JP2014120561A

JP2014120561A - Protection device

Info

Publication number: JP2014120561A
Application number: JP2012273528A
Authority: JP
Inventors: Kuix Lan Chen; 奎彰陳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-06-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protection device having a function for achieving excellent heat transmission between the interior and the exterior.SOLUTION: A protection device protects an electronic component and includes: a first electrode 20 and a second electrode 30; a body 10; a heat conduction part 40; and a sealing material 50. The body 10 is electrically connected with the first electrode 20 and the second electrode 30. In the heat conduction part 40, one end is provided at the first electrode 20 and the other end is exposed to the outer side of the body. The sealing material 50 covers the body 10 so that a part of the first electrode 20, a part of the second electrode 30, and the other end of the heat conduction part 40 are exposed.

Description

本発明は、保護装置に関し、詳しくは、電子回路の電子部品を保護する保護装置に関する。 The present invention relates to a protection device, and more particularly to a protection device that protects electronic components of an electronic circuit.

従来、電子部品を保護する保護装置として、バリスタ（ＶＤＲ、ＶｏｌｔａｇｅＤｅｐｅｎｄｅｎｔＲｅｓｉｓｔｏｒ）、または、温度ヒューズ（ＴＣＯ、ＴｈｅｒｍａｌＣｕｔ−Ｏｆｆ）等が知られている。
バリスタは、他の電子部品を高電圧から保護するためである。最も有名なバリスタは、金属酸化物バリスタ（ＭＯＶ、ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＶａｒｉｓｔｏｒ）である。
金属酸化物バリスタは、両端子間の電圧が低い時に高い電気抵抗を有するが、両端子間の電圧が所定値以上になると、電気抵抗が低くなり、サージ電流を通過させ、発熱を利用して、電子部品或いは回路を保護するものである。 Conventionally, a varistor (VDR, Voltage Dependent Resistor), a thermal fuse (TCO, Thermal Cut-Off) or the like is known as a protection device for protecting an electronic component.
The varistor is for protecting other electronic components from high voltage. The most famous varistor is a metal oxide varistor (MOV).
Metal oxide varistors have a high electrical resistance when the voltage between both terminals is low, but when the voltage between both terminals exceeds a predetermined value, the electrical resistance decreases, allowing surge current to pass, and using heat generation Protects electronic components or circuits.

特開２００８−１８２２８０号公報JP 2008-182280 A

しかし、バリスタの両端子は、継続的に電圧を受けると、徐々に老化する。よって、バリスタの両端子が老化すると、バリスタの放熱が遅くになり、バリスタの性能が低下する。 However, both terminals of the varistor are gradually aged when receiving a voltage continuously. Therefore, when both terminals of the varistor are aged, the heat dissipation of the varistor becomes slow, and the performance of the varistor is degraded.

バリスタの性能低下を抑制するため、温度ヒューズが設けられている。
温度ヒューズは、低融点合金が溶融することにより電流を遮断する。
バリスタと共に設けられた温度ヒューズが正常に動作させるには、バリスタと温度ヒューズとの間に、優れた熱伝導が必要である。
しかし、バリスタと温度ヒューズとの間の熱伝導が遅くなる場合、温度ヒューズが動作するまで時間がかかるため、理想な保護作用を発揮することができない。
市場では、熱保護型金属酸化物バリスタ（ＴＭＯＶ，ＴｈｅｒｍａｌＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＶａｒｉｓｔｏｒ）等のバリスタと温度ヒューズとを接触させる製品が開発されている。 A thermal fuse is provided to suppress the performance degradation of the varistor.
The thermal fuse cuts off the current when the low melting point alloy melts.
In order for the thermal fuse provided with the varistor to operate normally, excellent heat conduction is required between the varistor and the thermal fuse.
However, when the thermal conduction between the varistor and the thermal fuse becomes slow, it takes time until the thermal fuse operates, and thus an ideal protective action cannot be exhibited.
In the market, a product that contacts a thermal fuse with a varistor such as a thermal protection type metal oxide varistor (TMOV, Thermal Metal Oxide Varistor) has been developed.

