KR20240031083A - Fuse alloy and protective device - Google Patents

Fuse alloy and protective device Download PDF

Info

Publication number
KR20240031083A
KR20240031083A KR1020230111888A KR20230111888A KR20240031083A KR 20240031083 A KR20240031083 A KR 20240031083A KR 1020230111888 A KR1020230111888 A KR 1020230111888A KR 20230111888 A KR20230111888 A KR 20230111888A KR 20240031083 A KR20240031083 A KR 20240031083A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
fuse element
mass
fuse
current
Prior art date
Application number
KR1020230111888A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
마사유키 마츠모토
신타로 나카지마
슈이치 호리
Original Assignee
쇼트 니혼 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쇼트 니혼 가부시키가이샤 filed Critical 쇼트 니혼 가부시키가이샤
Publication of KR20240031083A publication Critical patent/KR20240031083A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/06—Fusible members characterised by the fusible material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021—Composite material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/74—Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H2037/768—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material characterised by the composition of the fusible material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/041—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges characterised by the type
    • H01H85/0411—Miniature fuses
    • H01H2085/0414—Surface mounted fuses

Abstract

내리플로우성을 가지고 또한 리플로우 후에도 낮은 전기 저항을 유지할 수 있고, 단일 합금으로 이루어지는 납프리·퓨즈 엘리먼트를 구비한 보호 소자를 제공한다. 절연 기판과, 상기 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 보호 소자.It provides a protection element that has reflow properties, can maintain low electrical resistance even after reflow, and has a lead-free fuse element made of a single alloy. An insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a fuse element electrically connected between at least the first electrode and the second electrode, and a flux that assists the blowing operation of the fuse element. The fuse element is a protection element made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, with a silver content of 20 to 30% by mass, a copper content of 2 to 10% by mass, and the balance consisting of Sn.

Description

퓨즈 합금 및 보호 소자{FUSE ALLOY AND PROTECTIVE DEVICE}FUSE ALLOY AND PROTECTIVE DEVICE}

본 발명은 퓨즈 합금 및 전기·전자 기기의 보호 소자에 관한 것이다. The present invention relates to fuse alloys and protection elements for electrical and electronic devices.

근래, 모바일 기기 등 소형 전자 기기의 급속한 보급에 따라서, 탑재하는 전원의 보호 회로에 실장되는 보호 소자도 소형 박형의 것이 사용되고 있다. 이차 전지 팩의 보호 회로에는, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되는 것 같은 표면 실장 부품(SMD)의 보호 소자가 적합하게 이용된다. 이들 보호 소자에는, 피보호 기기의 과전류에 의해 발생하는 과대 발열이나 과전압 등의 이상 상태를 검지하거나, 또는 주위 온도의 이상 과열에 감응하여, 소정 조건으로 퓨즈를 작동시켜 전기 회로를 차단하는 비복귀형 보호 소자가 있다. 그 보호 소자는, 기기의 안전을 도모하기 위해서, 보호 회로가 기기에 발생하는 이상을 검지하면 신호 전류에 의해 저항 소자를 발열시켜, 그 발열로 가융성의 합금재로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트를 용단(溶斷)시켜 회로를 차단하거나, 혹은 과전류에 의해서 퓨즈 엘리먼트를 용단시켜 회로를 차단한다. In recent years, with the rapid spread of small electronic devices such as mobile devices, small and thin protection elements mounted in the protection circuit of the mounted power supply are also being used. For the protection circuit of the secondary battery pack, for example, a surface-mounted component (SMD) protection element such as that described in Patent Document 1 is suitably used. These protection elements include non-return devices that detect abnormal conditions such as excessive heat or overvoltage caused by overcurrent in the protected device, or respond to abnormal overheating of the surrounding temperature and operate the fuse under predetermined conditions to cut off the electric circuit. There is a type protection element. In order to ensure the safety of the device, the protection element generates heat in the resistance element using a signal current when the protection circuit detects an abnormality occurring in the device, and the heat generation blows out the fuse element made of a fusible alloy material. ) to break the circuit, or by blowing the fuse element due to overcurrent.

예를 들면, 특허 문헌 1 등에 기재되는 것처럼, 납땜 온도로 용융(溶融)하는 저융점 금속재와, 저융점 금속재에 용해성의 금속 구조재를 적층해서 이루어지는 퓨즈 엘리먼트를 이용한 보호 소자가 있다. 이 보호 소자의 퓨즈 엘리먼트는, 납땜 작업에서 액상(液相)화된 저융점 금속재를, 그 온도에서 고상(固相)의 금속 구조재에 계면 장력으로 부착시켜 일정 시간 용단되지 않도록 지지하여 유지함으로써, 적어도 납땜 작업 동안, 퓨즈 엘리먼트의 형상을 유지하여 퓨즈 엘리먼트가 리플로우 납땜으로 오동작하는 것을 방지한다. 납땜이 완료되어 회로 보호 소자가 피보호 회로에 실장되면, 퓨즈 엘리먼트의 금속 구조재는, 납땜의 열로 매질인 저융점 금속재 중에 확산 또는 용해되어 박층화하고 있으므로, 설치 환경의 이상 과열이나 내장하는 저항 발열 소자의 히터 가열에 의해 용이하게 소실되어, 이후 용단을 방해하는 일 없이 동작하게 된다. For example, as described in Patent Document 1, etc., there is a protection element using a fuse element formed by laminating a low-melting point metal material that melts at a soldering temperature and a soluble metal structural material on the low-melting point metal material. The fuse element of this protection element attaches the low melting point metal material that has become liquid during the soldering operation to the solid metal structural material at that temperature by interfacial tension, and supports and maintains it so that it does not melt for a certain period of time, at least. During the soldering operation, the shape of the fuse element is maintained to prevent the fuse element from malfunctioning due to reflow soldering. When soldering is completed and the circuit protection element is mounted on the protected circuit, the metal structural material of the fuse element diffuses or dissolves in the low melting point metal material as a medium due to the heat of soldering and becomes thinner, which may cause abnormal overheating in the installation environment or heat generation in the built-in resistance. It is easily dissipated by heating the element with a heater, allowing it to operate without interfering with subsequent melting.

특허 문헌 1: 일본 특개 2015－079608호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2015-079608

이차 전지에 사용되는 보호 소자는 표면 실장 부품으로 되어 있다. 이 때문에, 상기 보호 소자에 이용되는 퓨즈 엘리먼트는, 리플로우 납땜으로 용단되지 않게 할 필요가 있고, 특히 양면 실장을 위해 2회의 고온 리플로우 납땜도 견딜 필요가 있다. 종래의 납프리 땜납 합금을 이용한 내(耐)리플로우성의 퓨즈 엘리먼트는, 퓨즈 엘리먼트가 완전하게 액상이 되는 온도에 이르기 전에, 고상과 액상이 공존하는 고액(固液) 공존 온도대를 거쳐 용단하지만, 보호 소자를 회로 기판에 리플로우 납땜에 의해서 표면 실장할 때, 고액 공존 온도대에서 퓨즈 엘리먼트가 변형해 버리는 결함이 있었다. 퓨즈 엘리먼트에는 용단 동작을 보증하는 플럭스가 도포되어 있다. 통상, 동작 온도 부근에서는 플럭스는 액상화되어 유동하기 쉬워지지만, 퓨즈 동작이 완료될 때까지 퓨즈 엘리먼트 상에 필요량의 플럭스를 유지하는 것이 중요해진다. 그렇지만, 변형된 퓨즈 엘리먼트는 퓨즈가 동작하기 전에 퓨즈 엘리먼트의 변형 지점을 기점으로 플럭스가 유실되어 버리는 경우가 있어, 안정된 동작을 방해하는 경우가 있었다. The protection elements used in secondary batteries are surface-mounted components. For this reason, the fuse element used in the protection element needs to be prevented from blowing by reflow soldering, and in particular, it needs to withstand two high-temperature reflow soldering for double-sided mounting. The reflow-resistant fuse element using a conventional lead-free solder alloy passes through a solid-liquid coexistence temperature range where the solid and liquid phases coexist before fusing before reaching the temperature at which the fuse element completely becomes liquid. However, when the protection element was surface mounted on a circuit board by reflow soldering, there was a defect in that the fuse element was deformed in the solid-liquid coexistence temperature range. The fuse element is coated with flux that ensures fusing operation. Normally, near the operating temperature, the flux liquefies and becomes easy to flow, but it becomes important to maintain the required amount of flux on the fuse element until the fuse operation is completed. However, in a deformed fuse element, flux may be lost starting from the deformation point of the fuse element before the fuse operates, which may prevent stable operation.

