JP6040581B2 - Fuse and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

本発明は、過電流が印加された場合に、電流経路を切断するヒューズおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a fuse for cutting a current path when an overcurrent is applied, and a method for manufacturing the fuse.

ヒューズは、過電流から電子回路および電子部品を保護するために使用される。過電流がヒューズを配置した電子回路に印加されると、ヒューズは、発熱し、溶融し、電流経路を切断する。これにより、電子回路および電子部品は過電流による発熱や損傷等から保護される。従来のヒューズは、例えば、特許文献１および２に示されている。   Fuses are used to protect electronic circuits and electronic components from overcurrent. When an overcurrent is applied to the electronic circuit in which the fuse is placed, the fuse generates heat, melts, and breaks the current path. Thereby, the electronic circuit and the electronic component are protected from heat generation or damage due to overcurrent. Conventional fuses are disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example.

特許文献１に記載のヒューズは、略平板状の基板と第１の電極と第２の電極と可融金属とを備えている。第１の電極は基板の一方端に、第２の電極は基板の他方端に、それぞれ形成されている。可融金属は、基板の主面に形成され、第１および第２の電極と接合している。過電流が第１および第２の電極間に印加されると、可融金属は、発熱し、溶融する。これにより、特許文献１に記載のヒューズは、電流経路を切断する。   The fuse described in Patent Document 1 includes a substantially flat substrate, a first electrode, a second electrode, and a fusible metal. The first electrode is formed at one end of the substrate, and the second electrode is formed at the other end of the substrate. The fusible metal is formed on the main surface of the substrate and is joined to the first and second electrodes. When an overcurrent is applied between the first and second electrodes, the fusible metal generates heat and melts. As a result, the fuse described in Patent Document 1 cuts the current path.

特許文献２に記載のヒューズは、略平板状の第１の電極と略平板状の第２の電極と略直方体状の可融金属とを備えている。第１の電極の端部と第２の電極の端部とは、互いに対向している。可融金属は、第１の電極と第２の電極が対向している部分に位置している。特許文献２に記載のヒューズも、特許文献１に記載のヒューズと同様の仕組みで電流経路を切断する。   The fuse described in Patent Document 2 includes a substantially flat plate-like first electrode, a substantially flat plate-like second electrode, and a substantially rectangular parallelepiped fusible metal. The end portion of the first electrode and the end portion of the second electrode face each other. The fusible metal is located in a portion where the first electrode and the second electrode are opposed to each other. The fuse described in Patent Document 2 also cuts the current path by the same mechanism as that of the fuse described in Patent Document 1.

特開２００７−１６５０８６号公報JP 2007-165086 A 特開昭６４−１７３４９号公報JP-A-64-17349

特許文献１に記載のヒューズの場合、過電流により溶融した可融金属は、外部に飛散し、周りの電子機器に短絡等の不具合を起こすおそれがある。また、溶融した可融金属は、第１および第２の電極間に留まることもあるため、第１および第２の電極間を再び短絡するおそれがある。さらに、ヒューズが保護層を備える場合、溶融した可融金属が外部に飛散せず、第１および第２の電極間に留まりやすくなるため、第１および第２の電極間を再び短絡する可能性は、高くなる。   In the case of the fuse described in Patent Document 1, the fusible metal melted by the overcurrent is scattered to the outside, and there is a risk of causing problems such as a short circuit in surrounding electronic devices. Moreover, since the meltable fusible metal may remain between the first and second electrodes, there is a possibility that the first and second electrodes are short-circuited again. Furthermore, when the fuse includes a protective layer, the meltable fusible metal does not scatter to the outside and tends to stay between the first and second electrodes, so that the first and second electrodes may be short-circuited again. Get higher.

特許文献２に記載のヒューズの場合でも、過電流により溶融した可融金属は、外部に飛散し、周りの電子機器に短絡等の不具合を起こすおそれがある。また、第１および第２の電極が可融金属を上下から挟む場合、電流経路は確実に切断されるが、第１および第２の電極が可融金属を横方向から挟む場合、溶融した可融金属が第１の電極および第２の電極間に留まり、留まった可融金属が第１および第２の電極間を再び短絡するおそれがある。   Even in the case of the fuse described in Patent Document 2, the fusible metal melted by the overcurrent is scattered to the outside, and there is a risk that a short circuit or the like may occur in surrounding electronic devices. In addition, when the first and second electrodes sandwich the fusible metal from above and below, the current path is reliably cut, but when the first and second electrodes sandwich the fusible metal from the lateral direction, There is a possibility that the molten metal stays between the first electrode and the second electrode, and the retained fusible metal short-circuits again between the first and second electrodes.

本発明の目的は、実装態様にかかわらず信頼性の高いヒューズおよびその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly reliable fuse and a method of manufacturing the same regardless of the mounting mode.

本発明に係るヒューズは、以下の構成を特徴とする。ヒューズは、基板と第１の電極と第２の電極と支持部と可融金属部とを備えている。第１の電極は、基板の主面に形成されている。第２の電極は、第１の電極に対向している。支持部は、第１の電極に対する第２の電極の位置を固定している。可融金属部は、第１の電極と第２の電極との間に位置している。支持部は、基板の主面に垂直な方向から見て、可融金属部を囲む。第１の電極と第２の電極の間にあり、かつ、支持部と可融金属部との間にある全ての部分に、可融金属部が溶融したとき、可融金属部が広がるためのスペースが形成される。第１の電極および第２の電極は、基板の主面に垂直な方向から見て、可融金属部より大きい。 The fuse according to the present invention is characterized by the following configuration. The fuse includes a substrate, a first electrode, a second electrode, a support portion, and a fusible metal portion. The first electrode is formed on the main surface of the substrate. The second electrode is opposed to the first electrode. The support portion fixes the position of the second electrode with respect to the first electrode. The fusible metal part is located between the first electrode and the second electrode. The support portion surrounds the fusible metal portion when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the substrate. When the fusible metal part melts in all parts between the first electrode and the second electrode and between the support part and the fusible metal part , the fusible metal part spreads space Ru is formed. The first electrode and the second electrode are larger than the fusible metal portion when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the substrate.

