JPH08148308A

JPH08148308A - 電流制御装置

Info

Publication number: JPH08148308A
Application number: JP6291586A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Katsuki; 隆与勝木
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】回路基板へ半田付けする一対の端子の端部へ伝
わる温度を低減させ、回路基板との半田付けの信頼性を
高める電流制御装置を提供することにある。【構成】表面実装型の電流制御装置１０は電流制御素子
１２の両主面に一対の端子である上側端子１３と下側端
子１４を半田付けされて構成される。上側端子１３及び
下側端子１４は、熱伝導率が低い金属板からなり、上側
端子１３および下側端子１４は一端側に平面部１６，１
７を有し、平面部１６，１７から断面が略Ｌ字状に折り
曲げられた他端側に脚部１８，１９を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、突入電流抑制回路や過
電流保護回路に用いられる電流制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の電流制御装置について、
図４に示すように、表面実装型に適用した例を用いて説
明する。電流制御装置５０は電流制御素子５２及び一対
の端子である上側端子５３と下側端子５４から構成され
る。

【０００３】電流制御素子５２は例えば平板状の正特性
サーミスタ素体の両主面の全面に、下層５５ａ，５５ａ
に無電解めっきによるニッケル層と、最外層５５ｂ，５
５ｂに焼付けによる銀を主成分とする銀層からなる電極
５５，５５が形成されたものである。

【０００４】上側端子５３は、表面に半田付け可能な錫
めっき等が施された熱伝導率が高い例えば真鍮の金属板
からなり、一端側に電流制御素子５２の主面に面接触で
きる平面部５６を有し、他端側に平面部５６から断面形
状が略Ｌ字状に成形された脚部５８を有している。そし
て、電流制御素子５２は上側端子５３の脚部５８と接触
しないように配置されている。

【０００５】下側端子５４は、表面に半田付け可能な錫
めっき等が施された熱伝導率が高い例えば真鍮の金属板
からなり、一端側に電流制御素子５２の主面に面接触で
きる平面部５７を有し、他端側に平面部５７から断面形
状が略Ｌ字状に成形された脚部５９を有している。

【０００６】電流制御装置５０は電流制御素子５２の両
主面の電極５５，５５に平面部５６，５７をそれぞれ半
田付けされることによって得られる。

【０００７】かかる電流制御装置５０は回路基板（図示
せず）のランド等に載置して脚部５８，５９の端部がラ
ンドにそれぞれ半田付けされることによって回路基板に
取付けられる。

【０００８】なお、図４では、回路基板の主面と電流制
御素子５２の主面とを平行に配置しているために、下側
端子５３の脚部５９は、電流制御素子５２の厚みに相当
する距離だけ上側端子５４の脚部５８より短い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
構成の電流制御装置５０において、動作状態において電
流制御素子５２は発熱して約２００℃になる。したがっ
て、電流制御素子５２からの熱が熱伝導がよい真鍮から
なる上側端子５３および下側端子５４に伝わる。特に、
図４に示した電流制御装置５０では、脚部５８が、脚部
５９より短いため電流制御素子５２から回路基板との半
田付け部までの伝熱経路が短く、下側端子５４の脚部５
８が高温になる。この脚部５８の長さによっては、電流
制御素子５２の温度とほぼ同じ温度に上昇して、半田が
溶融又は脆化するという問題点を有していた。

【００１０】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、回路基板へ半田付けする一対の端子
の他端部へ伝わる温度を低減させ、回路基板との半田付
けの信頼性を高める電流制御装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電流制御装置においては、両主面に形成さ
れた電極の最外層がこの主面の端縁からギャップを有す
る電流制御素子と、熱伝導率が低い金属からなり、一端
に平板部を有する一対の端子と、から構成され、前記電
流制御素子の電極の最外層に前記一対の端子の平板部が
それぞれ固着されていることを特徴とする。

【００１２】また、前記電極が、下層に前記主面の全面
に形成されるニッケル層と、最外層にこの下層より面積
が小さく端縁からギャップを有して形成される銀層から
構成されていることを特徴とする。また、前記一対の端
子の材質は洋白又はステンレス鋼であることを特徴とす
る。また、前記一対の端子は他端に前記平板部から載置
される側に折り曲げられた脚部を有することを特徴とす
る。