또, 일반적으로 보호 소자에 이용되는 퓨즈 엘리먼트는, 고전류화로의 대응이나 충전지의 대기 에너지 로스 등의 관점으로부터, 가능한 한 전기 저항값이 낮은 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 납프리 조성의 퓨즈 엘리먼트에 이용할 수 있는 땜납 합금이나 금속 원소는 한정되어 있고, 종래, 단일 조성의 역융합금이나 금속재로 내리플로우성을 가지고 또한 소망하는 저전기 저항값을 동시에 만족하여, 환경이나 인체로의 경미한 적은 것은 매우 적고, 실용을 만족하는 것이 없었다. Additionally, it is generally desirable for fuse elements used in protection elements to be made of materials with as low an electrical resistance value as possible from the viewpoints of response to higher currents and standby energy loss from rechargeable batteries. However, the solder alloys and metal elements that can be used in fuse elements of lead-free composition are limited, and conventionally, reverse fusion alloys or metal materials of a single composition have reflow properties and simultaneously satisfy the desired low electric resistance value. There was very little damage to the environment or the human body, and none was satisfactory for practical use.

납프리 조성의 땜납 합금으로서는 Sn기 합금, 특히 Sn－Ag－Cu계의 3원 합금이 대표적이지만, 이 Sn－Ag－Cu계의 3원 합금에 있어서 고온 리플로우의 납땜에도 견딜 수 있는 내리플로우성을 발휘시키는 것은, NEDO 등의 납프리 산학관 공동 프로젝트 등에 있어서도 실현되지 않았고, 국내 외의 땜납 메이커의 노력에도 불구하고, 그 실현이 매우 어려웠다. Lead-free solder alloys are representative of Sn-based alloys, especially Sn-Ag-Cu ternary alloys. However, this Sn-Ag-Cu ternary alloy has a reflow resistance that can withstand high-temperature reflow soldering. Demonstrating its effectiveness has not been realized even in lead-free industry-academia-government joint projects such as NEDO, and despite the efforts of domestic and foreign solder manufacturers, its realization has been very difficult.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로, 회로 보호 소자에 있어서, 내리플로우성을 가지고 또한 리플로우 후에도 낮은 전기 저항을 유지할 수 있고, 동시에 환경이나 인체로의 영향이 매우 적은 단일 합금으로 이루어지는 신규 퓨즈 엘리먼트 및 그 퓨즈 엘리먼트를 구비한 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was proposed to solve the above-mentioned problems, and in the circuit protection element, it is made of a single alloy that has reflow properties and can maintain low electrical resistance even after reflow, and at the same time has very little impact on the environment or human body. The purpose is to provide a new fuse element and a protection element equipped with the fuse element.

본 발명에 의하면, 절연 기판과, 이 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자가 제공된다. 상기 퓨즈 엘리먼트는 야금(冶金)상 불가피한 미량 원소(불가피 불순물)를 함유해도 된다. 한편으로 퓨즈 엘리먼트는, 예를 들면 인, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 인듐, 갈륨, 게르마늄, 코발트 등의 환원성 원소를 미량 포함하고 있어도 되고, 예를 들면 0.001질량% 미만(0질량%를 포함함) 포함하고 있어도 된다. 퓨즈 엘리먼트는 환원성 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또 퓨즈 엘리먼트는 환원성 원소 이외의 원소를 미량 포함하고 있어도 되고, 예를 들면, 1질량% 미만으로 포함하고 있어도 된다.According to the present invention, an insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a fuse element electrically connected between at least the first electrode and the second electrode, and a blowing operation of the fuse element. Equipped with an auxiliary flux, the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, and has a silver content of 20 to 30% by mass, a copper content of 2 to 10% by mass, and the balance is composed of Sn. A protection element is provided. The fuse element may contain trace elements (inevitable impurities) that are unavoidable in terms of metallurgy. On the other hand, the fuse element may contain trace amounts of reducing elements such as phosphorus, zinc, aluminum, magnesium, nickel, indium, gallium, germanium, and cobalt, for example, less than 0.001% by mass (including 0% by mass). ) may be included. It is preferred that the fuse element does not contain reducing elements. Additionally, the fuse element may contain trace amounts of elements other than reducible elements, for example, less than 1% by mass.

본 발명의 보호 소자는, 필요에 따라서 상기 절연 기판에 발열 소자를 더 마련하고, 이 발열 소자에 통전할 수 있도록 하여, 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하여 필요한 때에 용단 동작할 수 있도록 해도 된다. 즉, 절연 기판과, 이 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 통전에 의해 발열하는 발열 소자와, 이 발열 소자에 통전하기 위해서 마련한 통전 전극과, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 통전 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자가 제공된다. 동일 보호 소자는, 필요에 따라서 절연 기판의 발열 소자에 통전할 수 있어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하여 필요한 때에 용단 동작할 수 있도록 구성되어 있다. In the protection element of the present invention, if necessary, a heating element may be further provided on the insulating substrate, and electricity may be supplied to this heating element to heat the fuse element and perform a blowing operation when necessary. That is, an insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a heat-generating element that generates heat by applying electricity, a current-carrying electrode provided to supply electricity to the heat-generating element, the first electrode, and the second electrode. , a fuse element electrically connected between the current-carrying electrodes, and a flux that assists a blowing operation of the fuse element, wherein the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu and has a silver content of 20. A protection element is provided, wherein the copper content is 30% by mass, the copper content is 2 to 10% by mass, and the remainder is Sn. The same protection element is configured to be able to energize the heating element of the insulating substrate as needed, heat the fuse element, and perform a fusing operation when necessary.