この構成では、溶融した可融金属は、周りのスペースに広がり、再凝固する。これにより、溶融した可融金属部は、第１および第２の電極間を再び短絡しない。したがって、実装態様にかかわらず電流経路を確実に切断するヒューズを実現することができる。   In this configuration, the molten fusible metal spreads into the surrounding space and resolidifies. Thereby, the meltable fusible metal part does not short-circuit between the first and second electrodes again. Therefore, it is possible to realize a fuse that reliably cuts the current path regardless of the mounting mode.

本発明に係るヒューズでは、以下のように構成してもよい。基板は、第１の基板と第２の基板とを備えている。第１の電極は、第１の基板の主面に形成されている。第２の電極は、第２の基板の主面に形成されている。   The fuse according to the present invention may be configured as follows. The substrate includes a first substrate and a second substrate. The first electrode is formed on the main surface of the first substrate. The second electrode is formed on the main surface of the second substrate.

本発明に係るヒューズでは、第１の基板と第２の基板と支持部とが筐体を形成し、当該筐体内に可融金属部を配置してもよい。この構成では、溶融した可融金属は、筐体内に留まる。したがって、溶融した可融金属部が外部に飛散することを確実に防止することができる。   In the fuse according to the present invention, the first substrate, the second substrate, and the support portion may form a casing, and the fusible metal portion may be disposed in the casing. In this configuration, the molten fusible metal remains in the housing. Therefore, it is possible to reliably prevent the molten fusible metal portion from being scattered outside.

本発明に係るヒューズでは、以下のように構成してもよい。第１の基板と第１の電極と可融金属部の一部と支持部の一部とは、第１の構造体を形成している。第２の基板と第２の電極と可融金属部の他の部分と支持部の他の部分とは、第２の構造体を形成している。そして、第１の構造体と第２の構造体とは、同一である。この構成では、ヒューズを簡素な構造により実現することができる。   The fuse according to the present invention may be configured as follows. The first substrate, the first electrode, a part of the fusible metal part, and a part of the support part form a first structure. The second substrate, the second electrode, the other part of the fusible metal part, and the other part of the support part form a second structure. The first structure body and the second structure body are the same. In this configuration, the fuse can be realized with a simple structure.

本発明に係るヒューズでは、以下のように構成してもよい。可融金属部が複数の可融金属を備え、当該複数の可融金属は、基板の主面に垂直な方向に層状に形成されている。第１および第２の電極に接する可融金属は、他の可融金属より低い融点を有する。 The fuse according to the present invention may be configured as follows. Fusible metal portion comprising a plurality of fusible metal, the plurality of fusible metal is formed in layers in a direction perpendicular to the main surface of the board. The fusible metal in contact with the first and second electrodes has a lower melting point than other fusible metals.

本発明に係るヒューズは、可融金属部を加熱する加熱部を備えてもよい。この構成では、ヒータ電極を発熱させることにより、任意のタイミングで可融金属部を溶融させて電流経路を切断することができる。   The fuse according to the present invention may include a heating part for heating the fusible metal part. In this configuration, by causing the heater electrode to generate heat, the fusible metal part can be melted at an arbitrary timing to cut the current path.

本発明に係るヒューズの製造方法は、以下の構成を特徴とする。第１の工程において、第１の電極が形成された第１の基板に、第１の低融点可融金属を形成する。第２の工程において、第２の電極が形成された第２の基板に、第２の低融点可融金属を形成する。第３の工程において、第１の電極と第２の電極とを対向させて、第１の電極に対する第２の電極の位置を固定する支持部を設けるとともに、第１の電極と第２の電極との間に高融点可融金属を設ける。また、第３の工程において、第１の基板の主面に垂直な方向から見て、支持部が高融点可融金属を囲むように、支持部を設ける。第１の電極と第２の電極の間にあり、かつ、支持部と高融点可融金属との間にある全ての部分に、高融点可融金属が溶融したとき、高融点可融金属が広がるためのスペースを形成する。第１の基板の主面に垂直な方向から見て、第１の電極および第２の電極が高融点可融金属より大きくなるように、高融点可融金属を設ける。 The fuse manufacturing method according to the present invention is characterized by the following configuration. In the first step, a first low melting point fusible metal is formed on the first substrate on which the first electrode is formed. In the second step, a second low melting point fusible metal is formed on the second substrate on which the second electrode is formed. In the third step, the first electrode and the second electrode are opposed to each other, and a support portion for fixing the position of the second electrode with respect to the first electrode is provided, and the first electrode and the second electrode are provided. A high melting point fusible metal is provided between them. In the third step, the support portion is provided so that the support portion surrounds the refractory metal as viewed from the direction perpendicular to the main surface of the first substrate. When the high melting point fusible metal is melted in all the portions between the first electrode and the second electrode and between the support portion and the high melting point fusible metal, the high melting point fusible metal is Form a space to spread. The high melting point fusible metal is provided so that the first electrode and the second electrode are larger than the high melting point fusible metal when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the first substrate.

この構成では、基板上に必要な構造を形成するので、生産性を向上させることができる。   In this configuration, since a necessary structure is formed on the substrate, productivity can be improved.

