KR102032665B1 - 퓨즈 소자 - Google Patents

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마사미 가와즈
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

간이한 구조에 의해 대전류에 대응한 소형 퓨즈 소자를 제공한다.
퓨즈 소자(1)는, 절연 기판(2)과, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 배치된 제1 전극(3), 제2 전극(4)과, 제1 전극(3), 제2 전극(4)에 각각 저융점 금속(5)을 통하여 접속되며, 저융점 금속(5)보다 융점이 높은 도전체(6)를 구비하고, 도전체(6)는, 저융점 금속(5)이 용융됨으로써, 제1 전극(3), 제2 전극(4) 중 적어도 하나로부터 이격할 때까지 이동하여 제1 전극(3), 제2 전극(4) 간의 통전 경로를 차단한다.

Description

퓨즈 소자
본 발명은, 전류 경로 상에 실장되어, 소정의 전류가 흘렀을 때에, 당해 전류 경로를 차단하는 퓨즈 소자에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에서 2015년 10월 27일에 출원된 일본 출원 번호 특허출원 2015-211340을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.
종래, 정격을 넘는 전류가 흘렀을 때에 자기 발열에 의해 용단되어, 당해 전류 경로를 차단하는 퓨즈 엘리먼트를 내장한 퓨즈 소자가 이용되고 있다. 퓨즈 소자로서는, 예를 들면, 땜납을 유리관에 봉입한 홀더 고정형 퓨즈나, 세라믹 기판 표면에 Ag전극을 인쇄한 칩 퓨즈, 구리 전극의 일부를 가늘게 하여 플라스틱 케이스에 장착된 나사 고정형 또는 삽입형 퓨즈 소자 등이 많이 이용되고 있다.
상술한 기존의 퓨즈 소자는, 리플로우에 의한 표면 실장이 곤란하여, 부품 실장의 효율이 낮아지기 때문에, 근래에는 특허 문헌 1에 기재하는 바와 같은 표면 실장형의 퓨즈 소자가 개발되고 있다.
특허 문헌 1에 기재된 표면 실장형의 퓨즈 소자는, 일반적인 전류 퓨즈와 같이 과전류로 절단되는 기능 외에, 외부 회로에 의해 히터로의 통전에 의해 퓨즈 엘리먼트를 가열하는 수법으로, 전기 회로측의 제어에 의거하여 의도하는 타이밍에 퓨즈 엘리먼트를 용단시킨다는 스위치로서의 사용법이 가능하다는 특징을 가지고 있다.
이러한 퓨즈 소자는, 주로 리튬 이온 2차 전지를 사용한 전지 팩의 과충전이나 과전류의 보호 소자로서 채용되고 있다. 리튬 이온 2차 전지는, 노트북 컴퓨터, 휴대 전화, 스마트 폰 등의 모바일 기기에서 사용되고 있으며, 근래에는 전동 공구, 전동 자전거, 전동 오토바이 및 전기 자동차 등에도 채용되고 있다. 그 때문에 전지 팩의 용량이 커져, 퓨즈 소자에 대해 요구되는 정격 전류도 해마다 커지고 있다.
또, 특허 문헌 1의 퓨즈 엘리먼트에는, 대전류화에 대응하기 위해, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 적층한 엘리먼트가 이용되며, 저융점 금속층이 고융점 금속층을 침식함으로써 용단 속도를 향상시켜, 대전류에 대응 가능함에도 불구하고 속단성을 확보하고 있다.
일본국 특허공개 2013-229293호 공보
종래의 퓨즈 소자는, 전류 정격을 올려 대전류에 대응하는 경우, 퓨즈 엘리먼트가 대형화되기 때문에 전류 정격을 올리면, 용단시켜야 할 퓨즈 엘리먼트의 체적이 증가하여, 속단성이 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.
보다 상세하게 설명하면, 정격 전류를 크게 하기 위해, 퓨즈 소자의 저항값을 낮출 필요가 있기 때문에, 퓨즈 엘리먼트의 단면적을 크게 취하기 때문에, 퓨즈 소자 전체의 사이즈도 커져 버리는 것이다.
또, 퓨즈 엘리먼트의 단면적을 크게 하는 것의 폐해로서는, 히터 등의 발열에 의해 용해된 후의 용융 엘리먼트의 체적도 커져, 전극 상에 용융 엘리먼트를 수용할 수 없게 되어, 회로 절단이 불완전해지는 문제도 생길 수 있다.
히터 등의 발열에 의해 용해된 용융 엘리먼트를 전극 상에 수용하기 위해서는, 전극 사이즈를 크게 할 수 밖에 없어, 역시 퓨즈 소자의 대형화를 초래해 버린다.
또, 특허 문헌 1에 기재된 퓨즈 소자에서는, 퓨즈 엘리먼트를 저융점 금속층과 고융점 금속층을 적층함으로써 소형화를 달성함과 함께, 속단성을 확보하고 있지만, 퓨즈 엘리먼트에 특수한 구조를 이용하기 때문에, 제조 공정이 복잡화됨과 함께, 염가로 제조하는 것이 어렵다는 과제가 있다.
그래서, 본 발명은, 간이한 구조에 의해 대전류에 대응한 소형 퓨즈 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관련된 퓨즈 소자는, 절연 기판과, 절연 기판 상에 배치된 복수의 전극과, 복수의 전극에 각각 저융점 금속을 통하여 접속되며, 저융점 금속보다 융점이 높은 도전체를 구비하고, 도전체는, 저융점 금속이 용융됨으로써, 복수의 전극 중 적어도 하나로부터 이격할 때까지 이동하여 어느 하나의 전극 간의 통전 경로를 차단하는 것이다.
본 발명에 의하면, 퓨즈 소자의 회로 절단을 퓨즈 엘리먼트의 용단에 의해 행하는 것이 아니라, 전극과 도전체를 접속하는 저융점 금속이 용융되었을 때, 용융된 저융점 금속의 표면장력에 의해 도전체를 이동시킴으로써 전극 간의 통전 경로를 절단할 수 있기 때문에, 퓨즈 엘리먼트에 상당하는 도전체를 용융시킬 필요는 없으며, 고융점에서 간이한 구조의 염가의 도전체를 이용하여 퓨즈 소자의 소형화를 달성할 수 있다.
도 1은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제1예를 나타내는 평면도이다.
도 2는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제1예를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제1예를 나타내는 평면도이며, 퓨즈 소자가 동작한 후의 상태를 나타낸다.
도 4는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제1예의 회로 구성을 설명하는 회로도이며, 도 4(A)가 퓨즈 소자의 동작 전의 상태를 나타내고, 도 4(B)가 퓨즈 소자의 동작 후의 상태를 나타낸다.
도 5는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 9는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 10은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제2예를 나타내는 평면도이다.
도 11은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제2예를 나타내는 단면도이다.
도 12는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제2예를 나타내는 평면도이며, 퓨즈 소자가 동작한 후의 상태를 나타낸다.
도 13은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제2예의 회로 구성을 설명하는 회로도이며, 도 13(A)가 퓨즈 소자의 동작 전의 상태를 나타내고, 도 13(B)가 퓨즈 소자의 동작 후의 상태를 나타낸다.
도 14는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 15는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 16은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 17은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 18은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 19는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 20은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제3예를 나타내는 평면도이다.
