TWI683336B - 構裝體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件 - Google Patents

構裝體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件 Download PDF

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    • H01H85/11Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member with applied local area of a metal which, on melting, forms a eutectic with the main material of the fusible member, i.e. M-effect devices

Abstract

即使於溫度熔絲元件暴露於構裝溫度之情形時,亦會防止熔絲單元熔融、變形。於在電路基板2構裝有溫度熔絲元件1之構裝體3之製造方法中,對溫度熔絲元件1進行至少一次之熱處理,溫度熔絲元件1具備熔絲單元13,該熔絲單元13具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,於低熔點金屬20的熔點以上且未達高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,該低熔點金屬20具有低於熱處理溫度之熔點,該高熔點金屬21具有高於熱處理溫度之熔點,於低熔點金屬20的熔點以上之溫度下進行熱處理。

Description

構裝體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件
本發明係關於一種於電路基板構裝有溫度熔絲元件之構裝體,且係關於構裝有具備熔絲單元之溫度熔絲元件之構裝體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件,該熔絲單元於製造構裝體時所暴露之高溫環境下不會熔斷,且於使用時,會根據周圍的溫度環境而熔斷。
本申請案係以2014年9月26日在日本提出申請之日本專利申請案號特願2014-197631為基礎而主張優先權,該申請案藉由參照而被援用於本申請案。
能夠充電後反復使用的二次電池大多數被加工為電池組而提供給用戶。尤其對於重量能量密度高之鋰離子二次電池而言,為了確保用戶及電子機器的安全,一般於電池組中內置有過充電保護、過放電保護等若干個保護電路,該保護電路具有於既定情形時阻斷電池組的輸出之功能。
此種保護電路使用內置於電池組之FET(Field effect transistor,場效電晶體)開關而進行輸出之導通或斷開(ON/OFF),藉此,進行對於電池組之過充電保護或過放電保護動作。然而,於FET開關因某些原因而短路損壞之情形時,於被施加雷電突波等而流動有瞬間大電流之情形時,或者於輸出電壓由於單電池(batterv cell)的壽命而異常地降低,或相反地 輸出過大之異常電流之情形時,均必須保護電池組或電子機器不會發生火災等事故。因此,為了於如上所述的可想到之任何異常狀態下,均安全地阻斷單電池的輸出,可使用包含保護元件之保護電路,該保護元件具有根據來自外部之訊號而阻斷電流路徑之功能。
如專利文獻1所揭示,如上所述之適用於鋰離子二次電池等之保護電路的保護元件一般使用如下構造:於保護元件內部具有發熱體,藉由該發熱體而將電流路徑上的熔絲單元熔斷。
作為本發明的關聯技術,於圖17(A)(B)中表示保護元件100。保護元件100包括:絕緣基板101;發熱體103,其積層於絕緣基板101,由玻璃等絕緣構件102覆蓋;一對電極104a、104b,其形成於絕緣基板101的兩端;發熱體引出電極105,其以與發熱體103重疊之方式而積層於絕緣構件101上;以及熔絲單元106,其兩端分別連接於一對電極104a、104b,且中央部連接於發熱體引出電極105。
發熱體引出電極105的一端連接於第1發熱體電極107。又,發熱體103的另一端連接於第2發熱體電極108。再者,保護元件100為了防止熔絲單元106氧化,於熔絲單元106上的大致整個面塗佈有助焊劑111。又,保護元件100為了保護內部,於絕緣基板101上載置有外蓋構件。
於此種保護元件100中,形成於絕緣基板101的表面之一對電極104a、104b經由形成於絕緣基板的側面之導電通孔109,與形成於絕緣基板101的背面之外部連接電極110電性連接。而且,於保護元件100中,外部連接電極110連接於適用於鋰離子二次電池等之保護電路的基板上,藉此,構成該保護電路的電流路徑的一部分。
而且,保護元件100檢測出電池組之異常電壓等之後,第2發熱體電極108與電極104a或電極104b之間通電,發熱體103發熱。接著,保護元件100的熔絲單元106因發熱體103之熱而熔融,熔融單元凝聚於發熱體引出電極105上。藉此,保護元件100的由熔絲單元106連接之一對電極104a、104b之間被阻斷,並且發熱體103之供電路徑被阻斷,藉此,發熱體103停止發熱。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-003665號公報
為了使如上所述之保護元件100作動,需要將熔絲單元106及成為使熔絲單元106熔融之熱源之發熱體103設置於元件內部,並且將保護元件100連接於通往發熱體103之通電路徑上。又,於構裝保護元件100之電路基板上,需要於通往發熱體103之通電路徑上設置控制對於發熱體103之通電之控制元件,必須於滿足既定之作動條件時例如單電池之電壓異常時,向發熱體103通電。
然而,於伴隨通電控制用的FET之故障之過充電保護中,利用PTC(Positive Temperature Coefficient,正溫度係數)等的溫度感測器來感測FET之異常溫度,且由二次保護IC來判斷該FET之電阻值變化,經由控制元件使保護元件100進行動作,但於該動作步驟中,由於大多間接地插入有三個設備,故而於安全電路方面不佳,於該情形下,若將直接感測異 常溫度而阻斷通電之溫度熔絲設置於發熱部位,則於安全設計方面較佳。
然而,此種溫度熔絲由於耐熱溫度低且作為引線零件,因此需要手動構裝,存在構裝成本高之缺點。於將溫度熔絲構裝至電路基板之步驟中,若能夠藉由回焊構裝等進行表面構裝,則能夠容易地製造出構裝有溫度熔絲之構裝體。此處,為了藉由回焊構裝等伴隨熱處理之步驟而進行構裝,要求搭載於溫度熔絲之熔絲單元具備即使於構裝溫度下亦不會熔融、變形之耐熱性。若熔絲單元於構裝時的高溫環境下熔融,則有可能會導致溫度熔絲的定額變動,另外,若電路基板的電流路徑被阻斷,則無法使用該機器。
因此,要求熔絲單元具有高熔點,該高熔點使得熔絲單元即使於回焊等暴露於構裝溫度之情形時,亦不會熔融而能夠維持形狀。
另一方面,於將保護元件構成為根據周圍的高溫環境而阻斷之溫度熔絲元件之情形時,若利用熔點高之金屬來形成熔絲單元,則會損害熔絲原本之要求即快速熔斷性。
因此,本發明之目的在於提供構裝體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件,上述構裝體構裝有能夠於熔絲單元的熔點以上之溫度環境下作動之溫度熔絲元件,上述構裝體之製造方法於溫度熔絲元件暴露於構裝溫度之情形時,亦能夠防止熔絲單元熔融、變形。
為了解決上述問題,本發明的構裝體之製造方法係於電路基板構裝有溫度熔絲元件之構裝體之製造方法,於該構裝體之製造方法中,對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理,上述溫度熔絲元件具備熔絲 單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點,上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度下進行。
又,本發明的溫度熔絲元件之構裝方法係溫度熔絲元件構裝至電路基板之構裝方法,於該構裝方法中,對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理,上述溫度熔絲元件具備熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點,上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度下進行。
又,本發明的溫度熔絲元件藉由構裝至電路基板而構成構裝體,於上述構裝體之製造步驟中,經由至少一次之熱處理步驟之溫度熔絲元件具備絕緣基板、設置於上述絕緣基板之第1、第2電極、及熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,搭載於上述第1、第2電極之間,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,藉此,將上述第1、第2電極之間阻斷,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理步驟的溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理步驟的溫度之熔點。
根據本發明,熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,該低熔點金屬具有低於熱處理溫度之熔點,該高熔點金屬具有高於熱處理溫度 之熔點,因此,於熱處理步驟中,即使暴露於低熔點金屬的熔點以上之溫度,亦能夠防止變形或低熔點金屬溶出,且能夠防止定額或熔斷特性之變動。
1‧‧‧溫度熔絲元件
10‧‧‧絕緣基板
11‧‧‧第1電極
11a‧‧‧突出部
12‧‧‧第2電極
12a‧‧‧突出部
13‧‧‧熔絲單元
13a‧‧‧熔融單元
14‧‧‧保護層
15‧‧‧接著材料
17‧‧‧助焊劑
19‧‧‧外蓋構件
20‧‧‧低熔點金屬
20a‧‧‧低熔點金屬層
21‧‧‧高熔點金屬
21a‧‧‧高熔點金屬層
