JPH1050190A - チップヒューズ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面の平滑性に優れたチップヒューズ素子の
製造方法を提供するものである。 【解決手段】大型基板の各素子領域にヒューズ導体膜
３、端子電極２ａ、２ｂを形成し、縦方向に延びる分割
溝１２を越えて隣接する素子領域１０、１０に跨がるオ
ーバーコート樹脂６１を形成した後、該分割溝１２に沿
ってオーバーコート樹脂６１を分離し、その後大型基板
１００を分割処理したチップチップヒューズ素子の製造
方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、所定回路の異常電
流に対して回路を保護するためのチップヒューズ素子の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】チップヒューズ素子は、図７に示すよう
に、絶縁基板１の主面にガラスグレーズ層を形成し、同
時に、絶縁基板１の対向する両端部に端子電極２ａ、２
ｂを形成し、端子電極２ａ、２ｂ間の前記ガラスグレー
ズ層上に、アルミニウムなどの金属材料からなるヒュー
ズ導体膜３を形成し、さらに、ヒューズ導体膜３上にガ
ラス膜５を形成し、さらに、オーバーコート樹脂６０を
被覆していた。

【０００３】このようなチップヒューズ素子は、端子電
極２ａ、２ｂ間に印加される異常電流によって、ヒュー
ズ導体膜３の溶断部分が発熱する。この時、グレーズ層
は、発熱された熱が過度に絶縁基板側に逃げないよう
に、熱伝導率が適宜設定されている。そして、この発熱
によって、ヒューズ導体膜３が溶断し、ヒューズとして
の作用をする。さらに、溶断した部分に軟化したガラス
膜５が充填され、溶断後の高い絶縁性を維持していた。

【０００４】チップヒューズ素子は、例えば１．６ｍｍ
×３．２ｍｍなどのチップ状であるため、プリント配線
基板に、他のチップ状電子部品と同様に、自動実装装置
に実装されてる。具体的には、素子の表面を、自動実装
装置の吸着ノズルに接触させて、吸引してプリント配線
基板の所定位置まで搬送し、吸引を解除して、チップヒ
ューズ素子を配置していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、チップヒュー
ズ素子は、特に異常電流に対して、ヒューズ導体膜が溶
断するとともに、安定して絶縁特性を維持することが非
常に重要となる。例えば数十アンペアという過度の異常
電流が端子電極間に印加すると、大きなエネルギーとな
り、ヒューズ導体膜が溶断ではなく破裂してしまう。こ
のような事態に備え、オードーコート樹脂６０は、厚み
を厚くしたり、ガラス膜５とオーバーコート樹脂６０と
の間に弾性体膜を形成したりしていた。

【０００６】このため、オーバーコート樹脂６０の表面
の平坦性は非常に低下してしまい、その結果、プリント
配線基板への実装時、吸着不良が発生することが多かっ
た。

【０００７】本発明は、上述の課題を解決するために案
出されたものであり、その目的は、オーバーコート樹脂
の表面の平坦性に優れたチップヒューズ素子を製造する
方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いに
直交しあう複数の縦方向に延びる分割溝と横方向に延び
る分割溝とによって、複数の四角形状のチップヒューズ
素子となる素子領域に区画された大型基板を準備する工
程と、前記大型基板の各素子領域に、縦方向に延びるヒ
ューズ導体膜を形成する工程と、前記大型基板の各素子
領域の縦方向の両端部に、前記ヒューズ導体膜と接続す
る端子電極を形成する工程と、前記大型基板の横方向に
延びる分割溝に平行に、各々の素子領域の端子電極をを
露出させるようにして、オーバーコート樹脂を連続して
形成する工程と、前記縦方向に延びる分割溝上のオーバ
ーコート樹脂を分離する工程と、前記大型絶縁基板を横
方向に延びるの分割溝と縦方向に延びるの分割溝と縦方
向とで分割する工程とを、含むことを特徴とするチップ
ヒューズ素子の製造方法である。

