JP2020126821A - 保護素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】保護素子の化学物質規制に対応しながら、ヒューズ素子を取付けた電極間にヒューズ素子の合体残りが生じる心配のない電気・電子機器の保護素子を提供する。【解決手段】少なくとも、耐熱性の絶縁基板11に、発熱素子12と、一対の主電極13と、発熱素子の通電電極14とが設けられており、さらに主電極と通電電極との間の隙間を埋めた電極間絶縁体15と、主電極と通電電極とに電気接続され電極間絶縁体の上を覆うように設けた金属導体からなるカバー電極16と、可溶金属からなりカバー電極の上に接合されかつカバー電極を間に挟んで主電極と通電電極の上に重なるように設けたヒューズ素子17とを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、電気・電子機器の保護素子に関する。
近年、モバイル機器など小型電子機器の急速な普及に伴い、搭載する電源の保護回路に実装される保護素子も小型薄型のものが使用されている。例えば、二次電池パックの保護回路には、表面実装部品(SMD)のチップ保護素子が好適に利用される。これらチップ保護素子には、被保護機器の過電流により生ずる過大発熱を検知し、または周囲温度の異常過熱に感応して、所定条件でヒューズを作動させ電気回路を遮断する非復帰型保護素子がある。該保護素子は、機器の安全を図るために、保護回路が機器に生ずる異常を検知すると信号電流により抵抗素子を発熱させ、その発熱で可融性の合金材からなるヒューズ素子を溶断させて回路を遮断するか、あるいは過電流によってヒューズ素子を溶断させて回路を遮断できる。例えば、特開2013−239405号公報(特許文献1)には、異常時に発熱する抵抗素子をセラミックス基板などの絶縁基板上に設けた保護素子が開示されている。
現在、上述した保護素子のヒューズ素子を構成する可溶合金は、改正RoHS指令などの化学物質の規制強化により鉛フリー化が進んでいる。例えば、特開2015−079608号公報(特許文献2)に記載されるように、無鉛金属複合材のヒューズ素子であって、この保護素子を外部回路板に表面実装する際のはんだ付け作業温度において、溶融可能な易融性の低融点金属材と、前記はんだ付け作業温度で液相の低融点金属材に溶解可能な固相の高融点金属材とから成り、低融点金属材と高融点金属材とを一体成形することで、液相化した低融点金属材を固相の高融点金属材ではんだ付け作業が終わるまで保持することを特徴とするヒューズ素子がある。このヒューズ素子の低融点金属材と高融点金属材とは互いに固着成形され、はんだ付け作業の熱で液相化した低融点金属材を該作業温度で固相の高融点金属材で、溶断しないように保持しながら、液相の低融点金属材でヒューズ素子を保護素子の電極パターンに接合できるようにし工夫されている。さらに、この保護素子を回路基板に表面実装する際のはんだ付け作業温度においてヒューズ素子が溶断するのを防止している。この保護素子は内蔵してる抵抗素子を発熱させ、その熱でヒューズ素子の高融点金属材を、媒質である低融点金属材中に拡散または溶解させて溶断動作するようなっている。
これら保護素子は被保護デバイスの異常を検知してメイン回路の電流を遮断する働きをするため、ヒューズ動作後の電極間絶縁抵抗は、できるだけ大きくかつ安定していることが好ましい。上述した従来の保護素子は、ヒューズ素子を取付けた電極間に平面電極の厚み分の空間がある。従来、保護素子の動作時において、この空間部分に発熱素子の加熱むらなどによって完全に合体しきれないヒューズ素子がボール状となって取り残されてしまうことがあった。ボール状のヒューズ素子を電極間に含んだ保護素子は、その分絶縁距離が短くなってしまうため、動作後の絶縁抵抗値が正常より低く遮断安定性が劣る場合があった。
特許文献1:特開2013−239405号公報
特許文献2:特開2015−079608号公報
特許文献2:特開2015−079608号公報
本発明は、保護素子の化学物質規制に対応しながら、ヒューズ素子を取付けた電極間にヒューズ素子の合体残りが生じる心配のない電気・電子機器の保護素子を提供する。
本発明によると、絶縁基板に発熱素子と少なくとも一対の主電極と発熱素子の通電電極とが設けられており、さらに主電極と通電電極との間の隙間を埋めた電極間絶縁体と、主電極と通電電極と電極間絶縁体の上を覆うように設けた金属導体からなるカバー電極と、可溶金属からなりカバー電極の上に接合されかつカバー電極を間に挟んで主電極と通電電極の上に重なるように設けたヒューズ素子とを含んだことを特徴とする保護素子が提供される。上記ヒューズ素子は、可溶金属で構成されており、溶融するとカバー電極を溶かして溶断することができる。主電極と通電電極との電極間に電極間絶縁体を設けることで、ヒューズ素子を取付けた電極間にヒューズ素子の合体残りが生じる心配がなく、上記ヒューズ素子の溶断後の絶縁性を安定させ向上させる。そして、低抵抗金属導体のカバー電極を主電極と通電電極とに電気接続し、このカバー電極の上部にカバー電極よりも高抵抗のヒューズ素子をさらに接合することで、ヒューズ動作前における保護素子の内部抵抗値を低減することができる。
