芯片型电流熔断器的制作方法

1.本发明涉及一种面安装式的芯片型电流熔断器。


背景技术：

2.芯片型电流熔断器主要由长方体形的绝缘衬底、形成在绝缘衬底的表面长度方向两端部的一对表电极、形成在一对表电极间的熔断器元件、披覆熔断器元件的保护层、形成在绝缘衬底的背面长度方向两端部的一对背电极、以及形成在绝缘衬底的长度方向两端面连接对应的表电极与背电极的一对端面电极所构成。
3.在以这种方式构成的芯片型电流熔断器中，当在一对表电极间流过预设的过电流，电流会集中在熔断器元件，而因熔断器元件发热产生熔断，来保护芯片型电流熔断器所连接的各种电子机器。
4.在熔断器元件于一对表电极间形成为一直线状的情况，伴随着芯片型电流熔断器的小型化，表电极间的距离变短，熔断器元件的热容量会变小，而耐脉冲性会变差。因此，如专利文献1所记载，通常会提出借由将熔断器元件形成为折叠形状，来达成良好耐脉冲性的芯片型电流熔断器。
5.图6为上述专利文献1所记载的芯片型电流熔断器的平面图，该芯片型电流熔断器100具备形成在长方体形的绝缘衬底101的长度方向两端部的第1表电极102与第2表电极103、以及形成在第1表电极102与第2表电极103间的熔断器元件104。熔断器元件104由以下部分构成：从第1表电极102的上部到第2表电极103上部附近水平方向延伸的直线状部104a、从直线状部104a的先端部直角延伸的直线状部104b、从直线状部104b的先端部与直线状部104a平行延伸到第1表电极102的中央部附近的直线状部104c、从直线状部104c的先端部直角延伸的直线状部104d、从直线状部104d的先端部与直线状部104a平行延伸到第2表电极103的下部附近的直线状部104e，形成为以多个直线折叠的形状。
6.以这种方式构成的芯片型电流熔断器100因为熔断器元件104成为折叠的形状，与形成为一直线状的熔断器元件相比全长变长。结果是熔断器元件104的热容量变大，而可提升耐脉冲性。
7.背景技术文献
8.专利文献1：特开平11-96885号公报


技术实现要素：

9.专利文献1所记载的芯片型电流熔断器由于在第1表电极102连续的直线状部104a与在第2表电极103连续的直线状部104e会成为热容易散失的部位(放热部)，熔断器元件104的发热会集中在形成于该些直线状部104a、104e间的直线状部104b、直线状部104c以及直线状部104d，当在第1表电极102与第2表电极103间流过预设的过电流，该直线状部104b、104c、104d的任一个部位会熔断。然而，曲柄状连续的直线状部104b、直线状部104c以及直线状部104d的什么部位会熔断并无法知道，因此会产生熔断时间不稳定的问题。
10.本发明有鉴于背景技术的实情，其目的是提供一种可使熔断器元件的熔断时间稳定的芯片型电流熔断器。
11.为达成上述目的，本发明的芯片型电流熔断器的特征在于包括：长方体形的绝缘衬底；第1表电极与第2表电极，形成在所述绝缘衬底的表面的长度方向二端部；第1背电极与第2背电极，形成在所述绝缘衬底的背面的长度方向二端部；第1端面电极，形成在所述绝缘衬底的长度方向一端面，并连接所述第1表电极与所述第1背电极；第2端面电极，形成在所述绝缘衬底的长度方向另一端面，并连接所述第2表电极与所述第2背电极；以及熔断器元件，形成在所述第1表电极与所述第2表电极间；所述熔断器元件由以下部分构成：以所述第1表电极为连接端往所述第2表电极的方向延伸的第1直线部、以所述第2表电极为连接端与所述第1直线部平行往所述第1表电极的方向延伸的第2直线部、以及连接所述第1直线部与所述第2直线部的倾斜直线部，所述倾斜直线部对于所述第1直线部与所述第2直线部分别以锐角连接。