【００１３】さらに、前記一対の端子の少なくとも一方
はその他端に細幅部が設けられていることを特徴とす
る。そして、前記電流制御素子は正特性サーミスタ又は
負特性サーミスタであることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明では、上述のように構成することによ
り、電流制御素子に接続された一対の端子自体の熱伝導
が低いため、電流制御素子からの熱が一対の端子の他端
部へ伝わり難い。さらに、一対の端子の脚部に細幅部を
もうけることにより、端子の他端部への熱伝導が低減す
る。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）本発明による実施例１について、図１を参
照して詳細に説明する。表面実装型の電流制御装置１０
は電流制御素子１２及び一対の端子である上側端子１３
と下側端子１４から構成される。

【００１６】電流制御素子１２は例えば平板状の正特性
サーミスタ素体の両主面の全面に、下層１５ａ，１５ａ
に無電解めっきによるニッケル層と、両主面の端面から
ギャップＧを設けて形成された最外層１５ｂ，１５ｂに
焼付けによる銀を主成分とする銀層からなる電極１５，
１５が形成されたものである。

【００１７】上側端子１３及び下側端子１４は、表面に
半田付け可能な錫めっき等が施された熱伝導率が低い洋
白の金属板からなり、前述の一対の端子５３，５４と同
一の形状をなしている。したがって、上側端子１３は一
端側に平面部１６を有し、他端側には平面部１６から載
置される側に折り曲げられた脚部１８、具体的には断面
が略Ｌ字状に折り曲げられた脚部１８を有する。また、
下側端子１４は一端側に平面部１７を有し、他端側には
平面部１７から載置される側に折り曲げられた脚部１
９、具体的には断面が略Ｌ字状に折り曲げられた脚部１
９を有する。そして、電流制御素子１２は上側端子１３
の脚部１８と接触しないように配置されている。

【００１８】電流制御装置１０は電流制御素子１２の両
主面の電極に一対の端子の平面部１６，１７をそれぞれ
半田付けすることによって得られる。

【００１９】かかる電流制御装置１０は回路基板（図示
せず）のランド等に載置して脚部１８，１９の端部がラ
ンドにそれぞれ半田付けされることによって回路基板に
取付けられる。そして、電流制御装置１０は一対の端子
１３，１４に熱伝導率が低い材質の金属を用いるため
に、一対の端子の脚部１８，１９に熱が伝わりにくい。

【００２０】なお、当実施例１の具体的なものとして、
直径８ｍｍ，厚さ１．６ｍｍ，抵抗値２０Ω，キュリー
温度１２０℃の正特性サーミスタ素体の両主面にギャッ
プＧが１ｍｍの電極１５，１５が形成された電流制御素
子１２と、表面に半田付け可能な錫めっきが施された板
厚０．２ｍｍ、幅８ｍｍの洋白の金属板から断面略Ｌ字
状に成型された上側端子１３，下側端子１４とを準備
し、電流制御素子１２の電極１５，１５に上側端子１３
の平面部１６と下側端子１４の平面部１７をそれぞれ高
温半田を用いて半田付けをして外径寸法が縦８ｍｍ×横
１０ｍｍ×高さ４ｍｍの表面実装型の電流制御装置１０
を用意した。

【００２１】（実施例２）前述の実施例１とは一対の端
子の材質が異なるものであり、図示しないが、前述の図
１を参照して、同一部分については詳細な説明を省略す
る。

【００２２】実施例１との相違点は、上側端子１３及び
下側端子１４として、表面に半田付け可能な錫めっき等
が施された熱伝導率が低いステンレス鋼の金属板を用い
た点にある。

【００２３】そして、実施例１と同様に、電流制御装置
は電流制御素子１２の両主面の電極１５，１５に一対の
端子１３，１４の平面部をそれぞれ半田付けすることに
よって得られる。

【００２４】かかる電流制御装置は回路基板のランド等
に載置して脚部の端部がランドにそれぞれ半田付けされ
ることによって回路基板に取付けられる。そして、電流
制御装置は一対の端子に熱伝導率が低い材質の金属を用
いるために、一対の端子の脚部に熱が伝わりにくい。

