JPH0229653Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、短絡による過電流から電子機器の
破損を防止するための短絡保護素子に関し、特に
基板上の電極間に半導体のワイヤボンデイング用
ワイヤを張りわたし、ボンデイング接続された部
分を含めて該ワイヤ全体を弾力性のある樹脂でコ
ーテイングした短絡保護素子に関する。

従来より、電子機器を短絡による過電流から保
護するために、電子機器には種々の短絡保護装置
が使用されてきた。しかし近年、電子機器の小型
化により短絡保護装置の挿入が不可能であつた
り、低価格化のためにその挿入が省かれたりする
こともある。このため使用者側の誤使用により機
器を破損したり、ときには火災や人身事故を招く
ことさえある。

たとえば、電子機器として交流２線式近接スイ
ツチを例にとり以下に説明する。この電子機器は
通常整流ブリツジおよびSCRで構成されており、
最近は小型化、低価格化のため、短絡保護装置が
挿入されていないことが多い。近接スイツチを正
しく使用するためには、負荷を介して交流電源に
接続されなければならないが、メーカ側の注意ラ
ベル等によるよびかけにもかかわらず、使用者側
の誤使用により、直接に交流電源に接続されてし
まうことがある。そうすると、短絡保護装置が挿
入されていない場合は、過大電流が整流ブリツジ
およびSCRを流れ、整流ブリツジおよびSCRの
モールド樹脂の発熱、発火および爆発現象を発生
させる。また、交流２線式近接スイツチは、通常
エポキシ樹脂などで注形されているので、爆発の
度合は加算されて、ケース外被の発火飛散現象が
誘発される。特にケース外被がエポキシ樹脂など
の硬い樹脂で形成されている場合には、さらに爆
発の度合は加算されて、注形樹脂およびケース外
被が大音響とともに爆発飛散するという非常に危
険な現象が誘発されることになる。したがつて、
使用者側の誤使用が確実に避けられない以上、交
流２線式近接スイツチへの短絡保護装置の挿入は
使用者の安全上不可欠といえる。短絡保護装置と
して最も一般的なものはヒユーズであるが、交流
２線式近接スイツチのような電子機器は近年非常
に小型化してきているので、機器の小型化を維持
するという目的上、ヒユーズはその外形が大きす
ぎるという欠点がある。また、ヒユーズ以外の短
絡保護装置においても、ヒユーズと同様大きさの
問題や、価格が高いという欠点もある。短絡保護
装置に以上のような欠点があるため、使用者の安
全上不可欠であるにもかかわらず、交流２線式近
接スイツチにその挿入が省かれているのが最近の
実情である。このことは交流２線式近接スイツチ
に限つたことではなく、他の小型電子機器におい
ても同様にいえることである。

この考案の主たる目的は、従来の短絡保護装置
の以上のような欠点を克服し、ボンデイング接続
された部分を含めてボンデイング用ワイヤの全体
を弾力性のある樹脂でコーテイングすることによ
つて、小型で安価な短絡保護素子を提供すること
にある。

以下、この考案の一実施例を、図を参照して説
明する。第１図は、この考案の一実施例の斜視図
である。第１図において、近接スイツチなどの無
接点スイツチを構成するプリント基板１上には、
出力用電極２および３とワイヤボンデイング用電
極４および５とが形成され、かつ一方の出力用電
極２と一方のワイヤボンデイング用電極４とは接
続されている。半導体のボンデイング用ワイヤ６
は、一端がワイヤボンデイング用電極４に、他端
がワイヤボンデイング用電極５に接続され、かつ
シリコン樹脂などの弾力性のある樹脂７でコーテ
イングされている。また他方の出力用電極３およ
び他方のワイヤボンデイング用電極５は、内部回
路８に接続されている。ボンデイングワイヤの太
さは、開閉時の突入電流（定格開閉電流の10倍〜
20倍）では溶断せず、短格時の過電流によつて即
断するように選定されている。たとえば直径
35μmのボンデイングワイヤを用いれば、200mA
の定格開閉電流および２Ａの突入電流に耐える。
この値は近接スイツチなどの無接点スイツチにと
つて充分なものである。また、短絡事故による過
電流は通常数＋Ａ以上の値となるので、その場合
にはこのボンデイングワイヤは即断する。

