JP2006040798A - Circuit board and electronic equipment using it - Google Patents
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Description
本発明は、パターン状導体から成るヒューズに係り、特に、該ヒューズを用いる回路基板の構成に関する。 The present invention relates to a fuse made of a patterned conductor, and more particularly to a configuration of a circuit board using the fuse.
本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開2002−369377号公報(特許文献1)、特開2000−3662号公報(特許文献2)及び特開平10−21817号公報(特許文献3)に記載されたものがある。特開2002−369377号公報には、電源の誤配線により生じる過電流がシグナルグランドラインを通って他の電子機器に影響を与えるのを抑制する電子機器を提供するために、機器内で使用する信号の入力または出力を行う端子を有し、端子と回路の間のシグナルグランドライン上にヒューズを有する構成が記載され、特開2000−3662号公報には、商用電源を用いる電気機器の過電流からの保護のために、商用電源と電気部品との間を配線パターンを介して接続し、該配線パターンの一部を他よりも細くして過電流が流れた場合に該一部が溶断するようにした構成が記載され、また、特開平10−21817号公報には、抵抗温度ヒューズにおいて、回路での発熱が可溶金属体に及ぼす影響を小さくし、可溶金属体の溶断設定部の温度上昇を安定にすることで、一定時間に確実に可溶金属体を溶断し回路への過電流の流入を遮断するために、プリント基板上で、回路パターンと可溶金属体との距離を離し、該回路パターンの発熱が可溶金属体に伝わるまでに消費されるようにした構成が記載されている。 As conventional techniques related to the present invention, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-369377 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-3662 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-21817 (Patent Document 3). There is what is described in. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-369377 is used in an apparatus to provide an electronic apparatus that suppresses an overcurrent caused by an incorrect wiring of a power source from affecting other electronic apparatuses through a signal ground line. A structure having a terminal for inputting or outputting a signal and having a fuse on a signal ground line between the terminal and the circuit is described. JP-A-2000-3662 discloses an overcurrent of an electric device using a commercial power source. In order to protect against electrical current, a commercial power supply and electrical components are connected via a wiring pattern, and when a part of the wiring pattern is made thinner than others and an overcurrent flows, the part is blown out. Japanese Patent Laid-Open No. 10-21817 discloses a configuration of such a structure, and in a resistance temperature fuse, the influence of heat generated in the circuit on the fusible metal body is reduced, and the melting setting of the fusible metal body is performed. The distance between the circuit pattern and the fusible metal body on the printed circuit board in order to ensure that the meltable metal body is melted in a certain time and the inflow of overcurrent to the circuit is cut off by stabilizing the temperature rise of the circuit board. And the circuit pattern is consumed before the heat generated by the circuit pattern is transmitted to the fusible metal body.
上記従来技術のうち、特開2002−369377号公報記載の技術は、単に、シグナルグランドライン上に、1個のパターンヒューズ11と、該パターンヒューズ11に並列にチップヒューズを取付ける半田ランド12とを設け、過電流により該パターンヒューズ11が溶断した場合にはチップヒューズを半田ランド12に取付けるとしたものである。また、特開2000−3662号公報記載の技術は、単に1個の配線パターン12の一部の細い配線パターン43にヒューズ機能をもたせるようにしたものに過ぎず、該配線パターン43が溶断した場合にはこれに代わる新たな電流路を形成できない。さらに、特開平10−21817号公報記載の技術も、抵抗温度ヒューズの過電流遮断部の構成としては単に、1個のパターン状の可溶金属体4aが図示されているに過ぎず、該可溶金属体4aが溶断した場合にはこれに代わる新たな電流路を形成することが困難である。
Among the above conventional techniques, the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-369377 simply includes one pattern fuse 11 on a signal ground line and a
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、回路基板またはそれを用いた電子機器において、回路基板内のヒューズ用パターン状導体が過電流によって溶断した場合にも、回路基板やヒューズを交換することなくヒューズ用パターン状導体によって電流路や信号路を形成できるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、ヒューズ用パターン状導体を用い量産に適しかつ使い勝手の良い過電流保護技術を提供することにある。
The problem of the present invention is that, in view of the state of the prior art described above, in a circuit board or an electronic device using the circuit board, even when the patterned conductor for fuses in the circuit board is blown by an overcurrent, the circuit board and the fuse are It is to enable a current path and a signal path to be formed by a fuse pattern conductor without replacement.