본 발명의 퓨즈 엘리먼트는, 상술한 합금 조성 범위의 것을 사용함으로써, 고액 공존 온도대를 가지는 합금인 것에도 불구하고 단일 합금재로 내리플로우성의 퓨즈 엘리먼트로서 이용할 수 있어, 리플로우 후에도 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제함으로써, 저전기 저항을 유지하고 또한 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스의 유실을 방지하여 플럭스를 유지할 수 있다. Sn－Ag－Cu 3원계 합금 자체는 주지의 합금계이지만, 상기 퓨즈 엘리먼트로서 특정 조성의 Sn－Ag－Cu 3원합금을 적용했을 때에 현저한 효과가 있다. 상기 퓨즈 엘리먼트는 고상선 온도가 217℃로, 일반적인 리플로우 온도보다 낮지만, 액상선 온도가 380℃ 부근으로 리플로우 내성을 만족할 수 있다. 은함유량을 20에서 30질량%로 하고, 동을 6±4질량% 첨가하고 잔부를 주석으로 함으로써, 리플로우시의 고상 잔존율이 상승함으로써, 종래보다도 리플로우 내성이 향상된다. 또 상기 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금은, 은함유량이 22질량% 이상, 25질량% 이하인 것이 바람직하고, 또 동함유량이 4질량% 이상, 8질량% 이하인 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 구성이면, 리플로우시의 고상 잔존율을 보다 향상시켜 내리플로우성을 보다 향상시키고, 그 한편으로 액상선이 너무 올라가지 않기 때문에 보다 우수한 용단 특성을 발휘할 수 있게 된다. 여기서 고상 잔존율이란, 해당 온도에 있어서의 액상에 대한 고상의 비율을 말한다. 상기 퓨즈 엘리먼트의 경우, 고상 잔존율은 상승하지만, 액상선은 상승하지 않기 때문에 내변형성과 용단성이 매우 양호해진다. 그 이유에 대해서는 충분히 해명하지 못하고 않지만, 퓨즈 엘리먼트에 조성 범위 내의 상기 합금재를 이용함으로써, 그 합금을 구성하는 금속 원소의 주석, 은, 동 중 어느 금속간 화합물 등의 석출 강화 또는 정출 강화에 의해, 내열 형상 안정성이 향상되어 있는 것이라고 추정된다. 상기 퓨즈 엘리먼트는, 필요에 따라서 상기 퓨즈 엘리먼트를 상기 절연 기판에 마련한 원하는 전극에 접합하는 목적을 위해, 접합하는 전극면과 대향하는 측의 면의 일부 또는 전부에, 접합 금속층을 마련해도 된다. 접합 금속층은, 그 용융 온도가 퓨즈 엘리먼트보다 낮은 금속이라면 어느 합금재, 땜납재, 납재 또는 금속재를 이용해도 된다. By using the fuse element of the present invention within the above-described alloy composition range, it is possible to use a single alloy material as a reflowable fuse element even though it is an alloy having a solid-liquid coexistence temperature range, thereby deforming the fuse element even after reflow. By suppressing , it is possible to maintain low electrical resistance and prevent loss of flux that assists the blowing operation of the fuse element to maintain flux. Although the Sn-Ag-Cu ternary alloy itself is a well-known alloy, there is a remarkable effect when the Sn-Ag-Cu ternary alloy of a specific composition is applied as the fuse element. The fuse element has a solidus temperature of 217°C, which is lower than the general reflow temperature, but can satisfy reflow resistance with a liquidus temperature of around 380°C. By setting the silver content to 20 to 30% by mass, adding 6 ± 4% by mass of copper, and the remainder being tin, the solid phase residual rate during reflow increases, thereby improving reflow resistance compared to before. In addition, the Sn-Ag-Cu ternary alloy constituting the fuse element preferably has a silver content of 22% by mass or more and 25% by mass or less, and also preferably has a copper content of 4% by mass or more and 8% by mass or less. . With this preferred configuration, the solid phase residual rate during reflow is further improved to further improve reflow properties, and on the other hand, since the liquidus line does not rise too much, superior melting characteristics can be exhibited. Here, the solid phase residual rate refers to the ratio of the solid phase to the liquid phase at the relevant temperature. In the case of the fuse element, the solid phase residual rate increases, but the liquidus line does not increase, so the deformation resistance and melting resistance are very good. Although the reason for this cannot be fully explained, by using the above alloy material within the composition range for a fuse element, precipitation strengthening or crystallization strengthening of any intermetallic compound among the metal elements constituting the alloy, such as tin, silver, or copper, is achieved. , it is assumed that heat resistance and shape stability are improved. If necessary, the fuse element may be provided with a bonding metal layer on part or all of a surface opposite to the electrode surface to be bonded for the purpose of bonding the fuse element to a desired electrode provided on the insulating substrate. The joining metal layer may be made of any alloy material, solder material, brazing material, or metal material as long as it is a metal whose melting temperature is lower than that of the fuse element.

본 개시의 일 실시 형태에 따른 보호 소자에 의하면, 퓨즈 엘리먼트는 환경이나 인체로의 영향이 경미한 단일 합금으로 이루어지고, 내리플로우성을 가지고, 리플로우 후에도 동일한 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제함으로써, 저전기 저항을 유지하고 또한 퓨즈 엘리먼트 상에 도포한 플럭스의 유실을 방지해 플럭스를 유지한다. According to the protection element according to an embodiment of the present disclosure, the fuse element is made of a single alloy that has little impact on the environment or the human body, has reflow properties, and suppresses deformation of the same fuse element even after reflow, thereby reducing electricity consumption. It maintains resistance and also maintains flux by preventing loss of flux applied on the fuse element.

도 1은 본 발명에 따른 보호 소자(10)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 보호 소자(20)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 보호 소자(30)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 보호 소자(40)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 보호 소자(50)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 보호 소자(60)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 보호 소자(70)로서, (a)는 (b)의 d－d선을 따라서 덮개체를 절단한 평면도를 나타내고, (b)는 (a)의 D－D선을 따라서 절단한 단면도를 나타내고, (c)는 그 하면도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 다양한 조성의 Sn－Ag－Cu계 합금의 고상 잔존율과 액상선 온도의 관계를 나타내는 그래프이다. Figure 1 is a protection element 10 according to the present invention, (a) shows a top view of the cover body cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 2 is a protection element 20 according to the present invention, where (a) shows a top view of the cover body cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 3 shows a protection element 30 according to the present invention, where (a) shows a plan view of the cover cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 4 shows a protection element 40 according to the present invention, where (a) shows a plan view of the cover cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 5 is a protection element 50 according to the present invention, where (a) shows a top view of the cover body cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 6 is a protection element 60 according to the present invention, where (a) shows a top view of the cover body cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 7 is a protection element 70 according to the present invention, where (a) shows a top view of the cover cut along the line d-d in (b), and (b) shows a plan view showing the line D-D in (a). Therefore, it shows a cut cross-sectional view, and (c) shows its bottom view.
Figure 8 is a graph showing the relationship between the solid phase residual ratio and liquidus temperature of Sn-Ag-Cu alloys of various compositions according to the present invention.

본 발명의 일 양태에 의하면, 절연 기판과, 이 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자가 제공된다. 동일 보호 소자는 표면 실장에 적용 가능한 보호 소자로서, 상기 퓨즈 엘리먼트는 상술한 합금 조성 범위의 것을 사용함으로써, 단일 합금재로 내리플로우성의 퓨즈 엘리먼트로서 이용할 수 있고, 리플로우 후에도 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제함으로써, 저전기 저항을 유지하고 또한 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스의 유실을 방지하여 플럭스를 유지할 수 있다. 상기 퓨즈 엘리먼트는, 필요에 따라서 상기 퓨즈 엘리먼트를 상기 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극에 접합하는 목적을 위해, 상기 퓨즈 엘리먼트를 접합하는 전극면과 대향하는 측의 퓨즈 엘리먼트 평면의 일부 또는 전부에, 접합 금속층을 마련해도 된다. 이 접합 금속층은, 그 용융 온도가 퓨즈 엘리먼트보다 낮은 금속이라면 어느 합금재, 땜납재, 납재 또는 금속재를 이용해도 된다. 예를 들면, 땜납 합금으로서 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 땜납 합금, Bal.Sn－0.75Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 땜납 합금 등이 있다. 이들 접합 합금층은, 야금상 불가피한 미량 원소(불가피 불순물)를 함유해도 된다. 또 접합 합금층은, 예를 들면 인, 아연, 알루미늄, 마그네슘, 니켈, 인듐, 갈륨, 게르마늄, 코발트 등의 환원성 원소를 미량 포함하고 있어도 되고, 예를 들면 0.001질량% 미만(0질량%를 포함함) 포함하고 있어도 된다. 접합 합금층은 환원성 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또 접합 합금층은 환원성 원소 이외의 원소를 미량 포함하고 있어도 되고, 예를 들면, 1질량% 미만으로 포함하고 있어도 된다.According to one aspect of the present invention, an insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a fuse element electrically connected between at least the first electrode and the second electrode, and the fuse element Equipped with a flux that assists the melting operation, the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, the silver content is 20 to 30 mass%, the copper content is 2 to 10 mass%, and the balance is Sn. A protection element characterized in that it is provided is provided. The same protection element is a protection element applicable to surface mounting. By using the fuse element in the above-described alloy composition range, a single alloy material can be used as a reflowable fuse element, and deformation of the fuse element is suppressed even after reflow. By doing so, it is possible to maintain low electrical resistance and prevent loss of flux, which assists the blowing operation of the fuse element, thereby maintaining flux. For the purpose of joining the fuse element to the first electrode and the second electrode provided on the insulating substrate, if necessary, the fuse element is a part of the fuse element plane on the side opposite to the electrode surface to which the fuse element is bonded. A bonding metal layer may be provided on the front. This joining metal layer may be made of any alloy material, solder material, brazing material, or metal material as long as it is a metal whose melting temperature is lower than that of the fuse element. For example, the solder alloy is a solder alloy of Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance), and solder of Bal.Sn-0.75Cu (values are mass%, Bal. is the balance). alloys, etc. These bonding alloy layers may contain trace elements (inevitable impurities) that are unavoidable in terms of metallurgy. Additionally, the bonding alloy layer may contain trace amounts of reducing elements such as phosphorus, zinc, aluminum, magnesium, nickel, indium, gallium, germanium, and cobalt, for example, less than 0.001% by mass (including 0% by mass). ) may be included. It is preferable that the bonding alloy layer does not contain a reducing element. Additionally, the bonding alloy layer may contain a trace amount of elements other than the reducing element, for example, less than 1% by mass.