本発明によると、絶縁基板に発熱素子と少なくとも一対の主電極と発熱素子の通電電極とが設けられており、さらに主電極と通電電極との間の隙間を埋めた電極間絶縁体と、低融点合金とこの低融点合金よりも固相線温度が高い高融点金属材との複合材からなり主電極と通電電極と電極間絶縁体の上に設けたヒューズ素子とを有し、高融点金属材は主電極と通電電極および電極間絶縁体とに当接しないように設けたことを特徴とする保護素子が提供される。上記ヒューズ素子は、低融点合金と高融点金属材とで構成されており、低融点合金が溶融すると、この低融点合金が高融点金属材を溶かして溶断することができる。主電極と通電電極との電極間に電極間絶縁体を設けることで、ヒューズ素子を取付けた電極間にヒューズ素子の合体残りが生じる心配がなく、上記ヒューズ素子の溶断後の絶縁性を安定させ向上させる。
本発明の一実施形態によれば、ヒューズ動作時において通電をより確実に遮断することができる。
本発明に係る保護素子10は、図1に示すように、少なくとも耐熱性の絶縁基板11に、発熱素子12と、一対の主電極13と、発熱素子12の通電電極14とが設けられており、さらに主電極13と通電電極14との間の隙間を埋めた電極間絶縁体15と、主電極13と通電電極14に接続され電極間絶縁体15の上を覆うように設けた低抵抗の金属導体からなるカバー電極16と、カバー電極16よりも高抵抗の可溶金属からなりカバー電極16の上に接合されかつカバー電極16を間に挟んで主電極13と通電電極14の上に重なるように設けたヒューズ素子17とを有することを特徴とする。主電極13および通電電極14は、動作時に開成するように設けられており、上記ヒューズ素子17に用いる可溶金属は、発熱素子12の加熱で完全に溶融しかつカバー電極16を溶解することでヒューズ動作する。ヒューズ素子17は、発熱素子12の加熱で溶融しかつカバー電極16を溶解可能な無鉛の易融金属であれば何れの合金を用いてもよく、特に限定されないが、ヒューズ素子17の一例として、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金(但し銀は必須ではない)、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金および96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金などの無鉛錫系はんだ材が利用できる。(合金材の係数は元素の質量%を示す。)カバー電極16は、発熱素子12の加熱によってヒューズ素子17の可溶金属に溶融し、かつヒューズ素子17よりも電気抵抗が小さい金属材であれば何れの金属材を用いてもよく、特に限定されないが、カバー電極16一例として、銅または銀、銅合金または銀合金が好適に利用できる。電極間絶縁体15は、電気絶縁材であれば何れの材料を用いてもよく、特に限定されないが、ガラス材、エポキシ樹脂など耐熱性電気絶縁材が好適に利用できる。
本発明に係る保護素子30は、図3に示すように、絶縁基板31に発熱素子32と少なくとも一対の主電極33と発熱素子32の通電電極34とが設けられており、さらに主電極33と通電電極34との間の隙間を埋めた電極間絶縁体35と、低融点合金36と低融点合金36よりも固相線温度が高い高融点金属材37との複合材からなり主電極33と通電電極34と電極間絶縁体35の上に設けたヒューズ素子300とを有し、高融点金属材37は主電極33と通電電極34および電極間絶縁体35とに当接しないように設けたことを特徴とする。主電極33および通電電極34は、動作時に開成するように設けられており、ヒューズ素子300は、低融点合金36と高融点金属材37とで構成されており、低融点合金36が溶融することで、低融点合金36に高融点金属材37を溶かし込んでヒューズ動作する。低融点合金36は、発熱素子32の加熱で溶融しかつ高融点金属材37を溶解可能な無鉛の易融金属であれば何れの合金を用いてもよく、特に限定されないが、低融点合金36の一例として、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金(但し銀は必須ではない)、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金および96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金などの無鉛錫系はんだ材が利用できる。(合金材の係数は元素の質量%を示す。)高融点金属材37は、発熱素子32の加熱によって低融点合金36に溶解する金属材であれば何れの金属材を用いてもよく、特に限定されないが、高融点金属材37の一例として、銀、銅またはこれらを含む合金が好適に利用できる。例えば銀合金として、Agを25〜40質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金などの無鉛錫系はんだ材が利用できる。
