JP2678215B2 - ヒューズ用導体 - Google Patents
ヒューズ用導体Info
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- JP2678215B2 JP2678215B2 JP29688188A JP29688188A JP2678215B2 JP 2678215 B2 JP2678215 B2 JP 2678215B2 JP 29688188 A JP29688188 A JP 29688188A JP 29688188 A JP29688188 A JP 29688188A JP 2678215 B2 JP2678215 B2 JP 2678215B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、定格以上の過電流が流れたときに瞬時に
断線するように機能するヒューズ用導体に関し、特にI
C、トランジスタなどの半導体装置や、コンデンサ等の
回路部品の内部に組込まれ、これらの装置や部品に過電
流が流れたときや、過熱されたときにオープンし、これ
らの装置や部品の焼損を防止するように機能するヒュー
ズに用いられる導体に関するものである。
断線するように機能するヒューズ用導体に関し、特にI
C、トランジスタなどの半導体装置や、コンデンサ等の
回路部品の内部に組込まれ、これらの装置や部品に過電
流が流れたときや、過熱されたときにオープンし、これ
らの装置や部品の焼損を防止するように機能するヒュー
ズに用いられる導体に関するものである。
［従来の技術］ 日本金属学会編集「金属便覧（昭和57年12月20日改訂
第４版p.1007）」に記載されているように、ヒューズと
しては、従来Pb,Zn,またはPb−Sn合金が通常用いられて
いる。これらの金属または合金からなるヒューズ用導体
は、過電流のジュール熱によって溶断して電気回路を開
く。外気温に左右されずに溶断電流を精密に決めようと
する場合には、タングステン線からなるヒューズ用導体
が使用されることもある。また、加熱雰囲気の過熱によ
って溶断するタイプのヒューズには、低温で溶融するウ
ッドメタルが利用されている。
第４版p.1007）」に記載されているように、ヒューズと
しては、従来Pb,Zn,またはPb−Sn合金が通常用いられて
いる。これらの金属または合金からなるヒューズ用導体
は、過電流のジュール熱によって溶断して電気回路を開
く。外気温に左右されずに溶断電流を精密に決めようと
する場合には、タングステン線からなるヒューズ用導体
が使用されることもある。また、加熱雰囲気の過熱によ
って溶断するタイプのヒューズには、低温で溶融するウ
ッドメタルが利用されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したようなヒューズ用導体を、半
導体装置や回路部品にヒューズ機能を付加するのに用い
る場合、使用可能な程度の細線や極細線にまで伸線加工
を施すことが困難である。そのため、ヒューズ機能を有
する別の装置をそれらの装置や部品を組込んだ電子機器
の回路に組み込んでいるのが現状である。あるいは、上
述のようなヒューズ用導体が板状や太線で使用されてお
り、部分的にノッチを入れるなどしてその断面積を減じ
ていた。
導体装置や回路部品にヒューズ機能を付加するのに用い
る場合、使用可能な程度の細線や極細線にまで伸線加工
を施すことが困難である。そのため、ヒューズ機能を有
する別の装置をそれらの装置や部品を組込んだ電子機器
の回路に組み込んでいるのが現状である。あるいは、上
述のようなヒューズ用導体が板状や太線で使用されてお
り、部分的にノッチを入れるなどしてその断面積を減じ
ていた。
Al,Al合金、CuまたはCu合金からなる細線や極細線を
ヒューズ用導体として使用することもあるが、そのよう
なヒューズ用導体は過電流に対して溶断しにくかった。
ヒューズ用導体として使用することもあるが、そのよう
なヒューズ用導体は過電流に対して溶断しにくかった。
そこで、この発明は、溶断特性に優れ、かつ伸線加工
性に優れたヒューズ用導体を提供することを目的とす
る。
性に優れたヒューズ用導体を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ この発明に従ったヒューズ用導体は、銀が0.5〜20重
量％、銅およびテルルのうちの少なくともいずれか一方
