JPH04215225A - 半導体素子の保護用ヒューズ - Google Patents

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〕 本発明は半導体素子、特に、大容量の平型半導体素子の
保護に用いられる半導体素子の保護用ヒューズに関する
。

〔従来の技術〕

第５図は電流容量１，０００Ａ程度以上の大容量の平型
半導体素子の保護に用いられる従来の半導体素子の保護
用ヒューズ２６の縦断面図、第６図は同正面図を示す。

碍管１の一方の端面には電極２が設けられ、他方の端面
には電極３が設けられている。電極２は碍管１の内径よ
り小さい径の部材で、内面に凸部、例えば、四角形の凸
部２Ａが設けられている。電極３は碍管１の外周とほぼ
同一の外周形状の部材からなり、内面に前記電極２の凸
部２Ａと同一形状の凸部３Ａが設けられている。電極２
の凸部２Ａの側面と電極板３の凸部３Ａの側面との間に
可溶体４が溶接などの方法で接合される。同図では凸部
２Ａ、３Ａは四角形であり、それぞれの側面に合計４個
の可溶体が接合されている。可溶体４は溶断特性を向上
するため、多数の小孔が設けられていることが多い。

このようなヒューズ２６を組み立てるには、先ず電極２
、３および可溶体４の結合体を電極２を先にして碍管１
の他方の端面より挿入し、電極３を碍管１の他方の端面
にねじ１２により固定する。次に、碍管１の一方の端面
より消弧用材、例えば、消弧砂５を前記可溶体４を埋め
込むように封入する。その後、覆い板６をねじ１３によ
り電極２に固定し、更に、覆い板６をねじ１２により碍
管１の一方の端面に固定する。なお、７および８は消弧
すな５の漏れを防止するパッキンであり、１１は溶断表
示器１１Ａの表示接点取り付け台である。

第７図はこの保護用ヒューズ２６と平型半導体素子２１
の接続を示す。平型半導体素子２１とその両端面に設け
られた接続導体２２および２３とが押え板２４およびね
じ２５からなる加圧機構により加圧接触されて接続され
る。一方の接続導体２３は保護用ヒューズ２６の一方の
電極２に、この電極２の中央部に設けられたねじ孔２Ｂ
を用いてねじ２７で接続される。

保護用ヒューズ２６の他方の電極３に、この電極３の中
央部に設けられたねじ孔３Ｂを用いて接続導体２９がね
じ２８を用いて接続される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の保護用ヒューズにおいては平型半導体素子と保護
用ヒューズとの間の接続導体２３は平型半導体素子の通
電電流を許容する断面積が必要であり、平型半導体素子
の大容量化とともにこの接続導体が非常に大きなスペー
スを占めるようになっている。このことは、特に、半導
体素子の使用個数の多い大容量の半導体変換装置で重大
な問題となっている。このため第８図のように平型半導
体素子２１の電極と保護用ヒューズの電極を対向して配
置し、押え板２４およびねじ２５からなる加圧機構によ
り加圧接触で接続し、接続導体２３を取り除くことが考
えられるが、この場合、加圧力は電流容量１，０００Ａ
程度の平型半導体素子で４，０００〜５，０００ｋｇが
必要で前述の保護用ヒューズにおいては、覆い板６ある
いは電極３の周辺部が加圧力により曲げられ破損してし
まう。

本発明の課題は電極に加えられる大きな加圧力に耐える
半導体素子の保護用ヒューズを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述の課題を解決するために、本発明の半導体素子の保
護用ヒューズにおいては、碍管と、この碍管の両端面に
それぞれ設けられた電極と、これら電極間に接合された
可溶体と、前記碍管と前記それぞれの電極で形成される
空間内に前記可溶体を埋め込むように封入された消弧用
材とからなり、前記電極のいずれか一方の電極が半導体
素子の一方電極と対向して配置され加圧接触により接続
される半導体素子の保護用ヒューズにおいて、電極は碍
管の外周とほぼ同一の外周形状の周辺部を持ち、この周
辺部が最も高くなるように形成されているようにする。

また、それぞれの電極は中央部に内孔が設けられ、これ
ら内孔の側面間に可溶体が接合されるようにする。更に
また、碍管の外周形状が角形をなすようにする。

〔作用〕

本発明の半導体素子の保護用ヒューズにおいては、電極
は碍管の外周とほぼ同一の外周形状で、かつ、碍管端面
に固定した際周辺部が最も高くなるよう形成されている
ので電極に加えられる加圧力は電極に曲げ応力を与える
ことなく碍管端面に加えられる。従って、電極部分が破
損することはなくなる。また、これら電極は中央部に内
孔が設けられており、碍管の両端面にこれらの電極を固
定した後、内孔の側面に内部より可溶体を接合するよう
にしたので前述の碍管の外周とほぼ同一の外周形状の本
発明における電極に可溶体の接合が可能になる。更にま
た、碍管の外周形状を角形としたので、角部の電極固定
用ねじ部を除き、碍管の贅肉を除去でき、碍管および電
極の大きさを小さくすることができ、コストを下げるこ
とができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例における半導体素子の保護用
ヒューズ３０の縦断面図、第２図は同正面図を示す。碍
管１の一方の端面には電極２が設けられ、他方の端面に
は電極３が設けられる。これら電極２および電極３はそ
れぞれ碍管１の外周とほぼ同一の外周形状の部材からな
る。中央部に内孔、例えば、四角形の内孔２Ｃあるいは
３Ｃが設けられる。これら電極２および電極３は、まず
、ねじ１２によって碍管１の一方の端面および他方の端
面に固定され、次に前記電極２および電極３のそれぞれ
の内孔の側面に可溶体４を内側より溶接などの方法で接
合する。同図では内孔２Ｃ、３Ｃは四角形であり、それ
ぞれの内孔側面に合計４個の可溶体が接合されている。

