JPH0132323Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は電源線または信号線に発生する外電サ
ージ電圧や開閉サージ電圧を吸収抑制するバリス
タを主構成物としたサージ吸収器に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 近年、酸化亜鉛を主体としたバリスタを主構成
物とするサージ吸収器は、その大きな電流耐量と
優れた電圧〜電流特性から、電力関連または信号
機器関連分野において優れたサージ吸収器として
幅広く適用されつつある。このようなサージ吸収
器の中に、バリスタ特性が劣化した際に通常印加
電圧によるもれ電流発熱にて低融点合金を溶かし
自動的にサージ吸収器内で開路する機構を有した
ものがある。従来、このような開路機構部はバリ
スタに機械的圧接により結合されていたが、最近
この開路機構部を半田を利用してバリスタに結合
する場合も増えてきた。これは製品の小型化、部
品点数の削減、低価格化の要望によるものであ
る。しかしながら、開路機構部の半田付けにおい
ては開路機構部にも半田工程中の熱が加わり、開
路機構部内部の低融点合金へも影響を与え、その
影響の度合はサージ吸収器の信頼性にも重要な意
味を有しているものである。

以下、図面を参照しながら従来のサージ吸収器
に組込まれた開路機構部について説明を行う。

まず、第１図は板状のバリスタの断面を示した
ものである。第１図において、１はバリスタ素
子、２ａおよび２ｂはバリスタ素子１の平面部に
銀ペースト等を焼付けて得られた電極、３ａおよ
び３ｂは電極２ａ，２ｂ上にスクリーン印刷され
たペースト状の半田層で、予めフラツクスが含ま
れており、後述する電極板等をこの半田層３ａ，
３ｂ上に圧接し220〜240℃で所定の時間加熱すれ
ば、両者の半田付けが行われるというものであ
る。

第２図は開路機構部を構成する各部品を示して
おり、４は第１図の半田層３ａに圧接され半田付
けされる電極板、５は電極板４の中央に設けた貫
通孔、６は貫通孔５の上記半田層３側に設けられ
た座グリ部、７は貫通孔５に挿通された金属棒、
８は貫通孔５および座グリ部６に充填された低融
点合金であり、金属棒７の先端と電極板４とを電
気的、熱的、機械的に結合している。以上の開路
機構部は第１図のバリスタに半田層３ａを介して
半田付けされ、金属棒７にはスプリング等によつ
て電極板４から常に引離す方向に力が加えられて
いるため、バリスタが劣化すると、そのもれ電流
による発熱が電極板４を介して低融点合金８に伝
わり、その温度がある温度以上になると、低融点
合金８は溶融し、電極板４と金属棒７とが切離さ
れ開路状態が形成されるものである。

第３図は以上のようにしてバリスタと開路機構
部を加熱によつて半田接合したサージ吸収器の断
面を示したものである。第３図において、９ａは
上記ペースト状の半田層３ａが加熱によつて溶け
て上記電極２ａと電極板４との間に形成された半
田層、１０は座グリ部６に発生した空洞部、１１
は貫通孔５を通して下部へ流れ出た突出半田であ
る。また、１２は加熱によつて溶けた半田層９ｂ
によりバリスタの電極２ｂ面に取付けられた電極
端子である。

ここで、問題となるのは空洞部１０である。こ
の空洞部１０は半田加熱時に発生するもので、半
田層３ａおよび低融点金属８が溶融する際に、電
極２ａと電極板４との間に取残された空気または
フラツクス成分が膨張し、内圧が上昇する理由に
よるものである。そのため空洞部１０に相当する
量の半田および低融点合金８は、突出半田１１と
なつて貫通孔５より押出されるものである。

上記の空洞部１０が発生すると電極板４と金属
棒７との接合が十分でなくなり、接続の長期信頼
性が得られなくなる。また、外部に流出した突出
半田１１はサージ吸収器としての外観を著しく損
ねるものである。そのため座グリ部６に空洞部１
０が生じず、電極板４と金属棒７との接合におい
て十分な長期信頼性が確保されるサージ吸収器の
開発が強く望まれていた。

考案の目的 本考案は上記の欠点を除去すべく創案されたも
のであり、開路機構部における電極板と金属棒と
の接続に長期信頼性を有するサージ吸収器を提供
しようとするものである。

考案の構成 この目的を達成するために本考案のサージ吸収
器は、バリスタの電極に、座グリまたはサラモミ
等の広開口部をもつた貫通孔を有し、かつ上記広
開口部と外部を連結する１本または複数本の溝を
有した電極板の上記溝および広開口部以外の面を
半田層を介して電気的、熱的に接続し、上記貫通
孔に上記電極板より引離す方向に力が加えられた
金属棒の先端を挿通してその金属棒の先端と上記
電極板とを上記貫通孔に充填した低融点合金にて
接合し、かつその低融点合金接合面と上記バリス
タの電極間にソルダーレジスト層を設けてなるも
のである。このソルダーレジストは、周知の通り
エポキ系接着剤と同様な成分からなり、すなわち
ペースト状の未硬化エポキシ樹脂にアミン等の硬
化剤を添加し、加熱によつてエポキシ樹脂が硬化
するというもので、このソルダーレジストは半田
付け時の高温（220〜260℃）にも耐え、これを銅
板等に部分的に塗布し、半田槽中にデイツプすれ
ば、塗布した部分には半田が付着しないという特
性をもつている。このソルダーレジスト層を貫通
孔に充填した低融点合金の表面全体に塗布し、ま
た電極板に溝を設けることによつて、内部残留空
気等の膨脹で上昇する内圧を溝を通じて外部に放
出し、かつ低融点合金の表面はソルダーレジスト
層によつて半田層と分離されているため、共に両
者が溶融しても低融点合金と半田層が溶融接触す
ることはない。そのため、溶融接触時に生じる広
開口部周辺の毛細管現象に起因する力によつて、
低融点合金が半田層へひつぱられ流出するという
ことはない。そのため、広開口部における低融点
合金内の半田空洞部の発生を阻止することがで
き、電極板と金属棒との接続に十分な信頼性が得
られることとなる。