が0.05〜１重量％、その残部が鉛と不可避的不純物とか
らなる。
量％、銅およびテルルのうちの少なくともいずれか一方
が0.05〜１重量％、その残部が鉛と不可避的不純物とか
らなる。
また、この発明の１つの局面に従ったヒューズ用導体
は、銀が0.5〜20重量％、銅およびテルルのうちの少な
くともいずれか一方が0.05〜１重量％、その残部が鉛
と、ビスマス、インジウム、カドミウム、アンチモンお
よび錫を含む群から選ばれた少なくとも１種の低融点金
属と、不可避的不純物とからなっているものである。こ
の低融点金属の含有量は、鉛の含有量よりも少なくなっ
ている。
は、銀が0.5〜20重量％、銅およびテルルのうちの少な
くともいずれか一方が0.05〜１重量％、その残部が鉛
と、ビスマス、インジウム、カドミウム、アンチモンお
よび錫を含む群から選ばれた少なくとも１種の低融点金
属と、不可避的不純物とからなっているものである。こ
の低融点金属の含有量は、鉛の含有量よりも少なくなっ
ている。
さらに、この発明の好ましい実施例によれば、ヒュー
ズ用導体は、0.05〜0.3mmの範囲内の線径を有する導線
であればい。この発明に従ったヒューズ用導体は、コン
デンサに内蔵されるヒューズに用いられるのが好まし
い。
ズ用導体は、0.05〜0.3mmの範囲内の線径を有する導線
であればい。この発明に従ったヒューズ用導体は、コン
デンサに内蔵されるヒューズに用いられるのが好まし
い。
［発明の作用効果］ 鉛に銀を添加した合金は、鉛字体に比べて引張り強さ
が向上する。この合金は融点も鉛自体に比べて、さほど
高くない。ところが、銀の含有量が多くなると、融点が
上昇してヒューズ用導体に適さなくなる。そのため、銀
の含有量は或る範囲内に抑える必要がある。また、この
合金は溶断特性にも優れていることが本願発明者によっ
て見い出された。そこで、これらの特性を利用して鉛と
銀とからなる基本組成を有する合金細線をヒューズ用導
体として用いる。
が向上する。この合金は融点も鉛自体に比べて、さほど
高くない。ところが、銀の含有量が多くなると、融点が
上昇してヒューズ用導体に適さなくなる。そのため、銀
の含有量は或る範囲内に抑える必要がある。また、この
合金は溶断特性にも優れていることが本願発明者によっ
て見い出された。そこで、これらの特性を利用して鉛と
銀とからなる基本組成を有する合金細線をヒューズ用導
体として用いる。
また、鉛−銀合金を基本組成とするヒューズ用導体に
銅またはテルルを極微量、添加するのは、細線に加工さ
れたときのヒューズ用導体の引張り強さを向上させるた
めである。
銅またはテルルを極微量、添加するのは、細線に加工さ
れたときのヒューズ用導体の引張り強さを向上させるた
めである。
したがって、本発明によるヒューズ用導体は、銀が0.
5〜20重量％、銅およびテルルのうちの少なくともいず
れか一方が0.5〜１重量％、その残部が鉛と不可避的不
純物とからなっているものである。さらに、本発明によ
るヒューズ用導体は、上記鉛−銀−銅または／およびテ
ルル合金にビスマス、インジウム、カドミウム、アンチ
モンおよび錫を含む群から選ばれた少なくとも１種の低
融点金属が含まれているものである。この低融点金属の
含有量は、鉛の含有量よりも少なくなっているものであ
る。
5〜20重量％、銅およびテルルのうちの少なくともいず
れか一方が0.5〜１重量％、その残部が鉛と不可避的不
純物とからなっているものである。さらに、本発明によ
るヒューズ用導体は、上記鉛−銀−銅または／およびテ
ルル合金にビスマス、インジウム、カドミウム、アンチ
モンおよび錫を含む群から選ばれた少なくとも１種の低
融点金属が含まれているものである。この低融点金属の
含有量は、鉛の含有量よりも少なくなっているものであ
る。
銀の含有量が0.5重量％未満では、ヒューズ用導体と
して要する引張り強さの向上に寄与する効果が小さい。
また、銀の含有量が20重量％を越えると、その組成にお
いて完全に液相になる温度が高くなり、ヒューズ用導体
として適した融点温度を越えるものとなるとともに、よ
り高価な合金になる。
して要する引張り強さの向上に寄与する効果が小さい。
また、銀の含有量が20重量％を越えると、その組成にお
いて完全に液相になる温度が高くなり、ヒューズ用導体
として適した融点温度を越えるものとなるとともに、よ
り高価な合金になる。
銅の含有量が0.05重量％未満では、引張り強さの向上