次に他方の電極３の内孔３Ｃにカバー３Ｄをねじ１３に
より固定し、この内孔を塞ぐ。

次に電極２の内孔２Ｃから消弧用材、例えば、消弧砂を
前記可溶体４を埋め込むよう封入した上で、電極２の内
孔２Ｃにカバー２Ｄをねじ１３により固定し、この内孔
を塞ぐ。なお、７および８は消弧砂５の漏れを防止する
パッキンであり、１１は表示器１１Ａの表示接点取り付
け台である。電極２および電極３は碍管１の端面に固定
した際に、これら電極の周辺部が最も高くなるような構
造となる。すなわち、カバー２Ｃ、２Ｄあるいはねじ１
２、１３は電極の周辺部によって規定される平面２Ｅお
よび平面３Ｅより突き出ないように、これらカバーある
いはねじが取り付けられる電極中央部に窪みを設けるよ
うにする。

第３図はこの保護用ヒューズ３０の碍管１の横断面図で
あり、碍管の外周形状を角形とした例を示す。このよう
に角形とすることで、角部の電極固定用ねじ部を除き、
碍管の贅肉を除去して、碍管および電極の大きさを小さ
くすることができ、コストを下げることができる。

第４図はこの保護用ヒューズ３０と平型半導体素子２１
の接続を示す。第４図は第８図と同様であるが、保護用
ヒューズとして本発明における保護用ヒューズ３０が用
いられている。すなわち、平型半導体素子２１の一方の
電極と本発明の保護用ヒューズの一方の電極とが対向し
て配置され、平型半導体素子２１の他方の電極に対向し
て接続導体２２が配置され、保護用ヒューズ３０の他方
の電極に対向して接続導体２９が配置され、これらは押
え板２４およびねじ２５からなる加圧機構により加圧接
触されて接続される。この場合、加圧力は電流容量１，
０００Ａ程度の平型半導体素子で４，０００〜５，００
０ｋｇが必要とされるが、この加圧力は電極２あるいは
電極３に曲げ応力を加えることなく、電極周辺部から碍
管１の端面に加えられるので、電極部分が破損すること
はなくなる。なお、計算の結果では碍管１は耐加圧力が
１０Ｔｏｎ以上であり、破損に対し充分安全である。

〔発明の効果〕

本発明の半導体素子の保護用ヒューズにおいては、電極
が碍管の外周とほぼ同一の外周形状の周辺部を持ち、こ
の周辺部が最も高くなるように形成されているので、平
型半導体素子の電極と保護用ヒューズの電極を対向して
配置し加圧接触により接続しても、この加圧力は電極を
介し碍管が受けることになり、大きな加圧力に耐え、従
来の接続導体を廃止することが可能となり、半導体変換
装置の大きさを著しく小形化することができる。

また、碍管の外周断面を角形にすることにより角部の電
極固定用ねじ部を除き、碍管の贅肉を除去して碍管およ
び電極の大きさを小さくすることができ、コストを下げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における半導体素子の保護用
ヒューズの縦断面図、第２図は同正面図、第３図は第１
図および第２図における碍管の横断面図、第４図は平型
半導体素子と第１図および第２図に示す本発明の保護用
ヒューズとを加圧接触により接続した場合の側面図、第
５図は従来の平型半導体素子の縦断面図、第６図は同正
面図、第７図は平型半導体素子と第５図および第６図に
示す従来の保護用ヒューズとを接続した場合の側面図、
第８図は平型半導体素子と第５図および第６図に示す従
来の保護用ヒューズとを加圧接触により接続した場合を
想定した側面図である。 １：碍管、２、３：電極、２Ｃ、３Ｃ：内孔、４：可溶
体、５：消弧砂、２１：平型半導体素子、２４：押え板
、２５：ねじ、３０：本発明における保護用ヒューズ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】碍管と、この碍管の両端面にそれぞれ設け
   られ た電極と、これら電極間に接合された可溶体と、前記碍
   管と前記それぞれの電極で形成される空間内に前記可溶
   体を埋め込むように封入された消弧用材とからなり、前
   記電極のいずれか一方の電極が半導体素子の一方電極と
   対向して配置され加圧接触により接続される半導体素子
   の保護用ヒューズにおいて、 電極は碍管の外周とほぼ同一の外周形状の周辺部を持ち
   、この周辺部が最も高くなるように形成されていること
   を特徴とする半導体素子の保護用ヒューズ。
2. 【請求項２】請求項１）記載の半導体素子の保護用ヒュ
   ーズに おいて、 それぞれの電極は中央部に内孔が設けられ、これら内孔
   の側面間に可溶体が接合されていることを特徴とする半
   導体素子の保護用ヒューズ。
3. 【請求項３】請求項１）あるいは２）記載の半導体素子
   の保護用 ヒューズにおいて、 碍管の外周形状が角形をなすことを特徴とする半導体素
   子の保護用ヒューズ。