JPH0736315B2 - 角型チツプ状ヒユ−ズ部品 - Google Patents

角型チツプ状ヒユ−ズ部品

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JPH0736315B2
JPH0736315B2 JP57190773A JP19077382A JPH0736315B2 JP H0736315 B2 JPH0736315 B2 JP H0736315B2 JP 57190773 A JP57190773 A JP 57190773A JP 19077382 A JP19077382 A JP 19077382A JP H0736315 B2 JPH0736315 B2 JP H0736315B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 電子機器には、一般に火災防止の為に各種の安全装置、
即ち、ヒューズ,サーミスタなどが電源部又は回路の内
部に組み込まれている。
特に最近は、安全性の面より小電力の機器についても安
全装置が設けられるようになってきていることから小型
のヒューズが多く望まれている。又更に、各種部品のチ
ップ化が急速に進んでおりチップ状のヒューズが望まれ
ており、本発明はこのようなチップ状ヒューズに関する
ものである。
従来例の構成とその問題点 従来のヒューズは一般的に、ガラス管の中に可融性の金
属線を封入して、両端に金属キャップを接続したもの或
は、両端よりリード線を引出し樹脂で外装したものが使
用されている。しかし前者は、ヒューズホールダー(即
ちソケット)を必要とし後者のものはリード線付きであ
るため回路基板に孔を設け、一般のリード付き部品のよ
うに該孔にリード線を通し半田付けせねばならないもの
であった。又更に前者のものは、ガラス管内部に大きな
空間があるため振動に弱いなどの欠点のほか、形状・寸
法が非常に大きくなり、小形のものを作ることができな
いと同時に、角型のチップ状のものを作ることができな
かった。又後者のガラス管などを用いないで樹脂で外装
した形状のものもあるが、これは過熱保護素子又は温度
ヒューズと言われるもので、外部、周囲の温度上昇を感
知して溶断するものであり、183℃以下の低融点金属で
できている。そのため、チップ部品として必要な260℃
の半田付けに耐える耐熱性を確保することができないも
のであった。
従って、一般的に用いられているコンデンサ,抵抗器,
トランジター,etcのチップ部品と同時に、同一条件で半
田付けできるようなチップ状ヒューズを作ることができ
なかった。
発明の目的 本発明は、過電流が流れたとき溶断する機能の耐熱性の
あるチップ状ヒューズ部品の構成と、それを容易に安価
に製造する製法を提供するもので、特に角型形状のチッ
プ状にし260℃5secの半田耐熱性に耐えるものを作るこ
とを目的としている。チップ部品は一般的に回路基板の
ランドにのせ、接着剤で仮固定した後200〜260℃の半田
浴槽にチップ部品本体を数秒間浸漬して、引上げること
によって、半田付けを行うか、又は回路基板のランドの
上にクリーム状の半田を印刷しておき、この上にチップ
部品をのせ、この基板全体を200〜260℃の雰囲気炉の中
に入れるか又は基板の下部より熱板により加熱して、ク
リーム半田と溶融させて、半田付けを行うなどの方法が
とられているが、一般的な183℃〜98℃の溶融点を有す
る可融性金属を用いた過熱保護素子又は温度ヒューズと
言われるものでは、この半田付けの温度に耐えられな
い。
本発明は、溶断特性の優れたものを得ることをも目的と
している。
発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の角型チップ状ヒュー
ズ部品は、導電性金属からなる金属線又は金属板を絶縁
性のモールド樹脂によって外装して本体を形成し、この
本体両端部よりそれぞれ金属薄板からなり前記金属線又
は金属板に接続された外部端子を引出し、この外部端子
が前記本体底部に沿って内側に折曲げられた角型チップ
