(57)【要約】【課題】外装の形成を妨げることなく、必要な外装強度を保持可能な樹脂成分量を含むとともに、不燃化を実現した電子部品を提供すること。【解決手段】素子（２）を被覆する外装部（８）に無機フィラー成分及び可燃性樹脂成分を含む外装材料を用いた電子部品であって、無機フィラー成分に対する可燃性樹脂成分の重量比を０．０５３〜０．１４８の範囲とすることにより、上記課題を解決している。無機フィラーには、例えば、水和アルミナ等を使用し、電子部品は電圧非直線性抵抗器等を構成する。係る構成により、不燃化を実現でき、安全性の高い電圧非直線性抵抗器等を実現できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子を被覆する外装部に無機フィラー成分及び可燃性樹脂成分を含む外装材料を用いた電子部品であって、
前記無機フィラー成分に対する前記可燃性樹脂成分の重量比が０．０５３〜０．１４８としたことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記無機フィラーが水和アルミナであることを特徴とする請求項１記載の電子部品。
【請求項３】
前記電子部品が電圧非直線性抵抗器であることを特徴とする請求項１又２記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不燃性材料を外装材料に用いて不燃化した電圧非直線性抵抗器等の電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器や電気機器は、その筐体を含め、軽量化のためにプラスチックが多用され、しかも、部品の実装は小型化の要請のために高密度化が進んでいる。このような機器において、プラスチックの多用化や部品の高密度化は、電子部品の焼損が燃焼の原因となる場合がある。
【０００３】
電圧非直線性抵抗器、即ち、バリスタは外来又は内来サージより電子部品や機器を保護するために使用されるが、バリスタが吸収エネルギの限界を超えるサージを吸収した場合に破損して短絡状態となり、その外装材が燃焼するおそれがある。一般的に無機フィラー成分及びエポキシ樹脂成分により形成された外装材では、エポキシ樹脂成分により燃焼が生じる。
【０００４】
このため、バリスタの外装には難燃性材料が使用されており、この難燃性材料には、例えば、難燃化剤であるブロム又はアンチモンを含むエポキシ樹脂が使用されている。エポキシ樹脂は難燃性ではあるが不燃性ではなく、バリスタが発熱し、その発熱が継続することにより、一旦燃焼が生じると、樹脂中の可燃性成分が消失するまで燃焼が継続するおそれがある。
【０００５】
外装材の不燃化は、ブロム、アンチモンの難燃化剤を添加することで実現できるが、この難燃化剤を増加させると、樹脂自体の加熱流れ率（流動性）が低下し、外装膜の形成が困難になることが知られている。また、外装材中の可燃性成分を燃焼限界量以下に減少させることで、外装材の不燃化が可能になるが、粉体樹脂塗装では樹脂量３０ｗｔ％以下になると、外装膜の形成が困難になることが知られている。
【０００６】
この外装技術ないし不燃化技術には、次のような特許文献１〜４が存在している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−９３６０２号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−９７００８号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００１−２８４１０３号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開平６−２１５９１０号公報
【００１１】
特許文献１には、無機フィラーを主成分とする外装材を用いた電子部品に関し、その外装材の改良技術について開示されている。特許文献２には、バリスタの不燃化技術が開示されている。特許文献３には、電子部品の外装被覆の難燃性及び防爆性に関する技術が開示されている。また、特許文献４には、保護コートに有機不燃性塗料を用いたバリスタが開示されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バリスタの不燃化には外装材より可燃性成分（樹脂成分）を減少させ、無機不燃性成分を増加すれば良い。即ち、バリスタが発熱した場合でも外装が燃焼しないように、可燃性樹脂成分の限界量を設定することが必要である。また、樹脂成分を減少しても外装膜を形成でき、且つ外装強度を確保することが必要である。
【００１３】
そして、樹脂脂肪を減少させ外装を形成する方法には、溶剤にフェノール又はエポキシ変成フェノール樹脂を主成分とした樹脂成分、無機フィラー成分、その他必要成分を分散させた液中にディップコートする方法がある。
【００１４】
しかしながら、可燃性樹脂成分を５％以下に抑制すると、外装の不燃化を実現出来るが、樹脂成分の低下のため、外装強度が低下し、搬送時や実装時に外装に割れや欠けを生じさせるおそれがあり、製品の信頼性を低下させる。
【００１５】
そこで、本発明は、外装の形成を妨げることなく、必要な外装強度を保持可能な樹脂成分量を含むとともに、不燃化を実現した電子部品を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電子部品は、素子を被覆する外装体に無機フィラー成分及び可燃性樹脂成分を含む外装材料を用いた電子部品であって、無機フィラー成分に対する可燃性樹脂成分の重量比を０．０５３〜０．１４８の範囲に設定することで、上記課題を解決したものである。
【００１７】
ディップコート外装材料中の可燃性樹脂成分の燃焼を抑制するために、無機フィラー成分に燃焼抑制機能を付与する必要がある。そこで、外装材料中の無機フィラー成分を含むことで、外装材料中の無機フィラー成分に対する可燃性樹脂成分の重量比率を０．０５３〜０．１４８とすることにより、外装形成を妨げることなく、必要な外装強度を保持可能な樹脂成分量を含むとともに外装の不燃化が可能となり、即ち、不燃性と外装強度の双方を実現できる。
【００１８】
