(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度プロテクターを機器や回路基板等の被保護機器にリフロー法またはフロー法によりはんだ付けするのに、温度プロテクターとして可溶エレメントに通電発熱体を近接配置した温度プロテクターを使用し、可溶エレメントの融点をリフロー法またはフロー法はんだ付け温度よりも高くし、温度プロテクターを取り付けた被保護機器を熱的に保護するのに、上記発熱体の通電発熱により前記可溶エレメントをその融点以下の温度に常時加熱しておき、被保護機器が許容温度まで昇温されたときに可溶エレメントをその昇温と前記の常時加熱とで溶断させることを特徴とする温度プロテクターの使用方法。
【請求項２】
請求項１記載の温度プロテクターの使用方法において、通電発熱体を省略した温度プロテクターを使用し、可溶エレメントのその融点以下の常時加熱を可溶エレメントの通電発熱により行うことを特徴とする温度プロテクターの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は温度プロテクタ−の使用方法に関し、更に、詳しくは、赤外線加熱炉や熱風加熱炉を使用するリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法により温度プロテクタ−を被保護機器や回路基板に取付け、当該温度プロテクタ−により機器や回路基板を保全する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気機器や電気回路素子を過電流に基づく加熱から保全するための電気部品として、温度ヒュ−ズが汎用されている。
この温度ヒュ−ズには、可溶金属片の溶断で通電が遮断される合金型温度ヒュ−ズや、可溶ペレットで支承された可動接点が固定接点にバネの圧縮応力に抗して接触され、同ペレットの溶融でその接触が開放されて通電が遮断されるペレット型温度ヒュ−ズが存在し、被保護電気機器や回路の過電流に基づく発生熱で可溶エレメント（可溶金属片または可溶ペレット）が溶融されて通電が遮断され、電気機器や回路の異常発熱が未然に防止される。
【０００３】
周知の通り、コンベアラインで、回路基板に電子部品を実装したり電気機器に電子部品を取り付ける場合、赤外線加熱炉や熱風加熱炉を用いるリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法によるはんだ付けが使用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した温度ヒュ−ズをはんだ付けする場合のはんだには、従来、温度ヒュ−ズの可溶エレメントよりも高融点のものを使用しており（可溶エレメントよりも低融点であれば、温度ヒュ−ズの作動温度よりも低い温度ではんだ付け箇所が溶融して通電遮断に至ってしまい、温度ヒュ−ズによる保全を全とうできない）、かかるもとでは、加熱炉で電子部品全体をはんだ付け温度に加熱するリフロ−はんだ付け法で温度ヒュ−ズをはんだ付けすれば、可溶エレメントの溶融損傷が避けられない。
【０００５】
浸漬法によるフロ−はんだ付け法により電子部品を回路基板に実装するには、回路基板にリ−ド線挿通用孔を穿設し、この孔に電子部品のリ−ド線を挿入してフラックスで仮り止めのうえ、はんだ浴に浸漬しているが、温度ヒュ−ズの場合は、リ−ド線からの熱伝達により可溶エレメントが溶融損傷される畏れがあり、また、温度ヒュ−ズをリ−ドレスで使用し難い不利もある。
【０００６】
従来、温度ヒュ−ズに抵抗体を近接配設し、該抵抗体の通電発熱で温度ヒュ−ズの可溶エレメントを加熱し、この加熱温度の調節により温度ヒュ−ズを異なる周囲温度条件で作動させることが公知である。すなわち、温度ヒュ−ズの可溶エレメントの融点をＴ０、抵抗体の常時通電発熱による同可溶エレメントの加熱温度をＴ１とすると、周囲の温度上昇が（Ｔ０−Ｔ１）以上になった時に、温度ヒュ−ズの可溶エレメントの溶融による通電遮断が行われるから、温度Ｔ１を抵抗体の通電電流の調節により変えることにより、可溶エレメントの融点が一定の温度ヒュ−ズを、異なる周囲温度上昇に対して作動させることが可能になるのである。
【０００７】
しかしながら、従来例（特公昭６３−７４１７号公報）においては、バイメタルスイッチのバックアップスイッチとして使用する場合、バイメタルスイッチの作動温度を接点間隔の調整等により変更しても、それに応じ温度ヒュ−ズの作動温度も変更して同一の温度ヒュ−ズを使用可能ならしめることを目的としており、これ以外の利用分野を示唆するところはない。
【０００８】