본 발명의 다른 한 형태에 의하면, 절연 기판과, 이 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 통전에 의해 발열하는 발열 소자와, 이 발열 소자에 통전하기 위해서 마련한 통전 전극과, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 통전 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자가 제공된다. 동일 보호 소자는, 필요에 따라서 절연 기판의 발열 소자에 통전할 수 있어, 상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하여 필요한 때에 용단 동작할 수 있도록 구성되어 있다. 본 발명의 퓨즈 엘리먼트는, 상술한 합금 조성 범위의 것을 사용함으로써, 단일 합금재로 내리플로우성의 퓨즈 엘리먼트로서 이용할 수 있고, 리플로우 후에도 퓨즈 엘리먼트의 변형을 억제함으로써, 저전기 저항을 유지하고 또한 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스의 유실을 방지하여 플럭스를 유지할 수 있다. 상기 퓨즈 엘리먼트는, 필요에 따라서 상기 퓨즈 엘리먼트를 상기 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과 통전 전극에 접합하는 목적을 위해, 상기 퓨즈 엘리먼트를 접합하는 전극면과 대향하는 측의 퓨즈 엘리먼트 평면의 일부 또는 전부에, 접합 금속층을 마련해도 된다. 상기 접합 금속층은, 그 용융 온도가 퓨즈 엘리먼트보다 낮은 금속이라면 어느 합금재, 땜납재, 납재 또는 금속재를 이용해도 된다. 예를 들면, 땜납 합금으로서, Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 땜납 합금이 있다. According to another form of the present invention, an insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a heat-generating element that generates heat by applying electricity, a current-carrying electrode provided to apply electricity to the heat-generating element, and the It is provided with a fuse element electrically connected between the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode, and a flux that assists the blowing operation of the fuse element, and the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu. A protection element is provided, wherein the silver content is 20 to 30% by mass, the copper content is 2 to 10% by mass, and the balance is Sn. The same protection element is configured to be able to energize the heating element of the insulating substrate as needed, heat the fuse element, and perform a fusing operation when necessary. The fuse element of the present invention can be used as a reflowable fuse element using a single alloy material by using a fuse element within the above-described alloy composition range, and by suppressing deformation of the fuse element even after reflow, low electrical resistance is maintained and the fuse is Flux can be maintained by preventing loss of flux that assists the melting operation of the element. The fuse element has a fuse element plane on the side opposite to the electrode surface to which the fuse element is bonded, for the purpose of bonding the fuse element to the first electrode and the second electrode provided on the insulating substrate and the current-carrying electrode, if necessary. A bonding metal layer may be provided on part or all of . The joint metal layer may be made of any alloy material, solder material, brazing material, or metal material as long as it is a metal whose melting temperature is lower than that of the fuse element. For example, as a solder alloy, there is a solder alloy of Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance).

본 발명의 일 실시 형태에 따른 보호 소자는, 퓨즈 엘리먼트와 플럭스를 덮어 절연 기판에 고착한 캡모양 덮개체를 장착해도 된다. 제1 전극 및 제2 전극 또는 통전 전극은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판을 사이에 두고 동일 기판의 반대측에 마련한 패드 전극과 전기 접속해도 된다. 상기 전기 접속의 수단은 전기적으로 접속할 수 있으면 어느 방법을 이용해도 되고, 예를 들면 표면 배선, 스루홀(비아, 하프·스루홀을 포함함) 등을 이용해도 된다. The protection element according to one embodiment of the present invention may be equipped with a cap-shaped cover body that covers the fuse element and flux and is fixed to an insulating substrate. The first electrode and the second electrode or the current-carrying electrode may be electrically connected to a pad electrode provided on the opposite side of the same substrate with an insulating substrate in between for connection to external components. The means of electrical connection may be any method that can be electrically connected, for example, surface wiring, through holes (including vias, half and through holes), etc. may be used.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 접합 금속층은, 미리 퓨즈 엘리먼트와 클래드 등으로 일체로 붙여 마련해도 된다. 좌기(左記)의 경우는, 접합 작업에 있어서 퓨즈 엘리먼트의 접합 금속층면과 전극 표면이 대향하도록 직접 전극 상에 재치하고, 그대로 가열하여 접합 금속층을 용융시킴으로써 퓨즈 엘리먼트와 전극재를 용이하게 접합할 수 있다. 또, 접합 작업시에 퓨즈 엘리먼트의 필요 지점에는 땜납 페이스트를 도포하고, 상기 땜납 페이스트를 용융시켜 접합 금속층을 형성시킴과 동시에 퓨즈 엘리먼트와 전극재를 접합시켜도 된다. 환언하면, 본 발명의 퓨즈 엘리먼트는 외부의 전극에 접합하여 사용되지만, 상기 전극을 접합하는 측의 면에 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련해도 된다. 또는, 본 발명의 퓨즈 엘리먼트는 그 퓨즈 엘리먼트와 전극을 접합하는 접합 부분에만 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련해도 된다. 상기 접합 금속층은 상기 퓨즈 엘리먼트를 전극에 접합할 수 있으면 되고, 상기 퓨즈 엘리먼트의 두께(또는 체적 내지 단면적)에 비해, 보다 작은 막 두께(또는 체적 내지 단면적)여도 된다. 접합 금속층으로서는, 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 합금재와 구성 원소가 동일한 합금재(즉, Sn－Ag－Cu 합금)에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. The bonding metal layer according to one embodiment of the present invention may be prepared in advance by integrally attaching a fuse element and a cladding, etc. In the case of the left figure, the fuse element and the electrode material can be easily joined by placing the fuse element directly on the electrode so that the bonding metal layer surface of the fuse element and the electrode surface face each other during the bonding work, and then heating it as it is to melt the bonding metal layer. there is. Additionally, during the joining operation, solder paste may be applied to necessary points of the fuse element, and the solder paste may be melted to form a joining metal layer, thereby joining the fuse element and the electrode material. In other words, the fuse element of the present invention is used by bonding to an external electrode, but a bonding metal layer made of a metal material whose liquidus temperature is lower than that of the fuse element may be further provided on the side where the electrodes are bonded. Alternatively, the fuse element of the present invention may further provide a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than that of the fuse element only at the joint portion where the fuse element and the electrode are joined. The bonding metal layer just needs to be able to bond the fuse element to the electrode, and may have a smaller film thickness (or volume or cross-sectional area) than the thickness (or volume or cross-sectional area) of the fuse element. The bonding metal layer is preferably made of an alloy material (i.e., Sn-Ag-Cu alloy) with the same constituent elements as the alloy material constituting the fuse element.

본 발명의 일실시 형태에 따른 단일 합금재인 퓨즈 엘리먼트와, 절연 기판 상의 각 전극을 접합하는 방법의 예에 대해 설명한다. 또한 퓨즈 엘리먼트와 각 전극의 접합 방법은, 이것들로 한정되는 것은 아니다. An example of a method for joining a fuse element made of a single alloy material and each electrode on an insulating substrate according to an embodiment of the present invention will be described. Additionally, the method of joining the fuse element and each electrode is not limited to these.

예를 들면 퓨즈 엘리먼트와 각 전극은, 리플로우 로(reflow furnace)에 통과시킴으로써, 액상화된 금속층, 땜납 페이스트 또는 땜납 레벨러에 의해 서로 접합시켜도 된다. 이 경우, 리플로우 로의 피크 온도는 220℃~240℃인 것이 바람직하다. For example, the fuse element and each electrode may be joined to each other using a metal layer liquefied by passing through a reflow furnace, a solder paste, or a solder leveler. In this case, the peak temperature of the reflow furnace is preferably 220°C to 240°C.