【００２５】なお、当実施例２の具体的なものとして、
実施例１で用いた電流制御素子１２と、表面に半田付け
可能な錫めっきが施された板厚０．２ｍｍ、幅８ｍｍの
ステンレス鋼の金属板から断面略Ｌ字状に成型された上
側端子および下側端子とを準備し、電流制御素子１２の
電極１５，１５に上側端子の平面部と下側端子の平面部
をそれぞれ高温半田を用いて半田付けをして外径寸法が
縦８ｍｍ×横１０ｍｍ×高さ４ｍｍの表面実装型の電流
制御装置を用意した。

【００２６】（実施例３）本発明の実施例３について、
図２を参照して詳細に説明する。この実施例３は、前述
の実施例１とは下側の端子の形状が異なるものであり、
前述の実施例１と同一部分については、同一の符号を付
し、詳細な説明を省略する。

【００２７】図２において、電流制御装置３０は電流制
御素子１２及び一対の端子である上側端子１３と下側端
子３４から構成される。

【００２８】下側端子３４は、表面に半田付け可能な錫
めっき等が施された熱伝導率が低い洋白の金属板からな
り、一端側に平面部３７を有し、他端側には平面部３７
から載置される側に折り曲げられた脚部３９、具体的に
は断面が略Ｌ字状に折り曲げられた脚部３９を有すると
ともに、折り曲げ部分に設けた角孔により細幅部３１が
形成されている。

【００２９】電流制御装置３０は電流制御素子１２の両
主面の電極１５，１５に一対の端子１３，３４の平面部
１６，３７をそれぞれ半田付けすることによって得られ
る。

【００３０】かかる電流制御装置３０は回路基板（図示
せず）のランド等に載置して脚部１８，３９の端部がラ
ンドにそれぞれ半田付けされることによって回路基板に
取付けられる。そして、電流制御装置３０は、この細幅
部３１によって、脚部３９の伝熱幅が狭くなるため熱伝
導が悪くなり、電流制御素子１２から下側端子３４の脚
部３９の端部方向に伝わる熱量が減少する。また、下側
端子３４の細幅部３１の大きさや材質の選択によって、
電流制御装置３０に過電流が流れた際に細幅部３１を溶
断させてヒューズとしての機能を兼ねることが可能であ
る。

【００３１】なお、当実施例３の具体的なものとして、
実施例１で用いた電流制御素子１２および上側端子１３
と、表面に半田付け可能な錫めっきが施された板厚０．
２ｍｍ、幅８ｍｍの洋白の金属板が断面略Ｌ字状に成型
され、この略Ｌ字状の折り曲げ部に折り曲げ前の大きさ
が幅４ミリ、長さ０．５ｍｍの角孔を設けることによっ
て細幅部３１が設けられた下側端子３４を準備し、電流
制御素子１２の電極１５，１５に上側端子１３の平面部
１６と下側端子３４の平面部３７をそれぞれ高温半田を
用いて半田付けをして外径寸法が縦８ｍｍ×横１０ｍｍ
×高さ４ｍｍの表面実装型の電流制御装置３０を用意し
た。

【００３２】（実施例４）本発明の実施例４について、
図３を参照して詳細に説明する。この実施例４は、前述
の実施例３とは上側端子の形状が異なるものであり、前
述の実施例３と同一部分については、同一の符号を付
し、詳細な説明を省略する。

【００３３】図３において、電流制御装置４０は電流制
御素子１２及び一対の端子である上側端子４３と下側端
子３４から構成される。

【００３４】上側端子４３は、表面に半田付け可能な錫
めっき等が施された熱伝導率が低い洋白の金属板からな
り、一端側に平面部４６を有し、他端側には平面部４６
から載置される側に折り曲げられた脚部４８、具体的に
は断面が略Ｌ字状に折り曲げられた脚部４８を有すると
ともに、折り曲げ部分に設けた角孔により細幅部４１が
形成されている。

