JP2009146799A - 抵抗付き温度ヒューズ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低融点合金を溶融させて回路を遮断する場合の応答性を高めることができる抵抗付き温度ヒューズを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の抵抗付き温度ヒューズは、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の一方の面１１ａの略中央部に設けられた低融点合金１２と、前記絶縁基板１１の他方の面１１ｂに設けられ、かつ前記低融点合金１２の中間部１２ａと電気的に接続された２個の抵抗体１４ａ，１４ｂとを備え、前記２個の抵抗体１４ａ，１４ｂを並列に配置するとともに、前記低融点合金１２と対向しない箇所で、かつこの低融点合金１２を挟む位置に設けたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、抵抗体で発生する熱によって低融点合金を溶融させて回路を遮断する小型の抵抗付き温度ヒューズに関するものである。

従来のこの種の抵抗付き温度ヒューズは、図６に示すように、絶縁基板１と、この絶縁基板１の一方の面に設けられた低融点合金２と、前記絶縁基板１の他方の面に設けられ、かつ前記低融点合金２の中間部に電極３およびスルーホール電極４を介して接続された抵抗体５とを備え、前記低融点合金２を前記絶縁基板１を介して前記抵抗体５と対向させた（上面視にて重なる）構成としていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０００−１１８３１号公報

上記した従来の抵抗付き温度ヒューズの構成では、抵抗体５で発生する熱によって低融点合金２を溶融させて回路を遮断する場合、抵抗体５で発生する熱は絶縁基板１を局所的にしか加熱できないため、絶縁基板１を所定の温度にするのに時間がかかり、これにより、低融点合金２を溶融させて回路を遮断する場合の応答性が悪いという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、低融点合金を溶融させて回路を遮断する場合の応答性が高い抵抗付き温度ヒューズを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、絶縁基板と、この絶縁基板の一方の面の略中央部に設けられた低融点合金と、前記絶縁基板の他方の面に設けられ、かつ前記低融点合金の中間部と電気的に接続された２個の抵抗体とを備え、前記２個の抵抗体を前記絶縁基板の他方の面において並列に配置するとともに、前記低融点合金と対向しない箇所で、かつこの低融点合金を挟む位置に設けたもので、この構成によれば、絶縁基板の他方の面において２個の抵抗体が絶縁基板の一方の面の略中央部に設けられた低融点合金を挟む位置に設けられているため、この２個の抵抗体で絶縁基板を他方の面の左右両方から均一に加熱することができ、これにより、絶縁基板を所定の温度に早くすることができるため、低融点合金を溶融させて回路を遮断する場合の応答性を高くすることができるという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明の抵抗付き温度ヒューズは、２個の抵抗体を絶縁基板の他方の面において並列に配置するとともに、絶縁基板の一方の面の略中央部に設けられた低融点合金と対向しない箇所で、かつこの低融点合金を挟む位置に設けているため、２個の抵抗体で絶縁基板を他方の面の左右両方から均一に加熱することができ、これにより、絶縁基板を所定の温度に早くすることができるため、低融点合金を溶融させて回路を遮断する場合の応答性を高くすることができるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズについて、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズの一方の面から見た平面図、図２は同抵抗付き温度ヒューズの他方の面から見た平面図、図３は図１、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズは、図１〜図３に示すように、絶縁基板１１と、この絶縁基板１１の一方の面１１ａの略中央部に設けられた低融点合金１２と、この低融点合金１２の中間部１２ａと電気的に接続され、かつ前記絶縁基板１１を貫通するスルーホール電極１３と、前記絶縁基板１１の他方の面１１ｂに設けられ、かつ前記スルーホール電極１３と電気的に接続された２個の抵抗体１４ａ，１４ｂとを備えた構成としているものであり、そして前記２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは並列に配置するとともに、前記低融点合金１２と対向しない箇所で、かつこの低融点合金１２を挟む位置に設けているものである。

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、かつアルミナやガラスセラミック等の絶縁性を有する材料で構成されている。

また、前記低融点合金１２は、絶縁基板１１の一方の面１１ａの略中央部に形成されているもので、錫、ビスマス、インジウムなどのうち２つ以上の金属の合金により構成されている。なお、この低融点合金１２の周囲にはロジンからなるフラックス（図示せず）が塗布されている。

そして、前記絶縁基板１１の一方の面１１ａには、低融点合金１２を覆うようにシリコン樹脂等の絶縁材料からなる絶縁カバー１５が形成されており、そして、この絶縁カバー１５と前記絶縁基板１１の一方の面１１ａとの間には、溶融した低融点合金１２が溢れないように空間が存在している。

そしてまた、前記絶縁基板１１の一方の面１１ａにおいては、前記低融点合金１２の中間部１２ａと両端部１２ｂ，１２ｃに、それぞれ銀系の材料からなる第１〜第３の電極１６ａ〜１６ｃが接続されているものである。