12.在以这种方式构成的芯片型电流熔断器中，在第1表电极连续的第1直线部与在第2表电极连续的第2直线部会成为热容易散失的部位，由于形成在第1直线部与第2直线部间的倾斜直线部对于二直线部以锐角连接，熔断器元件的发热会集中在倾斜直线部的中央附近，而可使倾斜直线部的中央附近以稳定的时间来熔断。
13.在上述构成的芯片型电流熔断器中，熔断器元件是以倾斜直线部的中心为对称点的点对称形状，具体而言，当其为二端部连续于第1直线部与第2直线部的俯视z形状，可在倾斜直线部的中央附近使其稳定地熔断。
14.又，在上述构成的芯片型电流熔断器中，当将从倾斜直线部的中心到第1背电极与第2背电极的距离设定为比从倾斜直线部的中心到第1表电极与第2表电极的距离长，由于熔断器元件的发热较难从绝缘衬底的背侧的第1背电极与第2背电极放热，而可在倾斜直线部的中央附近使其稳定地熔断。
15.又，在上述构成的芯片型电流熔断器中，若第1表电极与第2表电极间作为元件形成区域，第1背电极与第2背电极形成在元件形成区域投影的背面区域的外侧，而可在倾斜直线部的中央附近使其稳定地熔断。
16.经由本发明的芯片型电流熔断器，由于第1直线部与第2直线部间形成的倾斜直线部对于二直线部以锐角连接，而可使熔断器元件的熔断时间稳定。
附图说明
17.图1为涉及本发明的实施例的芯片型电流熔断器的俯视图。
18.图2为沿图1的ii-ii线的剖面图。
19.图3为芯片型电流熔断器所具备的熔断器元件的说明图。
20.图4为表示芯片型电流熔断器的制造步骤的俯视图。
21.图5为表示芯片型电流熔断器的制造步骤的剖面图。
22.图6为涉及背景技术的芯片型电流熔断器的俯视图。
23.其中，附图标记：
24.1 绝缘衬底
25.2 储热层
26.3 第1表电极
27.4 第2表电极
28.5 熔断器元件
29.5a第1直线部
30.5b第2直线部
31.5c倾斜直线部
32.6 内部保护层
33.7 保护层
34.8 第1背电极
35.9 第2背电极
36.10第1端面电极
37.11第2端面电极
具体实施方式
38.以下，参考涉及发明的实施方式的附图来说明，图1为涉及本发明的实施例的芯片型电流熔断器的俯视图，图2为沿图1的ii-ii线的剖面图。
39.如图1及图2所示，本实施例所涉及的芯片型电流熔断器主要由以下元件构成：长方体形的绝缘衬底1、形成在除了绝缘衬底1的表面的长度方向两端部的区域的储热层2、以一部分与储热层2重叠的方式形成在绝缘衬底1的表面的长度方向两端部的第1表电极3与第2表电极4、以导通第1表电极3与第2表电极4的方式形成在储热层2上的熔断器元件5、覆盖熔断器元件5的内部保护层6、覆盖第1表电极3与第2表电极4的一部分与内部保护层6的整体的保护层7、形成在绝缘衬底1的背面的长度方向两端部的第1背电极8与第2背电极9、形成在绝缘衬底1的长度方向一端面并连接第1表电极3与第1背电极8的第1端面电极10、形成在绝缘衬底1的长度方向另一端面并连接第2表电极4与第2背电极9的第2端面电极11。
40.绝缘衬底1为如后述将大型衬底沿纵横的分割沟来分割所取得的多个，大型衬底的主成分是以氧化铝为主成分的陶瓷衬底。
41.储热层2为涂布(例如，网版印刷)、烧结玻璃膏，涂布(例如，旋转涂布)、硬化聚酰亚胺树脂等的树脂所形成，以覆盖绝缘衬底1的表面中央部的方式形成为矩形。
42.第1表电极3与第2表电极4以及熔断器元件5为将作为熔断器可熔断的金属薄膜(例如，铜(cu)、银(ag)、金(au)、铝(al)等)溅镀或蒸镀于绝缘衬底1的表面整体，并将其显影图案化来形成。第1表电极3与第2表电极4在绝缘衬底1的长度方向两端部形成为矩形，熔断器元件5在第1表电极3与第2表电极4间形成为俯视z形状。再者，有关熔断器元件5的详细构成如后述。
