JPH10308161A - ヒューズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型化することなく遮断性能が向上するヒュ
ーズ１を提供する。 【解決手段】 長方形平板上に形成した絶縁基板２の一
平面上に、可溶体を各種薄膜形成方法により絶縁基板２
の長手方向に長手帯状に薄膜形成してエレメント３を形
成する。エレメント３の上面に、長手方向の両端部を露
出して酸化珪素を主成分とする保護膜５をスパッタリン
グなどにより薄膜形成する。露出するエレメント３の上
面、絶縁基板２の端面および絶縁基板２の裏面に亘っ
て、導電ペーストなどを塗布・硬化し、一対の電極４，
４を形成する。対向する電極４，４の端部、エレメント
３および保護膜５を覆ってエポキシ樹脂およびポリイミ
ド樹脂などを塗布・硬化してオーバーコート６を形成す
る。保護膜５の消弧作用により、遮断時のアークを抑
え、遮断性能を向上できる。オーバーコート６が損傷せ
ず、確実に遮断できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路の過電流破壊
を防止するヒューズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヒューズとしては、例えば図２に
示す構成が知られている。

【０００３】この図２に示すヒューズ10は、例えば石
英、硼珪酸などのガラス、アルミナ、窒化アルミなどの
セラミックス、エポキシやポリイミドなどの合成樹脂、
あるいは、合成樹脂とガラス布との複合材料などにて形
成された絶縁基板11の一平面上に、帯状に薄膜状に可溶
体のエレメント12を真空蒸着、イオンプレーティング、
スパッタリング、化学気相成長法などの薄膜形成技術や
レジネートペーストの塗布・焼成などにより形成してい
る。さらに、エレメント12の両端部から絶縁基板11の端
面から裏面側に亘って、離間する一対の電極13，13を導
電ペーストの塗布後に硬化または焼成したり、めっきな
どにより形成している。そして、電極13，13の端部近
傍、およびエレメント12を覆うように、スラリ状セラミ
ックスやガラスペーストの塗布・焼成や、エポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂、シリコーン、フッ素系樹脂などの
合成樹脂の塗布・硬化などによりオーバーコート14を設
け、エレメント12の保護およびエレメント12の遮断時に
発生するアークなどが周囲に悪影響を及ぼさないように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒューズに
おける遮断性能は、ヒューズの重要な性能の一つで、個
々について規格化されている。そして、この遮断規格に
おける定格電圧が大きいほど用途は広くなる。

【０００５】そして、従来の主な構成である電極端子間
に可溶体である金属線を張設したものにおいて、金属線
の周囲に立体的に空間を設けたり、金属線の周囲の立体
的な空間に粒状の酸化珪素などの消弧機能を有する材料
にて充填するなどして遮断性能を向上させている。

【０００６】しかしながら、近年の電子部品の小型化の
要請により、小型化を目的として絶縁基板上に可溶体を
薄膜状に設けてエレメントを形成する薄膜タイプのヒュ
ーズにおいては、例えば特開昭６２−１９０６３１号公
報に記載のように可溶体であるエレメントの周囲に立体
的に空間を設けたり、消弧機能を有した材料を充填する
ことは、小型化が得られ難くなる。

【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
ので、大型化することなく遮断性能が向上するヒューズ
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のヒューズ
は、絶縁基板と、この絶縁基板の一面に間隙を介して対
向して設けられた一対の電極と、これら電極間に薄膜形
成されたエレメントと、このエレメントの少なくとも一
部を被覆する消弧作用を有する保護膜とを具備したもの
で、絶縁基板の一面に間隙を介して設けた対向する一対
の電極間に位置してエレメントを薄膜形成し、このエレ
メントの少なくとも一部を消弧作用を有する保護膜にて
被覆したため、大型化を抑制して消弧作用を有する保護
膜にて遮断時のアークを抑えることにより遮断性能が向
上する。

【０００９】請求項２記載のヒューズは、請求項１記載
のヒューズにおいて、保護膜は、珪素および珪素化合物
を主成分とするもので、エレメントを被覆する保護膜と
して珪素および珪素化合物を主成分とするため、遮断時
のアークが確実に防止される。

