特許 7220344 回路保護素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-02

(45)【発行日】2023-02-10

(54)【発明の名称】回路保護素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/06 20060101AFI20230203BHJP

   H01H 85/045 20060101ALI20230203BHJP

   H01H 85/143 20060101ALI20230203BHJP

   H01H 85/10 20060101ALI20230203BHJP

【ＦＩ】

H01H85/06

H01H85/045 A

H01H85/143

H01H85/10

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018126475

(22)【出願日】2018-07-03

(65)【公開番号】P2020009531

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】鷲崎 智幸

(72)【発明者】

【氏名】中村 幸二郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 正治

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２４３５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０９６２７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ８５／０６

Ｈ０１Ｈ ８５／０４５

Ｈ０１Ｈ ８５／１４３

Ｈ０１Ｈ ８５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の上面電極と、前記一対の上面電極と電気的に接続された溶断部を有するエレメント部と、前記エレメント部を覆う絶縁層とを備え、前記エレメント部は、前記絶縁基板の上面側から比抵抗が小さい銀層、銅層、ニッケル層の順に複数の金属層を積層し、前記ニッケル層を金属層の最上層とするとともに、下側の前記金属層における両端部と垂直方向の両側外側面から上面の全面にわたって上側の前記金属層で覆うようにした回路保護素子。

【請求項2】

前記ニッケル層の表面に形成されたニッケルの酸化物層を覆うように前記絶縁層を配置した請求項１記載の回路保護素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過電流が流れると溶断して各種電子機器を保護する回路保護素子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のこの種の回路保護素子は、図３に示すように、絶縁基板１と、この絶縁基板１の上面の両端部に設けられた一対の上面電極２と、この一対の上面電極２を橋絡するエレメント部３と、このエレメント部３と前記絶縁基板１との間に形成された下地層４と、絶縁基板１の両端部に形成されかつ前記エレメント部３の上面と接続された端面電極５と、前記エレメント部３を保護する絶縁層６とを備えていた。

【0003】

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

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２７３８４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来の構成においては、エレメント部３に硫化物を生成しやすい銀などの金属を使用した場合、硫化雰囲気中で回路保護素子を使用すると、銀が硫化因子と化学反応を起こして硫化物を形成するため、抵抗値が変動等し、耐硫化特性が悪化するという課題を有していた。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するもので、耐硫化特性を向上させることができる回路保護素子を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様に係る回路保護素子は、絶縁基板と、前記絶縁基板の上面の両端部に設けられた一対の上面電極と、前記一対の上面電極と電気的に接続されたエレメント部と、前記エレメント部を覆う絶縁層とを備え、前記エレメント部は前記絶縁基板の上面側から比抵抗が小さい順に複数の金属層を積層して構成され、下側の前記金属層の全面をその上側の前記金属層で覆うようにした。

【0008】

第２の態様に係る回路保護素子では、第１の態様において、前記金属層は、前記絶縁基板の上面側から、銀層、銅層、ニッケル層の順に構成された。

【0009】

第３の態様に係る回路保護素子では、第２の態様において、前記ニッケル層の表面に形成された酸化物層を覆うように前記絶縁層を配置した。

【発明の効果】

【0010】

以上のように本発明の回路保護素子は、エレメント部において、硫化しにくい比抵抗が大きい金属またはニッケル層をエレメント部の最上層に形成しているため、耐硫化特性を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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】同回路保護素子の一部切欠上面図

【図3】従来の回路保護素子の断面図

【発明を実施するための形態】

【0012】

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主要部の一部切欠上面図を示したもので、この図１、図２に示すように、本発明の一実施の形態における回路保護素子は、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たエレメント部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、前記下地層１４の上面に位置するエレメント部１３に形成された溶断部１５とを備えている。

【0013】

また、絶縁基板１１の両端部にはエレメント部１３の一部に重なるように銀系の材料からなる端面電極層１６が形成されており、かつこの端面電極層１６の表面にはめっき膜（図示せず）が形成される。さらに、端面電極層１６から露出したエレメント部１３上に、シリコン樹脂からなる絶縁層１７が設けられている。なお、図２では、説明を簡単にするために、端面電極層１６、絶縁層１７を省略している。

