JP2006124736A - Fuse element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒュ−ズ素子に関し、コンデンサやトランジスタ等の電子部品に内蔵して使用するヒュ−ズ素子として有用なものである。 The present invention relates to a fuse element, and is useful as a fuse element used in an electronic component such as a capacitor or a transistor.
電子部品においては、電流ヒュ−ズ素子を部品本体に接続し、これらを樹脂モ−ルド等により封止することがある。
例えば、タンタルコンデンサにおいては、万一の極性誤装着による過電流を未然に防止するために、コンデンサ素子にヒュ−ズ素子を接続し、これらを樹脂でモ−ルドしている。 また、パワ−トランジスタにヒュ−ズ素子を接続し、これらを樹脂で封止することも知られている。
In an electronic component, the current fuse element is connected to the component main body, and these may be sealed with a resin mold or the like.
For example, in a tantalum capacitor, a fuse element is connected to a capacitor element and is molded with a resin in order to prevent overcurrent due to a wrong polarity mounting. It is also known to connect fuse elements to power transistors and seal them with resin.
これらのヒュ−ズ内蔵電子部品においては、ヒュ−ズ溶断時のヒュ−ズ素子の発熱温度で加熱される。
而して、その電子部品本体やモ−ルド樹脂の炭化・燃焼を防止するために、その発熱温度を所定の発煙温度以下に抑える必要がある。
すなわち、溶断電流をｉ、遮断時間をｔｍ、ヒュ−ズ素子の溶断時温度をＴｍ、同じく抵抗をＲ、同じくヒュ−ズ素子の熱容量をＰ、周囲温度をθとすると、ほぼ
〔数式１〕 ｔｍ＝Ｐ（Ｔｍ−θ）／Ｒｉ２
が成立し、ヒュ−ズ素子の断面積をＳ、ヒュ−ズ素子の比抵抗をρ、ヒュ−ズ素子の比熱をκ、ヒュ−ズ素子の長さをＬとすれば、Ｒ＝ρＬ／Ｓ、Ｐ＝κＳＬであるから、
〔数式２〕 ｔｍ＝κＳ２（Ｔｍ−θ）／ρｉ２
が成立する。
この数式２は、ヒューズ素子が温度Ｔｍで一挙に溶断するとの前提に立って電流ｉを通電したときに通電開始からヒューズ素子が溶断するまでの時間ｔｍを示すものであり、ヒューズ素子の温度はＴｍ以上にならない。
These electronic components with a built-in fuse are heated at the heat generation temperature of the fuse element when the fuse is blown.
Thus, in order to prevent carbonization and combustion of the electronic component body and the mold resin, it is necessary to keep the heat generation temperature below a predetermined smoke generation temperature.
That is, assuming that the fusing current is i, the interruption time is t m , the fuse element fusing temperature is T m , the resistance is R, the heat capacity of the fuse element is P, and the ambient temperature is θ, 1] t m = P (T m −θ) / Ri 2
If the sectional area of the fuse element is S, the specific resistance of the fuse element is ρ, the specific heat of the fuse element is κ, and the length of the fuse element is L, then R = ρL / Since S, P = κSL,
[Formula 2] t m = κS 2 (T m −θ) / ρi 2
Is established.
ヒューズ素子の溶断温度Ｔｍは、ヒューズ素子が取付けられる電子部品、例えばタンタルコンデンサやパワートランジスタの発煙温度よりも充分に低くされている。従って、これらの電子部品が発煙するまえにヒューズ素子の溶断で通電が遮断され、火災などの発生が未然に防止される。
前記ヒューズ素子付き電子部品は、通常リフロ−法またはフロ−法により、回路基板に実装されるから、ヒューズ素子はこのはんだ付け温度に耐え得るものでなければならず、前記ヒューズ素子の溶断温度をはんだ付け温度よりも高くする必要がある。
The fusing temperature Tm of the fuse element is sufficiently lower than the smoke generation temperature of an electronic component to which the fuse element is attached, such as a tantalum capacitor or a power transistor. Therefore, before these electronic components emit smoke, the energization is cut off by blowing the fuse element, and the occurrence of a fire or the like is prevented.
Since the electronic component with a fuse element is usually mounted on a circuit board by a reflow method or a flow method, the fuse element must be able to withstand this soldering temperature. It must be higher than the soldering temperature.
