KR20050077728A - 저저항 폴리머 매트릭스 퓨즈장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 저저항 퓨즈는 폴리머막과, 이 폴리머막에 형성된 퓨즈소자층 및, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층을 갖추고 있다. 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있고, 폴리머막은 개구부내의 퓨즈소자층을 지지한다. 열발산판(heat sink)과 히터소자 및 아크소거 매체(arc quenching media)가 퓨즈와 결합하여 이용될 수 있고, 퓨즈는 접착성 적층 프로세스로 제조될 수 있다.

Description

저저항 폴리머 매트릭스 퓨즈장치 및 방법 {LOW RESISTANCE POLYMER MATRIX FUSE APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 퓨즈(fuse)에 관한 것으로, 특히 포일 퓨즈(foil fuse) 소자에 관한 것이다.
퓨즈는 전기회로에 타격이 큰 손상을 입히는 것을 막기 위해 과전류 방지장치로서 널리 사용되고 있다. 통상적으로, 퓨즈단자나 접점은 전원과 전기적 컴포넌트나 전기회로에 배열된 컴포넌트 조합 사이에서 전기적인 접속을 이룬다. 하나 이상의 가용성 링크나 소자 또는 퓨즈 소자 어셈블리는 퓨즈 단자나 접점 사이에 접속되어 있기 때문에, 퓨즈를 통과하는 전류가 미리 정해진 드레숄드를 넘을 때 가용성 소자는 전기적 컴포넌트의 손상을 막기 위해 퓨즈와 관련된 회로를 용해하고, 붕괴시키며, 절단하거나 그렇지 않으면 오픈시킨다.
최근에 전자장치의 확산은 증가된 퓨징 기술(fusing technique)에 대한 증가된 요구를 가져왔다. 예컨대, 종래의 퓨즈는 유리 실린더나 튜브에 넣어지고 튜브내의 공기속에 뜨게 되는 와이어 퓨즈소자(혹은, 스탬프되거나 성형된 금속 퓨즈소자)를 포함한다. 퓨즈소자는 전기회로에 접속하기 위한 튜브에 부착된 도전성 엔드 캡(end cap) 사이에서 연장된다. 그러나, 전자응용에서 인쇄회로기판과 함께 사용될 때, 퓨즈는 통상적으로 매우 작아야만 하기 때문에, 융합된 제품의 제조 및 어셈블리 비용을 증가시키는 이러한 퓨즈에 대한 제조 및 설치의 어려움을 초래하게 된다. 다른 타입의 퓨즈는 전자 응용을 위한 퓨즈소자를 형성하기 위해 고온의 유기 유전성 기판(예컨대, FR-4, 페놀 또는 다른 폴리머를 기초로 한 재료)상의 퇴적된 금속을 포함한다. 퓨즈소자는 공지된 기술을 이용하여 기판에 대해 증착, 스크린 인쇄, 전기도금 또는 적용될 수 있고, 퓨즈소자의 결합구조는 퓨즈소자를 형성하는 금속층을 화학적으로 에칭하거나 레이저 트리밍(laser trimming)함으로써 변경될 수 있다. 그러나, 과전류 상태동안, 이들 타입의 퓨즈는 퓨즈소자로부터의 열을 기판으로 전도시키기가 쉽고, 이에 따라 저압 전자회로에 바람직하지 않게 영향을 줄 수 있는 퓨즈의 전류 레이팅(rating)을 증가시키고, 또한 퓨즈의 전기저항도 증가시키게 된다. 게다가, 퓨즈소자가 유전성 기판에 근접해 있거나 직접 퇴적될 때 탄소 트래킹(tracking)이 일어날 수 있다. 퓨즈가 의도되었던 바와 같이 탄소 트래킹은 퓨즈가 회로를 충분히 클리어하거나 오픈할 수 없게 할 것이다.
다른 퓨즈는 성형 퓨즈소자를 형성하는 도전성 잉크와 전기회로에 접속하기 위한 도전성 패드 등의 인쇄 후막 도전성 재료의 세라믹 기판을 도입한다. 그러나, 인쇄 두께와 결합구조를 조절할 능력이 없음은 융합된 장치의 받아들이기 어려운 변화를 초래할 수 있다. 또한, 퓨즈소자를 형성하는 도전성 재료는 통상적으로 고온에서 연소되기 때문에, 고온 세라믹 기판이 사용되어야만 한다. 그러나, 이들 기판은 과전류 상태에서 열발산판(heat sink)으로서 기능하기 쉽기 때문에 퓨즈소자로부터 떨어져서 열을 흡수하고 퓨즈의 전기저항을 증가시키게 된다.
수많은 회로에 있어서 높은 퓨즈저항은 능동 회로소자의 기능에 유해하고, 어떤 응용에 있어서 퓨즈저항에 의한 전압영향은 능동 회로소자를 동작불능으로 되게 한다.
본 발명은 이상의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 저저항 퓨즈와 저저항 퓨즈를 제조하는 방법을 제공함에 있다.
예시적인 실시예에 따라, 저저항 퓨즈가 제공된다. 이 퓨즈는 폴리머막과, 이 폴리머막에 형성된 퓨즈소자층 및, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층을 갖추고 있다. 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있고, 폴리머막은 개구부내의 퓨즈소자층을 지지한다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 저저항 퓨즈를 제조하는 방법이 제공된다. 이 방법은 제1중간절연층을 제공하는 단계와, 제1 및 제2접촉패드 사이에서 연장되는 가용성 링크를 갖춘 퓨즈소자층을 형성하는 단계 및, 퓨즈소자층 위에서 제1중간절연층에 제2중간절연층을 접착성 적층하는 단계를 갖추고 있다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 저저항 퓨즈가 제공된다. 이 퓨즈는 얇은 포일 퓨즈소자층과, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및, 개구부내에 위치하며 개구부내의 퓨즈소자층을 둘러싸고 있는 아크소거 매체(arc quenching media)를 갖추고 있다. 퓨즈소자층은 제1중간절연층에 형성되고, 제2중간절연층은 퓨즈소자층에 적층되어 있다. 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 저저항 퓨즈는 얇은 포일 퓨즈소자층과, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및, 제1 및 제2중간절연층중 하나에 연결되어 있는 열발산판을 갖추고 있다. 퓨즈소자층은 제1중간절연층에 형성되고, 제2중간절연층은 퓨즈소자층에 적층되어 있다. 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 저저항 퓨즈가 제공된다. 이 퓨즈는 얇은 포일 퓨즈소자층과, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층을 갖추고 있다. 퓨즈소자층은 제1중간절연층에 형성되고, 제2중간절연층은 퓨즈소자층에 적층되어 있다. 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있고, 열발산판은 제1 및 제2중간절연층중 하나에 연결되어 있다.
더 다른 예시적인 실시예에 있어서, 저저항 퓨즈가 제공된다. 이 퓨즈는 얇은 포일 퓨즈소자층과, 이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및, 이 제1 및 제2중간절연층에 적층되어 있는 제1 및 제2외부 절연층을 갖추고 있다. 퓨즈소자층은 제1중간절연층에 형성되고, 제2중간절연층은 퓨즈소자층에 적층되며, 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있다. 퓨즈소자층과 개구부는 개구부 부근에서 퓨즈소자층의 일부 둘레에 단열 덮개를 설계하도록 구성된다.
(발명의 실시예)
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 포일 퓨즈(10)의 사시도이다. 아래에 설명하는 이유 때문에, 퓨즈(10)는 주목할 만한 성능 이점을 제공하는 동안 종래의 퓨즈보다 낮은 비용으로 제조할 수 있다고 생각된다. 예컨대, 퓨즈(10)는 공지된 비교되는 퓨즈에 대해 감소된 저항을 갖고, 퓨즈가 동작된 후에 증가된 절연저항을 갖는다고 생각된다. 이들 이점은 폴리머막으로 장착되는 가용성 링크와 접촉 종단의 형성을 위한 얇은 금속박 재료의 사용을 통해 부분적으로 달성된다. 여기에 기술한 목적을 위해, 얇은 금속박 재료는 두께가 약 1∼약 100마이크론 범위에 있고, 더욱 상세하게는 약 1∼약 20마이크론 범위에 있으며, 특정한 실시예에서는 약 3∼약 12마이크론 범위에 있는 것으로 간주된다.
본 발명에 따른 적어도 하나의 퓨즈가 얇은 금속박 재료로 제조되었을 때 특히 유리하다는 것을 알 수 있었지만, 다른 금속화 기술도 유익할 수 있다는 것이 기대된다. 예컨대, 퓨즈소자를 형성하기 위해 3∼5 마이크론 이하의 금속화를 필요로 하는 보다 낮은 퓨즈 레이팅에 대해서는, 스퍼터링된 금속막을 포함하지만 이에 한정되지 않는 박막 재료는 당기술분야에서 공지된 기술에 따라 사용될 수 있다. 본 발명의 양상이 무전해 도금구조와 후막 스크린 인쇄구조에 적용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 퓨즈(10)는 설명 목적을 위해서만 묘사되고, 여기에서 퓨즈(10)의 묘사는 퓨즈(10)의 상세에 본 발명의 양상을 한정할 의도는 없다.
아래에 상세히 나타내는 퓨즈(10)는 계층화된 구조이고, 땜납 접점(12; 때로는 땜납 범프라 칭함) 사이에서 전기적으로 연장하고 땜납 접점(12)과 도전성 관계에 있는 포일 퓨즈소자(도 1에 도시하지 않음)를 갖추고 있다. 사용중에는 땜납 접점(12)이 퓨즈, 더욱 상세하게는 퓨즈소자를 통해 전기회로를 확립하기 위해 인쇄회로기판(도시하지 않음)의 단자와 접촉패드나 회로 종단에 연결되어 있다. 퓨즈(10)를 통과하는 전류흐름이 받아들이기 어려운 한계에 도달하면, 퓨즈(10)의 제조에 도입된 퓨즈소자와 특정한 재료의 특징에 따라, 퓨즈소자는 퓨즈를 통해 전기회로를 용해하고, 증발시키거나 오픈하며, 퓨즈(10)와 관련된 회로의 전기 컴포넌트에 타격이 큰 손상을 입히는 것을 막는다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(10)는 일반적으로 직사각형 모양이고, 작은 공간을 차지하면서 인쇄회로기판에 퓨즈(10)를 장착하는 표면에 적당한 폭(W), 길이(L), 높이(H)를 가지고 있다. 예컨대, 특정한 1실시예에 있어서, L은 대략 0.060인치이고, W는 대략 0.030인치이며, H는 퓨즈(10)의 낮은 프로파일을 유지하기 위해 L이나 W중 어느 한쪽보다 상당히 작다. 이하에서 명백하게 되는 바와 같이, H는 퓨즈(10)를 제조하는데 도입되는 여러 층의 결합된 두께와 거의 같다. 그러나, 퓨즈(10)의 실제 치수는 여기에서 설명되는 예시적인 치수에서 본 발명의 범위에서 벗어나는 일 없이 1인치 이상의 치수를 포함하는 보다 크거나 보다 작은 치수로 변할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 몇개의 이익이 전기회로에 퓨즈(10)를 접속하기 위한 도시된 땜납 접점(12)와는 다른 퓨즈종단을 도입함으로써 달성될 수 있다는 것도 알 수 있다. 따라서, 예컨대 접촉 리드(즉, 와이어 종단), 랩어라운드(wrap-around) 종단, 침지된 금속화 종단, 도금된 종단, 성같 은 구조의 접점 및 그 외의 공지된 접속구조가 필요나 희망에 따라 땜납 접점(12)에 대한 변형으로서 도입될 수 있다.
도 2는 퓨즈(10)의 제조에 도입되는 여러 층을 나타내는 퓨즈(10)의 분해사시도이다. 특히, 예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(10)는 본질적으로 상부 및 하부의 외부 절연층(26, 28) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 포함하는 5개의 층으로 구성된다.
