CN107735849A - 熔丝单元、熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件 - Google Patents
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Abstract
提供能够表面安装且能够兼具额定的提高和快速熔断性的熔丝单元、及使用它的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件。熔丝单元层叠有熔点彼此不同的3层以上的金属层。
Description
技术领域
本发明关于安装在电流路径上的、因超过额定的电流流过时的自发热、或者发热体的发热熔断而截断该电流路径的熔丝单元(fuse element),特别是关于速断性优异的熔丝单元、及使用它的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件。
本申请以在日本于2014年11月11日申请的日本专利申请号特愿2014-229360为基础主张优先权,该申请通过被参照,被引用至本申请。
背景技术
以前,使用当超过额定的电流流过时因自发热熔断,截断该电流路径的熔丝单元。作为熔丝单元,多使用例如将焊锡封入玻璃管的夹具固定型熔丝、或在陶瓷基板表面印刷Ag电极的贴片熔丝、使铜电极的一部分变细而装入塑料外壳的螺纹固定或***型熔丝等。
先前技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-82064号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述现存的熔丝单元中,提出这样的问题点,即不能进行基于回流的表面安装,电流额定低、另外若因大型化而提升额定则速断性劣化。
另外,在假设为回流安装用的速断熔丝元件的情况下,一般在熔断特性上,熔丝单元优选熔点为300℃以上的加入铅的高熔点焊锡,以不会因回流的热而熔化。然而,在RoHS指令等中,不过是有限地认可含铅焊锡的使用,可认为今后无铅化的要求会增强。
即,作为熔丝单元,要求能够进行基于回流的表面安装而对熔丝元件的安装性优异;提高额定而能够对应大电流;具备在超过额定的过电流时迅速截断电流路径的快速熔断性。
因此,本发明的目的在于提供能够表面安装且能够兼具额定的提高和快速熔断性的熔丝单元、及使用它的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题,本发明所涉及的熔丝单元层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层。
另外,本发明所涉及的熔丝元件具有层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元,通过流动超过额定的过电流来熔断上述熔丝单元。
另外,本发明所涉及的保护元件具有:绝缘基板;形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;与上述发热体电连接的发热体引出电极;以及从上述第1电极经由上述发热体引出电极跨越到上述第2电极而连接的可熔导体,上述可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,利用上述发热体的通电发热而熔化,截断上述第1、第2电极间。
另外,本发明所涉及的短路元件具有:绝缘基板;形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;设在上述绝缘基板上并与上述发热体电连接的第3电极;以及跨越在上述第1、第3电极间而连接的可熔导体,上述可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,利用上述发热体的通电发热而熔化,使上述第1、第2电极间短路,并且截断上述第1、第3电极间。
另外,本发明所涉及的切换元件具有:绝缘基板;形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的第1、第2发热体;邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;设在上述绝缘基板上并与上述第1发热体电连接的第3电极;跨越在上述第1、第3电极间而连接的第1可熔导体;设在上述绝缘基板上并与上述第2发热体电连接的第4电极;在上述绝缘基板上与上述第4电极邻接而设的第5电极;以及从上述第2电极经由上述第4电极跨越到上述第5电极而连接的第2可熔导体,上述第1、第2可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,利用上述第2发热体的通电发热来使上述第2可熔导体熔化,截断上述第2、第5电极间,利用上述第1发热体的通电发热来使上述第1可熔导体熔化,使上述第1、第2电极间短路。
发明效果
依据本发明,熔丝单元通过层叠高熔点金属层,即便在回流等的安装温度超过低熔点金属层的熔化温度的情况下,作为熔丝单元也不至于熔断。因而,依据本发明能够通过回流来效率较好地安装熔丝单元。
另外,本发明所涉及的熔丝单元因自发热或发热体的发热而熔化。此时,熔丝单元中,熔化的低熔点金属层侵蚀高熔点金属层,从而高熔点金属层在比自身的熔点更低的温度下熔解。因而,依据本发明,能够利用低熔点金属层对高熔点金属层的侵蚀作用而以短时间熔断熔丝单元。
另外,本发明所涉及的熔丝单元由于向低熔点金属层层叠低电阻的高熔点金属层而构成,因此能够显著降低导体电阻,与相同尺寸的现有的贴片熔丝等相比,能够显著提高电流额定。另外,与具有相同的电流额定的现有的贴片熔丝相比更能谋求薄型化,快速熔断性优异。
因而,本发明所涉及的熔丝单元与由基于熔点彼此不同的2种金属的层叠可熔导体构成的熔丝单元相比,维持对回流温度等的高温环境的耐性和低电阻特性,并且快速熔断性优异。
附图说明
[图1]图1是示出本发明所涉及的熔丝单元的截面图。
[图2]图2是示出作为最外层层叠第1低熔点金属层的熔丝单元的截面图。
[图3]图3是示出重复既定层叠图案而形成的本发明所涉及的其他熔丝单元的截面图。
[图4]图4是示出重复既定层叠图案并且作为最外层层叠第1低熔点金属层的本发明所涉及的其他熔丝单元的截面图。
[图5]图5是示出本发明所涉及的其他熔丝单元的截面图。
[图6]图6是示出作为最外层层叠第2低熔点金属层的其他熔丝单元的截面图。
[图7]图7是示出重复既定层叠图案而形成的本发明所涉及的其他熔丝单元的截面图。
[图8]图8是示出重复既定层叠图案并且作为最外层层叠第2低熔点金属层的本发明所涉及的其他熔丝单元的截面图。
[图9]图9是示出适用本发明的熔丝元件的截面图。
[图10]图10是省略盖部件而示出适用本发明的熔丝元件的俯视图。
[图11]图11是示出向涂敷在熔丝单元的焊剂浸渍片的熔丝元件的截面图。
[图12]图12是示出对熔丝单元涂敷混合了纤维状物的焊剂的熔丝元件的截面图。
[图13]图13是熔丝元件的电路图,(A)示出熔丝单元的熔断前,(B)示出熔丝单元的熔断后。
[图14]图14是示出适用本发明的熔丝元件的熔丝单元熔断的状态的截面图。
[图15]图15是示出适用本发明的保护元件的图,(A)是省略盖部件而示出的俯视图,(B)是截面图。
[图16]图16是示出向涂敷在熔丝单元的焊剂浸渍片的保护元件的截面图。
[图17]图17是示出对熔丝单元涂敷混合了纤维状物的焊剂的保护元件的截面图。
[图18]图18是适用本发明的保护元件的电路图。
[图19]图19是示出熔丝单元熔断的状态的保护元件的图,(A)是省略盖部件而示出的俯视图,(B)是电路图。
[图20]图20是示出适用本发明的短路元件的图,(A)是省略盖部件而示出的俯视图,(B)是截面图。
[图21]图21是示出向涂敷在熔丝单元的焊剂浸渍片的短路元件的截面图。
[图22]图22是示出对熔丝单元涂敷混合了纤维状物的焊剂的短路元件的截面图。
[图23]图23是短路元件的电路图,(A)示出开关切断的状态,(B)示出开关短路的状态。
[图24]图24是示出绝缘的第1、第2电极通过熔化导体来短路的状态的短路元件的截面图。
[图25A]图25A是省略盖部件而示出短路元件的俯视图。
[图25B]图25B是短路元件的截面图。
[图25C]图25C是向短路元件的两个熔丝单元的每一个搭载焊剂片的截面图。
[图25D]图25D是向短路元件的两个熔丝单元所涂敷的焊剂浸渍片的截面图。
[图25E]图25E是向短路元件的两个熔丝单元的每一个涂敷混合了纤维状物的焊剂的截面图。
[图25F]图25F是遍及短路元件的两个熔丝单元而涂敷混合了纤维状物的焊剂的截面图。
[图26A]图26A是省略盖部件而示出适用本发明的切换元件的俯视图。
[图26B]图26B是适用本发明的切换元件的截面图。
[图27]图27是向涂敷在熔丝单元的焊剂浸渍片的切换元件的截面图。
[图28]图28是对熔丝单元涂敷混合了纤维状物的焊剂的切换元件的截面图。
[图29]图29是熔丝单元熔断前的切换元件的电路图。
[图30]图30是省略盖部件而示出切换元件中第2熔丝单元先熔化的状态的俯视图。
[图31A]图31A是省略盖部件而示出切换元件的第2、第4、第5电极间因所连接的可熔导体的熔断而截断,而绝缘的第1、第2电极因熔化导体而短路的状态的俯视图。
[图31B]图31B是示出切换元件的第2、第4、第5电极间因所连接的可熔导体的熔断而截断,而绝缘的第1、第2电极因熔化导体而短路的状态的截面图。
[图32]图32是熔丝单元熔断后的切换元件的电路图。
具体实施方式
以下,边参照附图,边对适用本发明的熔丝单元、熔丝元件、保护元件、短路元件及切换元件详细地进行说明。此外,本发明并不仅限于以下的实施方式,显然在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种各样的变更。另外,附图是示意性的,各尺寸的比例等存在与现实不同的情况。具体的尺寸等应该参考以下的说明进行判断。另外,显然即便附图相互之间也包含彼此尺寸的关系或比例不同的部分。