従来、廃棄された電子・電気電子部品からの鉛イオンの溶出による環境汚染を防止するために、鉛フリ−はんだの使用が要請され、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ系等の鉛フリ−はんだが開発されている。これらの鉛フリ−はんだを使用しての実装温度は、Ｐｂ−Ｓｎはんだ使用の場合よりも高く、最高で２８０℃が予定されている。 Conventionally, in order to prevent environmental pollution due to elution of lead ions from discarded electronic / electrical electronic parts, the use of lead-free solder has been requested, and Sn-Ag, Sn-Cu, Sn-In, Sn-Bi based lead-free solder has been developed. The mounting temperature using these lead-free solders is higher than that in the case of using Pb—Sn solders, and a maximum of 280 ° C. is planned.
このはんだの鉛フリ−化に対応して、上記ヒュ−ズ素子においても、鉛フリ−化が要請されている。
前記したタンタルコンデンサ等の発煙温度は通常６００℃とされており、この温度と鉛フリーはんだによるはんだ付け最高温度２８０℃ととから、前記ヒューズ素子においては、６００〜３００℃の間で可能な限り短い遮断時間で溶断作動することが要求される。
Corresponding to this lead freezing of solder, lead freezing is also demanded in the fuse element.
The smoke generation temperature of the tantalum capacitor and the like is normally 600 ° C. From this temperature and the maximum soldering temperature of 280 ° C. using lead-free solder, the fuse element has a temperature as high as possible between 600 and 300 ° C. Fusing operation is required with a short shut-off time.
従来、動作温度３００〜４００℃の鉛フリーヒューズ素子の一つとして「Ａｌが０．５〜１７％、残部がＺｎの合金を細線に加工したもの」が提案されている（特許文献１）。
特許文献１に開示されたＺｎ−Ａｌヒューズ素子では、比抵抗ρが相当に低く、〔数式２〕からも理解できるとおり、遮断時間ｔｍが長いという不都合がある。
この対策として第３成分を添加して比抵抗ρを高くすることが考えられるが、かかる第３成分の添加では通常、固相線温度も高くなり、〔数式２〕におけるＴｍも高くなってしまい、比抵抗ρの増加効果が相殺されてしまう。
The Zn—Al fuse element disclosed in
As a countermeasure, it is conceivable to increase the specific resistance ρ by adding a third component. However, the addition of the third component usually increases the solidus temperature and Tm in [Equation 2] also increases. As a result, the effect of increasing the specific resistance ρ is offset.
しかしながら、本発明者の鋭意検討結果によれば、前記Ｚｎ−Ａｌ合金組成にＦｅを特定量添加すると、無添加のものに対し融点をほぼ同温度に保持して比抵抗を充分に増大できることを知った。 However, according to the results of earnest study by the present inventor, when a specific amount of Fe is added to the Zn-Al alloy composition, the specific resistance can be sufficiently increased by maintaining the melting point at substantially the same temperature as the additive-free material. Knew.
本発明の目的は、かかる知見に基づき、タンタルコンデンサ等に内蔵させるＺｎ−Ａｌ系合金からなるヒューズ素子に対し、ヒューズ遮断時間を充分に短縮できるヒューズ素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fuse element capable of sufficiently shortening the fuse cutoff time for a fuse element made of a Zn-Al alloy incorporated in a tantalum capacitor or the like based on such knowledge.
