JP2016048680A

JP2016048680A - 回路保護デバイス

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Publication number: JP2016048680A
Application number: JP2015164361A
Authority: JP
Inventors: イエンファーン; Yan Fang; ビンワーン; Bin Wang; ジエンジョーァイエ; Jianzhe Ye; タオグオ; Tao Guo; ジエンヨーンリウ; Jianyong Liu
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2016-04-07
Also published as: EP2991110B1; CN204030547U; EP2991110A3; US9484337B2; EP2991110A2; US20160056139A1

Abstract

【課題】使用の利便性が非常に良く、コンパクトな構造と、より小さな体積を有する温度ヒューズとダイオードとを備える回路保護デバイスを提供する。
【解決手段】温度ヒューズ１００は第１の絶縁層５００内に実装され、ダイオード２００は第２の絶縁層４００内に実装される。第１の絶縁層の底面上には、第１の外部電極パッド１、第２の外部電極パッド２及び第３の外部電極パッド３が設けられる。ダイオードの第１の電極面と温度ヒューズの第１の電極端とは、第１の外部電極パッドに電気的に接続され、温度ヒューズの第２の電極端は、第２の外部電極パッドに電気的に接続され、ダイオードの第２の電極面は、第３の外部電極パッドに電気的に接続される。本開示では、温度ヒューズとダイオードは、１つの回路保護デバイスに統合され、ＳＭＴによる１つのプロセスで、保護された回路上に半田付けすることができることにより、回路保護デバイスは使用の利便性が良い。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、中国知識産権局において２０１４年８月２５日に提出された中国特許出願第２０１４２０４８１１５４．２号の利益を主張するものであり、その全開示は参照によって本明細書に援用される。

本発明の実施形態は、一般的に、回路保護デバイスに関し、特に、温度ヒューズを備える回路保護デバイスに関する。

従来の技術では、回路の過電流及び過電圧保護を達成するため、温度ヒューズ及びダイオードを利用することがある。一般的に、温度ヒューズは、保護された回路と直列接続され、ダイオードは、保護された回路に接続されたカソード端と、接地されたアノード端とを有する。回路に過電流が流れると、温度ヒューズは加熱されて飛ぶので、回路は適時にオフされ、それによって、回路が接続された電気デバイス及び装置が保護される。回路に過電圧が印加されると、逆にダイオードが破壊され、電流はダイオードから直接的に接地端子に流れるため、回路の出力端子からの電圧は、瞬時に低電圧に引き下げられ、同時に、温度ヒューズは加熱されて飛び、最終的に回路はオフされ、それによって、回路が接続された電気デバイス及び装置が保護される。

しかしながら、従来の技術では、温度ヒューズ及びダイオードは、互いに分離した別々の部品であり、保護された回路上にリードワイヤによって個別に溶接する必要があり、これは、時間がかかり、労力を要し、使用の利便性が悪い。更に、それにより、全体の構造がまとまりないものになり、回路の体積が大きくなる。

本発明は、上述の問題及び欠点のすくなくとも一部を克服又は軽減するためになされた。

使用の利便性が非常に良く、それによって時間と労力が節約される回路保護デバイスを提供することが有利となるだろう。

また、コンパクトな構造とより小さな体積を有する回路保護デバイスを提供することが有利となるだろう。

本開示の一態様によれば、回路保護デバイスであって、第１の電極端と、前記第１の電極端とは反対側の第２の電極端とを有する温度ヒューズと、第１の電極面と、前記第１の電極面とは反対側の第２の電極面とを有するダイオードとを備え、前記温度ヒューズは、第１の絶縁層内に実装され、前記第１の絶縁層の底面上には、第１の外部電極パッド、第２の外部電極パッド、及び第３の外部電極パッドが設けられ、前記ダイオードは、第２の絶縁層内に実装され、前記ダイオードの前記第１の電極面及び前記温度ヒューズの前記第１の電極端は、前記第１の外部電極パッドに電気的に接続され、前記温度ヒューズの前記第２の電極端は、前記第２の外部電極パッドに電気的に接続され、前記ダイオードの前記第２の電極面は、前記第３の外部電極パッドに電気的に接続される回路保護デバイスが提供される。