[熔丝单元]
首先,对适用本发明的熔丝单元进行说明。适用本发明的熔丝单元1作为后述的熔丝元件、保护元件、短路元件及切换元件的可熔导体使用,通过通电超过额定的电流而因自发热(焦耳热)熔断,或者因发热体的发热熔断。熔丝单元1是层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的部件,例如,如图1所示,具有高熔点金属层2、熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3、和熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,例如以大致矩形板状形成。
高熔点金属层2适宜使用例如Ag、Cu或以Ag或Cu为主成分的合金,具有即便利用回流炉进行熔丝单元1对绝缘基板上的安装的情况下也不会熔化的较高的熔点。
第1低熔点金属层3适宜使用例如Sn或以Sn为主成分的合金且一般称为“无铅焊锡”的材料。第1低熔点金属层3的熔点未必需要比回流炉的温度更高,在200℃左右熔化也可。
第2低熔点金属层4适宜使用例如Bi、In或包含Bi或In的合金。第2低熔点金属层4的熔点比第1低熔点金属层3还更低,例如在120℃~140℃开始熔化。
熔丝单元1层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层而形成,从而对熔丝元件、保护元件、短路元件及切换元件的绝缘基板的安装性优异,另外,能够提高使用熔丝单元1的各元件对外部电路基板的安装性。另外,熔丝单元1在各元件中能够实现额定的提高和快速熔断性。
即,熔丝单元1通过具备高熔点金属层2,在因回流炉等的外部热源而短时间曝露在第1、第2低熔点金属层3、4的熔点以上的高热环境的情况下,也能够防止熔断或变形,防止初始截断、初始短路或者熔断特性伴随额定的变动而下降。因而,熔丝单元1能够通过回流安装来效率较好地实现对熔丝元件等各元件的绝缘基板的安装、或熔丝元件等各元件对外部电路基板的安装,能够提高安装性。
另外,熔丝单元1层叠低电阻的高熔点金属层2而构成,因此与使用现有的铅类高熔点焊锡的可熔导体相比,能够显著降低导体电阻,与相同尺寸的现有的贴片熔丝等相比,能够显著提高电流额定。另外,与具有相同电流额定的现有的贴片熔丝相比更能谋求薄型化,快速熔断性优异。
进而,熔丝单元1层叠熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3及熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,因此利用基于过电流的自发热或发热体的发热,从第2低熔点金属层4的熔点开始熔化,能够提高快速熔断特性。例如,在以Sn‐Bi类合金或In‐Sn类合金等构成第2低熔点金属层4的情况下,熔丝单元1从140℃或120℃前后这一低温度开始熔化。而且,熔化的第1、第2低熔点金属层3、4侵蚀(焊锡腐蚀)高熔点金属层2,从而高熔点金属层2在比熔点更低的温度下熔化。因而,熔丝单元1能够利用第1、第2低熔点金属层3、4对高熔点金属层2的侵蚀作用来提高快速熔断性。
[熔丝单元的层叠构造]
在此,熔丝单元1如图1所示,优选高熔点金属层2层叠在第1低熔点金属层3与第2低熔点金属层4之间。熔丝单元1通过以熔点不同的2种的第1、第2低熔点金属层3、4夹住高熔点金属层2,从第2低熔点金属层4的较低的温度开始高熔点金属层2的一个面的侵蚀,接着,在第1低熔点金属层3的温度从两面侵蚀高熔点金属层2。
由此,熔丝单元1能够具备对回流温度等的高温环境的耐性,并且提高快速熔断特性。即,在层叠由熔点为220℃前后的一般的无铅焊锡构成的低熔点金属层和Ag等的高熔点金属层的熔丝单元中,若要具备对回流温度等的高温环境的耐性,则需要加厚高熔点金属层的厚度,因此会延长熔断时间。
另外,若为了缩短熔丝单元的熔断时间而以比较廉价的Sn/Bi类的合金形成低熔点金属层,则电阻值会变高,不能提高额定。
这里,熔丝单元1在适宜使用Sn或以Sn为主成分的合金的第1低熔点金属层3与适宜使用Bi、In或包含Bi或In的合金并且熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4之间层叠高熔点金属层2。由此,即便高熔点金属层2具有具备对回流温度等的高温环境的耐性的厚度,熔丝单元1也通过第1和/或第2低熔点金属层3、4从两面侵蚀高熔点金属层2而能够迅速熔断。
另外,熔丝单元1通过具备适宜使用Sn或以Sn为主成分的合金的第1低熔点金属层3而维持低电阻,并且,通过具备适宜使用Bi、In或包含Bi或In的合金且熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,能够从低温开始熔化并提高快速熔断性。
进而,熔丝单元1通过在第1低熔点金属层3与熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4之间层叠高熔点金属层2,从而若在熔化过程中高熔点金属层2的一部分熔解、第1低熔点金属层3和第2低熔点金属层4混合,则第1低熔点金属层3的熔点降低,加快熔化速度,能够进一步提高快速熔断性。
另外,熔丝单元1优选通过高熔点金属层2、第1低熔点金属层3及第2低熔点金属层4层叠4层以上。此时,熔丝单元1也可以如图1所示,从下层以第1低熔点金属层3、高熔点金属层2、第2低熔点金属层4、高熔点金属层2的顺序层叠4层。图1所示的熔丝单元1因为一个高熔点金属层2层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间,所以能够迅速熔断。
另外,熔丝单元1也可以将最下层的第1低熔点金属层3作为连接到后述的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件的各元件的电极上的连接材料使用。即,熔丝单元1也可以通过第1低熔点金属层3来连接到各元件的电极。
另外,熔丝单元1通过将设于一对高熔点金属层2之间的内层设为第2低熔点金属层4、外层设为高熔点金属层2,能够提高对在装入熔丝元件等的各元件的电气***瞬间施加异常高的电压的电涌的耐性(耐脉冲性)。即,熔丝单元1例如不可以在例如100A的电流流过数兆秒(msec)的情况下熔断。这里,在极短时间流过的大电流会在导体的表层流动(表皮效应),因此熔丝单元1作为外层设有电阻值低的Ag电镀等的高熔点金属层2,所以易于使因电涌而施加的电流流动,能够防止自发热造成的熔断。因而,与现有的由焊锡合金构成的熔丝相比,熔丝单元1能够显著提高对电涌的耐性。
[制造方法]
熔丝单元1能够通过使用电镀技术在第1、第2低熔点金属层3、4的表面成膜高熔点金属2来制造。熔丝单元1例如通过对长尺状的焊锡箔的表面实施Ag电镀而能够效率较好地制造,在使用时,对应尺寸进行切断,从而能够容易使用。
另外,熔丝单元1也可以通过粘合构成第1、第2低熔点金属层3、4的低熔点金属箔和构成高熔点金属层2的高熔点金属箔来制造。熔丝单元1例如能够通过在轧制的2片Cu箔、或者Ag箔之间夹住同样轧制的构成第2低熔点金属层4的焊锡箔,进而在一个高熔点金属层2层叠构成第1低熔点金属层3的焊锡箔并冲压(press)而制造。在该情况下,低熔点金属箔优选选择比高熔点金属箔更柔软的材料。由此,能够吸收厚度的偏差而无间隙地密合低熔点金属箔和高熔点金属箔。另外,低熔点金属箔利用冲压来减薄膜厚,因此只要预先设为较厚即可。因冲压而低熔点金属箔从熔丝单元端面伸出的情况下,优选切掉而整理形状。
此外,熔丝单元1即便通过使用蒸镀等的薄膜形成技术、或其他众所周知的层叠技术,也能形成层叠第1、第2低熔点金属层3、4和高熔点金属层2的熔丝单元1。
此外,熔丝单元1在以一个高熔点金属层2为最外层时,进而在该最外层的高熔点金属层2的表面形成未图示的防氧化膜也可。关于熔丝单元1,最外层的高熔点金属层2进一步被防氧化膜覆盖,从而例如在作为高熔点金属层2而形成Cu电镀或Cu箔的情况下,也能防止Cu的氧化。因而,熔丝单元1能够防止因为Cu的氧化而熔断时间变长的情形,能够以短时间熔断。
另外,熔丝单元1能够使用Cu等的廉价但容易氧化的金属作为高熔点金属层2,能够不用Ag等的高价材料而形成。
高熔点金属的防氧化膜能够使用与第1、第2低熔点金属层3、4相同的材料,例如能够使用以Sn为主成分的无铅焊锡。另外,防氧化膜能够通过对高熔点金属层2的表面实施锡电镀而形成。此外,防氧化膜也能通过Au电镀或预焊剂来形成。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图2所示,以第1低熔点金属层3、高熔点金属层2、第2低熔点金属层4、高熔点金属层2的顺序层叠,并且作为最外层层叠第1低熔点金属层3。图2所示的熔丝单元10将设在一对高熔点金属层2之间的内层设为第2低熔点金属层4、外层设为高熔点金属层2、最外层设为第1低熔点金属层3,一对高熔点金属层2均层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图3所示,通过重复第1低熔点金属层3、高熔点金属层2、第2低熔点金属层4、高熔点金属层2的层叠图案而形成。图3所示的熔丝单元20通过重复该层叠图案,能够维持快速熔断性,并且谋求熔丝单元的厚度增加带来的低电阻化和回流时的变形抑制。