【００１０】請求項３記載のヒューズは、請求項１また
は２記載のヒューズにおいて、保護膜は、スパッタリン
グにより形成された薄膜であるもので、スパッタリング
により形成した薄膜にて保護膜を構成するため、保護膜
が大型化することなく容易に薄膜形成される。

【００１１】請求項４記載のヒューズは、請求項１ない
し３いずれか一記載のヒューズにおいて、保護膜の少な
くとも一部が架橋構造を有する合成樹脂にて被覆された
もので、保護膜の少なくとも一部を架橋構造を有する合
成樹脂にて被覆するため、エレメントおよび保護膜が外
力から容易に保護される。

【００１２】請求項５記載のヒューズは、請求項１ない
し３いずれか一記載のヒューズにおいて、保護膜の少な
くとも一部が耐熱性樹脂にて被覆されたもので、保護膜
の少なくとも一部を耐熱性樹脂にて被覆するため、エレ
メントおよび保護膜が外力から容易に保護されるととも
に、高温環境下においてもその特性が維持できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明のヒューズの実施の
一形態を図１を参照して説明する。

【００１４】１はヒューズで、このヒューズ１は、長方
形平板状の絶縁基板２を有している。この絶縁基板２
は、例えば石英、硼珪酸などのガラス、アルミナ、窒化
アルミなどのセラミックス、エポキシやポリイミドなど
の合成樹脂、あるいは、合成樹脂とガラス布との複合材
料などにて形成されている。

【００１５】そして、この絶縁基板２の一平面上には、
長手方向に長手状のエレメント３が帯状に薄膜形成され
ている。このエレメント３は、アルミニウムや銅、各種
合金などの可溶体にて、真空蒸着、イオンプレーティン
グ、スパッタリング、化学気相成長法（Chemical Vapor
Deposition:ＣＶＤ）などの薄膜形成技術やレジネート
ペーストの塗布・焼成などにより薄膜形成されている。

【００１６】また、エレメント３の長手方向の両端部か
ら絶縁基板２の端面を介して絶縁基板２の裏面側に亘っ
て、離間する一対の電極４，４が帯状に形成されてい
る。これら電極４，４は、導電ペーストの塗布後に硬化
または焼成したり、めっきなどにより形成され、導電路
を引き出している。

【００１７】さらに、エレメント３の上面には、対向す
る電極４，４間に位置して薄膜状の保護膜５が形成され
ている。この保護膜５は、例えばスパッタリングにより
珪素化合物である酸化珪素を主成分として薄膜状に形成
されたパッシベート膜である。

【００１８】また、対向する電極４，４の端部、エレメ
ント３および保護膜５を覆ってオーバーコート６が被覆
形成されている。このオーバーコート６は、例えばエポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂などの合成樹
脂が塗布・硬化などにより形成されている。なお、オー
バーコート６は、形成性、取扱性、機械的強度、耐熱性
および耐水性などの点で良好なエポキシ樹脂などの架橋
構造を有する合成樹脂あるいはポリイミド樹脂、芳香族
ポリアミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂などの耐
熱性樹脂が特に好ましい。

【００１９】次に、上記実施の一形態の製造動作を説明
する。

【００２０】まず、あらかじめ長方形平板上に形成した
絶縁基板２の一平面上に、可溶体を各種薄膜形成方法に
より絶縁基板２の長手方向に長手帯状に薄膜形成してエ
レメント３を形成する。

【００２１】そして、このエレメント３の上面に、長手
方向の両端部を露出して酸化珪素を主成分とする保護膜
５をスパッタリングなどにより薄膜形成する。

【００２２】次に、露出するエレメント３の上面、絶縁
基板２の端面および絶縁基板２の裏面に亘って、例えば
導電ペーストなどを塗布・硬化して、一対の電極４，４
を形成し、エレメント３と電極４，４とを電気的に接続
させる。

【００２３】この後、保護膜５を完全に覆うように、対
向する電極４，４の端部、エレメント３および保護膜５
を覆ってエポキシ樹脂およびポリイミド樹脂などを塗布
・硬化してオーバーコート６を形成し、薄膜チップタイ
プのヒューズ１を形成する。

