JP6650572B2

JP6650572B2 - 回路保護素子の製造方法

Info

Publication number: JP6650572B2
Application number: JP2015030474A
Authority: JP
Inventors: 智幸鷲崎; 和俊松村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2020-02-19
Anticipated expiration: 2035-02-19
Also published as: JP2016152193A

Description

本発明は、過電流が流れると回路を遮断して各種電子機器を保護する回路保護素子の製造方法に関するものである。

従来のこの種の回路保護素子の製造方法は、図４に示すように、絶縁基板１の上面の両端部に一対の電極２を形成した後、この一対の上面電極２と電気的に接続されるエレメント部３を形成し、その後、このエレメント部３をレーザで切削してエレメント部３を貫通する溶断部形成用トリミング溝４を形成し、溶断部形成用トリミング溝４で囲まれた溶断部５を設けるようにしていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００５−２２２７６２号公報

上記した従来の回路保護素子の製造方法においては、定格電流に応じて都度エレメント部３の厚みや溶断部５の体積等を変えるようにしているため、歩留まりが悪化するという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、歩留まりを向上させることができる回路保護素子の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の縦方向および横方向の分割部を有するシート状絶縁基板を用意する工程と、前記シート状絶縁基板の前記縦方向の分割部を跨ぐように上面電極を複数形成し、前記縦方向および横方向の分割部で囲まれた複数の素子部において前記上面電極間を橋絡するエレメント部を形成する工程と、前記エレメント部にレーザによって溶断部形成用トリミング溝および抵抗値調整用トリミング溝を形成する工程とを備え、前記シート状絶縁基板上において全ての前記複数の素子部に同時にめっきすることによって前記エレメント部を形成するようにし、全ての前記複数の素子部の前記エレメント部に前記溶断部形成用トリミング溝を形成した後、前記複数の素子部に前記抵抗値調整用トリミング溝を形成するようにしている。

以上のように本発明の回路保護素子の製造方法は、全ての素子部に同時にめっきすることによってエレメント部を形成するようにしているため、各素子部のエレメント部の厚みを略等しくすることができ、これにより、溶断部形成用トリミング溝の位置を変えさえすれば定格電流に応じた回路保護素子を得ることができるため、１つのシート状絶縁基板において複数の定格電流に対応した回路保護素子を得ることができ、この結果、歩留まりを向上させることができるという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における回路保護素子の断面図同回路保護素子の一部切欠上面図（ａ）（ｂ）同回路保護素子の製造方法の一部を示す一部切欠上面図従来の回路保護素子の上面図

以下、本発明の一実施の形態における回路保護素子について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における回路保護素子の断面図、図２は同回路保護素子の同一部切欠上面図である。

本発明の一実施の形態における回路保護素子は、図１、図２に示すように、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極１２と、この一対の上面電極１２間を橋絡するように形成され、かつ前記一対の上面電極１２と電気的に接続されるエレメント部１３と、このエレメント部１３と前記絶縁基板１１との間に設けられた下地層１４と、前記エレメント部１３を覆うように設けられた絶縁層１５と、絶縁基板１１の端面にエレメント部１３と接続する端面電極１６とを備えた構成としているものである。

また、エレメント部１３には、一対の溶断部形成用トリミング溝１７と抵抗値調整用トリミング溝１８が形成されるもので、これにより、エレメント部１３は蛇行状となっている。さらに、一対の溶断部形成用トリミング溝１７で囲まれた部分に溶断部１９が構成されている。そして、材質が同じであれば溶断部１９の体積（厚み×上面視での面積）に応じて定格電流が変わる。なお、図２においては絶縁層１５、端面電極１６を省略している。

次に、本発明の一実施の形態における回路保護素子の製造方法について説明する。

図３（ａ）において、まず、Ａｌ₂Ｏ₃を５５％〜９６％含有するアルミナで方形状に構成されたシート状絶縁基板２１を用意する。このシート状絶縁基板２１の上面には、複数の縦方向の分割部２２ａおよび複数の横方向の分割部２２ｂを有している。この縦方向の分割部２２ａと横方向の分割部２２ｂとで囲まれた部分が個片状の回路保護素子となる素子部２３である。シート状絶縁基板２１は個片状も回路保護素子（素子部２３）における絶縁基板１１となる。