本発明に係るヒューズの製造方法は、以下のように構成してもよい。高融点可融金属は、第１および第２の高融点可融金属から形成されている。第３の工程は、以下の工程を備える。第１の低融点可融金属の表面に、第１の高融点可融金属を固着する。第２の低融点可融金属の表面に、第２の高融点可融金属を固着する。第１の高融点可融金属と第２の高融点可融金属とを当接させる。 The method for manufacturing a fuse according to the present invention may be configured as follows. Refractory fusible metal is formed first and second high melting fusible metals or al. The third step includes the following steps. The first high melting point fusible metal is fixed to the surface of the first low melting point fusible metal. The second high melting point fusible metal is fixed to the surface of the second low melting point fusible metal. The first refractory metal and the second refractory metal are brought into contact with each other.

この構成では、基板上に形成された構造体を合体させることによりヒューズを製造できるので、さらに生産性を向上させることができる。   In this configuration, since the fuse can be manufactured by combining the structures formed on the substrate, the productivity can be further improved.

実施態様にかかわらず、電流経路を確実に切断するヒューズを簡素な構成で実現することができる。   Regardless of the embodiment, the fuse that reliably cuts the current path can be realized with a simple configuration.

第１の実施形態に係るヒューズの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a fuse according to a first embodiment. 第１の実施形態に係るヒューズの断面図である。It is sectional drawing of the fuse which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るヒューズの製造工程を示すＡ−Ａ’矢視断面図である。It is A-A 'arrow sectional drawing which shows the manufacturing process of the fuse which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係るヒューズのＡ−Ａ’矢視断面図である。It is A-A 'arrow sectional drawing of the fuse which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係るヒューズの製造工程を示すＡ−Ａ’矢視断面図である。It is A-A 'arrow sectional drawing which shows the manufacturing process of the fuse which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係るヒューズの製造方法の一工程を示すＡ−Ａ’矢視断面図である。It is A-A 'arrow sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the fuse which concerns on 3rd Embodiment.

本発明の第１の実施形態に係るヒューズについて説明する。以下の図では、導電性の部材はハッチング表記を採用している。また、以下の説明では、図２（Ａ）図面上側を天面側、図面下側を底面側と称する。   A fuse according to a first embodiment of the present invention will be described. In the following figures, hatching notation is adopted for the conductive members. In the following description, the upper side of FIG. 2A is referred to as the top surface side, and the lower side of the drawing is referred to as the bottom surface side.

図１は、第１の実施形態に係るヒューズの外観斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るヒューズの断面図である。図２（Ａ）は、Ａ−Ａ’矢視断面図である。図２（Ｂ）は、Ｂ−Ｂ’矢視断面図である。   FIG. 1 is an external perspective view of the fuse according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the fuse according to the first embodiment. FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line A-A ′. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along arrow B-B ′.

第１の実施形態に係るヒューズ１は、基板１０Ａ，１０Ｂと電極１４Ａ，１４Ｂと可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７と支持部１６とビア電極１３Ａ，１３Ｂと、外部接続電極１２Ａ，１２Ｂとを備えている。可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、第１の実施形態に係る可融金属部を構成する。   The fuse 1 according to the first embodiment includes substrates 10A and 10B, electrodes 14A and 14B, fusible metals 15A, 15B, and 17, support portions 16, via electrodes 13A and 13B, and external connection electrodes 12A and 12B. ing. The fusible metals 15A, 15B, and 17 constitute the fusible metal part according to the first embodiment.

基板１０Ａは、矩形平板状の絶縁性基板である。基板１０Ａは、例えば、ＦＲ−４基板（ガラス布基材エポキシ樹脂基板）、セラミック基板、ガラス基板、その他の樹脂基板等から作られる。基板１０Ｂは、基板１０Ａと同様の形状および材質を有する。基板１０Ａと基板１０Ｂは、互いの主面が対向するように、配置されている。   The substrate 10A is a rectangular flat plate-like insulating substrate. The substrate 10A is made of, for example, an FR-4 substrate (glass cloth base epoxy resin substrate), a ceramic substrate, a glass substrate, and other resin substrates. The substrate 10B has the same shape and material as the substrate 10A. The substrate 10A and the substrate 10B are arranged so that their main surfaces face each other.

電極１４Ａは、基板１０Ａの天面に形成されている。電極１４Ａは、矩形平板状の外形形状を有する。電極１４Ａの平板面の面積は、基板１０Ａ，１０Ｂの平板面の面積より小さい。電極１４Ｂは基板１０Ｂの底面に形成されている。電極１４Ｂは、電極１４Ａと同様の形状および材質を有する。   The electrode 14A is formed on the top surface of the substrate 10A. The electrode 14A has a rectangular flat plate-like outer shape. The area of the flat plate surface of the electrode 14A is smaller than the area of the flat plate surface of the substrates 10A and 10B. The electrode 14B is formed on the bottom surface of the substrate 10B. The electrode 14B has the same shape and material as the electrode 14A.

支持部１６は、基板１０Ａ，１０Ｂの間に位置し、基板１０Ａに対する基板１０Ｂの位置を固定している。これにより、電極１４Ａ，１４Ｂの平板面は、互いに対向する。支持部１６は、略角筒状の外形形状を有し、支持部１６の端面は、基板１０Ａ，１０Ｂの外周と接している。これにより、支持部１６は、基板１０Ａ，１０Ｂとともに筐体を形成している。支持部１６は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂から作られる。   The support portion 16 is located between the substrates 10A and 10B, and fixes the position of the substrate 10B with respect to the substrate 10A. Thereby, the flat surface of electrode 14A, 14B opposes each other. The support portion 16 has a substantially rectangular tube-like outer shape, and the end surface of the support portion 16 is in contact with the outer periphery of the substrates 10A and 10B. Thereby, the support part 16 forms the housing | casing with board | substrate 10A, 10B. The support portion 16 is made of, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin.