1실시예에 있어서, 포일 퓨즈소자층(20)은 공지된 기술에 따라 하부 중간층(24)에 가해지는 전착된 3∼5마이크론 두께의 동박이다. 예시적인 실시예에 있어서, 이 동박은 올린사로부터 판매되고 있는 CopperBond?? Extra Thin Foil이고, 얇은 퓨즈소자층(20)은 직사각형 접촉패드(32, 34) 사이에서 연장되는 좁은 가용성 링크(30)와 함께 대문자 I모양으로 형성되어 있다. 가용성 링크(30)는 가용성 링크(30)를 통과하는 전류 흐름이 지정된 레벨에 도달할 때에 오픈하는데 필요한 크기로 되어 있다. 예컨대, 예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈가 1암페어 이하에서 작동하도록 가용성 링크(30)는 폭이 약 0.003인치이다. 그러나, 변형 실시예에서 여러 치수의 가용성 링크가 도입될 수 있고, 얇은 퓨즈소자층(20)은 동박 대신으로 니켈, 아연, 주석, 알루미늄, 은, 그 합금(예컨대, 동/주석, 은/주석, 동/은 합금) 및 그 외의 도전성 박 재료를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 금속박으로 형성될 수 있음은 물론이다. 변형 실시예에서, 9마이크론이나 12마이크론 두께의 박 재료가 도입될 수 있고, 가용성 링크의 두께를 줄이기 위해 화학적으로 에칭될 수 있다. 더욱이, 가용성 링크의 동작을 향상시키기 위해 다른 실시예에서 공지된 M효과 퓨징 기술이 도입될 수 있다.
당기술분야에서 알 수 있는 바와 같이, 가용성 링크의 성능(예컨대, 단락회로 성능과 방해하는 전압 가능출력)은 주로 사용되는 재료의 용해 온도와 가용성 링크의 결합구조에 따라 결정되고, 다른 성능특성을 갖는 가용성 링크 각각의 실질적으로 무한한 수의 변화를 통해 획득될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 가용성 링크는 퓨즈 성능을 더욱 변화시키기 위해 동시에 연장될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 다수의 가용성 링크는 단일 퓨즈소자층에서의 접촉패드 사이에서 동시에 연장될 수 있거나, 다수의 퓨즈소자층은 수직으로 적층된 구성에서 서로 나란히 연장되는 가용성 링크를 포함하여 도입될 수 있다.
원하는 퓨즈소자 레이팅을 갖는 퓨즈소자층(20)을 제조하는 재료를 선택하기 위해서나 또는 선택된 재료로 제조되는 퓨즈소자 레이팅을 결정하기 위해서는, 퓨징 성능이 주로 퓨즈소자 결합구조와, 퓨즈소자를 둘러싸는 재료의 열전도율 및, 퓨징 금속의 용해 온도를 포함하는 3개의 파라미터에 따라 결정되었다. 이들 각각의 파라미터는 퓨즈가 동작할 때 아크시간(arcing time)에 직접 비례하고, 이들 각각의 파라미터가 협력하여 시간대 퓨즈의 전류특성을 결정하는 것으로 결정되었다. 따라서, 퓨즈소자층을 위한 재료의 신중한 선택을 통해, 저저항 퓨즈를 받아들일 수 있는 퓨즈소자층을 둘러싸는 재료와 퓨즈소자층의 결합구조가 만들어진다.
먼저, 퓨즈소자(20)의 결합구조를 고려하면, 실례를 위해 예시적인 퓨즈소자층의 특성이 검토될 것이다. 예컨대, 도 6은 예시적인 치수를 포함하는 비교적 단순한 퓨즈소자 결합구조의 평면도를 나타낸다.
도 6에 있어서, 대문자 I의 일반적인 형상의 퓨즈소자층이 절연층상에 형성된다. 퓨즈소자층의 퓨징특성은 퓨즈소자층을 형성하는데 이용된 금속의 전기전도율(ρ)과, 퓨즈소자층의 치수 양상(즉, 퓨즈소자의 길이와 폭) 및, 퓨즈소자층의 두께에 의해 제어된다. 예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈소자층(20)은 1/ρ*㎝의 면적저항(1마이크론 두께에 대해 측정됨)과 약 0.16779Ω/□(여기에서, □는 "스퀘어(square)"로 표현되는 고려중의 퓨즈소자부의 치수비이다)을 갖는 것으로 알려진 3마이크론 두께의 동박으로 형성된다.
예컨대, 도 6에 나타낸 퓨즈소자를 고려하면, 퓨즈소자는 제1세그먼트에 해당하는 치수 l1과, w1, 제2세그먼트에 해당하는 치수 l2와, w2, 제3세그먼트에 해당하는 치수 l3과, w3과 동일한 3개의 다른 세그먼트를 포함한다. 세그먼트에서의 스퀘어를 합함으로써, 퓨즈소자층의 저항률은 어느 정도 직접적인 방법으로 대략 정해질 수 있다. 따라서, 도 6에 나타낸 퓨즈소자에 대해서는,
스퀘어수=(l1/w1 + l2/w2 + l3/w3) (1)
=(10/20 + 30/4 + 10/20)
=8.5□'s
퓨즈소자층의 전기저항(R)은 다음의 관계에 따라 정해진다.
퓨즈소자 R=(면적저항률)*(□'s 수)/T (2)
여기에서 T는 퓨즈소자층의 두께이다. 상술한 예에 대해 계속하여 방정식 (2)를 적용하면, 다음과 같이 나타내어진다.
퓨즈소자 저항=(0.16779Ω/□)*(8.5□)/3
=0.0475Ω
물론, 더 복잡한 결합구조의 퓨즈소자 저항은 유사한 형태로 마찬가지로 정해질 수 있다.
퓨즈소자층을 둘러싸는 재료의 열전도율을 고려하면, 당기술분야에서 다른 재료의 서브볼륨간의 열흐름(H)이 다음의 관계에 의해 제어된다는 것을 알 수 있다.
여기에서 km, n은 제1서브볼륨 재료의 열전도율이고, Km+1, n은 제2서브볼륨 재료의 열전도율이며, Z는 논쟁중인 재료의 두께이며, θ는 선택된 기준점에서의 서브볼륨 m, n의 온도이고, Xm, n은 기준점으로부터의 제1서브볼륨 치수의 제1좌표위치이며, Yn은 기준점으로부터의 제2좌표위치 측정이고, Δt는 중요한 시간값이다.
방정식 (3)이 계층화된 퓨즈구조의 정밀한 열흐름 특성을 결정하도록 보다 상세하게 조사되는 동안, 그것은 퓨즈내의 열흐름이 사용되는 재료의 열전도율에 비례하는 것을 나타내도록 여기에서 주로 나타내어진다. 몇몇 예시적인 공지된 재료의 열전도율은 다음의 표예서 설명되고, 그것은 퓨즈소자 둘레의 퓨즈에 도입된 절연층의 전도율을 감소시킴으로써 퓨즈내의 열흐름은 상당히 줄어들 수 있다는 것을 나타낸다. 특별히 주의할 것은 퓨즈소자층의 위와 아래의 절연층으로서 본 발명의 예시적인 실시예에서 도입되는 폴리이미드의 현저하게 낮은 전도율이다.
기판 열전도율(W/mK)
알루미나(Al2O3) 19
포스테라이트(2MgO-SiO2) 7
코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2) 1.3
스테아타이트(2MgO-SiO2) 3
폴리이미드 0.12
FR-4 에폭시 수지/섬유유리 적층물 0.293
퓨즈소자층의 제조에 도입되는 퓨징 금속의 동작온도를 고려하면, 당기술분야에서 주어진 시점에서 퓨즈소자층의 동작온도(θt)가 다음의 관계에 의해 제어되는 것을 알 수 있다.
여기에서 m은 퓨즈소자층의 질량이고, s는 퓨즈소자층을 형성하는 재료의 특정한 열이며, Ram은 주위 기준온도(θ)에서의 퓨즈소자층의 저항이고, i는 퓨즈소자층을 통과하는 전류흐름이며, α는 퓨즈소자 재료에 대한 저항온도 계수이다. 물론, 퓨즈소자층은 퓨즈소자 재료의 용해온도까지의 퓨즈를 통해 회로를 완성하는 기능을 갖는다. 보통 사용되는 퓨즈소자 재료의 예시적인 용해점이 이하의 포에서 설명되고, 퓨즈소자의 보다 높은 전류 레이팅을 허가하는 동(copper)의 현저히 높은 용해온도 때문에 본 발명에서는 동퓨즈소자층이 특히 유리하다는 점에 주의한다.
금속과 금속합금 용해온도(℃)
동(Cu) 1084
아연(Zn) 419
알루미늄(Al) 660
동/주석(20Cu/80Sn) 530
은/주석(40Ag/60Sn) 450
동/은(30Cu/70Ag) 788
퓨즈소자층에 대한 재료의 용해온도와 퓨즈소자층을 둘러싸는 재료의 열전도율 및 저저항 퓨즈를 받아들일 수 있는 퓨즈소자층의 저항률의 결합된 효과의 고려가 성능특성의 변화를 가지면서 발생할 수 있다는 것은 명백해져야 한다.
도 2에 있어서, 상부의 중간절연층(22)은 포일 퓨즈소자층(20) 위에 있고, 포일 퓨즈소자층(20)의 각 접촉패드(32, 34)에 대한 전기적인 접속을 용이하게 하기 위해 직사각형 종단 개구부(36, 38)나 그것을 통해 연장되는 윈도우를 포함한다. 원형의 가용성 링크 개구부(40)는 종단 개구부(36, 38) 사이에서 연장되고, 포일 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30) 위에 있다.
하부의 중간절연층(24)은 포일 퓨즈소자층(20) 아래에 있고, 포일 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30) 아래에 있는 원형의 가용성 링크 개구부(42)를 포함하고 있다. 이와 같이, 가용성 링크(30)가 포일 퓨즈소자(20)의 접촉패드(32, 34) 사이에서 연장됨에 따라 가용성 링크(30)가 어느쪽 중간절연층(22, 24)에도 접촉하지 않도록 가용성 링크(30)는 각 가용성 링크 개구부(40, 42) 전체에 걸쳐 연장된다. 환언하면, 퓨즈(10)가 완전히 제조되면, 가용성 링크(30)는 각 중간절연층(22, 24)내의 가용성 링크 개구부(40, 42)에 의해 에어포켓중에서 효과적으로 떠돌게 된다.
이와 같이, 가용성 링크 개구부(40, 42)는 종래의 퓨즈에서는 퓨즈의 증가된 전기저항에 기여하는 중간절연층(22, 24)으로의 열전달을 막는다. 따라서, 퓨즈(10)는 공지된 퓨즈보다 더 낮은 저항에서 동작하고, 그 결과 공지된 비교되는 퓨즈보다 더 작은 회로 섭동(perturbation)을 갖는다. 게다가, 다른 공지된 퓨즈와 달리, 가용성 링크 개구부(40, 42)에 의해 생성되는 에어포켓은 아크 트래킹을 저지하고, 가용성 링크(30)를 통해 회로의 완전한 클리어를 용이하게 한다. 다른 실시예에 있어서, 올바르게 성형된 에어포켓은 가용성 링크가 동작하고 퓨즈 내부의 바람직하지 않은 가스형성과 압력을 경감시킬 때 가스의 배출을 용이하게 한다. 따라서, 개구부(40, 42)가 예시적인 실시예에서 거의 원형으로 나타내어져 있지만, 본 발명의 범위를 벗어나는 일 없이 비원형의 개구부(40, 42)가 마찬가지로 도입될 수도 있다. 더욱이, 중간절연층(22, 24)내의 가용성 링크 개구부로서 비대칭 개구부가 도입될 수도 있을 것으로 예기된다. 또, 그러나 가용성 링크 개구부가 상술한 바와 같은 공기 대신으로나 공기 외에 고체나 가스로 채워질 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 상부 및 하부의 중간절연층 각각은 델라웨어주 윌밍턴의 E.I.뒤퐁드느무르 앤 컴퍼니로부터의 상표 KAPTON?瑛막? 판매되고 있는 0.002인치 두께의 폴리이미드막과 같은 유전성 막으로 제조된다. 그러나, 변형실시예에 있어서는 KAPTON?? 대신에 우베사로부터 판매되고 있는 CIRLEX?? 비점착성 폴리이미드 적층물, UPILEX?? 폴리이미드 재료, 로저스사로부터 판매되고 있는 피로럭스(Pyrolux), 폴리에틸렌 나프탈렌디카복시레이트(때로는 PEN이라 칭함), 지브렉스(Zyvrex) 액정 폴리머 재료 등과 같은 다른 적당한 전기적 절연물(폴리이미드와 논(non)-폴리이미드)이 도입될 수도 있다.