An object of the present invention is to solve such problems and provide an overcurrent protection technique suitable for mass production and easy to use using a patterned conductor for fuses.
上記課題点を解決するために、本発明では、回路基板として、互いに並列接続された複数のヒューズ用パターン状導体と、該複数のヒューズ用パターン状導体のそれぞれに直列接続され該複数のヒューズ用パターン状導体のうちのいずれかまたは一部を選択して回路に接続する接続切替え手段とを備え、使用中のヒューズ用パターン状導体が過電流で溶断したときには、上記接続切替え手段により上記複数のうちの他のヒューズ用パターン状導体を接続状態にし、負荷側への新たな電流路または信号路を形成する。 In order to solve the above problems, in the present invention, as a circuit board, a plurality of fuse pattern conductors connected in parallel to each other, and the plurality of fuse pattern conductors connected in series to each of the plurality of fuse pattern conductors Connection switching means for selecting any one or a part of the patterned conductors to connect to the circuit, and when the fuse patterned conductor in use is blown by overcurrent, the connection switching means causes the plurality of the plurality of patterned conductors to be connected to the circuit. The other fuse pattern conductors are connected to form a new current path or signal path to the load side.
本発明によれば、量産に適しかつヒューズや回路基板の交換が不要で使い勝手の良い過電流保護技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an easy-to-use overcurrent protection technique that is suitable for mass production and does not require replacement of a fuse or a circuit board.
以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
図1〜図3は、本発明の第1の実施例の説明図である。図1は、本発明の第1の実施例としての回路基板に設けるヒューズ用パターン状導体の構成例図、図2は、ヒューズ用パターン状導体の溶断特性例図、図3は、第1の実施例としての回路基板の構成例図である。本第1の実施例は、3個のヒューズ用パターン状導体部を並列に備える場合の例である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 are explanatory views of a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a structural example diagram of a fuse patterned conductor provided on a circuit board as a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an example of a fusing characteristic of a fuse patterned conductor, and FIG. It is a structural example figure of the circuit board as an Example. The first embodiment is an example in which three fuse patterned conductor portions are provided in parallel.
図1において、1は回路基板、100はヒューズ部、10は、例えば電源回路側に接続される入力側パターン状導体部、11a、12a、11b、12b、11c、12cはそれぞれ、接続体を選択的に接続するための接続用ランド部(12a、12b、12cは第1の接続用ランド部、11a、11b、11cは第2の接続用ランド部)、30a、30b、30cはヒューズ用パターン状導体部、40は接続体としてのチップ抵抗、20は、例えば負荷側回路に接続される出力側パターン状導体部、21a、21b、21cはそれぞれ、ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cと、出力側パターン状導体20との間を接続するパターン状導体部である。接続用ランド部11a及び12aは、接続切替え手段のうち第1の接続切替え用パターン状導体を形成し、接続用ランド部11b及び12bまたは11c及び12cは、接続切替え手段のうち第2の接続切替え用パターン状導体を形成する。また、ヒューズ用パターン状導体部30aは第1のヒューズ用パターン状導体部を形成し、ヒューズ用パターン状導体部30bまたは30cは第2のヒューズ用パターン状導体部を形成する。
