JP2001222938A

JP2001222938A - 保護素子

Info

Publication number: JP2001222938A
Application number: JP2000038053A
Authority: JP
Inventors: Tokihiro Yoshikawa; 時弘吉川; Masayuki Gomi; 正幸五味; Katsuyuki Murata; 勝之村田
Original assignee: NEC Schott Components Corp
Current assignee: NEC Schott Components Corp
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁基板の離隔した位置に形成した電極を有
し、これらの電極間にまたがって低融点合金や可溶合金
等の可溶体を接続した温度ヒューズや抵抗付きヒューズ
よりなる保護素子において、可溶体の溶断時の球状化を
迅速かつ円滑にして、動作後の可溶体相互間の間隔寸法
が大きく、かつ安定な保護素子を提供する。【解決手段】絶縁基板１に形成した電極４，５間の上
に、低融点合金１０よりも高融点の半田材料または半田
材料を主材料とする合金よりなる中間層６，７を形成
し、これらの中間層６，７間にまたがって、低融点合金
１０を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保護素子に関し、
より詳細には、特定温度で溶融する低融点合金を有する
温度ヒューズや、可溶合金と抵抗体とを有しこの抵抗体
への通電発熱により前記可溶合金を強制的に溶断させる
抵抗付きヒューズ等の保護素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器等を過熱損傷から保護する保護
素子として、特定温度で動作して回路を遮断する温度ヒ
ューズが用いられている。この種の温度ヒューズには、
感温材として特定温度で溶融する絶縁性の感温ペレット
を用いて、感温ペレットの溶融時に圧縮ばねの伸長によ
り可動接点を固定接点から開離する感温ペレットタイプ
のもの（ａ）と、感温材として特定温度で溶融する低融
点合金を用いて、この低融点合金に通電し、周囲温度が
所定値を超えると低融点合金が溶融することによって回
路を遮断する低融点合金タイプ（ｂ）とがある。また、
可溶合金と抵抗体とを具備し、抵抗体への通電発熱によ
り可溶合金を強制的に溶断させる抵抗付きヒューズと称
される保護素子（ｃ）もある。

【０００３】本発明は、前記ｂタイプの温度ヒューズと
称される保護素子や、ｃタイプの抵抗付きヒューズと称
される保護素子の改良に関するものであるから、以下、
そのようなタイプのものについて説明する。前記ｂタイ
プの保護素子としては、例えば実開昭５７−１４１３４
６号公報に開示されている。また、ｃタイプの保護素子
としては、例えば実開昭５８−５２８４８号公報に開示
されている。そして、前記ｂタイプおよびｃタイプの保
護素子を絶縁基板を用いて薄型構造にしたものもある。

【０００４】まず、前記ｂタイプの薄型温度ヒューズＣ
について、図８および図９を用いて説明する。図８は、
従来の最も一般的な薄型温度ヒューズの一部を除去した
平面図を示し、図９はその縦断面図を示す。図８および
図９において、６１はアルミナセラミック等よりなる矩
形状の絶縁基板で、その長手方向の両端に、銀（以下Ａ
ｇ）ペーストまたは銀−パラジウム（以下Ａｇ−Ｐｄ）
ペースト等を塗布焼成して一対の電極６２，６３が形成
されている。前記電極６２，６３の各外方端には、リー
ド６４，６５が半田６６，６７により接続されている。
また、前記電極６２，６３の内方端にまたがって、特定
温度で溶融する低融点合金６８が溶接等により接続さ
れ、この低融点合金６８の表面をフラックス６９で被覆
している。そして、このフラックス６９の上方からエポ
キシ樹脂やセラミック等の絶縁材料で成形した絶縁キャ
ップ７０を被せて、封止樹脂７１により封止されてい
る。