도 21은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제3예를 나타내는 단면도이다.
도 22는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제3예를 나타내는 평면도이며, 퓨즈 소자가 동작한 후의 상태를 나타낸다.
도 23은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 제3예의 회로 구성을 설명하는 회로도이며, 도 23(A)가 퓨즈 소자의 동작 전의 상태를 나타내고, 도 23(B)가 퓨즈 소자의 동작 후의 상태를 나타낸다.
도 24는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 25는, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 26은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 27은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 28은, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자가 구비하는 도전체의 변형예를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명이 적용된 퓨즈 소자에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시 형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또, 도면 상호 간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
[제1 실시의 형태]
[퓨즈 소자]
본 발명에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)과, 절연 기판(2) 상에 배치된 복수의 전극(3, 4)(이하에서는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)으로 기재한다.)과, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 각각 저융점 금속(5)을 통하여 접속되며, 저융점 금속(5)보다 융점이 높은 도전체(6)를 구비한다.
또한, 도 1 및 도 3은, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다. 도 2는, 도 1의 A-A＇선에 있어서의 단면도이다.
절연 기판(2)은, 대략 직사각형 형상으로 되어 있으며, 예를 들면, 알루미나, 유리 세라믹스, 뮬라이트, 지르코니아 등의 절연성을 가지는 부재에 의해 사각형 형상으로 형성된다. 그 외에, 절연 기판(2)은, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 이용되는 재료를 이용해도 된다.
절연 기판(2)의 서로 대향하는 양단부에는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)이 형성되어 있다. 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은, 각각, Cu나 Ag배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되며, Cu 등 산화되기 쉬운 배선 재료의 경우에는 표면에 적당히, 산화 방지 대책으로서 Ni/Au도금이나 Sn도금 등의 보호층이 설치되어 있다. 또, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은, 절연 기판(2)의 표면(2a)으로부터, 측면을 통하여 이면(2b)에 이른다. 퓨즈 소자(1)는, 이면(2b)에 형성된 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)을 통하여, 도시하지 않은 회로 기판의 전류 경로 상에 표면 실장된다.
저융점 금속(5)은, 도전체(6)를 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 걸쳐 접속하는 도전성의 접속재이며, 예를 들면, 솔더페이스트로서 Sn을 주성분으로 하는 금속을 이용할 수 있다. 「Pb 프리 땜납」으로 일반적으로 불리는 재료이다. 저융점 금속(5)의 융점은, 리플로우노(爐)의 온도 정도로 되어 있다.
도전체(6)는, 저융점 금속(5)보다 고융점, 저전기저항의 도전체 재료로 이루어지며, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 걸쳐 배치되며, 대략 직사각형 형상 또한 판형의 부재이다. 또한, 도전체(6)는, 직사각형 형상, 판형에 한정되는 것은 아니지만, 가공 용이의 관점에서 본 실시의 형태에 있어서 당해 형상으로 하고 있다.
도전체(6)는, 구체적으로, 고융점, 저전기저항의 금속 재료가 바람직하며, Ag, Au, Al, Cu, Cu합금 등을 이용할 수 있다. 도전체(6)는, 염가이며, 자연 산화 피막이 생기지 않아 저융점 금속에 의해 접속하기 쉬운 Cu 또는 Cu합금을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전체(6)는, 제2 전극(3) 및 제2 전극(4) 간의 통전 경로를 구성하며, 정격을 넘는 전류에 의해서도 자기 발열(줄열)에 의해 용단되는 것은 아니다. 단, 도전체(6)가, 자기 발열에 의해 용단되는 것을 방해하는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다.
도전체(6)는, 리플로우노에 의해 절연 기판(2) 상에 실장을 행하는 경우에 있어서도 용융되지 않는 높은 융점을 가진다. 이것은, 리플로우 온도에 있어서 용융되어 버리면 도전체(6)의 실장이 곤란해지기 때문이다.
퓨즈 소자(1)는, 소형 또한 고정격을 실현하는 것이며, 예를 들면, 절연 기판(2)의 치수로서 3~4mm×5~6mm 정도로 소형이면서, 저항값이 0.5~1mΩ, 50~60A 정격으로 고정격화가 도모되고 있다. 또한, 본 발명은, 모든 사이즈, 저항값 및 전류 정격을 구비하는 퓨즈 소자에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
[퓨즈 소자의 동작]
퓨즈 소자(1)는, 저융점 금속(5)이 용융됨으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 중 적어도 하나로부터 이격할 때까지 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동함으로써, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 간의 통전 경로를 차단할 수 있다.
도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)의 각각에 대해, 상이한 접속 면적으로 저융점 금속(5)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 저융점 금속(5)의 용융에 의해 도전체(6)는 상이한 장력으로 제1 전극(3) 또는 제2 전극(4)의 접속 면적이 큰 쪽으로 끌어들여지도록 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동한다.
구체적으로 퓨즈 소자(1)에서는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3) 상의 저융점 금속(5a)의 도전체(6)에 대한 접속 면적보다, 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)의 도전체(6)에 대한 접속 면적이 커지도록 구성되어 있다. 따라서, 도전체(6)는, 저융점 금속(5)의 용융에 의해 제2 전극(4)측, 도면 중 화살표 방향으로 끌어들여져, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동하여, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 전극(4) 상에서 저융점 금속(5b)에 의해 유지된다.
또, 도전체(6)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3)보다 제2 전극(4)측으로 오프셋한 상태로 저융점 금속(5a, 5b)에 의해 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 각각 접속 유지되어 있다.
구체적으로 도전체(6)는, 도 1 중에 도시하는 바와 같이, 제1 전극(3)과 도전체(6)의 중복되는 부분의 길이를 L1로 하고, 제2 전극(4)과 도전체(6)의 중복되지 않는 부분의 제2 전극(4)의 길이 L2로 하면, L1＜L2가 되도록, 제2 전극(4)측으로 오프셋한 상태로 장착되어 있다.
이것은, 도전체(6)의 제1 전극(3)과의 접점 부분에 해당되는 길이 L1 이상의 이동량을 확보하지 않으면, 도전체(6)와 제1 전극(3)의 전기적 접속을 완전히 절단할 수 없기 때문이다. 바꾸어 말하면, 슬라이드 이송하는 도전체(6)의 이동량은, 도전체(6)와 중복되지 않는 제2 전극(4)의 길이 L2에 의존하기 때문에, L2를 L1 이상으로 확보할 필요가 있다고 할 수 있다.
다음에, 퓨즈 소자(1)의 동작을 회로도를 이용하여 설명한다. 퓨즈 소자(1)는, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과 접속되며, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 간을 도통시키고 있다. 그리고, 퓨즈 소자(1)는, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 외부로부터의 열에 의해 저융점 금속(5)이 용융되면, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동시키고, 도전체(6)가 제1 전극(3)으로부터 멀어져, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)의 도통이 절단된다.
[변형예 1]
다음에, 제1 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 1에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 1에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에 도전체(6)를 지지하는 지지 부재(7)를 구비하고 있다. 또한, 도 5는, 도 1에 있어서의 A-A＇선에 상당하는 단면도이다. 지지 부재(7)는, 제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에 배치되기 때문에, 전극 간의 쇼트를 피하기 위해, 절연 재료로 구성하거나, 절연 코팅이 실시된 부재인 것이 바람직하다.