In FIG. 1, 1 is a circuit board, 100 is a fuse portion, 10 is an input-side patterned conductor portion connected to, for example, a power circuit, and 11a, 12a, 11b, 12b, 11c, and 12c each select a connection body. Connection land portions (12a, 12b and 12c are first connection land portions, 11a, 11b and 11c are second connection land portions), and 30a, 30b and 30c are fuse patterns. The conductor part, 40 is a chip resistor as a connection body, 20 is an output side patterned conductor part connected to, for example, a load side circuit, and 21a, 21b, and 21c are fuse patterned
本実施例構成では、入力側パターン状導体部10、接続用ランド部11a、12a、11b、12b、11c、12c(第1の接続用ランド部12a、12b、12c、第2の接続用ランド部11a、11b、11c)、ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30c、パターン状導体部21a、21b、21c及び出力側パターン状導体部20はそれぞれ同じ材質の導体で一体状に形成された構成である。ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cはそれぞれ、断面積が他の部分よりも狭くなるように構成されており、所定値以上の過電流が流れた場合に溶断されるようになっている。該ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cは、それぞれを略同じ断面積として略同じ大きさの過電流で溶断されるようにしてもよいし、または、互いに異なる断面積として異なる大きさの過電流で溶断されるようにしてもよい。該断面積が広い場合ほど溶断電流値は大きい。
In the configuration of the present embodiment, the input side patterned
上記構成において、例えば接続用ランド部11a、12aにチップ抵抗40が接続されてヒューズ用パターン状導体部30aの接続がオン状態とされ、電源回路側から負荷側回路に対して、入力側パターン状導体部10、接続用ランド部11a、チップ抵抗40、接続用ランド部12a、ヒューズ用パターン状導体部30a、パターン状導体部21a及び出力側パターン状導体部20により第1の電流路を形成しているときに、過電流が該第1の電流路に流れると、ヒューズ用パターン状導体部30aが溶断し、該第1の電流路がオフ状態となる。これによって過電流の負荷側回路への流入が遮断される。電源側回路から再び、負荷側回路に所定の作動用の電流を供給するには、チップ抵抗40を、例えば接続用ランド部11a、12aから取外して、新たに接続用ランド部11b、12bまたは11c、12cに接続し、これによりヒューズ用パターン状導体部30bまたは30cの接続をオン状態にする。チップ抵抗40が接続用ランド部11b、12bに対して接続され、ヒューズ用パターン状導体部30bの接続がオン状態とされた場合は、入力側パターン状導体部10、接続用ランド部11b、チップ抵抗40、接続用ランド部12b、ヒューズ用パターン状導体部30b、パターン状導体部21b及び出力側パターン状導体部20が、電源回路側から負荷側回路に対しての第2の電流路を形成する。また、チップ抵抗40が接続用ランド部11c、12cに対して接続され、ヒューズ用パターン状導体部30cの接続がオン状態とされた場合は、入力側パターン状導体部10、接続用ランド部11c、チップ抵抗40、接続用ランド部12c、ヒューズ用パターン状導体部30c、パターン状導体部21c及び出力側パターン状導体部20が、電源回路側から負荷側回路に対しての第2の電流路を形成する。このとき、接続用ランド部11b、12bまたは11c、12cに接続するチップ抵抗40としては、接続用ランド部11a、12aに接続されていたものとは別のものを用いてもよい。この場合は、接続用ランド部11a、12aに接続されていたチップ抵抗40は該ランド部から取外す必要はない。
In the above configuration, for example, the
例えば、チップ抵抗40を接続用ランド部11b、12bに接続し、ヒューズ用パターン状導体部30bの接続をオン状態にして第2の電流路を形成し、負荷側回路に電流供給をしているときに該電流路に過電流が流れた場合は、チップ抵抗40を接続用ランド部11c、12cに接続することで、ヒューズ用パターン状導体部30cの接続をオン状態にし、新たな電流路を形成して負荷側回路への電流供給を行う。
For example, the
図2は、ヒューズ用パターン状導体の溶断特性の実測結果例を示す図である。
図2において、横軸はヒューズ用パターン状導体30の幅W(単位:10−3m)、縦軸は溶断電流値I(単位:A)である。試料のヒューズ用パターン状導体は厚さtが35±5×10−6mのものを用いた。実測の結果、幅Wが0.2×10−3mの場合、溶断電流値Iは約6.8A、幅Wが0.3×10−3mの場合、溶断電流値Iは約7.6A、幅Wが0.5×10−3mの場合、溶断電流値Iは約11.0Aであり、本試料の場合は、幅Wの増大につれて溶断電流値Iも増大する。また、溶断電流値Iの再現性もあることも確認された。この結果、ヒューズ用パターン状導体の断面積の増減により溶断電流値Iを実用精度で制御可能である。ヒューズ用パターン状導体の断面積は、厚さtにより変化させてもよいし、幅Wと厚さtにより変化させてもよい。また、該断面積は、上記試料の断面積範囲を超えて狭くてもよいしまたは広くてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an actual measurement result of the fusing characteristics of the fuse patterned conductor.