本開示の１つの例示的実施形態によれば、前記ダイオードの前記第１の電極面は、前記第１の絶縁層の上面上に取り付けられる。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記第１の絶縁層内には導電性バイアが形成され、前記ダイオードの前記第１の電極面は、前記導電性バイアを介して前記温度ヒューズの前記第１の電極端に電気的に接続される。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記第１の絶縁層は、板形状に形成され、前記ダイオードは、薄板形状に形成され、前記第１の絶縁層上に積み重ねられる。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記第１の外部電極パッドは、前記第１の絶縁層内に形成された第１の導電性バイアを介して前記温度ヒューズの前記第１の電極端に電気的に接続される。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記第２の外部電極パッドは、前記第１の絶縁層内に形成された第２の導電性バイアを介して前記温度ヒューズの前記第２の電極端に電気的に接続される。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記回路保護デバイスは、前記ダイオードの前記第２の電極面に電気的に接続された一端と、前記第１の絶縁層内に形成された第３の導電性バイアを介して前記第３の外部電極パッドに電気的に接続された他端とを有する電気接続部材を更に備える。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記電気接続部材は、板形状の電気接続薄板であって、前記ダイオードの前記第２の電極面に平行であり且つ電気的に接続された第１の部分と、前記第１の部分に垂直であり、前記第３の導電性バイアに電気的に接続された第２の部分とを備える。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記ダイオード及び前記電気接続部材は、前記第２の絶縁層内に実装される。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記ダイオードの前記第１の電極面はカソード面であり、前記ダイオードの前記第２の電極面はアノード面である。

本開示の更なる例示的実施形態によれば、前記温度ヒューズの前記第２の電極端に電気的に接続された前記第２の外部電極パッドは、電圧又は電流の入力端子であり、前記温度ヒューズの前記第１の電極端及び前記ダイオードの前記第１の電極面に電気的に接続された前記第１の外部電極パッドは、電圧又は電流の出力端子であり、前記ダイオードの前記第２の電極面に電気的に接続された前記第３の外部電極パッドは接地端子である。

本開示の更なる例示的な実施形態によれば、前記第１の外部電極パッド、前記第２の外部電極パッド及び前記第３の外部電極パッドの表面は、同一平面内に存在する。

本開示の更なる例示的な実施形態によれば、前記第１の絶縁層内には内部キャビティが形成され、前記内部キャビティ内には前記温度ヒューズの中央部分が受容される。

本開示の様々な実施形態に係る回路保護デバイスでは、温度ヒューズ及びダイオードは、１つの回路保護デバイスに組み込まれ、ＳＭＴによって１つのプロセスで、保護された回路（基板）に単純に半田付けすることができ、使用の利便性が良い。更に、本開示では、回路保護デバイス全体が、非常にコンパクトな構造とより小さな体積を有する。

本発明の上述及びその他の特徴は及び利点は、その例示的実施形態を添付の図面を参照して詳細に記載することによってより明らかになるだろう。
本開示の一実施形態に係る回路保護デバイスを示す概略的な断面図である。図１に示す回路保護デバイスの回路原理図である。

本発明の例示的実施形態は、添付の図面を参照して以下に詳細に記載され、同様の参照番号は、同様の部材を指す。しかしながら、本発明は様々な形態で実施され、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本発明が十分且つ完全になるように提供されるものであり、当業者に対して本会維持の概念を十分に伝えるものである。

以下の詳細な記載では、説明の目的で、本開示の実施形態の十分な理解をもたらすために、数多くの具体的な詳細が記載される。しかし、１つ以上の実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施されてもよいことは明らかである。その他の場合では、図面を単純化するために、周知の構造及びデバイスが概略的に示されている。