【００３５】電流制御装置４０は電流制御素子１２の両
主面の電極１５，１５に一対の端子４３，３４の平面部
４６，３７をそれぞれ半田付けすることによって得られ
る。かかる電流制御装置４０は回路基板のランド（図示
せず）等に載置して脚部４８，３９の端部がランドにそ
れぞれ半田付けされることによって回路基板に取付けら
れる。そして、電流制御装置４０は、電流制御素子４０
に過電流が流れた際に上側端子４３に設けた細幅部４１
が溶断するヒューズ機能を備えるものである。また、下
側端子３４の細幅部３１の大きさや材質の選択によっ
て、電流制御装置４０に過電流が流れた際に、細幅部３
１を溶断させるヒューズとしての機能を兼ねることが可
能である。

【００３６】なお、当実施例４の具体的なものとして、
実施例３で用いた電流制御素子１２および下側端子３４
と、表面に半田付け可能な錫めっきが施された板厚０．
２ｍｍ、幅８ｍｍの洋白の金属板が断面略Ｌ字状に成型
され、この略Ｌ字状の折り曲げ部に折り曲げ前の大きさ
が幅４ミリ、長さ２．０ｍｍの角孔を設けることによっ
て細幅部４１が設けられた上側端子４３を準備し、電流
制御素子１２の電極１５，１５に上側端子４３の平面部
４６と下側端子３４の平面部３７をそれぞれ高温半田を
用いて半田付けをして外径寸法が縦８ｍｍ×横１０ｍｍ
×高さ４ｍｍの表面実装型の電流制御装置４０を用意し
た。

【００３７】（従来例）本願発明と比較するために従来
例として、直径８ｍｍ，厚さ１．６ｍｍ，抵抗値２０
Ω，キュリー温度１２０℃の正特性サーミスタ素体の両
主面の全面に電極５５，５５が形成された電流制御素子
５２と、表面に半田付け可能な錫めっきが施された板厚
０．２ｍｍ、幅８ｍｍの真鍮の金属板が断面略Ｌ字状に
成型された上側端子５３，下側端子５４とを準備し、電
流制御素子５２の電極５５，５５に上側端子５３の平面
部５６と下側端子５４の平面部５７をそれぞれ高温半田
を用いて半田付けをして外径寸法が縦８ｍｍ×横１０ｍ
ｍ×高さ４ｍｍの表面実装型の電流制御装置５０を用意
した。

【００３８】上述した実施例１〜４及び従来例を用いて
下側端子に伝わる熱量を確認するために、電流制御素子
の両電極にＡＣ３００Ｖを印加して、電流制御素子が熱
的平衡状態に達した際の下側端子の端部の温度を表１に
示す。なお、上側端子の脚部が下側端子の脚部より長い
ために上側端子の端部が下側端子の端部より低温になる
ため、温度測定の対象から除いた。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１からも明らかなように、従来例に比較
して実施例１および実施例２の下側端子に伝わる熱量が
減少していることが分かる。つまり、下側端子の材質に
熱伝導が低い金属を用いることによって、電流制御素子
１２から下側端子１４への熱伝導が低下したことを示し
ている。

【００４１】さらに、実施例１に比較して、実施例３お
よび実施例４の下側端子に伝わる熱量が減少しているこ
とが分かる。このことから、下側端子３４に細幅部３１
を設けることによって、電流制御素子１２から下側端子
３４への熱伝導が低下したことを示している。

【００４２】尚、上述の実施例は、略Ｌ字状に形成され
た一対の端子を用いた表面実装型の電流制御装置につい
て説明したが、一対の端子は略Ｌ字状に限定されるもの
でなく、平面状の一対の端子が電流制御素子を挟んで平
行に固着されるものであってもよい。この場合、一対の
端子の他端は電流制御素子に対して同じ方向であって
も、異なる方向であってもよい。

【００４３】また、上述の第１〜４実施例で述べた具体
的な電流制御素子１２の特性値並びに電流制御素子１２
及び上側端子と下側端子等の寸法は、これに限るもので
なく、種々の数値変更は可能である。また、電流制御素
子１２は、正特性サーミスタ素子に限るものでなく、負
特性サーミスタ素子であってもよい。

