JP2021034145A

JP2021034145A - 温度ヒューズ取付装置

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Publication number: JP2021034145A
Application number: JP2019150121A
Authority: JP
Inventors: 孝典小野; Takanori Ono
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-20
Also published as: JP7232738B2

Abstract

【課題】外部との接触を回避しながら電子部品に対して温度ヒューズを所定位置に安定して取り付けることができる温度ヒューズ取付装置を提供する。【解決手段】第１の保持空間内に温度ヒューズを面接触により保持する第１の保持部と、第１の保持部と一体形成され、第１の保持空間と連通する第２の保持空間を有し、第２の保持空間内に電子部品を保持する第２の保持部と、を備え、温度ヒューズと電子部品とを当接させた状態で保持する。【選択図】図１

Description

本発明は、温度ヒューズ取付装置に関し、特に、ＦＥＴなどの電子部品に温度ヒューズを取り付けるための温度ヒューズ取付装置に関する。

従来、例えばＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）といった半導体素子などをパッケージ化した電子部品を実装する場合、当該電子部品が高温になることを避ける目的として当該電子部品に温度ヒューズを装着している（特許文献１参照）。この場合、ディップはんだ付け工程などにおいて温度ヒューズのリードを介して熱が伝わり、当該温度ヒューズが溶断する可能性があった。

かかる問題点を解決するための一つの方法として、例えば図１４に示すように、温度ヒューズ１から引き出されている２本のリード２、３の引出し方向が当該リード２、３の被挿入対象（基板など）への接続方向（矢印ａ方向）とは逆方向となるように、当該温度ヒューズ１を電子部品４の外面４ａに対して接着剤５により接着する方法が考えられている。この取付け構成によれば、温度ヒューズから引出されるリード２、３の向きがその接続方法（矢印ａ方向）とは異なる方向となることにより、当該リード２、３を接続方向に折り返す分、リード２、３の長さを長くすることができ、温度ヒューズ１への熱の伝わりを抑制することができる。

特開平８−１１５７９５号公報

しかしながら、このような接着剤５を用いた温度ヒューズ１の取付け方法によると、温度ヒューズ１と電子部品４との間の密着性や、取付け位置にばらつきが生じ、その結果温度ヒューズ１による温度検出にもばらつきが生じる問題があった。

また、このような温度ヒューズ１の取付け方法では、電子部品４の外面４ａに温度ヒューズ１を接着しただけの構成となることにより、外部からの接触などによるストレスが原因となって温度ヒューズ１を固定する接着剤５が外れるおそれがある。また、温度ヒューズ１のリード長が長くなる分、リード２、３間の接触やリード２、３と電子部品４およびその他の導電性部材との接触が発生するといった問題がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、外部との接触を回避しながら電子部品に対して温度ヒューズを所定位置に安定して取り付けることができる温度ヒューズ取付装置を提供することを目的とするものである。

本発明の温度ヒューズ取付装置は、電子部品に温度ヒューズを取付けるための温度ヒューズ取付装置であって、第１の保持空間内に前記温度ヒューズを面接触により保持する第１の保持部と、前記第１の保持部と一体形成され、前記第１の保持空間と連通する第２の保持空間を有し、前記第２の保持空間内に前記電子部品を保持する第２の保持部と、を備え、前記温度ヒューズと前記電子部品とを当接させた状態で保持することを特徴とする。

この構成によれば、第１の保持部に温度ヒューズを面接触させ保持することにより温度ヒューズを所定位置に位置決めするとともに、第２の保持部に電子部品を保持するとともに、温度ヒューズと電子部品とを当接させた状態で保持することにより、外部との接触を回避しながら電子部品に対して温度ヒューズを所定位置に取り付けることができる。しかも、温度ヒューズと電子部品とを接着剤などを用いることなく、実用上十分に接触させて安定に保持することができる。