本発明の１つの一般的な発明の概念によれば、第１の電極端と、前記第１の電極端とは反対側の第２の電極端とを有する温度ヒューズと、第１の電極面と、前記第１の電極面とは反対側の第２の電極面とを有するダイオードとを備える回路保護デバイスであって、前記温度ヒューズは、第１の絶縁層内に実装され、前記第１の絶縁層の底面上には、第１の外部電極パッド、第２の外部電極パッド、及び第３の外部電極バッドが設けられ、前記ダイオードは、第２の絶縁層内に実装され、前記ダイオードの前記第１の電極面及び前記温度ヒューズの前記第１の電極端は、前記第１の外部電極パッドに電気的に接続され、前記温度ヒューズの前記第２の電極端は、前記第２の外部電極パッドに電気的に接続され、前記ダイオードの前記第２の電極面は、前記第３の外部電極パッドに電気的に接続される回路保護デバイスが提供される。

図１は、本開示の一実施形態に係る回路保護デバイスを示す概略的な断面図である。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、回路保護デバイスは、主に、温度ヒューズ１００とダイオード２００とを備える。

図示の実施形態では、図１に示すように、温度ヒューズ１００は、第１の電極端（図１では左端）と、第１の電極端の反対側の第２の電極端（図１では右端）とを有する。

図示の実施形態では、図１に示すように、ダイオード２００は、第１の電極面（図１では下面）と、第１の電極面とは反対側の第２の電極面（図１では上面）とを有する。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、温度ヒューズ１００は、第１の絶縁層５００内に実装され、ダイオード２００の第１の電極面は、第１の絶縁層５００の上面上に取り付けられ、ダイオード２００は、第２の絶縁層４００内に実装される。

図１を引き続き参照すると、図示の実施形態では、ダイオード２００の第１の電極面は、第１の絶縁層５００内に形成された導電性バイア４０を介して温度ヒューズ１００の第１の電極端に電気的に接続される。

図１に示すように、第１の絶縁層５００の底面上には、第１の外部電極パッド１、第２の外部電極パッド２、及び第３の外部電極パッド３が設けられる。図示の実施形態では、第１の外部電極パッド１、第２の外部電極パッド２、及び第３の外部電極パッド３の下面は、第１の外部電極パッド１、第２の外部電極パッド２、及び第３の外部電極パッド３が、表面実装技術（ＳＭＴ）によって１つのプロセスで回路基板に半田付けされてもよいように、同一平面内に位置し、それによって、非常に利便性の良い作業がもたらされる。

図１に示す実施形態では、ダイオード２００の第１の電極面と温度ヒューズ１００の第１の電極端とは、第１の外部電極パッド１に電気的に接続され、温度ヒューズ１００の第２の外部電極端は、第２の外部電極パッド２に電気的に接続され、ダイオード２００の第２の電極面は、第３の外部電極パッド３に電気的に接続される。このようにして、温度ヒューズ１００とダイオード２００は、リードワイヤを用いずに、第１の外部電極パッド１、第２の外部電極パッド２、及び第３の外部電極パッド３を介して、保護された回路に電気的に接続されることができ、従って、非常に利便性の良い作業がもたらされる。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、第１の外部電極パッド１は、第１の絶縁層５００内に形成された第１の導電性バイア１０を介して温度ヒューズ１００の第１の電極端に電気的に接続される。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、第２の外部電極パッド２は、第１の絶縁層５００内に形成された第２の導電性バイア２０を介して温度ヒューズ１００の第２の電極端に電気的に接続される。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、回路保護デバイスは、更に、第２の絶縁層４００内に実装された電気接続部材３００を備え、電気接続部材３００は、ダイオード２００の第２の電極面に電気的に接続される一端と、第１の絶縁層５００内に形成された第３の導電性バイア３０を介して第３の外部電極パッド３に電気的に接続される他端を有する。

