熔丝元件以及熔丝器件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及安装在电流路径上并且在超过额定的电流流动时利用自我发热进行 熔断来切断该电流路径的熔丝元件以及熔丝器件，特别是涉及速断性优越的熔丝元件以及 熔断后的绝缘性优越的熔丝器件。本申请基于在日本国在2013年3月28日申请的日本特 许申请号特愿2013-070306和在2014年3月20日申请的日本特许申请号特愿2014-059135 要求优先权，通过参照而将这些申请援引于本申请。
【背景技术】
[0002] 历来，使用在超过额定的电流流动时利用自我发热进行熔断来切断该电流路径 的熔丝元件。作为熔丝元件，例如，多使用将焊料封入到玻璃管中的支架固定型熔丝、在 陶瓷基板表面印刷Ag电极的芯片熔丝、使铜电极的一部分变细而装入到塑料盒（plastic case)中的拧入或插入型熔丝等。
[0003]现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2011-82064号公报。
【发明内容】
[0004] 发明要解决的课题 但是，在上述现有的熔丝元件中，指出以下那样的问题点：不能进行利用回流的表面安 装，电流额定低，此外，当通过大型化来提高额定时速断性差。
[0005]此外，在设想回流安装用的速断熔丝器件的情况下，为了不由于回流的热而熔融， 通常，在熔丝元件中，熔点为300°C以上的加入Pb的高熔点焊料是熔断特性上优选的。但 是，在RoHS指令等中，含有Pb焊料的使用只不过被限定地同意，认为今后无Pb化的要求会 变强。
[0006]S卩，作为熔丝元件，要求：利用回流的表面安装是可能的且向熔丝器件的安装性优 越、能够提高额定而与大电流对应、具备在超过额定的过电流时迅速地切断电流路径的速 熔断性。
[0007] 因此，本发明的目的在于提供一种能够进行表面安装并且能够兼顾额定的提高和 速熔断性的熔丝元件和使用该熔丝元件的熔丝器件。
[0008] 用于解决课题的方案 为了解决上述的课题，本发明的熔丝元件是，在构成熔丝器件的通电路径并且由于超 过额定的电流通电而利用自我发热熔断的熔丝元件中，具有：低熔点金属层；以及高熔点 金属层，层叠于所述低熔点金属层，所述低熔点金属层在所述通电时侵蚀所述高熔点金属 层而熔断。
[0009]此外，本发明的熔丝器件具备：绝缘基板；以及熔丝元件，装载在所述绝缘基板 上，由于超过额定的电流通电而利用自我发热来熔断通电路径，所述熔丝元件具有：低熔点 金属层；以及高熔点金属层，层叠于所述低熔点金属层，所述低熔点金属层在所述通电时侵 蚀所述高熔点金属层而熔断。
[0010] 发明效果 根据本发明，在熔丝元件中，在作为内层的低熔点金属层层叠高熔点金属层来作为外 层，由此，即使在回流温度超过低熔点金属层的熔融温度的情况下，作为熔丝元件，也不会 达到熔断。因此，熔丝元件能够利用回流而高效率地安装。
[0011] 此外，关于本发明所涉及的熔丝元件，当比额定高的值的电流流动时，利用自我发 热进行熔融来切断通电路径。此时，在熔丝元件中，熔融后的低熔点金属层侵蚀高熔点金属 层，由此，高熔点金属层以比熔融温度低的温度熔解。因此，熔丝元件能够利用由低熔点金 属层造成的高熔点金属层的侵蚀作用而在短时间内熔断。
[0012] 此外，关于熔丝元件，在低熔点金属层层叠低电阻的高熔点金属层来构成，因此， 能够大幅地减小导体电阻，与相同尺寸的以往的芯片熔丝等相比，能够大幅地提高电流额 定。此外，与具有相同的电流额定的以往的芯片熔丝相比，能够谋求薄型化，并且速熔断性 优越。
【附图说明】
[0013] 图1是示出应用本发明的熔丝元件以及熔丝器件的剖面图。
[0014] 图2是示出应用本发明的另外的熔丝元件的剖面图。
[0015] 图3是示出应用本发明的另外的熔丝元件的剖面图。
[0016] 图4是示出应用本发明的另外的熔丝元件的立体图，（A)示出将高熔点金属层设 置在低熔点金属层的上下表面，（B)示出将高熔点金属层设置在长尺状的低熔点金属的表 面而切断为适当的长度，（C)示出将高熔点金属层设置在线（wire)状的低熔点金属的表面 而切断为适当的长度。
[0017] 图5是示出形成有保护构件的熔丝元件的立体图。
[0018] 图6是示出被保护套保护的熔丝元件的图，（A)为分解立体图，（B)为示出在框体 内收纳有熔丝元件的状态的立体图，（C)为示出被盖体闭塞的状态的立体图。
[0019] 图7是示出利用夹具（clamp)端子夹持熔丝元件的熔丝器件的剖面图。
[0020] 图8是示出将与夹具端子嵌合连接的熔丝元件自身用作熔丝器件的实施例的剖 面图。
[0021] 图9是示出应用本发明的另外的熔丝元件的立体图。