지지 부재(7)는, 도전체(6)를 슬라이드 이동 가능하게 지지하고 있으며, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정되어 있다. 즉, 지지 부재(7)와 도전체(6)는 고정되어 있지 않고, 지지 부재(7) 상은 도전체(6)가 미끄러지는 형상 혹은 코팅이 이루어져 있다.
저융점 금속(5)이 용융되면 도전체(6)는 지지 부재(7)의 지지를 받아 수평으로 매끄럽게 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 저융점 금속(5)이 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동하는 도중에 있어서, 도전체(6)가 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)에 한쪽만 지지된 상태가 되기 때문에, 도전체(6)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 기울어져 버려 슬라이드 이동을 적절히 행할 수 없는 것이 상정된다. 이 때문에, 지지 부재(7)는, 도전체(6)의 수평 상태를 유지함으로써, 슬라이드 이동을 적절히 행할 수 있도록 서포트하는 것이 가능하다.
[변형예 2]
다음에, 제1 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 2에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 2에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 저융점 금속(5), 도전체(6) 등을 보호하는 커버 부재(8)를 구비하고 있다. 또한, 도 6은, 도 1에 있어서의 A-A＇선에 상당하는 단면도이다.
커버 부재(8)는, 도전체(6)의 가동 에리어를 규제하는 이동 규제부(8a)가 설치되어 있어, 도전체(6)가 소정의 방향 이외로 이동하지 않도록 스토퍼 기능을 가지고 있다. 이 커버 부재(8)는, 예를 들면, 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 가지는 부재를 이용하여 형성할 수 있다.
커버 부재(8)는, 이동 규제부(8a)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제1 전극(3)측에 소정의 클리어런스를 유지하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 이동 규제부(8a)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치에서는 접촉하지 않지만, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 충격 등에 의해 제1 전극(3)측으로 이동해 버린 경우에 이동 규제부(8a)와 도전체(6)가 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 이동을 규제한 상태여도, 저융점 금속(5b)측의 도전체(6)의 접속 면적이 크면, 결국은 저융점 금속(5b)의 장력에 의해 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 끌어들여져, 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동한다.
이 때문에, 이동 규제부(8a)는, 도전체(6)의 역방향으로의 이동을 규제함으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3)측으로 이동해 버리는 것을 방지함과 함께, 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 3]
다음에, 제1 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 3에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 3에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 도전체(6)의 이동을 규제하는 이동 규제 부재(9)를 구비하고 있다. 또한, 도 7은, 도 1에 있어서의 A-A＇선에 상당하는 단면도이다.
이동 규제 부재(9)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상이며, 본 구성에 있어서는 특히 제1 전극(3) 상에 고정된 부재이며, 도전체(6)가 소정의 방향 이외로 이동하지 않도록 스토퍼 기능을 가지고 있다. 이동 규제 부재(9)는, 예를 들면 절연체를 이용할 수 있지만, 회로 구성상 쇼트 등의 문제를 발생시키지 않기 때문에, 제1 전극(3)과 일체로 제조하는 경우에는, 제1 전극(3)과 동일 금속 재료를 이용하는 것으로 해도 된다.
이동 규제 부재(9)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 이동 규제 부재(9)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제1 전극(3)측에 소정의 클리어런스를 유지하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 이동 규제 부재(9)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치에서는 접촉하지 않지만, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 충격 등에 의해 제1 전극(3)측으로 이동해 버린 경우에 이동 규제 부재(9)와 도전체(6)가 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이동 규제 부재(9)가 도전체(6)의 이동을 규제한 상태여도, 저융점 금속(5b)측의 도전체(6)의 접속 면적이 크면, 결국은 저융점 금속(5b)의 장력에 의해 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 끌어들여져, 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동한다.
이 때문에, 이동 규제 부재(9)는, 도전체(6)의 역방향으로의 이동을 규제함으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3)측으로 이동해 버리는 것을 방지함과 함께, 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 4]
다음에, 제1 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 4에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 4에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 도전체(6)의 이동을 안내하는 가이드부(10)를 구비하고 있다. 또한, 도 8은, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정된 부재이며, 도전체(6)가 소정의 방향으로 이동하도록 이동 방향을 따른 가이드 기능을 가지고 있다. 가이드 부재(10)는, 제1 전극(3)측으로부터 제2 전극(4)측으로 연장되는 평행한 2개의 부재에 의해 구성되어 있으며, 양전극 간을 쇼트시키지 않도록, 수지 재료 등의 절연체를 이용하는 것이 바람직하다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 가이드 부재(10)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제2 전극(4)측으로 이동하는 범위를 측면에서 이동 방향을 규제하는 가이드 레일이 되는 위치에 설치되어 있다. 즉, 가이드 부재(10)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치로부터, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 이동할 때까지 측면에서 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이 때문에, 가이드 부재(10)는, 도전체(6)가 비스듬하게 되어 버리거나 비스듬한 방향으로 이동하는 것을 규제함으로써, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 5]
다음에, 제1 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 5에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 5에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)의 형상을 사다리꼴 형상으로 하여 구성하고 있다. 또한, 도 9는, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
도전체(6)는, 상술한 다른 예에 있어서 직사각형 형상으로 하고 있었지만, 제1 전극(3)측을 단변의 상측 바닥, 제2 전극(4)측을 장변의 하측 바닥으로 하는 사다리꼴 형상의 구조를 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 제1 전극(3)측의 면적이 작아지고, 상대적으로 제2 전극(4)측의 면적이 커진다. 이 때문에, 도전체(6)와 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)의 저융점 금속(5)에 의한 접속 면적은 제1 전극(3)측보다 제2 전극(4)측이 커져, 용융된 저융점 금속(5b)에 의한 인장력이 커진다.
이 때문에, 퓨즈 소자(1)는, 사다리꼴 형상의 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 제1 실시의 형태에 있어서의 각 변형예는, 임의의 조합으로 이용할 수 있으며, 상승적인 효과를 얻을 수 있기 때문에, 적당히 조합하여 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 즉, 각 변형예를 모두 적용함으로써, 저융점 금속(5)이 용융되었을 때에 확실히 도전체(6)를 이동시켜, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 간의 전기적 접속을 확실히 절단할 수 있다고 할 수 있다.
[제2 실시의 형태]
[퓨즈 소자]
본 발명에 관련된 퓨즈 소자(1)의 다른 실시의 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제1 실시의 형태에서 설명한 것과 동등한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 발명에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)과, 절연 기판(2) 상에 배치된 복수의 전극(3, 4, 11)(이하에서는, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)으로 기재한다.)과, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 각각 저융점 금속(5)을 통하여 접속되며, 저융점 금속(5)보다 융점이 높은 도전체(6)와, 제2 전극(4)의 하방에 배치된 히터(12)를 구비한다.
또한, 도 10 및 도 12는, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다. 도 11은, 도 10의 B-B＇선에 있어서의 단면도이다.
절연 기판(2)은, 대략 직사각형 형상으로 되어 있으며, 예를 들면, 알루미나, 유리 세라믹스, 뮬라이트, 지르코니아 등의 절연성을 가지는 부재에 의해 사각형 형상으로 형성된다. 그 외에, 절연 기판(2)은, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 이용되는 재료를 이용해도 된다.