即,熔丝单元为了低电阻化、提高额定电流,需要加厚高熔点金属层,或者加厚低熔点金属。若加厚高熔点金属层,则不仅低电阻化,而且能够防止回流时的变形或熔断,能够提高对回流温度等的高温环境的耐性,但是另一方面损害快速熔断性。另外,若加厚低熔点金属层则加快熔蚀,会损害对高温环境的耐性。因此,熔丝单元20通过重复该层叠图案,能够维持快速熔断性,并且确保期望的厚度而谋求低电阻化带来的额定的提高,且实现对高温环境的耐性的提高。此外,熔丝单元20重复该层叠图案而层叠8层,但是适用本发明的熔丝单元也可以重复该层叠图案而层叠8层以上。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图4所示,重复第1低熔点金属层3、高熔点金属层2、第2低熔点金属层4、高熔点金属层2的层叠图案,并且作为最外层层叠第1低熔点金属层3。图4所示的熔丝单元30重复该层叠图案而层叠8层之后,作为最外层层叠第1低熔点金属层3,所有的高熔点金属层2层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图5所示,从下层以第2低熔点金属层4、高熔点金属层2、第1低熔点金属层3、高熔点金属层2的顺序层叠4层。图5所示的熔丝单元40也与上述的熔丝单元1同样使一个高熔点金属层2层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间,从而能够迅速熔断。
另外,熔丝单元40也可以将最下层的第2低熔点金属层4作为连接到后述的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件的各元件的电极上的连接材料使用。即,熔丝单元40也可以通过第2低熔点金属层4连接到各元件的电极。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图6所示,以第2低熔点金属层4、高熔点金属层2、第1低熔点金属层3、高熔点金属层2的顺序层叠,并且作为最外层层叠第2低熔点金属层4。图6所示的熔丝单元50将设在一对高熔点金属层2之间的内层设为第1低熔点金属层3、外层设为高熔点金属层2、最外层设为第2低熔点金属层4,一对高熔点金属层2均层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图7所示,通过重复第2低熔点金属层4、高熔点金属层2、第1低熔点金属层3、高熔点金属层2的层叠图案而形成。图7所示的熔丝单元60通过重复该层叠图案,与上述的熔丝单元20、30同样,能够维持快速熔断性,并且谋求熔丝单元的厚度增加带来的低电阻化和刚性增加带来的回流时的变形抑制。此外,熔丝单元60重复该层叠图案而层叠8层,但是适用本发明的熔丝单元也可以重复该层叠图案而层叠8层以上。
另外,适用本发明的熔丝单元也可以如图8所示,重复第2低熔点金属层4、高熔点金属层2、第1低熔点金属层3、高熔点金属层2的层叠图案,并且作为最外层层叠第2低熔点金属层4。图8所示的熔丝单元70重复该层叠图案而层叠8层之后,作为最外层层叠第2低熔点金属层4,所有的高熔点金属层2层叠在第1、第2低熔点金属层3、4之间。
此外,如上述,熔丝单元1、10、20、30、40、50、60、70中,作为构成第2低熔点金属层的金属适宜使用Bi、In或包含Bi或In的合金,但是In电阻率比Sn低,相反面是贵金属、是高价材料,因此若包括制造成本、获得材料的容易性等在内综合判断,则可以说与图1~4所示的熔丝单元1、10、20、30相比更优选图5~8所示的熔丝单元40、50、60、70的结构。
另外,上述的熔丝单元1、10、20、30、40、50、60、70优选使第1低熔点金属层3的体积比高熔点金属层2的体积更大。熔丝单元1、10、20、30、40、50、60、70通过增多第1低熔点金属层3的体积,能够有效地进行利用高熔点金属层2的侵蚀的短时间的熔断。同样地,熔丝单元1、10、20、30、40、50、60、70优选使第2低熔点金属层4的体积比高熔点金属层2的体积更大。
接着,对使用上述的熔丝单元1、10、20、30、40、50、60、70的熔丝元件、保护元件、短路元件、切换元件进行说明。此外,在以下的说明中,虽然对使用熔丝单元1的各元件进行说明,但是显然也可以使用熔丝单元10、20、30、40、50、60、70。
[熔丝元件]
适用本发明的熔丝元件80,如图9所示,具备:绝缘基板81;设在绝缘基板81的第1电极82及第2电极83;以及熔丝单元1,遍及第1及第2电极82、83间而安装,通过使超过额定的电流通电,因自发热熔断,截断第1电极82与第2电极83之间的电流路径。
绝缘基板81利用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以方形状形成。此外,绝缘基板81也可以使用环氧玻璃基板、酚醛基板等的用于印刷布线基板的材料。
在绝缘基板81的相对置的两端部形成有第1、第2电极82、83。第1、第2电极82、83分别利用Ag或Cu布线等的导电图案来形成,在表面上作为防氧化对策适当地设有Sn电镀、Ni/Au电镀、Ni/Pd电镀、Ni/Pd/Au电镀等的保护层86。另外,第1、第2电极82、83从绝缘基板81的表面81a经由齿形结构(castellation)与形成在背面81b的第1、第2外部连接电极82a、83a连续。熔丝元件80经由形成在背面81b的第1、第2外部连接电极82a、83a,安装到电路基板的电流路径上。
第1及第2电极82、83经由焊锡等的连接材料88连接熔丝单元1。
如上述,熔丝单元1通过具备高熔点金属层2而提高对高温环境的耐性,因此安装性优异,经由连接材料88搭载到第1及第2电极82、83间之后,能够通过回流焊接等来容易地连接。此外,熔丝单元1也可以将设在最下层的第1低熔点金属层3或第2低熔点金属层4作为连接材料使用,与第1、第2电极82、83连接。
[安装状态]
接着,对熔丝单元1的安装状态进行说明。熔丝元件80如图9所示,从绝缘基板81的表面81a分离地安装有熔丝单元1。
另一方面,在通过对绝缘基板的表面进行印刷来形成熔丝单元等、熔丝单元与绝缘基板的表面相接的熔丝元件中,在第1、第2电极间熔丝单元的熔化金属附着到绝缘基板上,发生泄漏。例如在通过对陶瓷基板印刷Ag膏来形成熔丝单元的熔丝元件中,陶瓷和银烧结而会切入,会在第1、第2电极间残留。因此,因该熔丝单元的熔化残渣在第1、第2电极间流过泄漏电流,不能完全截断电流路径。
这里,在熔丝元件80中,与绝缘基板81区别地以单体形成熔丝单元1,且从绝缘基板81的表面81a分离地安装。因而,熔丝元件80在熔丝单元1熔化时也不会出现熔化金属切入绝缘基板81的情况,而被引入到第1、第2电极82、83上,能够可靠地将第1、第2电极82、83间绝缘。
[焊剂片]
另外,熔丝元件80为了高熔点金属层2或第1、第2低熔点金属层3、4的防氧化、去除熔断时的氧化物及提高焊锡的流动性,也可以在熔丝单元1的表面或背面涂敷焊剂。另外,如图9所示,也可以在熔丝单元1上的最外层的整个面配置焊剂片87。焊剂片87在片状的支撑体浸渍、保持流动体或半流动体的焊剂,例如向无纺布或网状的质地浸渍焊剂。
如图10所示,焊剂片87优选具有比熔丝单元1的表面积更大的面积。由此,熔丝单元1被焊剂片87完全覆盖,在因熔化而体积膨胀的情况下,也能可靠地实现基于焊剂的氧化物去除、及基于润湿性的提高的快速熔断。
通过配置焊剂片87,在安装熔丝单元1时或安装熔丝元件80时的热处理工序中也能遍及熔丝单元1的整个面地保持焊剂,即便在实际使用熔丝元件80时,也能够提高第1、第2低熔点金属层3、4(例如焊锡)的润湿性,并且除去第1、第2低熔点金属熔解期间的氧化物,使用对高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用,提高快速熔断性。
另外,通过配置焊剂片87,在最外层的高熔点金属层2的表面形成以Sn为主成分的无铅焊锡等的防氧化膜的情况下,也能除去该防氧化膜的氧化物,有效地防止高熔点金属层2的氧化,能维持、提高快速熔断性。
此外,熔丝元件80也可以代替焊剂片87而如图11所示,在熔丝单元1的最外层涂敷焊剂85a后,在焊剂85a上配置无纺布或网状的质地,浸渍焊剂。另外,熔丝元件80也可以如图12所示,代替焊剂片而在熔丝单元1的最外层的整个面涂敷混合了纤维状物的焊剂85b。焊剂85b因为混合了纤维状物而提高粘性,即便在高温环境下也难以流动,能够遍及熔丝单元1的整个面而谋求去除熔断时的氧化物及润湿性的提高。此外,作为混合到焊剂85b的纤维状物,适宜使用例如无纺布纤维、玻璃纤维等具备绝缘性、耐热性的纤维。
此外熔丝单元1能够如上述通过回流焊接来连接到第1、第2电极82、83上,但是除此以外,熔丝单元1也可以通过超声波焊接来连接到第1、第2电极82、83上。
[盖部件]
另外,熔丝元件80在设有熔丝单元1的绝缘基板81的表面81a上,安装有保护内部并且防止熔化的熔丝单元1的飞散的盖部件89。盖部件89能够通过各种工程塑料、陶瓷等的具有绝缘性的部件来形成,经由绝缘性的粘接剂84而连接。熔丝元件80中熔丝单元1被盖部件89覆盖,因此即便在伴随过电流造成的电弧放电的产生而进行自发热截断时,熔化金属也会被盖部件89捕获,能够防止对周围的飞散。
另外,盖部件89具有从顶面89a朝向绝缘基板81、至少延伸到焊剂片87的侧面的突起部89b。盖部件89通过突起部89b使得焊剂片87的侧面受到移动限制,所以变得能够防止焊剂片87的位置偏移。即,突起部89b以比焊剂片87的大小更保持既定间隙的大小,对应于应该保持焊剂片87的位置而设。此外,突起部89b既可为围绕焊剂片87的侧面而覆盖的壁面,也可为局部突起的部件。
另外,盖部件89设为在焊剂片87与顶面89a之间空着既定间隔的结构。这是因为当熔丝单元1熔化时,需要熔化的熔丝单元1上推焊剂片87用的间隙。
因而,盖部件89构成为:使盖部件89的内部空间的高度(直至顶面89a的高度)比绝缘基板81的表面81a上的熔化的熔丝单元1的高度与焊剂片87的厚度之和更大。
[电路结构]
这样的熔丝元件80具有图13(A)所示的电路结构。熔丝元件80经由第1、第2外部连接电极82a、83a安装到外部电路,从而装入该外部电路的电流路径上。熔丝元件80在熔丝单元1中流过既定的额定电流的期间,即便因自发热也不会熔断。而且,关于熔丝元件80,若超过额定的过电流通电则熔丝单元1因自发热熔断,截断第1、第2电极82、83间,从而截断该外部电路的电流路径(图13(B))。