상부의 외부 절연층(26)은 상부의 중간절연층(22) 위에 있고, 상부의 중간절연층(22)의 종단 개구부(36, 38)와 거의 일치하는 직사각형 종단 개구부(46, 48)를 갖추고 있다. 상부의 외부 절연층(26)에서의 종단 개구부(46, 48)와 상부의 중간절연층(22)에서의 종단 개구부(36, 38) 모두는 얇은 퓨즈소자 접촉패드(32, 34) 위에 각각의 캐비티(cavity)를 형성한다. 개구부(36, 38, 46, 48)가 땜납(도 2에 도시하지 않음)으로 채워질 때, 땜납 접촉패드(12; 도 1에 도시함)는 예컨대 인쇄회로기판상의 외부 회로에 접속하기 위한 퓨즈소자 접촉패드(32, 34)에 대한 전도성 관계로 형성된다. 연속표면(50)은 상부의 중간절연층(22)의 가용성 링크 개구부(40) 위에 있는 상부의 외부 절연층(26)의 종단 개구부(46, 48) 사이에서 연장되고, 이에 따라 가용성 링크(30)를 둘러싸고 적당히 절연하게 된다.
다른 실시예에 있어서, 상부의 외부 절연층(26) 및/또는 하부의 외부 절연층(28)은 가용성 링크 개구부(40, 42)내의 오픈된 퓨즈의 선명한 표시를 용이하게 하는 반투명 또는 투명 재료로 제조된다.
하부의 외부 절연층(28)은 하부의 중간절연층(24) 아래에 있고, 고체상태이며, 즉 개구부가 없다. 따라서, 하부의 외부 절연층(24)의 연속하는 고체표면은 하부의 중간절연층(28)의 가용성 링크 개구부(42) 아래의 가용성 링크(30)를 적당히 절연하게 된다.
예시적인 실시예에 있어서, 상부 및 하부의 외부 절연층 각각은 델라웨어주 윌밍턴의 E.I.뒤퐁드느무르 앤 컴퍼니로부터의 상표 KAPTON?瑛막? 판매되고 있는 0.005인치 두께의 폴리이미드막과 같은 유전성 막으로 제조된다. 그러나, 변형실시예에 있어서는 CIRLEX?? 비점착성 폴리이미드 적층물, 피로럭스, 폴리에틸렌 나프탈렌디카복시레이트 등과 같은 다른 적당한 전기적 절연물이 도입될 수도 있다.
퓨즈(10)를 제조하는데 도입되는 예시적인 제조공정을 나타내기 위해, 퓨즈(10)의 층은 다음 표를 참조한다.
프로세스 층 도 2 층 도 2 참조번호
1 상부의 외부 절연층 26
2 상부의 중간절연층 22
3 포일 퓨즈소자층 20
4 하부의 중간절연층 24
5 하부의 외부 절연층 28
이들 지정을 이용하면, 도 3은 퓨즈(10; 도 1과 도 2에 나타냄)를 제조하는 예시적인 방법(60)의 플로우차트이다. 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 공지된 적층기술에 따라 하부의 중간층(24; 층 4)에 적층된다(62). 그 후, 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 염화제2철 용액의 이용을 포함하지만 이에 한정되지 않는 공지된 기술을 이용하여 하부의 중간절연층(24; 층 4) 위에 원하는 형상으로 에칭된다(64). 예시적인 실시예에 있어서, 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 대문자 I모양의 포일 퓨즈소자가 공지된 에칭 프로세스에 따라 도 2와 관련하여 상술한 바와 같이 남아 있도록 형성된다. 변형실시예에 있어서, 가용성 링크(30)와 접촉패드(32, 34)를 형성하기 위해 에칭 오퍼레이션 대신에 다이 커팅(die cutting) 오퍼레이션이 도입될 수 있다.
하부의 중간절연층(층 4)으로부터 포일 퓨즈소자층(층 3)을 형성하는 것(64)이 완료된 후에, 상부의 중간절연층(22; 층 2)은 공지된 적층기술에 따라 단계 62로부터의 미리 적층된 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)과 하부의 중간절연층(층 4)에 적층된다(66). 이에 따라, 3개 층의 적층은 중간절연층(22, 24; 층 2, 4) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)으로 형성된다.
그 후, 종단 개구부(36, 38)와 가용성 링크 개구부(40; 모두 도 2에 도시함)는 공지된 에칭, 펀칭 또는 드릴링 프로세스에 따라 상부의 중간절연층(22)내에 형성된다(68). 또한, 가용성 링크 개구부(42; 도 2에 도시함)는 에칭, 펀칭, 드릴링을 포함하지만 이에 한정되지 않는 공지된 프로세스에 따라 하부의 중간절연층(28)내에 형성된다(68). 따라서, 퓨즈소자층의 접촉패드(32, 34; 도 2에 도시함)는 상부의 중간절연층(22; 층 2)내의 종단 개구부(36, 38)를 통해 노출된다. 가용성 링크(도 2에 도시함)는 각각의 중간절연층(22, 24; 층 2, 4)의 가용성 링크 개구부(40, 42)내에서 노출된다. 변형실시예에 있어서, 다이 커팅 오퍼레이션, 드릴링 및 펀칭 오퍼레이션 등은 가용성 링크 개구부(40)와 종단 개구부(36, 38)를 형성하기 위해 에칭 오퍼레이션 대신에 도입될 수 있다.
중간절연층(22, 24; 층 2, 4)에 개구부나 윈도우를 형성한(68) 후에, 외부의 절연층(26, 28; 층 1, 5)은 단계 66과 68로부터 3개 층 결합물(층 2, 3, 4)에 적층된다(70). 외부 절연층(26, 28; 층 1, 5)은 당기술분야에서 공지된 프로세스와 기술을 이용하여 3개 층 결합물에 적층된다.
5개 층 결합물을 형성하도록 외부 절연층(26, 28; 층 1, 5)이 적층된(70) 후에, 퓨즈소자의 접촉패드(32, 34; 도 2에 도시함)가 상부의 외부 절연층(26; 층 1)과 상부의 중간절연층(22; 층 2)의 각각의 종단 개구부(36, 38, 46, 48)를 통해 노출되도록 종단 개구부(46, 48; 도 2에 도시함)는 공지된 방법과 기술에 따라 상부의 외부 절연층(26; 층 1)내에 형성된다(72). 그 후, 하부의 외부 절연층(28; 층 5)은 전압이나 전류 레이팅, 퓨즈 분류코드 등의 퓨즈(10; 도 1과 2에 도시함)의 동작특성에 관계되는 표시로 마킹(marking)된다(74). 마킹(74)은, 예컨대 레이저 마킹, 화학 에칭이나 플라즈마 에칭과 같은 공지된 프로세스에 따라 행해질 수 있다. 니켈/금, 니켈/주석, 니켈/주석/납 및 주석도금된 패드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 공지된 도전성 접촉패드가 땜납 접점(12) 대신에 변형실시예에서 도입될 수 있다는 것을 알 수 있다.
그 후, 땜납은 퓨즈소자 접촉패드(32, 34; 도 2에 도시함)와 도전적인 교통을 하여 땜납 접점(12; 도 1에 도시함)을 완성하기 위해 가해진다(76). 따라서, 땜납 접점(12)이 라인에 연결되어 전압을 가한 회로의 전기적인 접속을 로드(load)할 때, 전기적인 접속은 가용성 링크(30; 도 2에 도시함)를 통해 확립될 수 있다.
퓨즈(10)가 이제까지 설명된 방법에 따라 단독으로 제조되었지만, 예시적인 실시예에 있어서 퓨즈(10)는 시트형태로 집합적으로 제조된 후에 단일 퓨즈(10)로 분리되거나 단일화된다(78). 일괄 프로세스로 형성될 때, 가용성 링크(30)의 여러 형상과 치수는 에칭 및 다이 커팅 프로세스의 정밀한 제어로 동시에 형성될 수 있다. 게다가, 롤투롤(roll to roll) 적층 프로세스는 최소시간으로 많은 수의 퓨즈를 제조하기 위해 연속하는 제조프로세스에 도입될 수 있다.
게다가, 부가적인 층을 포함하는 퓨즈가 상술한 방법을 벗어나지 않고 제조될 수 있다. 따라서, 다른 성능특성과 여러 패키지 사이즈를 가진 퓨즈를 제조하기 위해 다수의 퓨즈소자층 및/또는 부가적인 절연층이 이용될 수 있다.
따라서, 퓨즈는 값싼 공지된 기술과 프로세스를 이용하여 일괄 프로세스에서 저비용의 널리 이용할 수 있는 재료를 이용하여 능률적으로 형성될 수 있다. 광화학 에칭 프로세스는 퓨즈(10)의 최종 성능의 변화를 최소화하기 위해 균일한 두께와 전도율을 가진 매우 작은 퓨즈에 대해서조차 얇은 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30)와 접촉패드(32, 34)의 어느 정도 정밀한 형성을 허용한다. 게다가, 퓨즈소자층(20)을 형성하기 위한 얇은 금속박 재료의 이용은 그것이 공지된 비교되는 퓨즈에 관하여 매우 낮은 저항의 퓨즈를 구성할 수 있게 한다.
도 4는 하부의 중간절연층(24)의 구성을 제외하면 퓨즈(10; 도 1∼3에 관하여 상술함)와 거의 유사한 제2실시예의 포일 퓨즈(90)의 분해사시도이다. 특히, 하부의 중간절연층(24)내의 가용성 링크 개구부(42; 도 2에 도시함)는 퓨즈(90)내에 없고, 가용성 링크(30)는 하부의 중간절연층(24)의 표면 전체에 걸쳐 직접 연장된다. 이 특별한 구성은 가용성 링크 개구부(40)가 가용성 링크(30)로부터 중간절연층(22, 24)으로의 열전달을 저지하거나 적어도 감소시키는 중간온도에서 퓨즈 오퍼레이션을 위해 만족할 만한 것이다. 따라서, 퓨즈(90)의 저항은 퓨즈 오퍼레이션동안 감소되고, 상부의 중간절연층(40)내의 가용성 링크 개구부(40)는 아크 트래킹을 저지하며, 퓨즈를 통해 회로의 완전한 클리어를 용이하게 한다.
퓨즈(90)는 당연히 하부의 중간절연층(24)내에 가용성 링크 개구부(42; 도 2에 도시함)가 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 방법(60; 도 3과 관련하여 상술함)에 따라 구성된다.
도 5는 상부의 중간절연층(22)의 구조를 제외하면 퓨즈(90; 도 4와 관련하여 상술함)와 거의 유사한 포일 퓨즈(100)의 제3실시예의 포일 퓨즈(100)의 분해사시도이다. 특히, 상부의 중간절연층(22)내의 가용성 링크 개구부(40; 도 2에 도시함)는 퓨즈(100)내에 없고, 가용성 링크(30)는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 양쪽 모두의 표면 전체에 걸쳐 직접 연장된다.
퓨즈(100)는 당연히 중간절연층(22, 24)내에 가용성 링크 개구부(40, 42; 도 2에 도시함)가 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 방법(60; 도 3과 관련하여 상술함)에 따라 구성된다.
얇은 세라믹 기판이 폴리머막 대신에 상술한 실시예중 어느 하나에 있어서 도입될 수 있지만, 퓨즈의 적당한 오퍼레이션을 보장하기 위해 퓨즈(100)에 대해서는 특별히 적당할 수 있다는 것을 알 수 있다. 예컨대, 저온 연소가 가능한 세라믹 재료 등이 본 발명의 변형실시예에서 도입될 수 있다.
가용성 링크를 형성하기 위한 얇은 금속박 재료에 상술한 에칭과 다이 커팅 프로세스를 이용하면, 여러 다른 형상의 금속박 가용성 링크는 특별한 성능 목적을 충족시키도록 형성될 수 있다. 예컨대, 도 6∼10은 퓨즈(10; 도 1과 도 2에 도시함)와 퓨즈(90; 도 4에 도시함) 및 퓨즈(100; 도 5에 도시함)에 도입될 수 있는 예시적인 치수와 함께 복수의 퓨즈소자 결합구조를 나타낸다. 그러나, 여기에서 설명되는 가용성 링크 결합구조는 단지 예시적인 목적을 위한 것이고, 결코 어떤 특별한 포일 형상이나 가용성 링크 구조에 대한 본 발명의 실시를 제한하려고 하는 것은 아니라는 것을 알 수 있다.