23‧‧‧抗氧化膜
24‧‧‧保護構件
25‧‧‧接著劑
30‧‧‧溫度熔絲元件
31‧‧‧熔絲單元
32‧‧‧熔斷部
34‧‧‧板狀體
35‧‧‧絕緣壁
40‧‧‧溫度熔絲元件
41‧‧‧熔絲單元
42‧‧‧熔斷部
43‧‧‧端子部
44‧‧‧板狀體
45‧‧‧嵌合凹部
46‧‧‧散熱電極
50‧‧‧溫度熔絲元件
51‧‧‧熔絲單元
52‧‧‧熔斷部
53‧‧‧端子部
60‧‧‧溫度熔絲元件
61‧‧‧熔絲單元
62‧‧‧熔斷部
63‧‧‧端子部
70‧‧‧溫度熔絲元件
71‧‧‧熔絲單元
72‧‧‧引線
73‧‧‧引線
80‧‧‧溫度熔絲元件
81‧‧‧熔絲單元
82‧‧‧焊料膏
83‧‧‧焊料膏
圖1係表示本發明的構裝體之剖面圖。
圖2係表示熔絲單元的一例之剖面圖。
圖3係表示熔絲單元的一例之剖面圖。
圖4係表示熔絲單元的一例之立體圖,(A)表示於低熔點金屬層的上表面及背面積層有高熔點金屬層之構成,(B)表示低熔點金屬層的除了相對向之2個端面之外的外周部被高熔點金屬層被覆之構成,(C)表示形成為圓線狀之構成。
圖5係表示受到保護構件保護之熔絲單元之立體圖。
圖6係表示使用有具有複數個熔斷部之熔絲單元之溫度熔絲元件的圖,(A)係分解立體圖,(B)係俯視圖。
圖7係表示具有複數個熔斷部之熔絲單元之圖,(A)係俯視圖,(B)係將熔斷部的一個端部設為自由端之熔絲單元之俯視圖。
圖8係表示使用有具有複數個熔斷部之熔絲單元,並且於熔斷部之間形成有絕緣壁之溫度熔絲元件的圖,(A)係分解立體圖,(B)係俯視圖。
圖9係表示使用有具有複數個熔斷部之熔絲單元,並且於絕緣基板表面形成有絕緣壁之溫度熔絲元件的剖面圖。
圖10係表示使用有具有複數個熔斷部之熔絲單元,並且於外蓋構件形 成有絕緣壁之溫度熔絲元件的剖面圖。
圖11係表示藉由將液狀或膏狀的絕緣材料塗佈至熔斷部之間且使其硬化而形成有絕緣壁之溫度熔絲元件的剖面圖。
圖12係表示使用有一體地形成有與外部電路連接之端子部之熔絲單元之溫度熔絲元件的圖,(A)係表示外蓋構件搭載前之狀態之立體圖,(B)係表示搭載有外蓋構件之狀態之立體圖,(C)係表示絕緣基板之立體圖。
圖13係表示於絕緣基板表面嵌合有複數個熔絲單元之溫度熔絲元件之立體圖。
圖14係表示使熔絲單元的端子部向絕緣基板的表面側突出之溫度熔絲元件之圖,(A)係表示外蓋構件搭載前之狀態之立體圖,(B)係表示搭載有外蓋構件之狀態之立體圖,(C)係表示藉由面朝下方式進行構裝之狀態之立體圖,(D)係表示絕緣基板之立體圖。
圖15係表示利用導通線將熔絲單元的端部連接於電極之溫度熔絲元件之圖,(A)係表示外蓋構件搭載前之狀態之俯視圖,(B)係表示搭載有外蓋構件之狀態之剖面圖。
圖16係表示利用焊料將熔絲單元的端部連接於電極之溫度熔絲元件之圖,(A)係表示外蓋構件搭載前之狀態之立體圖,(B)係表示外蓋構件搭載前之狀態之剖面圖。
圖17係省略外蓋構件而表示參考例的保護元件之圖,(A)係俯視圖,(B)係(A)所示之A-A'剖面圖。
以下,一面參照圖式,一面詳細地說明應用有本發明之構裝 體之製造方法、溫度熔絲元件之構裝方法及溫度熔絲元件。再者,本發明並非僅限定於以下之實施形態,當然能夠於不脫離本發明宗旨之範圍內進行各種變更。又,圖式為模式性之圖式,各尺寸之比率等有時與現實不同。具體之尺寸等應考慮以下之說明而加以判斷。又,圖式相互之間當然亦包含彼此的尺寸關係或比率不同之部分。
[溫度熔絲元件]
如圖1所示,應用有本發明之溫度熔絲元件1係藉由構裝至電路基板2的表面構成構裝體3,且於構裝體3之製造步驟經由至少一次之熱處理步驟之溫度熔絲元件,其具備絕緣基板10、設置於絕緣基板10之第1電極11、第2電極12、及熔絲單元13,該熔絲單元13搭載於第1電極11、第2電極12之間,於既定之溫度環境下熔融,藉此,將第1電極11、第2電極12之間阻斷。
而且,溫度熔絲元件1的熔絲單元13會於熔絲單元13之熔融溫度以上的溫度環境、及由額定電流以上的過電流引起之自己發熱下熔融,熔融單元13a凝聚於第1電極11、第2電極12上,藉此,將第1電極11、第2電極12之間阻斷。
[溫度環境]
溫度熔絲元件1藉由自外部熱源傳遞而來之熱使熔絲單元13熔融。所謂溫度環境,係指因溫度熔絲元件1外部的熱源而形成之使熔絲單元13熔融之溫度環境,例如因設備異常發熱所產生之餘熱傳遞至溫度熔絲元件1的內部而形成該溫度環境,該設備設置於溫度熔絲元件1附近。又,亦可因使用有溫度熔絲元件1之電子製品著火或周圍火災所產生之熱傳遞至溫 度熔絲元件1的內部,形成熔絲單元13的熔點以上之溫度環境。進而,熔絲單元13的熔點以上之溫度環境不僅會因事故或災害時等緊急事態而形成,作為用以不可逆地阻斷電流路徑之通常的用法,亦會因外部熱源所產生之熱傳遞至溫度熔絲元件1的內部,形成熔絲單元13的熔點以上之溫度環境。
[導熱構件]
又,溫度熔絲元件1內部的空氣或元件內部的構成零件作為傳導元件外部之熱之導熱構件而發揮功能,藉此,形成使熔絲單元13熔融之溫度環境。導熱構件傳導溫度熔絲元件1的外部熱源之熱,例如能夠使用溫度熔絲元件1的外筐體或絕緣基板10、第1電極11、第2電極12、及其他構成構件,藉由直接、間接地與熔絲單元13連接對熔絲單元13進行加熱。又,導熱構件例如能夠由與第1電極11及/或第2電極12連接之電極圖案、線材、或熱管、導熱油脂/接著劑等形成,將來自熱源之熱經由第1電極11及/或第2電極12間接地傳導至熔絲單元13,使該熔絲單元13熔融。
再者,導熱構件於使用熱管等導電性構件之情形時,為了謀求與周圍絕緣,較佳為至少表面被絕緣材料被覆。
[絕緣基板]
絕緣基板10例如使用氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石(mullite)、氧化鋯等具有絕緣性之構件而形成為大致方形。此外,絕緣基板10亦可使用玻璃環氧基板、酚系基板等印刷配線基板中所使用之材料,但需要留意熔絲單元13熔斷時之溫度。
又,絕緣基板10較佳為使用陶瓷基板等熱傳導性優異之絕 緣材料、或表面塗佈有絕緣材料之金屬基板。藉此,絕緣基板10作為將外部熱源之熱傳導至熔絲單元13之導熱構件而發揮功能。外部熱源之熱經由絕緣基板10且經由第1電極11直接傳導至熔絲單元13,並且作為溫度熔絲元件1內的餘熱間接地傳導至熔絲單元13。藉此,溫度熔絲元件1能夠形成熔絲單元13的熔點以上之溫度環境,使熔絲單元13熔融。
[第1、第2電極]
第1電極11、第2電極12係形成於絕緣基板10的表面10a之Cu或Ag等的導體圖案,且適當地於表面設置有Ni/Au鍍敷層或Sn鍍敷層等保護層14作為抗氧化對策。又,第1電極11、第2電極12與形成於絕緣基板10的背面10b之外部連接端子11a、12a連接。該等外部連接端子11a、12a連接於電路基板2的焊墊部2a,藉此,溫度熔絲元件1被組裝至電源電路或數位訊號電路等各種外部電路。
第1電極11、第2電極12係例如將Ag等高熔點金屬膏印刷至絕緣基板10上進行煆燒等,藉此,形成於同一平面上。
[熔絲單元]
構裝至第1電極11、第2電極12之間的熔絲單元13具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,於使用時,在低熔點金屬20的熔點以上且未達高熔點金屬21的熔點之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件1的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度低之熔點,上述高熔點金屬21具有較該熱處理溫度高之熔點,熔融單元13a凝聚於第1電極11、第2電極12上,藉此,將第1電極11、第2電極12之間阻斷。又,若超過定額之電流通入至溫度熔絲元件1,則熔絲單元13會因自己發熱(焦耳熱)熔斷,將第1 電極11與第2電極12之間的電流路徑阻斷。
熔絲單元13係由內層與外層構成之積層構造體,其具有由低熔點金屬20構成之低熔點金屬層20a作為內層,具有由高熔點金屬21構成之高熔點金屬層21a作為積層於低熔點金屬層20a之外層,且形成為大致矩形板狀。熔絲單元13經由連接用焊料等接著材料15搭載於第1電極11、第2電極12之間後,藉由回焊焊接等連接至絕緣基板10上。
低熔點金屬20較佳為以Sn作為主成分之金屬,其為一般被稱為「無鉛焊料」之材料。低熔點金屬20的熔點低於構裝體之製造步驟中的熱處理溫度,例如亦可在低於回焊爐的溫度之200℃左右熔融。又,於使用Sn-Bi系的焊料合金作為低熔點金屬20之情形時,能夠進一步降低熔點,將熔點降低至約138℃,另外,於使用Sn-In系的焊料合金作為低熔點金屬20之情形時,能夠進一步降低熔點,將熔點降低至約120℃,藉此,能夠於未達到熱處理步驟的溫度之溫度環境下,將熔絲單元13熔斷。高熔點金屬21積層於低熔點金屬層20a的表面,例如為Ag或Cu或者以其中任一者作為主成分之金屬,其具有即使於藉由回焊等熱處理步驟將熔絲單元13構裝至絕緣基板10上之情形時亦不會熔融之高熔點。
熔絲單元13將作為外層之高熔點金屬層21a積層於作為內層之低熔點金屬層20a,藉此,即使於回焊溫度超過低熔點金屬20的熔融溫度之情形時,熔絲單元13亦不會熔斷。因此,能夠藉由回焊效率良好地構裝溫度熔絲元件1及熔絲單元13。
又,熔絲單元13於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下熔斷,熔融單元13a將第1電極11、第2電極12之間的電流路徑阻斷。此 時,對於熔絲單元13而言,已熔融之低熔點金屬20侵蝕高熔點金屬21,藉此,高熔點金屬21於低於高熔點金屬21的熔點之溫度下開始熔融。因此,熔絲單元13能夠利用低熔點金屬20對於高熔點金屬21之侵蝕作用在短時間內熔斷。此外,熔絲單元13的熔融金屬會因第1電極11、第2電極12的物理牽拉作用而左右地斷開,因此,能夠迅速且確實地將第1電極11、第2電極12之間的電流路徑阻斷。
此處,熔絲單元13,係藉由使用Sn-Bi系焊料合金或Sn-In系焊料合金作為低熔點金屬20,能夠於未達到熱處理步驟的溫度之溫度環境下熔斷。因此,作為使用有溫度熔絲元件1之構裝體之溫度環境,能夠使熔絲單元13在達到如下溫度之前熔斷,能夠提高安全性,該溫度係指對使用有電路基板2或構裝體3之電子機器等其他設備產生嚴重影響之溫度。