【０００５】この温度ヒューズＣは、例えばリード６
４，６５を電気機器ないし電子機器（以下、単に電子機
器という）に直列に接続することにより、リード６４−
電極６２−低融点合金６８−電極６３−リード６５を通
って、電子機器に通電する。電子機器の異常により、周
囲温度が上昇すると、まず、フラックス６９が溶融し
て、低融点合金６８の表面を清浄化および活性化して、
低融点合金６８の溶融に備える。周囲温度がさらに上昇
して低融点合金６８の融点に達すると、低融点合金６８
が溶融し、表面張力によって電極６２，６３に引き寄せ
られて、球状化した低融点合金６８ａ，６８ｂとなる
（図示省略）ため、回路が遮断され、電子機器への通電
が遮断される。これによって、周囲温度が下降しても、
球状化した低融点合金６８ａ，６８ｂは、元の形状には
復元しないため、回路は遮断されたままとなり、いわゆ
る非復帰型の保護素子として機能する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記温度ヒューズＣに
おいて、絶縁基板１に形成した電極６２，６３は、通
常、ＡｇペーストやＡｇ−Ｐｄペースト等の導電ペース
トを塗布焼成して形成されているため、その融点が低融
点合金６８の融点よりも高く、したがって、低融点合金
６８の溶融時には溶融せず、低融点合金６８の溶融時
に、溶融した低融点合金６８との濡れ性が必ずしも十分
ではなく、溶融した低融点合金６８を引き寄せて球状化
させる力が弱く、しかも不安定であるため、溶融し球状
化した低融点合金６８ａ，６８ｂ間の間隔寸法（絶縁距
離）がばらつきやすいため、間隔寸法が小さい場合でも
動作後の耐電圧が満足な大きさになるように、電極６
２，６３間の間隔寸法等を大きく設計しなければならな
いため、大型化するという問題点があった。

【０００７】上記の問題点は、上記の温度ヒューズＣの
みならず、絶縁基板に導電ペーストを塗布焼成して形成
した電極間にまたがって可溶合金を接続するとともに、
この可溶合金に熱的に近接させて抵抗体を設けて、抵抗
体への通電による発熱により、前記可溶合金を溶断させ
るようにした，いわゆる抵抗付きヒューズと称される保
護素子においても、同様に発生していた。

【０００８】また、上記の問題点は、上述したセラミッ
クよりなる絶縁基板６１に導電ペーストを塗布し焼成し
て形成した電極６２，６３を有する温度ヒューズや抵抗
付きヒューズのみならず、セラミツクよりなる絶縁基板
に銅等のメタライズによる電極を形成した温度ヒユーズ
や抵抗付きヒューズ等の保護素子においても、同様に発
生していた。

【０００９】さらに、上記の問題点は、上述したセラミ
ックよりなる絶縁基板に導電ペーストを塗布し焼成した
り、銅等のメタライズにより形成した電極を有する温度
ヒューズや抵抗付きヒューズのみならず、フレキシブル
な絶縁ベースフィルムに銅箔やニッケル箔あるいは銅合
金箔やニツケル合金箔等を接着して形成した電極を有す
るものにおいても、同様に発生していた。

【００１１】そこで、本発明は、絶縁基板に導電ペース
トを塗布焼成したり、導電材料をメタライズしたり、導
電材料よりなる箔を接着したりして形成した電極を有す
る温度ヒューズや抵抗付きヒューズ等の保護素子におい
て、溶融した低融点合金や可溶合金等の可溶体の球状化
をしやすくして、動作後の球状化した低融点合金や可溶
合金等の可溶体間の間隔寸法を大きく、しかも安定にし
て、小型化または動作の確実な温度ヒューズや抵抗付き
ヒューズ等の保護素子を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基板に形
成した電極間にまたがって低融点合金や可溶合金等の可
溶体を接続してなる温度ヒューズや抵抗付きヒューズと
称される保護素子において、前記電極と可溶体との間に
可溶体よりも高融点を有する半田材料または半田材料を
主材料とする合金よりなる中間層を介在させたことを特
徴とする保護素子である。

【００１３】本発明の請求項１記載の発明は、絶縁基板
と、この絶縁基板の離隔した位置に形成された電極と、
これらの電極間にまたがって接続された可溶体とを有す
る保護素子において、前記電極と可溶体との間に前記可
溶体よりも高融点の半田材料または半田材料を主材料と
する合金よりなる中間層を介在させたことを特徴とする
保護素子である。このように、可溶体よりも高融点の半
田材料または半田材料を主材料とする合金よりなる中間
層を介在させたことにより、溶融した可溶体の中間層に
対する濡れ性が、電極に対する濡れ性よりも大きいこと
に基いて、可溶体の溶融時に、溶融した可溶体が前記中
間層に引き寄せられる力が増大し、可溶体の溶断が円滑
になるとともに、溶断後の間隔寸法が増大かつ安定し
て、小型で動作後の耐電圧が大きい保護素子が得られ
る。