In FIG. 2, the horizontal axis represents the width W (unit: 10 −3 m) of the fuse patterned
図3は、第1の実施例としての回路基板1の構成例図である。本回路基板1は、電源側回路と負荷側回路とが基板状に形成される場合の例である。
図3において、1は回路基板、10は入力側パターン状導体部、20は出力側パターン状導体部、100は、複数のヒューズ用パターン状導体が並列接続されて成るヒューズ部であって上記図1の構成のもの、200は電源回路、300は、負荷側回路としての信号処理回路である。本図3の構成において、入力側パターン状導体部10、ヒューズ部100及び出力側パターン状導体部20は、電源回路200と信号処理回路300との間に接続されて電源ラインを形成し、電源回路200側から信号処理回路300側に過電流が流れた場合には該過電流を遮断する。電源回路200と入力側パターン状導体部10との間は、例えば該入力側パターン状導体部10に連続したパターン状導体などの接続手段により接続されてもよいし、またはコネクタなどを用いて接続されてもよい。出力側パターン状導体部20と信号処理回路300との間の接続についても同様である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
In FIG. 3, 1 is a circuit board, 10 is an input side patterned conductor, 20 is an output side patterned conductor, and 100 is a fuse formed by connecting a plurality of fuse patterned conductors in parallel. In the first configuration, 200 is a power supply circuit, and 300 is a signal processing circuit as a load side circuit. In the configuration of FIG. 3, the input-side patterned
上記本発明の第1の実施例によれば、回路基板1内に過電流が流れて例えば、ヒューズ部100内のヒューズ用パターン状導体部30aが溶断した場合にも、単に、安価なチップ抵抗40を接続用ランド部11b、12bまたは11c、12cに接続するだけで、ヒューズ用パターン状導体部30bまたは30cの接続をオン状態にして新たな電流路を形成することができる。このため、ヒューズの溶断時もヒューズや回路基板の交換が不要となり、回路基板及びこれを用いた電子機器において使い勝手性を向上させることができるとともに、維持費の低減化も可能となる。また、ヒューズがパターン状導体で形成されるため、量産に適し、回路基板やこれを用いた電子機器の低コスト化も可能となる。
According to the first embodiment of the present invention, even when an overcurrent flows in the
図4は、本発明の第2の実施例の説明図である。本第2の実施例は、電子機器中の信号ライン中に、例えば上記図1に示した構成のヒューズ部100を配する場合の例である。
図4において、400は電子機器A、500は電子機器B、200'は電子機器Aの電源回路、1'は電子機器B内の信号処理系の回路基板(以下、信号処理系回路基板という)、10は、信号処理系回路基板1'内の入力側パターン状導体部、20は、同じく信号処理系回路基板1'内の出力側パターン状導体部、100は、信号処理系回路基板1'内においてヒューズ用パターン状導体が複数個並列接続されて成るヒューズ部であって上記図1の場合と同じ構成のもの、300は、信号処理系回路基板1'内に配された信号処理回路である。入力側パターン状導体部10、ヒューズ部100及び出力側パターン状導体部20は、信号処理系回路基板1'内において信号ラインを形成する。電子機器B500は、電子機器A400との間で、信号ラインどうし及び電源ラインどうしが接続されることで正常に作動するものとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the second embodiment of the present invention. The second embodiment is an example in which the
4, 400 is an electronic device A, 500 is an electronic device B, 200 ′ is a power supply circuit of the electronic device A, and 1 ′ is a circuit board of a signal processing system in the electronic device B (hereinafter referred to as a signal processing system circuit board).