請求項１に係るヒュ−ズ素子は、Ａｌが１〜２０％（％は重量％。以下同じ）、Ｆｅが０．００１〜１％、残部がＺｎのＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金が細線に加工されてなることを特徴とする。
請求項２に係るヒュ−ズ素子は、請求項１におけるＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金１００重量部にＢｉ、Ｍｇ、Ｇｅの少なくとも一種が０．５〜１０重量部含有された多元合金が細線に加工されてなることを特徴とする。
請求項３に係るヒュ−ズ素子は、請求項１におけるＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金１００重量部にＳｎ、Ｉｎの少なくとも一種が０．５〜１０重量部含有された多元合金が細線に加工されてなることを特徴とする。
請求項４に係るヒュ−ズ素子は、請求項１におけるＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金または請求項２〜３における多元合金１００重量部にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも一種が１％以下添加された合金が細線に加工されてなることを特徴とする。
請求項５に係るヒュ−ズ素子は、請求項１〜４何れかのヒューズ素子において、細線が線径０．０３〜０．６ｍｍφの丸線または厚み０．０２〜０．２ｍｍ、幅３〜０．１５ｍｍのリボン状であることを特徴とする。
In the fuse element according to
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuse element in which a multi-element alloy containing 0.5 to 10 parts by weight of at least one of Bi, Mg and Ge in the Zn-Al-Fe alloy of 100 parts is processed into a thin wire. It is characterized by being made.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuse element in which a multi-element alloy containing 0.5 to 10 parts by weight of at least one of Sn and In in 100 parts by weight of the Zn-Al-Fe alloy according to
The fuse element according to
The fuse element according to
（１）生体に有害な金属元素を含有しておらず、環境保全に資する。更に耐食性に優れ、腐食性環境でも安全に使用できる。
（２）所定量のＦｅを添加したために固相線温度をほぼ元のままに保持して比抵抗を高めることができ、ヒューズ遮断時間を短くできる。特に、請求項２によれば、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｓｂ、Ｇｅのために固相線温度も低くでき、固相線温度低下の面からもヒューズ遮断時間を一層に短くできる。
（３）ヒューズ素子が溶断されて通電が遮断される際のヒューズ素子温度が６００℃以下でありタンタルコンデンサ等の発煙温度以下であるから、タンタルコンデンサ等の発煙防止に好適である。
（４）固相線温度が３５０℃以上であるから、鉛フリーはんだによる温度２３０〜２８０℃でのはんだ付けでも、ヒューズ素子付き電子部品を回路基板に安全に実装できる。
請求項３に係るヒューズ素子では、固相線温度が１４０℃〜２００℃と低いが、前記の温度２３０〜２８０℃でのはんだ付けを行っても充分な保形性の固液共存状態となり、はんだ付け後での冷却固化によりほぼ元の形状を確保させ得るから、鉛フリーはんだ付けを安全に行い得る。
（５）請求項４に係るヒューズ素子では、電極への溶接乃至は溶着を容易に行うことができる。
従って、本発明に係るヒューズ素子によれば、タンタルコンデンサ等の発煙を迅速作動で未然に防止でき、鉛フリーはんだ付けを安全に行い得、電子部品への取付けを容易に行い得る鉛フリーのヒューズ素子を提供できる。
(1) Contain no metallic elements harmful to the living body and contribute to environmental conservation. Furthermore, it has excellent corrosion resistance and can be used safely in corrosive environments.
(2) Since a predetermined amount of Fe is added, the solidus temperature can be maintained almost unchanged, the specific resistance can be increased, and the fuse cutoff time can be shortened. In particular, according to the second aspect, the solidus temperature can be lowered because of Bi, Mg, Sb, and Ge, and the fuse cutoff time can be further shortened from the viewpoint of lowering the solidus temperature.
(3) Since the fuse element temperature when the fuse element is blown and the current is cut off is 600 ° C. or less and the smoke generation temperature of the tantalum capacitor or the like, it is suitable for preventing smoke generation of the tantalum capacitor or the like.
(4) Since the solidus temperature is 350 ° C. or higher, an electronic component with a fuse element can be safely mounted on a circuit board even by soldering at a temperature of 230 to 280 ° C. with lead-free solder.
In the fuse element according to
(5) In the fuse element according to the fourth aspect, welding or welding to the electrode can be easily performed.
Therefore, according to the fuse element of the present invention, a lead-free fuse that can prevent smoke generation of a tantalum capacitor or the like by a quick operation, can perform lead-free soldering safely, and can be easily attached to an electronic component. An element can be provided.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係るヒュ−ズ素子を内蔵させたコンデンサの一例を示している。
図１において、１はタンタルコンデンサ素子、２は陽極リ−ド導体である。３は配線板であり、一対の電極３１，３２を有し、その電極間に本発明に係るヒュ−ズ素子ａを接続し、一方の電極３１をコンデンサ素子１の陰極に接合し、他方の電極３２にリ−ド導体４を接合してある。５は封止樹脂層、例えばエポキシ樹脂層である。
上記ヒュ−ズ素子と電極との接合には、抵抗溶接、超音波溶接、若しくはワイヤボ−ルボンディング、ウェッジボンディング、または熱圧接等を用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a capacitor incorporating a fuse element according to the present invention.
In FIG. 1, 1 is a tantalum capacitor element, and 2 is an anode lead conductor.
For joining the fuse element and the electrode, resistance welding, ultrasonic welding, wire ball bonding, wedge bonding, heat pressure welding, or the like can be used.