可融金属１５Ａは電極１４Ａの天面に形成されている。可融金属１５Ａは、矩形平板状の外形形状を有する。可融金属１５Ａの平板面の面積は、電極１４Ａ，１４Ｂの平板面の面積より小さい。可融金属１５Ａは、例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ等の半田ペーストである。可融金属１５Ａは、可融金属１７を電極１４Ａに実装するために使用される。   The fusible metal 15A is formed on the top surface of the electrode 14A. The fusible metal 15A has a rectangular flat plate-like outer shape. The area of the flat plate surface of the fusible metal 15A is smaller than the area of the flat plate surface of the electrodes 14A and 14B. The fusible metal 15A is, for example, a solder paste such as Sn-3.5Ag-0.5Cu. The fusible metal 15A is used for mounting the fusible metal 17 on the electrode 14A.

可融金属１５Ｂは、電極１４Ｂの底面に形成されている。可融金属１５Ｂは、可融金属１７を電極１４Ｂに実装するために使用される。可融金属１５Ｂは、可融金属１５Ａと同様の形状および材質を有する。   The fusible metal 15B is formed on the bottom surface of the electrode 14B. The fusible metal 15B is used for mounting the fusible metal 17 on the electrode 14B. The fusible metal 15B has the same shape and material as the fusible metal 15A.

可融金属１７は、可融金属１５Ａ、１５Ｂを介して、電極１４Ａ，１４Ｂとの間に形成されている。つまり、可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、電極１４Ａの主面に垂直な方向に層状に形成され、電極１４Ａ，１４Ｂの間に位置している。可融金属１７は、略直方体状の外形形状を有する。可融金属１７の底面は可融金属１５Ａの天面と、可融金属１７の天面は可融金属１５Ｂの底面と、それぞれ同じ形状を有している。可融金属１７は、例えば、Ｓｎ-１０Ｓｂ合金等の半田合金から作られる。   The fusible metal 17 is formed between the electrodes 14A and 14B via the fusible metals 15A and 15B. That is, the fusible metals 15A, 15B, and 17 are formed in layers in a direction perpendicular to the main surface of the electrode 14A, and are positioned between the electrodes 14A and 14B. The fusible metal 17 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The bottom surface of the fusible metal 17 has the same shape as the top surface of the fusible metal 15A, and the top surface of the fusible metal 17 has the same shape as the bottom surface of the fusible metal 15B. The fusible metal 17 is made of, for example, a solder alloy such as a Sn-10Sb alloy.

上記の記載のように、可融金属１７の天面および底面の面積ならびに可融金属１５Ａ，１５Ｂの平板面の面積は、電極１４Ａ，１４Ｂの平板面の面積より小さい。これにより、溶融した可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７が広がるためのスペースは、電極１４Ａ，１４Ｂの間に形成される。   As described above, the area of the top and bottom surfaces of the fusible metal 17 and the area of the flat plate surfaces of the fusible metals 15A and 15B are smaller than the area of the flat plate surfaces of the electrodes 14A and 14B. Thereby, a space for spreading the meltable fusible metals 15A, 15B, 17 is formed between the electrodes 14A, 14B.

なお、可融金属１７は、複数の部分から構成されてもよい。   The fusible metal 17 may be composed of a plurality of parts.

ビア電極１３Ａは、基板１０Ａを貫通し、電極１４Ａと接続されている。ビア電極１３Ｂは、基板１０Ｂを貫通し、電極１４Ｂと接続されている。   The via electrode 13A penetrates the substrate 10A and is connected to the electrode 14A. The via electrode 13B penetrates the substrate 10B and is connected to the electrode 14B.

外部接続電極１２Ａは、基板１０Ａ，１０Ｂと支持部１６から構成される筐体の一方の端を覆っている。外部接続電極１２Ｂは、当該筐体の他方の端を覆っている。外部接続電極１２Ａは、ビア電極１３Ａを介して、電極１４Ａと接続されている。外部接続電極１２Ｂは、ビア電極１３Ｂを介して、電極１４Ｂに接続されている。   The external connection electrode 12 </ b> A covers one end of a housing composed of the substrates 10 </ b> A and 10 </ b> B and the support portion 16. The external connection electrode 12B covers the other end of the casing. The external connection electrode 12A is connected to the electrode 14A through the via electrode 13A. The external connection electrode 12B is connected to the electrode 14B through the via electrode 13B.

ヒューズ１は、外部接続電極１２Ａ、ビア電極１３Ａ、電極１４Ａ、可融金属１５Ａ，１７，１５Ｂ、電極１４Ｂ、ビア電極１３Ｂ、外部接続電極１２Ｂの順に接続された電流経路を有している。   The fuse 1 has a current path connected in the order of the external connection electrode 12A, the via electrode 13A, the electrode 14A, the fusible metals 15A, 17, 15B, the electrode 14B, the via electrode 13B, and the external connection electrode 12B.

過電流がヒューズ１に流れると、可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は発熱し、溶融する。溶融した可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、電極１４Ａ，１４Ｂに沿って、周りのスペースに濡れ広がるとともに、表面張力により基板１０Ａの主面に垂直な方向に分断される。   When overcurrent flows through the fuse 1, the fusible metals 15A, 15B, and 17 generate heat and melt. The meltable fusible metals 15A, 15B, 17 are spread in the surrounding space along the electrodes 14A, 14B, and are divided in a direction perpendicular to the main surface of the substrate 10A by surface tension.