또 퓨즈 엘리먼트와 각 전극은, 초음파 혼을 이용한 초음파 접합, 반도체 레이저, 그린 레이저, YAG 레이저 또는 UV 레이저를 이용한 레이저 접합, 저항 용접, 또는 도전성 접착제에 의해 접합되어도 된다. Additionally, the fuse element and each electrode may be joined by ultrasonic bonding using an ultrasonic horn, laser bonding using a semiconductor laser, green laser, YAG laser, or UV laser, resistance welding, or a conductive adhesive.

또 용융 상태의 퓨즈 엘리먼트를, 디스팬서를 이용하여 전극 상에 사출 또는 적하함으로써, 퓨즈 엘리먼트와 각 전극을 접합해도 된다. Additionally, the fuse element and each electrode may be bonded by injecting or dropping the fuse element in a molten state onto the electrode using a dispenser.

또, 메탈 마스크 인쇄를 이용하여, 페이스트를 전극 상에 인쇄한 후, 리플로우 로를 통과함으로써, 퓨즈 엘리먼트를 형성해도 된다. Additionally, the fuse element may be formed by printing the paste on the electrode using metal mask printing and then passing it through a reflow furnace.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 퓨즈 엘리먼트는, 환경이나 인체로의 영향이 경미한 저전기 저항의 단일 합금으로 이루어지고, 수회의 리플로우 납땜을 견디고, 리플로우 후에도 동일 퓨즈 엘리먼트의 변형을 방지할 수 있고, 따라서 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스의 유실을 방지하여 플럭스를 유지한다. The fuse element according to one embodiment of the present invention is made of a single alloy of low electric resistance that has little impact on the environment or the human body, can withstand several reflow soldering, and can prevent deformation of the same fuse element even after reflow. Therefore, the flux is maintained by preventing loss of the flux that assists the blowing operation of the fuse element.

[실시예][Example]

본 발명에 따른 실시예 1의 보호 소자(10)는, 도 1에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(11)과, 절연 기판(11)에 마련한 은합금제의 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)과, 적어도 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트(16)와, 퓨즈 엘리먼트(16)의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트(16)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－30Ag－10Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성된 것을 특징으로 한다. 상기 퓨즈 엘리먼트(16)에는, 필요에 따라서 퓨즈 엘리먼트(16)를 절연 기판(11)에 마련한 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)에 땜납 접합하는 목적을 위해, 퓨즈 엘리먼트(16)를 접합하는 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)의 전극면과 대향하는 측의 퓨즈 엘리먼트 평면의 일부 또는 전부에, 접합 금속층(도시하지 않음)을 마련해도 된다. 이 접합 금속층은, 그 용융 온도가 퓨즈 엘리먼트보다 낮은 땜납 합금의 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)로 이루어진다. 보호 소자(10)에는, 퓨즈 엘리먼트(16)와 플럭스를 덮어 절연 기판(11)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(100)가 장착되어 있다. 제1 전극(12) 및 제2 전극(13)은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(11)을 사이에 두고 반대면에 마련된 패드 전극(110)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in FIG. 1, the protection element 10 of Example 1 according to the present invention includes an insulating substrate 11 made of alumina-ceramic, a first electrode 12 made of silver alloy provided on the insulating substrate 11, and It is provided with a fuse element (16) electrically connected between the second electrode (13) and at least the first electrode (12) and the second electrode (13), and a flux that assists the blowing operation of the fuse element (16). , The fuse element 16 is characterized in that it is composed of a flat plate of a ternary alloy of Bal.Sn-30Ag-10Cu (values are mass%, Bal. is the balance) to which flux (not shown) is applied to the surface. The fuse element 16 is provided for the purpose of soldering the fuse element 16 to the first electrode 12 and the second electrode 13 provided on the insulating substrate 11 as needed. A joining metal layer (not shown) may be provided on part or all of the fuse element plane on the side opposite to the electrode surfaces of the first electrode 12 and the second electrode 13 for joining. This joint metal layer is made of Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance), a solder alloy whose melting temperature is lower than that of the fuse element. The protection element 10 is equipped with a cap-shaped cover 100 made of liquid crystal polymer that covers the fuse element 16 and flux and is fixed to the insulating substrate 11. The first electrode 12 and the second electrode 13 are connected through through holes to a pad electrode 110 provided on the opposite side with the insulating substrate 11 in between for connection to external components.

본 발명에 따른 실시예 2의 보호 소자(20)는, 도 2에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(21)과, 절연 기판(21)에 마련한 은합금제의 제1 전극(21) 및 제2 전극(23)과, 절연 기판(21)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(24)와, 발열 소자(24)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(25)과, 제1 전극(22) 및 제2 전극(23), 그리고 통전 전극(25)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(24)의 설치면과는 상이한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(26)와, 퓨즈 엘리먼트(26)의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(26)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－30Ag－10Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성된 것을 특징으로 한다. 보호 소자(20)에는, 퓨즈 엘리먼트(26)와 플럭스를 덮어 절연 기판(21)에 고착된 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(200)가 장착되어 있다. 제1 전극(22) 및 제2 전극(23) 및 통전 전극(25)는, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(21)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(210)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in FIG. 2, the protection element 20 of Example 2 according to the present invention includes an insulating substrate 21 made of alumina-ceramic, a first electrode 21 made of silver alloy provided on the insulating substrate 21, and A second electrode 23, a heating element 24 provided on the insulating substrate 21 and made of a resistor that generates heat when energized so that the fuse can be operated when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 24. electrical connection between the current-carrying electrode 25, the first electrode 22 and the second electrode 23, and the current-carrying electrode 25, and on a substrate surface different from the installation surface of the heating element 24. It is equipped with a fuse element 26 and a flux that assists the blowing operation of the fuse element 26. The fuse element 26 is made of Bal.Sn-30Ag-10Cu (numerical value) with flux (not shown) applied to the surface. is characterized in that it is composed of a flat plate of a ternary alloy of mass % and Bal. is the balance. The protection element 20 is equipped with a fuse element 26 and a cap-shaped cover 200 made of liquid crystal polymer that covers the flux and is fixed to the insulating substrate 21. The first electrode 22, the second electrode 23, and the current-carrying electrode 25 are connected through through holes to a pad electrode 210 provided on the opposite side with the insulating substrate 21 in between for connection to external components. .

본 발명에 따른 실시예 3의 보호 소자(30)는, 도 3에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(31)과, 절연 기판(31)에 마련한 은합금제의 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과, 절연 기판(31)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(34)와, 발열 소자(34)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(35)과, 제1 전극(32) 및 제2 전극(33), 그리고 통전 전극(35)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(34)의 설치면과는 상이한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(36)와, 퓨즈 엘리먼트(36)의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(36)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－20Ag－2Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성되고, 제1 전극(32) 및 제2 전극(33), 그리고 통전 전극(35)과 대향한 상기 평판의 평면에 퓨즈 엘리먼트(36)보다도 액상선 온도가 낮고, 또한 두께가 보다 얇은 땜납 합금의 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)로 이루어지는 접합 금속층(37)을 클래드로 더 마련하고, 이 접합 금속층(37)을 사이에 두고 제1 전극(32) 및 제2 전극(33), 그리고 통전 전극(35)의 사이를 전기 접속한 것을 특징으로 한다. 보호 소자(30)에는, 퓨즈 엘리먼트(36)와 플럭스를 덮어 절연 기판(31)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(300)가 장착되어 있다. 제1 전극(32) 및 제2 전극(33), 그리고 통전 전극(35)은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(31)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(310)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in FIG. 3, the protection element 30 of Example 3 according to the present invention includes an insulating substrate 31 made of alumina-ceramic, a first electrode 32 made of silver alloy provided on the insulating substrate 31, and A second electrode 33, a heating element 34 provided on the insulating substrate 31 and made of a resistor that generates heat when energized so as to operate the fuse when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 34. electrical connection between the current-carrying electrode 35, the first electrode 32 and the second electrode 33, and the current-carrying electrode 35, and on a substrate surface different from the installation surface of the heating element 34. It is equipped with a fuse element 36 and a flux that assists the blowing operation of the fuse element 36, and the fuse element 36 is made of Bal.Sn-20Ag-2Cu (numerical value) with flux (not shown) applied to the surface. is a mass % and Bal. is the balance) and is composed of a flat plate of a ternary alloy, and a fuse element ( 36), a bonding metal layer 37 made of solder alloy Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance), which has a lower liquidus temperature and a thinner thickness, is further provided as a cladding. , The first electrode 32, the second electrode 33, and the current-carrying electrode 35 are electrically connected through the bonding metal layer 37. The protection element 30 is equipped with a cap-shaped cover 300 made of liquid crystal polymer that covers the fuse element 36 and flux and is fixed to the insulating substrate 31. The first electrode 32, the second electrode 33, and the current-carrying electrode 35 are connected through through holes to the pad electrode 310 provided on the opposite side with the insulating substrate 31 in between to connect to external components. there is.