43.内部保护层6为涂布(例如，网版印刷)内部保护材料(例如，玻璃膏或硅氧树脂等)干燥、烧结形成，以覆盖第1表电极3及第2表电极4的一部分与熔断器元件5的整体的方式形成为矩形。
44.保护层7为涂布(例如，网版印刷)环氧系树脂膏加热硬化形成，以覆盖第1表电极3及第2表电极4的一部分与内部保护层6的整体的方式形成为矩形。
45.第1背电极8与第2背电极9为涂布(例如，网版印刷)以银为主成分的银(ag)系膏干
燥、烧结形成，在绝缘衬底1的背面长度方向两端布形成为矩形。第1表电极3与第1背电极8、以及第2表电极4与第2背电极9虽分别形成在对应位置，第1背电极8与第2背电极9的面积形成为小于第1表电极3及第2表电极4的面积。因此，当形成于绝缘衬底1表面的第1背电极8与第2背电极9之间作为元件形成区域，第1背电极8与第2背电极9配置在元件形成区域所投影的背面区域的外侧。
46.第1端面电极10与第2端面电极11为在绝缘衬底1的长度方向两端面溅镀或蒸镀端面电极材料形成(例如，镍/铬(ni/cr2)层、镍铬(nicr)合金、镍/钛(ni/ti2)层、镍钛(niti)合金)，第1端面电极10与第2端面电极11以导通对应的第1表电极3与第1背电极8、以及第2表电极4与第2背电极9间的方式形成。附图虽省略，第1端面电极10与第2端面电极11的表面被外部电极披覆，该外部电极为镍(ni)电镀层与锡(sn)电镀层的2层结构。
47.图3为前述的熔断器元件5的说明图。如图3所示，熔断器元件5由以下部分构成：第1直线部5a、第2直线部5b及倾斜直线部5c。第1直线部5a以第1表电极3的图中上部为连接端，与绝缘衬底1的长度方向平行往第2表电极4的方向延伸。第2直线部5b以第2表电极4的图中下部为连接端，与第1直线部5a平行往第1表电极3的方向延伸。倾斜直线部5c连接第1直线部5a与第2直线部5b。倾斜直线部5c对于第1直线部5a与第2直线部5b分别以锐角连接。于此，第1直线部5a与第2直线部5b水平方向的长度设定为相同，熔断器元件5为以倾斜直线部5c的中心o为对称点的点对称形状，具体而言，形成为俯视z形状。
48.接着，有关本实施例的芯片型电流熔断器的制造步骤，利用图4与图5作说明。又，图4(a)～图4(f)为表面地观看制造步骤利用的大型衬底的俯视图，图5(a)～图5(f)分别为沿图4(a)～图4(f)为的长度方向中央部相当于1个芯片的剖面图。
49.首先，准备可取得多个绝缘衬底1的大型衬底。于该大型衬底预先格子状地设置第1次分割沟与第2次分割沟，经由两分割沟区分的方形的各个成为1个份的芯片区域。在图4与图5中，虽表示代表相当于1个份的芯片区域的大型衬底20a，实际上以下整体说明对于相当于多个份的芯片区域的大型衬底的各步骤。
50.换言之，在该大型衬底20a的表面涂布(例如，网版印刷)玻璃膏后，经由将其干燥、烧结，如图4(a)与图5(a)所示，在大型衬底20a的表面中央部形成矩形的储热层2。
51.接着，在大型衬底20a的背面涂布(例如，网版印刷)银(ag)系膏后，经由将其干燥、烧结，如图4(b)与图5(b)所示，在大型衬底20a的背面以预设的间隔形成对向的第1背电极8与第2背电极9。