【００４４】また、細幅部３１，４１の形状は角孔を示
したが、円形、楕円形等の他の孔でもよく、また、上側
端子及び下側端子の側部から幅の中央部の方に切欠きを
設けるものであってもよい。

【００４５】また、細幅部３１，４１を略Ｌ字状の折り
曲げ部を含んで設けたのは、折り曲げに際し、折り曲げ
加工を容易にするためのものであるが、折り曲げ部を含
まずに脚部３９，４８に設けてもよい。

【００４６】さらに、電流制御素子１２の両主面に形成
される電極１５，１５は上述した電極に限定されるもの
でなく、主面の端縁から電流制御素子１２の素体が露出
するギャップを有して下層１５ａが形成されたものであ
ってもよい。また、電極の形成方法及び層数はスパッタ
蒸着によるクロム，モネル，銀の３層から形成されたも
のであってもよい。

【００４７】また、一対の端子の板厚に関しては、実施
例では０．２ｍｍのものを用いて説明したが、薄いほど
伝熱温度の低減によいが端子強度との兼ね合いから０．
０５〜０．３ｍｍにすることが好ましく、特に、０．１
〜０．２ｍｍが好ましい。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による電流制
御装置では、以下のような効果がある。１．電流制御素子に取り付ける一対の端子の材質を熱伝
導率が低い金属、例えば、洋白、ステンレスにすること
によって、電流制御素子から一対の端子の他端部への熱
伝導を減少させることができ、回路基板などに半田付け
されている一対の端子の半田付け部が溶けたり半田付け
部の強度低下を招くことなく、信頼性が高くなる。

【００４９】２．電流制御素子から一対の端子の他端部
への熱伝導が減少するために、電流制御素子が動作した
ときに、電流制御素子の熱が一対の端子から回路基板へ
伝わりにくくなり、消費電力が低減する。

【００５０】３．電流制御素子に取り付ける一対の端子
の少なくとも一方の端子に細幅部を設けることによっ
て、電流制御素子から一対の端子の他端部への熱伝導を
減少させることができ、回路基板などに半田付けされて
いる一対の端子の半田付け部が溶けたり半田付け部の強
度低下を招くことなく、信頼性が高くなる。

【００５１】４．電流制御素子の電極の最外層にギャッ
プを設けることにより、一対の端子との半田付の際、余
分な半田が電流制御素子のギャップ内に留まりやすい。
また、ギャップに相当して伝熱距離が長くなり、熱伝導
が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電流制御装置の実施例１，実施例
２の分解斜視図である。

【図２】本発明に係る電流制御装置の実施例３の分解斜
視図である。

【図３】本発明に係る電流制御装置の実施例４の分解斜
視図である。

【図４】従来の電流制御装置の分解斜視図である。

【符号の説明】

１０，３０，４０電流制御装置１２電流制御素子１３，４３上側端子１４，３４，下側端子１５電極１５ａ下層（ニッケル層）１５ｂ最外層（銀層）１６，１７，３７，４６平面部１８，１９，３９，４８脚部３１，４１細幅部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両主面に形成された電極の最外層がこの
主面の端縁からギャップを有する電流制御素子と、熱伝
導率が低い金属からなり、一端に平板部を有する一対の
端子と、から構成され、前記電流制御素子の電極の最外
層に前記一対の端子の平板部がそれぞれ固着されている
ことを特徴とする電流制御装置。
【請求項２】前記電極が、下層に前記主面の全面に形
成されるニッケル層と、最外層にこの下層より面積が小
さく端縁からギャップを有して形成される銀層から構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の電流制御
装置。
【請求項３】前記一対の端子の材質は洋白又はステン
レス鋼であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の電流制御装置。
【請求項４】前記一対の端子は他端に前記平板部から
載置される側に折り曲げられた脚部を有することを特徴
とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電流制御
装置。
【請求項５】前記一対の端子の少なくとも一方はその
他端に細幅部が設けられていることを特徴とする請求項
１〜請求項４のいずれかに記載の電流制御装置。
【請求項６】前記電流制御素子は正特性サーミスタ又
は負特性サーミスタであることを特徴とする請求項１〜
請求項５のいずれかに記載の電流制御装置。