本発明の目的は、温度ヒュ−ズを上記した赤外線加熱炉や熱風加熱炉を使用するリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法により被保護機器や回路基板に安全に取付けたうえで、被保護機器や回路の許容使用温度に応じた所定の作動条件のもとで使用可能ならしめる方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る温度プロテクターの使用方法は、温度プロテクターを機器や回路基板等の被保護機器にリフロー法またはフロー法によりはんだ付けするのに、温度プロテクターとして可溶エレメントに通電発熱体を近接配置した温度プロテクターを使用し、可溶エレメントの融点をリフロー法またはフロー法はんだ付け温度よりも高くし、温度プロテクターを取り付けた被保護機器を熱的に保護するのに、上記発熱体の通電発熱により前記可溶エレメントをその融点以下の温度に常時加熱しておき、被保護機器が許容温度まで昇温されたときにその昇温と前記の常時加熱とで可溶エレメントを溶断させることを特徴とし、通電発熱体を省略した温度プロテクターを使用し、可溶エレメントのその融点以下の常時加熱を可溶エレメントの通電発熱により行うこともできる。
【００１０】
【作用】
赤外線加熱炉や熱風加熱炉を使用するリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法により温度プロテクタ−を回路基板や電気機器等に取り付けるため、温度プロテクタ−のほぼ全体がはんだ付け温度に加熱されるが、そのはんだ付け温度Ｔ２を温度プロテクタ−の可溶エレメントの融点Ｔ０よりも低い温度としているから、温度プロテクタ−の可溶エレメントを熱的に損傷させることなく温度プロテクタ−を安全にはんだ付けできる。
【００１１】
また、温度プロテクタ−の可溶エレメントの加熱温度Ｔ１を、通電発熱体の通電電流の調節により（または可溶エレメント自体の所定抵抗値への設定により）、所望値に設定でき、従って、可溶エレメントを作動させる周囲温度の上昇値（Ｔ０−Ｔ１）を所望値に設定でき、その結果、機器温度が〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕となれば、温度プロテクタ−の可溶エレメントが溶融されて通電が遮断されるから、所望の機器温度で通電を遮断させることができる。
【００１２】
この場合、通電発熱体による温度プロテクタ−の可溶エレメントの加熱温度Ｔ１は、Ｔ１＞常温を満たし、従って、可溶エレメントが作動する機器温度〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕は、温度Ｔ０よりも低く、はんだ付け温度Ｔ２を、機器温度〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕＜はんだ付け温度Ｔ２＜温度Ｔ０を満たすように選定することにより、機器温度が〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕となっても、はんだ付け箇所の溶融を回避できる。
【００１３】
従って、本発明によれば、温度プロテクタ−を赤外線加熱炉や熱風加熱炉を使用するリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法により安全に取り付け得、この温度プロテクタ−により被保護電気機器等を良好に熱的に保全できる。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。
図１の（イ）乃至図１の（ハ）は、本発明において使用する温度プロテクタ−の異なる例を示している。
図１の（イ）に示す温度プロテクタ−においては、セラミックス基板１の片面上に近接して２組の対の膜電極２１，２１並びに２２，２２（例えば、導電ペ−ストの印刷、焼き付けにより形成できる）を設け、各電極膜にリ−ド線３１〜３２を接続し、１組の対電極２１，２１間に可溶金属片４を橋設し、この可溶金属片４にフラックス４１を塗布し、他の組の対電極２２，２２間に膜抵抗体５（例えば、抵抗ペ−ストの印刷、焼き付けにより形成できる）を橋設し、セラミックス基板１の片面上に絶縁樹脂被覆６を施してある。
【００１５】
図１の（ロ）に示す温度プロテクタ−においては、リ−ド線３１，３１間に可溶金属片４を橋設し、該可溶金属片４上にフラックス４１を塗布し、その上にセラミックス筒４２を挿通し、筒４２の各端と各リ−ド線３１との間を封止材４３（例えば、エポキシ樹脂）で封止した筒タイプの合金型温度ヒュ−ズＡと巻線型抵抗器５とを熱伝導性のケ−ス６（セラミックスケ−スや金属ケ−ス）内に収容し、そのケ−ス６内に熱伝導性充填剤６１、例えば、セメントを充填してある。
【００１６】
図１の（ハ）に示す温度プロテクタ−においては、図１の（ロ）に示す温度ヒュ−ズに対して、筒タイプの合金型温度ヒュ−ズＡに代え、ペレット型温度ヒュ−ズＢを使用してあり、ペレット型温度ヒュ−ズには、図１の（ハ）に示すように、一端にリ−ド線３１を接続した金属ケ−ス７（導電性ケ−ス）内に、一端より順次に可溶絶縁性ペレット４、第１スプリング７１、外周が金属ケ−ス内面に摺動接触の可動接点７２、第２スプリング７３をそれぞれ挿通し、更に固定接点棒７４を貫設したブッシング７５を金属ケ−ス７の他端に嵌着し、常時は、スプリング７１，７３の圧縮応力下、固定接点棒７４に可動接点７２を電気的に接触させ、固定接点棒７４⇒可動接点７２⇒金属ケ−ス７⇒リ−ド線３１の経路で導通させたものを使用できる（このペレット型温度ヒュ−ズにおいて、ペレット４が溶融されると、第１スプリング７１が伸びて圧縮応力が減少し、その結果、第２スプリング７３を圧縮する力が減少して第２スプリング７３が伸び、可動接点７２が固定接点棒７４より離隔されて、導通が遮断されるに至る）。