なお、図３においては、説明を簡単にするために、３本の縦方向の分割部２２ａ、４本の横方向の分割部２２ｂを形成し、素子部２３を６個設けたものを示す。また、縦方向、横方向の分割部２２ａ、２２ｂは分割用の溝であってもよいが、シート状絶縁基板２１が湾曲してめっき厚みが場所によって異なることがないようにする必要がある。

次に、縦方向の分割部２２ａを跨ぐように銀ペーストまたは銀を主成分とする銀パラジウム合金導体ペーストを印刷して焼成することにより上面電極１２を複数形成する。これにより、各素子部２３の両端部に一対の上面電極１２が形成される。

この後、各素子部２３の中央部に、ガラス、シリコン樹脂等からなる下地層１４を形成する（図３では図示せず）。

さらに、実装時の安定性を確保するために、シート状絶縁基板２１の裏面における前記上面電極１２と対向する位置に、銀ペーストまたは銀を主成分とする銀パラジウム合金導体ペーストを印刷して焼成することにより裏面電極（図示せず）を形成してもよい。

次に、下地層１４および一対の上面電極１２の上面にエレメント部１３を形成する。なお、このエレメント部１３は一対の上面電極１２間を橋絡して一対の上面電極１２と電気的に接続されるように構成する。

そして、このエレメント部１３は、図１において、まず、Ｔｉ、Ｃｕ、ＴｉあるいはＣｒ、ＣｕＮｉを順番にスパッタすることにより第１のエレメント部１３ａを設け、その後、この第１のエレメント部１３ａをめっき核として第１のエレメント部１３ａの上面にＮｉ、Ｃｕ、Ａｇを無電解めっきまたは電解めっきして第２のエレメント部１３ｂを設けることにより形成される。なお、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇは単体であってもよいし、合金であってもよいし、積層してもよい。さらに、第１のエレメント部１３ａは無くてもよい。

このとき、シート状絶縁基板２１上の素子部２３全てに同時にめっきをし、全ての素子部２３のエレメント部１３のめっき厚みを略同一になるようにする。ここで、全ての素子部２３とは、ダミー部分を除いた実質的に回路保護素子となる全体の部分をいう。ただし、めっき厚みがより同一となり易いシート状絶縁基板２１の中央部のみを使用するのが好ましい。また、めっき厚みが厚くなりそうな箇所に、めっきが付き難くさせるための遮蔽物を配置し、めっき厚みが同一になるようにしてもよい。

次に、各素子部２３のエレメント部１３に、一対の溶断部形成用トリミング溝１７を形成し、かつ溶断部１９を設ける。このとき、要望された定格電流とその数量に応じて、溶断部形成用トリミング溝１７の位置を調整する。

次に、図３（ｂ）に示すように、全ての素子部２３のエレメント部１３に一対の溶断部形成用トリミング溝１７を形成した後に、各素子部２３の一対の電極１２間の抵抗値を測定し、所定の抵抗値になるように抵抗値調整用トリミング溝１８をエレメント部１３に形成する。

このように、全ての素子部２３のエレメント部１３に溶断部形成用トリミング溝１７を形成した後に、抵抗値調整用トリミング溝１８を形成すれば、溶断部形成用トリミング溝１７の形成時に発生する熱が拡散しエレメント部１３が低温化した後で抵抗値調整用トリミング溝１８を形成できるため、溶断部形成用トリミング溝１７形成時の発熱によるエレメント部１３の抵抗値変化が無い状態で抵抗値調整でき、これにより、高精度の抵抗値が得られる。