【００２４】次に、上記実施の一形態の作用を説明す
る。

【００２５】まず、製造したヒューズ１のエレメント３
が設けられていない側の裏面側に位置する電極４，４
を、図示しない過電流より保護すべき回路間のランドに
半田付けして、回路基板に搭載する。

【００２６】回路基板に過電流が流れた場合、エレメン
ト３が溶断する。この溶断の際、エレメント３を被覆す
る保護膜５の酸化珪素の消弧作用により、アークの発生
を抑制し、確実にヒューズ端子間がオープンとなり、過
電流が回路に流れることを防止して回路の損傷を防止す
る。また、オーバーコート６により、アークが外部に出
ることを確実に防止し、周囲に有害な影響を与えること
を防止できる。

【００２７】上述したように、上記実施の形態によれ
ば、エレメント３を消弧作用を有する保護膜５にて被覆
したため、大型化することなく遮断時のアークの発生を
抑制でき、周囲の回路の損傷を防止できるとともに、遮
断性能を向上でき、用途を増大できる。

【００２８】また、酸化珪素を主成分とした保護膜５に
てエレメント３を被覆するため、良好な消弧作用が得ら
れ、遮断時のアークを確実に防止できるとともに、保護
膜５の薄膜形成が容易にできる。

【００２９】さらに、保護膜５をエポキシ樹脂などの架
橋構造を有する樹脂にて形成したオーバーコート６にて
被覆したため、エレメント３および保護膜５が製造中や
回路基板への搭載作業などの際に、外部からの応力を受
けても損傷しにくく、エレメント３および保護膜５の保
護性を向上できるとともに、周囲へのアークによる影響
を防止でき、遮断性能を向上でき、安定した特性の信頼
性の高いヒューズ１が容易に得られる。

【００３０】また、保護膜５をポリイミド樹脂、芳香族
ポリアミド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂などの耐
熱性樹脂にて形成したオーバーコート６にて被覆するこ
とにより、さらに高温環境下においても、エレメント３
および保護膜５が製造中や回路基板への搭載作業などの
際に、外部からの応力を受けても損傷しにくく、エレメ
ント３および保護膜５の保護性を向上できるとともに、
周囲へのアークによる影響を防止でき、遮断性能を向上
でき、安定した特性の信頼性の高いヒューズ１が容易に
得られる。

【００３１】また、保護膜５をスパッタリングにより形
成された薄膜としたため、保護膜５をさらに薄膜化が容
易にでき、製造性も向上できる。

【００３２】なお、上記実施の一形態において、保護膜
５は、酸化珪素を主成分とせず、例えばシリコーンを主
成分とするなど、消弧作用を有するいずれの材料にて形
成してもよい。

【００３３】また、エレメント３、保護膜５、電極４，
４、オーバーコート６の形成方法など、上記実施の形態
に限られることはなく、いずれの形成方法でもできる。

【００３４】さらに、オーバーコート６もエポキシ樹脂
やポリイミド樹脂の他に、例えばセラミックスやガラス
材料などの無機材料を用いて形成するなどしてもよい。
なお、無機材料を用いる場合には、これら材料を塗布後
に焼成して膜形成させるため、この焼成温度に耐え得る
材料によりエレメント３などを形成する必要があり、こ
のヒューズ１に通電した際の温度上昇が高くなり、回路
基板を損傷するなどのおそれもあるため、エポキシ樹脂
やポリイミド樹脂が好ましい。

【００３５】

【実施例】上記実施の形態のヒューズの遮断性能につい
て実験した。

【００３６】なお、本実施例の試料としては、縦寸法が
７mm、横寸法が４mm、厚さ寸法が１mmの絶縁基板１上
に、アルミニウムを厚さ約１．５μｍで薄膜形成した
後、エッチングにより所定のパターンを形成してエレメ
ント３とする。そして、エレメント３の上面にスパッタ
リングにより酸化珪素からなる薄膜を厚さ約０．６μｍ
で薄膜積層形成し、エレメント３の両端部分の酸化珪素
からなる薄膜を除去して露出させ、保護膜５とした。さ
らに、エレメント３の露出する部分に重なるように導電
ペースト（藤倉化成株式会社製 商品名：ドータイトＤ
−１２３０改）を塗布し硬化させて電極４とした。さら
に、保護膜５を完全に覆うようにエポキシ樹脂（太陽イ
ンキ製造株式会社製 商品名：Ｓ−２２２）を塗布し硬
化させてオーバーコート６とした。