本発明に係る実施例1の保護素子10は、図1に示すように、アルミナ製絶縁基板11の下面に設けた厚膜抵抗体からなる発熱素子12と、絶縁基板11の上面に設けた一対の焼結銀製の主電極13と、絶縁基板11の上面に発熱素子12への通電に用いられる焼結銀製の通電電極14とが設けられており、主電極13と通電電極14の隙間を充填したガラス製電極間絶縁体15を設け、さらに主電極13と通電電極14に接続しかつ電極間絶縁体15に積層した焼結銀製の金属導体からなるカバー電極16を設け、カバー電極16の上に積層した該カバー電極16よりも電気抵抗の高い96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金の可溶金属からなるヒューズ素子17と、図示しないがヒューズ素子17を覆って塗布した動作用フラックスと、ヒューズ素子17と動作用フラックスとをさらに覆って絶縁基板11に固着した液晶ポリマー製のキャップ状蓋体18とで構成される。発熱素子12は、表面にガラスグレーズ(保護絶縁膜)を施しており、電極間絶縁体15は、その平面端面が主電極13と通電電極14の電極平面と平坦になるまで充填されている。絶縁基板11の上面に設けた主電極13と通電電極14は、基板下面の通電電極14とパターン電極19に電気接続する焼結銀製ハーフ・スルーホールの配線手段100を有する。
本発明に係る実施例2の保護素子20は、実施例1の保護素子10を変形したもので、図2に示すように、アルミナ製絶縁基板21の上面に設けた厚膜抵抗体からなる発熱素子22と、絶縁基板21の上面に設けた一対の焼結銀製の主電極23と、絶縁基板21の上面に発熱素子22への通電に用いられる焼結銀製の通電電極24とが設けられており、主電極23と通電電極24の隙間を充填したガラス製電極間絶縁体25を設け、さらに主電極23と通電電極24に接続しかつ電極間絶縁体25に積層した焼結銀製の金属導体からなるカバー電極26を設け、カバー電極26の上に積層したカバー電極26よりも電気抵抗の高い99.25Sn−0.75Cu合金の可溶金属からなるヒューズ素子27と、図示しないがヒューズ素子27を覆って塗布した動作用フラックスと、ヒューズ素子27と動作用フラックスとをさらに覆って絶縁基板21に固着した液晶ポリマー製のキャップ状蓋体28とで構成される。発熱素子22は、表面にガラスグレーズ(保護絶縁膜)を施しており、電極間絶縁体25は、その平面端面が該当電極間の発熱素子22を覆って主電極23と通電電極24の電極平面と平坦になるまで充填されている。絶縁基板21の上面に設けた主電極23と通電電極24は、基板下面のパターン電極29に電気接続する焼結銀製ハーフ・スルーホールの配線手段200を有する。実施例2の保護素子の発熱素子22は、ヒューズ素子27が設けられた絶縁基板21の基板面(上面)と同一の基板面(上面)に設けられている。
本発明に係る実施例3の保護素子30は、図3に示すように、アルミナ製絶縁基板31の下面に設けた厚膜抵抗体からなる発熱素子32と、絶縁基板31の上面に設けた一対の焼結銀製の主電極33と、絶縁基板31の上面に発熱素子32への通電に用いられる焼結銀製の通電電極34とが設けられており、主電極33と通電電極34の隙間を充填したガラス製電極間絶縁体35と、主電極33と通電電極34と電極間絶縁体35の上に設けた96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金製の低融点合金36と銀製の高融点金属材37との複合材からなるヒューズ素子300とを有し、ヒューズ素子300を構成する高融点金属材37は主電極33と通電電極34および電極間絶縁体35とに当接しないように設けられており、さらに、図示しないがヒューズ素子300を覆って塗布した動作用フラックスと、ヒューズ素子300と動作用フラックスとを覆って絶縁基板31に固着した液晶ポリマー製のキャップ状蓋体38とで構成される。発熱素子32は、表面にガラスグレーズ(保護絶縁膜)を施しており、電極間絶縁体35は、その平面端面が主電極33と通電電極34の電極平面と平坦になるまで充填されている。絶縁基板31の上面に設けた主電極33と通電電極34は、基板下面の通電電極34とパターン電極39に電気接続する焼結銀製ハーフ・スルーホールの配線手段310を有する。銀製の高融点金属材37は、Agを25〜40質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金に変更することができる。
本発明に係る実施例4の保護素子40は、実施例3の保護素子30を変形したもので、図4に示すように、アルミナ製絶縁基板41の上面に設けた厚膜抵抗体からなる発熱素子42と、絶縁基板41の上面に設けた一対の焼結銀製の主電極43と、絶縁基板41の上面に発熱素子42への通電に用いられる焼結銀製の通電電極44とが設けられており、主電極43と通電電極44の隙間を充填したガラス製電極間絶縁体45と、主電極43と通電電極44と電極間絶縁体45の上に設けた96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金製の低融点合金46と70Sn−30Ag合金製の高融点金属材47との複合材からなるヒューズ素子400とを有し、ヒューズ素子400を構成する高融点金属材47は主電極43と通電電極44および電極間絶縁体45とに当接しないように設けられており、さらに、図示しないがヒューズ素子400を覆って塗布した動作用フラックスと、ヒューズ素子400と動作用フラックスとをさらに覆って絶縁基板41に固着した液晶ポリマー製のキャップ状蓋体48とで構成される。発熱素子42は、表面にガラスグレーズ(保護絶縁膜)を施しており、電極間絶縁体45、その平面端面が該当電極間の発熱素子42を覆って主電極43と通電電極44の電極平面と平坦になるまで充填されている。絶縁基板41の上面に設けた主電極43と通電電極44は、基板下面のパターン電極49に電気接続する焼結銀製ハーフ・スルーホールの配線手段410を有する。実施例4の保護素子の発熱素子42は、ヒューズ素子400が設けられた絶縁基板41の基板面(上面)と同一の基板面(上面)に設けられている。
実施例1ないし実施例4の保護素子は、主電極および通電電極とパターン電極とを絶縁基板を隔てて電気接続する配線手段は、ハーフ・スルーホールに替えて該基板を貫通した導体スルーホールや、平面電極パターンによる表面配線に変更してもよい。
実施例3および実施例4の保護素子の高融点金属材は、銀または銅に替えて少なくとも銀、銅の何れかまたは両方を含む錫基合金を利用できる。また電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材であれば何れの材料も利用でき、例えばガラス材またはエポキシ樹脂が好適である。
本発明の保護素子は、リフローはんだ付けにより他の回路基板に実装することができ、電池パックなど2次電池の保護装置に利用できる。
保護素子10,20、絶縁基板11,21、発熱素子12,22、主電極13,23、通電電極14,24、電極間絶縁体15,25、カバー電極16,26、ヒューズ素子17,27、蓋体18,28、パターン電極19,29、配線手段100,200。
Claims (57)
- 少なくとも、耐熱性の絶縁基板に、発熱素子と、一対の主電極と、前記発熱素子の通電電極とが設けられており、さらに前記主電極と前記通電電極との間の隙間を埋めた電極間絶縁体と、前記主電極と前記通電電極とに電気接続され前記電極間絶縁体の上を覆うように設けた金属導体からなるカバー電極と、可溶金属からなり前記カバー電極の上に接合されかつ前記カバー電極を間に挟んで前記主電極と前記通電電極の上に重なるように設けたヒューズ素子とを有したことを特徴とする保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、溶融すると前記カバー電極を溶かして溶断する請求項1に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は低抵抗の金属導体からなり、前記ヒューズ素子は前記カバー電極よりも高抵抗の可溶金属で構成された請求項1または請求項2に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は、銅または銀、銅合金または銀合金の何れか1つの金属導体である請求項1ないし請求項3の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、無鉛錫系はんだ材である請求項1ないし請求項4の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された可溶金属である請求項5に記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された可溶金属である請求項5に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項1ないし請求項7の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項1ないし請求項8の何れか1つに記載の保護素子。
- 少なくとも、絶縁基板の下面に設けた発熱素子と、前記絶縁基板の上面に設けた一対の主電極と、前記絶縁基板の上面に前記発熱素子への通電に用いられる通電電極とが設けられており、前記主電極と前記通電電極の隙間を充填した電極間絶縁体を設け、さらに前記主電極と前記通電電極に接続しかつ前記電極間絶縁体に積層した金属導体からなるカバー電極を設け、このカバー電極の上に積層した可溶金属からなるヒューズ素子と、このヒューズ素子を覆って塗布した動作用フラックスと、前記ヒューズ素子と前記動作用フラックスとをさらに覆って前記絶縁基板に固着した蓋体とを有したことを特徴とする保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、溶融すると前記カバー電極を溶かして溶断する請求項10に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は低抵抗の金属導体からなり、前記ヒューズ素子は前記カバー電極よりも高抵抗の可溶金属で構成された請求項10または請求項11に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は、銅または銀、銅合金または銀合金の何れか1つの金属導体である請求項10ないし請求項12の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、無鉛錫系はんだ材である請求項10ないし請求項13の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された可溶金属である請求項14に記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された可溶金属である請求項14に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項10ないし請求項16の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項10ないし請求項17の何れか1つに記載の保護素子。
- 少なくとも、絶縁基板の上面に設けた発熱素子と、前記絶縁基板の上面に設けた一対の主電極と、前記絶縁基板の上面に前記発熱素子への通電に用いられる通電電極とが設けられており、前記主電極と前記通電電極の隙間を充填した電極間絶縁体を設け、さらに前記主電極と前記通電電極に接続しかつ前記電極間絶縁体に積層した金属導体からなるカバー電極を設け、このカバー電極の上に積層した可溶金属からなるヒューズ素子と、このヒューズ素子を覆って塗布した動作用フラックスと、前記ヒューズ素子と前記動作用フラックスとをさらに覆って前記絶縁基板に固着した蓋体とを有したことを特徴とする保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、溶融すると前記カバー電極を溶かして溶断する請求項10に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は低抵抗の金属導体からなり、前記ヒューズ素子は前記カバー電極よりも高抵抗の可溶金属で構成された請求項10または請求項11に記載の保護素子。
- 前記カバー電極は、銅または銀、銅合金または銀合金の何れか1つの金属導体である請求項10ないし請求項12の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、無鉛錫系はんだ材である請求項10ないし請求項13の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された可溶金属である請求項14に記載の保護素子。
- 前記ヒューズ素子は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された可溶金属である請求項14に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項10ないし請求項16の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項10ないし請求項17の何れか1つに記載の保護素子。
- 絶縁基板に発熱素子と少なくとも一対の主電極と前記発熱素子の通電電極とが設けられており、さらに前記主電極と前記通電電極との間の隙間を埋めた電極間絶縁体と、低融点合金とこの低融点合金よりも固相線温度が高い高融点金属材との複合材からなり前記主電極と前記通電電極と前記電極間絶縁体の上に設けたヒューズ素子とを有し、前記高融点金属材は前記主電極と前記通電電極および前記電極間絶縁体とに当接しないように設けたことを特徴とする保護素子。
- 前記高融点金属材は、溶融すると前記低融点合金を溶かして溶断する請求項28に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は前記低融点合金に溶解する金属材で構成された請求項28または請求項29に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は、銀、銅またはこれらを含む合金の何れか1つの金属導体である請求項28ないし請求項30の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記合金は、少なくとも銀、銅の何れかまたは両方を含む錫基合金である請求項31に記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、無鉛錫系はんだ材である請求項28ないし請求項32の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された合金材である請求項28ないし請求項33の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された合金材である請求項34に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項28ないし請求項35の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項28ないし請求項36の何れか1つに記載の保護素子。
- 絶縁基板の下面に設けた発熱素子と、前記絶縁基板の上面に設けた少なくとも一対の主電極と、前記絶縁基板の上面に前記発熱素子への通電に用いられる通電電極とが設けられており、前記主電極と前記通電電極との隙間を充填した電極間絶縁体と、前記主電極と前記通電電極と前記電極間絶縁体の上に設けた低融点合金とこの低融点合金よりも固相線温度が高い高融点金属材との複合材からなるヒューズ素子とを有し、前記高融点金属材は、前記主電極と前記通電電極および前記電極間絶縁体とに当接しないように設けられており、さらに前記ヒューズ素子を覆って塗布した動作用フラックスと、前記ヒューズ素子と前記動作用フラックスとを覆って前記絶縁基板に固着した蓋体とで構成されたことを特徴とする保護素子。
- 前記高融点金属材は、溶融すると前記低融点合金を溶かして溶断する請求項38に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は前記低融点合金に溶解する金属材で構成された請求項38または請求項39に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は、銀、銅またはこれらを含む合金の何れか1つの金属導体である請求項38ないし請求項40の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記合金は、少なくとも銀、銅の何れかまたは両方を含む錫基合金である請求項41に記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、無鉛錫系はんだ材である請求項38ないし請求項42の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された合金材である請求項38ないし請求項43の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された合金材である請求項44に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項38ないし請求項45の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項38ないし請求項46の何れか1つに記載の保護素子。
- 絶縁基板の上面に設けた発熱素子と、前記絶縁基板の上面に設けた少なくとも一対の主電極と、前記絶縁基板の上面に前記発熱素子への通電に用いられる通電電極とが設けられており、前記主電極と前記通電電極との隙間を充填した電極間絶縁体と、前記主電極と前記通電電極と前記電極間絶縁体の上に設けた低融点合金とこの低融点合金よりも固相線温度が高い高融点金属材との複合材からなるヒューズ素子とを有し、前記高融点金属材は、前記主電極と前記通電電極および前記電極間絶縁体とに当接しないように設けられており、前記ヒューズ素子を覆って塗布した動作用フラックスと、前記ヒューズ素子と前記動作用フラックスとをさらに覆って前記絶縁基板に固着した蓋体とで構成されたことを特徴とする保護素子。
- 前記高融点金属材は、溶融すると前記低融点合金を溶かして溶断する請求項48に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は前記低融点合金に溶解する金属材で構成された請求項48または請求項49に記載の保護素子。
- 前記高融点金属材は、銀、銅またはこれらを含む合金の何れか1つの金属導体である請求項48ないし請求項50の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記合金は、少なくとも銀、銅の何れかまたは両方を含む錫基合金である請求項51に記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、無鉛錫系はんだ材である請求項48ないし請求項52の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、Agを3〜4質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag合金、Cuを0.5〜0.7質量%さらに必要に応じてAgを0〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Cu−Ag合金、Agを3〜4質量%さらにCuを0.5〜1質量%含有し残部がSnからなるSn−Ag−Cu合金、Biを10〜60質量%含有し残部がSnからなるSn−Bi合金から選択された合金材である請求項48ないし請求項53の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記低融点合金は、96.5Sn−3.5Ag合金、99.25Sn−0.75Cu合金、96.5Sn−3Ag−0.5Cu合金、95.5Sn−4Ag−0.5Cu合金、42Sn−58Bi合金から選択された合金材である請求項54に記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、耐熱性電気絶縁材である請求項48ないし請求項55の何れか1つに記載の保護素子。
- 前記電極間絶縁体は、ガラス材またはエポキシ樹脂である請求項48ないし請求項56の何れか1つに記載の保護素子。
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