도 11은 제4실시예의 퓨즈(120)의 분해사시도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈(120)는 도 11에 나타낸 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 특히, 예시적인 실시예에서, 퓨즈(120)는 본래 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입된 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 포함하는 5개 층으로 구성된다.
상술한 실시예에 따라, 퓨즈소자(20)는 공지된 기술에 따라 하부의 중간절연층(24)에 가해지는 전착된 3∼5마이크론 두게의 동박이다. 얇은 퓨즈소자층(20)은 직사각형 접촉패드(32, 34) 사이에서 연장되는 좁은 가용성 링크(30)와 함께 대문자 I모양으로 형성되고, 가용성 링크(30)를 통과하여 흐르는 전류가 약 7암페어보다 작을 때 오픈하는데 필요한 크기로 되어 있다. 그러나, 여러 치수의 가용성 링크가 도입되고, 얇은 퓨즈소자층(20)이 동박 대신에 여러 금속박 재료와 합금으로 형성될 수 있을 것으로 예기된다.
상부의 중간절연층(22)은 포일 퓨즈소자층(20) 위에 있고, 그것을 통해 연장하고 포일 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30) 위에 있는 원형의 가용성 링크 개구부(40)를 갖추고 있다. 상술한 퓨즈(10, 90, 100)와는 현저히 달라서, 퓨즈(120)내의 상부의 중간절연층(22)은 종단 개구부(36, 38; 도 2∼5에 도시함)를 갖추고 있지 않지만 가용성 링크 개구부(40)를 제외한 어디에서나 고체상태이다.
하부의 중간절연층(24)은 포일 퓨즈소자층(20) 아래에 있고, 포일 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30) 아래에 있는 원형의 가용성 링크 개구부(42)를 갖추고 있다. 이와 같이, 가용성 링크(30)가 포일 퓨즈소자(20)의 접촉패드(32, 34) 사이에서 연장됨에 따라 가용성 링크(30)가 어느쪽 중간절연층(22, 24)의 표면에도 접촉하지 않도록 가용성 링크(30)는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24)내의 각 가용성 링크 개구부(40, 42) 전체에 걸쳐 연장된다. 환언하면, 퓨즈(10)가 완전히 제조되면, 가용성 링크(30)는 각 중간절연층(22, 24)내의 가용성 링크 개구부(40, 42)에 의해 에어포켓중에서 효과적으로 떠돌게 된다.
이와 같이, 가용성 링크 개구부(40, 42)는 종래의 퓨즈에서는 퓨즈의 증가된 전기저항에 기여하는 중간절연층(22, 24)으로의 열전달을 막는다. 따라서, 퓨즈(120)는 공지된 퓨즈보다 더 낮은 저항에서 동작하고, 그 결과 공지된 비교되는 퓨즈보다 더 작은 회로 섭동을 갖는다. 게다가, 다른 공지된 퓨즈와 달리, 가용성 링크 개구부(40, 42)에 의해 생성되는 에어포켓은 아크 트래킹을 저지하고, 가용성 링크(30)를 통해 회로의 완전한 클리어를 용이하게 한다. 그러나, 에어포켓은 가용성 링크가 동작하고 퓨즈 내부의 바람직하지 않은 가스형성과 압력을 경감시킬 때 가스의 배출을 용이하게 한다.
상술한 바와 같이, 상부 및 하부의 중간절연층 각각은 델라웨어주 윌밍턴의 E.I.뒤퐁드느무르 앤 컴퍼니로부터의 상표 KAPTON?瑛막? 판매되고 있는 0.002인치 두께의 폴리이미드막과 같은 유전성 막으로 예시적인 실시예에서 제조된다. 변형실시예에 있어서는 CIRLEX?? 비점착성 폴리이미드 적층물, 로저스사로부터 판매되고 있는 피로럭스, 폴리에틸렌 나프탈렌디카복시레이트(때로는 PEN이라 칭함), 지브렉스 액정 폴리머 재료 등과 같은 다른 적당한 전기적 절연물이 도입될 수도 있다.
상부의 외부 절연층(26)은 상부의 중간절연층(22) 위에 있고, 상부의 중간절연층(26) 위에서 연장되고 상부의 중간절연층(22)의 가용성 링크 개구부(40) 위에 있는 연속표면(50)을 갖추고 있으며, 이에 따라 가용성 링크(30)를 둘러싸고 적당히 절연하게 된다. 특히, 도 11에 도시한 바와 같이 상부의 중간절연층(122)은 종단 개구부(46, 48; 도 2∼5에 도시함)를 포함하지 않는다.
다른 실시예에 있어서, 상부의 외부 절연층(122) 및/또는 하부의 외부 절연층(124)은 가용성 링크 개구부(40, 42)내의 오픈된 퓨즈의 선명한 표시를 용이하게 하는 반투명 또는 투명 재료로 제조된다.
하부의 외부 절연층(124)은 하부의 중간절연층(24) 아래에 있고, 고체상태이며, 즉 개구부가 없다. 따라서, 하부의 외부 절연층(24)의 연속하는 고체표면은 하부의 중간절연층(28)의 가용성 링크 개구부(42) 아래의 가용성 링크(30)를 적당히 절연하게 된다.
예시적인 실시예에 있어서, 상부 및 하부의 외부 절연층 각각은 델라웨어주 윌밍턴의 E.I.뒤퐁드느무르 앤 컴퍼니로부터의 상표 KAPTON?瑛막? 판매되고 있는 0.005인치 두께의 폴리이미드막과 같은 유전성 막으로 제조된다. 그러나, 변형실시예에 있어서는 CIRLEX?? 비점착성 폴리이미드 적층물, 피로럭스, 폴리에틸렌 나프탈렌디카복시레이트 등과 같은 다른 적당한 전기적 절연물이 도입될 수도 있다.
땜납 범프 종단을 갖춘 도 2∼5에 도시한 퓨즈의 상술한 실시예와는 달리, 상부의 외부 절연층(122)과 하부의 외부 절연층(124) 각각은 그 각각의 측면에 형성되고 가용성 링크 접촉패드(32, 34) 위와 아래에서 연장되는 길어진 종단슬롯(126, 128)을 갖추고 있다. 퓨즈의 층이 조립되면, 슬롯(126, 128)은 상부의 중간절연층과 하부의 중간절연층(22, 24)의 금속화된 수직 측면(130, 132)과 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 각각의 외부 표면으로 연장되는 금속화된 스트립(strip; 134, 136)과 함께 퓨즈(120)의 각 측면 끝에 접촉종단을 형성하기 위해 그 수직면에서 금속화된다. 따라서, 퓨즈(120)는 퓨즈소자 접촉패드(32, 34)에 대한 전기적인 접속을 확립하는 동안 인쇄회로기판에 표면장착될 수 있다.
퓨즈(120)를 제조하도록 도입된 예시적인 제조프로세스를 설명하기 위해, 퓨즈(120)의 층은 다음 표를 참조한다.
프로세스 층 도 11 층 도 11 참조번호
1 상부의 외부 절연층 122
2 상부의 중간절연층 22
3 포일 퓨즈소자층 20
4 하부의 중간절연층 24
5 하부의 외부 절연층 124
이들 지정을 이용하면, 도 12는 퓨즈(120; 도 11에 나타냄)를 제조하는 예시적인 방법(150)의 플로우차트이다. 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 공지된 적층기술에 따라 하부의 중간층(24; 층 4)에 적층된다(152). 그 후, 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 염화제2철 용액 에칭 프로세스의 이용을 포함하지만 이에 한정되지 않는 공지된 기술을 이용하여 하부의 중간절연층(24; 층 4) 위에 원하는 형상으로 형성된다(154). 예시적인 실시예에 있어서, 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)은 대문자 I모양의 포일 퓨즈소자가 상술한 바와 같이 남아 있도록 형성된다. 변형실시예에 있어서, 가용성 링크(30)와 접촉패드(32, 34)를 형성하기 위해 에칭 오퍼레이션 대신에 다이 커팅 오퍼레이션이 도입될 수 있다. 도 6∼10에 도시된 것들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 여러 형상의 가용성 소자가 본 발명의 다른 및/또는 변형실시예에서 도입될 수 있다. 당기술분야에서 알 수 있는 바와 같이, 다른 및/또는 변형실시예에서 퓨즈소자층은 스퍼터링 프로세스와 도금프로세스, 스크린 인쇄 프로세스 등을 이용하여 금속화되고 형성될 수 있다는 것이 예기된다.
하부의 중간절연층(층 4)으로부터 포일 퓨즈소자층(층 3)을 형성한(154) 후에, 상부의 중간절연층(22; 층 2)은 공지된 적층기술에 따라 단계 152로부터의 미리 적층된 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)과 하부의 중간절연층(24; 층 4)에 적층된다(156). 이에 따라, 3개 층의 적층은 중간절연층(22, 24; 층 2, 4) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20; 층 3)으로 형성된다.
그 후, 가용성 링크 개구부(40; 도 11에 도시함)는 상부의 중간절연층(22; 층 2)내에 형성되고(158), 가용성 링크 개구부(42; 도 11에 도시함)는 하부의 중간절연층(28)내에 형성된다(158). 가용성 링크(30; 도 11에 도시함)는 각각의 중간절연층(22, 24; 층 2, 4)의 가용성 링크 개구부(40, 42)내에서 노출된다. 예시적인 실시예에 있어서, 개구부(40)는 가용성 링크 개구부(40, 42)를 형성하기 위해 공지된 에칭, 펀칭, 드릴링 및 다이 커팅 오퍼레이션에 따라 형성된다.
중간절연층(22, 24; 층 2, 4)으로 개구부를 에칭한 후에(158), 외부 절연층(122, 124; 층 1, 5)은 단계 156과 158로부터의 3개 층 결합(층 2, 3, 4)에 적층된다(160). 외부 절연층(122, 124; 층 1, 5)은 당기술분야에서 공지된 프로세스와 기술을 이용하여 3개 층 결합에 적층된다(160).
본 발명의 목적에 특히 유리할 수 있는 적층의 하나의 형태는 델라웨어주 베어의 알론 머터리얼즈 포 일렉트로닉스로부터 판매되고 있는 것과 같은 흐름이 없는 폴리이미드 프리프레그제의 이용을 도입한다. 이러한 재료는 다른 적층 접착제보다 갈라지지 않고 열 사이클링(thermal cycling)을 보다 잘 견딜뿐만 아니라 관통구멍 파손의 가능성을 줄이는 아크릴 접착제의 팽창특성 이하의 팽창 특성을 갖는다. 그러나, 접착제의 필요성이 제조되는 퓨즈의 특성에 따라 변할 수 있기 때문에, 어떤 타입의 퓨즈나 퓨즈 레이팅에 부적당할 수 있는 적층 접착제가 다른 타입의 퓨즈나 퓨즈 레이팅에 받아들일 수 있다는 것을 알 수 있다.
외부 절연층(26, 28; 도 2에 도시함)과 달리, 외부 절연층(122, 124; 도 11에 도시함)은 중간절연층 맞은편의 그 외부표면에 동박으로 금속화된다. 예시적인 실시예에 있어서, 이것은 퓨즈의 적당한 오퍼레이션을 손상시킬 수 있는 접착제 없이 동박으로 적층된 폴리이미드 시트를 포함하는 CIRLEX?? 폴리이미드 기술로 달성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 이것은 접착제 없이 스퍼터링된 금속막으로 적층된 이스패넥스(Espanex) 폴리이미드 시트로 달성될 수 있다. 다른 도전성 재료와 합금이 이 목적을 위해 동박 대신에 도입되고, 외부 절연층(122, 124)이 변형실시예에서 CIRLEX?? 대신에 다른 프로세스와 기술에 의해 금속화될 수 있다는 것이 예기된다.