절연 기판(2)의 일단부에는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)이 소정의 거리를 이격하여 형성되어 있다. 또, 절연 기판(2)의 타단부, 특히 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)이 설치된 일단부와 인접하는 단부에, 제2 전극(4)이 형성되어 있다. 제2 전극(4)은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 대향하도록 연장되어 설치되어 있으며, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 있어서, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 제2 전극(4)이 대향하도록 배치되어 있다.
제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)은, 각각, Cu나 Ag배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되며, Cu 등 산화되기 쉬운 배선 재료의 경우에는 표면에 적당히, 산화 방지 대책으로서 Ni/Au도금이나 Sn도금 등의 보호층이 설치되어 있다. 또, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)은, 절연 기판(2)의 표면(2a)으로부터, 측면을 통하여 이면(2b)에 이른다. 퓨즈 소자(1)는, 이면(2b)에 형성된 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)을 통하여, 도시하지 않은 회로 기판의 전류 경로 상에 표면 실장된다.
저융점 금속(5)은, 도전체(6)를 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 걸쳐 접속하는 도전성의 접속재이며, 예를 들면, 솔더페이스트로서 Sn을 주성분으로 하는 금속을 이용할 수 있다. 「Pb 프리 땜납」으로 일반적으로 불리는 재료이다. 저융점 금속(5)의 융점은, 리플로우노의 온도 정도로 되어 있다.
도전체(6)는, 저융점 금속(5)보다 고융점, 저전기저항의 도전체 재료로 이루어지며, 도 10 내지 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 걸쳐 배치되며, 대략 직사각형 형상 또한 판형의 부재이다. 또한, 도전체(6)는, 직사각형 형상, 판형에 한정되는 것은 아니지만, 가공 용이의 관점에서 본 실시의 형태에 있어서 당해 형상으로 하고 있다.
도전체(6)는, 구체적으로, 고융점, 저전기저항의 금속 재료가 바람직하며, Ag, Au, Al, Cu, Cu합금 등을 이용할 수 있다. 도전체(6)는, 염가이며, 자연 산화 피막이 생기지 않아 저융점 금속에 의해 접속하기 쉬운 Cu 또는 Cu합금을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전체(6)는, 제2 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 통전 경로를 구성하며, 정격을 넘는 전류에 의해서도 자기 발열(줄열)에 의해 용단되는 것은 아니다. 단, 도전체(6)가, 자기 발열에 의해 용단되는 것을 방해하는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다.
히터(12)는, 저융점 금속(5)을 용융시키는 열을 발생시키는 전기 저항 부재이며, 후술하는 회로도에서 설명을 행하지만, 제2 전극(4)과 전기적으로 접속되며, 또 열적으로 접속되어 있다. 전기 회로 상에 정격 전류가 흐르는 경우에, 저융점 금속(5)을 용융시키는 열을 인가하는 것이다.
[퓨즈 소자의 동작]
퓨즈 소자(1)는, 저융점 금속(5)이 용융됨으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11) 중 제1 전극(3), 제3 전극(11)으로부터 이격할 때까지 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동함으로써, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 통전 경로를 차단할 수 있다.
도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 조합과, 제2 전극(4)의 각각에 대해, 상이한 접속 면적으로 저융점 금속(5)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 저융점 금속(5)의 용융에 의해 도전체(6)는 상이한 장력으로 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 조합과, 제2 전극(4)의 접속 면적이 큰 쪽으로 끌어들여지도록 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동한다.
구체적으로 퓨즈 소자(1)에서는, 도 10 내지 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3) 상의 저융점 금속(5a)의 도전체(6)에 대한 접속 면적과 제3 전극(11) 상의 저융점 금속(5c)의 도전체(6)에 대한 접속 면적의 합계보다, 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)의 도전체(6)에 대한 접속 면적이 커지도록 구성되어 있다. 따라서, 도전체(6)는, 저융점 금속(5b)의 용융에 의해 제2 전극(4)측, 도면 중 화살표 방향으로 끌어들여져, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 슬라이드 이동하여, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제2 전극(4) 상에서 저융점 금속(5b)에 의해 유지된다.
또, 도전체(6)는, 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)보다 제2 전극(4)측으로 오프셋한 상태로 저융점 금속(5a, 5b, 5c)에 의해 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 각각 접속 유지되어 있다.
구체적으로 도전체(6)는, 도 10 중에 도시하는 바와 같이, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 도전체(6)의 중복되는 부분의 길이를 L1로 하고, 제2 전극(4)과 도전체(6)의 중복되지 않는 부분의 제2 전극(4)의 길이를 L2로 하면, L1＜L2가 되도록, 제2 전극(4)측으로 오프셋한 상태로 장착되어 있다.
이것은, 도전체(6)의 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과의 접점 부분에 해당되는 길이 L1 이상의 이동량을 확보하지 않으면, 도전체(6)와 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 전기적 접속을 완전히 절단할 수 없기 때문이다. 바꾸어 말하면, 슬라이드 이송하는 도전체(6)의 이동량은, 도전체(6)와 중복되지 않는 제2 전극(4)의 길이 L2에 의존하기 때문에, L2를 L1 이상으로 확보할 필요가 있다고 할 수 있다.
다음에, 퓨즈 소자(1)의 동작을 회로도를 이용하여 설명한다. 퓨즈 소자(1)는, 도 13(A)에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)가 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 접속되며, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11) 간을 도통시키고 있다. 그리고, 퓨즈 소자(1)는, 도 13(B)에 나타내는 바와 같이, 히터(12)로부터의 열에 의해 저융점 금속(5)이 용융되면, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동시키고, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)으로부터 멀어져, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 도통이 절단된다. 또, 당연하지만, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 간, 제3 전극(11) 및 제2 전극(4) 간의 도통이 절단된다. 이것에 의해, 히터(12)로의 통전도 해소되기 때문에, 히터(12)의 발열은 정지한다.
[변형예 6]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 6에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 6에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 제2 전극(4) 사이에 도전체(6)를 지지하는 지지 부재(7)를 구비하고 있다. 또한, 도 14는, 도 10에 있어서의 B-B＇선에 상당하는 단면도이다. 지지 부재(7)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 제2 전극(4) 사이에 배치되기 때문에, 전극 간의 쇼트를 피하기 위해, 절연 재료로 구성하거나, 절연 코팅이 실시된 부재인 것이 바람직하다.
지지 부재(7)는, 도전체(6)를 슬라이드 이동 가능하게 지지하고 있으며, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정되어 있다. 즉, 지지 부재(7)와 도전체(6)는 고정되어 있지 않고, 지지 부재(7) 상은 도전체(6)가 미끄러지는 형상 혹은 코팅이 이루어져 있다.
저융점 금속(5)이 용융되면 도전체(6)는 지지 부재(7)의 지지를 받아 수평으로 매끄럽게 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 저융점 금속(5)이 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동하는 도중에 있어서, 도전체(6)가 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)에 한쪽만 지지된 상태가 되기 때문에, 도전체(6)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 기울어져 버려 슬라이드 이동을 적절히 행할 수 없는 것이 상정된다. 이 때문에, 지지 부재(7)는, 도전체(6)의 수평 상태를 유지함으로써, 슬라이드 이동을 적절히 행할 수 있도록 서포트하는 것이 가능하다.