上記のコンデンサは、ＩＣ、トランジスタ、チップ抵抗等の他の電子部品と共に鉛フリ−はんだを使用してリフロ−法やフロ−法によって回路基板に温度２３０℃〜２８０℃で実装される。 The capacitor is mounted on a circuit board at a temperature of 230 ° C. to 280 ° C. by a reflow method or a flow method using lead-free solder together with other electronic components such as an IC, a transistor, and a chip resistor.
上記したタンタルコンデンサにヒュ−ズ素子を内蔵させる理由は、万一の極性誤接続によって過電流が流れ発煙するのを防止するためである。
前記の数式２は、過電流ｉによりヒューズ素子の温度がＴｍになった際に一挙にヒューズ素子が溶断するとの前提に立っている。実際にはヒューズ素子の固相線温度ＴＳと液相線温度ＴＬに差があり、ヒューズ素子が固相線温度ＴＳに達してもその温度ＴＳのもとでは溶断完結されずに固相線温度を越えた温度で溶断が完結される。
しかしながら、ヒューズ素子温度が固相線温度ＴＳから溶断温度Ｔｍに達するまでの時間Δｔは、ヒューズ素子が固相線温度ＴＳに達するまでの時間ｔＳに較べて極めて短い。すなわち、ＴＳ》Ｔｍ−ＴＳであり、しかも固相線温度を越えると比抵抗が液相の混在により急峻に上昇することから、ｔＳ》Δｔが成立する。従って、前記の数式２に代え、
〔数式３〕ｔｍ＝＝κＳ２（ＴＳ−θ）／ρｉ２
を用いても、遮断時間ｔｍを充分に正確に把握できる。
The reason why the fuse element is built in the tantalum capacitor is to prevent overcurrent from flowing and generating smoke due to an incorrect polarity connection.
However, the time Δt until the fuse element temperature reaches the fusing temperature T m from the solidus temperature T S is extremely shorter than the time t S until the fuse element reaches the solidus temperature TS. That is, T S >> T m −T S , and when the solidus temperature is exceeded, the specific resistance sharply increases due to the mixture of liquid phases, so that t S >> Δt is established. Therefore, instead of
[Formula 3] t m == κS 2 (T S −θ) / ρi 2
Even if is used, the cutoff time t m can be grasped sufficiently accurately.
本発明に係るヒュ−ズ素子の合金には、（１）Ａｌが１〜２０％、Ｆｅが０．００１〜１％、残部がＺｎのＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金、（２）前記のＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金１００重量部にＢｉ、Ｍｇ、Ｇｅの少なくとも一種が０．５〜１０重量部含有された多元合金、（３）前記のＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金１００重量部にＳｎ、Ｉｎの少なくとも一種が０．５〜１０重量部含有された多元合金、（４）前記のＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金または多元合金１００重量部にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも一種が１％以下添加された合金が使用される。
（１）において、Ａｌを添加する理由は固相線温度をほぼ３８０℃とするためである。Ｆｅを添加する理由は、前記の固相線温度３８０℃をほぼ保持して比抵抗ρを増加するためであり、添加量を０．００１〜１％とした理由は、０．００１％未満では比抵抗ρの実質的な増加が得られず、１％を越えると固相線温度ＴＳをほぼ３８０℃に保持し難くなるからである。
従って、数式３において、Ｆｅ無添加のものに較べ、（ＴＳ−θ）を保持して比抵抗ρを増加でき、遮断時間ｔｍを短縮できる。
（２）において、Ｂｉ、Ｍｇ、Ｇｅの少なくとも一種を添加する理由は、（１）での比抵抗ρの増加に加え、固相線温度ＴＳを低下させることにより（固相線温度ＴＳ−周囲温度θ）を減少させて遮断時間ｔｍの一層の短縮を図ることにあり、その添加量を０．５〜１０重量部とした理由は、０．５重量部未満では固相線温度ＴＳの実質的を低下が得られず、１０重量部を越えると加工性が悪くなり細線加工が困難になるからである。
（３）のＳｎ、Ｉｎの少なくとも一種の添加によれば、固相線温度が１４０℃〜２００℃と低くなるが、鉛フリーはんだによる温度２５０℃〜２８０℃のもとでのヒューズ素子付き電子部品のはんだ付け実装でヒューズ素子が半溶融状態になっても、はんだ付け後ではヒューズ素子に元の形状を確保させ得、（２）と同様に、比抵抗ρの増加に加え固相線温度ＴＳを低下させることにより（固相線温度ＴＳ−周囲温度θ）を減少させて遮断時間ｔｍの更に一層の短縮を図ることができる。ＳｎまたはＩｎの添加量を０．５〜１０重量部とした理由は、０．５重量部未満では固相線温度ＴＳの実質的を低下が得られず、１０重量部を越えると固相線温度が低くなり過ぎて前記はんだ付けを安全に行い得なくなると共に加工性が悪くなり細線加工が困難になるからである。
（４）において、前記のＺｎ−Ａｌ−Ｆｅ合金または多元合金１００重量部にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐ、Ｓｂの少なくとも一種を添加する理由は電極との接合性を良くすることにあり、添加量を１重量部以下とした理由は、１１重量部部を越えると、比抵抗の低下や固相線温度の上昇が生じるからである。
The alloy of the fuse element according to the present invention includes (1) a Zn—Al—Fe alloy in which Al is 1 to 20%, Fe is 0.001 to 1%, and the balance is Zn, and (2) the Zn— A multi-element alloy in which 0.5 to 10 parts by weight of at least one of Bi, Mg, and Ge is contained in 100 parts by weight of an Al—Fe alloy; (3) A multi-element alloy containing 0.5 to 10 parts by weight of one kind, (4) at least one of Au, Ag, Cu, Ni, Pd, P, and Sb is added to 100 parts by weight of the Zn—Al—Fe alloy or multi-element alloy. An alloy to which 1% or less is added is used.