上記構成において、例えば、電子機器A400、電子機器B500間で接続を誤って、電子機器B500の信号処理系回路基板1'に対し電子機器A400の電源ラインが接続された場合(図4の場合)には、電子機器A400の電源回路200'から電子機器B500の信号処理系回路基板1'に対して過電流が供給されることになる。該過電流が供給される結果、ヒューズ部100において互いに並列接続された複数のヒューズ用パターン状導体部のうち接続がオン状態とされているものが溶断し、該溶断により該過電流の信号処理回路300への供給が遮断され該信号処理回路300の破壊や損傷が防止される。ヒューズ部100内において、上記過電流により例えば、複数個並列接続されたヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cのうちヒューズ用パターン状導体部30aが溶断した場合は、チップ抵抗40を、接続用ランド部11b、12bまたは11c、12cに接続して、対応したヒューズ用パターン状導体部30bまたは30cの接続をオン状態し新たな電流路または信号路を形成するようにする。電子機器A400、電子機器B500間の接続が正常化された状態では、電子機器A400の電源回路200'は電子機器B500の電源ラインに接続され、また、電子機器B500の信号処理系回路基板1'の信号ラインには電子機器A400の信号ラインが接続され、ヒューズ部100内でチップ抵抗40により接続がオン状態となっているヒューズ用パターン状導体部30bまたは30cを通して信号処理回路300に信号が入力される。また、電子機器B500は、その電源ライン内の回路基板にヒューズ部100を設け、信号ラインと電源ラインの双方にヒューズ部100をもつ構成としてもよいし、電源ラインの方のみにヒューズ部100を備える構成であってもよい。
In the above configuration, for example, when the connection between the electronic device A400 and the electronic device B500 is mistakenly connected and the power line of the electronic device A400 is connected to the signal processing
上記本発明の第2の実施例によれば、電子機器B500において、誤接続等により信号処理系回路基板1'に過電流が流れ、信号ライン中のヒューズ部100内の並列接続された複数のヒューズ用パターン状導体のうちの一部が溶断した場合にも、単に安価なチップ抵抗を他の接続用ランド部に接続するだけで、他のヒューズ用パターン状導体部の接続をオン状態にして新たな信号路を形成することができる。このため、使用中のヒューズが溶断した場合もヒューズや回路基板の交換が不要となり、回路基板及びこれを用いた電子機器において使い勝手性を向上させることができるとともに、維持費の低減化も可能となる。また、ヒューズがパターン状導体で形成されるため、信号処理系回路基板1'を量産に適した構成とすることができ、信号処理系回路基板1'や電子機器B500のコスト低減も可能となる。
According to the second embodiment of the present invention, in the electronic device B500, an overcurrent flows through the signal processing
なお、上記各実施例では、ヒューズ部100内で並列接続されるヒューズ用パターン状導体数を3個としたが、本発明はこれに限定されず、複数であれば、いくつでもよい。また、上記各実施例では、ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cは、そのうちのいずれかが接続をオン状態とされるとしたが、本発明はこれにも限定されず、ヒューズ用パターン状導体部30a、30b、30cのうちの複数のものがオン状態とされてもよい。ヒューズ用パターン状導体数が4個以上の場合も同様である。また、上記各実施例では、接続用ランド部に接続する接続体をチップ抵抗としたが、本発明はこれにも限定されず、例えば導体片等の他の手段を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the number of pattern conductors for fuses connected in parallel in the
1…回路基板、
1'…信号処理系回路基板、
10…入力側パターン状導体部、
11a、12a、11b、12b、11c、12c…接続用ランド部、
30、30a、30b、30c…ヒューズ用パターン状導体部、
40…チップ抵抗、
20…出力側パターン状導体部、
100…ヒューズ部、
200、200'…電源回路、
300…信号処理回路、
400…電子機器A、
500…電子機器B。
1 ... Circuit board,
1 '... signal processing system circuit board,
10: Input side patterned conductor,
11a, 12a, 11b, 12b, 11c, 12c ... land for connection,
30, 30 a, 30 b, 30 c... Patterned conductor portion for fuse,
40: Chip resistance,
20 ... Output-side patterned conductor,
100 ... fuse part,