なお、前記第１〜第３の電極１６ａ〜１６ｃは絶縁基板１１の一方の面１１ａの上面に直接形成され、そして前記低融点合金１２はこの第１〜第３の電極１６ａ〜１６ｃの上面に載置されている。また、前記低融点合金１２には、低融点合金１２の両端部１２ｂ，１２ｃに接続された第２，第３の電極１６ｂ，１６ｃを介して外部からの信号が通電されるものであり、そして、この低融点合金１２の中間部１２ａに接続された第１の電極１６ａはスルーホール電極１３と接続されているものである。そしてまた、前記スルーホール電極１３は、絶縁基板１１を貫通する貫通孔に銀などの導電体を充填することにより構成している。

さらに、前記２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは、絶縁基板１１の他方の面１１ｂにおいて、銀、酸化ルテニウム、ニクロム等の導電材料を印刷、蒸着等の技術により形成されているもので、並列に配置されている。また、この２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは低融点合金１２とは対向しない箇所、すなわち、上面視にて重ならない箇所に位置しているものである。なお、この２個の抵抗体１４ａ，１４ｂの抵抗値は同一となっているが、必要に応じて２個の抵抗体１４ａ，１４ｂにトリミング溝１７を形成して抵抗値を調整してもよい。また、この２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは、低融点合金１２を挟むように位置させているため、低融点合金１２の左右両側に位置することになり、これにより、この２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは、絶縁基板１１の他方の面１１ｂにおいて略中央部の左右両側に位置して設けられている。

また、前記絶縁基板１１の他方の面１１ｂには、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂの両端部に接続された銀系の材料からなる第４、第５の電極１６ｄ，１６ｅが形成されている。そして、第４の電極１６ｄは、スルーホール電極１３を介して第１の電極１６ａと接続されるとともに、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂに接続されており、これにより、低融点合金１２の中間部１２ａと２個の抵抗体１４ａ，１４ｂが、第１の電極１６ａ、スルーホール電極１３および第４の電極１６ｄを介して電気的に接続される。なお、この場合、スルーホール電極１３を形成せずに、例えば絶縁基板１１の側面に導電体を形成し、そしてこの導電体を介して第１の電極１６ａと第４の電極１６ｄとを接続するようにしてもよい。また、第５の電極１６ｅを介して２個の抵抗体１４ａ，１４ｂに外部からの信号が通電されるもので、このとき、前記第２、第３の電極１６ｂ，１６ｃ、第５の電極１６ｅを絶縁基板１１の側面に形成した銀電極と接続してもよく、また、図４に示すように、リード線１９と直接接続してもよい。

図４に示した抵抗付き温度ヒューズは、絶縁基板１１の側面に凹電極１３ａを形成し、そして、この凹電極１３ａを介して絶縁基板１１の他方の面１１ｂに設けた第５の電極１６ｅを絶縁基板１１の一方の面１１ａに形成されたリード線１９と直接接続するようにしたものである。この構成によれば、絶縁基板１１の一方の面１１ａにすべてのリード線１９を設けることができるため、絶縁基板１１の一方の面１１ａと絶縁カバー１５との間の空間を形成し易くなる。さらに、第１の電極１６ａと第４の電極１６ｄとを、絶縁基板１１の側面に形成した凹電極１３ａを介して接続するようにすれば、絶縁基板のシートを複数の絶縁基板１１に分割する際、隣接する絶縁基板１１間にスルーホールを形成することにより、第５の電極１６ｅに接続される凹電極１３ａと、第１の電極１６ａおよび第４の電極１６ｄに接続される凹電極１３ａとを同時に形成できるため、生産性を向上させることができる。

また、前記絶縁基板１１の他方の面１１ｂには、図２、図３に示すように、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂ、第４、第５の電極１６ｄ，１６ｅを覆うように、ガラス、エポキシ樹脂等の絶縁材料からなる絶縁層１８が形成されている。

上記した構成により、図５に示すような回路が構成される。図５において、通常は第２の電極１６ｂと第３の電極１６ｃとの間に電流が流れて低融点合金１２に外部からの信号が通電されるが、異常時には、第５の電極１６ｅと第２の電極１６ｂまたは第３の電極１６ｃとの間に電流が流れて２個の抵抗体１４ａ，１４ｂが発熱し、そして、この熱で低融点合金１２を溶融させて回路を遮断するものである。

次に、本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズの製造方法について説明する。

図１〜図３において、まず、貫通孔を備えた絶縁基板１１の一方の面１１ａに銀系の材料を印刷することにより第１〜第３の電極１６ａ〜１６ｃを形成し、さらに、絶縁基板１１の他方の面１１ｂに銀系の材料を印刷することにより第４、第５の電極１６ｄ，１６ｅを形成する。このとき、第１の電極１６ａおよび第４の電極１６ｄと貫通孔とを接続する。