In (1), the reason for adding Al is that the solidus temperature is about 380 ° C. The reason for adding Fe is to increase the specific resistance ρ while substantially maintaining the solidus temperature of 380 ° C. The reason why the addition amount is 0.001 to 1% is less than 0.001%. This is because a substantial increase in the specific resistance ρ cannot be obtained, and if it exceeds 1%, it becomes difficult to maintain the solidus temperature TS at about 380 ° C.
Therefore, in
In (2), the reason for adding at least one of Bi, Mg, and Ge is that by increasing the specific resistance ρ in (1), by lowering the solidus temperature TS (solidus temperature T S − The reason is that the cutoff time t m is further shortened by reducing the ambient temperature θ), and the reason for the addition amount being 0.5 to 10 parts by weight is that the solidus temperature T is less than 0.5 parts by weight. This is because the substantial reduction of S cannot be obtained, and if it exceeds 10 parts by weight, the workability deteriorates and thin wire processing becomes difficult.
According to the addition of at least one kind of Sn and In in (3), the solidus temperature is lowered to 140 ° C. to 200 ° C., but the electron with a fuse element at a temperature of 250 ° C. to 280 ° C. by lead-free solder Even if the fuse element is in a semi-molten state due to the soldering of the parts, the original shape of the fuse element can be secured after soldering, and in the same way as (2), in addition to the increase in specific resistance ρ, the solidus temperature T S by lowering the - it is possible to even more shorten the interruption time t m by reducing the (solidus temperature T S ambient theta). The reason for the addition amount of Sn or In and 0.5 to 10 parts by weight, reduced substantially the solidus temperature T S can not be obtained is less than 0.5 part by weight, more than 10 parts by weight solid phase This is because the wire temperature becomes too low and the soldering cannot be performed safely, and the workability is deteriorated and the thin wire processing becomes difficult.
In (4), the reason for adding at least one of Au, Ag, Cu, Ni, Pd, P, and Sb to 100 parts by weight of the Zn-Al-Fe alloy or multi-component alloy is to improve the bondability with the electrode. The reason why the amount added is 1 part by weight or less is that when the amount exceeds 11 parts by weight, the specific resistance decreases and the solidus temperature rises.
ヒューズ素子の断面寸法や形状は線径０．０３〜０．６ｍｍφの丸線または厚み０．０２〜０．２ｍｍ、幅３〜０．１５ｍｍのリボン状とされる。
上限については、数式３におけるヒューズ素子の断面積Ｓを抑えて遮断時間ｔｍが長くなり過ぎるのを回避することにあり、下限については、ヒューズ素子を電子部品に内蔵する際のハンドリング、組込の作業性、線引き加工性やコスト低減を保証することにある。
厚み０．０２〜０．２ｍｍ、幅３〜０．１５ｍｍのリボン状では、電極との接触面積を充分に広くして接合性を向上できる有利性もある。
The cross-sectional dimension and shape of the fuse element are a round wire having a wire diameter of 0.03 to 0.6 mmφ or a ribbon having a thickness of 0.02 to 0.2 mm and a width of 3 to 0.15 mm.
