JP2872525B2 - 回路保護用素子 - Google Patents

回路保護用素子

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路の過電流破壊を防
止する回路保護用素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、回路保護用素子としては、例えば
図3および図4に示すような実開平2−14751号公
報に記載の構造のものが知られている。
【0003】この図3および図4に示すような実開平2
−14751号公報に記載の回路保護用素子は、対をな
す電極2,2の間隙間に張設接続した金属線6の外周
に、柔軟性を有するシリコーン樹脂11などを被覆し、電
極2,2、金属線6およびシリコーン樹脂11をモールド
樹脂体9にて被覆し、モールド樹脂体9の側面より外側
に突出した電極2,2の端部を、モールド樹脂体9の両
端面に沿って折り曲げ、モールド樹脂体9の上面にて互
いに対向させ、面実装型のチップ構成に形成している。
【0004】また、電極2,2は、外的な応力や回路へ
の面実装の際の半田付け時に発生する電極2,2の熱膨
脹・収縮などにより、電極2,2を固定し金属線6へ応
力が掛からないようにする目的で、長手方向の両側で、
モールド樹脂体9にて被覆されシリコーン樹脂11が被覆
されていない部分に、凹弧状の切欠部12を設けている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
回路保護用素子は、小型化の要望が強く、また、電気的
特性などにより、上記図3および図4に示す構造の回路
保護用素子の電極2,2の切欠部12は、例えば電極2,
2の厚さ分の0.1mm程度の大きさで、モールド樹脂体
9との係合量は少ないため、電極2,2への外的な応力
や熱ストレスによる電極2,2の膨脹収縮などにより電
極2,2が動いてしまい、金属線6が断線するおそれが
ある。
【0006】また、金属線6をシリコーン樹脂11にて被
覆する際に、このシリコーン樹脂11が切欠部12に流れ込
み、切欠部12とモールド樹脂体9との係合が得られず、
電極2,2の固定強度が低下して電極2,2が動き易く
なり、金属線6が断線するおそれが増す問題も有してい
る。
【0007】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
ので、電極の動きを抑制し、金属線の断線を防止できる
回路保護用素子を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の回路保護
用素子は、略同一平面上に先端が対向して配設される略
板状の一電極と、これら電極の一面側の先端部間に
張設された金属線と、この金属線を被覆する樹脂と、前
一対の電極の先端部、前記金属線および前記樹脂を
覆するモールド樹脂体、前記一対の電極に前記金属線
が張設される側の面に膨出して設けられた膨出部とを具
備したものである。請求項2記載の回路保護用素子は、
請求項1記載の回路保護用素子において、電極は、金属
線が張設される側と反対の面に膨出部に対応した凹部を
設けたものである。
【0009】
【作用】請求項1記載の回路保護用素子は、樹脂が被覆
される金属線が張設された電極の先端部の金属線が張設
される側の一面側、膨出部を膨出させて設けたことに
より、電極の膨出部がモールド樹脂体に噛み込むように
固定され、電極の動きが抑制されて、金属線の断線
とともに、金属線を樹脂にて被覆する際に樹脂が
流れ出ることを防止する請求項2記載の回路保護用素
子は、請求項1記載の回路保護用素子において、電極の
金属線が張設される側と反対の面に膨出部に対応した凹
部を設けたため、電極とモールド樹脂体とが強固に保持
され、電極の動きが抑制されて金属線の断線を防止する
とともに、樹脂の流れ出しを確実に防止して金属線と電
極との接続部分を確実に被覆保護し、金属線を肉厚に被
覆して金属線の確実な溶断を保証する。さらに、金属板
の打ち抜きなどの形成の際に膨出部および凹部を同時に
形成可能で、製造性が向上する。
【0010】
【実施例】次に、本発明の回路保護用素子の一実施例を
図1を参照して説明する。
【0011】1は回路保護用素子で、この回路保護用素
子1は、過電流より保護すべき回路間に装着するために
半田付けされる、例えば導電性金属製で略平板状に形成
された対をなす電極2,2が設けられている。
【0012】そして、これら電極2,2は、間隙を介し
て対向する端部の近傍に、幅方向に沿って細長状で上面
に膨出し下面に凹部3を有するように膨出部4,4が、
長手方向の両側縁より対向するようにそれぞれ1対ずつ
形成されている。
【0013】また、これら電極2,2には、膨出部4よ
り対向する先端側で膨出部の膨出側である上面に、中間
部を円弧状に彎曲され両端部が接続された金属線6が張
設されている。そして、この金属線6は、所定の電流で
溶断する金属細線であり、線径10μm〜50μm、例えば
20μmの微量のシリコン(Si)を含有するアルミニウム線
を、図示しないボンディング機によりワイヤボンディン