従来の熱保護型金属酸化物バリスタの模式図を図１に示す。バリスタと温度ヒューズとを接触させると、バリスタの熱エネルギーが温度ヒューズの低融点合金に伝導される。
従来の温度ヒューズの動作前及び動作後の模式図を図２、３に示す。表面張力と特殊材料の補助作用により、溶融状態となる低融点合金は収縮して球状となり、電流が切断される。
これにより、温度ヒューズは動作する。 A schematic diagram of a conventional heat protection type metal oxide varistor is shown in FIG. When the varistor and the thermal fuse are brought into contact, the thermal energy of the varistor is conducted to the low melting point alloy of the thermal fuse.
2 and 3 are schematic views before and after the operation of the conventional thermal fuse. Due to the auxiliary action of the surface tension and special material, the low melting point alloy that is in a molten state contracts into a spherical shape and the current is cut.
Thereby, the thermal fuse operates.

従来、バリスタと温度ヒューズとは一緒に封入されている。
低融点合金の融点はいずれも、１５０℃以下である。
同時に、封入過程での低融点合金の溶融を抑制するため、防湿効果が優れたエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）を用いて封入を行うことができない。
その理由は、エポキシ樹脂が固化する条件が１５０℃を１．５時間維持することであり、温度ヒューズが表面張力と特殊材料の補助作用を利用し溶融状態の低融点合金を収縮させて球状にするものであるからである。
よって、重力の影響を受け、設置角度との関係により、低融点合金が残留し、漏電するおそれがある。
また、一般の電子製品のリード線はスズメッキ銅線であり、低融点合金の導電率はスズメッキ銅線の１０〜３０％に過ぎない。
よって、持続的な大電流、或いは瞬間サージ電流が流れると、異なる導電率により、大電流または瞬間サージ電流を検出することができないおそれがある。 Conventionally, the varistor and the thermal fuse are sealed together.
The melting points of the low melting point alloys are all 150 ° C. or lower.
At the same time, in order to suppress melting of the low melting point alloy in the encapsulation process, it is not possible to encapsulate using an epoxy resin (Epoxy) having an excellent moisture-proof effect.
The reason is that the epoxy resin is solidified under the condition that 150 ° C. is maintained for 1.5 hours, and the thermal fuse uses a surface tension and an auxiliary action of a special material to shrink the molten low melting point alloy into a spherical shape. Because it is something to do.
Therefore, under the influence of gravity, the low melting point alloy may remain due to the relationship with the installation angle, which may cause electric leakage.
Moreover, the lead wire of a general electronic product is a tin plated copper wire, and the conductivity of the low melting point alloy is only 10 to 30% of the tin plated copper wire.
Therefore, when a continuous large current or an instantaneous surge current flows, there is a possibility that the large current or the instantaneous surge current cannot be detected due to different conductivity.

本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部と内部との間で優れた熱伝達機能を有する保護装置を提供することである。 This invention is made | formed in view of the above-mentioned problem, The objective is to provide the protective device which has the outstanding heat transfer function between the exterior and the inside.

本発明に係る保護装置は、電子部品を保護する保護装置であって、第一電極及び第二電極、本体、熱伝導部、ならびに、封止材を備える。本体は、第一電極及び第二電極に電気的に接続されている。熱伝導部は、接続導線であり、一端が第一電極に設けられ、他端が本体の外側に露出されている。封止材は、第一電極の一部、第二電極の一部、及び熱伝導部の他端が露出するよう本体を覆う。
保護装置は、本体が封止材により保護されていることで、本体と外界との接触による老化及び性能低下を抑制することができる。
熱伝導部は、一部が封止材の外部に露出されている。このため、外部と内部との間で優れた熱伝達機能を有する。よって、例えば、バリスタに適用される場合、熱を積極的に外部に伝達することができ、保護装置の放熱を促進することができる。また、例えば、温度ヒューズに適用される場合、熱を積極的に内部に伝達することができ、温度ヒューズの動作を加速することができる。したがって、電子製品を保護することができる。 The protection device according to the present invention is a protection device that protects an electronic component, and includes a first electrode and a second electrode, a main body, a heat conducting unit, and a sealing material. The main body is electrically connected to the first electrode and the second electrode. The heat conducting part is a connecting lead, one end is provided on the first electrode, and the other end is exposed to the outside of the main body. The sealing material covers the main body so that a part of the first electrode, a part of the second electrode, and the other end of the heat conducting unit are exposed.
Since the main body is protected by the sealing material, the protective device can suppress aging and performance deterioration due to contact between the main body and the outside.
A part of the heat conducting portion is exposed to the outside of the sealing material. For this reason, it has an excellent heat transfer function between the outside and the inside. Therefore, for example, when applied to a varistor, heat can be actively transmitted to the outside, and heat dissipation of the protection device can be promoted. For example, when applied to a thermal fuse, heat can be actively transmitted to the inside, and the operation of the thermal fuse can be accelerated. Therefore, the electronic product can be protected.