[변형예 7]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 7에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 7에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11), 저융점 금속(5), 도전체(6) 등을 보호하는 커버 부재(8)를 구비하고 있다. 또한, 도 15는, 도 10에 있어서의 B-B＇선에 상당하는 단면도이다.
커버 부재(8)는, 도전체(6)의 가동 에리어를 규제하는 이동 규제부(8a)가 설치되어 있어, 도전체(6)가 소정의 방향 이외로 이동하지 않도록 스토퍼 기능을 가지고 있다. 이 커버 부재(8)는, 예를 들면, 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 가지는 부재를 이용하여 형성할 수 있다.
커버 부재(8)는, 이동 규제부(8a)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측에 소정의 클리어런스를 유지하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 이동 규제부(8a)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치에서는 접촉하지 않지만, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 충격 등에 의해 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로 이동해 버린 경우에 이동 규제부(8a)와 도전체(6)가 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 이동을 규제한 상태여도, 저융점 금속(5b)측의 도전체(6)의 접속 면적이 크면, 결국은 저융점 금속(5b)의 장력에 의해 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 끌어들여져, 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동한다.
이 때문에, 이동 규제부(8a)는, 도전체(6)의 역방향으로의 이동을 규제함으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로 이동해 버리는 것을 방지함과 함께, 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 8]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 8에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 8에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 도전체(6)의 이동을 규제하는 이동 규제 부재(9)를 구비하고 있다. 또한, 도 16은, 도 10에 있어서의 B-B＇선에 상당하는 단면도이다.
이동 규제 부재(9)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상이며, 본 구성에 있어서는 특히 제1 전극(3) 상 및 제3 전극(11) 상에 고정된 부재이며, 도전체(6)가 소정의 방향 이외로 이동하지 않도록 스토퍼 기능을 가지고 있다. 이동 규제 부재(9)는, 제1 전극(3)으로부터 제3 전극(11)에 걸쳐 설치되어 있기 때문에, 회로의 쇼트를 방지하기 위해, 수지 재료 등의 절연체를 이용하는 것이 바람직하다.
이동 규제 부재(9)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 이동 규제 부재(9)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측에 소정의 클리어런스를 유지하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 이동 규제 부재(9)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치에서는 접촉하지 않지만, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 충격 등에 의해 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로 이동해 버린 경우에 이동 규제 부재(9)와 도전체(6)가 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이동 규제 부재(9)가 도전체(6)의 이동을 규제한 상태여도, 저융점 금속(5b)측의 도전체(6)의 접속 면적이 크면, 결국은 저융점 금속(5b)의 장력에 의해 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 끌어들여져, 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 슬라이드 이동한다.
이 때문에, 이동 규제 부재(9)는, 도전체(6)의 역방향으로의 이동을 규제함으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로 이동해 버리는 것을 방지함과 함께, 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 9]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 9에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 9에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 도전체(6)의 이동을 안내하는 가이드부(10)를 구비하고 있다. 또한, 도 17은, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정된 부재이며, 도전체(6)가 소정의 방향으로 이동하도록 이동 방향을 따른 가이드 기능을 가지고 있다. 가이드 부재(10)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로부터 제2 전극(4)측으로 연장되는 평행한 2개의 부재에 의해 구성되어 있으며, 양전극 간을 쇼트시키지 않도록, 수지 재료 등의 절연체를 이용하는 것이 바람직하다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 가이드 부재(10)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제2 전극(4)측으로 이동하는 범위를 측면에서 이동 방향을 규제하는 가이드 레일이 되는 위치에 설치되어 있다. 즉, 가이드 부재(10)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치로부터, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 이동할 때까지 측면에서 접촉하여, 도전체(6)를 잘못된 방향으로 슬라이드 이동시키지 않는다.
이 때문에, 가이드 부재(10)는, 도전체(6)가 비스듬하게 되어 버리거나 비스듬한 방향으로 이동하는 것을 규제함으로써, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 10]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 10에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 10에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)의 형상을 사다리꼴 형상으로 하여 구성하고 있다. 또한, 도 18은, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
도전체(6)는, 상술한 다른 예에 있어서 직사각형 형상으로 하고 있었지만, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측을 단변의 상측 바닥, 제2 전극(4)측을 장변의 하측 바닥으로 하는 사다리꼴 형상의 구조를 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 면적이 작아지고, 상대적으로 제2 전극(4)측의 면적이 커진다. 이 때문에, 도전체(6)와 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 저융점 금속(5)에 의한 접속 면적은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 합계보다 제2 전극(4)측이 커져, 용융된 저융점 금속(5b)에 의한 인장력이 커진다.
이 때문에, 퓨즈 소자(1)는, 사다리꼴 형상의 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 11]
다음에, 제2 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 11에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 11에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)의 형상을 2개의 볼록부를 가지는 형상으로 하여 구성하고 있다. 또한, 도 19는, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
도전체(6)는, 상술한 다른 예에 있어서 직사각형 형상으로 하고 있었지만, 제1 전극(3)측을 단변의 상측 바닥으로 하는 사다리꼴과, 제3 전극(4)측을 단변의 상측 바닥으로 하는 사다리꼴로 하여, 2개의 볼록부(6a, 6b)로 한 형상의 구조를 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 면적이 작아지고, 상대적으로 제2 전극(4)측의 면적이 커진다. 이 때문에, 도전체(6)와 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 저융점 금속(5)에 의한 접속 면적은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 합계보다 제2 전극(4)측이 커져, 용융된 저융점 금속(5b)에 의한 인장력이 커진다.
이 때문에, 퓨즈 소자(1)는, 사다리꼴 형상의 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 슬라이드 이동시킬 수 있게 된다.
변형예 11은, 변형예 10과 비교해 도전체(6)를 작게 하기 위해, 통전에 기여하지 않는 부분을 잘라낸 형상이라고도 할 수 있다. 도전체(6)의 소형화에 의해, 도전체(6)를 이동시키기 쉬워진다.
이상에서 설명한 제2 실시의 형태에 있어서의 각 변형예는, 임의의 조합으로 이용할 수 있으며, 상승적인 효과를 얻을 수 있기 때문에, 적당히 조합하여 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 즉, 각 변형예를 모두 적용함으로써, 저융점 금속(5)이 용융되었을 때에 확실히 도전체(6)를 이동시켜, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 전기적 접속을 확실히 절단할 수 있다고 할 수 있다.
[제3 실시의 형태]
[퓨즈 소자]
본 발명에 관련된 퓨즈 소자(1)의 다른 실시의 형태에 대해서 설명한다. 또한, 제1 실시의 형태에서 설명한 것과 동등한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
본 발명에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 20 내지 도 22에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)과, 절연 기판(2) 상에 배치된 복수의 전극(3, 4, 11)(이하에서는, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)으로 기재한다.)과, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 각각 저융점 금속(5)을 통하여 접속되며, 저융점 금속(5)보다 융점이 높은 도전체(6)와, 제2 전극(4)의 하방에 배치된 히터(12)를 구비한다.
또한, 도 20 및 도 22는, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다. 도 21은, 도 20의 C-C＇선에 있어서의 단면도이다.
