極１５の表面には予め半田ペースト１７を印刷してい
る。

【００２２】上記絶縁樹脂基板１３としては、本実施例
ではガラスエポキシ樹脂を用いているが、その他に紙フ
ェノール、ポリイミド、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタ
レート)などの用いられる。

【００２３】共通電極１４および個別電極１５を形成す
る電力供給回路は、本実施例では、銅箔を用いてエッチ
ングにより形成している。尚、電極材料としては、銅の
他に、錫、鉛、半田などを用いることができ、また、回
路形成方法としては、上記金属箔を用いてエッチングす
る以外に、スクリーン印刷、薄膜プロセス等を用いるこ
とが出来る。

【００２４】溶断部材１２は、アルミナセラミックから
なる基板２０の表面に４個の溶断回路２１を並列に形成
している。上記基板２０は上記開口部１６より一回り大
きな寸法としており、開口部１６の上に基板２０の縁部
を重ね合わせることが出来るように設定している。各溶
断部２１は回路基板上の電極との接続を容易にするため
両端部２１a,２１bの幅が大きく、中央部２１cの幅を細
くしており、両端部２１a,２１bは上記個別電極１５の
幅と同一に設定し、個別電極１５の開口部端縁部と丁度
重ね合わせられるようにしている。上記細幅の中央部２
１cが溶断回路として作用する部分で、この幅を変化さ
せることにより任意の溶断特性を得ることが出来る。

【００２５】上記溶断回路２１となる金属薄膜を形成す
る溶断材料としては、電極材料と同様な銅、錫、鉛、半
田合金などが用いられる。本実施例では銅を用い、蒸着
により溶断回路は形成している。尚、蒸着法以外に、ス
パッタリング法等も用いられ、膜厚制御が正確に出来る
成膜法であれば採用しえる。

【００２６】また、各溶断回路２１の両側部２１a,２１
bの表面には回路基板との接続を容易とするため、半田
メッキ２２あるいは金メッキを施している。

【００２７】上記溶断部材１２は溶断回路２１を形成し
た表面側を下面として、即ち、溶断回路２１と個別電極
１５とが正対するようにして、回路基板１１の表面の開
口部１６に重ねあわせる。その際、図３に示すように、
夫々個別電極１５と溶断回路２１とが連続するように位
置決めし、回路基板１１の半田ペースト１７と溶断部材
１２の半田メッキ２２とを接触させる。この状態で、加
熱することにより、半田が熱溶着し、溶断部材１２と回
路基板１１とが強固に固定して一体となる。

【００２８】このようにして、個別電極１５と溶断回路
２１が接続された複数個(本実施例では４個)のヒューズ
を備えた集積カードヒューズが形成される。尚、図１に
一点鎖線で示すように基板から切断して分割することに
より、個別電極１５と溶断回路２１とが接続した１個の
ヒューズを備えた多数のヒューズ板を極めて簡単に製造
することが出来る。

【００２９】尚、上記回路基板１１と溶断部材１２とを
固定する方法としては、半田を用いた熱溶着の他に、超
音波溶着、圧着などの方法を採用することが出来る。

【００３０】図６から図９は本発明の上記第二の態様に
係わる第２実施例を示し、図６および図７に示すよう
に、回路基板１１'では開口部１６'の両端縁より銅箔よ
りなる個別電極１５'を所要の長さオーバーハングさせ
ている。溶断部材１２'は開口部１６'より小さく設定
し、開口部１６'内に容易に挿入できるようにしてい
る。他の構成は第１実施例と同様であるため、同一符号
を付して説明を省略する。

【００３１】上記溶断部材１２'は図８に示すように、
回路基板１１'の開口部１６'内に挿入し、オーバーハン
グさせた電極１５'の裏面に溶断回路２１'の両端を重ね
合わせ、電極１５'の裏面に貼着している半田ペースト
１７'と溶断回路２１'の両端の半田メッキ２２とを接触
させ、加熱して熱溶着し、図９に示すように、回路基板
１１'と溶断部材１２'とを一体に固定している。