また、本発明の温度ヒューズ取付装置は、上記構成において、第１の保持部は、保持された温度ヒューズから引出されたリードを挿通させるリード孔を備え、リード孔は、電子部品の端子実装面に垂直な方向とは異なる方向に前記リードを引出すことを特徴とする。

この構成によれば、温度ヒューズのリード長を長く引き回すことができ、はんだ付け処理などによる熱がリードを介して温度ヒューズに伝わることを抑制することができる。ここで、リード孔は端子実装面に略平行な方向に前記リードを引出し、温度ヒューズからのリードの引出し面が上方に露出した状態で、温度ヒューズが第１保持部に保持されることが好ましい。

また、電子部品が、本体部と当該本体部と連設され取付け対象物に固定するための第１ねじ孔を有するタブ部を備える温度ヒューズ取付装置においては、第２の保持部は、第２の保持空間内に電子部品を保持した状態で第１ねじ孔と重なるように第２ねじ孔が形成されたタブ保持部を有し、第１ねじ孔および第２ねじ孔を介してタブ保持部を前記取付け対象物にねじ止めすることにより、前記取付け対象物とタブ保持部との間に電子部品を挟持することを特徴とする。

この構成によれば、タブ保持部を取付け対象物に取付けることで電子部品を取付け対象物とタブ保持部とにより挟持することができ、取付け対象物に対して、電子部品を一段と確実に取付けることができる。

本発明によると、外部との接触を回避しながら電子部品に対して温度ヒューズを所定位置に安定して取り付けることができる温度ヒューズ取付装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の実装状態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する斜視図である。発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の構成を示す斜視図である。発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の構成を示す正面図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する斜視図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する斜視図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する斜視図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する斜視図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する断面図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する断面図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する断面図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する断面図である。本発明の実施形態に係る温度ヒューズ取付装置の取付方法の説明に供する断面図である。従来例による温度ヒューズの取付方法の説明に供する斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態に係る温度ヒューズ取付装置１０は、電子部品１５０の外面である本体主面部１５１ａ（図２）に温度ヒューズ１００を接触させた状態でこれらを一体に保持してヒートシンク２００および基板２５０（図１）といった実装対象に実装するための装置である。

本発明実施形態において用いられる電子部品１５０（図２）は、半導体素子等が内部に封止された本体部１５１と、本体部１５１と連設され本体部１５１から上方に延在するタブ部１５２とを有する。タブ部１５２には、電子部品１５０を例えばヒートシンク２００等の取付け対象物に固定するためのねじ孔（本発明の「第１ねじ孔」に相当）１５３が形成されている。

また本体部１５１の下面１５１ｄからリードピン１５５が引出されており、電子部品１５０の実装対象である基板２５０に接続されることで電子部品との間で信号の授受を行うことができる。

本体部１５１の正面部は電子部品１５０の本体主面部１５１ａを構成しており、この本体主面部１５１ａの温度が温度ヒューズ１００に伝わるようになっている。すなわち、温度ヒューズ取付装置１０により、本体主面部１５１ａに温度ヒューズ１００を接触させた状態で保持することにより、電子部品１５０の本体主面部１５１ａの温度が温度ヒューズ１００の作動温度に達した場合に過熱状態から保護することができる。

温度ヒューズ１００は、略直方体形状の本体部１０１と、本体部１０１の１つの側面（リード引出し面１００ａ）から引出されたリード１１１、１１２を有する。本体部１０１は絶縁部材で形成され、その内部においてリード１１１および１１２が可溶体を介して接続されている。本体部１０１に熱が伝わると、本体部１０１の温度上昇により可溶体が融点に達し溶融することで、リード１１１および１１２の間が溶断する。これにより、リード１１１、１１２間で電流が流れなくなることにより、過電流等の異常発熱状態から部品を保護することができる。