절연 기판(2)은, 대략 직사각형 형상으로 되어 있으며, 예를 들면, 알루미나, 유리 세라믹스, 뮬라이트, 지르코니아 등의 절연성을 가지는 부재에 의해 사각형 형상으로 형성된다. 그 외에, 절연 기판(2)은, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 이용되는 재료를 이용해도 된다.
절연 기판(2)의 일단부에는, 제1 전극(3)이 형성되어 있다. 또, 절연 기판(2)의 타단부, 특히 제1 전극(3)이 설치된 일단부와 인접하는 단부에, 제2 전극(4)이 형성되어 있다. 또한, 절연 기판(2)의 제1 전극(3)이 형성된 일단부와 대향하는 단부에, 제3 전극(11)이 형성되어 있다. 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)은, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 대향 배치되어 있고, 제2 전극(4)은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 사이에 연장되도록 설치되어 있으며, 바꾸어 말하면, 제2 전극(4)이 제1 전극(3)와 제3 전극(11)을 분단하도록 배치되어 있다고 할 수 있다.
제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)은, 각각, Cu나 Ag배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되며, Cu 등 산화되기 쉬운 배선 재료의 경우에는 표면에 적당히, 산화 방지 대책으로서 Ni/Au도금이나 Sn도금 등의 보호층이 설치되어 있다. 또, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)은, 절연 기판(2)의 표면(2a)으로부터, 측면을 통하여 이면(2b)에 이른다. 퓨즈 소자(1)는, 이면(2b)에 형성된 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)을 통하여, 도시하지 않은 회로 기판의 전류 경로 상에 표면 실장된다.
저융점 금속(5)은, 도전체(6)를 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 걸쳐 접속하는 도전성의 접속재이며, 예를 들면, 솔더페이스트로서 Sn을 주성분으로 하는 금속을 이용할 수 있다. 「Pb 프리 땜납」으로 일반적으로 불리는 재료이다. 저융점 금속(5)의 융점은, 리플로우노의 온도 정도로 되어 있다.
도전체(6)는, 저융점 금속(5)보다 고융점, 저전기저항의 도전체 재료로 이루어지며, 도 20 내지 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 걸쳐 배치되며, 대략 직사각형 형상 또한 판형의 부재이다. 또한, 도전체(6)는, 직사각형 형상, 판형에 한정되는 것은 아니지만, 가공 용이의 관점에서 본 실시의 형태에 있어서 당해 형상으로 하고 있다.
도전체(6)는, 구체적으로, 고융점, 저전기저항의 금속 재료가 바람직하며, Ag, Au, Al, Cu, Cu합금 등을 이용할 수 있다. 도전체(6)는, 염가이며, 자연 산화 피막이 생기지 않아 저융점 금속에 의해 접속하기 쉬운 Cu 또는 Cu합금을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전체(6)는, 제2 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 통전 경로를 구성하며, 정격을 넘는 전류에 의해서도 자기 발열(줄열)에 의해 용단되는 것은 아니다. 단, 도전체(6)가, 자기 발열에 의해 용단되는 것을 방해하는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다.
히터(12)는, 저융점 금속(5)을 용융시키는 열을 발생시키는 전기 저항 부재이며, 후술하는 회로도에서 설명을 행하지만, 제2 전극(4)과 전기적으로 접속되며, 또 열적으로 접속되어 있다. 전기 회로 상에 정격 전류가 흐르는 경우에, 저융점 금속(5)을 용융시키는 열을 인가하는 것이다.
[퓨즈 소자의 동작]
퓨즈 소자(1)는, 저융점 금속(5)이 용융됨으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11) 중 제1 전극(3), 제3 전극(11)으로부터 이격할 때까지 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 회전 이동함으로써, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 통전 경로를 차단할 수 있다.
도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 조합과, 제2 전극(4)의 각각에 대해, 상이한 접속 면적으로 저융점 금속(5)에 의해 접속되어 있다. 따라서, 저융점 금속(5)의 용융에 의해 도전체(6)는 상이한 장력으로 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 조합과, 제2 전극(4)의 접속 면적이 큰 쪽으로 끌어들여지도록 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 회전 이동한다.
구체적으로 퓨즈 소자(1)에서는, 도 20 내지 도 22에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3) 상의 저융점 금속(5a)의 도전체(6)에 대한 접속 면적과 제3 전극(11) 상의 저융점 금속(5c)의 도전체(6)에 대한 접속 면적의 합계보다, 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)의 도전체(6)에 대한 접속 면적이 커지도록 구성되어 있다. 따라서, 도전체(6)는, 저융점 금속(5b)의 용융에 의해 제2 전극(4)측, 도면 중 화살표 방향으로 회전하면서 끌어들여져, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상을 회전 이동하여, 도 22에 나타내는 바와 같이, 제2 전극(4) 상에서 저융점 금속(5b)에 의해 유지된다.
또, 도전체(6)는, 도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 회전 동작하는 중심부 O를 제2 전극(4) 상에 배치하고, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)에는 단부가 미소하게 중복되도록 한 상태로 저융점 금속(5a, 5b, 5c)에 의해 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)에 각각 접속 유지되어 있다.
구체적으로 도전체(6)는, 도 20 중에 도시하는 바와 같이, 중심부 O를 중심으로 한 점대칭의 형상을 하고 있으며, 바람직하게는 중심부 O에 그 무게중심이 있는 것이 바람직하다. 중심부 O를 축으로 하여 도전체(6)가 회전 이동하기 쉽게 하기 위해서이다. 또, 중심부 O로부터 도전체(6)의 구석까지를 이은 선분에 의해 규정되는 각도 θ1은, 도전체(6)에 필요로 되는 최저의 회전 각도이며, 또, 도 22에 나타내는 바와 같이, 회전한 도전체(6)가 제2 전극(4)에 필요로 되는 폭을 규정하는 각도가 된다.
또, 도전체(6)는, 제1 전극(3)측, 제3 전극(11)측에 있어서, 회전 방향으로 돌출하는 돌출부(6c, 6d)를 각각 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 대략 Z자 형상을 하고 있다고 할 수 있다.
도전체(6)는, 돌출부(6c)가 제1 전극(3)에 저융점 금속(5a)에 의해 접속됨과 함께, 제2 전극(4)에 저융점 금속(5b)에 의해 접속되게 된다. 따라서, 돌출부(6c)가 회전 방향으로 돌출함으로써, 용융된 저융점 금속(5b)에 의해 비스듬하게 끌어들여진다. 또, 도전체(6)는, 돌출부(6d)가 제3 전극(11)에 저융점 금속(5c)에 의해 접속됨과 함께, 제2 전극(4)에 저융점 금속(5b)에 의해 접속되게 된다. 따라서, 돌출부(6d)가 회전 방향으로 돌출함으로써, 용융된 저융점 금속(5b)에 의해 비스듬하게 끌어들여진다.
도전체(6)는, 중심부 O의 외측에 있어서 점대칭의 돌출부(6c, 6d)에 의해, 각각 회전 방향으로 끌어들여지는 힘이 인가되어 회전 모멘트가 생기고, 중심부 O를 회전 중심으로 하여 회전한다.
