JPH0963454A

JPH0963454A - チップヒューズ

Info

Publication number: JPH0963454A
Application number: JP22059495A
Authority: JP
Inventors: Masaru Makino; 勝槇野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒューズ導体膜上に被着されたガラス被覆層
を安定的に維持できるチップヒューズを提供する。【解決手段】セラミック基板１上に、ガラスグレーズ
層２、溶断極細部３ａを有するヒューズ導体膜３、前記
ヒューズ導体膜３を被覆するガラス被覆層４を形成し、
セラミック基板１の対向する一対の端部に端子電極５
ａ、５ｂを形成して成るチップヒューズにおいて、前記
ガラス被覆層４上に外装被覆層６を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は表面実装に適したチ
ップヒューズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子機器、通信機などに使用
されるヒューズ素子として、表面実装に適した構造のチ
ップヒューズが提案されている。

【０００３】例えば、特開平４−６５０４６号公報に示
されているチップヒューズは、セラミック基板上と、ヒ
ューズ導体膜と、該ヒューズ導体膜の上下に形成される
二層の厚膜ガラス層（ガラスグレーズ層、ガラス被覆
層）とから構成されている。上述のチップヒューズで
は、厚膜ガラス層で熱の放散を妨げ、蓄熱効果を向上し
て、ヒューズ導体膜が高速で溶断される構造となってい
る。

【０００４】具体的には、図３に示すように、セラミッ
ク基板１の表面、少なくともヒューズ導体膜３の溶断極
細部３ａとなる領域には、ガラスグレーズ層２が被着さ
れている。また、セラミック基板１の対向する両端部、
即ち表面、端面及び裏面には端子電極５ａ、５ｂが形成
されている。この端子電極５ａ、５ｂと接続するよう
に、端子電極５ａ、５ｂの表面部分間には、溶断極細部
３ａを有するヒューズ導体膜３が形成されている。さら
に、ヒューズ導体膜３をガラス被覆層４が被覆されてい
た。ここでヒューズ導体膜３は、過電流による発熱によ
り溶断される極めて幅の狭い溶断極細部３ａが形成され
ている。

【０００５】この種のチップヒューズについての重要な
ことは、ヒューズ導体膜３が高速に溶断されることは当
然のことであり、さらに、溶断された後に完全な絶縁特
性が維持できることである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ヒューズ導体
膜３が過電流に伴う発熱によって、溶断極細部３ａの一
部が溶断する。特に、急激な溶断が発生した場合、表面
のガラス被覆層４までも溶けて更に飛び散ることがあ
る。

【０００７】このようなヒューズ素子を用いる回路によ
っては、ガラス被覆層４から飛び散ったガラスが致命的
な結果を招くことがある。その例として、電子計算機な
どの記憶装置であるハードディスク装置であり、装置内
での制御回路にヒューズ素子を用いた場合、ガラス被覆
層４から飛び散ったガラス一部がディスク表面に付着す
ると、ディスクに記録されていた情報を読み出すことが
できなくなる。

【０００８】また、長期間に渡り、ヒューズ素子を使用
している場合、外部の湿気によってガラス被覆層４の金
属成分がイオン化してしまい、その結果、両端子に高電
圧が印加された時に、ガラス被覆層４部分でアークが発
生してしまうことがある。

【０００９】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は溶断極細部で溶断される溶断溝
に充填されるガラス被覆層を安定的に充填させ、且つ長
期にわたり耐湿信頼性を維持することができるチップヒ
ューズを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のチップヒューズ
は、セラミック基板上に、ガラスグレーズ層、溶断極細
部を有するヒューズ導体膜、前記ヒューズ導体膜を被覆
するガラス被覆層を順次形成するとともに、前記セラミ
ック基板の対向する一対の端部に前記ヒューズ導体膜と
電気的に接続する端子電極を形成して成るチップヒュー
ズにおいて、前記ヒューズ導体膜の溶断極細部上に位置
するガラス被覆層に外装被覆層を形成したチップヒュー
ズである。

【００１１】

【作用】以上、本発明では、ヒューズ導体膜を被覆する
ガラス被覆層上に、さらに外装被覆層を被着形成してい
る。

【００１２】これによって、両端子間に急激な電流等が
印加されて、ヒューズ導体膜の溶断極細部が溶断された
場合、溶断部分の発熱によって、ガラスが軟化して、ガ
ラスが溶断によって形成される溶断溝に充填されること
になり、安定した絶縁特性が達成される。

【００１３】また、急激な発熱が発生しても、ガラス被
覆層は、外装被覆層で覆われているため、ガラス被覆層
の一部が周囲に飛散しようとしても、外装被覆層によっ
て有効に抑えられる。従って、軟化してガラスは、溶断
溝に完全に重点されることになり、安定した絶縁特性と
ともに、外部に悪影響を与えることが一切ない。