図３に示すように、温度ヒューズの取付装置１０は、温度ヒューズ１００を保持する温度ヒューズ保持部（第１の保持部）２０と、温度ヒューズ１００の取付け対象である電子部品１５０を保持する電子部品保持部（第２の保持部）３０と、温度ヒューズ１００のリード１１１、１１２を保持するリード保持部５０とを有する。温度ヒューズ保持部２０、電子部品保持部３０およびリード保持部５０は、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂などの樹脂材料により一体に形成されている。

温度ヒューズ保持部２０は、温度ヒューズ取付装置１０の上面１１から所定深さに形成された凹部２１を有する。凹部２１は、前側の内側面２１ａと、両側の内側面２１ｂ、２１ｃと、内底面２１ｄとによって構成され、当該凹部２１内に温度ヒューズ１００の本体部１０１を嵌合することにより、これらの面（内側面２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび内底面２１ｄ）によって温度ヒューズ１００の本体部１０１を保持することができる。このように凹部２１内部空間が、本発明の「第１の保持空間」として機能する。凹部２１の上面は開放されていることにより、温度ヒューズ保持部２０内に保持された温度ヒューズから発生する熱を外部に逃がすことができる。なお、温度ヒューズ１００の先端面１００ｂが基板２５０の表面（実装面）により位置決めされる場合には、内底面２１ｄを形成することなく、温度ヒューズ保持部２０の下面側を開放させることもできる。前側の内側面２１ａとリード保持部５０の正面部５０ａとの間には、リード保持部５０を貫通するリード孔５１、５２が形成されており、内側面２１ａ側からリード保持部５０の正面部５０ａに向かってリードを挿通させることができる。すなわち、図１に示すように、温度ヒューズ保持部２０内に保持された温度ヒューズ１００のリード１１１、１１２をリード孔５１、５２を通してリード保持部５０の正面部５０ａから外部に引き出すことができるように構成されている。本実施形態においては、リード孔５１、５２を介してリード保持部５０の正面部５０ａから引出されたリードは、基板２５０の方向に曲折されて基板２５０へ接続されている。すなわち、温度ヒューズ保持部２０に保持された温度ヒューズ１００から引出されるリード１１１、１１２は、その接続対象となる基板２５０の表面（端子実装面）に垂直な方向とは異なる方向にリード孔５１、５２を介して引出されるように構成されている。具体的には、基板２５０の表面に略平行な方向にリード孔５１、５２が延設され、当該方向にリード１１１、１１２が引き出されている。このような構成において、リード孔５１、５２の長さＬ１（図１）と、リード孔５１、５２の基板２５０からの高さＬ２（図１）を合わせることにより、リード１１１、１１２を基板２５０にはんだ付けする場合の熱がリード１１１、１１２を伝わって温度ヒューズ１００を溶断するといった不都合が発生することを抑制する構成となっている。

温度ヒューズ保持部２０に形成された凹部２１の深さ（換言するとリード孔５１、５２の配置の高さ）は、温度ヒューズ１００のリード引出し面１００ａと当該リード引出し面１００ａに対して反対側の先端面１００ｂとの間の長さ（温度ヒューズ本体の高さＨ１（図２））を基に、温度ヒューズ１００の先端面１００ｂ（図２）を下向きにして凹部２１内に嵌合させた状態（図１）においてリード１１１、１１２を緩やかに曲折させてリード穴５１、５２に挿通し得る程度の深さに形成されている（図１および図１１参照）。

電子部品保持部３０は、温度ヒューズ取付装置１０の上面１１から下面１２に亘って貫通した本体保持部３１を有し、この本体保持部３１内に電子部品１５０の本体部１５１（図２）を温度ヒューズ取付装置１０の後方から嵌合して保持することができる。本体保持部３１が温度ヒューズ取付装置１０の上面１１から下面１２に亘って貫通する構成を有していることにより、当該本体保持部３１に保持された電子部品１５０から発生する熱を外部に逃がすことができる。電子部品保持部３０は、さらに温度ヒューズ取付装置１０の上面１１から上方に延在するタブ保持部３５を有する。