状ヒューズ部品において、前記導電性金属として固相温
度が200℃〜240℃、液相温度が230℃〜280℃となる錫,
錫−鉛合金,錫−アンチモン合金,鉛−インジューム合
金,鉛−アンチモン合金、又は錫−銀合金を主体とする
金属を用い、かつ前記外部端子を構成する金属薄板とし
て、鉄,鉄−ニッケル合金、又はニッケルなどの金属の
表面に錫又は半田メッキをした熱伝導率が0.5cal/℃・s
ec・cm以下となる材料を用い、かつ前記モールド樹脂と
して、熱伝導率が15×10-4cal/℃・sec・cm以下となる
樹脂を用いたものである。
実施例の説明 一般に固相温度とは金属が溶けはじめる温度であり、液
相温度とは溶け終る温度のことを言う。
固相温度及び液相温度が183℃の場合は第1図の構造に
作り、一般的に半田付けされる上限温度260℃の半田浴
槽の中に浸漬すると5sec以内で内部の合金(導電性金
属)が溶融して、断線してしまう現象が現われる。
しかし下限温度200℃の半田浴槽の中に浸漬すると、10s
ec程度の浸漬時間まで耐え得るものもあるが約1/2は断
線状態となってしまう。
半田浴槽に本体を浸漬すると、金属板端子と外装樹脂か
ら熱が伝わって導電性金属までゆき、金属の液相温度に
まで達すると金属が溶融し断線することになる。
しかし、熱の伝導をできるだけ少くするために端子とな
る金属に熱伝導率の小さい、42%鉄−ニッケル合金(熱
伝導率0.03cal/℃.sec.cm)やコバール合金(熱伝導率
0.04cal/℃.sec.cm)を用いた場合と、熱伝導率の良い
銀メッキ胴(熱伝導率0.95cal/℃.sec.cm)やクローム
銅(熱伝導率0.77cal/℃.sec.cm)、更には中間的なニ
ッケルメッキ鉄(熱伝導率0.14cal/℃.sec.cm)などを
用いた場合の内部の導電性金属の断線率が異ること、及
び断線温度も上昇する傾向にあることが確認できた。
勿論、熱伝導率の小さい端子材料を用いたものほど、断
線率が少なく断線する温度も上昇する。
これは、端子材料によって、導電性金属への熱の伝導性
(熱の伝わる速度)が異ることを意味する。又、外装樹
脂によっても同様な調査を試みてみた。
モールド樹脂の熱伝導率は一般的に5.1×10-4cal/℃.s
ec.cm程度のものから、40×10-4cal/℃.sec.cm程度の
ものまで商品化されており、これらの数種のモールド材
料について断線率を調べてみた。やはり、熱伝導率の高
い材料であるほど、半田浴に浸漬した時の断線率が高い
ことが確認できた。
これらのことから、モールド樹脂材料についても、端子
となる金属材料についても熱伝導率の小さいものが予想
以上に効果があり、それの小さい方が好ましいことが解
った。モールド樹脂材料の場合、15×10-4cal/℃.sec.
cm以下の材料が好ましく、又、金属端子材料は、0.5cal
/℃.sec.cm以下の熱伝導率が好ましいことが解った。
一方、導電性金属(ヒューズとなる)については、固相
温度,液相温度とも最低200℃以上必要であることが解
かり、又、あまりこの温度が高くなると、ヒューズとし
ての溶断特性が悪くなることも確認できた。
それは、例えば、一定の電流を流すとジュール熱で導電
性金属の温度が上昇するが、かなり高温度にならない
と、即ち、液相温度と同等かそれより若干高い温度にな
らないと溶断しないことになるが、例えば液相温度が周
囲の雰囲気温度よりあまりにも高い300℃の合金を用い
ると、内部の温度が300℃かそれ以上の温度にならない
と、溶断しない。しかし、内部温度が300℃に達するた
めには、大きなエネルギーを必要とする。即ち大電流を
必要とするか、小電流であると、溶断までに長時間を要
することになる。
それは、外装樹脂からの放熱と、金属端子からの放熱が
ある為周囲の雰囲気温度との温度差が大きいと溶断時間
をおくらせることになり溶断特性を一層悪くするものと
なる。
半田付け温度200〜260℃に耐えて溶断特性の優れた合金
(導電性金属)としては、固相温度を最低200℃を必要
とし、液相温度を最低230℃を必要とする。