此时,熔丝单元1如上述,由于层叠熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3及熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,所以利用基于过电流的自发热,从第2低熔点金属层4的熔点开始熔化,开始侵蚀高熔点金属层2。因而,熔丝单元1通过利用第1、第2低熔点金属层3、4对高熔点金属层2的侵蚀作用,高熔点金属层2在比自身的熔点更低的温度熔化,能够迅速熔断。
进而,如图14所示,熔丝单元1的熔化金属因为第1及第2电极82、83的物理的引入作用而左右断开,由此能够迅速且可靠地截断第1及第2电极82、83间的电流路径。
[保护元件]
接着,对使用熔丝单元1的保护元件进行说明。适用本发明的保护元件90如图15(A)(B)所示,具备:绝缘基板91;层叠在绝缘基板91并被绝缘部件92覆盖的发热体93;形成在绝缘基板91的两端的第1电极94及第2电极95;以在绝缘部件91上与发热体93重叠的方式层叠并与发热体93电连接的发热体引出电极96;以及两端分别与第1、第2电极94、95连接并且中央部与发热体引出电极96连接的熔丝单元1。而且,保护元件90在绝缘基板91上安装有保护内部的盖部件97。
绝缘基板91与上述绝缘基板81同样,通过例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以方形状形成。此外,绝缘基板91也可以使用环氧玻璃基板、酚醛基板等的用于印刷布线基板的材料。
在绝缘基板91的相对置的两端部形成有第1、第2电极94、95。第1、第2电极94、95分别通过Ag或Cu布线等的导电图案来形成。另外,第1、第2电极94、95从绝缘基板91的表面91a经由齿形结构与形成在背面91b的第1、第2外部连接电极94a、95a连续。保护元件90通过使形成在背面91b的第1、第2外部连接电极94a、95a连接到设在安装有保护元件90的电路基板的连接电极,被装入形成在电路基板上的电流路径的一部分。
发热体93是若通电则发热的具有导电性的部件,例如由镍铬耐热合金、W、Mo、Ru等或包含这些的材料构成。发热体93能够通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合并做成膏状的混合物,利用丝网印刷技术图案形成在绝缘基板91上,进行烧成等而形成。
另外,关于保护元件90,发热体93被绝缘部件92覆盖,以隔着绝缘部件92与发热体93对置的方式形成发热体引出电极96。发热体引出电极96连接有熔丝单元1,由此发热体93经由绝缘部件92及发热体引出电极96而与熔丝单元1重叠。绝缘部件92为了谋求发热体93的保护及绝缘,并且将发热体93的热效率较好地传递到熔丝单元1而设,例如由玻璃层构成。
此外,发热体93也可以形成在层叠在绝缘基板91的绝缘部件92的内部。另外,发热体93既可以形成在与形成第1、第2电极94、95的绝缘基板91的表面91a相反侧的背面91b。或者,也可以在绝缘基板91的表面91a与第1、第2电极94、95邻接而形成。另外,发热体93也可以形成在绝缘基板91的内部。
另外,发热体93一端与发热体引出电极96连接,另一端与发热体电极99连接。发热体引出电极96具有:形成在绝缘基板91的表面91a上并且与发热体93连接的下层部96a;以及与发热体93对置而层叠在绝缘部件92上并且与熔丝单元1连接的上层部96b。由此,发热体93经由发热体引出电极96而与熔丝单元1电连接。此外,发热体引出电极96经由绝缘部件92而与发热体93对置配置,从而能够使熔丝单元1熔化,并且容易凝聚熔化导体。
另外,发热体电极99形成在绝缘基板91的表面91a上,经由齿形结构与形成在绝缘基板91的背面91b的发热体供电电极99a连续。
保护元件90从第1电极94经由发热体引出电极96并跨越到第2电极95而连接有熔丝单元1。熔丝单元1经由焊锡等的连接材料100连接到第1、第2电极94、95及发热体引出电极96上。
如上述,熔丝单元1因为具备高熔点金属层2而提高对高温环境的耐性,因此安装性优异,在经由连接材料100搭载到第1、第2电极94、95及发热体引出电极96上后,能够通过回流焊接等容易地连接。此外,熔丝单元1也可以将设在最下层的第1低熔点金属层3或第2低熔点金属层4作为连接材料使用,与第1、第2电极94、95及发热体引出电极96连接。
[焊剂片]
另外,保护元件90为了高熔点金属层2或第1、第2低熔点金属层3、4的防氧化、去除熔断时的氧化物及提高焊锡的流动性,也可以在熔丝单元1的表面或背面涂敷焊剂。另外,如图15所示,也可以在熔丝单元1上的最外层的整个面配置焊剂片101。焊剂片101与上述焊剂片87同样,在片状的支撑体浸渍、保持流动体或半流动体的焊剂,例如向无纺布或网状的质地浸渍焊剂。
焊剂片101优选具有比熔丝单元1的表面积更大的面积。由此,熔丝单元1在被焊剂片101完全覆盖、因熔化而体积膨胀的情况下,也能可靠地实现基于焊剂的氧化物去除、及基于润湿性的提高的快速熔断。
通过配置焊剂片101,即便在安装熔丝单元1时或安装保护元件90时的热处理工序中也能遍及熔丝单元1的整个面而保持焊剂,在实际使用保护元件90时,能够提高第1、第2低熔点金属层3、4(例如焊锡)的润湿性,并且除去第1、第2低熔点金属熔解期间的氧化物,利用对高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用来提高快速熔断性。
另外,通过配置焊剂片101,在最外层的高熔点金属层2的表面形成以Sn为主成分的无铅焊锡等的防氧化膜的情况下,也能除去该防氧化膜的氧化物,有效地防止高熔点金属层2的氧化,能够维持、提高快速熔断性。
此外,保护元件90也可以代替焊剂片101而如图16所示,在熔丝单元1的最外层涂敷焊剂104a后,在焊剂104a上配置无纺布或网状的质地,浸渍焊剂104a。另外,保护元件90也可以如图17所示,代替焊剂片而在熔丝单元1的最外层的整个面涂敷混合了纤维状物的焊剂104b。焊剂104b因为混合了纤维状物而提高粘性,即便在高温环境下也难以流动,能够遍及熔丝单元1的整个面而谋求去除熔断时的氧化物及润湿性的提高。此外,作为混合到焊剂104b的纤维状物,适宜使用例如无纺布纤维、玻璃纤维等具备绝缘性、耐热性的纤维。
此外,第1、第2电极94、95、发热体引出电极96及发热体电极99例如通过Ag或Cu等的导电图案来形成,适当地、在表面形成有Sn电镀、Ni/Au电镀、Ni/Pd电镀、Ni/Pd/Au电镀等的保护层98。由此,能够防止表面的氧化,并且抑制熔丝单元1的第1、第2低熔点金属层3、4或熔丝单元1的连接用焊锡等的连接材料100对第1、第2电极94、95及发热体引出电极96的侵蚀。
另外,在第1、第2电极94、95形成有防止上述的熔丝单元1的熔化导体或熔丝单元1的连接材料100的流出的由玻璃等的绝缘材料构成的防流出部102。
[盖部件]
另外,保护元件90在设有熔丝单元1的绝缘基板91的表面91a上,安装有保护内部并且防止熔化的熔丝单元1的飞散的盖部件97。盖部件97能够通过各种工程塑料、陶瓷等的具有绝缘性的部件来形成。保护元件90由于熔丝单元1被盖部件97覆盖,所以熔化金属会被盖部件97捕获,能够防止对周围的飞散。
另外,盖部件97具有从顶面97a朝向绝缘基板81、至少延伸到焊剂片101的侧面的突起部97b。盖部件97通过突起部97b使得焊剂片101的侧面受到移动限制,因此能够防止焊剂片101的位置偏移。即,突起部97b以比焊剂片101的大小更保持既定间隙的大小,对应于应该保持焊剂片101的位置而设。此外,突起部97b既可为围绕焊剂片101的侧面而覆盖的壁面,也可为局部突起的部件。
另外,盖部件97设为在焊剂片101与顶面97a之间空着既定间隔的结构。这是因为当熔丝单元1熔化时,需要熔化的熔丝单元1上推焊剂片101用的间隙。
因此,盖部件97构成为:使盖部件97的内部空间的高度(直至顶面97a的高度)比绝缘基板91的表面91a上的熔化的熔丝单元1的高度与焊剂片101的厚度之和更大。
这样的保护元件90形成达到发热体供电电极99a、发热体电极99、发热体93、发热体引出电极96及熔丝单元1的对发热体93的通电路径。另外,保护元件90中,发热体电极99经由发热体供电电极99a而与向发热体93通电的外部电路连接,通过该外部电路来控制在发热体电极99和熔丝单元1的通电。
另外,保护元件90通过使熔丝单元1与发热体引出电极96连接,构成对发热体93的通电路径的一部分。因而,关于保护元件90,若熔丝单元1熔化、截断与外部电路的连接,则也截断对发热体93的通电路径,因此能够停止发热。
[电路图]
适用本发明的保护元件90具有如图18所示的电路结构。即,保护元件90是由经由发热体引出电极96串联连接在第1、第2外部连接电极94a、95a间的熔丝单元1、和经由熔丝单元1的连接点通电而使之发热从而熔化熔丝单元1的发热体93构成的电路结构。而且,保护元件90中,关于第1、第2电极94、95及发热体电极99,第1、第2外部连接电极94a、95a及发热体供电电极99a分别连接到外部电路基板。由此,保护元件90中,熔丝单元1经由第1、第2电极94、95而串联连接在外部电路的电流路径上,发热体93经由发热体电极99而与设在外部电路的电流控制元件连接。
[熔断工序]
由这样的电路结构构成的保护元件90,在出现需要截断外部电路的电流路径的情况下,发热体93通过设在外部电路的电流控制元件来通电。由此,保护元件90因为发热体93的发热而熔化装入外部电路的电流路径上的熔丝单元1,如图19(A)所示,熔丝单元1的熔化导体被润湿性高的发热体引出电极96及第1、第2电极94、95吸引,从而熔丝单元1熔断。由此,熔丝单元1可靠地使第1电极94~发热体引出电极96~第2电极95之间熔断(图19(B)),能够截断外部电路的电流路径。另外,由于熔丝单元1熔断,对发热体93的供电也停止。
