JP2624439B2 - 回路保護用素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路の過電流破壊を防
止する回路保護用素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回路保護用素子としては、例えば
図２および図３に示す構造のものが知られている。

【０００３】この図２に示す回路保護用素子は、対をな
す電極11，11の間隙間に張設接続した金属線12の外周
に、柔軟性を有するシリコーン樹脂などの合成樹脂13を
被覆したものである。

【０００４】しかし、この図２に示す構造のものは、過
電流による金属線12の溶融の際に、合成樹脂13が燃焼し
て炭化し、この炭化物などが原因で金属線12の溶断後の
絶縁が不確実になるおそれがある。

【０００５】そこで、図３に示す回路保護用素子は、対
をなす電極15，15間に張設接続した金属線16の外周およ
び電極の金属線16との接続部を、低融点ガラスを含む無
機質粉末17で被覆し、さらに、この無機質粉末17の金属
線16を張設接続した側の外面を柔軟性を有するシリコー
ン樹脂などの合成樹脂18で被覆している。

【０００６】したがって、図３に示す回路保護用素子
は、低融点ガラスを含む無機質粉末17がボソボソもしく
はサラサラした状態で、この粉末間には隙間が生じ多孔
性であるため、残留空気もしくは残留酸素により金属線
16の燃焼溶断が確実となり、金属線16の溶断時の発熱に
よる炭化物が殆どなく、残留抵抗が発生せず、金属線16
の溶断後の絶縁が確実となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
３に示す従来の構造の回路保護用素子は、金属線16を被
覆する低融点ガラスを含む無機質粉末17がボソボソもし
くはサラサラした状態であるため、製造、運搬および回
路への装着などの取扱い作業中の衝撃や、回路への半田
付けによる装着の際の電極15，15に発生する熱膨張など
による応力が、金属線16および無機質粉末17に掛り、無
機質粉末17が崩れたり、電極15，15と無機質粉末17との
剥離により、金属線16が断線するおそれがある。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
ので、金属線の溶断後の絶縁が確実に保証でき、取扱い
作業中の衝撃や応力などによる断線を防止できる回路保
護用素子を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の回路保護
用素子は、回路の過電流を防止する回路保護用素子であ
って、対をなす電極と、これら電極の所定位置間に張設
接続した金属線と、この金属線の外周および前記電極の
金属線との接続部を被覆し前記金属線の溶断時の発熱に
より溶解する低融点無機質粉末および合成樹脂を有し多
孔質でゲル状の混合層と、前記電極と前記金属線と前記
混合層とをモールド成形し前記両電極の両端を導出させ
たモールド樹脂体とを具備したものである。請求項２記
載の回路保護用素子は、請求項１記載の回路保護用素子
において、混合層とモールド樹脂体との間に合成樹脂層
を設けたものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の回路保護用素子は、金属線の外
周および電極の金属線との接続部を、金属線の溶断時の
発熱により溶解する低融点無機質粉末および合成樹脂を
有し多孔質でゲル状の混合層にて被覆することにより、
応力が電極に掛かった際に、ゲル状の混合層が弾性変形
して応力を吸収し、金属線の断線を防止し、電極間に過
電流が流れた場合には、金属線の溶断時の発熱により低
融点無機質粉末が溶解して金属線の溶断による先端間に
発生する空間部に侵入し、溶融した金属線は低融点無機
質粉末の溶融にて生じた隙間や低融点無機質粉末の粒子
間の気孔に流れ込んで溶断後の確実な絶縁が得られると
ともに、混合層の気孔中の残留空気もしくは残留酸素に
より金属線の燃焼溶断が確実で、金属線の溶断時の炭化
物による残留抵抗を防止し、金属線の溶断後の絶縁が確
実となる。請求項２記載の回路保護用素子は、請求項１
記載の回路保護用素子において、混合層とモールド樹脂
体との間に合成樹脂層を設けたため、応力が電極に掛か
った際に、混合層を覆う合成樹脂層が弾性変形して混合
層および金属線を緩衝保護するので、金属線の断線が防
止される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の回路保護用素子の一実施例を
図１を参照して説明する。

【００１２】１は回路保護用素子で、この回路保護用素
子１は、過電流より保護すべき回路間に装着するために
半田付けされる、例えば導電性金属製で板状に形成され
た対をなす電極２，２が設けられている。なお、これら
電極２，２は、板状に限らず、いずれの所望形状に形成
してもよい。

