保護元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及保護電氣裝置的保護元件，更詳細來說，涉及在電氣裝置內(nèi)流過過剩 的電流的情況下切斷該電流的流動的熔絲元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各種電路中，在過電流、S吡額定電流大的電流流過的情況下，為了保護電路或 者組裝到電路的電氣裝置和/或布線等，使用保護元件，具體來說，使用熔絲元件。
[0003] 熔絲元件一般在流過過電流的情況下，通過由其熔絲單元的固有電阻產(chǎn)生的焦耳 熱，形成該熔絲單元的金屬會被熔斷，從而切斷過電流。這樣的熔絲元件通過使形成其熔絲 單元的金屬合金化，或者通過使用合金作為形成其熔絲單元的金屬，從而能夠提高其熔斷 特性。例如，在專利文獻1中，通過使低熔點金屬緊貼于熔絲單元的一部分，從而在流過過 電流的情況下，使該低熔點金屬擴散到熔絲單元內(nèi)，由此使形成熔絲單元的金屬合金化。此 外，在專利文獻2中，使用Cu合金作為形成熔絲單元的金屬。
[0004] 在先技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:JP特開昭64-60937號公報
[0007] 專利文獻2:JP特開平5-198247號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題
[0009] 但是，在上述這樣的現(xiàn)有的熔絲元件中，雖然在流過遠遠超出額定電流的過電流、 例如在流過3~5倍的過電流的情況下，其熔絲單元會立即被斷開，但是在流過并沒有遠超 出額定電流的過電流、例如流過額定容量的2倍左右的過電流的情況下，在其恪絲單元中 產(chǎn)生的焦耳熱少，會發(fā)生熔絲單元不被熔斷或者熔斷速度慢這樣的問題。如果熔絲單元的 熔斷速度變慢，則熔斷時會容易產(chǎn)生電弧，因此不得不設(shè)定較低的熔絲元件的額定電壓。
[0010] 因此，本發(fā)明想要解決的課題是提供一種熔絲元件，即使對并沒有遠超出額定電 流的過電流，例如對額定容量的2倍左右的過電流，也能夠提供可靠且迅速的保護。
[0011] 用于解決課題的手段
[0012] 本發(fā)明提供一種熔絲元件，該熔絲元件具有熔絲單元，該熔絲單元具有由至少1 種高熔點金屬形成的高熔點金屬層以及由至少1種低熔點金屬形成的低熔點金屬層，該熔 絲元件的特征在于，所述熔絲單元的各金屬層被層疊，且各金屬層的沿電流的流動方向的 長度實質(zhì)上相等。
[0013] 本發(fā)明的熔絲元件具有熔絲單元，該熔絲單元將由至少1種高熔點金屬形成的高 熔點金屬層以及由至少1種低熔點金屬形成的低熔點金屬層進行層疊，且各金屬層的沿電 流的流動方向的長度實質(zhì)上相等。本發(fā)明的熔絲元件只要具有這樣的熔絲單元即可，不特 別限定其形式，例如也可以是管熔絲、平型熔絲、薄膜熔絲等形式。
[0014] 作為上述高熔點金屬以及低熔點金屬，只要是導(dǎo)電性的金屬即可，不特別進行限 定，例如可列舉：Ni、Cu、Ag、Au、Al、Zn、Rh、Ru、Ir、Pd、Pt、Ni-Au合金、Ni_P合金、Ni_B合 金、Sn、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金、Sn-Ag-Cu-Bi-In合金、 Sn-Ag-Bi-In合金、Sn-Ag-Cu-Sb合金、Sn_Sb合金、Sn-Cu-Ni-P-Ge合金、Sn-Cu-Ni合金、 Sn-Ag-Ni-Co合金、Sn-Ag-Cu-Co-Ni合金、Su_Bi_Ag合金、Sn_Zn合金、Sn_In合金、Sn-Cu-Sb 合金、Sn-Fe合金、Zn-Ni合金、Zn-Fe合金、Zn-Co合金、Zn-C〇-Fe合金、Sn-Zn合金、Pd-Ni 合金以及Sn-Bi合金。
[0015] 其中，作為上述高熔點金屬，雖然不特別進行限定，但是例如可列舉：Ni、Cu、Ag、 Au、Al、Zn、Sn、Rh、Ru、Ir、Pd、Pt、Ni-Au合金、Ni_P合金以及Ni_B合金，特別優(yōu)選Ni。
[0016] 此外，在使用上述高熔點金屬的情況下，作為上述低熔點金屬，雖然不特別進行 限定，但是例如可列舉：Sn、Sn-Ag合金、Sn-Cu合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag-Cu-Bi合金、 Sn-Ag-Cu-Bi-In合金、Sn-Ag-Bi-In合金、Sn-Ag-Cu-Sb合金、Sn_Sb合金、Sn-Cu-Ni-P-Ge 合金、Sn-Cu-Ni合金、Sn-Ag-Ni-Co合金、Sn-Ag-Cu-C〇-Ni合金、Su-Bi-Ag合金、Sn-Zn合 金以及Sn-Bi合金，特別優(yōu)選Sn、Sn-Cu合金或者Sn-Bi合金。
[0017] 另外，應(yīng)注意，所謂"高熔點金屬"中的"高熔點"以及"低熔點金屬"中的"低熔點" 是相對的說法。即，形成本發(fā)明的熔絲元件的熔絲單元的各層的金屬之中，熔點最高的金屬 相當(dāng)于"高熔點金屬"，熔點最低的金屬相當(dāng)于"低熔點金屬"。