此时,熔丝单元1如上述,由于层叠熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3及熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,所以从第2低熔点金属层4的熔点开始熔化,开始侵蚀高熔点金属层2。因而,熔丝单元1利用第1、第2低熔点金属层3、4对高熔点金属层2的侵蚀作用,从而使得高熔点金属层2在比熔化温度更低的温度熔化,能够迅速熔断。
[短路元件]
接着,对使用熔丝单元1的短路元件进行说明。图20(A)示出短路元件110的俯视图,图20(B)示出短路元件110的截面图。短路元件110具备:绝缘基板111;设在绝缘基板111的发热体112;在绝缘基板111互相邻接而设的第1电极113及第2电极114;与第1电极113邻接而设并且与发热体112电连接的第3电极115;以及熔丝单元1,遍及第1、第3电极113、115间而设从而构成电流路径,利用来自发热体112的加热,熔断第1、第3电极113、115间的电流路径,并且经由熔化导体使第1、第2电极113、114短路。而且,短路元件110在绝缘基板111上安装有保护内部的盖部件116。
绝缘基板111利用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以方形状形成。此外,绝缘基板111也可以使用环氧玻璃基板、酚醛基板等的用于印刷布线基板的材料。
发热体112在绝缘基板111上被绝缘部件118覆盖。另外,在绝缘部件118上形成有第1~第3电极113~115。绝缘部件118为了效率较好地向第1~第3电极113~115传递发热体112的热而设,例如由玻璃层构成。发热体112通过加热第1~第3电极113~115,能够使熔化导体易于凝聚。
第1~第3电极113~115通过Ag或Cu布线等的导电图案来形成。第1电极113在一侧与第2电极114邻接而形成,并且被绝缘。在第1电极113的另一侧形成有第3电极115。第1电极113和第3电极115通过连接有熔丝单元1而导通,构成短路元件110的电流路径。另外,第1电极113经由面向绝缘基板111的侧面的齿形结构而与设在绝缘基板111的背面111b的第1外部连接电极113a连接。另外,第2电极114经由面向绝缘基板111的侧面的齿形结构而与设在绝缘基板111的背面111b的第2外部连接电极114a连接。
另外,第3电极115经由设在绝缘基板111或者绝缘部件118的发热体引出电极120而与发热体112连接。另外,发热体112经由面向发热体电极121及绝缘基板111的侧边缘的齿形结构,与设在绝缘基板111的背面111b的发热体供电电极121a连接。
第1及第3电极113、115经由焊锡等的连接材料117连接有熔丝单元1。如上述,熔丝单元1因为具备高熔点金属层2而提高对高温环境的耐性,因此安装性优异,在经由连接材料117搭载到第1及第3电极113、115间之后,能够通过回流焊接等容易地连接。此外,熔丝单元1也可以将设在最下层的第1低熔点金属层3或第2低熔点金属层4作为连接材料使用,与第1、第3电极113、115连接。
[焊剂片]
另外,短路元件110为了高熔点金属层2或第1、第2低熔点金属层3、4的防氧化、去除熔断时的氧化物及提高焊锡的流动性,也可以在熔丝单元1的表面或背面涂敷焊剂。另外,如图20所示,也可以在熔丝单元1上的最外层的整个面配置焊剂片122。焊剂片122与上述的焊剂片87同样,在片状的支撑体浸渍、保持流动体或半流动体的焊剂,例如向无纺布或网状的质地浸渍焊剂。
焊剂片122优选具有比熔丝单元1的表面积更大的面积。由此,熔丝单元1在被焊剂片122完全覆盖、因熔化而体积膨胀的情况下,也能可靠地实现基于焊剂的氧化物去除、及基于润湿性的提高的快速熔断。
通过配置焊剂片122,即便在安装熔丝单元1时或安装短路元件110时的热处理工序中也能遍及熔丝单元1的整个面而保持焊剂,在实际使用短路元件110时,能够提高第1、第2低熔点金属层3、4(例如焊锡)的润湿性,并且除去第1、第2低熔点金属熔解期间的氧化物,使用对高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用来提高快速熔断性。
另外,通过配置焊剂片122,在最外层的高熔点金属层2的表面形成以Sn为主成分的无铅焊锡等的防氧化膜的情况下,也能除去该防氧化膜的氧化物,有效地防止高熔点金属层2的氧化,能够维持、提高快速熔断性。
此外,短路元件110也可以代替焊剂片122而如图21所示,在熔丝单元1的最外层涂敷焊剂119a后,在焊剂119a上配置无纺布或网状的质地,浸渍焊剂119a。另外,短路元件110也可以如图22所示,代替焊剂片而在熔丝单元1的最外层的整个面涂敷混合了纤维状物的焊剂119b。焊剂119b因为混合了纤维状物而提高粘性,即便在高温环境下也难以流动,能够遍及熔丝单元1的整个面而谋求去除熔断时的氧化物及润湿性的提高。此外,作为混合到焊剂119b的纤维状物,适宜使用例如无纺布纤维、玻璃纤维等具备绝缘性、耐热性的纤维。
此外,短路元件110优选使第1电极113具有比第3电极115更大的面积。由此,短路元件110能够使更多的熔化导体凝聚到第1、第2电极113、114上,能够可靠地使第1、第2电极113、114间短路(参照图24)。
另外,第1~第3电极113、114、115能够使用Cu或Ag等的一般的电极材料来形成,但是优选通过公知的电镀处理至少在第1、第2电极113、114的表面上形成Ni/Au电镀、Ni/Pd电镀、Ni/Pd/Au电镀等的覆膜129。由此,能够防止第1、第2电极113、114的氧化,可靠地保持熔化导体。另外,在回流安装短路元件110的情况下,通过连接熔丝单元1的焊锡或者形成熔丝单元1的外层的第1或第2低熔点金属层3、4熔化,能够防止熔蚀(焊锡腐蚀)第1电极113。
另外,在第1~第3电极113~115形成有防止上述的熔丝单元1的熔化导体或熔丝单元1的连接材料117的流出的由玻璃等的绝缘材料构成的防流出部126。
[盖部件]
另外,短路元件110在设有熔丝单元1的绝缘基板111的表面111a上,安装有保护内部并且防止熔化的熔丝单元1的飞散的盖部件116。盖部件116能够通过各种工程塑料、陶瓷等的具有绝缘性的部件来形成。短路元件110由于熔丝单元1被盖部件116覆盖,所以熔化金属会被盖部件116捕获,能够防止对周围的飞散。
另外,盖部件116具有从顶面116a朝向绝缘基板111、至少延伸到焊剂片122的侧面的突起部116b。盖部件116通过突起部116b使得焊剂片122的侧面受到移动限制,因此能够防止焊剂片122的位置偏移。即,突起部116b以比焊剂片122的大小更保持既定间隙的大小,对应于应该保持焊剂片122的位置而设。此外,突起部116b既可为围绕焊剂片122的侧面而覆盖的壁面,也可为局部突起的部件。
另外,盖部件116设为在焊剂片122与顶面116a之间空着既定间隔的结构。这是因为当熔丝单元1熔化时,需要熔化的熔丝单元1上推焊剂片122用的间隙。
因此,盖部件116构成为:使盖部件116的内部空间的高度(直至顶面116a的高度)比绝缘基板111的表面111a上的熔化的熔丝单元1的高度与焊剂片122的厚度之和更大。
[短路元件电路]
以上那样的短路元件110具有如图23(A)(B)所示的电路结构。即,短路元件110中,第1电极113和第2电极114在正常时被绝缘(图23(A)),若因发热体112的发热而熔丝单元1熔化,则构成经由该熔化导体而短路的开关123(图23(B))。而且,第1外部连接电极113a和第2外部连接电极114a构成开关123的两端子。另外,熔丝单元1经由第3电极115及发热体引出电极120而与发热体112连接。
而且,短路元件110通过装入电子设备等,开关123的两端子113a、114a与该电子设备的电流路径连接,在使该电流路径导通的情况下,使开关123短路,形成该电子部件的电流路径。
例如,短路元件110中,设在电子部件的电流路径上的电子部件与开关123的两端子113a、114a并联连接,若在并联连接的电子部件产生异常,则电力向发热体供电电极121a与第1外部连接电极113a间供给,通过发热体112通电而发热。若因该热而熔丝单元1熔化,则熔化导体如图24所示,凝聚于第1、第2电极113、114上。由于第1、第2电极113、114邻接而形成,所以凝聚于第1、第2电极113、114上的熔化导体结合,由此第1、第2电极113、114短路。即,短路元件110中开关123的两端子间短路(图23(B)),形成对引起异常的电子部件进行旁通的旁通电流路径。此外,通过熔丝单元1熔断而第1、第3电极113、115间熔断,所以对发热体112的供电也停止。
此时,熔丝单元1如上述,由于层叠熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3及熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,所以从第2低熔点金属层4的熔点开始熔化,开始侵蚀高熔点金属层2。因而,熔丝单元1通过利用第1、第2低熔点金属层3、4对高熔点金属层2的侵蚀作用,高熔点金属层2在比熔化温度低的温度熔化,能够迅速熔断。
[短路元件的变形例]
此外,短路元件110未必需要由绝缘部件118覆盖发热体112,使发热体112设置在绝缘基板111的内部也可。作为绝缘基板111的材料使用导热性优异的材料,从而能够与经由玻璃层等的绝缘部件118的情况同等地加热发热体112。