5개 층 결합을 형성하기 위해 외부 절연층(26, 28; 층 1, 5)이 적층된 후에(160), 슬롯(126, 128)에 대응하는 길어진 관통구멍이 단계 160에서 형성된 5개 층 결합을 통해 형성된다(164). 여러 실시예에 있어서, 슬롯(126, 128)은 그것들이 형성됨에 따라(164) 레이저 기계화되고, 화학 에칭되며, 플라즈마 에칭되고, 펀칭되거나 드릴된다. 그 후, 슬롯 종단 스트립(134, 126; 도 11에 도시함)은 에칭 프로세스를 통해 외부 절연층(122, 124)의 금속화된 외부 표면에 형성되고(166), 종단 슬롯(126, 128)내의 퓨즈소자층 접촉패드(32, 34; 도 11에 도시함)를 노출시키기 위해 퓨즈소자층(20)이 에칭된다(166). 종단 스트립(134, 136)을 형성하기 위해 계층화된 결합을 에칭(166)하고, 퓨즈소자층 접촉패드(32, 34)를 노출시키기 위해 퓨즈소자층(20)을 에칭한 후에, 종단슬롯(126, 128)은 슬롯(126, 128)에서 금속화된 접촉 종단을 완성시키기 위해 도금 프로세스에 따라 금속화된다(168). 예시적인 실시예에 있어서, 니켈/금, 니켈/주석, 니켈/주석/납 및 주석은 슬롯(126, 128)에서 종단을 완성시키기 위해 공지된 도금 프로세스로 도입될 수 있다. 이와 같이, 다른 응용에서 다른 접속방식이 장착 표면 대신에 이용될 수 있을지라도, 예컨대 인쇄회로기판에 표면장착하는데 특히 적당한 퓨즈(120)가 제조될 수 있다.
변형실시예에 있어서, 원통형의 관통구멍을 갖춘 성 같은 구조의 접촉종단이 슬롯(126, 128)에서의 상기 관통구멍 금속화 대신에 도입될 수 있다.
슬롯(126, 128)에서의 접촉종단이 완성되면, 하부의 외부 절연층(124; 층 5)은 전압이나 전류 레이팅, 퓨즈 분류코드 등의 퓨즈(120; 도 11에 도시함)의 동작특성에 관계되는 표시로 마킹된다(170). 마킹(170)은, 예컨대 레이저 마킹, 화학 에칭이나 플라즈마 에칭과 같은 공지된 프로세스에 따라 행해질 수 있다.
퓨즈(120)가 이제까지 설명된 방법에 따라 단독으로 제조되었지만, 예시적인 실시예에 있어서 퓨즈(120)는 시트형태로 집합적으로 제조된 후에 단일 퓨즈(120)로 분리되거나 단일화된다(172). 일괄 프로세스로 형성될 때, 가용성 링크(30; 도 11에 도시함)의 여러 형상과 치수는 에칭 및 다이 커팅 프로세스의 정밀한 제어로 동시에 형성될 수 있다. 게다가, 롤투롤 적층 프로세스는 최소시간으로 많은 수의 퓨즈를 제조하기 위해 연속하는 제조프로세스에 도입될 수 있다. 더 부가적인 퓨즈소자층 및/또는 절연층은 증가된 퓨즈 레이팅과 물리적인 크기의 퓨즈를 제공하도록 도입될 수 있다.
제조가 완료되면, 접촉종단이 라인에 연결되어 전압을 가한 회로의 전기적인 접속을 로드할 때, 전기적인 접속은 가용성 링크(30; 도 11에 도시함)를 통해 확립될 수 있다.
중간절연층(22, 24)에서의 가용성 링크 개구부(40, 42)중 하나 또는 양쪽 모두를 제거함으로써 도 4와 도 5에서 상술한 바와 같이 더 변경되는 것을 알 수 있다. 따라서, 퓨즈(120)의 저항은 퓨즈(120)의 다른 응용과 다른 동작온도에 대해 변하게 될 것이다.
다른 실시예에 있어서, 외부 절연층(122, 124)중 하나 또는 양쪽 모두는 외부 절연층(122, 124)을 통해 로컬 퓨즈 상태표시를 제공하기 위해 반투명재료로 제조될 수 있다. 따라서, 가용성 링크(30)가 동작할 때, 많은 수의 퓨즈가 전기시스템에 도입될 때 특히 유리할 수 있는 퓨즈(120)는 교체를 위해 쉽게 확인될 수 있다.
따라서, 상술한 방법에 따라 퓨즈는 값싼 공지된 기술과 프로세스를 이용하여 일괄 프로세스에서 저비용의 널리 이용할 수 있는 재료를 이용하여 능률적으로 형성될 수 있다. 광화학 에칭 프로세스는 퓨즈(10)의 최종 성능의 변화를 최소화하기 위해 균일한 두께와 전도율을 가진 매우 작은 퓨즈에 대해서조차 얇은 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30)와 접촉패드(32, 34)의 어느 정도 정밀한 형성을 허용한다. 게다가, 퓨즈소자층(20)을 형성하기 위한 얇은 금속박 재료의 이용은 그것이 공지된 비교되는 퓨즈에 관하여 매우 낮은 저항의 퓨즈를 구성할 수 있게 한다.
도 13과 도 14 각각은 본 발명의 예시적인 양상에 따라 형성된 제5실시예의 퓨즈(200)의 사시도와 분해도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈(200)는 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 퓨즈(200)는 아래에 나타낸 것을 제외하고는 퓨즈(120; 도 11에 도시함)와 거의 유사하게 구성되고, 퓨즈(120)와 같은 참조번호는 도 13과 도 14에서 같은 참조번호로 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(200)는 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 갖추고 있다. 퓨즈소자층(20)과 층(22, 24, 122, 124)은 도 11과 도 12에 관하여 상술한 바와 같이 제조되고 조립된다.
퓨즈소자층(20)이 가용성 링크 개구부(40, 42) 부근에 매달려 있거나 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 및 퓨즈소자층(20)과 직접 접촉하고 있는 상술한 실시예와는 달리, 퓨즈소자층(20)는 폴리머막(202)상에 지지되고 있다. 폴리머막(202)은 퓨즈소자(20)를 지지하고 퓨즈소자층(20)을 형성하는 표면을 제공하는데 적당하다. 오퍼레이션에 있어서, 퓨즈소자층(20)의 금속 가용성 링크(30)는 폴리머막을 탄화시키거나 막(202)의 표면에 아크 트래킹하지 않고 퓨즈(200)를 통해 회로를 용해하고 클리어한다.
퓨즈소자층(20)에서의 가용성 링크의 어떤 결합구조와 길이는 폴리머막(202)이 특별히 적당하지 않게 한다. 예컨대, 퓨즈소자층(20)에서 구불구불하거나 톱니모양을 한 링크가 도입될 때, 폴리머막(202)은 퓨즈소자층(20)이 회로를 클리어하기 전에 가용성 링크 위와 아래에 위치한 가용성 링크 개구부(40, 42)의 표면에 닿지 않도록 가용성 링크를 지지한다. 증가된 길이의 가용성 소자를 갖춘 고압 퓨즈 및/또는 시간지연 퓨즈소자에 대해서는, 다수의 형상 및/또는 결합구조의 가용성 링크가 도입되면 폴리머막(202)은 받아들일 수 있는 퓨즈 오퍼레이션을 얻을 때 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 긴 소자, 시간지연 퓨즈의 설계에 있어서, 퓨즈소자층(20)은 퓨즈소자층(20)을 형성하는데 이용된 금속의 열팽창의 관련된 계수에 따라 오버로드(overload) 상태동안 확장된다. 퓨즈소자층(20)의 열가열은 퓨즈소자층(20)의 적어도 일부분이 액체상태로 용해될 때까지 계속한다. 퓨즈소자층(20)의 열가열동안 폴리머막(202)을 통한 열소실은 퓨즈(200)의 시간/전류 특성의 실질적이고 바람직한 변화를 초래할 수 있다.
폴리머막(202)은 퓨즈(200)에서의 부가적인 구조상의 이익을 더 제공한다. 예컨대, 폴리머막(202)은 제조프로세스동안 퓨즈소자층(2)을 지지함으로써 가용성 링크에 구조상의 강도를 제공하고, 이에 따라 높은 온도와 압력에서 연속되는 적층 프로세스동안 포텐셜 분열을 피하기 위해 가용성 링크를 경직시키게 된다. 더욱이, 퓨즈가 취급되어 설치됨에 따라 폴리머막(202)은 가용성 링크의 포텐셜 분열을 피하기 위해 퓨즈소자층을 강화시킨다. 더욱이, 폴리머막(202)은 사용중에 전류 사이클링동안 열응력에 의한 가용성 링크의 분열의 가능성을 줄이고, 이것은 퓨즈소자층의 열팽창과 수축을 야기시킨다. 따라서, 전류 사이클링에 의한 파손에 대한 가용성 링크의 약화는 폴리머막(202)의 구조상의 강도에 의해 완화된다.
따라서, 퓨즈소자층(20)을 위한 폴리머막(202)이나 다른 지지구조를 짜넣음으로써, 퓨즈(200)는 향상된 기계적 충격, 열충격, 충돌저항, 진동내구력 및 가용성 링크(30)가 공기중에 떠있는 퓨즈(120; 도 11에 도시함)에 관하여 아마 매우 우수한 성능을 얻게 된다.
폴리머막(202)이 상술한 바와 같은 퓨즈의 어떤 타입이나 응용에 바람직하다는 것을 알 수 있지만, 고속 동작 퓨즈와 비교적 짧은 가용성 링크를 가진 퓨즈에 있어서, 가용성 링크는 폴리머막(202)을 선택할 수 있게 하기 위해 충분한 구조적 통합성(integrity)과 받아들일 수 있는 성능을 가질 수 있고, 폴리머막(202)의 제공은 퓨즈(200)의 시간/전류특성상의 실질적인 효과를 가질 것 같지 않다.
예시적인 실시예에 있어서, 폴리머막(202)은 보다 두꺼운 막이 변형실시예에서 이용될지라도 약 0.0005인치 이하의 두께를 가진 박막이다. 얇은 폴리머막은 퓨즈 오퍼레이션동안 이상적으로 용해되고 증발되거나 분해된다. 폴리머막을 위한 예시적인 재료는 LCP(liquid crystal polymer) 재료와 상술한 바와 같은 폴리이미드막 재료를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 액체 폴리이미드 재료는 스핀코트(spin coat) 오퍼레이션이나 닥터 블레이드(doctor blade)를 갖춘 응용을 포함하지만 이에 한정되지 않는 공지된 프로세스나 기술에 따라 퓨즈소자층(20)에 대한 지지막(202)을 형성하는데 이용될 수 있다. 폴리머막(202)은 특정한 퓨징 특성을 가진 퓨즈를 구성할 필요나 희망에 따라 여러 형상으로 형성될 수 있다.
퓨즈(200)는 퓨즈소자층(20)을 형성하기 위해 적당한 변형으로 도 12에 나타낸 방법(150)에 따라 제조될 수 있고, 또는 폴리머막(202)을 갖춘 퓨즈소자층(20)을 지지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 예시적인 양상에 따라 형성된 제6실시예의 퓨즈(210)의 분해도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈(210)는 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 퓨즈(210)는 아래에 나타내는 것을 제외하고는 퓨즈(120; 도 11에 도시함)와 거의 유사하게 구성되고, 퓨즈(120)와 같은 참조번호는 도 15에서 같은 참조번호로 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(210)는 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 갖추고 있다. 퓨즈소자층(20)과 층(22, 24, 122, 124)은 도 11과 도 12에 관하여 상술한 바와 같이 제조되고 조립된다.
상술한 실시예와는 달리, 아크소거 매체(212)가 상부 또는 하부의 중간절연층(22, 24)의 가용성 링크 개구부(40, 42)내에 제공된다. 따라서, 퓨즈소자층(20)이 오픈함에 따른 아크에너지의 소실이 촉진되고, 이것은 퓨즈의 전압 레이팅이 증가됨에 따라 유익한 것이다. 아크에너지가 퓨즈를 파괴시키고 주위환경으로 배기되었다면, 퓨즈와 관련된 민감한 전기설비와 전자부품은 위태롭게 될 수 있어 가까이에 있는 사람들에게 위험한 상태를 초래할 수 있다. 아크가 발생하면, 주위의 아크소거 매체(212)는 가열되어 단계변이를 겪고, 아크 에너지는 엔트로피에 의한 아크소거 매체에 의해 흡수된다. 따라서, 아크 에너지는 퓨즈(210) 내부의 위치에서 가용성 링크 개구부(40, 42)의 범위내에 효과적으로 포함된다. 따라서, 전기설비와 부품에 대한 손상을 피할 수 있어 안전한 동작환경을 유지하게 된다.