に寄与する効果が小さい。また、銅の含有量が１重量％
を越えると、その組成において完全に液相になる温度が
高くなり、ヒューズ用導体として適した融点温度を越え
るものとなる。
に寄与する効果が小さい。また、銅の含有量が１重量％
を越えると、その組成において完全に液相になる温度が
高くなり、ヒューズ用導体として適した融点温度を越え
るものとなる。
さらに、テルルの含有量を0.05〜1.0重量％の範囲に
限定したのは、0.05重量％未満では、銅と同様に引張り
強さの向上に寄与する効果が小さいが、１重量％を越え
ても、引張り強さがより大きく向上しないためである。
なお、銅とテルルをそれぞれ上記範囲内において同時に
添加することによって、引張り強さをさらに向上させる
ことができる。
限定したのは、0.05重量％未満では、銅と同様に引張り
強さの向上に寄与する効果が小さいが、１重量％を越え
ても、引張り強さがより大きく向上しないためである。
なお、銅とテルルをそれぞれ上記範囲内において同時に
添加することによって、引張り強さをさらに向上させる
ことができる。
また、この発明に従った合金の組成において、鉛以外
の低融点金属を１種または２種以上含有するとき、その
含有量が鉛の含有量よりも多くなると、加工性が劣るか
らである。この低融点金属の含有量は、以下に示す範囲
内の含有量が好ましく、伸線加工性、溶断特性が優れて
いる。
の低融点金属を１種または２種以上含有するとき、その
含有量が鉛の含有量よりも多くなると、加工性が劣るか
らである。この低融点金属の含有量は、以下に示す範囲
内の含有量が好ましく、伸線加工性、溶断特性が優れて
いる。
Bi:0.01〜20重量％ In:0.01〜30重量％ Cd:0.01〜20重量％ Sd:0.01〜15重量％ Sn:0.01〜40重量％ さらに、これらの上記低融点金属の含有量を上記範囲
内で変化させることにより、用途に合わせたヒューズ用
導体としての融点温度の調整を行なうことができる。
内で変化させることにより、用途に合わせたヒューズ用
導体としての融点温度の調整を行なうことができる。
また、ヒューズ用導体の好ましい線径の範囲を0.05〜
0.3mmφ（50〜300μｍφ）としたのは、線径が0.3mmφ
を越えると溶断に必要な電流値が大きくなるとともに、
そのヒューズ用導体をコンデンサ等の回路部品内へ配置
する場合において、回路部品をコンパクトにすることが
困難になるからである。線径を0.05mmφ以上としたの
は、これ以下の線径に工業的に加工することが困難であ
るためである。さらに、線径が0.05mmφ以下に加工する
ことができたとしても、0.05mmφ未満の線径を有するヒ
ューズをコンデンサ等の回路部品内に組込む場合等にお
いて、その取扱いが困難になる。
0.3mmφ（50〜300μｍφ）としたのは、線径が0.3mmφ
を越えると溶断に必要な電流値が大きくなるとともに、
そのヒューズ用導体をコンデンサ等の回路部品内へ配置
する場合において、回路部品をコンパクトにすることが
困難になるからである。線径を0.05mmφ以上としたの
は、これ以下の線径に工業的に加工することが困難であ
るためである。さらに、線径が0.05mmφ以下に加工する
ことができたとしても、0.05mmφ未満の線径を有するヒ
ューズをコンデンサ等の回路部品内に組込む場合等にお
いて、その取扱いが困難になる。
以上のように、この発明のヒューズ用導体は、溶断特
性に優れ、かつ伸線加工性にも優れている。また、細線
や極細線への加工が可能であることから、ヒューズ用導
体として高抵抗値が要求され、かつ細線や極細線である
ことを必要とするような分野に有効に利用される。特
に、半導体装置（IC、トランジスタ等）や回路部品（コ
ンデンサ等）に本来持つ機能ヒューズ機能を付加したい
場合等に有効に利用される。特に、回路部品の組込みを
誤った場合に焼損に至る可能性のあるタンタルチップコ
ンデンサに内蔵されるヒューズ用導線に本発明のヒュー
ズ用導体を用いると有効である。このとき、これまで半
導体装置や回路部品と別に電子機器の回路に組込まれて
あったヒューズ機能を有する装置が不要となる。そのた
め、部品点数の低減につながり、高信頼性の電子機器の
製造が可能となる。
性に優れ、かつ伸線加工性にも優れている。また、細線
や極細線への加工が可能であることから、ヒューズ用導
体として高抵抗値が要求され、かつ細線や極細線である