另外,短路元件110除了如上述那样将发热体112形成在绝缘基板111上的第1~第3电极113~115的形成面侧之外,使发热体112设置在绝缘基板111的与第1~第3电极113~115的形成面相反的面也可。通过将发热体112形成在绝缘基板111的背面111b,能够以比形成在绝缘基板111内更简单的工序形成。此外,在该情况下,若在发热体112上形成绝缘部件118,则从电阻器的保护或确保安装时的绝缘性这一意义来说是优选的。
进而,短路元件110也可以使发热体112设置在绝缘基板111的第1~第3电极113~115的形成面上,并且与第1~第3电极113~115一并设置。通过将发热体112形成在绝缘基板111的表面,能够以比形成在绝缘基板111内更简单的工序形成。此外,在该情况下,也优选在发热体112上形成绝缘部件118。
[第4电极、第2熔丝单元]
另外,本发明所涉及的短路元件也可以如图25(A)(B)所示,形成与第2电极114邻接的第4电极124及在第2、第4电极114、124间搭载的第2熔丝单元125。第2熔丝单元125具有与熔丝单元1相同的结构。
另外,短路元件110既可以如图25(B)所示,将焊剂片122遍及熔丝单元1及第2熔丝单元125上而搭载,也可以如图25(C)所示,搭载到熔丝单元1和第2熔丝单元125的每一个。或者,短路元件110既可以如图25(D)所示,对熔丝单元1和第2熔丝单元125的每一个涂敷焊剂119a之后,将无纺布或网状的质地遍及熔丝单元1及第2熔丝单元125上而搭载,或者也可以如图25(E)所示,将无纺布或网状的质地搭载到熔丝单元1和第2熔丝单元125的每一个。进而,短路元件110也可以如图25(F)所示,对熔丝单元1及第2熔丝单元125的每一个涂敷混合纤维状物并提高粘性的焊剂119b。
该短路元件110中,熔丝单元1及第2熔丝单元125熔化,从而该熔化导体在第1、第2电极113、114间润湿扩展,使第1、第2电极113、114短路。图25所示的短路元件110除了设有第4电极124及第2熔丝单元125之外,与上述的结构相同,因此标注相同标号而省略详细说明。
即便在图25所示的短路元件110中,也优选第1、第2电极113、114具有比第3、第4电极115、124更大的面积。由此,短路元件110能够使更多的熔化导体凝聚到第1、第2电极113、114上,能够可靠地使第1、第2电极113、114间短路。
[切换元件]
接着,对使用熔丝单元1的切换元件进行说明。在图26(A)示出切换元件130的俯视图,以及在图26(B)示出切换元件130的截面图。切换元件130具备:绝缘基板131;设在绝缘基板131的第1发热体132及第2发热体133;在绝缘基板131互相邻接而设的第1电极134及第2电极135;与第1电极134邻接而设并且与第1发热体132电连接的第3电极136;与第2电极135邻接而设并且与第2发热体133电连接的第4电极137;与第4电极137邻接而设的第5电极138;第1熔丝单元1A,通过遍及第1、第3电极134、136间而设从而构成电流路径,因来自第1发热体132的加热而熔断第1、第3电极134、136间的电流路径;以及第2熔丝单元1B,从第2电极135经由第4电极137到第5电极138而设,因来自第2发热体133的加热,熔断第2、第4、第5电极135、137、138间的电流路径。而且,切换元件130在绝缘基板131上安装有保护内部的盖部件139。
绝缘基板131利用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件来以方形状形成。此外,绝缘基板131也可以使用环氧玻璃基板、酚醛基板等的用于印刷布线基板的材料。
第1、第2发热体132、133与上述的发热体93同样,是若通电则发热的具有导电性的部件,能够与发热体93同样地形成。另外,第1、第2熔丝单元1A、1B具有与上述的熔丝单元1相同的结构。
另外,第1、第2发热体132、133在绝缘基板131上被绝缘部件140覆盖。在覆盖第1发热体132的绝缘部件140上形成有第1、第3电极134、136,在覆盖第2发热体133的绝缘部件140上形成有第2、第4、第5电极135、137、138。第1电极134在一侧与第2电极135邻接而形成并且被绝缘。在第1电极134的另一侧形成有第3电极136。第1电极134和第3电极135因为连接有第1熔丝单元1A而导通,构成切换元件130的电流路径。另外,第1电极134经由面向绝缘基板131的侧面的齿形结构而与设在绝缘基板131的背面131b的第1外部连接电极134a连接。
另外,第3电极136经由设在绝缘基板131或者绝缘部件140的第1发热体引出电极141而与第1发热体132连接。另外,第1发热体132经由面向第1发热体电极142及绝缘基板131的侧边缘的齿形结构,与设在绝缘基板131的背面131b的第1发热体供电电极142a连接。
在第2电极135的与第1电极134邻接的一侧相反的另一侧,形成有第4电极137。另外,在第4电极137的与第2电极135邻接的一侧相反的另一侧,形成有第5电极138。第2电极135、第4电极137及第5电极138,与第2熔丝单元1B连接。另外,第2电极135经由面向绝缘基板131的侧面的齿形结构而与设在绝缘基板131的背面131b的第2外部连接电极135a连接。
另外,第4电极137经由设在绝缘基板131或者绝缘部件140的第2发热体引出电极143而与第2发热体133连接。另外,第2发热体133经由面向第2发热体电极144及绝缘基板131的侧边缘的齿形结构,与设在绝缘基板131的背面131b的第2发热体供电电极144a连接。
进而,第5电极138经由面向绝缘基板131的侧面的齿形结构而与设在绝缘基板131的背面的第5外部连接电极138a连接。
切换元件130中,从第1电极134跨越到第3电极136而连接第1熔丝单元1A,从第2电极135经由第4电极137跨越到第5电极138而连接第2熔丝单元1B。第1、第2熔丝单元1A、1B与上述的熔丝单元1同样,通过具备高熔点金属层2而提高对高温环境的耐性,因此安装性优异,在经由焊锡等的连接材料145搭载到第1~第5电极134~138上之后,能够通过回流焊接等容易地连接。此外,熔丝单元1A、1B也可以将设在最下层的第1低熔点金属层3或第2低熔点金属层4作为连接材料使用,连接到第1~第5电极134~138上。
[焊剂片]
另外,切换元件130为了高熔点金属层2或第1、第2低熔点金属层3、4的防氧化、去除熔断时的氧化物及提高焊锡的流动性,也可以在熔丝单元1的表面或背面涂敷焊剂。另外,如图26所示,也可以在熔丝单元1A、1B上的最外层的整个面配置焊剂片146。焊剂片146与上述焊剂片87同样,在片状的支撑体浸渍、保持流动体或半流动体的焊剂,例如向无纺布或网状的质地浸渍焊剂。
焊剂片146优选具有比熔丝单元1A、1B的表面积更大的面积。由此,熔丝单元1A、1B在被焊剂片146完全覆盖、因熔化而体积膨胀的情况下,也能可靠地实现基于焊剂的氧化物去除、及基于润湿性的提高的快速熔断。
通过配置焊剂片146,即便在安装熔丝单元1时或安装切换元件130时的热处理工序中也能遍及熔丝单元1A、1B的整个面而保持焊剂,在实际使用切换元件130时,能够提高第1、第2低熔点金属层3、4(例如焊锡)的润湿性,并且除去第1、第2低熔点金属熔解期间的氧化物,使用对高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用来提高快速熔断性。
另外,通过配置焊剂片146,在最外层的高熔点金属层2的表面形成以Sn为主成分的无铅焊锡等的防氧化膜的情况下,也能够除去该防氧化膜的氧化物,有效地防止高熔点金属层2的氧化,能够维持、提高快速熔断性。
此外,切换元件130也可以代替焊剂片146而如图27所示,在熔丝单元1的最外层涂敷焊剂148a后,在焊剂148a上配置无纺布或网状的质地,浸渍焊剂148a。另外,切换元件130也可以如图28所示,代替焊剂片而在熔丝单元1A、1B的最外层的整个面涂敷混合了纤维状物的焊剂148b。焊剂148b因为混合了纤维状物而提高粘性,即便在高温环境下也难以流动,能够遍及熔丝单元1的整个面而谋求去除熔断时的氧化物及润湿性的提高。此外,作为混合到焊剂148b的纤维状物,适宜使用例如无纺布纤维、玻璃纤维等具备绝缘性、耐热性的纤维。
此时,切换元件130既可以将焊剂片146遍及熔丝单元1A及熔丝单元1B而搭载,也可以在熔丝单元1A和熔丝单元1B的每一个搭载。或者,切换元件130既可以在对熔丝单元1A和熔丝单元1B的每一个涂敷焊剂148a之后,将无纺布或网状的质地遍及熔丝单元1A及熔丝单元1B上搭载,或者也可以将无纺布或网状的质地搭载到熔丝单元1A和熔丝单元1B的每一个。进而,切换元件130也可以对熔丝单元1A及熔丝单元1B的每一个涂敷混合纤维状物并提高粘性的焊剂148b。
此外,第1~第5电极134、135、136、137、138能够使用Cu或Ag等的一般的电极材料来形成,但是优选通过公知的电镀处理至少在第1、第2电极134、135的表面上形成Ni/Au电镀、Ni/Pd电镀、Ni/Pd/Au电镀等的覆膜149。由此,能够防止第1、第2电极134、135的氧化,可靠地保持熔化导体。另外,在回流安装切换元件130的情况下,通过连接第1、第2熔丝单元1A、1B的焊锡或者形成第1、第2熔丝单元1A、1B的外层的低熔点金属的熔化,能够防止熔蚀(焊锡腐蚀)第1、第2电极134、135。
另外,在第1~第5电极134~138形成有防止上述的熔丝单元1A、1B的熔化导体或熔丝单元1A、1B的连接材料145的流出的由玻璃等的绝缘材料构成的防流出部147。
[盖部件]
另外,切换元件130在设有熔丝单元1A、1B的绝缘基板131的表面131a上,安装有保护内部并且防止熔化的熔丝单元1A、1B的飞散的盖部件139。盖部件139能够通过各种工程塑料、陶瓷等的具有绝缘性的部件来形成。切换元件130由于熔丝单元1A、1B被盖部件139覆盖,所以熔化金属会被盖部件139捕获,能够防止对周围的飞散。