【００３２】図１０は第２実施例の変形例を示し、回路
基板１１'では、オーバーハングさせる電極１５'を補強
するため、電極１５'および１４'を形成した表面にさら
に絶縁樹脂板１８を積層している。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に係わるヒューズ板は、電極(電力供給回路)と溶断回路
とを別個に形成しているため、電極と溶断回路との膜厚
を変えることが出来、よって、溶断回路の膜厚を任意に
制御でき、薄膜として溶断回路の幅を広くとり、溶断精
度を向上させることが出来る。一方、共通電極および個
別電極からなる電力供給回路は溶断回路と関係なく膜厚
を大きくでき、電気抵抗を低くすることができると共
に、容量の大きなヒューズを集積しても電力供給に支障
をきたさないように設定することが出来る。

【００３４】さらに、溶断回路の絶縁基板として、耐熱
性に優れたアルミナセラミックを用いることにより、溶
断回路に過電流が流れた場合に発熱による基板からの発
煙、焼損を防止できる。かつ、高価なアルミナセラミッ
クを溶断回路の基板としてのみ用い、基板の大部分を占
める回路基板は安価な樹脂基板と出来るため、コストア
ップにならない等の種々の利点を有するものである。

【００３５】特に、第２実施例に示すように、回路基板
の開口部内に溶断部材を挿入し、開口部の両端縁よりオ
ーバーハングさせた電極の裏面に溶断部材の溶断回路を
重ねて固定すると、溶断部材が回路基板の内部に組み込
まれ、ヒューズ板の全体の幅が大きくならない。かつ、
このヒューズ板をコネクターに差し込む際に溶断回路に
力がかからない利点がある。さらに、電力供給回路と溶
断回路との両方を見ながら位置合わせが出来るため、回
路基板と溶断部材との接続作業が容易となる利点も有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる第１実施例を示す平面図であ
る。

【図２】 図１の底面図である。

【図３】 図１のIII−III線断面図である。

【図４】 回路基板の平面図である。

【図５】 溶断部材の平面図である。

【図６】 本発明の第２実施例の回路基板の平面図であ
る。

【図７】 図６のVIIーVII線断面図である。

【図８】 図７に示す回路基板に対する溶断部材の取付
方法を示す断面図である。

【図９】 第２実施例のヒューズ板の断面図である。

【図１０】 第２実施例の変形例を示す断面図である。

【図１１】 従来例を示す平面図である。

【符号の説明】

１０ 集積カードヒューズ １１ 回路基板 １２ 溶断部材 １３ 絶縁樹脂基板 １４ 共通電極 １５ 個別電極 １６ 開口部 ２０ アルミナセラミック基板 ２１ 溶断回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属薄膜からなる溶断回路を耐熱性基板
   上に形成した溶断部材と、 絶縁樹脂基板上に金属箔で電
   力供給回路を形成した回路基板とを別個に形成し、上記
   溶断回路の両端を回路基板の電力供給回路と一体に接続
   するように、溶断部材を回路基板に固定していることを
   特徴とするヒューズ板。
2. 【請求項２】 上記溶断部材は、アルミナセラミック基
   板上に、 溶断材料の金属薄膜により複数の溶断回路を並
   列に形成した形状とする一方、上記回路基板は、 ガラス
   エポキシ樹脂、紙フェノール、ポリイミド、ポリエチレ
   ンテレフタレート等からなる絶縁樹脂基板に、上記溶断
   回路取付用の開口部を設けていると共に、この絶縁樹脂
   基板上に共通電極および複数の個別電極を備える電力供
   給回路を形成し、 上記個別電極を上記開口部の対向する
   端縁に並列に形成した形状とし、 上記溶断部材を回路基板の開口部に配置し、 溶断回路の
   両端を開口部の端縁の各個別電極と半田、 超音波溶着、
   圧着等により熱融着させて固定し、集積カードヒューズ
   としていることを特徴とする請求項１記載のヒューズ
   板。
3. 【請求項３】 上記溶断部材を回路基板の開口部より大
   きく設定し、回路基板の電極を形成した表面に対して、
   溶断部材側は溶断回路を電力供給回路と対向するように
   回路基板と上下逆向きに配置し、溶断部材の両側端縁を
   回路基板の開口部両端縁に固定していることを特徴とす
   る請求項２記載のヒューズ板。
4. 【請求項４】 上記溶断部材を回路基板の開口部より小
   さく設定する一方、回路基板の開口部両端縁より電極を
   オーバーハングさせ、回路基板の開口部に溶断部材を挿
   入し、溶断部材の表面の溶断回路の両端を上記オーバー
   ハングさせた電極の裏側に重ねて固定していることを特
   徴とする請求項２記載のヒューズ板。