200, 200 '... power supply circuit,
300: Signal processing circuit,
400: Electronic device A,
500: Electronic device B
Claims (5)
互いに並列接続され上記ヒューズ部を形成する複数のヒューズ用パターン状導体と、
上記複数のヒューズ用パターン状導体の回路への接続を選択し、該複数のヒューズ用パターン状導体のうちのいずれかまたは一部をオン状態にする接続切替え手段と、
を備え、上記接続切替え手段により上記接続がオン状態とされたヒューズ用パターン状導体を介して負荷側に電流または信号を供給する構成としたことを特徴とする回路基板。 A circuit board having a fuse portion made of a patterned conductor,
A plurality of fuse patterned conductors connected in parallel to form the fuse portion;
A connection switching means for selecting connection to the circuit of the plurality of fuse patterned conductors and turning on or any one of the plurality of fuse patterned conductors;
And a circuit board characterized in that a current or a signal is supplied to a load side through a fuse patterned conductor whose connection is turned on by the connection switching means.
上記ヒューズ部を形成する第1のヒューズ用パターン状導体と、
上記第1のヒューズ用パターン状導体に直列接続され、該第1のヒューズ用パターン状導体の回路への接続をオン状態またはオフ状態にする第1の接続切替え用パターン状導体と、
上記第1のヒューズ用パターン状導体と並列接続され、上記ヒューズ部を形成する第2のヒューズ用パターン状導体と、
上記第2のヒューズ用パターン状導体に直列接続され、該第2のヒューズ用パターン状導体の回路への接続をオン状態またはオフ状態にする第2の接続切替え用パターン状導体と、
上記第1または第2の接続切替え用パターン状導体に接続され、上記第1または第2のヒューズ用パターン状導体の回路への接続をオン状態にする接続体と、
を備え、上記接続体により上記接続がオン状態とされた上記第1または第2のヒューズ用パターン状導体を介して負荷側に電流または信号を供給する構成としたことを特徴とする回路基板。 A circuit board having a fuse portion made of a patterned conductor,
A first fuse patterned conductor forming the fuse portion;
A first connection-switching pattern conductor that is connected in series to the first fuse pattern conductor and that turns on the connection of the first fuse pattern conductor to the circuit;
A second fuse patterned conductor connected in parallel with the first fuse patterned conductor and forming the fuse portion;
A second connection switching pattern conductor connected in series to the second fuse pattern conductor and turning on or off the connection of the second fuse pattern conductor to the circuit;
A connection body connected to the first or second connection-switching patterned conductor to turn on the connection of the first or second fuse patterned conductor to the circuit;
And a circuit board, wherein a current or a signal is supplied to a load side via the first or second fuse patterned conductor in which the connection is turned on by the connection body.
An electronic apparatus comprising the circuit board according to claim 1 for use in one or both of a power supply circuit and a signal circuit.
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