実施例の説明 以下、本考案の一実施例について第４図および
第５図と共に上記と同一箇所には同一番号を付し
て説明する。本考案の特徴とするところは開路機
構部にあり、電極板１３の半田付け面に座グリ部
６の最大直径よりも幅が狭く、かつ表面を横断す
るようにその座グリ部６と外部を連絡する溝１４
が設けられており、また低融点合金接合表面には
ソルダーレジスト層１５が塗布されている。その
他は上述した従来例と同様である。ここで、溝１
４は低融点合金８が充填された座グリ部６を介し
て電極板１３の表面に横断する形で１本（半径方
向で見た場合は２本）が形成されているが、これ
は従来例において半田加熱時に発生する空洞部の
発生原因の１つとなつていた内部残留空気等の膨
張で上昇する内圧を外部に逃がしてやり、内圧と
外圧を常に一定に保ち、空洞部の発生を防止する
働きを有するものである。一方、ソルダーレジス
ト層１５は通常エポキシ系のペースト状をした耐
熱樹脂で、それを塗布またはスクリーン印刷後、
約150℃にて約１時間加熱すれば硬化し、溶融半
田等の200数十度の温度加熱に短時間耐えること
ができるものである。

このソルダーレジスト層１５は第４図に示すよ
うに、座グリ部６に充填された低融点合金８の開
口部表面を全て覆い、数10ミクロン以上の厚みを
有し、バリスタ素子１の電極２ａと電極板１３の
加熱半田付けの際に、第１図に示す半田層３が溶
けても、溶けた後の半田層９ａが低融点合金８と
溶融し合うことはない。

これは、低融点合金８の半田層９ａに面する表
面が、ソルダーレジスト層１５によつて半田層９
ａと分離されているため、両者が溶融状態にあつ
ても互いに溶融し合うことはないため、低融点合
金８が毛細管現象によつて、半田層９ａに流出す
ることもなく、低融点合金８の座グリ部６内の量
は減少することがない。もし、ソルダーレジスト
層１５がなく、かつ溝１４が浅い場合や半田層９
ａの厚さが厚過ぎる場合、半田層９ａと低融点合
金８が半田加熱時に接触して半田の流出が発生
し、空洞部の発生へとつながる恐れがあるが、こ
のような問題はソルダーレジスト層１５の形成に
よつて解されている。

ここで、上記の一実施例では半径方向で見た溝
１４の数を２本としたが、これは１本または２本
以外の複数本であつてもよい。また、ソルダーレ
ジスト層１５は低融点合金８の表面に塗布、形成
したが、これは、第１図の半田層３側に予め低融
点合金８を覆う形で、例えば円形状にスクリーン
印刷等によつてソルダーレジスト層１５を設けて
もよい。さらに、電極板１３の貫通孔５に設けら
れる座グリ部６は、サラモミ等でもつてその広開
口部を形成するようにしてもよいものである。な
お、本考案における開路機構は従来例と同様であ
る。

考案の効果 以上のように本考案に係るサージ吸収器は構成
されているものであり、開路機構部を構成する電
極板の半田付け面に貫通孔の広開口部と外部を連
絡する溝を設け、かつ低融点合金接合面とバリス
タの電極間にソルダーレジスト層を設け、半田層
ならびに低融点合金が互いに溶合することを防止
することによつて、残留空気等の膨張並びに毛細
管現象により引起される広開口部における半田空
洞部の発生を防止することができ、電極板と金属
棒との接続に十分な信頼性が確保できるという効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はサージ吸収器を構成するバリスタの断
面図、第２図は同じくサージ吸収器を構成する従
来の電極板の断面図、第３図は従来のサージ吸収
器の拡大断面図、第４図は本考案に係るサージ吸
収器の一実施例を示す拡大断面図、第５図は同サ
ージ吸収器を構成する電極板の上面図である。 １……バリスタ（バリスタ素子）、２ａ，２ｂ
……電極、９ａ……半田層、５……貫通孔、６…
…広開口部（座グリ部）、７……金属棒、８……
低融点合金、１３……電極板、１４……溝、１５
……ソルダーレジスト層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バリスタの電極に、座グリまたはサラモミ等の
   広開口部をもつた貫通孔を有し、かつ上記広開口
   部と外部を連絡する１本または複数本の溝を有し
   た電極板の上記溝および広開口部以外の面を半田
   層を介して電気的、熱的に接続し、上記貫通孔に
   上記電極板より引離す方向に力が加えられた金属
   棒の先端を挿通してその金属棒の先端と上記電極
   板とを上記貫通孔に充填した低融点合金にて接合
   し、かつその低融点合金接合面と上記バリスタの
   電極間にソルダーレジスト層を設けてなるサージ
   吸収器。