【０００９】

【作用】本発明のチップヒューズ素子では、オーバーコ
ート樹脂が、大型基板において端子電極を形成しない側
（絶縁基板の幅方向）の分割溝に跨がって、隣接する素
子領域にまで一連に形成される。即ち、分割した後のチ
ップヒューズ素子においては、絶縁基板の幅方向の全幅
に渡って、オーバーコート樹脂が形成されることにな
る。

【００１０】従って、幅方向においては、オーバーコー
ト樹脂のダレがなく、全体として、オーバーコート樹脂
の平坦性に優れたものとなり、素子の吸着信頼性が大き
く向上する。

【００１１】また、製造工程、特に大型基板を分割で
は、一方向に延びる分割溝を覆うようにオーバーコート
樹脂が形成されているが、このオーバーコート樹脂を分
割溝上で分離した状態で、分割処理を行うため、分割時
の応力によって、一方側の素子領域でオーバーコート樹
脂の剥離が一切ない。

【００１２】尚、オーバーコート樹脂の分離とは、完全
に分離していることが望ましいが、オーバーコート樹脂
の表面から必ずしも基板に到達していなくともよい。

【００１３】

【発明の実施の態様】以下、本発明のチップヒューズ素
子の製造方法を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、本発明に係るチップヒューズ素子
の平面図であり、図２は縦方向（基板の長手方向）の断
面構造図であり、図３は、横方向（幅方向）の断面構造
図である。

【００１５】図において、１は絶縁基板、２ａ、２ｂは
端子電極、３はヒューズ導体膜、４ａ、４ｂは端面電
極、５は低融点ガラス膜、６オーバーコート樹脂であ
る。

【００１６】絶縁基板１は、例えばアルミナセラミック
などからなり、その形状は例えば１．６ｍｍ×３．２ｍ
ｍの矩形状となっている。この絶縁基板１の表面にガラ
スグレーズ層１５が形成されている。ガラスグレーズ層
１５は、通常、１０〜２０μｍであるが、回路の開閉時
の突入電流に対して感度を鈍くするために、例えば４０
μｍなどの厚みとしてもよい。

【００１７】ヒューズ導体膜３は、Ａｌなどの金属薄膜
からなり、絶縁基板１の長手方向（一方向）に延び、そ
の中央部が極細状となっており、溶断部３ａを構成す
る。そして、ヒューズ導体膜３の両端に接続するように
端子電極２ａ、２ｂが重畳接続している。この端子電極
２ａ、２ｂは、Ａｇ系厚膜導体膜からなり、その表面の
一部分に必要に応じてＮｉメッキ、半田や錫メッキが施
されている。

【００１８】また、ヒューズ導体膜３、特に、溶断部分
３ａ上には、低融点ガラス膜５が形成され、さらに、低
融点ガラス膜５を含むヒューズ導体膜３上には、オーバ
ーコート樹脂６が被覆される。

【００１９】低融点ガラス膜５は、ホウ珪酸鉛系ガラス
からなり、ヒューズ導体膜３の溶断によって形成された
溶断溝内に、軟化して充填するものであり、これによっ
て、溶断後に高い絶縁性を達成する。

【００２０】オーバーコート樹脂６は、例えばエポキシ
系樹脂などから成り、主に、耐湿信頼性の向上のため、
絶縁基板１上において、一方向（長手方向）側では、端
子電極２ａ、２ｂの端部を露出するように、また、他方
向（幅方向）側では、絶縁基板１の全幅に渡って形成さ
れている。

【００２１】また、低融点ガラス膜５とオーバーコート
樹脂６との間には、必要に応じて、過度の異常電流によ
って、ヒューズ導体膜３が破裂し、低融点ガラス膜５が
吹き飛んでしまうことを防止するためシリコンなどの弾
性を有する弾性体層７が配置されている。