又、上限温度としては、溶断特性によって定まってくる
が固相温度は最高240℃までで、液相温度は280℃までで
ある。
これらの固相温度、及び液相温度は、モールド樹脂材料
の熱伝導率、金属板端子の熱伝導率によって、左右され
ることは勿論であるが導電性金属の線径及び本体の大き
さによっても変わってくるので、必要な溶断特性、必要
な耐熱性に合った導電性金属を選択しなければならな
い。
先に述べた固相温度と液相温度を満足する合金として
は、 と純粋の錫(固相温度232℃・液相温度232℃)などであ
る。これらの導電性金属合金を用いることにより一般的
なチップ部品の半田付け条件、即ち、200℃〜260℃の半
田付け温度に対して十分耐えられるものが得られる。
実施例I 第1図は本発明によるヒューズチップ部品を示す図で、
(a)は内部斜視図、(b)は内部断面図、(c)は底
面図であり、1は導電性金属、2,3は薄板状端子、4は
樹脂、5は凹部、6は凸部、7は接続部である。この形
状のものを用いて種々の実験を行った。
寸法的には樹脂外装した本体長さ7.3mm、巾4.3mm、高さ
2.8mm内部の導電性金属の長さは4.5mmである。
この構造に対して、固相温度221℃,液相温度250℃の錫
(95wt℃)−銀(5wt%)の導電性の合金を長径0.1mmに
細線化した。
これを、半田メッキした熱伝導率0.03cal/℃.sec.cmの4
2Fe−Ni合金(厚さ0.1mm、巾4.0mm)に熱圧着により接
続した。これを、熱伝導率10×10-4cal/℃.sec.cmのエ
ポキシ樹脂にてトランスファーモールドにより端子の一
部と、導電性合金全体を該樹脂にて密着するように外装
した。
端子は両端側面より本体高さ方向に対して、中央線より
上部より引出すように外装し、これを下方向にほぼ直角
に折曲げ加工し更に底面にて、内側にほぼ直角に折曲げ
加工をした。
外装樹脂に覆われる、端子の部分にT字部を設けるの
は、樹脂外装後の端子の引張り強度を向上させる為であ
る。この様にすると、5の凹部に樹脂が入り込むため外
部への引張りに対して凸部6がストッパーの働きをする
為に強度が向上する。この様にして得られた、ヒューズ
チップの溶断特性を第2図に示す。
第2図に示すように3.5Aでは4sec以内で、3Aでは20sec
以内で溶断し、又、2.5Aでは100sec以内で全て溶断する
ことが解かる。この時の表面温度についても測定を行っ
たが、Max170℃程度までしか温度上昇がない非常に優れ
た溶断特性のものが得られる。
又、半田耐熱性についても測定を行った。その結果を第
1表に示す。260℃では若干の断線不良が発生するが、2
40℃では一般の使用条件(半田付け条件)には十分に耐
え得るものが得られることが解かる。
実施例II 実施例Iと全く同様な方法で導電性合金材料のみを変え
て溶断特性、及び耐熱性を測定した。
A:鉛(40wt%)−錫(60wt%)合金 固相温度183℃,液相温度188℃ B:鉛(85wt%)−アンチモン(15wt%)合金 固相温度252℃,液相温度275℃ の2種類の導電性金属を用意し、直径0.1mmに細線化し
て測定した。この結果を第3図,第4図,第2表に示
す。
Aの鉛(40)−錫(60)については比較的低電流で溶断
し、溶断電流が小さくとれ溶断特性もバラツキが少なく
優れた特性を示すが、半田耐熱性に劣り200℃5sec程度
しか耐えないことが解かる。従って、Aの材料は、チッ
プ状ヒューズとして用いるには耐熱性の面で不十分であ
り、200℃5sec以内で半田付けせねばならないものとな
る。
しかし乍ら、Bの鉛(85)−アンチモン(15)の導電性
合金については溶断特性が若干悪くなるが即ち、大電流
を必要とすること及び溶断時間が長くなり、溶断時間の
バラツキの巾が大きくなる傾向にあるが、このB材料に
ついては、何んとか使用できる範囲であり合金の固相温
度,液相温度が溶断特性と半田耐熱性に大きく影響して
いることが解かる。
従って、固相温度が252℃、液相温度が275℃までが溶断
特性をある程度確保できる上限であり、これ以上の固相