又,熔絲單元13於流動有既定之額定電流之期間,亦不會因自己發熱而熔斷。接著,於流動有值高於定額之電流之後,因自己發熱而熔融,將第1電極11、第2電極12之間的電流路徑阻斷。此時,對於熔絲單元13而言,已熔融之低熔點金屬20侵蝕高熔點金屬21,藉此,高熔點金屬21於低於高熔點金屬21的熔點之溫度下迅速熔融。
又,熔絲單元13係高熔點金屬層21a積層於作為內層之低熔點金屬層20a而構成,因此,與先前之包含高熔點金屬之晶片熔絲等相比較,能夠大幅度地降低熔斷溫度。因此,熔絲單元13與同一尺寸之晶片熔絲等相比較,能夠增大剖面積而大幅度地提高電流定額。又,與具有相同電流定額之先前之晶片熔絲相比較,能夠實現小型化、薄型化,快速熔斷性優異。
又,熔絲單元13能夠提高對於突波之耐受性(耐脈衝性),該突波會將異常高之電壓瞬間施加至編入有溫度熔絲元件1之電氣系統。即,熔絲單元13例如僅於持續數毫秒地流動有100A之電流之情形時才會熔斷。因此,與先前之Pb系熔絲單元相比較,包含Sn與Ag之本申請案的熔絲單元之電阻率約小至1/4~1/3,其電阻低,且由於在極短時間內流動之大電流於導體的表層流動(集膚效應),故而熔絲單元13設置有電阻值低之Ag鍍敷層等高熔點金屬層21a作為外層,因此,容易使突波所施加之電流流動,能夠防止由自己發熱引起之熔斷。因此,熔絲單元13與先前之包含Pb系焊料合金之熔絲相比較,能夠大幅度地提高對於突波之耐受性。
再者,熔絲單元13較佳為使低熔點金屬層20a的體積大於高熔點金屬層21a的體積。熔絲單元13藉由增大低熔點金屬層20a的體積,於構裝體之製造步驟中的熱處理溫度下,能夠維持定額而不會熔融、變形,並且於使用時,在低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下,能夠有效果地藉由對於高熔點金屬層21a之侵蝕而在短時間內熔斷。
具體而言,熔絲單元13的內層為低熔點金屬層20a的被覆構造,外層為高熔點金屬層21a的被覆構造,低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之層厚比亦可設為低熔點金屬層:高熔點金屬層=2.1:1~100:1。藉此,能夠防止熔絲單元13於構裝體之製造步驟中的熱處理溫度下熔融、變形。
即,對於熔絲單元13而言,由於高熔點金屬層21a積層於構成內層之低熔點金屬層20a的上下面,故而層厚比為低熔點金屬層:高熔點金屬層=2.1:1以上,低熔點金屬層20a越厚,則低熔點金屬層20a的體 積能夠越大於高熔點金屬層21a的體積。
再者,對於熔絲單元13而言,藉由設定低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比,規定對於構裝體之製造步驟中的熱處理之耐受性。即,熔絲單元13於熱處理步驟中,暴露於構成內層之低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境,因此,藉由使具有高於熱處理溫度之熔點之高熔點金屬21的膜厚變厚,能夠提高對於熱處理之耐受性。因此,熔絲單元13藉由調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比而具備例如對於至少一次之熱處理步驟之耐熱性,於利用超音波焊接等非熱處理步驟而構裝至絕緣基板10,將溫度熔絲元件1構裝至電路基板2時進行回焊之情形下,能夠防止熔斷或變形等。又,熔絲單元13藉由調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比而具有例如對於至少兩次之熱處理步驟之耐熱性,即使於構裝至絕緣基板10時、及將溫度熔絲元件1構裝至電路基板2時進行回焊之情形下,亦能夠防止熔斷或變形等。又,熔絲單元13藉由調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比而具有例如對於至少三次之熱處理步驟之耐熱性,即使於構裝至絕緣基板10時、將溫度熔絲元件1構裝至電路基板2時、將其他電子零件構裝至該電路基板2的背面時進行回焊之情形下,亦能夠防止熔斷或變形等。
再者,對於熔絲單元13而言,若層厚比超過低熔點金屬層:高熔點金屬層=100:1,低熔點金屬層20a變厚,高熔點金屬層21a變薄,則高熔點金屬21有可能受到因回焊構裝時之熱而熔融之低熔點金屬20侵蝕。
[製造方法]
能夠使用鍍敷技術來使高熔點金屬21成膜,藉此,使高熔點金屬層21a積層於低熔點金屬層20a的表面,製造熔絲單元13。例如能夠藉由對長條狀的焊料箔的表面鍍敷Ag而效率良好地製造熔絲單元13,於使用時,根據尺寸而進行切斷,藉此,能夠容易地使用該熔絲單元13。
又,亦可藉由將低熔點金屬箔與高熔點金屬箔貼合而製造熔絲單元13。例如能夠將壓延後之焊料箔夾在同樣壓延後之兩塊Cu箔或Ag箔之間並進行壓製,藉此製造熔絲單元13。於該情形時,低熔點金屬箔較佳為選擇較高熔點金屬箱更柔軟之材料。藉此,能夠吸收厚度不均而使低熔點金屬箔與高熔點金屬箔無間隙地密著。又,低熔點金屬箔的膜厚會因壓製而變薄,因此,可預先增加低熔點金屬箔的厚度。於低熔點金屬箔因壓製而自熔絲單元端面伸出之情形時,較佳為將伸出之低熔點金屬箔切除而進行整形。
此外,對於熔絲單元13而言,亦能夠藉由使用蒸鍍等薄膜成形技術、或其他眾所周知之積層技術,形成於低熔點金屬層20a積層有高熔點金屬層21a之熔絲單元13。
又,熔絲單元13如圖2所示,亦可交替地形成複數個低熔點金屬層20a與複數個高熔點金屬層21a。於該情形時,最外層亦可為低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a中的任一個層,但較佳為低熔點金屬層20a。於最外層為低熔點金屬層20a之情形時,於熔融過程中,高熔點金屬層21a會自兩個面受到低熔點金屬層20a侵蝕,因此,能夠效率良好地於短時間內熔斷。於最外層為低熔點金屬層20a之情形時,亦可於構裝熔絲單元時,將適量之焊料膏塗佈於熔絲單元的表面/背面,與藉由回焊加熱而與電 極連接之同時進行塗佈。
又,熔絲單元13如圖3所示,當將高熔點金屬層21a設為最外層時,亦可進而於該最外層的高熔點金屬層21a的表面形成抗氧化膜23。熔絲單元13的最外層的高熔點金屬層21a進而被抗氧化膜23被覆,藉此,例如即使於形成有Cu鍍敷層或Cu箔作為高熔點金屬層21a之情形時,亦能夠防止Cu氧化。因此,對於熔絲單元13而言,能夠防止因Cu氧化而導致熔斷時間延長之情形,能夠於短時間內熔斷。
又,能夠使用Cu等廉價卻容易氧化之金屬作為高熔點金屬層21a,能夠不使用Ag等昂貴之材料而形成熔絲單元13。
高熔點金屬的抗氧化膜23能夠使用與構成內層之低熔點金屬20相同之材料,例如能夠使用以Sn作為主成分之無鉛焊料。又,能夠藉由對高熔點金屬層21a的表面鍍敷錫而形成抗氧化膜23。此外,亦能夠藉由Au鍍敷層或有機保焊膜(organic solderability preservative)而形成抗氧化膜23。
又,熔絲單元13可如圖4(A)所示,高熔點金屬層21at積層於低熔點金屬層20a的上面及背面,或亦可如圖4(B)所示,低熔點金屬層20a的除了相對向之兩個端面之外的外周部被高熔點金屬層21a被覆。
又,熔絲單元13可設為方形的熔絲單元,亦可如圖4(C)所示,設為圓線狀的熔絲單元。而且,熔絲單元13的包含端面之整個面亦可被高熔點金屬層21a被覆。
又,熔絲單元13如圖5所示,亦可於外周的至少一部分設置保護構件24。保護構件24防止對熔絲單元13進行回焊構裝時的連接用 焊料之流入、或內層的低熔點金屬層20a之流出而維持形狀,並且即使於流動有超過定額之電流時,亦防止熔融焊料之流入,防止因定額上升而導致快速熔斷性降低。
即,熔絲單元13於外周設置保護構件24,藉此,能夠防止於回焊溫度下熔融之低熔點金屬20流出,維持單元的形狀。尤其,對於在低熔點金屬層20a的上面及下面積層有高熔點金屬層21a,且自側面露出有低熔點金屬層20a之熔絲單元13而言,於外周部設置保護構件24,藉此,能夠防止低熔點金屬20該側面流出,維持形狀。
又,熔絲單元13於外周設置保護構件24,藉此,於流動有超過定額之電流時,能夠防止熔融焊料流入。於熔絲單元13焊接於第1電極11、第2電極12上之情形時,由於在回焊構裝等熱處理步驟中暴露於高溫之溫度環境時、或在使用時流動有超過定額之電流時的發熱,對於第1電極11、第2電極12之連接用焊料15或低熔點金屬20有可能會熔融而流入至應熔斷之熔絲單元13的中央部。若焊料等熔融金屬流入至熔絲單元13,則有可能即使於既定之溫度環境下,該熔絲單元13亦不會熔斷,導致熔斷時間延長。又,熔絲單元13的電阻值有可能會降低,發熱受到阻礙,於既定之電流值下不會熔斷,或熔斷時間延長,或者於熔斷後,第1電極11、第2電極12之間的絕緣可靠性受損。因此,熔絲單元13於外周設置保護構件24,藉此,能夠防止熔融金屬流入,使電阻值固定,於既定之電流值下迅速地熔斷,且確保第1電極11、第2電極12之間的絕緣可靠性。
因此,保護構件24較佳為具備絕緣性或回焊溫度下之耐熱性,且具備對於熔融焊料等之阻焊性之材料。例如,能夠使用聚醯亞胺膜, 如圖5所示,藉由接著劑25而將該聚醯亞胺膜貼附於帶狀的熔絲單元13的中央部,藉此形成保護構件24。又,能夠將具備絕緣性、耐熱性、阻焊性之油墨塗佈於熔絲單元13的外周,藉此形成保護構件24。或者,能夠使用阻焊劑(solder resist),將其塗佈於熔絲單元13的外周,藉此形成保護構件24。
上述包含膜、油墨、阻焊劑等之保護構件24能夠藉由黏貼或塗佈而形成於長條狀的熔絲單元13的外周,另外於使用時,只要將設置有保護構件24之熔絲單元13切斷即可,操作性優異。
[助焊劑塗佈]
又,對於熔絲單元13而言,為了防止外層的高熔點金屬層21a或低熔點金屬層20a氧化,且為了除去熔斷時的氧化物,提高焊料的流動性,如圖1所示,亦可於熔絲單元13上的外層的大致整個面塗佈助焊劑17。藉由塗佈助焊劑17,能夠提高低熔點金屬(例如焊料)之潤濕性,並且能夠除去低熔點金屬熔解期間的氧化物,使用對於高熔點金屬(例如Ag)之侵蝕作用而提高快速熔斷性。