본 발명에 따른 실시예 4의 보호 소자(40)는, 도 4에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(41)과, 절연 기판(41)에 마련한 은합금제의 제1 전극(42) 및 제2 전극(43)과, 절연 기판(41)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(44)와, 발열 소자(44)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(45)과, 제1 전극(42) 및 제2 전극(43), 그리고 통전 전극(45)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(44)의 설치면과는 상이한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(46)와, 퓨즈 엘리먼트(46)의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(46)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－20Ag－10Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성되고, 제1 전극(42) 및 제2 전극(43), 그리고 통전 전극(45)의 각 접합면에 퓨즈 엘리먼트(46)보다도 액상선 온도가 낮은 땜납 합금의 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)로 이루어지는 접합용 땜납 합금(47)층을 더 마련하고, 접합 금속층(47)을 사이에 두고 제1 전극(42) 및 제2 전극(43), 그리고 통전 전극(45)의 사이를 전기 접속한 것을 특징으로 한다. 보호 소자(40)에는, 퓨즈 엘리먼트(46)와 플럭스를 덮어 절연 기판(41)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(400)가 장착되어 있다. 제1 전극(42) 및 제2 전극(43), 그리고 통전 전극(45)은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(41)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(410)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in Fig. 4, the protection element 40 of Example 4 according to the present invention includes an insulating substrate 41 made of alumina-ceramic, a first electrode 42 made of silver alloy provided on the insulating substrate 41, and A second electrode 43, a heating element 44 provided on the insulating substrate 41 and made of a resistor that generates heat when energized so as to operate the fuse when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 44. electrical connection is made between the current-carrying electrode 45, the first electrode 42 and the second electrode 43, and the current-carrying electrode 45, and is connected to a substrate surface different from the installation surface of the heating element 44. It is equipped with a fuse element 46 and a flux that assists the blowing operation of the fuse element 46, and the fuse element 46 is made of Bal.Sn-20Ag-10Cu (numerical value) with flux (not shown) applied to the surface. is composed of a flat plate of a ternary alloy (% by mass and Bal. is the balance), and is more dense than the fuse element 46 on each joint surface of the first electrode 42, the second electrode 43, and the current-carrying electrode 45. A solder alloy 47 layer for joining made of Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance), a solder alloy with a low liquidus temperature, is further provided, and the joining metal layer 47 is sandwiched between them. It is characterized by electrical connection between the first electrode 42, the second electrode 43, and the current-carrying electrode 45. The protection element 40 is equipped with a cap-shaped cover 400 made of liquid crystal polymer that covers the fuse element 46 and flux and is fixed to the insulating substrate 41. The first electrode 42, the second electrode 43, and the current-carrying electrode 45 are connected through through holes to the pad electrode 410 provided on the opposite side with the insulating substrate 41 in between to connect to external components. there is.

본 발명에 따른 실시예 5의 보호 소자(50)는, 도 5에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(51)과, 절연 기판(51)에 마련한 은합금제의 제1 전극(52) 및 제2 전극(53)과, 절연 기판(51)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(54)와, 발열 소자(54)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(55)과, 제1 전극(52) 및 제2 전극(53), 그리고 통전 전극(55)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(54)의 설치면과 동일한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(56)를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(56)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－30Ag－10Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성된 것을 특징으로 한다. 보호 소자(50)에는 퓨즈 엘리먼트(56)와 플럭스를 덮어 절연 기판(51)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(500)가 장착되어 있다. 제1 전극(52) 및 제2 전극(53), 그리고 통전 전극(55)은 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(51)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(510)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in Fig. 5, the protection element 50 of Example 5 according to the present invention includes an insulating substrate 51 made of alumina-ceramic, a first electrode 52 made of silver alloy provided on the insulating substrate 51, and A second electrode 53, a heating element 54 provided on the insulating substrate 51 and made of a resistor that generates heat when energized so that the fuse can be operated when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 54. electrically connected between the current-carrying electrode 55, the first electrode 52 and the second electrode 53, and the current-carrying electrode 55, and provided on the same substrate surface as the installation surface of the heating element 54. It is provided with a fuse element 56, and the fuse element 56 is a flat plate of ternary alloy of Bal.Sn-30Ag-10Cu (values are mass%, Bal. is the balance) with flux (not shown) applied to the surface. It is characterized by being composed of. The protection element 50 is equipped with a fuse element 56 and a cap-shaped cover 500 made of liquid crystal polymer covered with flux and fixed to the insulating substrate 51. The first electrode 52, the second electrode 53, and the current-carrying electrode 55 are connected through through holes to a pad electrode 510 provided on the opposite side with the insulating substrate 51 in between for connection to external components. .

본 발명에 따른 실시예 6의 보호 소자(60)는, 도 6에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(61)과, 절연 기판(61)에 마련한 은합금제의 제1 전극(62) 및 제2 전극(63)과, 절연 기판(61)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(64)와, 발열 소자(64)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(65)과, 제1 전극(62) 및 제2 전극(63), 그리고 통전 전극(65)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(64)의 설치면과 동일한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(66)를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(66)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－20Ag－2Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성되고, 제1 전극(62) 및 제2 전극(63), 그리고 통전 전극(65)과 대향한 상기 평판의 평면에 퓨즈 엘리먼트(66)보다도 액상선 온도가 낮고, 또한 두께가 보다 얇은 땜납 합금의 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)로 이루어지는 접합 금속층(67)을 클래드로 더 마련하고, 접합 금속층(67)을 사이에 두고 제1 전극(62) 및 제2 전극(63), 그리고 통전 전극(65)의 사이를 전기 접속한 것을 특징으로 한다. 보호 소자(60)에는, 퓨즈 엘리먼트(66)와 플럭스를 덮어 절연 기판(61)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(600)가 장착되어 있다. 제1 전극(62) 및 제2 전극(63), 그리고 통전 전극(65)은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(61)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(610)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in FIG. 6, the protection element 60 of Example 6 according to the present invention includes an insulating substrate 61 made of alumina-ceramic, a first electrode 62 made of silver alloy provided on the insulating substrate 61, and A second electrode 63, a heating element 64 provided on the insulating substrate 61 and made of a resistor that generates heat when energized so as to operate the fuse when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 64. electrically connected between the current-carrying electrode 65, the first electrode 62 and the second electrode 63, and the current-carrying electrode 65, and provided on the same substrate surface as the installation surface of the heating element 64. It is provided with a fuse element 66, and the fuse element 66 is a flat plate of ternary alloy of Bal.Sn-20Ag-2Cu (values are mass%, Bal. is the balance) with flux (not shown) applied to the surface. It is composed of a solder having a lower liquidus temperature and a thinner thickness than that of the fuse element 66 on the plane of the flat plate facing the first electrode 62, the second electrode 63, and the current-carrying electrode 65. A bonding metal layer 67 made of alloy Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance) is further provided as a clad, and the first electrode 62 is sandwiched between the bonding metal layers 67. ) and the second electrode 63, and the current-carrying electrode 65 are electrically connected. The protection element 60 is equipped with a cap-shaped cover 600 made of liquid crystal polymer that covers the fuse element 66 and flux and is fixed to the insulating substrate 61. The first electrode 62, the second electrode 63, and the conductive electrode 65 are connected through through holes to the pad electrode 610 provided on the opposite side with the insulating substrate 61 in between to connect to external components. there is.