タブ保持部３５は、電子部品１５０のタブ部１５２（図２）のほぼ全面を受ける当接面部３６と、当該当接面部３６の両側部に形成されタブ部１５２の両側部を受けて当該タブ部１５２を両側から保持する側面支持部３７、３８とを有する。電子部品１５０を本体保持部３１内に保持すると、タブ保持部３５の当接面部３６および側面支持部３７、３８によって電子部品１５０のタブ部１５２を保持することができる。このように本体保持部３１によって規定される空間および側面支持部３７、３８で挟まれた空間が、本発明の「第２の保持空間」として機能し、当該第２の保持空間は第１の保持空間と連通している。

次に、温度ヒューズ取付装置１０を用いた電子部品１５０および温度ヒューズ１００の取付け方法について説明する。

図４は、電子部品取付装置１０の正面図を示し、図５〜図８は、電子部品取付装置１０を用いた電子部品１５０および温度ヒューズ１００の取付け方法の説明に供する斜視図であり、図９〜図１３は、当該取付け方法の説明に供する図であって図４におけるＡ−Ａ線を断面にとって示す断面図である。

図４に示すように、電子部品取付装置１０は、当接面部３６の中心部分には取付けねじ４０を挿通するためのねじ孔（本発明の「第２ねじ孔」に相当）３９が形成されている。

まず、図５および図９に示すように、電子部品取付装置１０の後方から温度ヒューズ１００をそのリード１１１、１１２をリード孔５１、５２に挿入する。そして、この状態において、図１０に示すように、温度ヒューズ１００の本体部１０１を下方（矢印ｂ方向）に円弧移動させることにより、当該本体部１０１を温度ヒューズ保持部２０内に嵌合させる（図６、図１１）。この状態においては、温度ヒューズ１００の本体部１０１は、その両側面１００ｃ、１００ｄおよび前面１００ｅが、温度ヒューズ保持部２０の内側面２１ｂ、２１ｃおよび２１ａに嵌合されることにより、図６および図１１に示すように当該本体部１０１は温度ヒューズ保持部２０内に保持される。このとき、リード引出し面１００ａが上方に露出した状態で温度ヒューズ１００が温度ヒューズ保持部２０内に保持される。このように、温度ヒューズ１００は、温度ヒューズ保持部２０内において内側面２１ｂ、２１ｃおよび２１ａに面接触した状態で保持されることにより、正確な保持位置を保って保持されることになる。

図１１に示すように、温度ヒューズ１００の本体部１０１の奥行き（側面１００ｃ、１００ｄの幅）Ｄ１は、温度ヒューズ保持部２０の内側面２１ｂ、２１ｃの奥行き（内側面２１ｂ、２１ｃの幅）Ｄ２と略同一となっていることにより、温度ヒューズ保持部２０に保持された本体部１０１の電子部品１５０に接触する側面（接触面１００ｆ）と、電子部品１５０の本体部１５１を受ける電子部品保持部３０の内側面（基準面３１ａ）とが面一となるように構成されている。

さらに、図１２に示すように、温度ヒューズ取付装置１０の後方から電子部品１５０を電子部品保持部３０に嵌合させることにより、電子部品１５０の本体部１５１の前面である本体主面部１５１ａは、電子部品保持部３０の内側面（基準面３１ａ）と当接する。この状態において、本体部１５１の両側面１５１ｂ、１５１ｃ（図２）は、本体保持部３１の内側面３１ｂ、３１ｃに当接し、当該本体部１５１は、内側面３１ｂ、３１ｃに挟まれた状態となる。このように、電子部品１５０は、電子部品保持部３０内において内側面３１ａ、３１ｂおよび３１ｃに面接触した状態で保持されることにより、正確な保持位置を保って保持されることになる。