すなわち、抵抗値調整用トリミング溝１８を形成しようとした時には、溶断部形成用トリミング溝１７の形成時に発生する熱がエレメント部１３全体に逃げているため、エレメント部１３は高温とならない。そして、このエレメント部１３が高温にならないことから、エレメント部１３の抵抗値は理論値に近づくため、所定の抵抗値になるようにエレメント部１３の抵抗値を測定しながら抵抗値調整用トリミング溝１８を形成すると、所定の抵抗値に極めて近い抵抗値が得られる。

なお、上記図３（ｂ）においては、抵抗値調整用トリミング溝１８を２本形成したものについて説明したが、他の本数でも構わない。

次に、シリコン等の樹脂を少なくとも溶断部１９を覆うように形成して絶縁層１５を形成する。

次に、シート状絶縁基板２１を、複数の縦方向の分割部２２ａおよび複数の横方向の分割部２２ｂで分割して個片状の素子部２３を複数形成するとともに、各素子部２３の両端部においてエレメント部１３の一部と重なるように樹脂銀ペーストを塗布して硬化させることにより端面電極１６を形成する。

最後に、前記端面電極１６の表面に、ニッケルと錫の２層構造からなるめっき膜（図示せず）を形成して、本発明の一実施の形態における回路保護素子を製造する。

上記したように本発明の一実施の形態においては、シート状絶縁基板２１上において全ての素子部２３に同時にめっきすることによってエレメント部１３を形成するようにしているため、各素子部２３のエレメント部１３の厚みを略等しくすることができ、これにより、溶断部形成用トリミング溝１７の位置を変えさえすれば定格電流に応じた回路保護素子を得ることができるため、１つのシート状絶縁基板２１において複数の定格電流に対応した回路保護素子を得ることができ、この結果、定格電流に応じて都度エレメント部１３の厚み等を変えることをせずに済むため、歩留まりを向上させることができるという効果が得られるものである。

例えば、図３では、紙面上段の素子部２３においては、一対の溶断部形成用トリミング溝１７がオーバーラップしている寸法が長く、中段の素子部２３においては、一対の溶断部形成用トリミング溝１７がオーバーラップしている寸法が短く、下段の素子部２３においては、一対の溶断部形成用トリミング溝１７間の距離が長く、それぞれ溶断部１９の上面視での面積が異なっており、さらに、各エレメント部１３の厚みは略同一であるため、各々溶断部１９の体積が異なり、３種類の定格電流に応じたものを同時に得ることができる。

よって、一対の溶断部形成用トリミング溝１７の位置を変えて溶断部１９の面積を変化させるだけで、容易かつ安価に２種類以上の異なる定格電流が得られる。

そして、例えば、１つのシート状絶縁基板２１で得られる回路保護素子の全個数の１／３が低電流、２／３が高電流のものを受注したような場合でも、無駄なく対応できる。

本発明に係る回路保護素子の製造方法は、歩留まりを向上させることができるという効果を有するものであり、特に過電流が流れると回路を遮断して各種電子機器を保護する回路保護素子等において有用となるものである。

１２上面電極
１３エレメント部
１７溶断部形成用トリミング溝
１８抵抗値調整用トリミング溝
２１シート状絶縁基板
２２ａ縦方向の分割部
２２ｂ横方向の分割部
２３素子部

Claims

複数の縦方向および横方向の分割部を有するシート状絶縁基板を用意する工程と、前記シート状絶縁基板の前記縦方向の分割部を跨ぐように上面電極を複数形成し、前記縦方向および横方向の分割部で囲まれた複数の素子部において前記上面電極間を橋絡するエレメント部を形成する工程と、前記エレメント部にレーザによって溶断部形成用トリミング溝および抵抗値調整用トリミング溝を形成する工程とを備え、前記シート状絶縁基板上において全ての前記複数の素子部に同時にめっきすることによって前記エレメント部を形成するようにし、全ての前記複数の素子部の前記エレメント部に前記溶断部形成用トリミング溝を形成した後、前記複数の素子部に前記抵抗値調整用トリミング溝を形成するようにした回路保護素子の製造方法。
２種類以上の異なる定格電流の回路保護素子を作製するようにした請求項１に記載の回路保護素子の製造方法。