ことを必要とするような分野に有効に利用される。特
に、半導体装置（IC、トランジスタ等）や回路部品（コ
ンデンサ等）に本来持つ機能ヒューズ機能を付加したい
場合等に有効に利用される。特に、回路部品の組込みを
誤った場合に焼損に至る可能性のあるタンタルチップコ
ンデンサに内蔵されるヒューズ用導線に本発明のヒュー
ズ用導体を用いると有効である。このとき、これまで半
導体装置や回路部品と別に電子機器の回路に組込まれて
あったヒューズ機能を有する装置が不要となる。そのた
め、部品点数の低減につながり、高信頼性の電子機器の
製造が可能となる。
［実施例］ 実施例１ 第１表に示す組成からなる合金または金属単体を溶解
鋳造法により、その一辺が20mmの正方形の断面を持つ鋳
型に鋳造した。得られたビレットを用いて鍛造および伸
線を行ない、第１表に示すような種々の線径の合金線ま
たは金属単体線を作製した。
鋳造法により、その一辺が20mmの正方形の断面を持つ鋳
型に鋳造した。得られたビレットを用いて鍛造および伸
線を行ない、第１表に示すような種々の線径の合金線ま
たは金属単体線を作製した。
得られた合金線または金属単体線に所定の電流を流し
て溶断特性を調べた。このとき、溶断特性の評価は、１
秒以内に溶断する最低電流値によって行なった。したが
って、この溶断する最低電流値が低いほど溶断特性が優
れていることになる。なお、この溶断特性試験におい
て、合金線または金属単体線は、所定の回路において電
極間距離が35mmとなるように電気的に接続された。
て溶断特性を調べた。このとき、溶断特性の評価は、１
秒以内に溶断する最低電流値によって行なった。したが
って、この溶断する最低電流値が低いほど溶断特性が優
れていることになる。なお、この溶断特性試験におい
て、合金線または金属単体線は、所定の回路において電
極間距離が35mmとなるように電気的に接続された。
本発明例No.1〜No.13の組成からなる合金線は、50〜3
00μｍの線径に加工されることが容易であり、１秒以内
に溶断する最低電流値は0.3〜2Aの範囲内であった。比
較のため、従来例としてAl線を用いて同様に溶断特性を
調べた。このとき、線径130μｍのAl線は4Aの電流を流
したときに１秒以内に溶断した。上記の結果から、本発
明による低融点金属と銀と銅および／またはテルルとの
合金からなるヒューズ用導体は、はるかに優れた溶断特
性を示すことがわかる。
00μｍの線径に加工されることが容易であり、１秒以内
に溶断する最低電流値は0.3〜2Aの範囲内であった。比
較のため、従来例としてAl線を用いて同様に溶断特性を
調べた。このとき、線径130μｍのAl線は4Aの電流を流
したときに１秒以内に溶断した。上記の結果から、本発
明による低融点金属と銀と銅および／またはテルルとの
合金からなるヒューズ用導体は、はるかに優れた溶断特
性を示すことがわかる。
また、第１表に示すように、比較例No.15〜No.18の組
成からなる合金線または金属単体線、すなわち、銀の含
有量が上下限値を越えた組成からなる合金線、もしくは
鉛の金属単体線、またはビスマスの含有量が好ましい範
囲の上限値を越えた組成からなる合金線は、線径300μ
ｍφ未満の連続線を得ることができなかった。さらに、
比較例No.14の合金線は、望ましい線径の範囲の上限値
を越えており、１秒以内に溶断させるには大きな溶断電
流が必要であった。
成からなる合金線または金属単体線、すなわち、銀の含
有量が上下限値を越えた組成からなる合金線、もしくは
鉛の金属単体線、またはビスマスの含有量が好ましい範
囲の上限値を越えた組成からなる合金線は、線径300μ
ｍφ未満の連続線を得ることができなかった。さらに、
比較例No.14の合金線は、望ましい線径の範囲の上限値
を越えており、１秒以内に溶断させるには大きな溶断電
流が必要であった。
実施例２ 実施例１において得られた第１表に示すNo.6の組成の
Pb−20重量％Ag−0.15重量％Cu−0.15重量％Te合金を用
いて、実施例１と同様の方法で線径100μｍφまで伸線
した。得られた合金線を用いてヒューズ機能を内蔵した
コンデンサを試作した。このとき、ヒューズ用導体の特
性は、引張り荷重が48g,電気抵抗値が21Ω/m、溶断電流
（１秒以内に溶断するのに必要な最低電流）が1.0Aであ
る、線径100μｍの上記合金線を用いた。
Pb−20重量％Ag−0.15重量％Cu−0.15重量％Te合金を用