【００１７】
本発明により、温度プロテクタ−を電気機器（電池等の電気素子を含む）や回路基板に取り付けるには、温度プロテクタ−の上記した可溶金属片や可溶ペレットの融点Ｔ０をはんだ付け温度Ｔ２よりも高く設定して、リフロ−はんだ付け法やフロ−はんだ付け法ではんだ付けすることにより取り付ける。。
【００１８】
例えば、電気機器や電気素子や回路基板に上記の温度プロテクタ−を、その可溶エレメントの融点よりも低融点のクリ−ムはんだでクリ−ムはんだの粘着力を利用して仮固定し、次いで、赤外線炉や熱風炉や飽和有機溶剤槽（はんだ付け部に接した溶剤蒸気を凝縮させて気化潜熱を発生させ、その熱でクリ−ムはんだを溶融させる）に通しクリ−ムはんだを溶融させて、はんだ付けを行うか、回路基板等にリ−ド線挿通孔を穿設し、温度プロテクタ−のリ−ド線をこの孔に挿通し、同孔にフラックスを塗布し、次いで、被はんだ付け箇所を可溶エレメントの融点よりも低温度の溶融はんだ浴に浸漬してはんだ付けを行う。
【００１９】
これらのはんだ付けにおいて、はんだ付け温度（加熱炉の温度や溶融はんだ浴の温度）Ｔ２に較べ温度プロテクタ−の可溶エレメントの融点Ｔ０を高く設定してあるから、温度プロテクタ−をその可溶エレメントの熱的損傷を確実に排除してはんだ付けにより取り付けることができる。
【００２０】
上記のようにして温度プロテクタ−を取り付けた電気機器等を使用するには、温度プロテクタ−の抵抗体を常時通電発熱させ、その発生熱で温度プロテクタ−の可溶エレメントを温度Ｔ１で加熱し、この温度バイアスのもとで使用する。
【００２１】
而して、電気機器等が過電流により発熱し、その発熱に基づく温度プロテクタ−の可溶エレメントの温度上昇値が（Ｔ０−Ｔ１）に達すると、可溶エレメントの温度がＴ０になり、可溶エレメントが溶融し、温度プロテクタ−の可溶エレメントが通電遮断作動して電気機器への通電が遮断されるに至る。この場合、電気機器の温度上昇値もほぼ（Ｔ０−Ｔ１）であり、従って、電気機器等の温度は、ほぼ〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕となり、この温度を電気機器等の使用許容温度と等しくするように、温度Ｔ０、Ｔ１を設定することにより、電気機器等の過電流に基づく熱劣化を防止できる。
【００２２】
電気機器等が使用許容温度に加熱されると、はんだ付け箇所も当該温度に加熱される。而るに、この使用許容温度は〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕で与えられ、はんだ付け温度Ｔ２に対し、〔（Ｔ０−Ｔ１）＋常温〕＜Ｔ２を満たすように、Ｔ０，Ｔ１を設定してあるから、電気機器等が使用許容温度にまで温度上昇すると、はんだ付け箇所の溶融を確実に排除しつつ、温度プロテクタ−の可溶エレメントを作動させ、電気機器への通電を遮断できる。
【００２３】
例えば、機器の使用許容温度が（１００℃＋常温）で、リフローはんだ付け温度が３００℃の場合（例えば、Ｐｂ基はんだを使用する）、可溶金属片の融点が４００℃（例えば、Ａｕ基またはＡｌ基はんだを使用できる）の抵抗体付き合金型温度ヒューズを使用し、バイアス温度Ｔ1を３００℃とすれば、上記した諸条件、すなわち、Ｔ0＞Ｔ2、〔（Ｔ0−Ｔ1）＋常温〕＝機器の使用許容温度＜Ｔ2の条件を充足させ得る。
【００２４】
本発明においては、機器等の通常の通電電流（定格電流）ｉに基づく合金型温度ヒュ−ズの可溶金属片のジュ−ル熱ｉ２ｒ（ｒは可溶金属片自体の抵抗値）を利用し、このジュ−ル熱による可溶金属片の加熱温度が上記したバイアス温度Ｔ１を満たすように可溶金属片の抵抗値ｒを設定することにより、可溶エレメント自体の通電発熱に基づきその可溶エレメントに温度バイアスをかけて、上記した通電発熱体の使用を省略することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る温度プロテクタ−の使用方法においては、温度プロテクタ−の可溶エレメントの融点をはんだ付け温度よりも高くしているから、温度プロテクタ−のほぼ全体がはんだ付け温度に加熱されるリフロ−はんだ付け法またはフロ−はんだ付け法により、温度プロテクタ−を連続走行ラインにおいて能率よくはんだ付けにより取り付けることができる。また、温度バイアスをかけているから、可溶エレメントの融点よりも低い機器等の使用許容温度でも、バイアス温度と機器の許容発熱温度の和で、上記高融点の可溶エレメントを溶融させて、機器をその通電遮断により保全できる。
【００２６】
従って、本発明によれば、温度プロテクタ−を赤外線加熱炉や熱風加熱炉を使用するリフロ−はんだ付け法や浸漬法のようなフロ−はんだ付け法により被保護機器や回路基板に安全に取付けたうえで、被保護機器や回路の許容使用温度に応じた所定の作動条件のもとで使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において使用する温度プロテクタ−の各種の例を示す説明図である。
【符号の説明】
４      温度プロテクタ−の可溶エレメント
５      通電発熱体
【図１】
0003614894.tif 000002