従来の金属酸化物バリスタを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional metal oxide varistor. 従来の温度ヒューズを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional temperature fuse. 従来の温度ヒューズを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional temperature fuse. 本発明の第一実施例による保護装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the protection apparatus by 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例による保護装置を示す平面図である。It is a top view which shows the protection apparatus by 1st Example of this invention. 本発明の第一実施例による保護装置を示す平面図である。It is a top view which shows the protection apparatus by 1st Example of this invention. 本発明の第二実施例による保護装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the protection apparatus by 2nd Example of this invention. 本発明の第二実施例による保護装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the protection apparatus by 2nd Example of this invention.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を図４、５、６に示す。図４、５、６に示すように、本実施形態の保護装置は、本体１０、第一電極２０、第二電極３０、熱伝導部４０、封止材５０を備える。
本実施形態では、本体１０は、バリスタ基板であり、従来のバリスタ基板と同様であるため、説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the protection device of this embodiment includes a main body 10, a first electrode 20, a second electrode 30, a heat conduction unit 40, and a sealing material 50.
In the present embodiment, the main body 10 is a varistor substrate, which is the same as a conventional varistor substrate, and thus description thereof is omitted.

第一電極２０は、本体１０の第一表面１１に電気的に連接され、スズメッキ銅線で製造される。
第二電極３０は、本体１０の第二表面１２に電気的に連接され、スズメッキ銅線で製造される。 The first electrode 20 is electrically connected to the first surface 11 of the main body 10 and is made of a tin plated copper wire.
The second electrode 30 is electrically connected to the second surface 12 of the main body 10 and is made of a tin plated copper wire.

熱伝導部４０は、第一電極２０に電気的に連接され、スズメッキ銅線で製造される。
封止材５０は、第一電極２０の一部、第二電極３０の一部、及び熱伝導部４０の一部が露出するよう本体１０の外部を覆う。本実施形態では、封止材５０は、エポキシ樹脂で製造される。 The heat conducting unit 40 is electrically connected to the first electrode 20 and is manufactured from a tin plated copper wire.
The sealing material 50 covers the outside of the main body 10 so that a part of the first electrode 20, a part of the second electrode 30, and a part of the heat conducting unit 40 are exposed. In this embodiment, the sealing material 50 is manufactured with an epoxy resin.

本実施形態では、保護装置にサージ電流が通過すると、本体１０が発生する熱エネルギーは熱伝導部４０を介して外部に伝導される。
熱伝導部４０は、単一の金属材料により形成され、熱伝導を行うため、迅速かつ安定的に、本体１０が生じる熱エネルギーを、正確かつ有効に外部へ伝導することができる。
また、封止材料５０により本体を封入するため、本体１０が徐々に老化することを抑制することができ、効力を失った時の損傷の発生を抑制することができる。 In the present embodiment, when a surge current passes through the protection device, the thermal energy generated by the main body 10 is conducted to the outside through the heat conducting unit 40.
Since the heat conducting unit 40 is formed of a single metal material and conducts heat, the heat energy generated by the main body 10 can be conducted accurately and effectively to the outside quickly and stably.
Moreover, since the main body is sealed with the sealing material 50, the main body 10 can be prevented from gradually aging, and the occurrence of damage when the efficacy is lost can be suppressed.

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態を図７に示す。図７に示すように、本実施形態の保護部品は、本体１０Ａ、第一電極２０Ａ、第二電極３０Ａ、熱エネルギー導引部４０Ａ、封止材５０Ａを備える。 (Second embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the protective component of the present embodiment includes a main body 10A, a first electrode 20A, a second electrode 30A, a thermal energy conducting part 40A, and a sealing material 50A.