第１図の無接点スイツチは、正しく負荷を介し
て出力用電極２および３が交流電源に接続され
る。その場合には、内部回路８の開閉動作によつ
て、ボンデイングワイヤ６には通常の開閉時突入
電流および定格開閉電流が流れるので、ボンデイ
ングワイヤ６は溶断しない。いま誤つて出力用電
極２および３を負荷を介さずに交流電源に接続し
たとすると、ボンデイングワイヤ６には短絡電流
が流れ、この過電流によつてボンデイングワイヤ
６が即断して内部回路８を保護し、火災や爆発な
どの事故を防止する。内部回路８に使用されてい
る半導体の内部にもワイヤボンデイングが施され
ているが、半導体はエポキシ樹脂などの硬い樹脂
で封入パツケージングされているため、短絡電流
によつてボンデイングワイヤが溶断しても、周囲
の硬い樹脂のために溶けたままで電気的につなが
つた状態を保つ。したがつて、このボンデイング
ワイヤは、過電流遮断用としては全く機能しな
い。これに対し、ボンデイングワイヤ６は、シリ
コン樹脂などの弾力性のある樹脂でコーテイング
されているため、短絡時に瞬間的に樹脂が膨脹す
ることによつて、容易に溶断する。またこの弾力
性のある樹脂は、通常行なわれているように第１
図の無接点スイツチがエポキシ樹脂などの硬い樹
脂で注形された場合において、ボンデイングワイ
ヤをバツフアコートしたことになり、短絡時にバ
ツフア効果などにより瞬間的に膨脹してボンデイ
ングワイヤの溶断を助けると同時に、外部への圧
力も吸収するという効果を発揮する。

第２Ａ図および第２Ｂ図はそれぞれ、この考案
の別の実施例の平面図および側面図である。上記
第１図の実施例では、機器のプリント基板へ直接
ワイヤボンデイングしたが、第２Ａ図および第２
Ｂ図の実施例では、小さなプリント基板上に接続
用リード線またはリード端子を２個設け、その間
をワイヤボンデイングして、シリコン樹脂などの
弾力性のある樹脂でコーテイングしている。第２
Ａ図および第２Ｂ図において、プリント基板９上
には２個のワイヤボンデイング用電極１１が形成
され、かつそれらの２個の電極間にボンデイング
ワイヤ１０がワイヤボンデイングされる。また接
続用リード線またはリード端子が２個のワイヤボ
ンデイング用電極１１のそれぞれに接続され、プ
リント基板９から引出される。そして、シリコン
樹脂などの弾力性のある樹脂１２が、プリント基
板９のワイヤボンデイングの施されている面のほ
ぼ全体をコーテイングしている。こうすることに
より、上記実施例と同様の効果の他、通常の回路
部品と同様に取扱いが可能となる効果が得られ
る。ワイヤボンデイングする基板としては、温度
係数が小さく硬質であるセラミツク基板にしてお
くと、ワイヤボンデイングが施しやすく信頼性も
向上する。

第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ、この考案
のさらに別の実施例の平面図および側面図であ
る。ここでは、小さなプリント基板の両端にワイ
ヤボンデイングおよび接続兼用の電極を設け、そ
れらの間をワイヤボンデイングして、シリコン樹
脂などの弾力性のある樹脂でコーテイングした例
を示す。第３Ａ図および第３Ｂ図において、プリ
ント基板１４の両端の表面から側面にかけてワイ
ヤボンデイングおよび接続兼用電極１６が形成さ
れ、かつそれらの電極の間にボンデイングワイヤ
１５がワイヤボンデイングされる。またシリコン
樹脂などの弾力性のある樹脂１７は、プリント基
板９のワイヤボンデイングの施されている面のほ
ぼ全体をコーテイングする。こうすることによ
り、上記実施例と同様の効果の他、フローハンダ
などでのハンダ付けが可能となり、ハイブリツド
ICのチツプ部品と同様に取扱いができるとい効
果が得られる。また小型化のために、外径Ｍ１２
のシリンダ形近接スイツチなどのような小形電子
機器にも、スペースを取らずに同一基板上に取り
付けが可能となる。プリント基板は前記同様、セ
ラミツク基板が望ましい。