いて、実施例１と同様の方法で線径100μｍφまで伸線
した。得られた合金線を用いてヒューズ機能を内蔵した
コンデンサを試作した。このとき、ヒューズ用導体の特
性は、引張り荷重が48g,電気抵抗値が21Ω/m、溶断電流
（１秒以内に溶断するのに必要な最低電流）が1.0Aであ
る、線径100μｍの上記合金線を用いた。
このようなヒューズ用導体を内蔵したコンデンサに定
格電流値の５倍の電流を流したところ、ヒューズ用導体
のみが断線し、他の電気回路（コンデンサを含む。）は
損傷を受けなかった。
格電流値の５倍の電流を流したところ、ヒューズ用導体
のみが断線し、他の電気回路（コンデンサを含む。）は
損傷を受けなかった。
Claims (6)
- 【請求項１】銀が0.5〜20重量％、銅およびテルルのう
ちの少なくともいずれか一方が0.05〜１重量％、その残
部が鉛と不可避的不純物とからなるヒューズ用導体。 - 【請求項２】当該ヒューズ用導体は、0.05〜0.3mmの範
囲内の線径を有する導線である、請求項１に記載のヒュ
ーズ用導体。 - 【請求項３】当該ヒューズ用導体は、コンデンサに内蔵
されるヒューズ用導体である、請求項１に記載のヒュー
ズ用導体。 - 【請求項４】銀が0.5〜20重量％、銅およびテルルのう
ちの少なくともいずれか一方が0.05〜１重量％、その残
部が鉛と、ビスマス、インジウム、カドミウム、アンチ
モンおよび錫を含む群から選ばれた少なくとも１種の低
融点金属と、不可避的不純物となり、 前記低融点金属の含有量は、前記鉛の含有量よりも少な
くなっている、ヒューズ用導体。 - 【請求項５】当該ヒューズ用導体は、0.05〜0.3mmの範
囲内の線径を有する導線である、請求項４に記載のヒュ
ーズ用導体。 - 【請求項６】当該ヒューズ用導体は、コンデンサに内蔵
されるヒューズ用導体である、請求項４に記載のヒュー
ズ用導体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29688188A JP2678215B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | ヒューズ用導体 |
| US07/477,132 US5019457A (en) | 1988-10-13 | 1990-02-07 | Conductor used as a fuse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29688188A JP2678215B2 (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | ヒューズ用導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141553A JPH02141553A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2678215B2 true JP2678215B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=17839373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29688188A Expired - Fee Related JP2678215B2 (ja) | 1988-10-13 | 1988-11-24 | ヒューズ用導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2678215B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI677889B (zh) * | 2018-07-03 | 2019-11-21 | 易湘雲 | 鉍基合金作為開關或插座斷電元件的方法 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP29688188A patent/JP2678215B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02141553A (ja) | 1990-05-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |