专利名称：芯片熔断器的制作方法
技术领域：
本发明涉及芯片熔断器。
背景技术：
特公昭55-5847号公报(专利文献I)及特开平7-122406号公报(专利文献2)公开了在绝缘基板上通过非电解镀敷形成Ni-P-Fe膜的芯片熔断器的现有例子。现有技术文献专利文献专利文献I:特公昭55-5847号公报
专利文献2:特开平7-122406号公报
发明内容
本发明要解决的课题Ni-P-Fe膜的熔融温度是约800°C 1000°C，非常高温。因此，在专利文献I记载的电路保护元件中，小电流值不能熔断Ni-P-Fe膜(熔断器元件)，存在难以设定熔断器熔断条件的问题。另外，专利文献2中记载的电路保护元件，通过在Ni-P-Fe膜中添加微量的钨或钥，镀敷皮膜的应力升高，镀敷皮膜易产生破裂。但是，采用专利文献2的电路保护元件时，当发生Ni-P-Fe膜(熔断器元件)未引入必要的充分断裂的情况，则存在的问题是Ni-P-Fe膜并不确实地断裂。本发明的目的是提供在采用Ni-P-Fe镀敷层的芯片熔断器中，比现有更确实熔断的芯片熔断器。本发明的其它目的是提供在采用Ni-P-Fe镀敷层的芯片熔断器中，使用以比现有小的电流而进行熔断的熔断器元件的芯片熔断器。用于解决课题的手段本发明的芯片熔断器具有绝缘基板、在绝缘基板的基板表面的两端形成的一对表面电极、Ni-P-Fe镀敷层、Sn镀敷层、以及外涂层。Ni-P-Fe镀敷层，以跨越一对表面电极间的方式在基板表面上通过非电解镀敷法形成。锡镀敷层是在Ni-P-Fe镀敷层上采用电解镀敷法形成。在本发明中，通过Ni-P-Fe镀敷层及Sn镀敷层构成熔断器元件。Ni-P-Fe镀敷层，为使能单独发生熔断，必需发热至相当高的温度。在此，在本发明中，通过在Ni-P-Fe镀敷层上形成Sn镀敷层，利用Ni-P-Fe镀敷层的熔断器元件的熔断温度比现有更低。熔断温度降低的原理，不完全清楚，可以推测，Ni-P-Fe镀敷层，由于电阻值比Sn镀敷层高，故Ni-P-Fe镀敷层的温度升高，在Ni-P-Fe镀敷层中发生的热，最初使Sn镀敷层发生熔融，熔融了的Sn镀敷层，通过与Ni-P-Fe镀敷层中的Ni及Fe接触，特别是通过Fe与Sn的接触，形成熔点约500°C的合金。由此，能使单独于1000°C以上才熔融的Ni-P-Fe镀敷层的熔断温度降低。外涂层由环氧、硅酮等绝缘树脂材料被覆Sn镀敷层而形成。
具体的是，Ni-P-Fe镀敷层的膜厚为O. 4 O. 8 μ m，Sn镀敷层的膜厚为I. O
5.O μ m，Ni-P-Fe镀敷层以Fe: 11 13重量％、P:7 13重量％、余量为Ni的组成是优选的。当采用这样的构成时，例如，额定电流O. 35A、最大内阻650πιΩ、额定电压24VDC、断路电流35A、长度I. 0mm、宽度O. 5mm的1005尺寸的芯片熔断器，熔断性能为额定电流的200%且熔断时间在5秒以内。应当指出，本发明的芯片熔断器，不限于上述规格，例如，电阻值范围300 IOOOm Ω、额定电流O. 3 O. 5A、额定电压24V⑶、断路电流为35A。应当指出，芯片熔断器的尺寸，可以是长度I. 6mm、宽度O. 8mm的1608尺寸。
图I为本发明实施方案的芯片熔断器的断面图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的实施方案加以说明。图I为本发明的芯片熔断器的实施方案之一例的断面图。应当指出，为便于理解，图I中各部分的厚度尺寸均夸大地绘出。如图I所示，该芯片熔断器20具有近似矩形的绝缘基板I。在本实施方案中，芯片状的绝缘基板I由铝基板(陶瓷基板)形成。绝缘基板I的基板表面Ia上，采用玻璃糊中混炼入Ag与Pd的粉末所形成的含Ag-Pd釉糊，沿绝缘基板I的纵向，形成宽度尺寸大致相等的一对表面电极3、3。在该例中，采用含Ag-Pd釉糊，通过丝网印刷形成厚度约8μπι的表面电极3、3。含Ag-Pd釉糊的烧结温度为约850°C。绝缘基板I的基板背面Ib上，采用含Ag釉糊，沿绝缘基板I的纵向，形成宽度尺寸大致相等的一对表面电极5、5。里面电极5、5，米用丝网印刷形成，厚度与表面电极相同，均为约8 μ m。含Ag釉糊的烧结温度为约850°C。侧面电极7、7是被覆表面电极3、3的一部分及背面电极5、5的一部分，并且跨越表面电极3、3与背面电极5、5而形成。其结果是，绝缘基板I的纵向两端面Ic也由侧面电极7、7被覆。侧面电极7、7，采用含镍-铬合金的镍-铬合金薄膜与铜薄膜形成。该薄膜采用溅射法形成。但是，也可用Ag树脂糊(约200°C烧结)形成侧面电极7、7。侧面电极7、7，如图I所不，表面电极3、3的一部分及背面电极5、5的一部分均被覆镍镀敷层(内部镀敷)9。因此，镍镀敷层9，由Sn镀敷层11 (外部镀敷)进行全部被覆。基板表面Ia上形成了包含Ni-P-Fe的镀敷层15。Ni-P-Fe具有高的键合性。因此，当使用Ni-P-Fe作为熔断器元件时，可以得到对脉冲性高的芯片熔断器。包含Ni-P-Fe的镀敷层15，采用非电解镀敷法形成O. 4 O. 8 μ m的膜厚。在本实施例中，Ni-P-Fe的组成Fe: 11 13重量％、P: 7 13重量％、余量为Ni。应当指出，Ni-P-Fe镀敷层15的膜厚及组成，不限于这些，当Fe的组成比高时，电阻值变大，同时，镀敷皮膜变得易于氧化。当镀敷皮膜氧化时，下一工序的掩模密合力恶化，则伴随着Sn被膜的不稳定化，产生掩模剥离不充分的问题。另外，当Fe的组成比低时，得不到充分的熔断特性。因此，Fe的组成比与电阻值，必须调至适当的范围。包含Ni-P-Fe的镀敷层15，采用非电解镀敷法形成后，于270°C 310°C进行热处理。在Ni-P-Fe镀敷层15上，形成包含Sn的镀敷层17。Sn镀敷层17，采用电解镀敷法形成I. O 2. O μ m的膜厚。应当指出，在形成Sn镀敷层17之前，芯片熔断器20单元的边缘部分上形成掩蔽膜是优选的。通过掩模，可以防止边缘部分上产生Sn被膜。当边缘部分产生Sn被膜时，则在导体上附着Sn。因此，在逆流时断开导体。通过施加掩模，可以防止其断开。在本发明中，由Ni-P-Fe的镀敷层15与Sn镀敷层17构成熔断器元件18。当在表面电极3、3之间施加电压时，在Ni-P-Fe镀敷层15 及Sn镀敷层17两者流入电流。Ni-P-Fe镀敷层15，为单独地进行熔融，必须达到1000°C。Ni-P-Fe镀敷层15，电阻值比Sn镀敷层17高，故Ni-P-Fe镀敷层15的温度升高，Ni-P-Fe镀敷层15中发生的热传送至Sn镀敷层17。由于Sn镀敷层17，在约230°C左右发生熔融，故通过Ni-P-Fe镀敷层15传送的热发生熔融。熔融了的Sn镀敷层17，当与Ni-P-Fe镀敷层15接触时，Ni及Fe发生溶出。特别是可以推测，通过Fe与Sn的混合，可以形成熔点约500°C的合金。因此，本实施方案中，单独才于1000°C熔融的Ni-P-Fe镀敷层15，在约500°C发生熔融。因此，本实施方案的熔断器元件18在约500°C发生熔断。特别是在本实施方案中，Ni-P-Fe镀敷层15的膜厚为O. 4 O. 8 μ m，Sn镀敷层17的膜厚为I. O 5.0 μ m。另外，Ni-P-Fe镀敷层15的组成为Fe: 11 13重量％、P:7 13重量％、余量为Ni。因此，当本实施方案的芯片熔断器为额定电流O. 35A、最大内阻650mΩ、额定电压24VDC、断路电流35A、长度I. 0mm、宽度O. 5mm的1005尺寸时，熔断性能为额定电流200%，并且熔断时间在5秒以内。应当指出，本发明的芯片熔断器，不限于上述规格，例如，可以是电阻值范围300 ΙΟΟΟπιΩ、额定电流O. 