又,藉由塗佈助焊劑17,即使於最外層的高熔點金屬層21a的表面形成有以Sn作為主成分之無鉛焊料等抗氧化膜23之情形時,亦能夠除去該抗氧化膜23的氧化物,能夠有效果地防止高熔點金屬層21a氧化,維持、提高快速熔斷性。
該熔絲單元13如上所述,能夠藉由回焊焊接而連接至第1電極11、第2電極12上,此外,熔絲單元13亦可藉由超音波焊接而連接至第1電極11、第2電極12上。
[外蓋構件]
又,溫度熔絲元件1於設置有熔絲單元13之絕緣基板10的表面10a上安裝有外蓋構件19,該外蓋構件19保護內部,並且防止已熔融之熔絲單元13飛散。外蓋構件19具有連接至絕緣基板10的表面10a上之腳部19a、與覆蓋於絕緣基板10的表面10a上之頂面19b,且能夠由各種工程塑膠、陶瓷等具有絕緣性之構件形成。
[構裝步驟]
其次,說明溫度熔絲元件1之組裝步驟及溫度熔絲元件1之構裝步驟。將熔絲單元13連接至絕緣基板10上,且利用外蓋構件19進行覆蓋,藉此形成溫度熔絲元件1。絕緣基板10於表面10a形成第1電極11、第2電極12,於背面10b形成外部連接端子11a、12a。將Cu或Ag等高熔點金屬膏印刷至絕緣基板10的表面10a及背面10b而進行煆燒等,藉此形成第1電極11、第2電極12及外部連接端子11a、12a。又,第1電極11、第2電極12及外部連接端子11a、12a經由設置於絕緣基板10的側面之半圓孔包邊(castellation)而電性連接。
接著,於第1電極11、第2電極12設置無鉛焊料等接著材料15,將熔絲單元13搭載於第1電極11、第2電極12之間。其次,藉由使該絕緣基板10通過回焊爐,將熔絲單元13焊接至第1電極11、第2電極12上,藉此,第1電極11、第2電極12經由熔絲單元13而電性連接。
此時,熔絲單元13具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有低於回焊溫度之熔點,該高熔點金屬21具有高於回焊溫度之熔點,因此,於回焊構裝步驟中,即使暴露於低熔點金屬20的熔點 以上之溫度,亦會防止變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
然後,將外蓋構件19搭載於絕緣基板10的表面10a,藉此完成溫度熔絲元件1。
溫度熔絲元件1連接至外部電路的電流路徑上。具體而言,外部連接端子11a、12a經由無鉛焊料等連接用焊料而搭載於設置在電路基板2上之焊墊部2a之後,通過回焊爐,藉此,溫度熔絲元件1被編入至外部電路的電流路徑上。
此時,對於溫度熔絲元件1而言,由於熔絲單元13具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有低於回焊溫度之熔點,該高熔點金屬21具有高於回焊溫度之熔點,故而於回焊構裝步驟中,即使暴露於低熔點金屬20的熔點以上之溫度,亦會防止熔絲單元13變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
構裝有溫度熔絲元件1之電路基板2於處於溫度熔絲元件1的構裝面相反側之面,亦適當地回焊構裝有電子零件。於該情形時,對於溫度熔絲元件1而言,即使熔絲單元13暴露於低熔點金屬20的熔點以上之溫度,亦會防止熔絲單元13變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
又,即使在將構裝有溫度熔絲元件1之電路基板2組裝至其他設備之後,進而實施回焊構裝等熱處理步驟時,溫度熔絲元件1的熔絲單元13亦會防止變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
此種溫度熔絲元件1於放置於高溫環境之情形時,例如所構 裝之設備異常發熱,熔絲單元13會於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下開始熔融。藉此,溫度熔絲元件1的熔絲單元13能夠提前熔融而將電路基板2的電流路徑阻斷。此時,熔絲單元13因低熔點金屬20侵蝕(焊料侵蝕)高熔點金屬21而於高熔點金屬21的熔點以下之低溫下熔融,因此,能夠迅速地阻斷電流路徑。
如此,溫度熔絲元件1藉由具有低於熱處理溫度之熔點之低熔點金屬20與具有高於熱處理溫度之熔點之高熔點金屬21而構成熔絲單元13,並且適當地調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比,藉此,即使反復地進行回焊步驟等熱處理步驟,亦能夠防止熔絲單元13變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。又,構裝有溫度熔絲元件1之構裝體3暴露於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境之後,熔絲單元13開始熔融,因此,能夠提前將電路基板2的電流路徑阻斷。
[熔絲單元的變形例1:並聯類型]
又,本技術的熔絲單元亦可使用如下熔絲單元,該熔絲單元藉由並聯複數個熔斷部而具有複數個通電路徑。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1相同之構件標記相同符號且省略其詳情。
圖6(A)(B)所示之溫度熔絲元件30具有絕緣基板10與連接於第1電極11、第2電極12之間的熔絲單元31,該第1電極11、第2電極12形成於絕緣基板10的表面10a。熔絲單元31具有複數個熔斷部,例如,如圖A所示,藉由並聯三個熔斷部32A~32C而具有複數個通電路徑。熔絲單元31與上述熔絲單元13同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件30的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度 更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。各熔斷部32A~32C分別連接於第1電極11、第2電極12之間而成為電流的通電路徑,該第1電極11、第2電極12形成於絕緣基板10的表面10a。
又,熔絲單元31經由無鉛焊料等接著材料15而搭載於第1電極11與第2電極12之間後,經由回焊焊接等熱處理步驟而連接至絕緣基板10上。除了低熔點金屬層20a及高熔點金屬層21a的材料或積層構造及其製法、作用或效果等、外形以外,熔絲單元31與上述熔絲單元13相同。
熔絲單元31於使用時,各熔斷部32A~32C在低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下熔融,熔融單元凝聚於第1電極11、第2電極12上,藉此,將第1電極11、第2電極12之間阻斷。又,對於熔絲單元31而言,若超過定額之電流通入至溫度熔絲元件30,則各熔斷部32A~32C會因自己發熱(焦耳熱)而熔斷,將第1電極11與第2電極12之間的電流路徑阻斷。
此時,熔絲單元31即使於通入超過定額之電流而熔斷時,產生了電弧放電之情形下,亦能夠防止如下情形,該情形係指已熔融之熔絲單元大範圍地飛散,由飛散之金屬重新形成電流路徑,或飛散之金屬附著於端子或周圍的電子零件等。
即,熔絲單元31使搭載於第1電極11、第2電極12之間的複數個熔斷部32A~32C並聯,因此,通入超過定額之電流之後,大量之電流會逐步流入至電阻值低之熔斷部32,熔斷部因自己發熱而依序熔斷,僅於最後剩餘之熔斷部32熔斷時產生電弧放電。因此,根據熔絲單元31,即使於最後剩餘之熔斷部32熔斷時產生電弧放電之情形下,電弧放電之規模 亦會根據熔斷部32的體積而變小,能夠防止熔融金屬爆炸性地飛散,另外,亦能夠大幅度地提高熔斷後之絕緣性。又,熔絲單元31使複數個熔斷部32A~32C各自熔斷,因此,各熔斷部32的熔斷所需之熱量較少即可,能夠於短時間內阻斷電流路徑。
再者,對於熔絲單元31而言,使複數個熔斷部32中的一個熔斷部32的一部分或全部的剖面積小於其他熔斷部的剖面積,藉此,亦可相對地提高電阻。藉由相對地使一個熔斷部32的電阻提高,熔絲單元31通入有超過定額之電流之後,大量之電流通入至電阻較低之熔斷部32,自該電阻較低之熔斷部32起逐步熔斷。然後,電流集中至剩餘之上述電阻已提高之熔斷部32,最後伴隨電弧放電而熔斷。因此,熔絲單元31能夠使熔斷部32依序熔斷。又,於剖面積小之熔斷部32熔斷時會產生電弧放電,因此,電弧放電之規模根據熔斷部32的體積而變小,能夠防止熔融金屬爆炸性地飛散。
又,熔絲單元31較佳為設置三個以上之熔斷部,並且使內側的熔斷部最後熔斷。例如,如圖6所示,熔絲單元31較佳為設置三個熔斷部32A、32B、32C,並且使正中央的熔斷部32B最後熔斷。
對於該熔絲單元31而言,超過定額之電流通入至溫度熔絲元件30之後,首先,大量之電流會流入至兩個熔斷部32A、32C,該兩個熔斷部32A、32C因自己發熱而熔斷。熔斷部32A、32C的熔斷不會伴隨由自己發熱引起之電弧放電,因此,熔融金屬亦不會爆炸性地飛散。
其次,電流集中至正中央的熔斷部32B,該熔斷部32B伴隨電弧放電而熔斷。此時,熔絲單元31使正中央的熔斷部32B最後熔斷,藉 此,即使產生電弧放電,亦能夠藉由先熔斷之外側的熔斷部32A、32C來捕捉熔斷部32B的熔融金屬。因此,能夠抑制熔斷部32B的熔融金屬飛散,能夠防止由熔融金屬引起之短路等。
此時,熔絲單元31亦可使三個熔斷部32A~32C中的位於內側之正中央的熔斷部32B的一部分或全部的剖面積,小於位於外側之其他熔斷部32A、32C的剖面積,藉此,相對地提高電阻,使正中央的熔斷部32B最後熔斷。即使於該情形時,由於藉由相對地減小剖面積而使熔斷部32B最後熔斷,故而電弧放電之規模亦根據熔斷部32B的體積而變小,能夠進一步抑制熔融金屬爆炸性地飛散。
[熔絲單元之製法]
例如,如圖7(A)所示,將板狀的包含低熔點金屬與高熔點金屬之板狀體34的中央部的兩處衝壓為矩形狀,藉此,能夠製造如上所述之形成有複數個熔斷部32之熔絲單元31。再者,亦可如圖7(B)所示,熔絲單元31的並聯之三個熔斷部32A~32C的一端一體地受到支持,另一端分別設為自由端。