另外,盖部件139具有从顶面139a朝向绝缘基板131、至少延伸到焊剂片146的侧面的突起部139b。盖部件139通过突起部139b使得焊剂片146的侧面受到移动限制,因此能够防止焊剂片146的位置偏移。即,突起部139b以比焊剂片146的大小更保持既定间隙的大小,对应于应该保持焊剂片146的位置而设。此外,突起部139b既可为围绕焊剂片146的侧面而覆盖的壁面,也可为局部突起的部件。
另外,盖部件139设为在焊剂片146与顶面139a之间空着既定间隔的结构。这是因为当熔丝单元1A、1B熔化时,需要熔化的熔丝单元1A、1B上推焊剂片146用的间隙。
因此,盖部件139构成为:使盖部件139的内部空间的高度(直至顶面139a的高度)比绝缘基板131的表面131a上的熔化的熔丝单元1A、1B的高度与焊剂片146的厚度之和更大。
[切换元件电路]
以上那样的切换元件130具有如图29所示的电路结构。即,切换元件130中,第1电极134和第2电极135在正常时被绝缘,若因第1、第2发热体132、133的发热而第1、第2熔丝单元1A、1B熔化,则构成经由该熔化导体而短路的开关150。而且,第1外部连接电极134a和第2外部连接电极135a构成开关150的两端子。
另外,第1熔丝单元1A经由第3电极136及第1发热体引出电极141而与第1发热体132连接。第2熔丝单元1B经由第4电极137及第2发热体引出电极143而与第2发热体133连接,进而经由第2发热体电极144而与第2发热体供电电极144a连接。即,第2熔丝单元1B及连接第2熔丝单元1B的第2电极135、第4电极137及第5电极138,作为在切换元件130工作前经由第2熔丝单元1B使第2电极135与第5电极138之间导通、通过第2熔丝单元1B的熔断来截断第2电极135与第5电极138之间的保护元件发挥功能。
而且,关于切换元件130,若从第2发热体供电电极144a对第2发热体133进行通电,则如图30所示,因为第2发热体133的发热而第2熔丝单元1B熔化,分别凝聚到第2、第4、第5电极135、137、138。由此截断遍及经由第2熔丝单元1B连接的第2电极135和第5电极138的电流路径。另外,关于切换元件130,若从第1发热体供电电极142a对第1发热体132进行通电,则因为第1发热体132的发热而第1熔丝单元1A熔化,分别凝聚到第1、第3电极134、136。由此,切换元件130如图31(A)(B)所示,通过凝聚于第1电极134和第2电极135的第1、第2熔丝单元1A、1B的熔化导体的结合,使绝缘的第1电极134和第2电极135短路。即切换元件130使开关150短路,能够将遍及第2、第5电极135、138间的电流路径切换到遍及第1、第2电极134、135间的电流路径(图32)。
此时,熔丝单元1A、1B由于如上述那样层叠熔点比高熔点金属层2更低的第1低熔点金属层3及熔点比第1低熔点金属层3更低的第2低熔点金属层4,所以利用第1、第2发热体132、133的发热,从第2低熔点金属层4的熔点开始熔化,开始侵蚀高熔点金属层2。因而,熔丝单元1A、1B通过利用第1、第2低熔点金属层3、4对高熔点金属层2的侵蚀作用,使高熔点金属层2在比熔化温度更低的温度熔化,能够迅速熔断。
此外,对第1发热体132的通电,因为第1熔丝单元1A熔断而第1、第3电极134、136间截断,所以被停止,对第2发热体133的通电,因为第2熔丝单元1B熔断而第2、第4电极135、137间及第4、第5电极137、138间截断,所以被停止。
[第2可熔导体的先熔化]
在此,切换元件130优选使第2熔丝单元1B比第1熔丝单元1A更先行熔化。切换元件130因为第1发热体132和第2发热体133分别发热,所以作为通电的定时使第2发热体133先发热,其后使第1发热体132发热,从而如图30所示,使第2熔丝单元1B比第1熔丝单元1A更先行熔化,如图31所示,能够在第1、第2电极134、135上使第1、第2熔丝单元1A、1B的熔化导体可靠地凝聚、结合,使第1、第2电极134、135短路。
另外,切换元件130也可以通过以比第1熔丝单元1A更狭窄的宽度形成第2熔丝单元1B,使得第2熔丝单元1B比第1熔丝单元1A更先熔断。通过以狭窄的宽度形成第2熔丝单元1B,能够缩短熔断时间,因此能够使第2熔丝单元1B比第1熔丝单元1A更先行熔化。
[电极面积]
另外,切换元件130优选使第1电极134的面积比第3电极136更大,使第2电极135的面积比第4、第5电极137、138更大。由于熔化导体的保持量与电极面积成比例地增多,所以通过以比第3、第4、第5电极136、137、138更大地形成第1、第2电极134、135的面积,能够使更多的熔化导体凝聚到第1、第2电极134、135上,能够可靠地使第1、第2电极134、135间短路。
[切换元件的变形例]
此外,切换元件130未必需要由绝缘部件140覆盖第1、第2发热体132、133,使第1、第2发热体132、133设置在绝缘基板131的内部也可。作为绝缘基板131的材料使用导热性优异的材料,从而能够与经由玻璃层等的绝缘部件140的情况同等地加热第1、第2发热体132、133。
另外,切换元件130也可以使第1、第2发热体132、133设置在绝缘基板131的与第1~第5电极134、135、136、137、138的形成面相反的背面。通过将第1、第2发热体132、133形成在绝缘基板131的背面131b,能够以比形成在绝缘基板131内更简单的工序形成。此外,在该情况下,若在第1、第2发热体132、133上形成绝缘部件140,则从电阻器的保护或确保安装时的绝缘性这一意义来说是优选的。
进而,切换元件130也可以使第1、第2发热体132、133设置在绝缘基板131的第1~第5电极134、135、136、137、138的形成面上,并且与第1~第5电极134~138一并设置。通过将第1、第2发热体132、133形成在绝缘基板131的表面131a,能够以比形成在绝缘基板131内更简单的工序形成。此外,在该情况下,也优选在第1、第2发热体132、133上形成绝缘部件140。
标号说明
1、10、20、30、40、50、60、70熔丝单元;2高熔点金属层;3第1低熔点金属层;4第2低熔点金属层;80熔丝元件;81绝缘基板;82第1电极;82a第1外部连接电极;83第2电极;83a第2外部连接电极;84粘接剂;85焊剂;86保护层;87焊剂片;88连接材料;89盖部件;90保护元件;91绝缘基板;92绝缘部件;93发热体;94第1电极;94a第1外部连接电极;95第2电极;95a第2外部连接电极;96发热体引出电极;97盖部件;98保护层;99发热体电极;99a发热体供电电极;100连接材料;101焊剂片;102防流出部;104焊剂;110短路元件;111绝缘基板;112发热体;113第1电极;113a第1外部连接电极;114第2电极;114a第2外部连接电极;115第3电极;116盖部件;117连接材料;118绝缘部件;119焊剂;120发热体引出电极;121发热体电极;121a发热体供电电极;122焊剂片;123开关;124第4电极;125第2熔丝单元;126防流出部;130切换元件;131绝缘基板;132第1发热体;133第2发热体;134第1电极;134a第1外部连接电极;135第2电极;135a第2外部连接电极;136第3电极;137第4电极;138第5电极;139盖部件;140绝缘部件;141第1发热体引出电极;142第1发热体电极;142a第1发热体供电电极;143第2发热体引出电极;144第2发热体电极;144a第2发热体供电电极;145连接材料;146焊剂片;147防流出部;150开关。
Claims (30)
1.一种熔丝单元,层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层。
2.如权利要求1所述的熔丝单元,其中具有:
高熔点金属层;
熔点比上述高熔点金属层更低的第1低熔点金属层;以及
熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层,
上述高熔点金属层层叠在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间。
3.如权利要求2所述的熔丝单元,其中,利用上述高熔点金属层、上述第1低熔点金属层及上述第2低熔点金属层来层叠4层以上。
4.如权利要求2所述的熔丝单元,其中,以上述第1低熔点金属层、上述高熔点金属层、上述第2低熔点金属层、上述高熔点金属层的顺序层叠4层以上。
5.如权利要求2所述的熔丝单元,其中,以上述第2低熔点金属层、上述高熔点金属层、上述第1低熔点金属层、上述高熔点金属层的顺序层叠4层以上。
6.如权利要求2所述的熔丝单元,其中,内层为上述第1低熔点金属层,在上述内层层叠的外层为上述高熔点金属层,在上述外层层叠的最外层为上述第2低熔点金属层。
7.如权利要求2所述的熔丝单元,其中,内层为上述第2低熔点金属层,在上述内层层叠的外层为上述高熔点金属层,在上述外层层叠的最外层为上述第1低熔点金属层。
8.如权利要求2~7的任一项所述的熔丝单元,其中,上述第1低熔点金属层的体积比上述高熔点金属层的体积更多。
9.如权利要求2~7的任一项所述的熔丝单元,其中,上述第2低熔点金属层的体积比上述高熔点金属层的体积更多。
10.如权利要求2~7的任一项所述的熔丝单元,其中,上述高熔点金属层为Ag、Cu或以Ag或Cu为主成分的合金,上述第1低熔点金属层为Sn或以Sn为主成分的合金,上述第2低熔点金属层为Bi、In或包含Bi或In的合金。
11.一种熔丝元件,其中,
具有层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元,
上述熔丝单元因流过超过额定的过电流而熔断。
12.一种熔丝元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上的第1、第2电极;以及