52.接着，经由在大型衬底20a的表面整体溅镀(或蒸镀)铜(cu)或银(ag)等的金属薄膜来沉积，并经由将其显影来图案化，如图4(c)与图5(c)所示，一体形成存在预设间隔的第1表电极3与第2表电极4、以及跨过第1表电极3与第2表电极4间的熔断器元件5。该熔断器元件5在储热层2上形成为俯视呈z形状，并具有第1直线部5a、第2直线部5b及倾斜直线部5c。第1直线部5a以第1表电极3为连接端，与绝缘衬底1的长度方向平行往第2表电极4的方向延伸。第2直线部5b以第2表电极4为连接端，往第1表电极3的方向延伸。倾斜直线部5c连接第1直线部5a与第2直线部5b。倾斜直线部5c对于第1直线部5a与第2直线部5b以锐角连接。相较于从倾斜直线部5c的中心到第1表电极3及第2表电极4的最短距离，从倾斜直线部5c的中心到第1背电极8及第2背电极9的最短距离较长。
53.接着，在大型衬底20a的表面侧网版印刷玻璃膏后，经由将其干燥、烧结，如图4(d)
与图5(d)所示，形成覆盖第1表电极3及第2表电极4的一部分与熔断器元件5整体的内部保护层6。借此，熔断器元件5被夹置在储热层2与内部保护层6间。
54.接着，在大型衬底20a的表面侧涂布(例如，网版印刷)环氧系树脂膏后，经由将其加热硬化，如图4(e)与图5(e)所示，形成覆盖第1表电极3及第2表电极4的一部分与内部保护层6整体的保护层7。
55.接着，将大型衬底20a沿着第1次分割沟第1次分割为长型衬底20b后，经由在该长型衬底20b的分割面溅镀或蒸镀端面电极材料(例如，镍/铬(ni/cr2)层、镍铬(nicr)合金、镍/钛(ni/ti2)层、镍钛(niti)合金)，如图4(f)与图5(f)所示，在长型衬底20b的两端部形成第1端面电极10与第2端面电极11。经由第1端面电极10导通对应的第1表电极3与第1背电极8，并且经由第2端面电极11导通对应的第2表电极4与第2背电极9。
56.其后，将长型衬底20b沿着第2次分割沟第2次分割为多个芯片状衬底后，经由对于该些芯片状衬底施行电镀形成镍(ni)-锡(sn)电镀层，来形成覆盖第1端面电极10与第2端面电极11表面的外部电极(图未表示)。如此，完成如图1、图2所示的芯片型电流熔断器。
57.如以上说明，本实施例的芯片型电流熔断器是形成在第1表电极3与第2表电极4间的熔断器元件5并由第1直线部5a、第2直线部5b及倾斜直线部5c构成。第1直线部5a以第1表电极3为连接端，与绝缘衬底1的长度方向平行往第2表电极4的方向延伸，第2直线部5b以第2表电极4为连接端，与第1直线部5a平行往第1表电极3的方向延伸，倾斜直线部5c连接第1直线部5a与第2直线部5b，该倾斜直线部5c对于第1直线部5a与第2直线部5b分别以锐角连接。因此，连接第1表电极3的第1直线部5a与连接第2表电极4的第2直线部5b会成为热容易散失的部位(放热部)，由于形成在第1直线部5a与第2直线部5b间的倾斜直线部5c对于二直线部5a、5b以锐角连接，熔断器元件5的发热会集中在倾斜直线部5c的中央附近，而可使倾斜直线部5c的中央附近以稳定的时间来熔断。
58.又，在本实施例的芯片型电流熔断器中，熔断器元件5是以倾斜直线部5c的中心o为对称点的点对称形状(俯视z形状)，可在倾斜直线部5c的中央附近使其稳定地熔断。再者，相较于从倾斜直线部5c的中心到第1表电极3及第2表电极4的最短距离，从倾斜直线部5c的中心到第1背电极8及第2背电极9的最短距离较长，因此熔断器元件5的发热较难从绝缘衬底1的背侧的第1及第2背电极8、9放热，而可在倾斜直线部5c的中央附近使其稳定地熔断。更进一步，若在形成于绝缘衬底1表面的第1表电极3与第2表电极4间作为元件形成区域，由于第1背电极8与第2背电极9形成在元件形成区域投影的背面区域的外侧，依此点亦可在倾斜直线部5c的中央附近使其稳定地熔断。
59.又，在上述实施例中，熔断器元件5的第1直线部5a与第2直线部5b以及倾斜直线部5c互相长度约略相等，该些直线部5a、5b、5c的相对长度非以上述实施例为限，例如，相对于第1直线部5a与第2直线部5b，倾斜直线部5c的长度亦可较短。