[絕緣壁]
又,如圖8所示,溫度熔絲元件30亦可於複數個熔斷部32之間設置絕緣壁35,該絕緣壁35防止並聯之熔斷部32彼此連接。藉由設置絕緣壁35,熔絲單元31防止如下情形,該情形係指熔斷部32於逐步熔斷時,因周圍的溫度環境或自身發熱而熔融、膨脹,與鄰接之熔斷部32接觸而凝聚。藉此,熔絲單元31能夠防止鄰接之熔斷部32彼此因熔融、凝聚而大型化,防止因熔斷所需之熱量增加而導致熔斷時間增加或熔斷後之絕緣性降低,或防止 因伴隨過電流之自己發熱引起之熔斷時所產生的電弧放電之大規模化,導致熔融金屬爆炸性地飛散。
例如,如圖9所示,絕緣壁35形成於絕緣基板10的表面10a上。又,例如藉由印刷阻焊劑或玻璃等絕緣材料而豎立設置絕緣壁35。再者,絕緣壁35由於具有絕緣性,故而不具有對於熔融單元之潤濕性,因此,未必需要使鄰接之熔斷部32彼此完全隔離。即,即使與外蓋構件19的頂面19b之間具有間隙,由潤濕性產生之牽拉作用亦不會起作用,熔融單元不會自該間隙流入至並聯之熔斷部32側。又,熔斷部32熔融之後,於第1電極11、第2電極12之間的區域中呈剖面穹窿狀地隆起。因此,絕緣壁35只要具有自絕緣基板10的表面10a至外蓋構件19的頂面19b為止之高度的一半以上之高度,則能夠防止熔融單元與並聯之熔斷部32接觸。當然,亦可以直至外蓋構件19的頂面19b為止之高度形成絕緣壁35,使熔斷部32彼此隔離。
又,如圖10所示,絕緣壁35亦可形成於外蓋構件19的頂面19b。絕緣壁35亦可一體地形成於外蓋構件19的頂面19b,或亦可例如藉由將阻焊劑或玻璃等絕緣材料印刷至頂面19b而豎立設置絕緣壁35。即使於該情形時,絕緣壁35只要具有自外蓋構件19的頂面19b至絕緣基板10的表面10a為止之高度的一半以上高度,即能夠防止熔融單元與並聯之熔斷部32接觸。
又,絕緣壁35除了設置於絕緣基板10或外蓋構件19之外,如圖11所示,亦可將構成絕緣壁35之液狀或膏狀的絕緣材料塗佈至並聯之複數個熔斷部32之間,使該液狀或膏狀的絕緣材料硬化,藉此形成絕緣壁 35。作為構成絕緣壁35之絕緣性材料,能夠使用環氧樹脂等熱硬化性之絕緣性接著劑或阻焊劑、玻璃膏。於該情形時,可於熔絲單元31連接於絕緣基板10之後,塗佈構成絕緣壁35之絕緣材料,並使該絕緣材料硬化,亦可於將熔絲單元31搭載於絕緣基板10之前或搭載於絕緣基板10之後,塗佈該絕緣材料,與熔絲單元31一併施以熱處理步驟而使該絕緣材料硬化。
液狀或膏狀的絕緣材料藉由毛細管作用而填充至並聯之複數個熔斷部32之間且硬化,藉此,於熔斷部32已熔融之情形時,能夠防止並聯之熔斷部32彼此連接。因此,構成絕緣壁35之絕緣材料由於會硬化,故而需要具備對於熔斷部32之發熱溫度之耐熱性。
[絕緣部之設置位置]
又,溫度熔絲元件1只要根據熔斷部32之熔斷部位而設置絕緣壁35即可。如圖8所示,熔絲單元31的各熔斷部32連接於絕緣基板10上所設置之第1電極11、第2電極12上,藉此,使第1電極11、第2電極12之間導通。對於各熔斷部32的連接於第1電極11、第2電極12之兩端部而言,由於熱擴散至具有大面積之第1電極11、第2電極12,故而不易熔融。又,於各熔斷部32的連接於第1電極11、第2電極12之兩端部,電流不集中,第1電極11與第2電極12之中間部因電流集中,高溫發熱而熔融。
因此,溫度熔絲元件30係與各熔斷部32的連接於第1電極11與第2電極12之兩端部之間的中間部相鄰接地設置絕緣壁35,藉此,能夠防止熔融單元與鄰接之熔斷部32接觸。
又,若將絕緣壁35以上述方式設置於絕緣基板10的表面10a上的各熔斷部32之間,則只要至少不使熔融物於絕緣基板10的表面10a 上相連即可,絕緣壁35之高度亦可為自絕緣基板10的表面10a至外蓋構件19的頂面19b為止之高度的一半以下。
溫度熔絲元件30較佳為將絕緣壁35設置於熔絲單元31的各熔斷部32之間。藉此,防止複數個熔斷部32彼此熔融、凝聚,能夠防止因熔斷所需之熱量增加而導致熔斷時間增加,或防止於熔斷後,熔融單元的凝聚體在第1電極11、第2電極12之間相連而導致絕緣性降低。
又,溫度熔絲元件30較佳為使複數個熔斷部32依序熔斷,並且至少於最先熔斷之熔斷部32及與該最先熔斷之熔斷部32相鄰接之熔斷部32之間設置絕緣壁35。如上所述,熔絲單元31使複數個熔斷部32中的一個熔斷部32的一部分或全部的剖面積小於其他熔斷部的剖面積,且相對地提高電阻,藉此,超過定額之電流通入之後,大量之電流首先通入至電阻較低之熔斷部32,自該熔斷部32起逐步熔斷。
此時,溫度熔絲元件30於最先熔斷之電阻較低之熔斷部32與鄰接於該熔斷部32之熔斷部之間設置絕緣壁35,藉此,能夠防止因自身發熱而膨脹,導致與鄰接之熔斷部32接觸而凝聚。藉此,溫度熔絲元件30能夠使熔斷部32以既定之熔斷順序熔斷,並且能夠防止因鄰接之熔斷部32彼此一體化而導致熔斷時間增加,或防止因電弧放電之大規模化而導致絕緣性降低。
具體而言,對於圖8所示之搭載有包含三個熔斷部32A、32B、32C之熔絲單元31之溫度熔絲元件30,使相對處於正中央的熔斷部32B之剖面積減小而提高其電阻,藉此,使大量之電流優先自外側的熔斷部32A、32C起流動,使該熔斷部32A、32C熔斷之後,最後使正中央的熔斷 部32B熔斷。此時,溫度熔絲元件30分別於熔斷部32A、32B之間、及熔斷部32B、32C設置絕緣壁35,藉此,即使當熔斷部32A、32C因自己發熱而熔融時,亦不會與鄰接之熔斷部32B接觸,而能夠於短時間內熔斷,並且能夠最後使熔斷部32B熔斷。又,剖面積小之熔斷部32B亦不與鄰接之熔斷部32A、32C接觸,熔斷時之電弧放電亦止於小規模之電弧放電。
再者,熔絲單元31於設置有三個以上之熔斷部之情形時,較佳為使外側的熔斷部最先熔斷,使內側的熔斷部最後熔斷。例如,如圖6所示,熔絲單元31較佳為設置三個熔斷部32A、32B、32C,並且使正中央的熔斷部32B最後熔斷。
如上所述,若超過定額之電流通入至熔絲單元31,則大量之電流首先流入至設置於外側之兩個熔斷部32A、32C,該兩個熔斷部32A、32C因自己發熱而熔斷。上述熔斷部32A、32C之熔斷並未伴隨由自己發熱引起之電弧放電,因此,熔融金屬不會爆炸性地飛散。又,如上所述,熔斷部32A、32C因絕緣壁35而不與鄰接之熔斷部32B接觸地最先熔斷。
其次,電流集中至設置於內側之熔斷部32B,該熔斷部32B伴隨電弧放電而熔斷。此時,熔絲單元31使設置於內側之熔斷部32B最後熔斷,藉此,即使產生電弧放電,亦能夠藉由先熔斷之外側的熔斷部32A、32C、或設置於熔斷部32A、32C之間的絕緣壁35來捕捉熔斷部32B的熔融金屬。因此,能夠抑制熔斷部32B的熔融金屬飛散,能夠防止由熔融金屬引起之短路等。
此時,熔絲單元31亦可使三個熔斷部32A~32C中的位於內側之正中央的熔斷部32B的一部分或全部的剖面積,小於位於外側之其 他熔斷部32A、32C的剖面積,藉此,相對地提高電阻,使正中央的熔斷部32B最後熔斷。即使於該情形時,由於藉由相對地減小剖面積而使熔斷部32B最後熔斷,故而電弧放電之規模亦根據熔斷部32B的體積而變小,能夠進一步抑制熔融金屬爆炸性地飛散。
[溫度熔絲元件之製造步驟]
藉由與使用有熔絲單元13之溫度熔絲元件1同樣之步驟來組裝使用有熔絲單元31之溫度熔絲元件30,將其構裝至電路基板2。此時,溫度熔絲元件30藉由具有低於熱處理溫度之熔點之低熔點金屬20與具有高於熱處理溫度之熔點之高熔點金屬21而構成熔絲單元31,並且適當地調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比,藉此,即使反復地進行回焊步驟等熱處理步驟,亦能夠防止熔絲單元31變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
又,與溫度熔絲元件1之構裝體同樣地,構裝有溫度熔絲元件30之構裝體於放置高溫環境之情形時,所構裝之設備異常發熱,溫度熔絲元件30的熔絲單元31會於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下開始熔融。藉此,溫度熔絲元件30的熔絲單元31的各熔斷部32能夠提前熔融而將電路基板2的電流路徑阻斷。此時,熔絲單元31因低熔點金屬20侵蝕(焊料侵蝕)高熔點金屬21而於高熔點金屬21的熔點以下之低溫下熔融,因此,能夠迅速地阻斷電流路徑。
[熔絲單元的變形例2:端子部]
又,本技術的熔絲單元亦可一體地形成與外部電路連接之端子部。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1、30相同之構件標記相同 符號且省略其詳情。
圖12(A)所示之溫度熔絲元件40具有絕緣基板10與嵌合於絕緣基板10的表面10a之熔絲單元41。熔絲單元41並聯有複數個熔斷部42A~42C,並且於熔斷部42A~42C的兩端形成有端子部43,該端子部43連接於構裝溫度熔絲元件40之電路基板2的焊墊部2a。熔絲單元41與上述熔絲單元13、31同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件40的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。複數個熔斷部42A~42C設置於一對端子部43之間而構成電流的通電路徑,藉由將全部之熔斷部42A~42C熔斷而阻斷該電流路徑。
端子部43經由無鉛焊料等接著構件而與構裝溫度熔絲元件40之電路基板2的焊墊部2a連接,藉此,構成該電路基板2的電流路徑的一部分。又,熔絲單元41的設置端子部43之兩端部沿著絕緣基板10的側面彎曲,藉此嵌合於絕緣基板10,並且端子部43朝向絕緣基板10的背面10b側。
而且,將外蓋構件19搭載於絕緣基板10的表面10a之後,如圖12(B)所示,溫度熔絲元件40自絕緣基板10與外蓋構件19之間向絕緣基板10的背面10b側導出。藉此,溫度熔絲元件40將絕緣基板10的背面10b設為構裝至外部的電路基板2之構裝面,熔絲單元41的一對端子部43與電路基板2的焊墊部2a連接,藉此被編入至外部電路。
溫度熔絲元件40於熔絲單元41設置有成為與外部電路連接之連接端子之端子部43,因此,能夠提高定額。即,於在絕緣基板上設置 將熔絲單元的通電路徑向外部電路引出之表面電極、背面電極、及連接表背面電極之通孔等之構成中,由於通孔或半圓孔包邊的孔徑或孔數之限制、導電膏之電阻率或膜厚之限制,難以實現熔絲單元的電阻值以下之電阻值,難以實現高定額化。
另一方面,溫度熔絲元件40並非於絕緣基板10設置通孔等而將熔絲單元41的通電路徑引出至外部電路,而是於熔絲單元41形成有成為與外部電路連接之連接端子之端子部43,因此,外部電路與熔絲單元41之間的導通電阻取決於熔絲單元41本身的定額,而並不被絕緣基板10側的構成左右。因此,根據溫度熔絲元件40,能夠使元件整體的通電路徑實現低電阻化,容易地提高定額。
[熔絲單元之製法]
將板狀的包含低熔點金屬與高熔點金屬之板狀體的中央部的兩處衝壓為矩形狀之後(參照圖7(A)),將兩端部彎折,藉此,能夠製造如上所述之形成有複數個熔斷部42及端子部43之熔絲單元41。熔絲單元41藉由端子部43而一體地支持並聯之三個熔斷部42A~42C的兩側。又,亦可連接構成端子部43之板狀體與構成熔斷部42之複數個板狀體,藉此製造熔絲單元41。再者,熔絲單元41亦可藉由將圖7(B)所示之板狀體的兩端部彎折,利用端子部43來一體地支持並聯之三個熔斷部42A~42C的一端,於另一端分別形成端子部43。
再者,溫度熔絲元件40經由端子部43而連接熔絲單元41與外部電路,因此,亦可不於絕緣基板10另外設置與外部電路連接之第1電極11、第2電極12及外部連接端子11a、12a。
[嵌合凹部]
又,絕緣基板10如圖12(C)所示,較佳為於熔絲單元40的嵌合端子部43之一對側緣部形成嵌合凹部45。溫度熔絲元件40於絕緣基板10設置嵌合凹部45,藉此,對於電路基板2之構裝面積不會擴大,另外,能夠對熔絲單元41的嵌合位置進行固定。
又,熔絲單元41直接接著於絕緣基板10的表面10a。作為將熔絲單元41連接於絕緣基板10之接著劑,能夠使用無導電性例如熱硬化性之接著劑等。再者,溫度熔絲元件40藉由外部熱源之熱所產生之溫度環境而將熔絲單元41熔斷,因此,將熔絲單元41接著於絕緣基板10之接著劑亦較佳為熱傳導性優異之接著劑。
[散熱電極]
再者,搭載熔絲單元41之溫度熔絲元件40亦可於絕緣基板10的表面10a設置散熱電極46。散熱電極46形成於嵌合熔絲單元41之絕緣基板10的一對側緣附近,藉由與各熔斷部42連接,能夠效率良好地吸收端子部43附近的熔絲單元41之熱,並且能夠使熔融單元凝聚。例如能夠使用Ag或Cu等電極材料來形成散熱電極46,該散熱電極46經由無鉛焊料等連接材料,且經由回焊等熱處理步驟而與各熔斷部42連接。再者,散熱電極46如圖12(C)所示,可設為連接各熔斷部42A~42C之共用電極,亦可根據各熔斷部42A~42C而形成複數個散熱電極46。
藉由設置散熱電極46,溫度熔絲元件40於伴隨過電流之自己發熱阻斷時,使熔絲單元41的端子部43附近之熱向絕緣基板10側釋放,使各熔斷部42的發熱區域集中於中央部。藉此,熔絲單元41的熔斷部位限 定於各熔斷部42的中央部,能夠迅速地阻斷電流路徑。又,熔絲單元41即使於伴隨電弧放電之情形時,亦對發熱部位進行限定,藉此,能夠防止爆炸性之熔斷及熔融單元飛散,亦不會損害絕緣特性。
再者,散熱電極46亦可經由設置於絕緣基板10之通孔,與設置於絕緣基板10的背面10b的未圖示之散熱電極相連。藉此,溫度熔絲元件40能夠效率更良好地釋放熔絲單元41之熱。
[溫度熔絲元件之製造步驟]
藉由與溫度熔絲元件1同樣之步驟來組裝使用有熔絲單元41之溫度熔絲元件40,將其構裝至電路基板2。此時,溫度熔絲元件40藉由具有低於熱處理溫度之熔點之低熔點金屬20與具有高於熱處理溫度之熔點之高熔點金屬21而構成熔絲單元41,並且適當地調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比,藉此,即使反復地進行回焊步驟等熱處理步驟,亦能夠防止熔絲單元41變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
又,與溫度熔絲元件1之構裝體同樣地,構裝有溫度熔絲元件40之構裝體於放置於高溫環境之情形時,例如所構裝之設備異常發熱,熔絲單元41於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下開始熔融。藉此,溫度熔絲元件40的熔絲單元41的各熔斷部42能夠提前熔融而將電路基板2的電流路徑阻斷。此時,熔絲單元41因低熔點金屬20侵蝕(焊料侵蝕)高熔點金屬21而於高熔點金屬21的熔點以下之低溫下熔融,因此,能夠迅速地阻斷電流路徑。
[熔絲單元的變形例3:並聯複數個熔絲單元]
又,本技術的熔絲單元亦可使相當於熔斷部42之複數個熔絲單元嵌 合、並聯於絕緣基板10的相對向之一對側緣之間。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1、30、40相同之構件標記相同符號且省略其詳情。
圖13所示之溫度熔絲元件50具有絕緣基板10與嵌合於絕緣基板10的表面10a之熔絲單元51。複數個熔絲單元51例如51A、51B、51C該三個熔絲單元於絕緣基板10的表面10a並聯。各熔絲單元51A~51C與上述熔絲單元13、31、41同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件50的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。又,各熔絲單元51形成為矩形板狀,並且形成有熔斷部52與端子部53,該熔斷部52於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下熔斷,該端子部53設置於熔斷部52的兩端,且與電路基板2的焊墊部2a連接。
熔斷部52經由無鉛焊料等接著材料,且經由回焊等熱處理步驟而連接至散熱電極46上,該散熱電極46形成於絕緣基板10的表面10a。
端子部53經由無鉛焊料等接著構件而與構裝溫度熔絲元件50之電路基板2的焊墊部2a連接,藉此,構成該電路基板2的電流路徑的一部分,藉由將各熔斷部52熔斷而阻斷電流路徑。又,熔絲單元51的設置端子部53之兩端部沿著絕緣基板10的側面彎曲,藉此,嵌合於絕緣基板10,並且端子部53朝向絕緣基板10的背面10b側。藉此,溫度熔絲元件50將絕緣基板10的背面10b設為構裝至外部的電路基板2之構裝面,熔絲單元51的一對端子部53與電路基板2的焊墊部2a連接,藉此被編入至外部電路。
再者,溫度熔絲元件50亦可使設置於內側之正中央的熔絲 單元51B的剖面積,小於設置於外側之其他熔絲單元51A、51C的剖面積,藉此,相對地提高電阻,使正中央的熔絲單元51B於伴隨過電流之自己發熱阻斷時最後熔斷。
又,溫度熔絲元件50亦可於各熔絲單元51A~51C之間形成絕緣壁35。藉由設置絕緣壁35,溫度熔絲元件50防止如下情形,該情形係指各熔絲單元51於逐步熔斷時,因周圍的溫度環境或自身發熱而熔融、膨脹,與鄰接之熔絲單元51的熔斷部52接觸而凝聚。藉此,溫度熔絲元件50能夠防止鄰接之熔絲單元51彼此因熔融、凝聚而大型化,防止因熔斷所需之熱量增加而導致熔斷時間增加或熔斷後之絕緣性降低,或防止因伴隨過電流之自己發熱引起之熔斷時所產生的電弧放電之大規模化,導致熔融金屬爆炸性地飛散。
再者,溫度熔絲元件50亦可使複數個不具備端子部53之板狀的熔絲單元,並聯於絕緣基板10上所形成之第1電極11、第2電極12之間。
[熔絲單元的變形例4:倒裝類型]
又,本技術的熔絲單元亦可使熔絲單元的端子部向絕緣基板10的表面10a側突出。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1、30、40、50相同之構件標記相同符號且省略其詳情。
圖14(A)所示之溫度熔絲元件60具有絕緣基板10與連接於絕緣基板10的表面10a之熔絲單元61。熔絲單元61並聯有複數個熔斷部62A~62C,並且於熔斷部62A~62C的兩端形成有端子部63,該端子部63連接於構裝溫度熔絲元件60之電路基板2的焊墊部2a。熔絲單元61與上 述熔絲單元13、31、41、51同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件60的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。
複數個熔斷部62A~62C分別經由無鉛焊料等接著材料而連接於絕緣基板10的表面10a,構成電流的通電路徑,藉由將全部之熔斷部62A~62C熔斷而阻斷該電流路徑。
端子部63與構裝溫度熔絲元件60之電路基板2的焊墊部2a連接,藉此,構成該電路基板2的電流路徑的一部分。又,端子部63因熔絲單元60搭載於絕緣基板10的表面10a上而朝向絕緣基板10的表面10a側。
而且,將外蓋構件19搭載於絕緣基板10的表面10a之後,如圖14(B)所示,溫度熔絲元件60自絕緣基板10與外蓋構件19之間向絕緣基板10的表面10a側導出。藉此,溫度熔絲元件40將絕緣基板10的表面10a設為構裝至外部的電路基板2之構裝面,如圖14(C)所示,熔絲單元61的一對端子部63藉由面朝下方式而與電路基板2的焊墊部2a連接,被編入至外部電路。
溫度熔絲元件60與溫度熔絲元件40同樣地,於熔絲單元60設置有成為與外部電路連接之連接端子之端子部63,因此,能夠提高定額。
再者,溫度熔絲元件60如圖14(D)所示,亦可與溫度熔絲元件40同樣地,根據熔絲單元61的熔斷部62而於絕緣基板10的表面10a設置複數個散熱電極46,經由無鉛焊料等連接材料,且經由回焊等熱處理步 驟而與各熔斷部62連接。
又,溫度熔絲元件60亦可使用如下熔絲單元作為熔絲單元61,該熔絲單元包含一個熔斷部62與設置於熔斷部62的兩端之一對端子部63。
[溫度熔絲元件之製造步驟]
