保护元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及保护电气装置的保护元件，更详细来说，涉及在电气装置内流过过剩 的电流的情况下切断该电流的流动的熔丝元件。
【背景技术】
[0002] 在各种电路中，在过电流、S吡额定电流大的电流流过的情况下，为了保护电路或 者组装到电路的电气装置和/或布线等，使用保护元件，具体来说，使用熔丝元件。
[0003] 熔丝元件一般在流过过电流的情况下，通过由其熔丝单元的固有电阻产生的焦耳 热，形成该熔丝单元的金属会被熔断，从而切断过电流。这样的熔丝元件通过使形成其熔丝 单元的金属合金化，或者通过使用合金作为形成其熔丝单元的金属，从而能够提高其熔断 特性。例如，在专利文献1中，通过使低熔点金属紧贴于熔丝单元的一部分，从而在流过过 电流的情况下，使该低熔点金属扩散到熔丝单元内，由此使形成熔丝单元的金属合金化。此 外，在专利文献2中，使用Cu合金作为形成熔丝单元的金属。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:JP特开昭64-60937号公报
[0007] 专利文献2:JP特开平5-198247号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的课题
[0009] 但是，在上述这样的现有的熔丝元件中，虽然在流过远远超出额定电流的过电流、 例如在流过3~5倍的过电流的情况下，其熔丝单元会立即被断开，但是在流过并没有远超 出额定电流的过电流、例如流过额定容量的2倍左右的过电流的情况下，在其恪丝单元中 产生的焦耳热少，会发生熔丝单元不被熔断或者熔断速度慢这样的问题。如果熔丝单元的 熔断速度变慢，则熔断时会容易产生电弧，因此不得不设定较低的熔丝元件的额定电压。
[0010] 因此，本发明想要解决的课题是提供一种熔丝元件，即使对并没有远超出额定电 流的过电流，例如对额定容量的2倍左右的过电流，也能够提供可靠且迅速的保护。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本发明提供一种熔丝元件，该熔丝元件具有熔丝单元，该熔丝单元具有由至少1 种高熔点金属形成的高熔点金属层以及由至少1种低熔点金属形成的低熔点金属层，该熔 丝元件的特征在于，所述熔丝单元的各金属层被层叠，且各金属层的沿电流的流动方向的 长度实质上相等。
[0013] 本发明的熔丝元件具有熔丝单元，该熔丝单元将由至少1种高熔点金属形成的高 熔点金属层以及由至少1种低熔点金属形成的低熔点金属层进行层叠，且各金属层的沿电 流的流动方向的长度实质上相等。本发明的熔丝元件只要具有这样的熔丝单元即可，不特 别限定其形式，例如也可以是管熔丝、平型熔丝、薄膜熔丝等形式。
[0014] 作为上述高熔点金属以及低熔点金属，只要是导电性的金属即可，不特别进行限 定，例如可列举：Ni、Cu、Ag、Au、Al、Zn、Rh、Ru、Ir、Pd、Pt、Ni-Au合金、Ni_P合金、Ni_B合 金、Sn、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金、Sn-Ag-Cu-Bi-In合金、 Sn-Ag-Bi-In合金、Sn-Ag-Cu-Sb合金、Sn_Sb合金、Sn-Cu-Ni-P-Ge合金、Sn-Cu-Ni合金、 Sn-Ag-Ni-Co合金、Sn-Ag-Cu-Co-Ni合金、Su_Bi_Ag合金、Sn_Zn合金、Sn_In合金、Sn-Cu-Sb 合金、Sn-Fe合金、Zn-Ni合金、Zn-Fe合金、Zn-Co合金、Zn-C〇-Fe合金、Sn-Zn合金、Pd-Ni 合金以及Sn-Bi合金。
[0015] 其中，作为上述高熔点金属，虽然不特别进行限定，但是例如可列举：Ni、Cu、Ag、 Au、Al、Zn、Sn、Rh、Ru、Ir、Pd、Pt、Ni-Au合金、Ni_P合金以及Ni_B合金，特别优选Ni。
[0016] 此外，在使用上述高熔点金属的情况下，作为上述低熔点金属，虽然不特别进行 限定，但是例如可列举：Sn、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金、 Sn-Ag-Cu-Bi-In合金、Sn-Ag-Bi-In合金、Sn-Ag-Cu-Sb合金、Sn_Sb合金、Sn-Cu-Ni-P-Ge 合金、Sn-Cu-Ni合金、Sn-Ag-Ni-Co合金、Sn-Ag-Cu-C〇-Ni合金、Su-Bi-Ag合金、Sn-Zn合 金以及Sn-Bi合金，特别优选Sn、Sn-Cu合金或者Sn-Bi合金。