次に、貫通孔に銀を充填してスルーホール電極１３を形成する。

次に、絶縁基板１１の他方の面１１ｂに、銀、酸化ルテニウム、ニクロム等の導電材料を印刷、蒸着等の技術により２個の抵抗体１４ａ，１４ｂを形成する。このとき、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂは並列に配置し、さらに、それぞれの両端部を第４の電極１６ｄおよび第５の電極１６ｅに接続する。その後、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂにレーザを照射してトリミング溝１７を形成することにより、抵抗値を調整する。

次に、絶縁基板１１の一方の面１１ａに、その両端部１２ｂ，１２ｃが第２、第３の電極１６ｂ，１６ｃに接続されるように低融点合金１２を形成する。このとき、低融点合金１２の中間部１２ａを第１の電極１６ａに接続する。

最後に、絶縁基板１１の一方の面１１ａに、低融点合金１２を覆うようにシリコン樹脂等の絶縁材料からなる絶縁カバー１５を形成するとともに、絶縁基板１１の他方の面１１ｂに、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂ、第４、第５の電極１６ｄ，１６ｅを覆うようにガラス、エポキシ樹脂等の絶縁材料からなる絶縁層１８を形成して、本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズを製造しているものである。

上記した本発明の一実施の形態においては、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂを絶縁基板１１の他方の面１１ｂにおいて並列に配置するとともに、絶縁基板１１の一方の面１１ａの略中央部に設けられた低融点合金１２と対向しない箇所で、かつこの低融点合金１２を挟む位置に設けているため、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂで絶縁基板１１を他方の面１１ｂの左右両方から均一に加熱することができ、これにより、絶縁基板１１を所定の温度に早くすることができるため、低融点合金１２を溶融させて回路を遮断する場合の応答性を高くすることができるという効果を有するものである。

すなわち、抵抗付き温度ヒューズが小型化されると、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂによって絶縁基板１１に印加された熱は絶縁基板１１全体に均一に上昇するため、従来のように、絶縁基板を局所的にしか加熱できない場合は、絶縁基板１１を所定の温度に加熱するには時間がかかってしまうが、本発明の一実施の形態においては、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂで絶縁基板１１を２箇所加熱し、そして絶縁基板１１を他方の面１１ｂの左右両方から均一に加熱するようにしているため、絶縁基板１１を所定の温度に加熱するのに時間がかかるようなことはない。

また、本発明の一実施の形態においては、絶縁基板１１を他方の面１１ｂの左右両方から均一に加熱するようにしているため、絶縁基板１１を左右のいずれか一方のみからしか加熱できない場合に比べて、より早く絶縁基板１１を所定の温度にすることができるものである。

そしてまた、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂに抵抗値調整のためのトリミング溝１７を形成した場合、トリミング溝１７が設けられた箇所は電流密度が高くなるため、この部分がより高温となるもので、これにより、絶縁基板１１を所定の温度に早く加熱できるため、応答性をさらに高めることができる。

さらに、２個の抵抗体１４ａ，１４ｂまたはトリミング溝１７を、絶縁基板１１の中心点に対して点対称または線対称になるように形成すれば、絶縁基板１１を均等に加熱できるため、応答性をより高めることができる。

なお、上記本発明の一実施の形態においては、抵抗体を２個並列に配置したものについて説明したが、抵抗体を３個以上並列に配置するようにしてもよいものである。

本発明に係る抵抗付き温度ヒューズは、応答性を高めることができるという効果を有するものであり、特に抵抗体で発生する熱によって低融点合金を溶融させて回路を遮断する小型の抵抗付き温度ヒューズ等において有用となるものである。

本発明の一実施の形態における抵抗付き温度ヒューズの一方の面から見た平面図 同抵抗付き温度ヒューズの他方の面から見た平面図 図１、図２におけるＡ−Ａ線断面図 同抵抗付き温度ヒューズの他の例を示す一方の面から見た平面図 同抵抗付き温度ヒューズの等価回路図 従来の抵抗付き温度ヒューズの断面図

符号の説明

１１ 絶縁基板
１１ａ 絶縁基板の一方の面
１１ｂ 絶縁基板の他方の面
１２ 低融点合金
１２ａ 低融点合金の中間部
１４ａ，１４ｂ 抵抗体

Claims (1)

1. 絶縁基板と、この絶縁基板の一方の面の略中央部に設けられた低融点合金と、前記絶縁基板の他方の面に設けられ、かつ前記低融点合金の中間部と電気的に接続された２個の抵抗体とを備え、前記２個の抵抗体を前記絶縁基板の他方の面において並列に配置するとともに、前記低融点合金と対向しない箇所で、かつこの低融点合金を挟む位置に設けた抵抗付き温度ヒューズ。

Images