【００１４】また、ガラス被覆層は、外装被覆層によっ
て被覆されているため、長期間の使用でも、ガラス被覆
層のガラス成分が外部の湿気によって、変質（ガラスの
金属成分がイオン化）することがないため、両端子間に
高い電圧が印加されても、アークが発生することがな
く、安定した溶断特性を維持でき、特性どおりの溶断特
性が維持できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のチップヒューズを
図面に基づいて詳説する。

【００１６】図１は、本発明のチップヒューズの平面図
であり、図２は図１中の縦断面である。

【００１７】本発明のチップヒューズ１０は、セラミッ
ク基板１、ガラスグレーズ層２、ヒューズ導体膜３、ガ
ラス被覆層４、端子電極５ａ、５ｂ、外装被覆層６とか
ら構成されている。

【００１８】セラミック基板１は、四角形状の基板厚み
０．４ｍｍのアルミナなどのセラミックからなり、その
表面にはガラスグレーズ層２が、対向する２つの端部、
即ち表面、端面及び裏面には端子電極５ａ、５ｂが形成
されている。

【００１９】ガラスグレーズ層２は、ＰｂＯ・ＺｎＯ・
Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂を含むホウ珪酸鉛系などのガラスが
例示でき、セラミック基板１の表面に、２０〜５０μｍ
の厚みで形成されている。尚、ガラスグレーズ層２のの
熱伝導率は、セラミック基板１の熱伝導率に比較して小
さいものが必要である。

【００２０】具体的には、上述のガラスペーストを厚膜
技法を用いて、印刷・乾燥後、約１２００℃で焼きつけ
処理される。

【００２１】ヒューズ導体膜３は、例えば、金、銀など
の導体材料からなり、このような導体はスパッタリン
グ、蒸着などの薄膜技法で被着形成し、さらに耐エッチ
ングレジスト膜をスピンコート法などで塗布した後、マ
スクを当てて露光処理した後、不要パターン部分を除去
したのち、エッチング処理を行うことにより、所定形状
に形成される。ヒューズ導体膜３は、膜厚が０．５〜２
μｍ程度である。

【００２２】ヒューズ導体膜３のの形状は、セラミック
基板１の対向する２つの端部に形成された端子電極５
ａ、５ｂと接続するように、基板１の長手方向に延びる
ように形成され、その中央部分には、ヒューズ導体３の
両端部分の幅に比較して狭くなった溶断極細部３ａを有
している。尚、溶断極細部３ａは、一様な幅で構成して
もよいし、また、溶断極細部３ａの中央部分の幅が、溶
断極細部３ａの両端部の幅よりも若干広くしてもよう
い。例えば、溶断極細部３ａの中央部分の幅は０．１〜
０．２ｍｍとして、溶断極細部３ａの両端側の最も狭く
なっている部位の幅は、０．１ｍｍ以下とする。また、
中央部かち両端部にかけて直線状としてもよいし、ま
た、円弧状として、溶断極細部３ａの全体を概略楕円形
状としてもよい。

【００２３】また、ヒューズ導体３を上述の導体材料を
含むメタロオーガニックペースト（例えば、エヌ・イー
ケムキャット社製Ｅ−３６１０）を印刷・乾燥後、例
えば約８００℃、１時間前後で焼成処理して導体膜を形
成した後、さらにエッチング処理を行うことにより所定
形状に形成してもよい。

【００２４】ガラス被覆層４は、ヒューズ導体膜３の少
なくとも溶断極細部分３ａを完全に被覆するものであ
り、ＰｂＯ・ＺｎＯ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂を含むホウ珪
酸鉛系などの低融点ガラスが例示できる。具体的には、
上述のガラスペーストを厚膜技法を用いて、印刷・乾燥
後、約６００℃で焼きつけ処理される。その膜厚は、３
０μｍ程度である。

【００２５】また、ガラス被覆層４の表面に、エポキシ
樹脂、難熱性樹脂、紫外線硬化型樹脂、長期的に安定な
シリカガラスなどの外装被覆層６が形成されている。

【００２６】この外装被覆層６は、例えば３０〜８０μ
ｍの膜厚を有し、後述の端子電極５ａ、５ｂの表面のメ
ッキ層を形成する際のメッキ液によって、ヒューズ導体
膜３、ガラス被覆膜４が変質しないようにするため、ま
た、急激なヒューズ導体膜３の溶断によってガラス被覆
膜４の一部が飛散しないようにするため、さらに、長期
間の使用によってガラス被覆層４が外部からの湿気など
によって、ガラス被覆層４中の組成が変質しないように
するために形成するものである。例えば、膜厚が３０μ
ｍ未満では、上述の各作用を充分を奏することが困難と
なり、また、８０μｍを越えると、外装被覆層６の表面
平滑性が損なわれ、例えばプリント配線基板上の実装
時、自動吸着装置による実装が困難となる。