かくして、温度ヒューズ１００および電子部品１５０は、各々の保持部により予め設計された保持位置を保つように保持されることにより、図７および図１３に示すように、温度ヒューズ１００の本体部１０１の当接面１００ｆと、電子部品１５０の本体部１５１の本体主面部１５１ａとが確実に接触した状態に保持される。これにより、電子部品１５０に対する温度ヒューズ１００の取付を予め決められた位置に正確に行うことができ、温度ヒューズ１００による電子部品１５０の温度検出結果に取付け精度によるばらつきが生じることを抑制することができる。

なお、本実施形態においては、温度ヒューズ１００の本体部１０１が温度ヒューズ保持部２０に保持された状態において、本体部１０１の当接面１００ｆが電子部品保持部３０の本体保持部３１の内側面（基準面３１ａ）と面一となるように構成されているが、温度ヒューズ１００の当接面１００ｆが内側面（基準面３１ａ）から電子部品１５０側に突出するようにしてもよい。すなわち、温度ヒューズ保持部２０の内側面２１ｂ、２１ｃの幅（温度ヒューズ保持部２０の奥行き）Ｄ２（図１１）が、温度ヒューズ１００の本体部１０１の奥行き（側面１００ｃ、１００ｄの幅）Ｄ１よりも小さくてもよい。この場合であっても、温度ヒューズ１００の本体部１０１の当接面１００ｆを電子部品１５０の本体部１５１の前面１５１ａに接触させることができる。

また、図１２に示すように、タブ部１５２の奥行きＤ３は、タブ保持部３５の奥行きＤ４と同じ寸法となっていると共に、本体部１５１の奥行きＤ５は、本体保持部３１の奥行きＤ６と同じ寸法となっていることにより、電子部品保持部３０に電子部品１５０が保持された状態においては、図８および図１３に示すように、タブ保持部３５の側面支持部３７、３８の背面３７ａ、３８ａと、保持された電子部品１５０の背面１５０ｂとが面一となる。

これにより、図１３に示すように、電子部品１５０を保持した温度ヒューズ取付装置１０をヒートシンク２００に取付ける場合において、電子部品１５０の背面１５０ｂをヒートシンク２００に接触させることができる。なお、本実施形態においては、電子部品１５０が温度ヒューズ取付装置１０に保持された状態において、タブ保持部３５の側面支持部３７、３８の背面３７ａ、３８ａと、保持された電子部品１５０の背面１５０ｂとが面一となるように構成されているが、電子部品１５０の背面１５０ｂがタブ保持部３５の側面支持部３７、３８の背面３７ａ、３８ａから後方（ヒートシンク２００の取付け側）に突出するようにしてもよい。すなわち、タブ部１５２の奥行きＤ３が、タブ保持部３５の奥行きＤ４よりも大きく、また電子部品１５０の本体部１５１の奥行きＤ５が、本体保持部３１の奥行きＤ６よりも大きくなるように構成してもよい。この場合であっても、電子部品１５０の背面１５０ｂをヒートシンク２００に接触させることができる。

電子部品１５０が温度ヒューズ取付装置１０に保持された状態においては、温度ヒューズ取付装置１０のタブ保持部３５に形成されたねじ孔３９と、電子部品１５０のタブ部１５２に形成されたねじ孔１５３とが重なるように構成されており、この状態でねじ孔３９、１５３をヒートシンク２００に形成されたねじ孔２０１に位置合わせすることにより、電子部品１５０と温度ヒューズ１００とを保持した温度ヒューズ取付装置１０を、ねじ孔３９およびねじ孔１５３を介して取付けねじ４０を用いて、ヒートシンク２００にねじ止めすることができる。これにより、電子部品１５０がヒートシンク２００とタブ保持部３５とにより挟持される。

以上説明したように、本実施形態の温度ヒューズ取付装置１０においては、温度ヒューズ取付装置１０を用いて温度ヒューズ１００を電子部品１５０に取付けるようにしたことにより、接着剤を用いることなく、温度ヒューズ１００の取付けを行うことができ、組立後の取り外しを容易に行うことができる。

