(57)【要約】【課題】溶断温度が安定した温度ヒューズを提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明は錫を含有する可溶合金１１と、この可溶合金１１の両端部にそれぞれ電気的に接続された一対のリード導体１２とを有し、前記リード導体１２の表面に錫−銅の二元合金からなる金属めっき１２ａを施したものであり、可溶合金の両端部の組成変動を最小限に抑えることができ、溶断温度が安定した温度ヒューズを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫を含有する可溶合金と、この可溶合金の両端部にそれぞれ電気的に接続された一対のリード導体とを有し、前記リード導体の表面に錫−銅の二元合金からなる金属めっきを施した温度ヒューズ。
【請求項２】
リード導体の表面に施してなる錫−銅の二元合金からなる金属めっきの厚さを１４μｍ以下とした請求項１記載の温度ヒューズ。
【請求項３】
リード導体の表面に施してなる金属めっきを構成する錫−銅の二元合金として、錫を９７〜９９．５重量％、銅を０．５〜３重量％含有するものを用いた請求項１記載の温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電気、電子機器およびトランス、モータ、２次電池等の電子部品の過熱保護に用いられる温度ヒューズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の温度ヒューズは図５に示されたものが知られている。
【０００３】
以下、従来の温度ヒューズについて、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図５は従来の温度ヒューズの断面図である。
【０００５】
図５において、錫を含有する可溶合金１の両端部に、めっき２ａを表面に備えた一対のリード導体２が電気的に接続されている。この接続は電気溶接、レーザ溶接などによって、可溶合金１を溶融することによって行う。めっき２ａは、錫６０〜６５重量％、鉛３５〜４０重量％のはんだ、または錫からなる。また、可溶合金１は、その表面にはフラックス３が塗布され、さらに両端に開口部を持つ円筒のケース４に収納されている。このケース４の開口部は硬化性樹脂５により封止された構成になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように構成された従来の温度ヒューズは、リード導体２と可溶合金１を接続すると、可溶合金１だけでなく比較的溶融温度が低いリード導体２のめっき２ａの材料である錫およびはんだも溶融するため、リード導体２のめっき２ａを構成する錫および鉛が、可溶合金１のリード導体２との接続部へ拡散して可溶合金１のリード導体２との接続部の融点が僅かではあるが変動し、これにより、温度ヒューズの溶断温度がばらつくという課題を有していた。
【０００７】
ところで、錫を含有する可溶合金１としては錫６３重量％、鉛３７重量％の融点１８３℃の共晶合金がある。この可溶合金の重量比率を変えてインジウムを適量添加することにより１２０℃〜１４０℃の融点を持つ可溶合金を得ることができる。また、前記錫、鉛の可溶合金にビスマスを適量添加することにより９５℃〜１６５℃の融点を持つ可溶合金を得ることができる。このことから可溶合金１に錫、鉛を多く含有すると融点が高くなり、インジウムあるいはビスマスが含まれると融点が低くなる傾向にある。
【０００８】
したがって、リード導体２と錫を含有する可溶合金１が電気的に接続され、リード導体２の表面のめっき２ａの材料である錫および鉛が可溶合金１の両端部に拡散すると、可溶合金１の両端部の組成が変動して融点が高くなる。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、溶断温度が安定した温度ヒューズを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】
本発明の請求項１に記載の発明は、錫を含有する可溶合金と、この可溶合金の両端部にそれぞれ電気的に接続された一対のリード導体とを有し、前記リード導体の表面に錫−銅の二元合金からなる金属めっきを施したものである。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、リード導体の表面に施してなる錫−銅の二元合金からなる金属めっきの厚さを１４μｍ以下としたもので、これによれば、可溶合金の両端部の組成変動を最小限に抑えることができるという作用効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、リード導体の表面に施してなる金属めっきを構成する錫−銅の二元合金として、錫を９７〜９９．５重量％、銅を０．５〜３重量％含有するものを用いたもので、これによれば、可溶合金との接続および実装基板、他のリード導体とのはんだ付けが容易になるという作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明によれば、可溶合金の両端部の組成変動を最小限に抑えることができ、溶断温度が安定した温度ヒューズを提供することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態における温度ヒューズについて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施の形態における温度ヒューズの断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
図１、図２において、本発明の一実施の形態における温度ヒューズは、錫を含有する可溶合金１１と、この可溶合金１１の両端部とそれぞれ電気的に接続された一対のリード導体１２とを有し、このリード導体１２の表面の層に厚さが１４μｍ以下の金属めっき１２ａが施されている。
【００１８】
可溶合金１１は、略円柱状で、錫を少なくとも含有し、錫、あるいは鉛、ビスマス、インジウム、カドミウム、銀、銅等のうち１つの金属あるいは複数の金属と錫とを合金にしたものからなる。