본 발명에 따른 실시예 7의 보호 소자(70)는, 도 7에 나타내는 것처럼, 알루미나·세라믹제의 절연 기판(71)과, 절연 기판(71)에 마련한 은합금제의 제1 전극(72) 및 제2 전극(73)과, 절연 기판(71)에 마련되어 필요한 때에 퓨즈를 동작할 수 있도록 통전에 의해 발열하는 저항체로 이루어지는 발열 소자(74)와, 발열 소자(74)에 통전하기 위해서 마련한 은합금제의 통전 전극(75)과, 제1 전극(72) 및 제2 전극(73), 그리고 통전 전극(75)의 사이를 전기 접속하고, 또한 발열 소자(74)의 설치면과 동일한 기판면에 마련한 퓨즈 엘리먼트(76)를 구비하고, 퓨즈 엘리먼트(76)는 플럭스(도시하지 않음)를 표면에 도포한 Bal.Sn－20Ag－10Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)의 3원 합금의 평판으로 구성되고, 제1 전극(72) 및 제2 전극(73), 그리고 통전 전극(75)의 각 접합면에 퓨즈 엘리먼트(76)보다도 액상선 온도가 낮은 땜납 합금의 Bal.Sn－3.0Ag－0.5Cu(수치는 질량%, Bal.은 잔부)로 이루어지는 접합 금속층(77)을 더 마련하고, 접합 금속층(77)을 사이에 두고 제1 전극(72) 및 제2 전극(73), 그리고 통전 전극(75)의 사이를 전기 접속한 것을 특징으로 한다. 보호 소자(70)에는, 퓨즈 엘리먼트(76)와 플럭스를 덮어 절연 기판(71)에 고착한 액정 폴리머제의 캡모양 덮개체(700)가 장착되어 있다. 제1 전극(72) 및 제2 전극(73), 그리고 통전 전극(75)은, 외부 부품과 접속하기 위해서 절연 기판(71)을 사이에 두고 반대측에 마련된 패드 전극(710)에 스루홀로 접속되어 있다. As shown in FIG. 7, the protection element 70 of Example 7 according to the present invention includes an insulating substrate 71 made of alumina-ceramic, a first electrode 72 made of silver alloy provided on the insulating substrate 71, and A second electrode 73, a heating element 74 provided on the insulating substrate 71 and made of a resistor that generates heat when energized so that the fuse can be operated when necessary, and a silver alloy provided to energize the heating element 74. electrically connected between the current-carrying electrode 75, the first electrode 72 and the second electrode 73, and the current-carrying electrode 75, and provided on the same substrate surface as the installation surface of the heating element 74. It is provided with a fuse element 76, and the fuse element 76 is a flat plate of ternary alloy of Bal.Sn-20Ag-10Cu (values are mass%, Bal. is the balance) with flux (not shown) applied to the surface. It is composed of Bal.Sn-3.0Ag- of solder alloy with a lower liquidus temperature than that of the fuse element 76 on each joint surface of the first electrode 72, the second electrode 73, and the current-carrying electrode 75. A bonding metal layer 77 made of 0.5Cu (values are mass%, Bal. is the balance) is further provided, and the first electrode 72 and the second electrode 73 are connected with the bonding metal layer 77 interposed therebetween, and then electrically connected. It is characterized by electrical connection between electrodes 75. The protection element 70 is equipped with a cap-shaped cover 700 made of liquid crystal polymer that covers the fuse element 76 and flux and is fixed to the insulating substrate 71. The first electrode 72, the second electrode 73, and the current-carrying electrode 75 are connected through through holes to the pad electrode 710 provided on the opposite side with the insulating substrate 71 in between to connect to external components. there is.

또, 본 발명의 퓨즈 엘리먼트를 구성하는 Sn－Ag－Cu계 합금이, 내리플로우성이 뛰어난 것을, 시뮬레이션을 이용한 실험에 의해 확인했다. 구체적으로는, Ag함유량(20질량%, 21질량%, 22질량%, 23질량%, 24질량%, 25질량%) 및 Cu함유량(2질량%, 4질량%, 6질량%, 8질량%, 10질량%)이 상이한 복수의 Sn－Ag－Cu계 합금에 대해서, 다원계 상태도 계산용의 소프트웨어를 이용하여 해석하여, 일반적인 리플로우 온도인 260℃에 있어서의 고상 잔존율과 액상선 온도를 산출했다. 그 결과를 도 8에 나타낸다. In addition, it was confirmed through an experiment using simulation that the Sn-Ag-Cu alloy that constitutes the fuse element of the present invention has excellent reflow properties. Specifically, Ag content (20 mass%, 21 mass%, 22 mass%, 23 mass%, 24 mass%, 25 mass%) and Cu content (2 mass%, 4 mass%, 6 mass%, 8 mass%) , 10 mass%) of a plurality of different Sn-Ag-Cu alloys were analyzed using multi-element phase diagram calculation software, and the solid phase residual ratio and liquidus temperature were determined at 260°C, a general reflow temperature. was calculated. The results are shown in Figure 8.

도 8에 나타내는 것처럼, Ag함유량이 20질량%~25질량%이며, Cu함유량이 2질량%~10질량%인 Sn－Ag－Cu계 합금은 모두, 액상선 온도가 260℃보다도 높고, 또한 260℃에 있어서의 고상 잔존율이, 0.2 이상(20% 이상)이며, 뛰어난 내리플로우성을 발휘할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 특히, Ag함유량이 22질량%~25질량%이며, Cu함유량이 4질량%~8질량%인 Sn－Ag－Cu계 합금은, 액상선 온도가 낮고, 또한 고상 잔존율도 높아, 특별히 뛰어난 내리플로우성을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다. As shown in Figure 8, all Sn-Ag-Cu alloys with Ag content of 20 mass% to 25 mass% and Cu content of 2 mass% to 10 mass% have a liquidus temperature higher than 260°C and a temperature of 260°C. It was confirmed that the solid phase residual ratio in °C was 0.2 or more (20% or more), and that excellent reflow properties could be exhibited. In particular, the Sn-Ag-Cu alloy with an Ag content of 22% to 25% by mass and a Cu content of 4% to 8% by mass has a low liquidus temperature and a high solid phase residual rate, and has particularly excellent reflow. I was able to confirm that it was working.

본 발명의 전극 충전재 첨가 보호 소자는, 다른 표면 실장 부품과 함께 피보호 회로판에 마운트할 수 있어, 리플로우 공법 등으로 일괄 납땜 실장되어, 전지 팩 등 이차 전지의 보호 장치에 이용할 수 있다. The electrode filler-added protection element of the present invention can be mounted on a circuit board to be protected together with other surface-mounted components, soldered and mounted collectively using a reflow method, etc., and can be used in protection devices for secondary batteries such as battery packs.

10: 보호 소자 11: 절연 기판
12: 제1 전극 13: 제2 전극
16: 퓨즈 엘리먼트 100: 덮개체
110: 패드 전극 20: 보호 소자
21: 절연 기판 22: 제1 전극
23: 제2 전극 24: 발열 소자
25: 통전 전극 26: 퓨즈 엘리먼트
200: 덮개체 210: 패드 전극
30: 보호 소자 31: 절연 기판
32: 제1 전극 33: 제2 전극
34: 발열 소자 35: 통전 전극
36: 퓨즈 엘리먼트 37: 접합 금속층
300: 덮개체 310: 패드 전극
40: 보호 소자 41: 절연 기판
42: 제1 전극 43: 제2 전극
44: 발열 소자 45: 통전 전극
46: 퓨즈 엘리먼트 47: 접합 금속층
400: 덮개체 410: 패드 전극
50: 보호 소자 51: 절연 기판
52: 제1 전극 53: 제2 전극
54: 발열 소자 55: 통전 전극
56: 퓨즈 엘리먼트 500: 덮개체
510: 패드 전극 60: 보호 소자
61: 절연 기판 62: 제1 전극
63: 제2 전극 64: 발열 소자
65: 통전 전극 66: 퓨즈 엘리먼트
67: 접합 금속층 600: 덮개체
610: 패드 전극 70: 보호 소자
71: 절연 기판 72: 제1 전극
73: 제2 전극 74: 발열 소자
75: 통전 전극 76: 퓨즈 엘리먼트
77: 접합 금속층 700: 덮개체
710: 패드 전극10: protection element 11: insulating substrate
12: first electrode 13: second electrode
16: Fuse element 100: Cover body
110: pad electrode 20: protection element
21: insulating substrate 22: first electrode
23: second electrode 24: heating element
25: current-carrying electrode 26: fuse element
200: cover body 210: pad electrode
30: protection element 31: insulating substrate
32: first electrode 33: second electrode
34: heating element 35: current-carrying electrode
36: fuse element 37: bonding metal layer
300: cover body 310: pad electrode
40: protection element 41: insulating substrate
42: first electrode 43: second electrode
44: heating element 45: current-carrying electrode
46: Fuse element 47: Bonding metal layer
400: cover body 410: pad electrode
50: protection element 51: insulating substrate
52: first electrode 53: second electrode
54: heating element 55: current-carrying electrode
56: Fuse element 500: Cover body
510: pad electrode 60: protection element
61: insulating substrate 62: first electrode
63: second electrode 64: heating element
65: current-carrying electrode 66: fuse element
67: Bonding metal layer 600: Cover body
610: pad electrode 70: protection element
71: insulating substrate 72: first electrode
73: second electrode 74: heating element
75: current-carrying electrode 76: fuse element
77: Bonding metal layer 700: Cover body
710: pad electrode