基板１０Ａを下側に向けてヒューズ１を配置している場合、溶融した可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、電極１４Ａの周りのスペースに主に濡れ広がり、再凝固する。基板１０Ａを略垂直にしてヒューズ１を配置している場合、溶融した可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、下側のスペースに主に濡れ広がり、再凝固する。   When the fuse 1 is arranged with the substrate 10A facing downward, the meltable fusible metals 15A, 15B, and 17 are mainly spread and wetted in the space around the electrode 14A, and re-solidify. When the fuse 1 is arranged with the substrate 10A substantially vertical, the meltable fusible metals 15A, 15B, and 17 are mainly spread in the lower space and re-solidified.

これにより、溶融した可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７は、電極１４Ａ，１４Ｂ間を再び短絡しない。したがって、ヒューズ１は、実装態様にかかわらず、電流経路を確実に切断することができる。   Thereby, the meltable fusible metals 15A, 15B, and 17 do not short-circuit again between the electrodes 14A and 14B. Therefore, the fuse 1 can reliably cut the current path regardless of the mounting mode.

また、可融金属１４Ａ，１４Ｂ，１７は、基板１０Ａ，１０Ｂと支持部１６から形成された筐体内に配置されている。したがって、溶融した可融金属１４Ａ，１４Ｂ，１７は、当該筐体内に留まり、外部に飛散しない。   In addition, the fusible metals 14A, 14B, and 17 are disposed in a housing formed of the substrates 10A and 10B and the support portion 16. Therefore, the meltable fusible metals 14A, 14B, and 17 stay in the casing and do not scatter outside.

また、基板１０Ａの主面と基板１０Ｂの主面との距離が等しい面によりヒューズ１を分けると、当該面の基板１０Ａ側の構造と当該面の基板１０Ｂ側の構造は、同一である。したがって、ヒューズ１は簡素な構造から実現される。   Further, when the fuse 1 is divided by a surface having the same distance between the main surface of the substrate 10A and the main surface of the substrate 10B, the structure of the surface on the substrate 10A side and the structure of the surface on the substrate 10B side are the same. Therefore, the fuse 1 is realized with a simple structure.

なお、ヒューズ１を構成する各部の形状は、上記に限定されない。例えば、
支持部１６が複数の柱を備え、当該柱により基板１０Ａに対する基板１０Ｂの位置を固定してもよい。また、例えば、基板１０Ｂを設けず、支持部１６は電極１４Ａに対する電極１４Ｂの位置を直接固定してもよい。 In addition, the shape of each part which comprises the fuse 1 is not limited above. For example,
The support unit 16 may include a plurality of columns, and the position of the substrate 10B with respect to the substrate 10A may be fixed by the columns. For example, without providing the substrate 10B, the support portion 16 may directly fix the position of the electrode 14B with respect to the electrode 14A.

次に、ヒューズ１の製造方法の一例について説明する。図３は、ヒューズ１の製造工程を段階的に示すＡ−Ａ’矢視断面図である。   Next, an example of a method for manufacturing the fuse 1 will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing the manufacturing process of the fuse 1 step by step.

図３（Ａ）に示す工程で、基板１０Ａの内部に所定のビア電極１３Ａを形成するとともに、基板１０Ａの所定の位置に金属箔を熱圧着することで所定の電極パターンを形成する。これにより、基板１０Ａに電極１４Ａを形成する。   In the step shown in FIG. 3A, a predetermined via electrode 13A is formed inside the substrate 10A, and a predetermined electrode pattern is formed by thermocompression bonding a metal foil to a predetermined position of the substrate 10A. Thereby, the electrode 14A is formed on the substrate 10A.

図３（Ａ）に示す工程で、基板１０Ａの内部に所定のビア電極１３Ａを形成するとともに、基板１０Ａの所定の位置に金属箔を熱圧着することで所定の電極パターンを形成する。これにより、基板１０Ａに電極１４Ａを形成する。   In the step shown in FIG. 3A, a predetermined via electrode 13A is formed inside the substrate 10A, and a predetermined electrode pattern is formed by thermocompression bonding a metal foil to a predetermined position of the substrate 10A. Thereby, the electrode 14A is formed on the substrate 10A.

図３（Ｂ）に示す工程で、電極１４Ａにメタルマスク等を用いて半田ペーストを印刷する。半田ペーストとして、例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕを用いてもよい。   In the step shown in FIG. 3B, a solder paste is printed on the electrode 14A using a metal mask or the like. For example, Sn-3.5Ag-0.5Cu may be used as the solder paste.

図３（Ｃ）に示す工程で、所定の形状に形成した半田合金を半田ペースト上に配置する。半田合金として、例えば、Ｓｎ−１０Ｓｂを用いてもよい。そして、半田合金を配置した基板１０Ａをリフロー炉等により加熱する。この時、加熱温度は、半田ペーストの融点より高く半田合金の融点より低い。これにより、可融金属１５Ａ，１７Ａを基板１０Ａに形成する。その後、基板１０Ａを洗浄剤により７０℃で１０分間洗浄し、半田ペーストに含まれるフラックス等を除去する。   In the step shown in FIG. 3C, a solder alloy formed in a predetermined shape is placed on the solder paste. For example, Sn-10Sb may be used as the solder alloy. Then, the substrate 10A on which the solder alloy is arranged is heated by a reflow furnace or the like. At this time, the heating temperature is higher than the melting point of the solder paste and lower than the melting point of the solder alloy. Thereby, the fusible metals 15A and 17A are formed on the substrate 10A. Thereafter, the substrate 10A is cleaned with a cleaning agent at 70 ° C. for 10 minutes to remove flux and the like contained in the solder paste.