[0017] 另外，应注意，所谓"高熔点金属"中的"高熔点"以及"低熔点金属"中的"低熔点" 是相对的说法。即，形成本发明的熔丝元件的熔丝单元的各层的金属之中，熔点最高的金属 相当于"高熔点金属"，熔点最低的金属相当于"低熔点金属"。
[0018] 形成为将上述高恪点金属层以及低恪点金属层层叠。该高恪点金属层以及低恪点 金属层虽然可以分别各为1层，但是也可以具有2个以上的高熔点金属层和/或2个以上 的低熔点金属层。此外，其层叠顺序并无特别限定。例如，可以以1种高熔点金属层位于低 熔点金属层之间、或者1种低熔点金属层位于高熔点金属层之间的方式来进行层叠。进一 步地，也可以以一个金属层围绕另一个金属层的周围的方式，例如以低熔点金属层围绕高 熔点金属层的周围的方式来进行层叠。
[0019] 进一步地，本发明的熔丝元件也可以具有上述高熔点金属层以及低熔点金属层以 外的1个或者1个以上的其他金属层。作为形成这样的其他金属层的金属，虽然不特别进 行限定，但是优选形成该其他金属层的金属的熔点与形成所述高熔点金属层的金属的熔点 或形成低熔点金属层的金属的熔点相同、或者处于两者之间。此外，其层叠顺序并无特别限 定。
[0020] 上述高恪点金属层以及低恪点金属层、其他金属层（如果存在的话）实质上是在 各金属层的沿电流的流动方向的长度整体上层叠的。即，在作为熔丝单元起作用的部分中， 各金属层的沿电流的流动方向的长度实质上相等。通过这样进行层叠，各金属层就能够有 助于通电，恪丝元件的额定电流就会变大。
[0021] 上述高熔点金属层以及低熔点金属层、其他金属层（如果存在的话）的宽度（与 电流的流动方向大致垂直的方向的长度）可以相同也可以不同，但是优选相同。即，上述高 熔点金属层以及低熔点金属层、其他金属层（如果存在的话）优选实质上遍及整个面来层 叠。通过这样进行层叠，能够进一步增大熔丝元件的额定电流。
[0022] 对上述高熔点金属层以及低熔点金属层、其他金属层（如果存在的话）进行层叠 的方法虽然无特别限定，但是例如可列举镀覆法、热压接法等。
[0023] 上述高熔点金属层的厚度与上述低熔点金属层的厚度之比（在各个层为多层的 情况下是其总和之比）为1 : 100~2 : 1，优选为1 : 100~1 : 1，更优选为1 : 25~ 3 : 5,进一步优选为1 : 25~3 : 10。
[0024] 在一个方式中，上述高熔点金属层的厚度为0? 1~5ym，优选为0? 5~3ym，在存 在多层的情况下，其总和为0. 1~10ym，优选为0. 5~6ym。上述低恪点金属层的厚度为 0? 1~10ym，优选为1~8ym，在存在多层的情况下，其总和为0? 1~20ym，优选为1~ 15um〇
[0025] 本发明的熔丝元件通过采用上述这样的构造，即使在流过并不是远超出额定电流 的过电流，例如在流过额定电流的1. 2~4. 0倍，或例如流过额定电流的1. 4~2. 0倍，代 表性地流过额定电流的1. 5~2. 0倍的过电流的情况下，也能够抑制电弧的产生，能够可靠 地切断过电流。
[0026] 本发明虽然不受任何理论的约束，但是本发明的熔丝元件考虑如下方式来切断过 电流。如果在本发明的熔丝元件中流过过电流，则因熔丝单元的固有电阻而产生焦耳热。由 于该热，首先低熔点金属层熔化，低熔点金属层部分被熔断。此时的低熔点金属层的熔断比 较缓慢，但是由于这里流动的电流会转流到高熔点金属层，所以电弧的产生得到抑制。低熔 点金属层中流动的电流转流到高熔点金属层的结果是，流过高熔点金属层的电流大大超出 高熔点金属层单独的额定电流，高熔点金属层会迅速被熔断。其结果是，本发明的熔丝元件 在抑制电弧产生的同时切断过电流。
[0027] 发明效果
[0028] 本发明的熔丝元件通过使用至少将由高熔点金属形成的高熔点金属层以及由低 熔点金属形成的低熔点金属层进行层叠而成的熔丝单元，对于并不是远超出额定电流的过 电流，例如额定容量的2倍左右的过电流，也能够提供可靠的保护。此外，本发明的熔丝元 件能够抑制熔断时的电弧的产生。
【附图说明】
[0029] 图1以沿着本发明的熔丝元件的厚度方向的剖视图示意性地表示了本发明的熔 丝元件。
[0030] 图2以俯视图示意性地表示了图1所示的恪丝元件。
[0031] 图3以剖视图示意性地表示了图1以及图2所示的熔丝元件的周边贯通开口部以 及熔丝单元部。
【具体实施方式】
[0032] 参照附图来更详细地说明本发明的熔丝元件。图1中以沿着本发明的熔丝元件的 厚度方向的剖视图示意性地示出了本发明的熔丝元件的1个形态（由A来示出表现为切断 面的部分），此外图2中以俯视图示意性地示出了图1所示的熔丝元件。进一步地，图3中 以剖视图示意性地示出了图1以及图2所示的熔丝元件的周边贯通开口部以及熔丝单元 部。
[0033] 图示的熔丝元件10由绝缘性物