【００３７】一方、比較試料としては、本実施例の保護
膜５を設けないもの（比較例１）、本実施例のオーバー
コート６をシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製
商品名：ＫＥ−１６０４）を用いて塗布し硬化させて形
成したもの（比較例２）、本実施例のオーバーコート６
をシリコーン樹脂（ナミックス製 商品名：オームコー
トＡＦ４９５）を用いて塗布し硬化させたもの（比較例
３）を用いた。

【００３８】そして、遮断性能の試験は、各種試料を厚
さ約１．５mmのガラス−エポキシ樹脂基板上に銅箔パタ
ーンを形成した試験用プリント板に半田付けし、回路電
圧をＤＣ４８Ｖ、規約短絡電流を５０Ａ、時定数０msec
の条件で遮断試験し、エレメントの遮断状況を確認し
た。

【００３９】その結果、保護膜５を設けない比較例１
は、遮断は完了したが、オーバーコートに一部破損が認
められた。また、オーバーコートにシリコーンゴムを用
いた比較例２は、オーバーコートが絶縁基板から容易に
脱落してしまい、遮断試験を行えなかった。さらに、オ
ーバーコートにシリコーン樹脂を用いた比較例３は、比
較例１と同様に、遮断は完了したがオーバーコートに一
部破損が認められた。

【００４０】一方、本実施例のヒューズ１は、遮断が完
了し、外観に異常が認められず、良好な遮断性能を有す
ることが分かった。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載のヒューズによれば、絶縁
基板に設けた一対の電極間にエレメントを薄膜形成し、
このエレメントを消弧作用を有する保護膜にて被覆した
ため、大型化を抑制して消弧作用を有する保護膜にて遮
断時のアークを抑えることにより、遮断性能を向上でき
る。

【００４２】請求項２記載のヒューズによれば、請求項
１記載のヒューズの効果に加え、エレメントを被覆する
保護膜として珪素および珪素化合物を主成分としたた
め、確実な消弧作用が得られ遮断時のアークを確実に防
止できる。

【００４３】請求項３記載のヒューズによれば、請求項
１または２記載のヒューズの効果に加え、スパッタリン
グにより形成した薄膜にて保護膜を構成したため、保護
膜が大型化することなく容易に薄膜形成できる。

【００４４】請求項４記載のヒューズによれば、請求項
１ないし３いずれか一記載のヒューズの効果に加え、保
護膜の少なくとも一部を架橋構造を有する合成樹脂にて
被覆したため、エレメントおよび保護膜を外力から容易
に保護できる。

【００４５】請求項５記載のヒューズによれば、請求項
１ないし３いずれか一記載のヒューズの効果に加え、保
護膜の少なくとも一部を耐熱性樹脂にて被覆したため、
エレメントおよび保護膜を外力から容易に保護できると
ともに、高温環境下においてもその特性が維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヒューズの実施の一形態を示す断面図
である。

【図２】従来例のヒューズを示す断面図である。

【符号の説明】

１ ヒューズ ２ 絶縁基板 ３ エレメント ４ 電極 ５ 保護膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板と、 この絶縁基板の一面に間隙を介して対向して設けられた
   一対の電極と、 これら電極間に薄膜形成されたエレメントと、 このエレメントの少なくとも一部を被覆する消弧作用を
   有する保護膜とを具備したことを特徴とするヒューズ。
2. 【請求項２】 保護膜は、珪素および珪素化合物を主成
   分とすることを特徴とした請求項１記載のヒューズ。
3. 【請求項３】 保護膜は、スパッタリングにより形成さ
   れた薄膜であることを特徴とした請求項１または２記載
   のヒューズ。
4. 【請求項４】 保護膜の少なくとも一部が架橋構造を有
   する合成樹脂にて被覆されたことを特徴とする請求項１
   ないし３いずれか一記載のヒューズ。
5. 【請求項５】 保護膜の少なくとも一部が耐熱性樹脂に
   て被覆されたことを特徴とした請求項１ないし３いずれ
   か一記載のヒューズ。