図３（Ｄ）に示す工程で、ディスペンサーにより熱硬化性樹脂を塗布する。そして、基板１０Ａを１８０度で１０分間加熱し、熱硬化性樹脂を半硬化させる。これにより、基板１０Ａに支持部１６Ａを形成する。   In the step shown in FIG. 3D, a thermosetting resin is applied by a dispenser. Then, the substrate 10A is heated at 180 degrees for 10 minutes to semi-cure the thermosetting resin. Thereby, the support portion 16A is formed on the substrate 10A.

なお、支持部１６の形成方法は、図３（Ｄ）に示す工程に限定されない。例えば、予め所定の形状に形成した熱硬化性樹脂を基板１０Ａの平板面に形成してもよい。   In addition, the formation method of the support part 16 is not limited to the process shown to FIG 3 (D). For example, a thermosetting resin formed in a predetermined shape in advance may be formed on the flat surface of the substrate 10A.

図３（Ａ）ないし（Ｄ）に示す工程を繰り返すことにより、構造体１Ａ，１Ｂを形成する。   Structures 1A and 1B are formed by repeating the steps shown in FIGS.

なお、構造体１Ａ，１Ｂを並行して形成してもよい。また、多数の構造体１Ａを大判基板に形成し、構造体１Ａ毎に大判基板を切断することにより、構造体１Ａ，１Ｂを得てもよい。また、構造体１Ａと１Ｂとが異なる構造を有する場合、どちらを先に形成してもよい。   The structures 1A and 1B may be formed in parallel. Alternatively, the structures 1A and 1B may be obtained by forming a large number of structures 1A on a large substrate and cutting the large substrate for each structure 1A. Moreover, when the structures 1A and 1B have different structures, either may be formed first.

図３（Ｅ）に示す工程で、支持部１６Ａの端面と支持部１６Ｂの端面とが合わさるように、構造体１Ｂを構造体１Ａの上に配置する。そして、構造体１Ａ，１Ｂを１８０℃で６０分間加熱し、図３（Ｄ）で半硬化済みの支持部１６Ａ，１６Ｂを本硬化させる。これにより、支持部１６Ａ，１６Ｂを一体とし、支持部１６を形成する。さらに、構造体１Ａ，１Ｂをリフロー炉等により加熱して、可融金属１７Ａ，１７Ｂの接触面を半田ペースト等により接合する。この時、加熱温度は、半田ペーストの融点より高く半田合金の融点より低い。これにより、可融金属１７を形成する。   In the step shown in FIG. 3E, the structure 1B is arranged on the structure 1A so that the end surface of the support portion 16A and the end surface of the support portion 16B are aligned. Then, the structural bodies 1A and 1B are heated at 180 ° C. for 60 minutes, and the semi-cured support portions 16A and 16B are finally cured in FIG. Thereby, the support portions 16A and 16B are integrated to form the support portion 16. Furthermore, the structures 1A and 1B are heated by a reflow furnace or the like, and the contact surfaces of the fusible metals 17A and 17B are joined by solder paste or the like. At this time, the heating temperature is higher than the melting point of the solder paste and lower than the melting point of the solder alloy. Thereby, the fusible metal 17 is formed.

図３（Ｆ）に示す工程で、外部接続電極１２Ａ，１２Ｂを、金属メッキ等により形成する。   In the step shown in FIG. 3F, the external connection electrodes 12A and 12B are formed by metal plating or the like.

以上の工程により、ヒューズ１を製造することができる。   Through the above steps, the fuse 1 can be manufactured.

次に、本発明の第２の実施形態に係るヒューズについて説明する。第２の実施形態に係るヒューズの外観は、図１と同様である。図４は、第２の実施形態に係るヒューズのＡ−Ａ’矢視断面図である。なお、外部からヒータ電極４６への電流経路は、図示されていない。   Next, a fuse according to a second embodiment of the present invention will be described. The appearance of the fuse according to the second embodiment is the same as that of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the fuse according to the second embodiment. A current path from the outside to the heater electrode 46 is not shown.

第２の実施形態に係るヒューズ４１は、電極４４Ａと樹脂膜４５とヒータ電極４６とを備えている。その他の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。以下では、第１の実施形態と異なる点を説明する。   The fuse 41 according to the second embodiment includes an electrode 44A, a resin film 45, and a heater electrode 46. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

電極４４Ａと樹脂膜４５とヒータ電極４６とは、下から順にヒータ電極４６、樹脂膜４５、電極４４Ａの順に積層されている。樹脂膜４５は、電極４４Ａとヒータ電極４６との間を絶縁している。ヒータ電極４６は、第２の実施形態に係る加熱部であり、電極４４Ａを加熱する。   The electrode 44A, the resin film 45, and the heater electrode 46 are laminated in the order of the heater electrode 46, the resin film 45, and the electrode 44A. The resin film 45 insulates between the electrode 44 </ b> A and the heater electrode 46. The heater electrode 46 is a heating unit according to the second embodiment, and heats the electrode 44A.

ヒータ電極４６に外部から電流を印加すると、ヒータ電極４６は発熱する。発熱したヒータ電極４６は、可融金属１５Ａ，１５Ｂ，１７を加熱し、溶融させる。したがって、ヒータ電極４６に電流を印加することにより、電流経路の切断タイミングを制御することができる。   When an external current is applied to the heater electrode 46, the heater electrode 46 generates heat. The heated heater electrode 46 heats and melts the fusible metals 15A, 15B, and 17. Therefore, the current path cutting timing can be controlled by applying a current to the heater electrode 46.