일례로서, 아크 억압특성을 갖기 위해 공지된 실리콘 및 세라믹/실리콘 혼성 재료는 아크소거 매체(212)로서 도입될 수 있다. 당기술분야에서 알 수 있는 바와 같이, 공지된 프로세스와 기술에 따라 분말, 슬러리 또는 점착물 형태의 세라믹 제품이 이용되어 가용성 링크 개구부(40, 42)에 인가될 수 있다. 더욱 상세하게는, RTV, 변경된 알콕시 실리콘 등의 실리콘이 아크소거 매체(212)로서 이용될 수 있다. 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 산화마그네슘(MgO), 알루미나 3수화물(Al2O3*3H2O) 및/또는 Al2O3*MgO*SiO2 테리너리(terinary) 시스템내의 어떤 화합물이 마찬가지로 아크소거 매체(212)로서 이용될 수 있다. 또한, Al2O3*MgO 등의 MgO*ZrO2 화합물과 첨정석 및 질산나트륨(NaNO2, NaNO3) 등의 높은 열변형을 가진 다른 아크소거 매체가 아크소거 매체(210)로서 사용하는데 적당하다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 절연재료의 하나 이상의 부가적인 층(214)이 퓨즈소자층(20)에 가장 가까이 제공될 수 있고, 가용성 링크 개구부(216)가 거기에 제공될 수 있다. 절연층(214)은 상술한 상부 및 하부의 절연층(22, 24)으로서 동일하거나 유사한 재료로 제조될 수 있다. 아크소거 매체(212)는 절연층(214)내의 개구부(216)를 채운다. 따라서, 고압 퓨즈에 대해 원하는 퓨징 특성을 달성하기 위해 부가적인 절연과 아크소거 능력이 제공된다.
폴리머막(202; 도 14에 도시함)이 희망에 따라 퓨즈(210)와 결합하여 도입될 수 있음은 물론이다. 또한, 아크소거 매체(212)와 하나 이상의 부가적인 절연층(214)을 통합시키기 위해 적당한 변형으로 퓨즈(210)가 도 12에 나타낸 방법(150)에 따라 제조될 수 있음은 물론이다.
도 16은 본 발명의 예시적인 양상에 따라 형성된 제7실시예의 퓨즈(220)의 분해도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈(220)는 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 퓨즈(220)는 퓨즈(120; 도 11에 도시함)와 공통의 소자를 갖추고 있어, 퓨즈(120)와 같은 참조번호는 도 16에서 같은 참조번호로 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(220)는 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 갖추고 있다. 퓨즈소자층(20)과 층(22, 24, 122, 124)은 도 11과 도 12에 관하여 상술한 바와 같다.
비점착성의 상술한 실시예와는 달리, 퓨즈(220)는 퓨즈소자층(20)을 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24)에 고착시키고, 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24)을 외부 절연층(122, 124)에 고착시키는 접착소자(222; 도 16에서 상상으로 나타냄)를 갖추고 있다. 종래의 접착제와는 달리, 예시적인 실시예에서의 접착소자(222)는 퓨즈소자층(20)이 퓨즈(220)를 통해 회로를 오픈하고 클리어함에 따라 탄화하거나 아크 트래킹하지 않는다. 부가적으로, 접착소자(222)는 퓨즈(220)의 제조동안 낮은 적층온도와 압력을 허용하는데 반해, 상술한 비점착성 실시예는 비교적 높은 적층온도와 압력을 필요로 한다. 퓨즈(220)를 제조할 때의 감소된 적층온도와 압력은 퓨즈(220)를 제조할 때에 감소된 에너지소비와 공급된 퓨즈(220)의 비용을 줄이는 간략화된 제조절차를 포함하지만 이에 한정되지 않는 많은 이익을 제공한다.
여러 실시예에 있어서, 접착소자(222)는 예컨대 폴리이미드 액체 접착제, 폴리이미드 접착막이나 실리콘 접착제일 수 있다. 더욱 상세하게는, 이스패넥스 SPI와 이스패넥스 SPC 접착막이 이용될 수 있다. 혹은, 액체 폴리머가 스크린 인쇄되거나 캐스트(cast)된 후에 경화될 수 있다.
접착막이 접착소자(222)로서 도입되면, 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24)에서 가용성 링크 개구부(40)를 형성하기 위해 접착막에는 미리 구멍이 뚫려 있을 수 있다. 개구부(40, 42)가 형성되면, 접착소자(222)는 각 중간절연층(22, 24)과 외부 층(122, 124)에 적층된다. 오버레이막(overlay film) 형태의 폴리이미드 프리커서(precursor)와 잉크가 적층프로세스에 도입될 수 있고, 경화되면 폴리이미드의 모든 전기, 기계 및 치수 특성은 상술한 바와 같은 폴리이미드의 이익과 함께 적절하다.
다른 실시예에 있어서, 접착소자(222)는 금속박 퓨즈소자층(20)을 봉입할 수 있다. 예컨대, 낮은 용해온도 퓨징 합금이나 금속이 이용되거나 메트칼프(metcalf)형 합금 시스템이 이용될 때에는 낮은 경화온도의 봉입재가 이용될 수 있다.
4개의 접착소자(222)를 도 16에 도시했지만, 퓨즈(220)의 적어도 몇개의 이익을 얻고 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 보다 많거나 보다 적은 접착소자(222)를 변형실시예에서 도입할 수 있음은 물론이다.
폴리머막(202; 도 14에 도시함)이 희망에 따라 퓨즈(220)와 결합하여 도입될 수 있음은 물론이다. 또한, 접착소자(222)를 통합시키기 위해 적당한 변형으로 도 12에 나타낸 방법(150)에 따라 퓨즈(220)가 제조될 수 있음은 물론이다. 더욱이, 아크소거 매체(212; 도 15에 도시함)와 하나 이상의 부가적인 절연층(214; 도 15에 도시함)은 희망에 따라 퓨즈(220)에 도입될 수 있다.
도 17은 본 발명의 예시적인 양상에 따라 형성된 제8실시예의 퓨즈(230)의 개략도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈(230)는 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 퓨즈(230)는 상술한 실시예와 공통의 소자를 갖추고 있기 때문에, 퓨즈(230)의 같은 참조번호는 도 17에서 같은 참조번호로 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈(230)는 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 갖추고 있다. 퓨즈소자층(20)과 층(22, 24, 122, 124)은 도 11과 도 12에 관하여 상술되어 있다.
상술한 실시예와는 달리, 퓨즈(220)는 열발산판(232)과 부가적인 절연층(214; 도 15에 도시함)을 갖추고 있다. 이 열발산판(232)은 퓨즈소자층(20)의 가용성 링크(30)에 근접하여 배치되어 있고, 열발산판(232)은 소정의 퓨즈 응용을 위한 시간지연 특성을 향상시킨다. 집중된 가열이 퓨즈소자층(20)의 중심에서(즉, 도 17에 나타낸 가용성 링크(30)의 위치에서) 통상적으로 발생하기 때문에, 열발산판(232)은 전류가 그것을 통해 흐름에 따라 열을 퓨즈소자층(20)으로부터 멀리 보낸다. 그 결과, 지정된 전류 오버로드 상태에서 퓨즈(230)를 오픈하거나 동작시키기 위해 퓨즈소자층(20)을 용해점까지 가열하는데 증가된 시간주기가 필요하게 된다.
다른 열발산판 재료와 열발산판(232)의 상대적인 위치가 다른 실시예에서 도입될 수 있을지라도, 예시적인 실시예에 있어서 열발산판(232)은 퓨즈소자층(20) 위나 아래중 하나에서 퓨즈소자에 근접하여 위치한 세라믹이나 금속소자이다. 1실시예에 있어서, 도 17에 나타낸 바와 같이 오퍼레이션시에 열발산판(232)은 퓨즈소자층(20)의 가장 따뜻한 부분으로부터 멀리 떨어져서 위치해 있다. 즉, 열발산판(232)은 도 17의 예시적이 실시예에서 퓨즈소자층(20)이나 가용성 링크(30)로부터 멀리 떨어져서 위치해 있거나 이격되어 있다. 열발산판(232)을 가용성 링크(30)로부터 이격함으로써, 열발산판(231)은 퓨즈소자층(20)을 통해 회로의 오픈과 클리어를 방해하지 않는다.
폴리머막(202; 도 14에 도시함)이 희망에 따라 퓨즈(220)와 결합하여 도입될 수 있음은 물론이다. 더욱이, 아크소거 매체(212; 도 15에 도시함)와 하나 이상의 부가적인 절연층(214; 도 15에 도시함)이 희망에 따라 퓨즈(230)내에 도입될 수 있음은 물론이다. 접착소자(222; 도 16에 도시함)는 마찬가지로 퓨즈(230)내에 도입될 수 있다. 또한, 퓨즈(220)가 상술한 특징을 통합시키기 위해 적당한 변형으로 도 12에 나타낸 방법(150)에 따라 제조될 수 있음은 물론이다.
도 18은 상술한 퓨즈 실시예중 어느 하나에서 이용될 수 있는 1예시적인 실시예의 퓨즈소자층(20)의 상부 평면도이다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 퓨즈소자(20)는 히터소자(240)를 갖추고 있다. 특히, 낮은 용해온도 재료가 퓨즈소자층(20)을 형성하기 위해 이용되면, 히터소자(240)의 부가는 고속의 동작과 높은 서지(surge) 저항 특성을 가진 퓨즈를 용이하게 한다. 통상적으로, 매우 고속의 동작특성을 가진 퓨즈는 예컨대 LCD 평면표시장치 등의 응용에서 부닥치는 침입전류를 견딜 수 없다. 히터소자(240)는 퓨즈소자층(20)이 퓨즈의 개구부없이 이러한 침입전류를 견딜 수 있게 한다.
예시적인 실시예에 있어서, 니켈, 발코(balco), 백금, 칸탈(kanthal) 또는 니크롬 등의 히터 합금은 히터소자(240)로서 이용될 수 있고, 공지된 프로세스와 기술에 따라 퓨즈소자층(20)에 적용될 수 있다. 이들 및 다른 변형 재료와 금속은 벌크 저항률, TCR(temperature coefficient of resistance), 안정성, 직선성 및 비용 등의 재료특성에 기초하여 히터소자를 위해 선택될 수 있다.
2개의 히터소자(240)가 도 18에서의 대문자 I모양으로 특정한 퓨즈소자층(20)에 도시되어 있지만, 퓨즈소자층이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 도 6∼도 10에 나타낸 형상을 포함하지만 이에 한정되지 않는 여러 결합구조 형상으로 형성될 수 있고, 보다 많거나 보다 적은 히터소자(240)가 다른 퓨즈소자 결합구조를 적합하게 하거나 특정한 성능 파라미터에 적절한 명세를 달성하도록 도입될 수 있음은 물론이다.
도 19는 절연층(252)에 형성된 예시적인 실시예의 퓨즈소자층(250)의 일부의 상부 평면도이다. 퓨즈소자층(250)은 도 10에 나타낸 것을 생각나게 하는 구불구불한 결합구조로 상기에서 설명한 바와 같은 퓨즈소자층(20)에 관해 설명한 바와 같이 형성된다. 절연층(252)은 상술한 바와 같은 하부의 중간절연층(24)에 관해 설명한 바와 같이 형성된다. 퓨즈소자층은 상술한 퓨즈 실시예중 어느 하나에서 이용될 수 있고, 도 14∼18에서 상술한 어떤 선택된 특징과 결합하여 이용될 수 있다(즉, 폴리머막(202), 아크소거 매체(212), 접착소자(222), 열발산판(232)이나 히터소자(240)).
가용성 링크(254)는 절연층(252)에 형성된 가용성 링크 개구부(256)를 가로질러 연장되고, 가용성 링크는 나머지 구불구불한 퓨즈소자층(250)과 비교하여 감소된 폭을 갖는다. 구불구불한 퓨즈소자층(250)과 가용성 링크(254)는 절연층(252)상에 비교적 긴 도전성 경로를 확립하고, 시간지연 퓨즈에 아주 적합하다.
당기술분야에서 알 수 있는 바와 같이, 시간에서 퓨즈소자층(250)의 용해점은 퓨즈소자층(250)의 최대 에너지 흡수용량(Q)을 계산함으로써 결정될 수 있다. 더욱 상세하게는, 최대 에너지 흡수용량은 다음 관계에 따라 계산될 수 있다.