【００２２】また、絶縁基板１の長手方向の一対の対向
する端面部分には、端子電極２ａ、２ｂと接続する端面
電極４ａ、４ｂが形成されている。この端面電極４ａ、
４ｂは、例えば、Ａｇなどの導電性金属粉末を含む導電
性樹脂を硬化して形成される。

【００２３】次に、上述のチップヒューズ素子の製造方
法を説明する。

【００２４】まず、複数のチップヒューズ素子となる領
域を区画する分割溝が形成された大型基板を用意する。
この分割溝は、縦方向に延びる分割溝と横方向に延びる
分割溝とが互いに交差するように形成されている。尚、
分割性を向上させるために、大型基板の両主面に分割溝
を形成することが望ましい。尚、２つの縦方向に延びる
分割溝、２つの横方向に延びる分割溝で形成された領域
を素子領域という。

【００２５】次に、大型基板の各素子領域の表面に、ガ
ラスグレーズ層１５を被着形成する。具体的には、ホウ
珪酸鉛系ガラスペーストを印刷し、焼成することによっ
て形成され、その膜厚は、１０〜２０μｍである。

【００２６】次に、大型基板の各素子領域の表面に、Ａ
ｌのヒューズ導体膜３を形成する。

【００２７】具体的には、金属薄膜の被着、フォトレジ
スト膜の塗布、選択的な露光、フォトレジスト膜の選択
的な現像、Ａｌ薄膜の選択的なエッチング、フォトレジ
スト膜の剥離によるフォトリソグラフィー技術によって
所定パターンに形成する。

【００２８】次に、大型基板の各素子領域の表面長手方
向の両端部に、端子電極２ａ、２ｂを形成する。具体的
には、ヒューズ導体膜３の端部に重畳し、且つ縦方向に
延びる分割溝にまで到達する形状であり、Ａｇ系導電性
ペーストを印刷、焼成により形成する。尚、表面側の端
子電極２ａ、２ｂに対向するように、各素子領域の裏面
側の長手方向の両端部も導体膜を焼きつけ形成してもよ
い。

【００２９】次に、大型基板の各素子領域のヒューズ導
体膜３の溶断部３ａを覆うように、低融点ガラス膜５を
形成する。具体的には、ホウ珪酸鉛系ガラスなどの低融
点ガラスペーストの印刷・焼成によって形成する。その
膜厚は、１０〜２０μｍである。

【００３０】次に、大型基板の各素子領域のヒューズ導
体膜３を覆うように、シリコン弾性体層７を形成する。
即ち、シリコン弾性被膜７は、低融点ガラス膜５を完全
に覆って形成される。尚、シリコン弾性被膜７は、例え
ばシンエツ社製＃８１３０のシリコンペーストを塗布
し、１２０℃１時間の熱処理によって硬化されて形成さ
れる。その膜厚は、１０〜３０μｍである。

【００３１】ここまでの大型基板を図４に示す。図４に
おいて、１００は大型基板、１１・・・は横方向に延び
る分割溝、１２・・・は縦方向に延びる分割溝、１０・
・・は各素子領域である。

【００３２】次に、図５に示すように、大型基板１００
の各素子領域のヒューズ導体膜３を完全に被い、かつ縦
方向に延びる分割溝１２を境界とする隣接する素子領域
１０、１０に跨がるように、オーバーコート樹脂６１を
形成する。即ち、オーバーコート樹脂６１は、各素子領
域１０の端子電極２ａ、２ｂを露出するように、横方向
に延びる分割溝１１に平行に形成される。

【００３３】オーバーコート樹脂６は、例えばエポキシ
系樹脂などの熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などが例示
でき、エポキシ系樹脂の塗布・所定方法、例えば熱処理
や紫外線照射などによって硬化形成する。この厚みは、
例えば２０〜５０μｍの厚みを有する。