熔丝单元,至少层叠高熔点金属层、熔点比上述高熔点金属层更低的第1低熔点金属层,并跨越在上述第1、第2电极间而连接,
上述熔丝单元利用熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层来与上述第1、第2电极连接。
13.如权利要求12所述的熔丝元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第2低熔点金属层。
14.一种熔丝元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上的第1、第2电极;以及
熔丝单元,至少层叠高熔点金属层、熔点比上述高熔点金属层更低的第2低熔点金属层,并跨越在上述第1、第2电极间而连接,
上述熔丝单元利用熔点比上述高熔点金属层更低、且熔点比上述第2低熔点金属层更高的第1低熔点金属层来与上述第1、第2电极连接。
15.如权利要求14所述的熔丝元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第1低熔点金属层。
16.一种保护元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
与上述发热体电连接的发热体引出电极;以及
从上述第1电极经由上述发热体引出电极跨越到上述第2电极而连接的可熔导体,
上述可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,利用上述发热体的通电发热而熔化,截断上述第1、第2电极间。
17.一种保护元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
与上述发热体电连接的发热体引出电极;以及
从上述第1电极经由上述发热体引出电极跨越到上述第2电极而连接的可熔导体,
上述可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第1低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述熔丝单元利用熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层来与上述第1、第2电极及上述发热体引出电极连接,利用上述发热体的通电发热而熔化,截断上述第1、第2电极间。
18.如权利要求17所述的保护元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第2低熔点金属层。
19.一种保护元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
与上述发热体电连接的发热体引出电极;以及
从上述第1电极经由上述发热体引出电极跨越到上述第2电极而连接的可熔导体,
上述可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第2低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述熔丝单元利用熔点比上述高熔点金属层更低、且熔点比上述第2低熔点金属层更高的第1低熔点金属层来与上述第1、第2电极及上述发热体引出电极连接,利用上述发热体的通电发热而熔化,截断上述第1、第2电极间。
20.如权利要求19所述的保护元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第1低熔点金属层。
21.一种短路元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述发热体电连接的第3电极;以及
跨越在上述第1、第3电极间而连接的可熔导体,
上述可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,利用上述发热体的通电发热而熔化,使上述第1、第2电极间短路,并且截断上述第1、第3电极间。
22.一种短路元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述发热体电连接的第3电极;以及
跨越在上述第1、第3电极间而连接的可熔导体,
上述可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第1低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述熔丝单元利用熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层来与上述第1、第3电极连接,利用上述发热体的通电发热而熔化,使上述第1、第2电极间短路,并且截断上述第1、第3电极间。
23.如权利要求22所述的短路元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第2低熔点金属层。
24.一种短路元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述发热体电连接的第3电极;以及
跨越在上述第1、第3电极间而连接的可熔导体,
上述可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第2低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述熔丝单元利用熔点比上述高熔点金属层更低、且熔点比上述第2低熔点金属层更高的第1低熔点金属层来与上述第1、第3电极连接,利用上述发热体的通电发热而熔化,使上述第1、第2电极间短路,并且截断上述第1、第3电极间。
25.如权利要求24所述的短路元件,其中,上述熔丝单元在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第1低熔点金属层。
26.一种切换元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的第1、第2发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述第1发热体电连接的第3电极;
跨越在上述第1、第3电极间而连接的第1可熔导体;
设在上述绝缘基板上并与上述第2发热体电连接的第4电极;
在上述绝缘基板上与上述第4电极邻接而设的第5电极;以及
从上述第2电极经由上述第4电极跨越到上述第5电极而连接的第2可熔导体,
上述第1、第2可熔导体由层叠熔点彼此不同的3层以上的金属层的熔丝单元构成,
利用上述第2发热体的通电发热来使上述第2可熔导体熔化并截断上述第2、第5电极间,
利用上述第1发热体的通电发热来使上述第1可熔导体熔化并使上述第1、第2电极间短路。
27.一种切换元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的第1、第2发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述第1发热体电连接的第3电极;
跨越在上述第1、第3电极间而连接的第1可熔导体;
设在上述绝缘基板上并与上述第2发热体电连接的第4电极;
在上述绝缘基板上与上述第4电极邻接而设的第5电极;以及
从上述第2电极经由上述第4电极跨越到上述第5电极而连接的第2可熔导体,
上述第1、第2可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第1低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述第1可熔导体利用熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层来与上述第1、第3电极连接,
上述第2可熔导体利用熔点比上述第1低熔点金属层更低的第2低熔点金属层来与上述第2、第4、第5电极连接,
利用上述第2发热体的通电发热来使上述第2可熔导体熔化而截断上述第2、第5电极间,
利用上述第1发热体的通电发热来使上述第1可熔导体熔化而使上述第1、第2电极间短路。
28.如权利要求27所述的切换元件,其中,上述第1、第2可熔导体在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第2低熔点金属层。
29.一种切换元件,具有:
绝缘基板;
形成在上述绝缘基板上或上述绝缘基板的内部的第1、第2发热体;
邻接而设在上述绝缘基板上的第1、第2电极;
设在上述绝缘基板上并与上述第1发热体电连接的第3电极;
跨越在上述第1、第3电极间而连接的第1可熔导体;
设在上述绝缘基板上并与上述第2发热体电连接的第4电极;
在上述绝缘基板上与上述第4电极邻接而设的第5电极;以及
从上述第2电极经由上述第4电极跨越到上述第5电极而连接的第2可熔导体,
上述第1、第2可熔导体由至少层叠高熔点金属层和熔点比上述高熔点金属层更低的第2低熔点金属层的熔丝单元构成,
上述第1可熔导体利用熔点比上述高熔点金属层更低、且熔点比上述第2低熔点金属层更高的第1低熔点金属层来与上述第1、第3电极连接,
上述第2可熔导体利用熔点比上述高熔点金属层更低、且熔点比上述第2低熔点金属层更高的第1低熔点金属层来与上述第2、第4、第5电极连接,
利用上述第2发热体的通电发热来使上述第2可熔导体熔化而截断上述第2、第5电极间,
利用上述第1发热体的通电发热来使上述第1可熔导体熔化而使上述第1、第2电极间短路。
30.如权利要求29所述的切换元件,其中,上述第1、第2可熔导体在上述第1低熔点金属层与上述第2低熔点金属层之间层叠有上述高熔点金属层,至少一个最外层为上述第1低熔点金属层。
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