第４図、第３Ａ図および第３Ｂ図に示す装置
を、プリント基板上にハンダで取付けた例を示
す。第４図において、第３図の短絡保護素子１８
が、プリント基板１９上に形成されたプリント基
板パターンランド２０に、ハンダ２１で接続され
ている。

第５Ａ図および第５Ｂ図はそれぞれ、この考案
のまたさらに別の実施例の平面図および側面図で
ある。ここでは、湾曲したプリント基板の両端に
ワイヤボンデイングおよび接続兼用電極を設け、
プリント基板の窪み内でそれらの電極間をワイヤ
ボンデイングした後、シリコン樹脂などの弾力性
のある樹脂で窪みの内部を充填するようにコーテ
イングした例を示す。第５Ａ図および第５Ｂ図に
おいて、湾曲したプリント基板２２の窪んだ面の
両端にワイヤボンデイングおよび接続兼用電極２
３が形成され、かつそれらの電極間にボンデイン
グワイヤ２４が、プリント基板２２の窪み内に収
まるようワイヤボンデイングされる。またシリコ
ン樹脂などの弾力性のある樹脂２５は、ボンデイ
ングワイヤ２４をコーテイングしかつプリント基
板２２の窪みを充填する。こうすることにより、
上記実施例と同様の効果の他、弾力性のある樹脂
をコーテイングする際に樹脂が横へ流れないの
で、コーテイングしやすいという効果が得られ
る。

以上のように、この考案によれば、基板上に設
けられる１対の電極間に半導体のワイヤボンデイ
ング用ワイヤを張りわたし、ボンデイング接続さ
れた部分を含めてワイヤ全体を被覆するようにし
て弾力性を有する樹脂材を基板上に被着させてい
るので、外部からの衝撃に耐え、外部雰囲気によ
り腐蝕されず、溶断したときに他の部品に悪影響
を与えない小形の短絡保護素子を容易にかつ安価
に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例を示す斜視図で
ある。第２Ａ図および第２Ｂ図はそれぞれ、この
考案の一実施例を示す平面図および側面図であ
る。第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ、この考
案の一実施例を示す平面図および側面図であり、
第４図は、第３Ａ図および第３Ｂ図に示す装置を
プリント基板上にハンダ付けした例を示す側面図
である。第５Ａ図および第５Ｂ図はそれぞれ、こ
の考案の一実施例を示す平面図および側面図であ
る。 図において、１，９，１４，１９および２２は
プリント基板を示し、６，１０，１５および２４
はボンデイングワイヤを示す。また、７，１２，
１７および２５はコーテイング樹脂を示し、２，
３，４，５，１１，１６および２３は電極を示
す。さらに８は電子機器の内部回路、１８はこの
考案の一実施例である短絡保護素子、２０はプリ
ント基板パターンランド、および２１はハンダを
それぞれ示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 短絡による過電流から電子機器の破損を保護
   するための短絡保護素子であつて、 基板と、 前記基板上に設けられた１対の電極と、 前記１対の電極間に張りわたして設けられ
   て、かつその両端が各電極に電気的にボンデイ
   ング接続された半導体のワイヤボンデイング用
   ワイヤと、 前記ボンデイング接続された部分を含めて前
   記ワイヤボンデイング用ワイヤの全体を被覆す
   るように前記基板に被着された弾力性を有する
   樹脂材とを備えた短絡保護素子。 (2) 前記１対の電極には、それぞれ接続用リード
   またはリード端子が接続されることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の短絡保
   護素子。 (3) 前記１対の電極は電子機器の所定箇所にはん
   だ付けされる領域を有することを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第第１項記載の短絡保護
   素子。 (4) 前記基板はセラミツク基板であることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の短絡保護素子。