無機フィラー成分としては、例えば、水和アルミナがある。水酸化アルミニウム（Ａｌ２  Ｏ３  ・３Ｈ２  Ｏ）では高温時に分解し、水蒸気を発生し、この水蒸気により可燃性樹脂成分周囲の酸素を遮断することができ、その結果、燃焼が抑制される。外装材料中の可燃性樹脂成分と水和アルミナの重量比率を０．０５３〜０．１４８とすることにより、不燃性と外装の強度が実現できる。
【００１９】
そして、このような外装部に無機フィラー成分及び可燃性樹脂成分を含む外装材料を用いた電子部品として電圧非直線性抵抗器を構成すれば、電圧非直線性抵抗器の不燃化を実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る電子部品を示し、この実施の形態では電圧非直線性抵抗器を示している。
【００２１】
この電子部品では、電圧非直線性抵抗器を構成するため、電子素子として例えば、電圧非直線性抵抗素子２、リード線４、６及び外装部８が備えられている。例えば、酸化亜鉛を主成分とし、酸化マグネシウム、酸化ビスマス、酸化コバルト等を加えた直径１０ｍｍの焼結体１０の両面に直径８ｍｍの電極１２、１４が印刷されて焼成され、各電極１２、１４の表面に直径０．８ｍｍのリード線４、６がはんだ付けされている。各リード線４、６がはんだ付けされた素子２を、主成分が無機フィラーの液状の外装形成材料中にディップし、外装コーティングによって外装部８が形成されている。
【００２２】
この外装部８の形成方法について、その構成材料、手順及び処理時間は次のとおりである。
【００２３】
外装部８の構成材料には、次のような可燃性樹脂成分、無機フィラー成分、その他添加剤及び溶剤が用いられている。
【００２４】
可燃性樹脂成分  ：フェノール樹脂
無機フィラー成分：水和アルミナ粉体
その他添加剤    ：無機チクソ付与添加剤
溶剤：メチルエチルケトン／メチルアルコール混合溶剤
【００２５】
そして、外装部８の処理は、外装形成材料中への素子２のディップ処理と常温乾燥処理とを交互に複数回繰り返した後、外装部８の硬化処理を行う。例えば、外装形成材料中への素子２の第１のディップ処理、外装部８の第１の常温乾燥処理、外装形成材料中への素子２の第２のディップ処理、外装部８の第２の常温乾燥処理、外装形成材料中への素子２の第３のディップ処理、外装部８の第３の常温乾燥処理及び外装部８の硬化処理を行う。
【００２６】
この場合、第１回目のディップ処理は、例えば、２秒、第１回目の常温乾燥処理は、例えば、３０秒、第２回目のディップ処理は、例えば、２秒、第２回目の常温乾燥処理は、例えば、３０秒、第３回目のディップ処理は、例えば、２秒、第３回目の常温乾燥処理は、例えば、１２時間継続して行い、次に、硬化処理では、例えば、１５０℃下で、６０分間放置することで、硬化を行う。なお、この場合、３回のディップ処理及び乾燥処理を行っているが、４回以上のディップ処理及び乾燥処理を行ってもよい。
【００２７】
このような方法で、可燃性樹脂成分と無機フィラー成分の重量比率を変更して不燃性を確認し、無機フィラーとして従来のシリカと水和アルミナの比較を行った。不燃性の確認はＵＬ（米国安全規格）１４１４で規定されている方法で接炎燃焼試験を行い、外装部８の燃焼の有無を確認した。
【００２８】
また、外装部８の強度は、例えば、図２に示すように、電圧非直線性抵抗器の外装部８を固定し、一方のリード線４を外装部８の近傍で９０度だけ折り曲げたとき、即ち、９０度の折り曲げによるストレスによる外装部８の割れの発生を確認した。
【００２９】
このような、外装部８の外装材料の構成比について、外装部８の不燃性と強度の試験結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
この実験結果から明らかなように、外装部８を構成する外装材の無機フィラーにシリカを使用した場合には、外装部８の不燃性と強度を両立させることは出来ない。水和アルミナを使用した場合には、（可燃性樹脂成分／水和アルミナ）重量比を０．０５３以上で必要な外装強度を維持でき、また、０．１４８以下で不燃性を満足できることが理解できる。このように（可燃性樹脂成分／水和アルミナ）重量比を０．０５３以上、０．１４８以下とすることにより、外装部８の不燃性とともに外装に必要な強度を満足することができる。この場合、無機フィラー成分である水和アルミナ粉体として、水酸化アルミニウム（Ａｌ２  Ｏ３  ・３Ｈ２  Ｏ）を用いた場合、この水酸化アルミニウムは高温時に分解し、水蒸気を発生し、この水蒸気により可燃性樹脂成分周囲の酸素を遮断し、その結果、燃焼が抑制される。
【００３２】
外装材の樹脂には、フェノール主成分樹脂以外シリコン樹脂でも同様の効果が得られ、これらの樹脂の変性樹脂も同様である。
【００３３】
なお、実施の形態では、電子部品として電圧非直線性抵抗器を例示したが、本発明は、外装技術に関するものであり、本発明は、電圧非直線性抵抗器以外の電子部品に適用した外装強度を低下させることなく、不燃化を実現することができるものであり、実施の形態に係る電子部品に限定されるものではない。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ  外装の形成を妨げることなく、必要な外装強度を保持可能な樹脂成分量を含むとともに、不燃化を実現した電子部品を提供でき、安全性の高い電圧非直線性抵抗器等を実現できる。
ｂ  電圧非直線性抵抗器が破壊した後、連続通電によって発熱した状態下でも外装体の燃焼を防止でき、周辺部への類焼を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電圧非直線性抵抗器を示す部分断面図である。
【図２】強度試験に用いた電圧非直線性抵抗器を示す外観図である。
【符号の説明】
２  電圧非直線性抵抗素子
４、６  リード線
８  外装部
１０  焼結体
１２、１４  電極
【図１】
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【図２】
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