【0014】

上記構成において、前記絶縁基板１１は、その形状が方形状であり、そしてＡｌ_２Ｏ_３を５５％～９６％含有するアルミナで構成されている。

【0015】

また、前記一対の上面電極１２は、絶縁基板１１の上面の両端部に設けられ、かつＡｇ等を印刷することによって形成されている。

【0016】

そしてまた、前記エレメント部１３は、絶縁基板１１の少なくとも一部を覆うように形成し、下地層１４および一対の上面電極１２の上面に位置して設けられている。このエレメント部１３は、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉの順にスパッタ、蒸着などの物理気相成長法を用いて形成された下層（以下、図示せず）と、下層の上面に、銀層１３ａ、銅層１３ｂ、ニッケル層１３ｃが順に形成された金属層１３ｄとで構成されている。

【0017】

銀層１３ａは下層を核として電気めっきを行って形成する。また、銀層１３ａは一対の上面電極１２の全面を覆う。銅層１３ｂは銀層１３ａの全面を覆い、ニッケル層１３ｃは銅層１３ｂの全面を覆うように、それぞれ電気めっきを行って形成する。ニッケル層１３ｃが耐硫化特性が悪い銀層１３ａ、銅層１３ｂの全面を覆っているため、回路保護素子としての耐硫化特性が向上する。さらに、ニッケル層１３ｃの全面を絶縁層１７で覆っている。

【0018】

また、前記エレメント部１３の中心部には、レーザによってトリミング溝１８が２ヶ所、互いに対向するエレメント部１３の側面からエレメント部１３の中心方向に向かって形成され、そして、この２つのトリミング溝１８で囲まれた領域が、過電流が印加されたときに溶融して断線する溶断部１５となっている。

【0019】

なお、トリミング溝１８は図２に示すような直線状ではなく、Ｌ字状などの他の形状としてもよい。さらに、抵抗値調整用のトリミング溝を別途形成してもよい。

【0020】

そしてまた、前記下地層１４は、絶縁基板１１の上面の中央部に設けられており、かつこの下地層１４は前記一対の上面電極１２間に位置するエレメント部１３と絶縁基板１１との間に設けられている。また、この下地層１４は、ＳｉＯ_２等からなるガラスを主成分としている。

【0021】

なお、ニッケル層１３ｃを形成した後一定時間放置すれば、その表面にニッケルの酸化膜が形成される。そして、この酸化膜を覆うように絶縁層１７を形成すれば、エレメント部１３表面が金属（ニッケル層１３ｃ）の場合と比べて、エレメント部１３と絶縁層１７との接着性が向上する。

【0022】

上記した本発明の一実施の形態においては、エレメント部１３において硫化しにくい、すなわち比抵抗が大きい金属、特にニッケルを最上層に形成しているため、耐硫化特性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。

【0023】

このとき、最も耐硫化特性が悪い銀層１３ａを、エレメント部１３の最下層としている。そして、エレメント部１３として、耐硫化特性が悪い順（すなわち、比抵抗が低い順）、銀層１３ａ、銅層１３ｂ、ニッケル層１３ｃの順に積層しているため、確実に耐硫化特性を向上させることができる。

【0024】

また、トリミング溝１８をレーザによって形成する際、レーザ吸収率が大きいニッケル層１３ｃをエレメント部１３の最上層としているため、レーザのパワーを小さく設定でき、これにより、トリミング溝１８形成時のエレメント部１３の温度上昇を抑えることができるため、抵抗値が安定し、溶断特性が向上する。

【0025】

さらに、銀層１３ａと銅層１３ｂとが接しているため、過電流が流れた時に溶融した銀と銅との共晶合金が形成されるが、この合金の融点が７８８℃と低いことから、この合金化して溶融した銅がニッケル層１３ｃの中に拡散することによって、エレメント部１３全体の融点が低下し、これにより、短時間で溶断部１５を溶断させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

本発明に係る回路保護素子は、耐硫化特性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溶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。

【符号の説明】

【0027】

１１ 絶縁基板
１２ 上面電極
１３ エレメント部
１３ａ 銀層
１３ｂ 銅層
１３ｃ ニッケル層
１３ｄ 金属層
１７ 絶縁層

【図1】

【図2】

【図3】