本開示の一実施形態では、電気接続部材３００は、板形状の電気接続薄板である。電気接続部材３００は、第１の部分３０１と第２の部分３０２とを備える。電気接続部材３００の第１の部分３０１は、ダイオード２００の第２の電極面に平行であり、電気的に接続される。電気接続部材３００の第２の部分３０２は、第１の部分３０１に垂直であり、第３の導電性バイア３０に電気的に接続される。

本開示の一実施形態では、第１の絶縁層５００は、板形状に形成され、ダイオード２００は、薄板形状に形成され、第１の絶縁層５００上に積み重ねられ、回路保護デバイスの厚みを減少することができる。

本開示の一実施形態では、図１に示すように、第１の絶縁層５００内には内部キャビティ５１０が形成され、内部キャビティ５１０内には温度ヒューズ１００の中央部分が受容される。温度ヒューズ１００の第１及び第２の電極端は、第１の絶縁層５００内に保持される。

図２は、図１に示す回路保護デバイスの回路原理図である。

図２に示す回路保護デバイスの回路原理図からはっきりと分かるように、ダイオード２００の第１の電極面はカソード面であり、ダイオード２００の第２の電極面はアノード面である。

図示の実施形態では、図１及び図２に示すように、温度ヒューズ１００の第２の電極端に電気的に接続された第２の外部電極パッド２は、図２に示す電圧又は電流入力端子Ｖｉｎである。

図示の実施形態では、図１及び図２に示すように、温度ヒューズ１００の第１の電極端及びダイオード２００の第１の電極面に電気的に接続された第１の外部電極パッド１は、図２に示す電圧又は電流出力端子Ｖｏｕｔである。

図示の実施形態では、図１及び図２に示すように、ダイオード２００の第２の電極面に電気的に接続された第３の外部電極パッド３は、図２に示す接地端子ＧＮＤである。

過電流が回路を流れると、温度ヒューズ１００に流れる電流は非常に大きくなり、温度ヒューズ１００の急速な温度上昇と破壊を招き、それによって、回路の過電流保護を間に合わせることができることが、図２に示す回路保護デバイスの回路原理図からはっきりと分かる。回路に過電圧が印加されると、ダイオード２００は、過度に高い電圧によって逆に破壊され、電流はダイオードから直接的に接地端子へ流れるため、回路の出力端子からの電圧は、瞬時に低電圧に引き下げられ、その一方で、過度に大きな故障電流が温度ヒューズ１００及びダイオード２００を流れ、温度ヒューズは加熱されて飛び、最終的に回路がオフされる。本開示では、温度ヒューズ及びダイオード２００のパラメータは、ダイオード２００が損傷する前に温度ヒューズを飛ばすことができるように適切に設計及び選択されてもよい。

上述の実施形態は一例であって、当業者によって改良されてもよいことが当業者には理解されるだろう。様々な実施形態に記載された構造は、配置又は原理において矛盾することなく自由に組み合わされてもよい。

本開示は添付の図面と併せて記載されたが、図面に示す実施形態は、本発明の好適な実施形態を例示的に図示することを意図したものであり、本発明に対して制限するものとして解釈されるべきではない。

一般的な本発明の概念のいくつかの例示的な実施形態が図示されて記載されたが、これらの実施形態では、本発明の原理及び精神から逸脱することなく様々な変更又は修正が成されてもよく、それによって本発明の範囲は、請求項及びその均等物において規定されることは、当業者には理解されるだろう。

尚、「備える」という用語は、その他の部材又はステップを排除せず、「一つの（ａ）」又は「一つの（ａｎ）」は、複数の要素又はステップを排除しない。更に、請求項における全ての参照番号は、本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。