다음에, 퓨즈 소자(1)의 동작을 회로도를 이용하여 설명한다. 퓨즈 소자(1)는, 도 23(A)에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)가 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 접속되며, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11) 간을 도통시키고 있다. 그리고, 퓨즈 소자(1)는, 도 23(B)에 나타내는 바와 같이, 히터(12)로부터의 열에 의해 저융점 금속(5)이 용융되면, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 회전 이동시켜, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)으로부터 멀어져, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)의 도통이 절단된다. 또, 당연하지만, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 간, 제3 전극(11) 및 제2 전극(4) 간의 도통이 절단된다. 이것에 의해, 히터(12)로의 통전도 해소되기 때문에, 히터(12)의 발열은 정지한다.
[변형예 12]
다음에, 제3 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 12에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 12에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 24에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 제2 전극(4) 사이에 도전체(6)를 지지하는 지지 부재(7)를 구비하고 있다. 또한, 도 24는, 도 20에 있어서의 C-C＇선에 상당하는 단면도이다. 지지 부재(7)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)과 제2 전극(4) 사이에 배치되기 때문에, 전극 간의 쇼트를 피하기 위해, 절연 재료로 구성하거나, 절연 코팅이 실시된 부재인 것이 바람직하다.
지지 부재(7)는, 도전체(6)를 회전 이동 가능하게 지지하고 있으며, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정되어 있다. 즉, 지지 부재(7)와 도전체(6)는 고정되어 있지 않고, 지지 부재(7) 상은 도전체(6)가 미끄러지는 형상 혹은 코팅이 이루어져 있다. 또, 도전체(6)가 회전 이동하기 때문에, 지지 부재(7)는, 원호형으로 설치하는 것이 바람직하다.
저융점 금속(5)이 용융되면 도전체(6)는 지지 부재(7)의 지지를 받아 수평으로 매끄럽게 제2 전극(4)측으로 회전 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 저융점 금속(5)이 제2 전극(4)측으로 회전 이동하는 도중에 있어서, 도전체(6)가 제2 전극(4) 상의 저융점 금속(5b)에 한쪽만 지지된 상태가 되기 때문에, 도전체(6)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 기울어져 버려 회전 이동을 적절히 행할 수 없는 것이 상정된다. 이 때문에, 지지 부재(7)는, 도전체(6)의 수평 상태를 유지함으로써, 회전 이동을 적절히 행할 수 있도록 서포트하는 것이 가능하다.
[변형예 13]
다음에, 제3 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 13에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 13에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 25에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 도전체(6)의 이동을 안내하는 가이드부(10)를 구비하고 있다. 또한, 도 25는, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에 고정된 부재이며, 도전체(6)가 소정의 방향으로 회전 이동하도록 이동 방향을 따른 가이드 기능을 가지고 있다. 가이드 부재(10)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로부터 제2 전극(4)측으로 연장되는 대향한 원호형의 2개의 부재에 의해 구성되어 있으며, 양전극 간을 쇼트시키지 않도록, 수지 재료 등의 절연체를 이용하는 것이 바람직하다.
가이드 부재(10)는, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 가이드 부재(10)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제2 전극(4)측으로 회전 이동하는 범위를 측면에서 이동 방향을 규제하는 가이드 레일이 되는 위치에 설치되어 있다. 즉, 가이드 부재(10)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치로부터, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 회전 이동할 때까지 측면에서 접촉하여, 도전체(6)를 회전 동작으로부터 일탈시키지 않는다.
이 때문에, 가이드 부재(10)는, 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 회전 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 14]
다음에, 제3 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 14에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 14에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 26에 나타내는 바와 같이, 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서, 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11), 저융점 금속(5), 도전체(6) 등을 보호하는 커버 부재(8)를 구비하고 있다. 또한, 도 26은, 도 20에 있어서의 C-C＇선에 상당하는 단면도이다.
커버 부재(8)는, 커버 부재(8)는, 도전체(6)의 회전 가동 에리어를 규제하는 이동 규제부(8a)가 설치되어 있어, 도전체(6)가 소정의 회전 방향 이외로 이동하지 않도록 스토퍼 기능을 가지고 있다. 이 커버 부재(8)는, 예를 들면, 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 가지는 부재를 이용하여 형성할 수 있다.
커버 부재(8)는, 이동 규제부(8a)가 절연 기판(2)의 표면(2a) 상에서 도전체(6)와 동일 높이까지 연장되어 있으며, 이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 초기 위치로부터 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측에 소정의 클리어런스를 유지하는 위치에 설치되어 있다. 즉, 이동 규제부(8a)와 도전체(6)는 도전체(6)의 초기 위치에서는 접촉하지 않지만, 저융점 금속(5)이 용융된 상태로 도전체(6)가 충격 등에 의해 회전축이 중심부 O로부터 어긋나 버린 경우에 이동 규제부(8a)와 도전체(6)가 접촉하여, 도전체(6)의 회전 방향을 중심부 O를 회전축으로 하도록 강제한다. 즉, 이동 규제부(8a)는, 도전체(6)의 회전 동작을 하는 가이드 부재라고도 할 수 있다.
이동 규제부(8a)가 도전체(6)의 이동을 규제한 상태여도, 저융점 금속(5b)측의 도전체(6)의 접속 면적이 크면, 결국은 저융점 금속(5b)의 장력에 의해 도전체(6)가 제2 전극(4)측으로 끌어들여져, 도전체(6)가 제2 전극(4) 상에 올라가도록 회전 이동한다.
이 때문에, 이동 규제부(8a)는, 도전체(6)의 회전 방향으로의 이동 이외를 규제함으로써, 도전체(6)가 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측으로 이동해 버리는 것을 방지함과 함께, 제2 전극(4) 상에 올라가도록 확실히 회전 이동시킬 수 있게 된다.
[변형예 15]
다음에, 제3 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 15에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 15에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 27에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)의 형상을 2개의 오목부(6e, 6f)를 가지는 형상으로 하여 구성하고 있다. 또한, 도 27은, 도전체(6)를 투시하여 퓨즈 소자(1)의 상방으로부터 본 평면도이며, 도전체(6)를 파선으로 나타내고 있다.
도전체(6)는, 상술한 다른 예에 있어서 대략 Z자 형상으로 하고 있었지만, 제1 전극(3)측의 중심부 O로부터 가장 먼 쪽의 구석과, 제3 전극(4)측을 중심부 O로부터 가장 먼 쪽의 구석에, 2개의 절결을 형성한 오목부(6e, 6f)로 한 형상의 구조를 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 면적이 절결 분만큼 작아지고, 상대적으로 제2 전극(4)측의 면적이 커진다. 이 때문에, 도전체(6)와 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 저융점 금속(5)에 의한 접속 면적은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 합계보다 제2 전극(4)측이 커져, 용융된 저융점 금속(5b)에 의한 인장력이 커진다.
이 때문에, 퓨즈 소자(1)는, 오목부(6e, 6f)를 가지는 도전체(6)를 제2 전극(4)측으로 확실히 회전 이동시킬 수 있게 된다.
변형예 15는, 변형예 10과 비교해 도전체(6)를 작게 하기 위해, 통전에 기여하지 않는 부분을 잘라낸 형상이라고도 할 수 있다. 도전체(6)의 소형화에 의해, 도전체(6)를 이동시키기 쉬워진다.
[변형예 16]
다음에, 제3 실시의 형태에 있어서의 다른 예로서 변형예 16에 대해서 설명한다. 상술에서 설명한 퓨즈 소자(1)와 동등한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하며, 특별히 차이에 대해서 설명을 행한다.