[0018] 形成為將上述高恪點金屬層以及低恪點金屬層層疊。該高恪點金屬層以及低恪點 金屬層雖然可以分別各為1層，但是也可以具有2個以上的高熔點金屬層和/或2個以上 的低熔點金屬層。此外，其層疊順序并無特別限定。例如，可以以1種高熔點金屬層位于低 熔點金屬層之間、或者1種低熔點金屬層位于高熔點金屬層之間的方式來進行層疊。進一 步地，也可以以一個金屬層圍繞另一個金屬層的周圍的方式，例如以低熔點金屬層圍繞高 熔點金屬層的周圍的方式來進行層疊。
[0019] 進一步地，本發(fā)明的熔絲元件也可以具有上述高熔點金屬層以及低熔點金屬層以 外的1個或者1個以上的其他金屬層。作為形成這樣的其他金屬層的金屬，雖然不特別進 行限定，但是優(yōu)選形成該其他金屬層的金屬的熔點與形成所述高熔點金屬層的金屬的熔點 或形成低熔點金屬層的金屬的熔點相同、或者處于兩者之間。此外，其層疊順序并無特別限 定。
[0020] 上述高恪點金屬層以及低恪點金屬層、其他金屬層（如果存在的話）實質(zhì)上是在 各金屬層的沿電流的流動方向的長度整體上層疊的。即，在作為熔絲單元起作用的部分中， 各金屬層的沿電流的流動方向的長度實質(zhì)上相等。通過這樣進行層疊，各金屬層就能夠有 助于通電，恪絲元件的額定電流就會變大。
[0021] 上述高熔點金屬層以及低熔點金屬層、其他金屬層（如果存在的話）的寬度（與 電流的流動方向大致垂直的方向的長度）可以相同也可以不同，但是優(yōu)選相同。即，上述高 熔點金屬層以及低熔點金屬層、其他金屬層（如果存在的話）優(yōu)選實質(zhì)上遍及整個面來層 疊。通過這樣進行層疊，能夠進一步增大熔絲元件的額定電流。
[0022] 對上述高熔點金屬層以及低熔點金屬層、其他金屬層（如果存在的話）進行層疊 的方法雖然無特別限定，但是例如可列舉鍍覆法、熱壓接法等。
[0023] 上述高熔點金屬層的厚度與上述低熔點金屬層的厚度之比（在各個層為多層的 情況下是其總和之比）為1 : 100~2 : 1，優(yōu)選為1 : 100~1 : 1，更優(yōu)選為1 : 25~ 3 : 5,進一步優(yōu)選為1 : 25~3 : 10。
[0024] 在一個方式中，上述高熔點金屬層的厚度為0? 1~5ym，優(yōu)選為0? 5~3ym，在存 在多層的情況下，其總和為0. 1~10ym，優(yōu)選為0. 5~6ym。上述低恪點金屬層的厚度為 0? 1~10ym，優(yōu)選為1~8ym，在存在多層的情況下，其總和為0? 1~20ym，優(yōu)選為1~ 15um〇
[0025] 本發(fā)明的熔絲元件通過采用上述這樣的構(gòu)造，即使在流過并不是遠超出額定電流 的過電流，例如在流過額定電流的1. 2~4. 0倍，或例如流過額定電流的1. 4~2. 0倍，代 表性地流過額定電流的1. 5~2. 0倍的過電流的情況下，也能夠抑制電弧的產(chǎn)生，能夠可靠 地切斷過電流。
[0026] 本發(fā)明雖然不受任何理論的約束，但是本發(fā)明的熔絲元件考慮如下方式來切斷過 電流。如果在本發(fā)明的熔絲元件中流過過電流，則因熔絲單元的固有電阻而產(chǎn)生焦耳熱。由 于該熱，首先低熔點金屬層熔化，低熔點金屬層部分被熔斷。此時的低熔點金屬層的熔斷比 較緩慢，但是由于這里流動的電流會轉(zhuǎn)流到高熔點金屬層，所以電弧的產(chǎn)生得到抑制。低熔 點金屬層中流動的電流轉(zhuǎn)流到高熔點金屬層的結(jié)果是，流過高熔點金屬層的電流大大超出 高熔點金屬層單獨的額定電流，高熔點金屬層會迅速被熔斷。其結(jié)果是，本發(fā)明的熔絲元件 在抑制電弧產(chǎn)生的同時切斷過電流。
[0027] 發(fā)明效果
[0028] 本發(fā)明的熔絲元件通過使用至少將由高熔點金屬形成的高熔點金屬層以及由低 熔點金屬形成的低熔點金屬層進行層疊而成的熔絲單元，對于并不是遠超出額定電流的過 電流，例如額定容量的2倍左右的過電流，也能夠提供可靠的保護。此外，本發(fā)明的熔絲元 件能夠抑制熔斷時的電弧的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0029] 圖1以沿著本發(fā)明的熔絲元件的厚度方向的剖視圖示意性地表示了本發(fā)明的熔 絲元件。
[0030] 圖2以俯視圖示意性地表示了圖1所示的恪絲元件。
[0031] 圖3以剖視圖示意性地表示了圖1以及圖2所示的熔絲元件的周邊貫通開口部以 及熔絲單元部。
【具體實施方式】
[0032] 參照附圖來更詳細地說明本發(fā)明的熔絲元件。圖1中以沿著本發(fā)明的熔絲元件的 厚度方向的剖視圖示意性地示出了本發(fā)明的熔絲元件的1個形態(tài)（由A來示出表現(xiàn)為切斷 面的部分），此外圖2中以俯視圖示意性地示出了圖1所示的熔絲元件。進一步地，圖3中 以剖視圖示意性地示出了圖1以及圖2所示的熔絲元件的周邊貫通開口部以及熔絲單元 部。
[0033] 圖示的熔絲元件10由絕緣性物