【００３４】次に、図６に示すように、大型基板１００
の縦方向に延びる分割溝１２に沿って、その表面に形成
された連続されたオーバーコート樹脂６１に分離する。
具体的には、縦方向に延びる分割溝１２の形状に合致す
る切断治具（カッター）１３を用いて行うが、これは、
縦方向に延びる分割溝１２に沿って基板１００を分割す
る際、連続したオーバーコート樹脂６１が安定して分割
されるようにするためのものであり、分割時、分離溝１
２を境界に隣接する一方の素子側にオーバーコート樹脂
６が余分に取られることを防止するものである。従っ
て、この分離の切り込み深さは、オーバーコート樹脂６
の厚み全厚みに渡って分離する必要はなく、上述のオー
バーコート樹脂６が余分に取られることを防止し得る程
度の深さで充分である。

【００３５】次に、大型基板の各素子領域を区画する横
方向に延びる分割溝１１に沿って１次分割処理を行う。
これによって、大型基板は、短冊状の基板となり、端面
電極４ａ、４ｂを形成する面が分割によって現れること
になる。

【００３６】次に、短冊状の基板の各素子領域の分割面
に、端面電極４ａ、４ｂを形成する。これによって、各
素子領域の端子電極２ａと端面電極４ａ、端子電極２ｂ
と端面電極４ｂとが互いに接続する。

【００３７】次に、短冊状の基板の各素子領域を区画す
る縦方向に延びる分割溝に沿って、２次分割処理を行
う。これによって、各素子領域は、完全に個々に分割さ
れることになる。この時、縦方向に延びる分割溝上に被
着されているオーバーコート樹脂６は、既に縦方向に延
びる分割溝に沿って分離されているため、オーバーコー
ト樹脂６は素子領域の形状に沿って安定して分割される
ことになる。

【００３８】最後に、必要に応じて、端子電極２ａ、２
ｂの露出部分、及び端面電極４ａ、４ｂの表面に、Ｎｉ
メッキ、錫または半田メッキ処理を施す。

【００３９】尚、上述の実施例において、端子電極２
ａ、２ｂを、ヒューズ導体膜３を形成した直後に形成し
ているが、ガラス膜５、オーバーコート樹脂６を形成し
た後に導電性樹脂の塗布及びその熱（約２００℃）硬化
によって形成しても構わない。

【００４０】また、オーバーコート樹脂６を、１次分割
処理前に、切断処理している。これは、大型基板の状態
で切断することが生産性から有効であるためで、例え
ば、１次分割処理によって、短冊状基板とした後に、オ
ーバーコート樹脂６の切断を行ってもよし、２次分割処
理時に同時にオーバーコート樹脂６の切断を行ってもよ
い。

【００４１】このようにして製造したチップヒューズ素
子は、オーバーコート樹脂６が絶縁基板１の幅方向の全
幅に渡って形成されることになる。従って、１素子領域
内に、オーバーコート樹脂を島状に形成した場合（図
７）に比較して、オーバーコート樹脂６を塗布した際に
発生する周囲のダレがなくなり、その結果、オーバーコ
ート樹脂６の表面の平坦性が大幅に向上する。そして、
プリント配線基板に、吸着によって実装した場合に、吸
着信頼性が大きく向上する。

【００４２】

【実験例】本発明者は、本発明品によるオーバーコート
樹脂６の平坦性を測定した。尚、比較品は、絶縁基板
（素子領域）にオーバーコート樹脂を島状に形成したの
である。尚、オーバーコート樹脂６の厚みは、４０μｍ
とした。

【００４３】平坦性は、図３のように、基板の幅方向
（全幅Ｌ）において、オーバーコート樹脂の最高高さ部
分から４μｍ以内（Δｈ）の領域の幅（ｌ）とした時
に、ｌ／Ｌ（平坦度）で表した。尚、Ｌ＝３．２ｍｍで
ある。