【００１３】そして、これら電極２，２には、電極２，
２の所定位置、例えば間隙を介して対向する先端間に、
中間部を円弧状に彎曲して両端部が接続された金属線３
が張設されている。また、この金属線３は、所定の電流
で溶断する金属細線であり、線径10μｍ〜500 μｍ、例
えば20μｍの微量のシリコン（Si）を含有するアルミニ
ウム線を、図示しない超音波ボンダによりワイヤボンデ
ィングして電極２，２に接続されている。

【００１４】なお、金属線３は、アルミニウム線に限定
されるものではなく、溶断電流に対応して金（Au）、銀
（Ag）、銅（Cu）などのワイヤボンディング可能な金属
細線を使用することもできる。

【００１５】また、金属線３の外周および電極２，２の
金属線３との接続部には、低融点無機質粉末および合成
樹脂からなる混合層５が被覆形成されている。そして、
低融点無機質粉末は、例えば鉛主成分系低融点ガラス粉
末およびアルミナ粉末を主要成分とし、合成樹脂は、例
えば粘性の低い液状のシリコーン樹脂（JIS-3181）が用
いられ、混合層５は、体積比でシリコーン樹脂を１に対
して低融点無機質粉末を３以上となるように混合して、
低融点無機質粉末の粒子同志を連結するように粒子接点
間にシリコーン樹脂が存在する多孔質でゲル状に形成さ
れている。

【００１６】さらに、金属線３が円弧状に張設されて膨
出した混合層５の外周には、例えば弾力質のゼリー状の
合成樹脂層６が膜状に被覆形成されている。そして、こ
の合成樹脂層６は、例えば無溶剤のポリエステル樹脂が
用いられる。また、この合成樹脂層６は、混合層５を保
護する目的を達成するものであれば、無溶剤型エポキシ
樹脂、無溶剤型シリコーン樹脂などが用いられる。

【００１７】ただし、この合成樹脂層６は、混合層５の
低融点無機質粉末の粒子間などの気孔に浸透しない非浸
透性に調整する必要がある。なお、合成樹脂層６は、膜
状に限らず層状に設けてもよい。

【００１８】また、電極２，２、金属線３、混合層５よ
び合成樹脂層６は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に
よるモールド樹脂体７で被覆されている。なお、このモ
ールド樹脂体７は、耐熱性が230 ℃程度以上ある実装時
の半田付け温度に耐えるものであれば、熱硬化性樹脂に
限られず、熱可塑性樹脂など任意の樹脂で構成すること
ができる。

【００１９】そして、このモールド樹脂体７の両端底部
近傍から突出した両電極２，２が、モールド樹脂体７の
両端面に沿って折曲され、この折曲した先端をモールド
樹脂体７の上面にて互いに対向して配設されている。

【００２０】次に、上記実施例の回路保護用素子１の製
造方法を説明する。

【００２１】まず、図示しないリードフレームに、例え
ば打ち抜きなどにより板状の対をなす電極２，２を形成
し、これら電極２，２の間隙を介して対向する先端間
に、金属線３の両端を超音波ボンディングにより溶着す
る。次に、混合層５を金属線３の全外周および電極２，
２の金属線３との接続部に塗布する。さらに、この混合
層５の外周を無溶剤型ポリエステル樹脂などの合成樹脂
を被覆して合成樹脂層６を形成する。

【００２２】次に、例えば160 ℃で３時間加熱もしくは
加温して、混合層５および合成樹脂層６を乾燥する。

【００２３】そして、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂により、両電極２，２の各他端部が外側に導出さ
れるようにモールド成形して、モールド樹脂体７を形成
する。この場合、乾燥された合成樹脂層６が、モールド
樹脂体７を注入成形する際に生じる圧力を吸収するた
め、混合層５および金属線３などに影響を及ぼすことは
ない。

【００２４】次に、モールド樹脂体７の側面より外側に
突出した電極２，２のリードフレーム側の基端部を切離
し、電極２，２の切断された側の端部をモールド樹脂体
７の両端面に沿って折り曲げて配設し、この先端部分を
モールド樹脂体７の上面にて互いに対向させ、面実装型
のチップ構成の回路保護用素子１を形成する。