本体１０Ａは、温度ヒューズであり、リード線１３Ａを有する。リード線１３Ａは、スズメッキ銅線により作られている。
リード線１３Ａの両端には、第一低融点合金金属１４Ａ及び第二低融点合金金属１５Ａがそれぞれ設置されている。リード線１３Ａの中央の底端には、弾性部品１６Ａが設置されている。
本実施形態では、弾性部品１６Ａは、例えばバネであり、一端がリード線１３Ａに固定され、他端が封止材５０Ａに固定されている。
これにより、リード線１３Ａと第一電極２０Ａ及び第二電極３０Ａとの間を、切断可能な弾性力が生じる。 The main body 10A is a thermal fuse and has a lead wire 13A. The lead wire 13A is made of a tin-plated copper wire.
A first low-melting point alloy metal 14A and a second low-melting point alloy metal 15A are respectively installed at both ends of the lead wire 13A. An elastic component 16A is installed at the bottom end of the center of the lead wire 13A.
In the present embodiment, the elastic component 16A is, for example, a spring, and one end is fixed to the lead wire 13A and the other end is fixed to the sealing material 50A.
Thereby, the elastic force which can cut | disconnect between the lead wire 13A, the 1st electrode 20A, and the 2nd electrode 30A arises.

第一電極２０Ａは、第一低融点合金金属１４Ａに電気的に連接され、スズメッキ銅線により作られている。
第二電極３０Ａは、第二低融点合金金属１５Ａに電気的に連接され、スズメッキ銅線より作られている。 The first electrode 20A is electrically connected to the first low-melting-point alloy metal 14A and is made of a tin-plated copper wire.
The second electrode 30A is electrically connected to the second low melting point alloy metal 15A and is made of a tin-plated copper wire.

熱伝導部４０Ａは、一端が第一電極２０Ａに電気的に連接されている。熱伝導部４０Ａの他端は、保護対象である電気部品に直接接触されているか、電気部品の近傍に位置している。
これにより、非常に素早い反応時間を得ることができる。
本実施形態では、熱エネルギー導引部４０Ａは、スズメッキ銅線により作られている。 One end of the heat conducting unit 40A is electrically connected to the first electrode 20A. The other end of the heat conducting unit 40A is in direct contact with the electrical component to be protected or is located in the vicinity of the electrical component.
Thereby, a very quick reaction time can be obtained.
In the present embodiment, the thermal energy conducting portion 40A is made of a tin plated copper wire.

封止材５０Ａは、絶縁のハウジングであり、第一電極２０Ａの一部、第二電極３０Ａの一部及び熱エネルギー導引部４０Ａ一部が露出するよう本体１０Ａの外部を覆う。
電子部品が生じる熱エネルギーは、熱伝導部４０Ａにより、本体１０Ａに伝導され、本体１０Ａの第一低融点合金金属１４Ａ及び第二低融点合金金属１５Ａの溶融を加速させる。
これにより、図８に示すように、第一低融点合金金属１４Ａ及び第二低融点合金金属１５Ａは、溶融状態となり、リード線１３Ａを固定することができなくなる。よって、弾性部品１６Ａの弾性力により、リード線１３Ａと第一電極２０Ａおよび第二電極３０Ａとの接続が遮断され、電流を迅速に切断することができる。 The sealing material 50A is an insulating housing and covers the outside of the main body 10A so that a part of the first electrode 20A, a part of the second electrode 30A, and a part of the thermal energy conducting part 40A are exposed.
The heat energy generated by the electronic component is conducted to the main body 10A by the heat conducting unit 40A, and accelerates the melting of the first low melting point alloy metal 14A and the second low melting point alloy metal 15A of the main body 10A.
Thereby, as shown in FIG. 8, the first low-melting-point alloy metal 14A and the second low-melting-point alloy metal 15A are in a molten state, and the lead wire 13A cannot be fixed. Therefore, the connection between the lead wire 13A, the first electrode 20A, and the second electrode 30A is interrupted by the elastic force of the elastic component 16A, and the current can be cut quickly.

弾性力は、外部機械力であるため、表面張力と特殊材料の切断効果を利用する方式に比べ、低融点合金金属が残留する可能性を大きく低減することができる。
よって、迅速及び正確に電流を切断するという目的を達成し、漏電の発生を抑制することができる。
つまり、本発明を温度ヒューズに適用される場合、温度ヒューズは、迅速に異常温度を感知し、動作することができる。
また、封止材５０Ａにより本体１０Ａが封入されているため、本体１０Ａが、外界と接し、徐々に老化すること及び失効することを抑制することができる。 Since the elastic force is an external mechanical force, the possibility that the low-melting-point alloy metal remains can be greatly reduced as compared with a method using the surface tension and the cutting effect of the special material.
Therefore, the purpose of cutting off the current quickly and accurately can be achieved, and the occurrence of leakage can be suppressed.
That is, when the present invention is applied to a thermal fuse, the thermal fuse can quickly detect an abnormal temperature and operate.
Further, since the main body 10A is enclosed by the sealing material 50A, the main body 10A can be prevented from coming into contact with the outside world and gradually aging and lapse.