여기에서 ν는 형성된 퓨즈소자층 결합구조의 재료의 부피이고, i는 퓨즈소자를 통해 흐르는 순시 전류값이며, t는 퓨즈소자를 통해 흐르는 전류에 대한 시간값이고, ΔT는 퓨즈소자층을 형성하는데 이용되는 재료의 용해온도와 시간 t에서의 재료의 주위온도간의 차이며, Cp는 퓨즈소자층 재료의 특정한 열용량이고, δ는 퓨즈소자층 재료의 밀도이며, A는 퓨즈소자의 횡단면 영역이고, L은 퓨즈소자의 길이이다.
퓨즈소자층에 대해 이용되는 재료의 횡단면 영역과 길이 및 타입은 다음 관계에 따라 그 저항(R)에 영향을 줄 것이다.
여기에서 ρ는 퓨즈소자층의 재료 저항률이고, l은 퓨즈소자의 길이이며, A는 퓨즈소자의 횡단면 영역이다.
방정식 (4)와 (5)를 고려하면, 퓨즈소자층은 퓨즈에 대해 미리 정해진 전기저항 이하에서 제공된 지정 퓨징 특징을 위해 적당한 횡단면 영역과 길이와 함께 설계될 수 있다. 따라서, 저저항 퓨즈는 특정한 목적을 만족시키거나 넘도록 구성될 수 있다.
예컨대, 낮은 증발온도로 제조된 퓨즈소자층(250)과 연속해 있는 하나 이상의 히터소자(240; 도 18에 도시함)는 퓨즈소자층(250)의 위와 아래 양쪽에 위치한 절연층내의 가용성 링크 개구부(256)와 결합하여 섞이고, 최적의 단열상태가 퓨즈 오퍼레이션동안 생성된다.
이상적인 퓨징상태는 단열상태인데, 이 경우 전류 오버로드 상태동안 열의 이득이나 손실은 없다. 단열상태에 있어서, 주위 소자와의 열 교환없이 회로는 클리어된다. 사실, 단열상태는 퓨즈의 종단이나 퓨즈의 층으로부터 열을 소실시킬 시간이 거의 없는 매우 빠른 오프닝 이벤트 동안에만 일어난다. 안정된 대략의 단열상태가 실현될 수 있지만, 가용성 링크 주위에 단열 덮개를 설계함으로써, 열의 이득이나 손실이 없는 열역학 시스템에서의 가용성 링크를 둘러싸게 된다.
단열 모델 덮개는 낮은 열전도율의 재료로 가용성 링크를 둘러쌈으로써 적어도 부분적으로 달성될 수 있다. 예컨대, 퓨즈소자층의 어느 한쪽의 상부 및 하부 절연층에서의 가용성 링크 개구부를 통해 퓨징 소자를 둘러싸는 에어포켓은 가용성 링크를 절연시키고, 퓨즈의 층을 통한 열소실을 막을 것이다. 더욱이, 최소의 종횡비로 퓨즈소자 결합구조를 구성하거나 소자두께로 나눈 소자폭을 구성하면, 예컨대 상부 및 하부의 중간절연층으로 열을 전달하기 위한 퓨즈소자층의 표면영역을 감소시키게 된다. 더욱이, 상술한 히터소자(240) 등의 히터소자를 배치하면, 퓨징소자와 연속하여 퓨즈소자로부터 퓨즈의 층과 퓨즈종단으로의 열전달을 막게 된다.
상술한 바와 같이 단열 덮개를 설계함으로써, 줄(joule) 열은 과전류의 발생시에는 흡수되지 않을 것이고, 퓨즈소자는 빠르게 용해될 수 있다. 비록 퓨즈소자가 용해된 후에 아크가 발생되었을지라도, 아크를 발생시킬 것 같은 금속 증기는 덮개내에 가둬 넣어진다.
퓨즈의 상술한 실시예에 대해서는, 퓨즈의 전기적 특성은 상술한 바와 같은 퓨즈소자의 최대 에너지 흡수용량과 결합하여 퓨즈 매트릭스의 열확산율을 고려함으로써 예측될 수 있다. 열전도 방정식에서의 열확산율은 일정한
이고, 이것은 열이 매체를 통해 전도되는 레이트를 기술하고 있으며, 다음 관계에 의해 열전도율 k, 특정한 열 Cp 및 밀도 ρ에 관련된다.
도 20은 본 발명의 예시적인 양상에 따라 형성된 퓨즈제품(260)의 분해도이다. 상술한 퓨즈와 같이, 퓨즈제품(260)은 계층화된 구조의 저저항 퓨즈를 제공한다. 제품(260)이 상술한 실시예와 공통의 소자를 갖추고 있기 때문에, 같은 참조번호는 도 17에서 같은 참조번호로 나타낸다.
예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈제품(260)은 상부 및 하부의 외부 절연층(122, 124) 사이에 교대로 삽입되어 있는 상부 및 하부의 중간절연층(22, 24) 사이에 삽입된 포일 퓨즈소자층(20)을 갖추고 있다. 퓨즈소자층(20)과 층(22, 24, 122, 124)은 도 11과 도 12에 관하여 상술되어 있다. 또는, 부가적인 절연층(214)이 도 15에 관하여 상술되어 있는 바와 같이 제공된다.
상술한 실시예와는 달리, 마스크(262)가 하나 이상의 층의 형성을 용이하게 하도록 제공된다. 마스크(262)는 어느 한 층내의 가용성 링크 개구부에 대응하는 개구부(264)와, 각 층을 성형하기 위한 둥글게 된 종단 홈(266)을 규정짓는다. 마스크(262)는 제조프로세스동안 퓨즈의 각 층의 가용성 링크 개구부와 종단의 형성을 용이하게 하도록 도입된다. 예시적인 실시예에 있어서, 퓨즈의 층의 개구부와 종단을 형성하고 성형하기 위해 희망에 따라 다른 재료와 다른 기술이 도입될 수 있을 것이라 생각되기는 하지만, 마스크(262)는 플라즈마 에칭프로세스에서 이용되는 동박 마스크이다.
예시적인 실시예에 있어서, 마스크(262)는 퓨즈의 층을 모두 적층하기 전의 구조로부터 물리적으로 제거된다. 다른 실시예에 있어서, 마스크는 최종 퓨즈제품에서의 층으로 통합될 수 있다.
본 발명은 여러 가지의 특정한 실시예와 관련하여 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 의하면, 저저항 퓨즈와 저저항 퓨즈를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 포일 퓨즈의 사시도이고,
도 2는 도 1에 나타낸 퓨즈의 분해사시도,
도 3은 도 1과 도 2에 나타낸 퓨즈를 제조하는 방법의 프로세스 플로우차트,
도 4는 제2실시예의 포일 퓨즈의 분해사시도,
도 5는 제3실시예의 포일 퓨즈의 분해사시도,
도 6∼도 10은 도 1∼도 5에 나타낸 퓨즈에 대한 퓨즈소자 결합구조의 상부 평면도,
도 11은 제4실시예의 퓨즈의 분해사시도,
도 12는 도 11에 나타낸 퓨즈를 제조하는 방법의 프로세스 플로우차트,
도 13은 제5실시예의 퓨즈의 사시도,
도 14는 도 12에 나타낸 퓨즈의 분해도,
도 15는 제6실시예의 퓨즈의 분해도,
도 16은 제7실시예의 퓨즈의 분해도,
도 17은 제8실시예의 퓨즈의 개략도,
도 18은 1실시예의 퓨즈소자의 상부 평면도,
도 19는 다른 실시예의 퓨즈소자의 상부 평면도,
도 20은 퓨즈제품의 분해도이다.

Claims (38)

  1. 폴리머막과;
    이 폴리머막에 형성된 퓨즈소자층 및;
    이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층을 갖추고 있고,
    상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있으며, 상기 폴리머막은 상기 개구부내의 퓨즈소자층을 지지하는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 폴리이미드막으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리머막은 액정 폴리머로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 저저항 퓨즈는 약 0.0005인치 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 개구부내에 아크소거 매체를 더 갖추고, 상기 아크소거 매체는 상기 개구부내의 상기 퓨즈소자층의 일부를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 퓨즈소자층은 박막 포일로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 퓨즈소자층은 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  8. 제6항에 있어서, 상기 퓨즈소자층은 약 3∼약 9마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 퓨즈소자층은 제1 및 제2접촉패드와 그 사이에서 연장되는 적어도 하나의 가용성 링크를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가용성 링크에 연속하여 접속되어 있는 적어도 하나의 히터소자를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 퓨즈소자층 가장 가까이에 위치한 열발산판을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2중간절연층 각각에 적층되어 있는 제1 및 제2외부 절연층을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2외부 절연층중 적어도 하나와 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 액정 폴리머로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2외부 절연층중 적어도 하나와 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 폴리이미드 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  15. 저저항 퓨즈를 제조하는 방법에 있어서,
    제1중간절연층을 제공하는 단계와;
    제1 및 제2접촉패드 사이에서 연장되는 가용성 링크를 갖춘 퓨즈소자층을 형성하는 단계 및;
    상기 퓨즈소자층 위에서 상기 제1중간절연층에 제2중간절연층을 접착성 적층하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 접착성 적층하는 단계는 폴리이미드 접착막을 적층하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 접착성 적층하는 단계는 상기 절연층중 하나에 액체 폴리이미드 접착제를 가하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 접착성 적층하는 단계는 상기 절연층중 하나에 실리콘 접착제를 가하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 접착성 적층하는 단계는 접착소자와 함께 퓨즈소자층을 봉입하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  20. 제15항에 있어서, 폴리머막을 제공하는 단계와;
    상기 퓨즈소자층을 형성하기 위해 상기 폴리머막을 금속화하는 단계;
    상기 퓨즈소자층으로부터 제1 및 제2접촉패드 사이에서 연장되는 가용성 링크를 형성하는 단계 및;
    상기 제1중간절연층에 상기 폴리머막을 연결하는 단계를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 절연층내에 개구부를 형성하는 단계와, 상기 폴리머막으로 상기 개구부내의 상기 가용성 링크를 지지하는 단계를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 폴리머막을 폴리이미드 재료에 적층하는 단계를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  23. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2중간절연층중 하나를 마스크하는 단계와, 개구부를 에칭하는 단계를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 마스크를 제거하는 단계를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  25. 제15항에 있어서, 상기 금속화하는 단계는 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께로 금속화하는 단계를 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈 제조방법.
