JPH02141553A

JPH02141553A - ヒューズ用導体

Info

Publication number: JPH02141553A
Application number: JP29688188A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nishio; 西尾　將伸
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-05-30
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JP2678215B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ユーズ用導体に関し、特にＩＣ
，）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ユーズ
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）Ｊに記載されているように、
ヒユーズとしては、従来ｐｂ、ｚｎ、またはＰｂ−８ｎ
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ユーズ用導体は、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ユーズ用導体が使用
されることもある。また、加熱雰囲気の過熱によって溶
断するタイプのヒユーズには、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、上述したようなヒユーズ用導体を、半導
体装置や回路部品にヒユ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、ヒユーズ機能を有す
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
のようなヒユーズ用導体が板状や太線で使用されており
、部分的にノツチを入れるなどしてその断面積を減じて
いた。

Ａｉ、Ａ（合金、ＣｕまたはＣｕ合金からなる細線や極
細線をヒユーズ用導体として使用することもあるが、そ
のようなヒユ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
に優れたヒユ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ユーズ用導体は、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。

また、この発明の１つの局面に従ったヒユーズ用導体は
、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。

さらに、この発明の好ましい実施例によれば、ヒユーズ
用導体は、０．０５〜０．３ｍｍの範囲内の線径を有す
る導線であればよい。この発明に従ったヒユーズ用導体
は、コンデンサに内蔵されるヒユ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、鉛白体に比べて引張り強さが
向上する。この合金は融点も鉛白体に比べて、さほど高
くはない。ところが、銀の含有量が多くなると、融点が
上昇してヒユーズ用導体に適さなくなる。そのため、銀
の含有量は成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ユーズ用導
体として用いる。

また、鉛−銀合金を基本組成とするヒユーズ用導体に銅
またはテルルを極微量、添加するのは、細線に加工され
たときのヒユ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、本発明によるヒユーズ用導体は、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っているものである。さらに、本発
明によるヒユーズ用導体は、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、ヒユーズ用導体と
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、ヒユーズ用導
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、ヒユ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。

また、この発明に従った合金の組成において、鉛量外の
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。

Ｂｉ：０．０１〜２０重量％Ｉ　ｎ　：　０．０１〜３０重量％Ｃｄ：０．０１〜２０重量％Ｓｂ：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、用途に合わせたヒユーズ用導
体としての融点温度の調整を行なうことができる。

また、ヒユ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、そのヒユ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０．０
５ｍｍφ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ユーズをコンデンサ
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、この発明のヒユーズ用導体は、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
ユ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（ｌＣ１トランジスタ等）や回
路部品（コンデンサ等）に本来持つ機能にヒユーズ機能
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ユーズ用導線に本
発明のヒユ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ユ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−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。

本発明例Ｎｏ、１〜Ｎｏ、１３の組成からなる合金線は
、５０〜３００μｍ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Ａｕ線を用
いて同様に溶断特性を調ベた。このとき、線径１３０μ
ｍのＡｉ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ユーズ用導
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〜Ｎ
ｏ、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３００μｍφ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。

（以下余白）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
を用いてヒユーズ機能を内蔵したコンデンサを試作した
。このとき、ヒユーズ用導体の特性は、引張り荷重が４
８ｇ１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．ＯＡである、線径
１００μｍの上記合金線を用いた。

このようなヒユ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、ヒユーズ用導体の
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。

特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（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。
（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を含む、請求項１に記載のヒ
ューズ用導体。
（３）当該ヒューズ用導体は、コンデンサに内蔵される
ヒューズ用導体を含む、請求項１に記載のヒューズ用導
体。
（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、不可避的不純物とからなり、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。
（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銅線を含む、請求項４に記載のヒ
ューズ用導体。
（６）当該ヒューズ用導体は、コンデンサに内蔵される
ヒューズ用導体を含む、請求項４に記載のヒューズ用導
体。