【００２５】次にこの実施例の作用を説明する。

【００２６】まず、図示しない回路が搭載された回路基
板に、モールド樹脂体７の上面に対向する電極２，２を
半田付けして、回路保護用素子１を面実装する。

【００２７】この半田付けの際、半田ごてなどが電極
２，２に当接したり、回路保護用素子１の挟持による搬
送により、電極２，２に外的な応力が掛かった場合や、
半田付けの熱により電極２，２が熱膨脹した場合など、
混合層５および金属線３に応力が掛かる。この際、混合
層５を覆う合成樹脂層６が弾性変形して混合層５および
金属線３を緩衝保護するとともに、混合層５が弾性変形
して、金属線３の断線が防止できる。

【００２８】一方、電極２，２間に過電流が流れた場合
には、金属線３が発熱溶解して切断される。この際、金
属線３の外周および電極２，２の少なくとも金属線３の
接続部には、混合層５が存在する。したがって、金属線
３の溶断時の発熱により、この金属線３の略周辺部の混
合層５の低融点無機質粉末が溶解する。そして、金属線
３の溶断による先端間に発生する空間部へ、溶解した低
融点無機質のガラスが侵入していくとともに、溶融した
金属線３は表面張力により球状に丸まりつつ低融点無機
質粉末の粒子間の気孔および低融点無機質粉末の溶融に
より生じた隙間に流れ込む。

【００２９】また、金属線３の溶断時の発熱によって、
低融点無機質粉末の粒子間のシリコーン樹脂が燃焼し、
一部炭化するが、この炭素分は少量であるため、溶断し
た金属線３の先端間で導通を示すことない。

【００３０】このため、溶断後の金属線３が互いに接触
せず導通しないことにより、溶断後の絶縁を完全に保証
することができ、実施例の回路保護用素子１を例えば半
導体装置の電源ラインや、大きな電流の流れるドライバ
ラインなどに装着することにより、この装置での過電流
により確実かつ的確に反応して、その電流供給を遮断で
き、その遮断状態がより確実に保持できる。

【００３１】なお、上記実施例において、混合層５およ
び金属線３の保護の目的で合成樹脂層６を形成して説明
したが、この合成樹脂層６を設けなくても、同様の効果
が得られる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の回路保護用素子によれ
ば、金属線の外周および電極の金属線との接続部を、金
属線の溶断時の発熱により溶解する低融点無機質粉末お
よび合成樹脂を有し多孔質でゲル状の混合層にて被覆す
ることにより、応力が電極に掛かった際に、ゲル状の混
合層が弾性変形して応力を吸収し、金属線の断線が防止
でき、電極間に過電流が流れた場合には、金属線の溶断
時の発熱により低融点無機質粉末が溶解して溶断した金
属線の先端間に侵入し、溶融した金属線は低融点無機質
粉末の溶融にて生じた隙間や低融点無機質粉末の粒子間
の気孔に流れ込むとともに、混合層の気孔中の残留空気
もしくは残留酸素により金属線の燃焼溶断が確実で、金
属線の溶断時の炭化物による残留抵抗を防止できるの
で、金属線の溶断後の絶縁が確実にできる。請求項２記
載の回路保護用素子によれば、請求項１記載の回路保護
用素子の効果に加え、混合層とモールド樹脂体との間に
合成樹脂層を設けたため、応力が電極に掛かった際に、
混合層を覆う合成樹脂層が弾性変形して混合層および金
属線を緩衝保護するので、金属線の断線を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路保護用素子の一実施例を示す縦断
面図である。

【図２】従来の回路保護用素子の一実施例を示す縦断面
図である。

【図３】従来の回路保護用素子の他の実施例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】 １ 回路保護用素子 ２ 電極 ３ 金属線 ５ 混合層 ７ モールド樹脂体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路の過電流を防止する回路保護用素子
   であって、 対をなす電極と、 これら電極の所定位置間に張設接続した金属線と、 この金属線の外周および前記電極の金属線との接続部を
   被覆し前記金属線の溶断時の発熱により溶解する低融点
   無機質粉末および合成樹脂を有し多孔質でゲル状の混合
   層と、 前記電極と前記金属線と前記混合層とをモールド成形し
   前記両電極の両端を導出させたモールド樹脂体とを具備
   したことを特徴とする回路保護用素子。
2. 【請求項２】 混合層とモールド樹脂体との間に合成樹
   脂層を設けた ことを特徴とする請求項１記載の回路保護
   用素子。