グして電極2,2間に架設接続されている。
【0014】なお、金属線6は、アルミニウム線に限定
されるものではなく、溶断電流に対応して金(Au)、銀
(Ag)、銅(Cu)などのワイヤボンディング可能な金属
細線を使用することもできる。
【0015】また、金属線6の外周および電極2,2の
金属線6との接続部には、低融点無機質粉末および合成
樹脂からなる樹脂としての混合層7が被覆形成されてい
る。そして、低融点無機質粉末は、例えば鉛主成分系低
融点ガラス粉末およびアルミナ粉末を主要成分とし、合
成樹脂は、例えば粘性の低い液状のシリコーン樹脂が用
いられ、混合層7は、例えば体積比でシリコーン樹脂を
1に対して低融点無機質粉末を3以上となるように混合
して、低融点無機質粉末の粒子同志を連結するように粒
子接点間にシリコーン樹脂が存在する多孔質でゲル状に
形成されている。
【0016】さらに、金属線6が円弧状に張設されて膨
出した混合層7の外周には、例えば弾力質の合成樹脂層
8が膜状に被覆形成されている。そして、この合成樹脂
層8は、例えば無溶剤のポリエステル樹脂が用いられ
る。また、この合成樹脂層8は、混合層7を保護する目
的を達成するものであれば、無溶剤型エポキシ樹脂、無
溶剤型シリコーン樹脂などが用いられる。
【0017】ただし、この合成樹脂層8は、混合層7の
低融点無機質粉末の粒子間などの気孔に浸透しない非浸
透性に調整する必要がある。なお、合成樹脂層8は、膜
状に限らず層状に設けてもよい。
【0018】また、電極2,2の膨出部側、金属線6、
混合層7および合成樹脂層8は、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂によるモールド樹脂体9で被覆されている。
なお、このモールド樹脂体9は、耐熱性が230 ℃程度以
上ある実装時の半田付け温度に耐えるものであれば、熱
硬化性樹脂に限られず、熱可塑性樹脂など任意の樹脂で
構成することができる。
【0019】そして、このモールド樹脂体9の両端底部
近傍から突出した両電極2,2が、モールド樹脂体9の
両端面に沿って折曲され、この折曲した先端をモールド
樹脂体9の上面にて互いに対向して配設されている。
【0020】次に、上記実施例の回路保護用素子1の製
造方法を説明する。
【0021】まず、図示しないリードフレームに、例え
ば打ち抜きなどにより板状に形成され間隙を介して対向
する先端近傍に、幅方向に沿って細長状で上面に膨出し
下面に凹部3を有するように膨出部4,4を、長手方向
の両側縁より対向するようにそれぞれ1対ずつ形成す
る。
【0022】そして、これら電極2,2の膨出部4より
対向する先端側で膨出部の膨出側である上面に、金属線
6の両端をワイヤボンディングする。次に、混合層7、
金属線6の全外周および電極2,2の金属線6との接続
部に塗布する。さらに、この混合層7の外周を無溶剤型
ポリエステル樹脂などの合成樹脂を被覆して合成樹脂層
8を形成する。次に、例えば160 ℃で3時間加熱もしく
は加温して、混合層7および合成樹脂層8を乾燥する。
【0023】なお、混合層7および合成樹脂層8の被覆
形成の際、膨出部4により混合層7および合成樹脂層8
が流れ出すことが防止される。
【0024】そして、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂により、両電極2,2のリードフレーム側の端部
が外側に導出されるようにモールド成形して、モールド
樹脂体9を注入成形する。この際、熱硬化性樹脂が電極
の膨出部の凹部に侵入する。また、乾燥された合成樹脂
層8および混合層7、モールド樹脂体9を注入成形する
際に生じる圧力を吸収するため、混合層7および金属線
6などに影響を及ぼすことはない。
【0025】次に、モールド樹脂体9の側面より外側に
突出した電極2,2のリードフレーム側の基端部を切離
し、電極2,2の切断された側の端部をモールド樹脂体
9の両端面に沿って折り曲げて配設し、この先端部分を
モールド樹脂体9の上面にて互いに対向させ、面実装型
のチップ構成の回路保護用素子1を形成する。
【0026】次にこの実施例の作用を説明する。
【0027】まず、図示しない回路が搭載された回路基
板に、モールド樹脂体9の上面に対向する電極2,2を
半田付けして、回路保護用素子1を面実装する。
【0028】この半田付けの際、半田ごてなどが電極
2,2に当接したり、回路保護用素子1の挟持による搬
送により、電極2,2に外的な応力が掛かった場合や、
半田付けの熱により電極2,2が熱膨脹収縮した場合な
どには、電極2,2の膨出部4,4の凹部3,3にモー
ルド樹脂体9が流れ込むとともに、膨出部4,4および
凹部3,3がモールド樹脂体9に係止固定されているの
で、電極2,2がモールド樹脂体9にて強固に保持さ
れ、電極2,2の動きが抑制されるため、混合層7およ
び金属線6に応力が掛かることを防止できる。さらに、
電極2,2に異常な応力が加わっても、混合層7を覆う
合成樹脂層8および金属線6を覆う混合層7が弾性変形
して金属線6を緩衝保護する。このため、金属線6の断