藉由與溫度熔絲元件1同樣之步驟來組裝使用有熔絲單元61之溫度熔絲元件60,將其構裝至電路基板2。此時,溫度熔絲元件60藉由具有低於熱處理溫度之熔點之低熔點金屬20與具有高於熱處理溫度之熔點之高熔點金屬21而構成熔絲單元61,並且適當地調整低熔點金屬層20a與高熔點金屬層21a之膜厚比,藉此,即使反復地進行回焊步驟等熱處理步驟,亦能夠防止熔絲單元61變形或低熔點金屬20溶出,防止定額或熔斷特性變動。
又,與溫度熔絲元件1之構裝體同樣地,構裝有溫度熔絲元件60之構裝體於放置於高溫環境之情形時,例如所構裝之設備異常發熱,熔絲單元61會於低熔點金屬20的熔點以上之溫度環境下開始熔融。藉此,溫度熔絲元件60的熔絲單元61的各熔斷部62能夠提前熔融而將電路基板2的電流路徑阻斷。此時,熔絲單元61因低熔點金屬20侵蝕(焊料侵蝕)高熔點金屬21而於高熔點金屬21的熔點以下之低溫下熔融,因此,能夠迅速地阻斷電流路徑。
[熔絲單元的變形例5:引線接合類型]
又,本技術的熔絲單元亦可經由連接材料而將熔絲單元的兩端連接於第1電極及第2電極。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1、30、40、50、60相同之構件標記相同符號且省略其詳情。
圖15(A)及圖15(B)所示之溫度熔絲元件70具有絕緣基板10、形成於絕緣基板10的表面10a之第1電極11及第2電極12、載置於絕緣基板10的表面10a之熔絲單元71、及引線72、73,該引線72、73係連接熔絲單元71的兩端與第1電極11及第2電極12之連接材料。熔絲單元71與上述熔絲單元13、31、41、51、61同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件70的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。
熔絲單元71設為矩形平板狀的構造,並未藉由彎折加工等而形成端子部。熔絲單元71利用接著材料而固定於絕緣基板10的表面10a,且藉由引線接合而與第1電極11及第2電極12連接。然後,塗佈必需的足量之助焊劑17,構成電流的通電路徑,藉由將熔斷部熔斷而阻斷該電流路徑。
與圖4(B)中所說明之情形同樣地,熔絲單元71為內部由低熔點金屬20覆蓋,外部由高熔點金屬21覆蓋之構造,且為低熔點金屬20自切斷面露出之構造。
熔絲單元71係以使露出有低熔點金屬20之切斷面與通電方向的兩側面並行之方式,配設於絕緣基板10的表面10a上。
引線72、73係由導電性金屬等形成之引線構件,將熔絲單元71的兩端分別連接於第1電極11及第2電極12。尤其,能夠藉由引線接合而容易地形成引線72、73,能夠使用Au、Al、Cu等作為材料。
又,引線72、73分別連接於熔絲單元71之通電方向的兩端,但熔絲單元71由於通電方向的兩端由高熔點金屬21包覆,故而較佳為使用 與高熔點金屬21之連接性良好之構件。
此處,說明熔絲單元71與第1電極11及第2電極12之連接位置。藉由引線72、73進行連接之連接位置如圖15(A)所示,設為與通電方向相對向之位置。然而,藉由引線72、73進行連接之連接位置亦可適當地錯開,以避開通孔的位置。即,亦可使引線72、73處於矩形狀的熔絲單元的對角位置。於採用對角位置之情形時,藉由避開圖15(A)所示之絕緣基板10的通孔,能夠提高引線接合之作業性。又,引線72、73並不限定於相對向之一對引線,亦可分別利用複數條引線進行連接。
具有如上所述之構造之溫度熔絲元件70除了用於將熔絲單元71本身熔斷之外,同時亦用於將熔絲單元71與引線72、73之連接部位熔斷,能夠迅速地阻斷電流路徑。具體而言,於引線72、73之材料為Au之情形時,進行連接之高熔點金屬21會迅速地被低熔點金屬20侵蝕,因此,熔融之低熔點金屬20會與引線72、73接觸。熔融之低熔點金屬20與引線72、73接觸之後,引線72、73被熔融之低熔點金屬20熔蝕,能夠更迅速且確實地阻斷電流路徑。
[熔絲單元的變形例6:焊接類型]
又,本技術的熔絲單元亦可經由連接材料而將熔絲單元的兩端連接於第1電極及第2電極。再者,於以下之說明中,對與上述溫度熔絲元件1、30、40、50、60、70相同之構件標記相同符號且省略其詳情。
圖16(A)及圖16(B)所示之溫度熔絲元件80具有絕緣基板10、形成於絕緣基板10的表面10a之第1電極11及第2電極12、載置於絕緣基板10的表面10a之熔絲單元81、及焊料膏82、83,該焊料膏82、83 係連接熔絲單元81的兩端與第1電極11及第2電極12連接之連接材料。 熔絲單元81與上述熔絲單元13、31、41、51、61、71同樣地具有低熔點金屬20與高熔點金屬21,該低熔點金屬20具有較溫度熔絲元件80的構裝體之製造步驟中的熱處理溫度更低之熔點,該高熔點金屬21具有高於該熱處理溫度之熔點。再者,雖省略了圖示,但於熔絲單元81的表面塗佈有必需的足量之助焊劑。
熔絲單元81設為矩形平板狀的構造,並未藉由彎折加工等而形成端子部。熔絲單元81分別載置於絕緣基板10的表面10a,藉由焊料膏83、84而與第1電極11及第2電極12連接,構成電流的通電路徑,藉由將熔斷部熔斷而阻斷該電流路徑。
與圖4(B)中所說明之情形同樣地,熔絲單元81為內部由低熔點金屬20覆蓋,外部由高熔點金屬21覆蓋之構造,且為低熔點金屬20自切斷面露出之構造。
熔絲單元81係以使露出有低熔點金屬20之切斷面處於與通電方向正交之方向之方式,配設於絕緣基板10的表面10a上。
焊料膏83、84例如藉由無鉛焊料等而設置於第1電極11的突出部11a、與第2電極12的突出部12a上,藉由回焊等而將熔絲單元81的兩端分別連接於第1電極11及第2電極12。再者,亦可藉由焊料凸塊而構成熔絲單元81的連接部位。
又,焊料膏83、84分別連接於熔絲單元81的通電方向的兩端即與絕緣基板10的表面10a相對向之部分,但熔絲單元81由於通電方向的兩端由高熔點金屬21包覆,故而較佳為使用與高熔點金屬21之連接性良 好之構件。又,焊料膏83、84僅與高熔點金屬21連接,藉此,能夠抑制低熔點金屬20向第1電極11及第2電極12流出,能夠實現熔絲單元81的形狀之穩定化及防止額定電流降低。
此處,說明熔絲單元81與第1電極11及第2電極12之連接位置。藉由焊料膏83、84進行連接之連接位置如圖16(A)及圖16(B)所示,設為分別與如下方向的中央部相對向之位置,該方向為與通電方向正交之方向。再者,第1電極11的突出部11a及第2電極12的突出部12a亦以於通電方向上彼此相對向之方式,配置於與熔絲單元81的通電方向正交之方向的中央部。
藉由焊料膏83、84進行連接之連接位置並不限定於以圖16(A)及圖16(B)所示之方式對向配置,亦可根據第1電極11的突出部11a及第2電極12的突出部12a之位置,使焊料膏83、84處於矩形狀的熔絲單元的對角位置。又,焊料膏83、84並不限定於相對向之一對焊料膏,例如於設置有第1電極11及第2電極12各自的複數個突出部之情形時,亦可根據電極的突出部之數量而使用複數個焊料膏。
1‧‧‧溫度熔絲元件
2‧‧‧電路基板
2a‧‧‧焊墊部
3‧‧‧構裝體
10‧‧‧絕緣基板
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧背面
11‧‧‧第1電極
11a‧‧‧突出部
12‧‧‧第2電極
12a‧‧‧突出部
13‧‧‧熔絲單元
14‧‧‧保護層
15‧‧‧接著材料
17‧‧‧助焊劑
19‧‧‧外蓋構件
19a‧‧‧腳部
19b‧‧‧頂面
20‧‧‧低熔點金屬
20a‧‧‧低熔點金屬層
21‧‧‧高熔點金屬
21a‧‧‧高熔點金屬層

Claims (28)

  1. 一種構裝體之製造方法,該構裝體於電路基板構裝有溫度熔絲元件,其特徵在於:對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理;上述溫度熔絲元件具備熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且上述熱處理溫度以下之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點;上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度進行。
  2. 一種構裝體之製造方法,該構裝體於電路基板構裝有溫度熔絲元件,其特徵在於:對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理;上述溫度熔絲元件具備熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點;上述低熔點金屬與上述高熔點金屬之膜厚比為2.1:1~100:1;上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度進行。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,在上述熱處理具有如下步驟:經由連接材料將上述溫度熔絲元件搭載於電路基板的焊墊部;於加熱爐內對搭載有上述溫度熔絲元件之電路基板進行加熱,經由上 述連接材料將上述溫度熔絲元件構裝至上述電路基板。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元具備即使經至少三次之上述熱處理亦不會熔斷之耐受性。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述低熔點金屬為焊料。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述低熔點金屬為Sn或以Sn作為主成分之合金,上述高熔點金屬為Ag、Cu或者以Ag或Cu作為主成分之合金。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述低熔點金屬為Sn/Bi系或Sn/In系的合金。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述低熔點金屬之體積大於上述高熔點金屬之體積。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元積層有上述低熔點金屬與上述高熔點金屬。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元的上述低熔點金屬由上述高熔點金屬被覆。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元係藉由將上述高熔點金屬鍍敷於上述低熔點金屬的表面形成。