Claims (11)

Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 퓨즈 엘리먼트.A fuse element made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, with a silver content of 20 to 30% by mass, a copper content of 2 to 10% by mass, and the balance consisting of Sn. 청구항 1에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 상기 퓨즈 엘리먼트의 전극과 접합하는 면에 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하는 퓨즈 엘리먼트 In claim 1,
The fuse element is a fuse element further provided with a bonding metal layer made of a metal material whose liquidus temperature is lower than that of the fuse element on a surface bonded to the electrode of the fuse element. 청구항 1에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 상기 퓨즈 엘리먼트의 전극과 접합하는 부분에 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하는 퓨즈 엘리먼트.In claim 1,
The fuse element further provides a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than that of the fuse element at a portion where the fuse element is joined to the electrode. 절연 기판과, 상기 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 적어도 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자.An insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a fuse element electrically connected between at least the first electrode and the second electrode, and a flux that assists the blowing operation of the fuse element. A protection element characterized in that the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, with a silver content of 20 to 30% by mass, a copper content of 2 to 10% by mass, and the balance consisting of Sn. 청구항 4에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 평판으로 구성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 대향한 상기 평판의 평면에 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하고, 상기 접합 금속층을 사이에 두고 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 통전 전극의 사이를 전기 접속한 보호 소자. In claim 4,
The fuse element is composed of a flat plate, and a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than the fuse element is further provided on a plane of the plate facing the first electrode and the second electrode, and the bonding metal layer is sandwiched between the bonding metal layers. A protection element in which electrical connection is made between the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode. 청구항 4에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 평판으로 구성되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 통전 전극의 각 접합면에만 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하고, 상기 접합 금속층을 사이에 두고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극, 그리고 상기 통전 전극의 사이를 전기 접속한 보호 소자.In claim 4,
The fuse element is composed of a flat plate, and a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than the fuse element is further provided only on each bonding surface of the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode, and the bonding metal layer is provided between the bonding metal layers. A protection element in which electrical connection is made between the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode. 절연 기판과, 상기 절연 기판에 마련한 제1 전극 및 제2 전극과, 통전에 의해 발열하는 발열 소자와, 상기 발열 소자에 통전하기 위해서 마련한 통전 전극과, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 통전 전극의 사이를 전기 접속한 퓨즈 엘리먼트와, 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단 동작을 보조하는 플럭스를 구비하고, 상기 퓨즈 엘리먼트는 Sn－Ag－Cu의 3원 합금으로 이루어지고, 그 은함유량이 20에서 30질량%, 동함유량이 2에서 10질량%, 잔부가 Sn으로 구성된 것을 특징으로 하는 보호 소자.An insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the insulating substrate, a heat-generating element that generates heat by applying electricity, a current-carrying electrode provided to supply electricity to the heat-generating element, the first electrode, the second electrode, the It is provided with a fuse element electrically connected between current-carrying electrodes, and a flux that assists a blowing operation of the fuse element, wherein the fuse element is made of a ternary alloy of Sn-Ag-Cu, and the silver content is 20 to 30. A protection element characterized by mass%, copper content of 2 to 10 mass%, and the balance consisting of Sn. 청구항 7에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 상기 발열 소자의 설치면과는 상이한 기판면에 마련한 보호 소자.In claim 7,
The fuse element is a protection element provided on a substrate surface different from the installation surface of the heating element. 청구항 7에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 상기 발열 소자의 설치면과 동일한 기판면에 마련한 보호 소자.In claim 7,
The fuse element is a protection element provided on the same substrate surface as the installation surface of the heating element. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 평판으로 구성되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극, 그리고 상기 통전 전극과 대향한 상기 평판의 평면에 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하고, 상기 접합 금속층을 사이에 두고 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 통전 전극의 사이를 전기 접속한 보호 소자.The method according to any one of claims 7 to 9,
The fuse element is composed of a flat plate, and a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than the fuse element is further provided on the first electrode, the second electrode, and the plane of the flat plate opposite the current-carrying electrode, A protection element in which a first electrode, a second electrode, and a current-carrying electrode are electrically connected across the bonding metal layer. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈 엘리먼트는 평판으로 구성되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 통전 전극의 각 접합면에만 상기 퓨즈 엘리먼트보다도 액상선 온도가 낮은 금속재로 이루어지는 접합 금속층을 더 마련하고, 상기 접합 금속층을 사이에 두고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극, 그리고 상기 통전 전극의 사이를 전기 접속한 보호 소자. The method according to any one of claims 7 to 9,
The fuse element is composed of a flat plate, and a bonding metal layer made of a metal material with a lower liquidus temperature than the fuse element is further provided only on each bonding surface of the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode, and the bonding metal layer is provided between the bonding metal layers. A protection element in which electrical connection is made between the first electrode, the second electrode, and the current-carrying electrode.
KR1020230111888A 2022-08-31 2023-08-25 Fuse alloy and protective device KR20240031083A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2022-138618 2022-08-31
JP2022138618 2022-08-31
JPJP-P-2023-100753 2023-06-20
JP2023100753 2023-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240031083A true KR20240031083A (en) 2024-03-07

Family

ID=89844214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230111888A KR20240031083A (en) 2022-08-31 2023-08-25 Fuse alloy and protective device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2024035140A (en)
KR (1) KR20240031083A (en)
DE (1) DE102023123321A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015079608A (en) 2013-10-16 2015-04-23 エヌイーシー ショット コンポーネンツ株式会社 Fuse element material for protection element and circuit protection element using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015079608A (en) 2013-10-16 2015-04-23 エヌイーシー ショット コンポーネンツ株式会社 Fuse element material for protection element and circuit protection element using the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023123321A1 (en) 2024-02-29
JP2024035140A (en) 2024-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI557765B (en) A fuse element for a protective element, a circuit protection element, and a method of manufacturing the same
US11640892B2 (en) Fuse element and protective element
JP2015079608A (en) Fuse element material for protection element and circuit protection element using the same
JP3879582B2 (en) Solder paste, electronic component and step soldering method
JP7050019B2 (en) Protective element
CN100490608C (en) Tin solder jointing method
JP2007059295A (en) Circuit protective element and protection method of circuit
KR102373602B1 (en) protection element
JP4297431B2 (en) Alloy-type thermal fuse and protective device using the same
KR20240031083A (en) Fuse alloy and protective device
JP2007207558A (en) Fusible alloy type thermal fuse and circuit protection element
JP6423384B2 (en) Protective element
TW202412035A (en) Fuse component and protection element
CN117637411A (en) Fuse assembly and protection assembly
JP2009158725A (en) Semiconductor device and die bonding material
JP2003217415A (en) Lead-free alloy thermal fuse
JP2009070804A (en) Temperature fuse
WO2020138325A1 (en) Fuse element and protective element
WO2024018863A1 (en) Protective element
JP2022175540A (en) protective element
JP2021018983A (en) Protection element
JP2020126821A (en) Protection element
JP2018018623A (en) Protection element
JP2008166112A (en) Temperature fuse