次に、ヒューズ４１の製造方法の一例について説明する。図５は、ヒューズ４１の製造工程を段階的に示すＡ−Ａ’矢視断面図である。なお、外部からヒータ電極４６への電流経路は、図示されていない。   Next, an example of a method for manufacturing the fuse 41 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing the manufacturing process of the fuse 41 step by step. A current path from the outside to the heater electrode 46 is not shown.

図５（Ａ）に示す工程で、基板１０Ａの内部に所定のビア電極を形成するとともに、基板１０Ａの両面に所定の配線を形成する。これにより、基板１０Ａにビア電極１３Ａ等を形成する。   In the step shown in FIG. 5A, a predetermined via electrode is formed inside the substrate 10A, and a predetermined wiring is formed on both surfaces of the substrate 10A. Thereby, via electrodes 13A and the like are formed on the substrate 10A.

図５（Ｂ）に示す工程で、カーボンペースト等の抵抗体ペーストを基板１０Ａの所定の位置に印刷する。そして、基板１０Ａをオーブン等により１５０℃で２０分間加熱し、抵抗体ペーストを硬化させる。これにより、ヒータ電極４６を形成する。   5B, a resistor paste such as a carbon paste is printed at a predetermined position on the substrate 10A. Then, the substrate 10A is heated at 150 ° C. for 20 minutes in an oven or the like to cure the resistor paste. Thereby, the heater electrode 46 is formed.

図５（Ｃ）に示す工程で、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を抵抗体ペースト表面に印刷により塗布する。そして、基板１０Ａを１８０℃で６０分加熱し、熱硬化樹脂を硬化させる。これにより、ヒータ電極４６の表面に樹脂膜４５を形成する。   In the step shown in FIG. 5C, a thermosetting resin such as an epoxy resin is applied to the surface of the resistor paste by printing. Then, the substrate 10A is heated at 180 ° C. for 60 minutes to cure the thermosetting resin. Thereby, the resin film 45 is formed on the surface of the heater electrode 46.

図５（Ｄ）に示す工程で、樹脂膜４５の表面に金属箔を熱圧着する。これにより、樹脂膜４５の表面に電極４４Ａを形成する。以降の工程は、図３と同様である。   In the step shown in FIG. 5D, a metal foil is thermocompression bonded to the surface of the resin film 45. Thereby, the electrode 44 </ b> A is formed on the surface of the resin film 45. The subsequent steps are the same as those in FIG.

以上の工程により、ヒューズ４１を製造することができる。   Through the above steps, the fuse 41 can be manufactured.

次に、本発明の第３の実施形態に係るヒューズについて説明する。第３の実施形態に係るヒューズ５１では、第１の実施形態に係るヒューズ１と同様の構成を有するが、異なる方法により製造される。以下では、ヒューズ５１の製造方法の一例について、第１の実施形態と異なる点を説明する。   Next, a fuse according to a third embodiment of the present invention will be described. The fuse 51 according to the third embodiment has the same configuration as the fuse 1 according to the first embodiment, but is manufactured by a different method. Hereinafter, an example of a method for manufacturing the fuse 51 will be described while referring to differences from the first embodiment.

図６は、ヒューズ５１の製造方法の一工程を示すＡ−Ａ’矢視断面図である。図３（Ａ）ないし（Ｂ）に示す工程により構造体５Ｂを形成する。図３（Ａ）ないし（Ｄ）に示す工程により構造体５Ａを形成する。可融金属１５Ｂと可融金属１７が当接するように、構造体５Ａの上に構造体５Ｂを配置する。構造体５Ａ，５Ｂをリフロー炉等により加熱して、可融金属１５Ｂ，１７を接合するとともに、基板１０Ｂと支持部１６を接着する。以降の工程は、図３と同様である。   FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ showing one step of the method for manufacturing the fuse 51. The structure 5B is formed by the steps shown in FIGS. A structure 5A is formed by the steps shown in FIGS. The structure 5B is disposed on the structure 5A so that the fusible metal 15B and the fusible metal 17 are in contact with each other. The structural bodies 5A and 5B are heated by a reflow furnace or the like to bond the fusible metals 15B and 17 and bond the substrate 10B and the support portion 16 together. The subsequent steps are the same as those in FIG.

以上の工程により、ヒューズ４１を製造することができる。   Through the above steps, the fuse 41 can be manufactured.

なお、本発明に係るヒューズの構成は、上記に限定されない。また、本発明に係るヒューズの製造方法は、上記に限定されない。   The configuration of the fuse according to the present invention is not limited to the above. Further, the method for manufacturing a fuse according to the present invention is not limited to the above.

１，４１ ヒューズ
１０Ａ，１０Ｂ 基板
１２Ａ，１２Ｂ 外部接続電極
１３Ａ，１３Ｂ ビア電極
１４Ａ，１４Ｂ，４４Ａ 電極
１５Ａ，１５Ｂ，１７，１７Ａ，１７Ｂ，５７Ａ，５７Ｂ 可融金属
１６，１６Ａ，１６Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ 支持部
４５ 樹脂膜
４６ ヒータ電極 1,41 Fuse 10A, 10B Substrate 12A, 12B External connection electrode 13A, 13B Via electrode 14A, 14B, 44A Electrode 15A, 15B, 17, 17A, 17B, 57A, 57B Fusible metal 16, 16A, 16B, 56A, 56B Support part 45 Resin film 46 Heater electrode

Claims (8)