【００２７】端子電極５ａ、５ｂは、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ
などのＡｇ系導体からなり、セラミック基板１の長手方
向の両端部の表面、端面及び裏面の３面に渡り形成され
ている。さらに、必要に応じて、端子電極５ａ、５ｂの
表面に半田接合の信頼性（半田食われの防止、半田の濡
れ性の向上）のために、Ｎｉメッキ層、半田メッキ層な
どが形成される。

【００２８】尚、端子電極５ａ、５ｂの表面側の導体膜
はヒューズ導体膜３と接続する。この表面側の導体膜と
接続するヒューズ導体膜３は非常に薄いため、例えばヒ
ューズ導体膜３を形成した後に、ヒューズ導体膜３の端
部を重畳するように形成される。

【００２９】また、基板１の裏面側の導体膜は、表面側
の導体膜を形成する際に同時に形成、即ち、ヒューズ導
体膜を形成した後に形成して、表面側の導体膜と同時に
焼きつけ処理してもよいし、ヒューズ導体膜３の形成前
に、裏面側の導体膜を単独に形成しても構わない。

【００３０】また、端面側の導体膜は、例えばセラミッ
ク基板１を大型基板から分割して抽出する場合、例えば
短冊状に分割処理した後に、導電性ペーストの端面印刷
・焼きつけ処理によって形成される。

【００３１】上述の構成の発明によれば、外装被覆層６
は、少なくともヒューズ導体膜３の溶断部分３ａに相当
するガラス被覆層４上に形成されている。

【００３２】このため、ヒューズ導体膜３の溶断部分３
ａの急激な発熱によって、ガラス被覆層４の一部が周囲
に飛散することを未然に防止することができ、回路基板
の周囲にガラスの飛散による悪影響を防止できる。

【００３３】また、長期の使用によって、ガラス被覆層
４に外部からの湿気が作用して、ガラス被覆層４のガラ
ス中に含まれる金属成分がイオン化することを防止し
て、両端子電極５ａ、５ｂ間に高い電圧が印加されても
アークの発生が未然に防止できる。

【００３４】その結果、ヒューズ導体膜３に過電流が流
れることにより、ヒューズ導体膜３にジュール熱の発熱
作用が発生し、ヒューズ導体膜３の融点温度を越えるこ
とにより、安定してヒューズ導体膜３が溶断することが
でき、しかも、長期にわたり、その溶断特性が維持でき
る。

【００３５】また、ヒューズ導体膜３に形成された溶断
極細部３ａに形成される溶断溝３ａ部分に、軟化したガ
ラス被覆層４のガラス成分を安定して充填させることが
できる。

【００３６】尚、ガラスグレーズ層２上のヒューズ導体
膜３を作成するにあたり、例えば、金、銀などの導体材
料から成り、このような導体膜を略全面形成した後、エ
ッチング処理しているが、所定形状のマストを用いて薄
膜技法で形成したり、また、所定スクリーンを用いてメ
タルオーガニックペーストの印刷・焼きつけを行っても
構わない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明のチップヒューズ
によれば、ガラス被覆層上に、外装被覆層を形成したた
め、ガラス被覆層を組成的にも、また、構造的にも安定
させることができる。

【００３８】例えば、急激な発熱によっても、ガラス被
覆層の一部が飛散することが一切なく、また、長期間の
使用によって、外部からの湿気でガラス被覆層が変質す
ることが一切ない。

【００３９】このため、その溶断溝内に安定的にガラス
成分なども充填させることができ、しかも、アークなど
が発生することのないチップヒューズとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップヒューズの一部破断状態の平面
図である。

【図２】本発明のチップヒューズの縦断面図である。

【図３】従来のチップヒューズの一部破断状態の平面図
である。

【符号の説明】

１０・・チップヒューズ１・・・セラミック基板２・・・ガラスグレーズ層３・・・ヒューズ導体膜３ａ・・・溶断極細部４・・・ガラス被覆層５ａ、５ｂ・・・・端子電極６・・・・外装被覆層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基板上に、ガラスグレーズ
層、溶断極細部を有するヒューズ導体膜、前記ヒューズ
導体膜を被覆するガラス被覆層を順次形成するととも
に、前記セラミック基板の対向する一対の端部に前記ヒ
ューズ導体膜と電気的に接続する端子電極を形成して成
るチップヒューズにおいて、前記ヒューズ導体膜の溶断極細部上に位置するガラス被
覆層表面に、外装被覆層を形成したことを特徴とするチ
ップヒューズ。