변형예 16에 관련된 퓨즈 소자(1)는, 도 28에 나타내는 바와 같이, 변형예 15와 비교해 도전체(6)의 형상을 2개의 오목부(6e, 6f)를 원호형의 절결 형상으로 하여 구성하고 있다. 또한, 도 28은, 도전체(6) 만을 설명하는 도이지만, 다른 부위에 대해서는 변형예 15와 동일하다.
도전체(6)는, 상술한 다른 예에 있어서 대략 Z자 형상으로 하고 있었지만, 제1 전극(3)측의 중심부 O로부터 가장 먼 쪽의 구석과, 제3 전극(4)측을 중심부 O로부터 가장 먼 쪽의 구석에, 각각 원호형으로 절결을 형성한 오목부(6e, 6f)로 한 형상의 구조를 가지고 있다. 즉 도전체(6)는, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 면적이 절결 분만큼 작아지고, 상대적으로 제2 전극(4)측의 면적이 커진다. 이 때문에, 도전체(6)와 제1 전극(3), 제2 전극(4), 제3 전극(11)과 저융점 금속(5)에 의한 접속 면적은, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11)측의 합계보다 제2 전극(4)측이 커져, 용융된 저융점 금속(5b)에 의한 인장력이 커진다.
또, 도전체(6)는, 오목부(6e, 6f)를 원호형으로 절결한 형상으로 했기 때문에 모퉁이가 없고, 회전 이동을 할 때에 걸리는 부분이 없어 매끄러운 회전이 가능해진다.
또, 도전체(6)는, 오목부(6e, 6f)에 상당하는 부분을 절연 기판(2)의 표면(2a)로부터 멀어지도록 휘어올라 있는 휨부(6g, 6h)로 한 구조를 가지고 있다. 즉, 도전체(6)는, 회전 방향의 단면이 휘어올라 있기 때문에, 제2 전극(4)에 올라앉을 때에 부드러운 동작이 가능하고, 제2 전극(4)의 단부에 걸려 회전 이동이 완료되지 않는 것을 방지할 수 있다.
이 때문에, 퓨즈 소자(1)는, 오목부(6e, 6f) 및 휨부(6g, 6h)를 가지는 도전체(6)를 제2 전극(4) 상에 올라가도록 확실히 회전 이동시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 제3 실시의 형태에 있어서의 각 변형예는, 임의의 조합으로 이용할 수 있으며, 상승적인 효과를 얻을 수 있기 때문에, 적당히 조합하여 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 즉, 각 변형예를 모두 적용함으로써, 저융점 금속(5)이 용융되었을 때에 확실히 도전체(6)를 회전 이동시켜, 제1 전극(3) 및 제3 전극(11) 간의 전기적 접속을 확실히 절단할 수 있다고 할 수 있다.
또한, 제3 실시의 형태에 있어서, 예를 들면 도 28에 나타내는 바와 같이, 도전체(6)를 지지하는 지지축 S를 구비하도록 해도 되고, 중심부 O가 어긋나지 않도록, 도전체(6)를 축지지하도록 함으로써, 가이드부 등을 설치할 필요 없이, 간이한 구조로 도전체(6)의 회전 이동을 서포트할 수 있다. 지지축 S는, 제2 전극(4)으로부터 돌출하도록 해도 되고, 커버 부재(8)를 이용하는 경우에는, 커버 부재(8)로부터 돌출하도록 해도 된다. 또한, 지지축 S를 받기 위해 도전체(6)에 함몰 혹은 관통 구멍을 설치하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 제1 실시의 형태 내지 제3 실시의 형태에서는, 도전체(6)를 Cu 등의 금속판을 예로서 설명했지만, 저융점 금속과 고융점 금속의 적층형의 퓨즈 엘리먼트를 이용해도 되는 것은 말할 필요도 없다.
또, 본 발명을 적용한 퓨즈 소자에서는, 히터의 내장 유무를 묻지 않지만, 저융점 금속(5)을 용융시키기 위한 열원은 적당히 필요로 하는 것은 말할 필요도 없이, 외부에 히터를 설치하거나, 도전체(6)의 자기 발열을 이용하는 방법이어도 되는 것은 말할 필요도 없다.
1: 퓨즈 소자 2: 절연 기판
2a: 표면 2b: 이면
3: 제1 전극 4: 제2 전극
5: 저융점 금속 5a: 제1 전극 상의 저융점 금속
5b: 제2 전극 상의 저융점 금속 5c: 제3 전극 상의 저융점 금속
6: 도전체 6a, 6b: 볼록부
6c, 6d: 돌출부 6e, 6f: 오목부
6g, 6h: 휨부 7: 지지 부재
8: 커버 부재 8a: 이동 규제부
9: 이동 규제 부재 10: 가이드 부재
11: 제3 전극 12: 히터

Claims (11)

  1. 절연 기판과,
    상기 절연 기판 상에 배치된 복수의 전극과,
    상기 복수의 전극에 각각 저융점 금속을 통하여 접속되며, 상기 저융점 금속보다 융점이 높은 도전체를 구비하고,
    상기 도전체는, 상기 저융점 금속이 용융됨으로써, 용융된 상기 저융점 금속의 표면 장력에 의해 상기 복수의 전극 중 적어도 하나로부터 이격할 때까지 이동하여 어느 하나의 전극 간의 통전 경로를 차단하는, 퓨즈 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전극은, 제1 전극 및 제2 전극으로 이루어지며,
    상기 도전체는, 상기 제2 전극의 상기 저융점 금속에 의한 접속 면적이, 상기 제1 전극의 상기 저융점 금속에 의한 접속 면적보다 큰, 퓨즈 소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 전극은, 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극으로 이루어지며,
    상기 도전체는, 상기 제2 전극의 상기 저융점 금속에 의한 접속 면적이, 상기 제1 전극의 상기 저융점 금속에 의한 접속 면적 및 상기 제3 전극의 상기 저융점 금속에 의한 접속 면적의 합계보다 큰, 퓨즈 소자.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저융점 금속이 용융되었을 때에, 상기 도전체의 이동 방향을 규제하는 규제 부재를 더 구비하는, 퓨즈 소자.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저융점 금속이 용융되었을 때에, 상기 도전체의 이동 방향을 안내하는 가이드 부재를 더 구비하는, 퓨즈 소자.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    히터를 더 구비하며,
    상기 히터는, 통전에 의한 발열로 상기 저융점 금속을 용융시키는, 퓨즈 소자.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전체는, 상기 저융점 금속이 용융되었을 때에 이동하는 측의 단부가, 상기 절연 기판으로부터 멀어지는 방향으로 휘어올라 있는, 퓨즈 소자.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 도전체는, 상기 저융점 금속이 용융되었을 때에 회전 이동하고, 회전 중심 위치를 중심으로 하여 점대칭의 형상으로 되어 있는, 퓨즈 소자.
  9. 청구항 3 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 도전체는, 상기 저융점 금속이 용융되었을 때에 회전 이동하고, 회전 중심에 무게중심이 있는, 퓨즈 소자.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전체는 Cu 또는 Cu합금으로 이루어지는, 퓨즈 소자.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저융점 금속은 솔더페이스트인, 퓨즈 소자.
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