【００１９】
また、少なくともこの可溶合金１１の表面にはフラックス１３が塗布され、さらに、両端に開口部を持つ筒状の絶縁ケース１４と、この絶縁ケース１４の両端開口部に設けられた硬化性樹脂１５とで可溶合金１１が密閉されている。
【００２０】
なお、絶縁ケース１４は、セラミック、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂、ガラス等からなる。また、硬化性樹脂１５はエポキシ、シリコン等の樹脂からなる。
【００２１】
一対のリード導体１２は、線状で、可溶合金１１の両端部にそれぞれ電気的に接続され、銅、鉄、ニッケル等の単一あるいはそれらの合金からなり、その表面には金属めっき１２ａが施されている。
【００２２】
可溶合金１１とリード導体１２との接続は電気溶接、レーザ溶接などによって、可溶合金１１を溶融することによって行う。この接続時には、可溶合金１１だけでなく、比較的溶融温度が低い後述するリード導体１２の金属めっき１２ａも溶融する。
【００２３】
金属めっき１２ａは、錫からなり、その厚みが１４μｍ以下になっている。また、この金属めっき１２ａとしては、錫を主成分とした合金を用いてもよく、この錫を主成分とした合金としては、（１）錫、銀の二元合金、例えば錫９５〜９９重量％、銀１〜５重量％、（２）錫、銅の二元合金、例えば錫９７〜９９．５重量％、銅０．５〜３重量％、（３）錫、ビスマスの二元合金、例えば錫９６〜９９．７重量％、ビスマス０．３〜４重量％、（４）錫、銀、銅の三元合金、例えば錫９５〜９７重量％、銀２〜５重量％、銅０．３〜１．５重量％、（５）錫、銀、銅、ビスマスの四元合金、例えば錫９５〜９７重量％、銀２〜４重量％、銅０．３〜１．５重量％、ビスマス０．３〜１重量％の四元合金等がある。これらのように、できる限り金属めっき１２ａの融点を低くする組成配合をすることにより濡れ性が大きくなり、可溶合金１１との接続および実装基板、他のリード導体とのはんだ付けが容易になる。
【００２４】
以下、本実施の形態の温度ヒューズ（以下本実施例品とする）と従来例品について、各金属めっき１２ａの組成、厚みを変動させたときの溶断温度のバラツキについて説明する。
【００２５】
各試料として各々１０個作製し、それぞれ可溶合金１１として、錫、鉛、ビスマスからなる融点９８℃、線径０．６ｍｍ、長さ４ｍｍのもの、リード導体１２として銅線からなる線径０．６ｍｍのもの、フラックス１３として、ロジン系フラックス、絶縁ケース１４として、セラミック、硬化性樹脂１５としてエポキシ樹脂をそれぞれ使用した。
【００２６】
実験方法は、各試料を７８℃に設定したオーブンに投入し、１分間に１℃のスピードで昇温させ、温度ヒューズが溶断する温度を測定した。
【００２７】
この結果を（表１）に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
（表１）から明らかなように、金属めっき１２ａとして厚さが１４μｍ以下の錫めっきあるいは錫を主成分とした合金のめっきが施されている各本実施例品は溶断温度のバラツキが小さく良好であったが、比較例品は本実施例品に比べ溶断温度のバラツキが大きかった。
【００３０】
上記したように、本発明の一実施の形態における温度ヒューズは、リード導体１２の表面の金属めっき１２ａとして１４μｍ以下という厚さの薄い錫めっきあるいは錫を主成分とした合金のめっきが施されているため、リード導体１２が錫を含有する可溶合金１１と電気的に接続され、リード導体１２のめっきの錫が可溶合金１１に拡散しても、可溶合金１１の両端部の組成変動を最小限に抑えることができ、これにより、溶断温度が安定した温度ヒューズを提供することができるという効果が得られる。
【００３１】
なお、この金属めっき１２ａの厚みは１μｍより薄いと、めっきのムラ、変色等の酸化が加速され、濡れ性が小さくなり接続性およびはんだ付け性が悪くなる。
【００３２】
また、金属めっき１２ａの拡散をできるだけ抑えるためには、可溶合金１１とリード導体１２の接続部の長さＢは１ｍｍ以下にすることが望ましい。
【００３３】
ところで、前記の錫または錫を主成分とした金属の金属めっき工程においては溶融めっき法、電気めっき法によって金属めっき１２ａが施される。溶融めっき法によって施された金属めっき１２ａは電気めっき法によって施された金属めっき１２ａと比べて比較的金属組成の方向性がなくて金属としての濡れ性が大きく、リード導体１２と可溶合金１１との接続が容易で、かつはんだ付け性が容易にできる。従って、電気めっき後に加熱処理を施すことにより金属組成の方向性をある程度なくすことができるので濡れ性を改善できる。また、濡れ性をさらに良化するためには金属めっき１２ａの金属粒子を１０μｍ以下にすることが望ましい。
【００３４】
なお、厚さ１４μｍ以下の錫または錫を主成分とした合金からなる金属めっき１２ａは少なくとも、リード導体１２と可溶合金１１との接続部から、リード導体１２と可溶合金１１との接続時にリード導体１２のめっきの錫が可溶合金１１に拡散して可溶合金１１の両端部の組成変動が発生する部分までの長さがあればよい。
【００３５】
さらに、上記本発明の一実施の形態においては、一対の線状のリード導体１２を直線上に配置したアキシャルリードタイプの温度ヒューズについて説明したが、図３に示すような一対の線状のリード導体１２を平行に配置したラジアルリードタイプの温度ヒューズにも適用でき、図４に示すような一対の板状のリード導体２２を直線上に配置した薄形温度ヒューズについても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明の他の実施の形態における温度ヒューズの断面図
【図４】本発明の他の実施の形態における温度ヒューズの断面図
【図５】従来の温度ヒューズの断面図
【符号の説明】
【００３７】
１１  可溶合金
１２，２２  リード導体
１２ａ  金属めっき
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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