【００４４】その結果、本発明品では、ｌ＝１．４ｍｍ
であり、平坦度が０．８７であった。これに対して、比
較品は、ｌ＝０．３ｍｍであり、平坦度が０．１９であ
った。

【００４５】又、プリント配線基板への自動実装装置に
おける吸着度（正常実装数／全実装数）は、本発明品で
は９９．９９９９％であり、比較品では、９９．７％で
あった。

【００４６】通常、プリント配線基板への自動実装装置
における吸着度は、９９．９９％以上が要求されている
が、比較品では大きく下回ってしまう。

【００４７】尚、本発明者が種々検討した結果、吸着度
の９９．９９％以上を達成するためには、平坦度は、
０．２５以上必要であることが判ったが、本発明の製造
方法では、オーバーコート樹脂６の膜厚をどんなに変化
しても、０．２５以上の平坦度が得られることを確認し
た。

【００４８】尚、上述の製造方法において、ヒューズ導
体膜３のＡｌは酸化されやすい材料であり、端子電極２
ａ、２ｂを形成する前、さらに、端子電極２ａ、２ｂを
形成している最中に、ヒューズ導体膜３の表面に酸化被
膜が形成されてしまい、端子電極２ａ、２ｂとヒューズ
導体膜３との接続信頼性が低下してしまう。

【００４９】このため、本発明のオーバーコート樹脂６
を分離治具によって切断する際に、端子電極２ａ、２ｂ
とヒューズ導体膜３との重畳部分に、先端が鋭い刃先の
押圧治具によって押圧して、ヒューズ導体膜３の表面の
数十Åの酸化被膜を破壊して、ヒューズ導体膜３と端子
電極２ａ、２ｂとの接続信頼性を高めることが重要であ
る。

【００５０】従って、本発明のオーバーコート樹脂６を
切断治具の形状を、先端がが鋭い刃先を有する井桁状の
切断・押圧治具を用いれば、オーバーコート樹脂６の切
断とヒューズ導体膜３表面の酸化被膜の破壊とを同時に
行うことができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明のチップヒューズ
素子の製造方法によれば、オーバーコート樹脂を平滑性
を高めて形成することができるため、プリント配線基板
への実装効率が非常に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るチップヒューズ素子の平面図であ
る。

【図２】本発明に係るチップヒューズ素子の長手方向の
断面構造図である。

【図３】本発明に係るチップヒューズ素子の幅方向の断
面構造図である。

【図４】本発明の製造方法の主要工程を示す平面図であ
る。

【図５】本発明の製造方法の主要工程を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の製造方法の主要工程を示す断面構造図
である。

【図７】従来のチップヒューズ素子の平面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・絶縁基板 １５・・・・・・グレーズ層 ２ａ、２ｂ・・・端子電極 ３・・・・・・・ヒューズ導体膜 ４ａ、４ｂ・・・端面電極 ５・・・・・・・低融点ガラス膜 ６・・・・・・・オーバーコート樹脂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交しあう複数の縦方向に延びる
   分割溝と横方向に延びる分割溝とによって、複数の四角
   形状のチップヒューズ素子となる素子領域に区画された
   大型基板を準備する工程と、 前記大型基板の各素子領域に、縦方向に延びるヒューズ
   導体膜を形成する工程と、 前記大型基板の各素子領域の縦方向の両端部に、前記ヒ
   ューズ導体膜と接続する端子電極を形成する工程と、 前記大型基板の横方向に延びる分割溝に平行に、各々の
   素子領域の端子電極を露出させるようにして、オーバー
   コート樹脂を連続して形成する工程と、 前記縦方向に延びる分割溝上のオーバーコート樹脂を分
   離する工程と、 前記大型絶縁基板を横方向に延びるの分割溝と縦方向に
   延びるの分割溝と縦方向とで分割する工程とを、 含むことを特徴とするチップヒューズ素子の製造方法。