  26. 얇은 포일 퓨즈소자층과;
    이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및,
    개구부내에 위치하며 이 개구부내의 상기 퓨즈소자층을 둘러싸고 있는 아크소거 매체를 갖추고 있고,
    상기 퓨즈소자층은 제1중간절연층에 형성되며, 제2중간절연층은 상기 퓨즈소자층에 적층되고, 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  27. 제26항에 있어서, 상기 퓨즈소자층은 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  28. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 폴리이미드 재료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  29. 제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 액정 폴리머로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  30. 제26항에 있어서, 상기 퓨즈소자층 가장 가까이에 열발산판을 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  31. 제26항에 있어서, 상기 퓨즈소자층과 연속하여 적어도 하나의 히터소자를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  32. 얇은 포일 퓨즈소자층과;
    이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및;
    상기 제1 및 제2중간절연층중 하나에 연결되어 있는 열발산판을 갖추고 있고,
    상기 퓨즈소자층은 상기 제1중간절연층에 형성되며, 상기 제2중간절연층은 상기 퓨즈소자층에 적층되고, 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  33. 제32항에 있어서, 상기 얇은 포일 퓨즈소자층은 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  34. 제32항에 있어서, 상기 개구부내에 위치하며 이 개구부내의 상기 퓨즈소자층을 둘러싸고 있는 아크소거 매체를 더 갖춘 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  35. 얇은 포일 퓨즈소자층과;
    이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및;
    상기 퓨즈소자층의 상기 가용성 링크와 연속하여 적어도 하나의 히터소자를 갖추고 있고,
    상기 퓨즈소자층은 가용성 링크를 갖추도록 형성되어 있으며, 상기 제1중간절연층과 상기 제2중간 절연층은 상기 퓨즈소자층의 맞은편에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  36. 제32항에 있어서, 상기 얇은 포일 퓨즈소자층은 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  37. 얇은 포일 퓨즈소자층과;
    이 퓨즈소자층의 맞은편에서 연장되고 거기에 연결되는 제1 및 제2중간절연층 및;
    상기 제1 및 제2중간절연층에 적층되어 있는 제1 및 제2외부 절연층을 갖추고 있고,
    상기 퓨즈소자층은 상기 제1중간절연층에 형성되고, 상기 제2중간절연층은 상기 퓨즈소자층에 적층되며, 상기 제1 및 제2중간절연층중 적어도 하나는 그것을 통과하는 개구부를 갖추고 있고, 상기 퓨즈소자층과 상기 개구부는 상기 개구부 부근에서 상기 퓨즈소자층의 일부 둘레에 단열 덮개를 설계하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
  38. 제37항에 있어서, 상기 얇은 포일 퓨즈소자층은 약 1∼약 20마이크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 저저항 퓨즈.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043832B1 (ko) * 2008-03-11 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그 제조 방법

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7385475B2 (en) * 2002-01-10 2008-06-10 Cooper Technologies Company Low resistance polymer matrix fuse apparatus and method
DE10355282A1 (de) * 2003-11-18 2005-06-16 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Verfahren zur Herstellung einer Übertemperatursicherung und Übertemperatursicherung
DE102004033251B3 (de) 2004-07-08 2006-03-09 Vishay Bccomponents Beyschlag Gmbh Schmelzsicherung für einem Chip
JP4716099B2 (ja) * 2005-09-30 2011-07-06 三菱マテリアル株式会社 チップ型ヒューズの製造方法
US20070075822A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-05 Littlefuse, Inc. Fuse with cavity forming enclosure
US8368502B2 (en) * 2006-03-16 2013-02-05 Panasonic Corporation Surface-mount current fuse
KR100773324B1 (ko) * 2006-04-28 2007-11-05 단국대학교 산학협력단 블레이드형 퓨즈
JP2008311161A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Sony Chemical & Information Device Corp 保護素子
US20090009281A1 (en) * 2007-07-06 2009-01-08 Cyntec Company Fuse element and manufacturing method thereof
US9190235B2 (en) * 2007-12-29 2015-11-17 Cooper Technologies Company Manufacturability of SMD and through-hole fuses using laser process
JP4623161B2 (ja) 2008-08-07 2011-02-02 株式会社デンソー 液晶表示装置
EP2401127A1 (de) * 2009-02-27 2012-01-04 CeramTec GmbH Elektrische sicherung
US8203420B2 (en) * 2009-06-26 2012-06-19 Cooper Technologies Company Subminiature fuse with surface mount end caps and improved connectivity
TWI484520B (zh) * 2013-07-17 2015-05-11 Cyntec Co Ltd 保護元件及過電流及過電壓保護模組
JP5260592B2 (ja) * 2010-04-08 2013-08-14 デクセリアルズ株式会社 保護素子、バッテリ制御装置、及びバッテリパック
PL2408277T3 (pl) * 2010-07-16 2016-08-31 Schurter Ag Element bezpiecznikowy
US8421579B2 (en) * 2010-10-12 2013-04-16 Hung-Chih Chiu Current protection device
US9847203B2 (en) * 2010-10-14 2017-12-19 Avx Corporation Low current fuse
US8971006B2 (en) 2011-02-04 2015-03-03 Denso Corporation Electronic control device including interrupt wire
JP2012164755A (ja) 2011-02-04 2012-08-30 Denso Corp 電子制御装置
US8780518B2 (en) 2011-02-04 2014-07-15 Denso Corporation Electronic control device including interrupt wire
JP5583042B2 (ja) 2011-02-04 2014-09-03 株式会社デンソー 電子制御装置
JP2012164756A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Denso Corp 電子制御装置
DE102011113862A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Auto-Kabel Managementgesellschaft Mbh Elektrische Schmelzsicherung
EP2573790A1 (en) * 2011-09-26 2013-03-27 Siemens Aktiengesellschaft Fuse element
WO2013173594A1 (en) * 2012-05-16 2013-11-21 Littelfuse, Inc. Low-current fuse stamping method
US9099268B2 (en) 2012-06-13 2015-08-04 Abb Technology Ltd Bypass switch assembly
TWI628688B (zh) * 2012-08-31 2018-07-01 太谷電子日本合同公司 保護元件、電氣裝置、2次電池單元及墊圈
JP5561382B2 (ja) * 2013-01-09 2014-07-30 株式会社デンソー 電子制御装置
WO2014109097A1 (ja) * 2013-01-11 2014-07-17 株式会社村田製作所 ヒューズ
US9460882B2 (en) * 2013-03-14 2016-10-04 Littelfuse, Inc. Laminated electrical fuse
CN107078001B (zh) * 2014-11-13 2019-05-10 Soc株式会社 贴片保险丝的制造方法和贴片保险丝
JP6572971B2 (ja) 2015-04-22 2019-09-11 株式会社村田製作所 電子装置、及び電子装置の製造方法
JP2017073373A (ja) * 2015-10-09 2017-04-13 デクセリアルズ株式会社 ヒューズ素子
JP6452001B2 (ja) * 2016-06-08 2019-01-16 株式会社村田製作所 電子装置、及び電子装置の製造方法
JP6782122B2 (ja) * 2016-08-24 2020-11-11 デクセリアルズ株式会社 保護素子、回路モジュール及び保護素子の製造方法
DE102016220058A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-19 Continental Automotive Gmbh Schaltungsanordnung mit einer Schmelzsicherung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung
US11355298B2 (en) * 2018-11-21 2022-06-07 Littelfuse, Inc. Method of manufacturing an open-cavity fuse using a sacrificial member
WO2020135914A1 (de) 2018-12-27 2020-07-02 Schurter Ag Schmelzsicherung
JP7231527B2 (ja) * 2018-12-28 2023-03-01 ショット日本株式会社 保護素子用ヒューズ素子およびそれを利用した保護素子
WO2020153684A2 (ko) * 2019-01-22 2020-07-30 주식회사 아모그린텍 퓨즈 기능을 갖는 발열체 및 이를 포함하는 히터유닛
US11404372B2 (en) * 2019-05-02 2022-08-02 KYOCERA AVX Components Corporation Surface-mount thin-film fuse having compliant terminals
US20200373109A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Rosemount Aerospace, Inc. Fuse assembly and method of making
DE202019103963U1 (de) * 2019-07-18 2020-10-20 Tridonic Gmbh & Co Kg Leiterplatte mit Schutzelement
US11869738B2 (en) * 2019-09-13 2024-01-09 Tridonic Gmbh & Co Kg Conducting track fuse
US10861665B1 (en) * 2019-10-04 2020-12-08 Rosemount Aerospace Inc. Inert environment fusible links
KR102450313B1 (ko) * 2020-09-23 2022-10-04 주식회사 유라코퍼레이션 연성 인쇄 회로 기판 및 그의 제조 방법
TWI731801B (zh) * 2020-10-12 2021-06-21 功得電子工業股份有限公司 保護元件及其製作方法
US11532452B2 (en) * 2021-03-25 2022-12-20 Littelfuse, Inc. Protection device with laser trimmed fusible element

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4388603A (en) * 1981-05-15 1983-06-14 Mcgraw-Edison Company Current limiting fuse
JPS60103880A (ja) * 1983-11-11 1985-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd ２進符号受信装置
US4612529A (en) * 1985-03-25 1986-09-16 Cooper Industries, Inc. Subminiature fuse
US4924203A (en) * 1987-03-24 1990-05-08 Cooper Industries, Inc. Wire bonded microfuse and method of making
US4814946A (en) * 1987-11-20 1989-03-21 Kemet Electronics Corporation Fuse assembly for solid electrolytic capacitor
NL8802872A (nl) 1988-11-21 1990-06-18 Littelfuse Tracor Smeltveiligheid.
US4988969A (en) * 1990-04-23 1991-01-29 Cooper Industries, Inc. Higher current carrying capacity 250V subminiature fuse
JPH04275018A (ja) 1991-02-27 1992-09-30 Mitsubishi Electric Corp 変電所事故区間検出装置
US5153553A (en) * 1991-11-08 1992-10-06 Illinois Tool Works, Inc. Fuse structure
US5166656A (en) * 1992-02-28 1992-11-24 Avx Corporation Thin film surface mount fuses
JPH0610388A (ja) 1992-06-25 1994-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗浄便座
JPH0636672A (ja) * 1992-07-16 1994-02-10 Sumitomo Wiring Syst Ltd カード型ヒューズおよびその製造方法
JPH06176680A (ja) * 1992-12-03 1994-06-24 Mitsubishi Materials Corp ヒューズ
JP2557019B2 (ja) * 1993-10-01 1996-11-27 エス・オー・シー株式会社 超小型チップヒューズおよびその製造方法
US5432378A (en) * 1993-12-15 1995-07-11 Cooper Industries, Inc. Subminiature surface mounted circuit protector
JPH07182600A (ja) 1993-12-22 1995-07-21 Nissan Motor Co Ltd 車両用距離検出装置
US5552757A (en) 1994-05-27 1996-09-03 Littelfuse, Inc. Surface-mounted fuse device
US5790008A (en) 1994-05-27 1998-08-04 Littlefuse, Inc. Surface-mounted fuse device with conductive terminal pad layers and groove on side surfaces
US5712610C1 (en) * 1994-08-19 2002-06-25 Sony Chemicals Corp Protective device
US5726621A (en) * 1994-09-12 1998-03-10 Cooper Industries, Inc. Ceramic chip fuses with multiple current carrying elements and a method for making the same
US5929741A (en) * 1994-11-30 1999-07-27 Hitachi Chemical Company, Ltd. Current protector
US5977860A (en) 1996-06-07 1999-11-02 Littelfuse, Inc. Surface-mount fuse and the manufacture thereof
US5699032A (en) 1996-06-07 1997-12-16 Littelfuse, Inc. Surface-mount fuse having a substrate with surfaces and a metal strip attached to the substrate using layer of adhesive material
JPH10162715A (ja) * 1996-11-28 1998-06-19 Kyocera Corp チップヒューズ
US5914649A (en) * 1997-03-28 1999-06-22 Hitachi Chemical Company, Ltd. Chip fuse and process for production thereof
JPH10269927A (ja) * 1997-03-28 1998-10-09 Hitachi Chem Co Ltd チップフューズおよびその製造法
JPH10302605A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Hitachi Chem Co Ltd チップフューズおよびその製造法
JPH1196886A (ja) * 1997-09-16 1999-04-09 Matsuo Electric Co Ltd チップ形ヒューズ及びその製造方法
US5923239A (en) 1997-12-02 1999-07-13 Littelfuse, Inc. Printed circuit board assembly having an integrated fusible link
US5982268A (en) 1998-03-31 1999-11-09 Uchihashi Estec Co., Ltd Thin type fuses
US6002322A (en) 1998-05-05 1999-12-14 Littelfuse, Inc. Chip protector surface-mounted fuse device
US6078245A (en) 1998-12-17 2000-06-20 Littelfuse, Inc. Containment of tin diffusion bar
JP2001052593A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Daito Tsushinki Kk ヒューズおよびその製造方法
US20030048620A1 (en) 2000-03-14 2003-03-13 Kohshi Nishimura Printed-circuit board with fuse
US7570148B2 (en) 2002-01-10 2009-08-04 Cooper Technologies Company Low resistance polymer matrix fuse apparatus and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043832B1 (ko) * 2008-03-11 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그 제조 방법
US8373201B2 (en) 2008-03-11 2013-02-12 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor device and method for fabricating the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004063035A1 (de) 2005-08-18
GB0501603D0 (en) 2005-03-02
HK1075130A1 (en) 2005-12-02
GB2410627B (en) 2007-12-27
FR2869157A1 (fr) 2005-10-21
ITTO20050034A1 (it) 2005-07-30
US20040184211A1 (en) 2004-09-23
JP2005243621A (ja) 2005-09-08
US7436284B2 (en) 2008-10-14
CN1649065B (zh) 2010-10-27
GB2410627A8 (en) 2008-10-01
GB2410627B8 (en) 2008-10-01
CN1649065A (zh) 2005-08-03
GB2410627A (en) 2005-08-03
TW200537539A (en) 2005-11-16

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