The upper limit lies to avoid too interruption time t m by suppressing the cross-sectional area S of the fuse element is longer in
The ribbon shape having a thickness of 0.02 to 0.2 mm and a width of 3 to 0.15 mm has an advantage that the contact area with the electrode can be sufficiently widened to improve the bonding property.
本発明に係るヒュ−ズ素子は、リフロ−法またはフロ−法により実装した後での補修やあと付けでも、鏝で安全にはんだ付けすることもできる。
これらの場合、ヒュ−ズ素子が曲げをうけるが、充分な柔軟性を有し、折損なく、スム−ズに、装着、実装またはあと付けできる。
The fuse element according to the present invention can be safely soldered with scissors even after repairing or retrofitting after mounting by the reflow method or the flow method.
In these cases, the fuse element is bent but has sufficient flexibility and can be mounted, mounted or retrofitted smoothly without breakage.
本発明に係るヒュ−ズ素子は、充分な強度を有する多元合金を使用しているから、線引き加工をスム−ズに行うことができる。
この線引き加工の外、回転液中紡糸法によっても製造できる。すなわち、回転ドラムの内周面に遠心力により形成保持された冷却液層に、ノズルから噴射した溶融ジェットを冷却液層の周速と同速・同方向で入射させ、この液層入射ジェットを冷却液層で急冷・凝固させて紡糸することもできる。この場合、ノズルから冷却液層に至る空間でのジェットは、ノズルの円形形状が溶融金属の表面張力により保持されて円形断面となる。更に、ジェットの表面張力による円形保持力を冷却液層の動圧（ジェットを扁平化しようとする圧力）よりも大とするように、冷却液層周速、ジェットの冷却液層入射角等を調整してあり、冷却液層に入射されたジェットも、断面円形を保持しつつ冷却・凝固されていく。従って、線径３０μｍφという細線のヒュ−ズ素子でも容易に製造できる。
これらの製線中、ボビンへの巻取りを必要とするか、充分な柔軟性のために、折損なく、スム−ズに巻き取ることができる。
Since the fuse element according to the present invention uses a multi-component alloy having sufficient strength, the drawing process can be performed smoothly.
In addition to this drawing process, it can also be produced by spinning in a rotating liquid. That is, the molten jet sprayed from the nozzle is incident on the cooling liquid layer formed and held on the inner peripheral surface of the rotating drum by centrifugal force at the same speed and in the same direction as the peripheral speed of the cooling liquid layer, and this liquid layer incident jet is It can also be spun by rapid cooling and solidification in the cooling liquid layer. In this case, the jet in the space from the nozzle to the coolant layer has a circular cross section with the circular shape of the nozzle being held by the surface tension of the molten metal. Furthermore, the peripheral velocity of the cooling fluid layer, the incident angle of the cooling fluid layer of the jet, etc. are set so that the circular holding force due to the surface tension of the jet is larger than the dynamic pressure of the cooling fluid layer (pressure for flattening the jet). The jet that has been adjusted and entered the cooling liquid layer is cooled and solidified while maintaining a circular cross section. Accordingly, even a thin fuse element having a wire diameter of 30 μm can be easily manufactured.
During these wire making operations, winding onto a bobbin is required, or for sufficient flexibility, it can be wound smoothly without breakage.
Ａｌ：５％、Ｆｅ：０．０１％、残部Ｚｎの合金組成にて線径６０μｍφの細線をダイス伸線により製造した。この合金の固相線温度を測定したところ（加熱速度１０℃／ｍｉｎのもとでＤＳＣにより測定）３８０℃であり、細線の比抵抗を測定したところ５．７μΩcmであった（ｎ＝１０箇の平均値）。
この細線の３ｍｍ切断片をＡｇメッキ４２アロイ電極間に抵抗溶接し、３Ａ通電下での遮断時間を測定したところ８７msecであった（ｎ＝１０箇の平均値）。
A thin wire having a wire diameter of 60 μmφ was manufactured by die drawing with an alloy composition of Al: 5%, Fe: 0.01%, and the balance Zn. The solidus temperature of this alloy was measured (measured by DSC at a heating rate of 10 ° C./min) and found to be 380 ° C. The specific resistance of the thin wire was measured to be 5.7 μΩcm (n = 10 points). Average value).