温度,液相温度の導電性金属となると半田耐熱性には優
れたものとなることが解かる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、金属線又は金属
板を形成する導電性金属として固相温度が200℃〜240
℃、液相温度が230℃〜280℃のものを用い、かつ外部端
子を構成する金属薄板として熱伝導率が0.5cal/℃・sec
・cm以下のものを用い、かつ外装を形成するモールド樹
脂として熱伝導率が15×10-4cal/℃・sec・cm以下のも
のを用いることにより、半田浴槽に浸漬した時のモール
ド樹脂中の金属線又は金属板への熱伝導性を小さくする
ことができるとともに、金属線又は金属板の半田耐熱性
及び溶断特性を向上でき、さらに金属線又は金属板をモ
ールド樹脂によって外装したことにより、金属線又は金
属板に対する衝撃を緩和することができるので、一般的
なチップ部品の半田付け条件である200℃〜260℃の半田
付け温度に対しても十分耐えることができ、かつ溶断特
性及び耐振性に優れた角型チップ状ヒューズ部品を容易
に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるチップ状ヒューズを示す図で
(a)は内部斜視図、(b)は内部断面図、(c)は底
面図、第2図,第3図,第4図はチップヒューズの溶断
特性を示す図である。 1……導電性金属、2,3……薄板状端子、4……外装樹
脂、5……凹部、6……凸部、7……外部端子と導電性
金属との接続部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性金属からなる金属線又は金属板を絶
    縁性のモールド樹脂によって外装して本体を形成し、こ
    の本体両端部よりそれぞれ金属薄板からなり前記金属線
    又は金属板に接続された外部端子を引出し、この外部端
    子が前記本体底部に沿って内側に折曲げられた角型チッ
    プ状ヒューズ部品において、前記導電性金属として固相
    温度が200℃〜240℃、液相温度が230℃〜280℃となる
    錫,錫−鉛合金,錫−アンチモン合金,鉛−インジュー
    ム合金,鉛−アンチモン合金、又は錫−銀合金を主体と
    する金属を用い、かつ前記外部端子を構成する金属薄板
    として、鉄,鉄−ニッケル合金、又はニッケルなどの金
    属の表面に錫又は半田メッキをした熱伝導率が0.5cal/
    ℃・sec・cm以下となる材料を用い、かつ前記モールド
    樹脂として、熱伝導率が15×10-4cal/℃・sec・cm以下
    となる樹脂を用いたことを特徴とする角型チップ状ヒュ
    ーズ部品。
  2. 【請求項2】導電性金属として、鉛(75wt%)−インジ
    ューム(25wt%)を主体とする合金、鉛(81wt%)−イ
    ンジューム(19wt%)を主体とする合金、鉛(90wt%)
    −アンチモン(10wt%)を主体とする合金、鉛(85wt
    %)−アンチモン(15wt%)を主体とする合金、錫(95
    wt%)−銀(5wt%)を主体とする合金、錫(96.5wt
    %)−アンチモン(3.5wt%)を主体とする合金、又は
    錫(95wt%)−アンチモン(5wt%)を主体とする合金
    を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の角型チップ状ヒューズ部品。
  3. 【請求項3】前記外部端子における前記金属線又は金属
    板との接続部をT字形に加工したことを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載の角型チップ状ヒューズ部
    品。
JP57190773A 1982-11-01 1982-11-01 角型チツプ状ヒユ−ズ部品 Expired - Lifetime JPH0736315B2 (ja)

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