  12. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元係藉由將上述高熔點金屬的金屬箔黏貼於上述低熔點金 屬的表面形成。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元係藉由以薄膜形成步驟將上述高熔點金屬設置於上述低熔點金屬的表面形成。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,於上述高熔點金屬的表面形成有抗氧化膜。
  15. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元係藉由上述高熔點金屬與上述低熔點金屬交替地積層複數層形成。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元係藉由上述低熔點金屬的相對向之一對端面以外的外周部由上述高熔點金屬被覆形成。
  17. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元具備連接於上述電路基板的焊墊部之端子部。
  18. 如申請專利範圍第17項之構裝體之製造方法,其中,上述端子部為表面構裝用端子。
  19. 如申請專利範圍第17項之構裝體之製造方法,其中,上述電路基板的焊墊部經由上述連接材料僅與上述端子部的高熔點金屬部位連接。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元的外周的至少一部分受到保護構件保護。
  21. 如申請專利範圍第1或2項之構裝體之製造方法,其中, 上述低熔點金屬的膜厚為30μm以上,上述高熔點金屬的膜厚為3μm以上。
  22. 如申請專利範圍第2項之構裝體之製造方法,其中,上述熔絲單元於上述低熔點金屬的熔點以上、上述熱處理溫度以下之溫度環境下熔融。
  23. 一種溫度熔絲元件之構裝方法,係將溫度熔絲元件構裝至電路基板,其特徵在於;對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理;上述溫度熔絲元件具備熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且上述熱處理溫度以下之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點;上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度進行。
  24. 一種溫度熔絲元件之構裝方法,係將溫度熔絲元件構裝至電路基板,其特徵在於;對上述溫度熔絲元件進行至少一次之熱處理;上述溫度熔絲元件具備熔絲單元,該熔絲單元具有低熔點金屬與高熔點金屬,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理溫度之熔點;上述低熔點金屬與上述高熔點金屬之膜厚比為2.1:1~100:1;上述熱處理係於上述低熔點金屬的熔點以上之溫度進行。
  25. 一種溫度熔絲元件,係藉由構裝至電路基板構成構裝體,且於上述構裝體之製造步驟經由至少一次之熱處理步驟,其特徵在於,具備:絕緣基板;第1、第2電極,設置於上述絕緣基板;以及熔絲單元,具有低熔點金屬與高熔點金屬,搭載於上述第1、第2電極之間,於上述低熔點金屬的熔點以上且上述熱處理溫度以下之溫度環境下熔融,藉此將上述第1、第2電極之間阻斷,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理步驟的溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理步驟的溫度之熔點。
  26. 一種溫度熔絲元件,係藉由構裝至電路基板構成構裝體,且於上述構裝體之製造步驟經由至少一次之熱處理步驟,其特徵在於,具備:絕緣基板;第1、第2電極,設置於上述絕緣基板;以及熔絲單元,具有低熔點金屬與高熔點金屬且上述低熔點金屬與上述高熔點金屬之膜厚比為2.1:1~100:1,搭載於上述第1、第2電極之間,於上述低熔點金屬的熔點以上且未達上述高熔點金屬的熔點之溫度環境下熔融,藉此將上述第1、第2電極之間阻斷,上述低熔點金屬具有低於上述熱處理步驟的溫度之熔點,上述高熔點金屬具有高於上述熱處理步驟的溫度之熔點。
  27. 如申請專利範圍第25或26項之溫度熔絲元件,其中,上述第1、第2電極與上述熔絲單元連接時,上述第1、第2電極經由連接材料僅與上述熔絲單元的高熔點金屬連接。
  28. 如申請專利範圍第25或26項之溫度熔絲元件,其中,具有設置於上述絕緣基板之發熱體,藉由上述發熱體發熱使上述熔絲單元熔斷。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI615879B (zh) * 2016-07-19 2018-02-21 He Chang Wei 薄型化保護元件
TWI615880B (zh) * 2016-07-19 2018-02-21 He Chang Wei 保護元件
JP6707428B2 (ja) * 2016-09-16 2020-06-10 デクセリアルズ株式会社 ヒューズエレメント、ヒューズ素子、保護素子
JP6811590B2 (ja) * 2016-11-10 2021-01-13 デクセリアルズ株式会社 保護素子
WO2018100984A1 (ja) * 2016-11-29 2018-06-07 デクセリアルズ株式会社 保護素子
TWI690110B (zh) * 2017-03-20 2020-04-01 陳葆萱 複合式保護元件以及電池組
TWI690108B (zh) * 2017-04-06 2020-04-01 陳葆萱 保護元件以及電池包
CN108630834B (zh) * 2017-03-20 2021-09-07 陈葆萱 复合式保护元件以及电池组
JP2020173920A (ja) * 2019-04-09 2020-10-22 デクセリアルズ株式会社 保護素子
JP7433783B2 (ja) * 2019-06-19 2024-02-20 デクセリアルズ株式会社 ヒューズエレメント、ヒューズ素子及び保護素子
CN111100963B (zh) * 2020-01-06 2023-07-18 广西柳钢东信科技有限公司 一种基于电缆熔断特性检测铁水沟侵蚀程度的方法
JP2022034733A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 デクセリアルズ株式会社 ヒューズエレメント、ヒューズ素子及び保護素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58122350U (ja) * 1982-02-15 1983-08-20 株式会社フジクラ ヒユ−ジブルリンク
JP2004185960A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Kamaya Denki Kk 回路保護素子とその製造方法
JP2013229295A (ja) * 2012-03-29 2013-11-07 Dexerials Corp 保護素子
JP3189207U (ja) * 2013-12-18 2014-02-27 功得電子工業股▲分▼有限公司 チップ型ヒューズの構造
TW201409519A (zh) * 2012-08-31 2014-03-01 Tyco Electronics Japan G K 保護元件

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5072796B2 (ja) 2008-05-23 2012-11-14 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 保護素子及び二次電池装置
JP5656466B2 (ja) * 2010-06-15 2015-01-21 デクセリアルズ株式会社 保護素子、及び、保護素子の製造方法
WO2013146889A1 (ja) * 2012-03-29 2013-10-03 デクセリアルズ株式会社 保護素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58122350U (ja) * 1982-02-15 1983-08-20 株式会社フジクラ ヒユ−ジブルリンク
JP2004185960A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Kamaya Denki Kk 回路保護素子とその製造方法
JP2013229295A (ja) * 2012-03-29 2013-11-07 Dexerials Corp 保護素子
TW201405617A (zh) * 2012-03-29 2014-02-01 Dexerials Corp 保護元件
TW201409519A (zh) * 2012-08-31 2014-03-01 Tyco Electronics Japan G K 保護元件
JP3189207U (ja) * 2013-12-18 2014-02-27 功得電子工業股▲分▼有限公司 チップ型ヒューズの構造

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