A 3 mm piece of this thin wire was resistance-welded between the Ag-plated 42 alloy electrodes, and the interruption time under 3A energization was measured to be 87 msec (n = 10 average values).
〔比較例１〕
実施例１に対しＦｅを無添加とした以外、実施例１と同様にして細線を製造し、固相線温度及び比抵抗を実施例１と同様にして測定したところ、それぞれ３８０℃及び４．６μΩcmであった。
更に実施例と同様にして遮断時間を測定したところ１０７msecであった。
この比較例１と実施例１との対比から、Ｆｅ添加により無添加の場合の固相線温度を保持して比抵抗を高めることができ、ヒューズ遮断時間を短くできることが確認できる。
[Comparative Example 1]
A thin wire was produced in the same manner as in Example 1 except that Fe was not added to Example 1, and the solidus temperature and specific resistance were measured in the same manner as in Example 1. As a result, 380 ° C. and 4. It was 6 μΩcm.
Further, when the blocking time was measured in the same manner as in the example, it was 107 msec.
From the comparison between Comparative Example 1 and Example 1, it can be confirmed that the specific resistance can be increased by maintaining the solidus temperature when Fe is not added and Fe can be added, and the fuse cutoff time can be shortened.
〔実施例２〜実施例１２〕
表１〜表３に示す合金組成とした以外、実施例１と同様にして細線を製造し、固相線温度及び比抵抗を実施例１と同様にして測定したところ、それぞれほぼ３８０℃及び５．２μΩcm以上であった。
更に実施例１と同様にして遮断時間を測定したところ９０msec以下であった。
[Examples 2 to 12]
Except for the alloy compositions shown in Tables 1 to 3, fine wires were produced in the same manner as in Example 1 and the solidus temperature and specific resistance were measured in the same manner as in Example 1. It was 2 μΩcm or more.
Further, when the blocking time was measured in the same manner as in Example 1, it was 90 msec or less.
〔実施例１３〜実施例１５〕
表４に示す合金組成とした以外、実施例１と同様にして細線を製造し、固相線温度及び比抵抗を実施例１と同様にして測定したところ、３７５℃〜３８０℃及び５．２μΩcm以上であった。
更に実施例１と同様にして遮断時間を測定したところ９０msec以下であった。
[Examples 13 to 15]
A thin wire was produced in the same manner as in Example 1 except that the alloy composition shown in Table 4 was used, and the solidus temperature and specific resistance were measured in the same manner as in Example 1. As a result, 375 ° C. to 380 ° C. and 5.2 μΩcm That was all.
Further, when the blocking time was measured in the same manner as in Example 1, it was 90 msec or less.
〔実施例１６〜実施例１７〕
表５に示す合金組成とした以外、実施例１と同様にして細線を製造した、実施例１で使用したＤＳＣ法により固相線温度及び液相線温度を測定したところ表５の通りであった。 これらの実施例では、ヒューズ素子の固相線温度がヒューズ素子内臓電子部品の実装温度２５０℃〜２８０℃よりも低いが、ヒューズ素子を２８０℃で１分間加熱し半溶融状態としても、形状が崩れずはんだ付け後ではヒューズ素子に元の形状を確保させ得た。
ヒューズ素子を２８０℃で１分間加熱したのちに、比抵抗を測定したところ、５．４μΩcm以上であった。
更に実施例１と同様にして遮断時間を測定したところ８０msec以下であった。
[Examples 16 to 17]
The solid line temperature and liquidus temperature were measured by the DSC method used in Example 1 except that the alloy composition shown in Table 5 was used. It was. In these examples, the solidus temperature of the fuse element is lower than the mounting temperature of 250 to 280 ° C. of the electronic component with a built-in fuse element, but the shape does not change even if the fuse element is heated at 280 ° C. for 1 minute to be in a semi-molten state The original shape of the fuse element could be secured after soldering without breaking.
When the specific resistance was measured after heating the fuse element at 280 ° C. for 1 minute, it was 5.4 μΩcm or more.
Further, when the blocking time was measured in the same manner as in Example 1, it was 80 msec or less.
ａ ヒュ−ズ素子
１ コンデンサ素子
５ 封止樹脂層
a
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