線が防止できる。
【0029】また、金属線6を混合層7および合成樹脂
層8で被覆する際、電極2,2に膨出部4,4および凹
部3,3が設けられているため、混合層7および合成樹
脂層8が流出せず、特に金属線6と電極2,2との接続
部分を確実に被覆保護できるとともに、混合層7および
合成樹脂層8を電極2,2間に肉厚に確保でき、後述す
る金属線6の溶断を確実に行なうことができる。
【0030】一方、電極2,2間に過電流が流れた場合
には、金属線6が発熱溶解して切断される。この際、金
属線6の外周および電極2,2の少なくとも金属線6の
接続部には、混合層7が存在する。したがって、金属線
6の溶断時の発熱により、この金属線6の略周辺部の混
合層7のシリコーン樹脂が燃焼するとともに、低融点無
機質粉末が溶解する。そして、金属線6の溶断による先
端間に発生する空間部へ、溶解した低融点無機質のガラ
スが侵入していくとともに、金属線6は低融点無機質粉
末の粒子間の気孔および低融点無機質粉末の溶融により
生じた隙間に浸入もしくは流入する。
【0031】また、金属線6の溶断時の発熱によって、
低融点無機質粉末の粒子間のシリコーン樹脂が燃焼し、
一部炭化するが、この炭素分は少量であるため、溶断し
た金属線6の先端間で導通を示すことない。
【0032】このため、溶断後の金属線6が互いに接触
せず導通しないことにより、溶断後の絶縁が確実とな
り、実施例の回路保護用素子1を例えば半導体装置の電
源ラインや、大きな電流の流れるドライバラインなどに
装着することにより、この装置での過電流により確実か
つ的確に反応して、その電流供給を遮断でき、その遮断
状態がより確実に保持できる。
【0033】なお、上記実施例において、膨出部4,4
を電極2,2の対向する先端近傍に、長手方向の両側縁
より対向するように幅方向に沿って細長状で、上面に膨
出し下面に凹部3を有するように膨出形成して説明した
が、凹部3を有しない形状、上面に円形状に膨出する形
状など、いずれの形状でも同様の効果が得られる。
【0034】また、混合層7および金属線6の保護の目
的で合成樹脂層8を形成して説明したが、この合成樹脂
層8を設けなくても、同様の効果が得られる。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の回路保護用素子によれ
ば、樹脂が被覆される金属線が略同一平面上に対向する
先端部の一面側に張設接続された電極に、金属線が張設
される側の面に膨出する膨出部を設けたことにより、電
極の膨出部がモールド樹脂体に噛み込むように固定さ
れ、電極の動きが抑制されて、金属線の断線防止でき
とともに、金属線を樹脂にて被覆する際に樹脂が流れ
出ることを防止できる請求項2記載の回路保護用素子
によれば、請求項1記載の回路保護用素子の効果に加
え、電極の金属線を張設する側と反対の面に膨出部に対
応した凹部を設けたため、電極とモールド樹脂体とを強
固に保持でき、電極の動きを抑制して金属線の断線を防
止できるとともに、樹脂の流れ出しを確実に防止して金
属線と電極との接続部分を確実に被覆保護でき、金属線
を肉厚に被覆でき金属線の確実な溶断を保証できる。さ
らに、金属板の打ち抜きなどの形成の際に膨出部および
凹部を同時に形成すれば、製造性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路保護用素子の一実施例を示す縦断
面図である。
【図2】同上一部を切り欠いた平面図である。
【図3】従来の回路保護用素子の一実施例を示す縦断面
図である。
【図4】同上一部を切り欠いた平面図である。
【符号の説明】
1 回路保護用素子 2 電極 凹部 4 膨出部 6 金属線 7 樹脂としての混合層 9 モールド樹脂体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01H 85/17 H01H 85/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略同一平面上に先端が対向して配設され
    る略板状の一電極と、 これら電極の一面側の先端部 間に張設された金属線と、 この金属線を 被覆する樹脂と、 前記一対の電極の先端部、前記金属線および前記樹脂を
    被覆するモールド樹脂体、 前記一対の電極に前記金属線が張設される側の面に膨出
    して設けられた膨出部 を具備したことを特徴とする回
    路保護用素子。
  2. 【請求項2】 電極は、金属線が張設される側と反対の
    面に膨出部に対応した凹部を設けた ことを特徴とする請
    求項1記載の回路保護用素子。
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US9824842B2 (en) * 2015-01-22 2017-11-21 Littelfuse, Inc. Wire in air split fuse with built-in arc quencher

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