また、一体化された温度ヒューズ保持部２０および電子部品保持部３０により温度ヒューズ１００および電子部品１５０を覆うように保持することにより、電子部品１５０や温度ヒューズ１００に外部からこれらの部品に直接衝撃が加わることを回避し得、電子部品１５０および温度ヒューズ１００の破損を防止することができる。

また、リード孔５１、５２を介して温度ヒューズ１００から引出されたリード１１１、１１２を所定長さのリード孔５１、５２を介してリード保持部５０の正面部５０ａから引出し、さらに基板２５０の方向へ折曲げるようにリードの引き回しを行うことにより、リード１１１、１１２を温度ヒューズ１００から基板２５０の方向へ直接引出す場合に比べて、リード長を長くすることができ、基板２５０などへのリード１１１、１１２のはんだ付け処理による熱がリード１１１、１１２を介して温度ヒューズ１００へ伝わり難くすることができる。また、リード孔５１、５２を介してリード１１１、１１２を引出すことにより、リード長を長くしてもリード１１１、１１２同士が接触することを抑制することができる。

また、温度ヒューズ保持部２０および電子部品保持部３０においては、各々の保持部の内側面によって温度ヒューズ１００および電子部品１５０を面接触により保持することにより、部分的に接触して保持する場合に比べて、押圧部分でのストレスが高くなることを抑制することができる。

なお上述の実施形態においては、温度ヒューズ１００の取付け対象として、図２に示すように本体部１５１およびタブ部１５２を有する形状（例えば、ＴＯ−２２０パッケージ形状）のものとする場合について述べたが、これに限られず、他の種々の形状のものを用いる場合に本発明を広く適用することができる。この場合、対象となる電子部品１５０の形状にあわせた温度ヒューズ取付装置を用いればよい。

１０温度ヒューズ取付装置
１１上面
１２底面
２０温度ヒューズ保持部（第１の保持部）
２１凹部
２１ａ、２１ｂ内側面
３０電子部品保持部（第２の保持部）
３６当接面部
３７、３８側面支持部
４０取付けねじ
５０リード保持部
１００温度ヒューズ
１１１、１１２リード
１５０電子部品
２００ヒートシンク
２５０基板

Claims

電子部品に温度ヒューズを取付けるための温度ヒューズ取付装置であって、
第１の保持空間内に前記温度ヒューズを面接触により保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部と一体形成され、前記第１の保持空間と連通する第２の保持空間を有し、前記第２の保持空間内に前記電子部品を保持する第２の保持部と、
を備え、前記温度ヒューズと前記電子部品とを当接させた状態で保持する
ことを特徴とする温度ヒューズ取付装置。
前記第１の保持部は、
保持された前記温度ヒューズから引出されたリードを挿通させるリード孔を備え、
前記リード孔は、前記電子部品の端子実装面に垂直な方向とは異なる方向に前記リードを引出す
ことを特徴とする請求項１に記載の温度ヒューズ取付装置。
前記リード孔は前記端子実装面に略平行な方向に前記リードを引出し、
前記温度ヒューズからの前記リードの引出し面が上方に露出した状態で、前記温度ヒューズが前記第１保持部に保持される
ことを特徴とする請求項２に記載の温度ヒューズ取付装置。
前記電子部品が、本体部と当該本体部と連設され取付け対象物に固定するための第１ねじ孔を有するタブ部を備える請求項１ないし３のいずれかに記載の温度ヒューズ取付装置であって、
前記第２の保持部は、前記第２の保持空間内に前記電子部品を保持した状態で前記第１ねじ孔と重なるように第２ねじ孔が形成されたタブ保持部を有し、
前記第１ねじ孔および前記第２ねじ孔を介して前記タブ保持部を前記取付け対象物にねじ止めすることにより、前記取付け対象物と前記タブ保持部との間に前記電子部品を挟持する
ことを特徴とする温度ヒューズ取付装置。