[0022] 图10是示出使用了图9所示的熔丝元件的熔丝器件的制造工序，（A)示出绝缘基 板的立体图，（B)示出在绝缘基板装载有熔丝元件的状态，（C)示出在熔丝元件上设置有焊 剂（flux)的状态，（D)示出装载了覆盖构件的状态，（E)示出向电路基板的安装状态。
[0023] 图11是示出使用了一个板状元件的熔丝器件的熔断状态的图，（A)示出超过额定 的电流开始通电的状态，（B)示出元件恪融并凝集了的状态，（C)示出元件伴随着电弧放电 而爆发地熔断了的状态。
[0024] 图12是示出使用了具有多个元件部的熔丝元件的熔丝器件的熔断状态，（A)示出 超过额定的电流开始通电的状态，（B)示出外侧的元件部恪断了的状态，（C)示出内侧的元 件部伴随着电弧放电而熔断了的状态。
[0025] 图13是示出熔丝元件的平面图，（A)示出整体地支承元件部的两侧，（B)示出整体 地支承元件部的单侧。
[0026] 图14是示出并联有3个元件的熔丝器件的立体图。
[0027] 图15是示出在第一、第二电极设置有突出部的熔丝器件的图，（A)为绝缘基板的 平面图，（B)为立体图。
[0028] 图16是示出使用了图9所示的熔丝元件的另外的熔丝器件的制造工序的图，（A) 示出绝缘基板的立体图，（B)示出在绝缘基板装载有熔丝元件的状态，（C)示出在熔丝元件 上设置有焊剂的状态，（D)示出装载有覆盖构件的状态和向电路基板的安装状态。
[0029] 图17是示出使用了另外的熔丝元件的另外的熔丝器件的立体图。
[0030] 图18 (A) (B)是示出形成有第一、第二分割电极的绝缘基板的平面图。
【具体实施方式】
[0031] 以下，一边参照附图，一边详细地说明应用本发明的熔丝元件以及熔丝器件。再 有，本发明并不仅限定于以下的实施方式，当然能够在不偏离本发明的主旨的范围内进行 各种变更。此外，附图是示意性的，存在各尺寸的比率等与现实的比率不同的情况。关于具 体的尺寸等，应参考以下的说明来判断。此外，当然，在附图互相间也包含彼此的尺寸的关 系、比率不同的部分。
[0032][第一实施方式]
[熔丝器件] 本发明的熔丝器件1如图1所示那样具备：绝缘基板2、设置在绝缘基板2的第一和第 二电极3、4、以及遍及第一和第二电极3、4间安装并且由于超过额定的电流通电而利用自 我发热进行熔断来切断第一电极3与第二电极4之间的电流路径的熔丝元件5。
[0033] 绝缘基板2例如通过氧化铝、玻璃陶瓷、多铝红柱石、氧化锆等具有绝缘性的构件 而形成为方形形状。此外，绝缘基板2也可以使用在玻璃环氧基板、苯酚（phenol)基板等 印刷布线基板中使用的材料。
[0034] 在绝缘基板的相向的两端部形成有第一、第二电极3、4。第一、第二电极3、4分别 由Cu布线等的导电图案形成，在表面适当地作为氧化防止对策而设置有Sn电镀等保护层 6。此外，第一、第二电极3、4从绝缘基板2的表面2a经由侧面到达背面2b。熔丝器件1经 由形成在背面2b的第一、第二电极3、4而安装在电路基板的电流路径上。
[0035] [恪丝元件] 遍及第一和第二电极3、4间安装的熔丝元件5由于超过额定的电流通电而利用自我发 热(焦耳热）熔断来切断第一电极3与第二电极4之间的电流路径。
[0036] 熔丝元件5为由内层和外层构成的层叠构造体，作为内层具有低熔点金属层5a， 作为层叠于低熔点金属层5a的外层具有高熔点金属层5b，形成为大致矩形板状。熔丝元件 5在经由焊料等粘接材料8装载在第一和第二电极3、4间之后通过回流焊接等连接在绝缘 基板2上。
[0037] 关于低熔点金属层5a，优选的是将Sn作为主要成分的金属，是通常被称为"无Pb 焊料"的材料(例如，千住金属工作制、M705等)。低熔点金属层5a的熔点未必需要比回流 炉的温度高，也可以以200°C左右熔融。高熔点金属层5b为层叠在低熔点金属层5a的表面 的金属层，例如为将Ag或Cu或它们之中的任一个作为主要成分的金属，具有即使在通过回 流炉在绝缘基板2上进行熔丝元件5的安装的情况下也不熔融的高的熔点。
[0038] 关于恪丝元件5,在成为内层的低恪点金属层5a层叠高恪点金属层5b来作为外 层，由此，即使在回流温度超过低熔点金属层5a的熔融温度的情况下，作为熔丝元件5,也 不达到熔断。因此，熔丝元件5能够利用回流高效率地安装。
[0039] 此外，熔丝元件5在规定的额定电流流动的期间不会由于自我发热而熔断。然后， 当流动比额定高的值的电流时，通过自我发热而熔融来切断第一和第二电极3、4间的电流 路径。此外，关于熔丝元件5,熔融后的低熔点金属层5a侵蚀高熔点金属层5b，由此，高熔 点金属层5b以比熔融温度低的温度熔融。因此，熔丝元件5能够利用由低熔点金属层5a 的高熔点金属层5b的侵蚀作用在短时间内熔断。此外，熔丝元件5的熔融金属由于第一和 第二电极3、4的物理的拉拢（draw)作用而分断为左右，因此，能够迅速地且可靠地切断第 一和第二电