本発明は、上述の第一実施形態および第二実施形態に限定されるものではない。
第一実施形態のバリスタ基板は、シルバープラスチックを利用し、第一電極及び第一電極に電気的に連接することとしても良い。 The present invention is not limited to the first embodiment and the second embodiment described above.
The varistor substrate of the first embodiment may be made of silver plastic and electrically connected to the first electrode and the first electrode.

第二実施形態の熱伝導部の長さを長くすることができる。
これにより、溶接により本体を組み立てる時、溶接が生じる熱エネルギーにより、第一低融点合金金属及び第二低融点合金金属が溶融することを抑制することができる。
また、第一低融点合金金属および第二低融点合金金属のエリアをさらに拡大することができ、本体と第一電極及び第二電極とが重なる区域をそれぞれ拡大することができる。
これにより、金属材料間の導電率の差異による問題の発生を抑制することができる。
さらに、本体を低融点合金金属と特殊材料との組合せに換えることができ、反応速度を改善する効果を得ることができる。 The length of the heat conducting part of the second embodiment can be increased.
Thereby, when assembling a main body by welding, it can suppress that a 1st low melting-point alloy metal and a 2nd low-melting-point alloy metal melt by the heat energy which welding produces.
In addition, the areas of the first low-melting-point alloy metal and the second low-melting-point alloy metal can be further enlarged, and the areas where the main body, the first electrode, and the second electrode overlap can be enlarged.
Thereby, generation | occurrence | production of the problem by the difference in the electrical conductivity between metal materials can be suppressed.
Furthermore, the main body can be changed to a combination of a low melting point alloy metal and a special material, and an effect of improving the reaction rate can be obtained.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

１０・・・本体、
１１・・・第一表面、
１２・・・第二表面、
１３・・・リード線、
２０・・・第一電極、
３０・・・第二電極、
４０・・・熱伝導部、
５０・・・封止料、
１０Ａ・・・本体、
１３Ａ・・・リード線、
１４Ａ・・・第一低融点合金金属、
１５Ａ・・・第二低融点合金金属、
１６Ａ・・・弾性部品、
２０Ａ・・・第一電極、
３０Ａ・・・第二電極、
４０Ａ・・・熱伝導部、
５０Ａ・・・封止材。 10 ... body,
11 ... first surface,
12 ... second surface,
13 ... Lead wire
20 ... 1st electrode,
30 ... second electrode,
40 ... heat conduction part,
50: Sealing material,
10A ... main body,
13A ... Lead wire,
14A: first low melting point alloy metal,
15A ... second low melting point alloy metal,
16A ... elastic parts,
20A ... first electrode,
30A ... second electrode,
40A ... heat conduction part,
50A: Sealing material.

Claims

A protective device for protecting electronic components,
A first electrode and a second electrode;
A body electrically connected to the first electrode and the second electrode;
One end is provided on the first electrode and the other end is exposed to the outside of the main body, and
A protective device comprising: a part of the first electrode; a part of the second electrode; and a sealing material that covers the main body so that the other end of the heat conducting unit is exposed.

The protection device according to claim 1, wherein the heat conducting unit is a tin-plated copper wire.

The main body is a varistor substrate in which a first surface electrically connected to the first electrode and a second surface electrically connected to the second electrode are formed on both sides. The protective device according to claim 1, wherein

The protective device according to claim 3, wherein the sealing material is an epoxy resin.

The main body is a thermal fuse having a lead wire and an elastic member provided at the bottom end of the center of the lead wire,
The lead wire is provided with a first low melting point alloy metal electrically connected to the first electrode and a second low melting point alloy metal electrically connected to the second electrode at both ends,
The lead wires are electrically connected to the first electrode and the second electrode, respectively.
The protection device according to claim 1, wherein the elastic member has an urging force capable of cutting between the lead wire and the first electrode and the second electrode.

The protection device according to claim 5, wherein the sealing material is an insulating housing.