3 O. 5A、额定电压24VDC、断路电流35Α。另外，芯片熔断器的大小，也可以是长度I. 6mm，宽度O. 8mm的1608尺寸。在采用电解镀敷法形成的Sn镀敷层17上，形成外涂层19。在本实施方案，采用烧结温度比采用非电解镀敷法形成的Ni-P-Fe镀敷层15的热处理温度低的绝缘树脂材料即环氧树脂，形成外涂层19。使用的环氧树脂的烧结温度为约200°C。外涂层19也可在丝网印刷后进行烧结、形成。上述实施方案的芯片熔断器20，最好按下列顺序制造。首先，在绝缘基板I的基板表面及背面的两端，形成一对表面电极3、3及一对背面电极5、5。其次，形成侧面电极7>7o再次，在位于一对表面电极3、3及一对表面电极3、3之间的基板表面上，为使米用非电解镀敷法形成的镀敷层进行被膜，基板表面上的一对表面电极的3、3之间，形成非电解被膜用基底。非电解被膜用基底是，作为非电解镀敷进行被膜的基底发挥功能，与丝网印刷一起通过烧结形成。非电解被膜用基底的材质是任意的，在该例中，由作为导电物的含Pd的釉糊材料(W夕 。-7卜)形成。由含Pd的釉糊材料构成的非电解被膜用基底的烧结温度为约600°C。非电解被膜用基底，在形成一对表面电极3、3后，在表面电极
3、3间整面地形成。应当指出，非电解被膜用基底，在本发明的芯片熔断器的完成品中，在陶瓷基板上，以O. I μ m以下的Pd微量点缀而不形成层。其次，基板表面上的一对表面电极3、3及釉糊上，采用非电解镀敷法，形成Ni-P-Fe镀敷层15。再次，对Ni-P-Fe的镀敷层15进行热处理。其次，印刷掩模糊后进行烧结。然后，在Ni-P-Fe镀敷层15上，采用电解镀敷法，形成Sn镀敷层17。之后，除去掩模。而且，为了得到必要的电阻值，根据需要进行微调。应当指出，微调未必是必要的。最后，采用绝缘树脂材料，形成被覆Sn镀敷层17的外涂层19。而且，在形成外涂层19后，跨越侧面电极7、7与表面电极3、3与背面电极5、5形成镀敷层9、11。在本实施方案中，绝缘基板由陶瓷基板构成，外涂层由环氧树脂形成，底涂层使用含Pd的金属釉糊，适于本发明使用的基板材料、外涂层材料及底涂层，并不限于这些材料。产业上的利用可能性按照本发明，熔断器元件以比现有低的温度确实地熔断。符号说明I绝缘基板 3表面电极5背面电极7侧面电极9内部镀敷11外部镀敷I5Ni-P-Fe 镀敷层17Sn 镀敷层18熔断器元件19外涂层20芯片熔断器
权利要求
1.芯片熔断器，其具有 绝缘基板、 在上述绝缘基板的基板表面的两端形成的一对表面电极、 以跨越上述一对表面电极间的方式在上述基板表面上形成的Ni-P-Fe镀敷层、 在上述Ni-P-Fe镀敷层上形成的Sn镀敷层、以及 在上述Sn镀敷层上形成的由绝缘树脂材料构成的外涂层。
2.按照权利要求I所述的芯片熔断器，其中，上述Ni-P-Fe镀敷层的膜厚为O.4 O.8 μ m,上述Sn镀敷层的膜厚为I. O 2. O μ m。
3.按照权利要求I或2所述的芯片熔断器，其中，上述Ni-P-Fe镀敷层的组成为Fe:ll 13重量％、P:7 13重量％、余量为Ni。
全文摘要
本发明提供在低温确实熔断的芯片熔断器。在绝缘基板(1)的表面上形成表面电极,在表面电极(3)上形成Ni-P-Fe镀敷层(15),在Ni-P-Fe镀敷层(15)上形成Sn镀敷层(17)。而且,采用由绝缘树脂材料构成的外涂层被覆Sn镀敷层(17)。
文档编号C22C19/03GK102792410SQ201180012778
公开日2012年11月21日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月9日
发明者竹内胜己, 黑川宽幸 申请人:北陆电气工业株式会社