基板と、
前記基板の主面に形成された第１の電極と、
前記第１の電極と対向する第２の電極と、
前記第１の電極に対する前記第２の電極の位置を固定する支持部と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する可融金属部とを備え、
前記支持部は、前記基板の主面に垂直な方向から見て、前記可融金属部を囲み、
前記第１の電極と前記第２の電極の間にあり、かつ、前記支持部と前記可融金属部との間にある全ての部分に、前記可融金属部が溶融したとき、前記可融金属部が広がるためのスペースが形成され、
前記第１の電極および前記第２の電極は、前記基板の主面に垂直な方向から見て、前記可融金属部より大きいことを特徴とするヒューズ。 A substrate,
A first electrode formed on the main surface of the substrate;
A second electrode facing the first electrode;
A support for fixing the position of the second electrode with respect to the first electrode;
A fusible metal portion positioned between the first electrode and the second electrode;
The support portion surrounds the fusible metal portion when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the substrate,
When the fusible metal part is melted in all parts between the first electrode and the second electrode and between the support part and the fusible metal part, the fusible metal part is melted. A space for the metal part to spread is formed ,
The fuse, wherein the first electrode and the second electrode are larger than the fusible metal portion when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the substrate . 前記基板は、第１の基板と第２の基板とを備え、
前記第１の電極は、前記第１の基板の主面に形成され、
前記第２の電極は、前記第２の基板の主面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のヒューズ。 The substrate includes a first substrate and a second substrate,
The first electrode is formed on a main surface of the first substrate;
The fuse according to claim 1, wherein the second electrode is formed on a main surface of the second substrate. 前記第１の基板と前記第２の基板と前記支持部とは筐体を形成し、前記筐体内に前記可融金属部を配置することを特徴とする、請求項２に記載のヒューズ。   The fuse according to claim 2, wherein the first substrate, the second substrate, and the support portion form a casing, and the fusible metal portion is disposed in the casing. 前記第１の基板と前記第１の電極と前記可融金属部の一部と前記支持部の一部とは、第１の構造体を形成し、
前記第２の基板と前記第２の電極と前記可融金属部の他の部分と前記支持部の他の部分とは、第２の構造体を形成し、
前記第１の構造体と前記第２の構造体とは、同一であることを特徴とする請求項２または３に記載のヒューズ。 The first substrate, the first electrode, a part of the fusible metal part, and a part of the support part form a first structure,
The second substrate, the second electrode, the other part of the fusible metal part, and the other part of the support part form a second structure,
Wherein the first structure and the second structure, a fuse according to claim 2 or 3, characterized in that it is identical. 前記可融金属部は、複数の可融金属を備え、
前記複数の可融金属は、前記基板の主面に垂直な方向に層状に形成され、
前記第１および第２の電極に接する前記可融金属は、他の前記可融金属より低い融点を有することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のヒューズ。 The fusible metal portion includes a plurality of fusible metals,
Wherein the plurality of fusible metal is formed in layers in a direction perpendicular to the main surface of the front Kimoto plate,
Wherein the fusible metal in contact with the first and second electrodes, the fuse according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has a lower than other of said fusible metal melting point. 前記可融金属部を加熱する加熱部を備えることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のヒューズ。 Fuse according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a heating section for heating the fusible metal part. 第１の電極が形成された第１の基板に、第１の低融点可融金属を形成する第１の工程と、
第２の電極が形成された第２の基板に、第２の低融点可融金属を形成する第２の工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極とを対向させて、前記第１の電極に対する前記第２の電極の位置を固定する支持部を設けるとともに、前記第１の電極と前記第２の電極との間に高融点可融金属を設ける第３の工程とを備え、
前記第３の工程において、
前記第１の基板の主面に垂直な方向から見て、前記支持部が前記高融点可融金属を囲むように、前記支持部を設け、
前記第１の電極と前記第２の電極の間にあり、かつ、前記支持部と前記高融点可融金属との間にある全ての部分に、前記高融点可融金属が溶融したとき、前記高融点可融金属が広がるためのスペースを形成し、
前記第１の基板の主面に垂直な方向から見て、前記第１の電極および前記第２の電極が前記高融点可融金属より大きくなるように、前記高融点可融金属を設けることを特徴とするヒューズの製造方法。 A first step of forming a first low melting point fusible metal on a first substrate on which a first electrode is formed;
A second step of forming a second low melting point fusible metal on the second substrate on which the second electrode is formed;
The first electrode and the second electrode are provided so as to face each other, and a support portion for fixing the position of the second electrode with respect to the first electrode is provided, and the first electrode and the second electrode are provided. and a third step of providing a refractory fusible metal between,
In the third step,
Providing the support portion so that the support portion surrounds the refractory fusible metal as viewed from a direction perpendicular to the main surface of the first substrate;
When the high melting point fusible metal is melted in all parts between the first electrode and the second electrode and between the support part and the high melting point fusible metal, Form a space for the high melting point fusible metal to spread,
It is seen from the direction perpendicular to the main surface of said first substrate, such that the first electrode and the second electrode is larger than the high-melting-point fusible metal, Rukoto provided the refractory fusible metal A method of manufacturing a fuse characterized by the above . 前記高融点可融金属は、第１および第２の高融点可融金属から形成され、
前記第３の工程は、
前記第１の低融点可融金属の表面に、前記第１の高融点可融金属を固着する工程と、
前記第２の低融点可融金属の表面に、前記第２の高融点可融金属を固着する工程と、
前記第１の高融点可融金属と前記第２の高融点可融金属とを当接させる工程とを備えることを特徴とする請求項７に記載のヒューズの製造方法。 It said refractory fusible metal is formed first and second high melting fusible metals or al,
The third step includes
Fixing the first high melting point fusible metal to the surface of the first low melting point fusible metal;
Fixing the second high melting point fusible metal to the surface of the second low melting point fusible metal;
The method for manufacturing a fuse according to claim 7, further comprising a step of bringing the first refractory metal into contact with the second refractory metal.

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