Claims

回路保護デバイスであって、
第１の電極端と、前記第１の電極端とは反対側の第２の電極端とを有する温度ヒューズ（１００）と、
第１の電極面と、前記第１の電極面とは反対側の第２の電極面とを有するダイオード（２００）とを備え、
前記温度ヒューズ（１００）は、第１の絶縁層（５００）内に実装され、前記第１の絶縁層（５００）の底面上には、第１の外部電極パッド（１）、第２の外部電極パッド（２）、及び第３の外部電極パッド（３）が設けられ、
前記ダイオード（２００）は、第２の絶縁層（４００）内に実装され、
前記ダイオード（２００）の前記第１の電極面及び前記温度ヒューズ（１００）の前記第１の電極端は、前記第１の外部電極パッド（１）に電気的に接続され、前記温度ヒューズ（１００）の前記第２の電極端は、前記第２の外部電極パッド（２）に電気的に接続され、前記ダイオード（２００）の前記第２の電極面は、前記第３の外部電極パッド（３）に電気的に接続される回路保護デバイス。
前記ダイオード（２００）の前記第１の電極面は、前記第１の絶縁層（５００）の上面上に取り付けられる、
請求項１に記載の回路保護デバイス。
前記第１の絶縁層（５００）内には導電性バイア（４０）が形成され、
前記ダイオード（２００）の前記第１の電極面は、前記導電性バイア（４０）を介して前記温度ヒューズ（１００）の前記第１の電極端に電気的に接続される、
請求項１に記載の回路保護デバイス。
前記第１の絶縁層（５００）は、板形状に形成され、
前記ダイオード（２００）は、薄板形状に形成され、前記第１の絶縁層（５００）上に積み重ねられる、
請求項１に記載の回路保護デバイス。
前記第１の外部電極パッド（１）は、前記第１の絶縁層（５００）内に形成された第１の導電性バイア（１０）を介して前記温度ヒューズ（１００）の前記第１の電極端に電気的に接続される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路保護デバイス。
前記第２の外部電極パッド（２）は、前記第１の絶縁層（５００）内に形成された第２の導電性バイア（２０）を介して前記温度ヒューズ（１００）の前記第２の電極端に電気的に接続される、
請求項５に記載の回路保護デバイス。
前記ダイオード（２００）の前記第２の電極面に電気的に接続された一端と、前記第１の絶縁層（５００）内に形成された第３の導電性バイア（３０）を介して前記第３の外部電極パッド（３）に電気的に接続された他端と、を有する電気接続部材（３００）を更に備える、
請求項６に記載の回路保護デバイス。
前記電気接続部材（３００）は、板形状の電気接続薄板であって、
前記ダイオード（２００）の前記第２の電極面に平行であり且つ電気的に接続された第１の部分（３０１）と、
前記第１の部分（３０１）に垂直であり、前記第３の導電性バイア（３０）に電気的に接続された第２の部分（３０２）を備える、
請求項７に記載の回路保護デバイス。
前記ダイオード（２００）及び前記電気接続部材（３００）は、前記第２の絶縁層（４００）内に実装される、
請求項８に記載の回路保護デバイス。
前記ダイオード（２００）の前記第１の電極面はカソード面であり、前記ダイオード（２００）の前記第２の電極面はアノード面である、
請求項９に記載の回路保護デバイス。
前記温度ヒューズ（１００）の前記第２の電極端に電気的に接続された前記第２の外部電極パッド（２）は、電圧又は電流入力端子（Ｖｉｎ）であり、
前記温度ヒューズ（１００）の前記第１の電極端及び前記ダイオード（２００）の前記第１の電極面に電気的に接続された前記第１の外部電極パッド（１）は、電圧又は電流出力端子（Ｖｏｕｔ）であり、
前記ダイオード（２００）の前記第２の電極面に電気的に接続された前記第３の外部電極パッド（３）は接地端子（ＧＮＤ）である、
請求項１０に記載の回路保護デバイス。
前記第１の外部電極パッド（１）、前記第２の外部電極パッド（２）及び前記第３の外部電極パッド（３）の表面は、同一平面内に存在する、
請求項１１に記載の回路保護デバイス。
前記第１の絶縁層（５００）内には内部キャビティ（５１０）が形成され、前記内部キャビティ（５１０）内には前記温度ヒューズ（１００）の中央部分が受容される、
請求項１に記載の回路保護デバイス。