【００１４】本発明の請求項２記載の発明は、前記電極
が、ＡｇまたはＡｇを主成分としたＡｇＰｔ，ＡｇＰｄ
系の導電ペーストを塗布焼成して形成されたもの、導電
材料のメタライズにより形成されたもの、導電材料より
なる箔の接着で形成されているもののいずれかであるこ
とを特徴とする請求項１記載の保護素子である。このよ
うに、電極がＡｇまたはＡｇを主成分としたＡｇＰｔ，
ＡｇＰｄ系材料で形成されていると、その抵抗値が小さ
いことにより、内部抵抗が小さい保護素子が得られる。
また、電極が導電材料のメタライズで形成されている
と、絶縁基板に対して密着性のよい電極が得られる。さ
らに、導電材料よりなる箔を接着した電極では、電極の
形成に加熱を伴わないので、絶縁基板としてフレキシブ
ルな樹脂フィルムを採用することができ、フレキシブル
な保護素子が提供できるのみならず、薄型化ができる。

【００１５】本発明の請求項３記載の発明は、前記電極
が、ＭｏＭｎよりなる下地層を有することを特徴とする
請求項１または２のいずれかに記載の保護素子である。
このように、電極がＭｏＭｎよりなる下地層を有するこ
とにより、下地層の絶縁基板に対する密着強度が、電極
の絶縁基板に対する密着強度よりも大きく、しかも、こ
の下地層に対する電極の密着強度も大きいため、結局、
絶縁基板に対する密着強度が大きい電極を有する保護素
子が得られる。

【００１６】本発明の請求項４記載の発明は、前記可溶
体が、周囲温度に応じて溶融する低融点合金であること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の保護
素子である。このように、可溶体として、周囲温度に応
じて溶融する低融点合金を用いることにより、周囲温度
に応答して動作する温度ヒューズが得られる。

【００１７】本発明の請求項５記載の発明は、前記可溶
体が可溶合金であり、かつ、抵抗体を具備しており、前
記抵抗体への通電による発熱により前記可溶合金を強制
的に溶断させるようにしたことを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の保護素子である。このよう
に、可溶体として可溶合金を用い、かつ、抵抗体を具備
することにより、前記抵抗体への通電による発熱により
前記可溶合金を強制的に溶断させる，いわゆる抵抗付き
ヒューズと称される保護素子が得られ、周囲温度に応答
して動作する温度ヒューズとは異なる用途が開拓でき
る。

【００１８】

【実施態様１】本発明の実施態様について、以下、図面
を参照して説明する。図１は本発明の第１実施態様の温
度ヒューズからなる保護素子Ａの縦断面図を示し、図２
はその一部を除去した平面図である。図１および図２に
おいて、１はアルミナ等のセラミックよりなる矩形状の
絶縁基板で、その両端にＭｏＭｎよりなる下地層２，３
を有し、その上にＡｇペーストやＡｇＰｔペースト，Ａ
ｇＰｄペースト等のＡｇ系ペーストを塗布焼成して形成
した電極４，５を有する。これらの電極４，５の上に
は、それぞれ後述する低融点合金と濡れ性がよく、かつ
低融点合金よりも高融点の半田材料または半田材料を主
成分とする合金よりなる中間層６，７が形成されてい
る。そして、前記中間層６，７の各外方端には、一対の
リード８，９がこの中間層６，７により接続固着されて
おり、また、各内方端間にまたがって、周囲温度に応答
して溶融する低融点合金１０が溶接等により一体に接続
されている。この低融点合金１０の表面は、フラックス
１１で被覆されており、このフラックス１１の上方から
アルミナセラミックや樹脂等の成形体よりなる絶縁キャ
ップ１２が被せられ、封止樹脂１３により固着封止され
ている。

【００１９】このような温度ヒューズよりなる保護素子
Ａによると、絶縁基板１に密着性のよい下地層２，３が
形成され、この下地層２，３の上に導電ペーストを塗布
焼成して電極４，５が形成されているので、電極４，５
の絶縁基板１に対する密着強度が大きい。また、電極
４，５と低融点合金１０との間に、この低融点合金１０
よりも高融点の半田材料または半田材料を主とする合金
よりなる中間層６，７が介在されているため、溶融した
低融点合金１０の中間層６，７に対する濡れ性が、電極
４，５に対する濡れ性よりも大きいことに起因して、低
融点合金１０の溶融時に溶融した低融点合金１０が中間
層６，７の大きな吸引力によって引き寄せらて、低融点
合金１０が迅速かつ確実に溶断し、しかも、動作後の球
状化した低融点合金１０ａ，１０ｂ間の間隔寸法（絶縁
距離）が大きくかつ安定し、もって温度ヒューズの小型
化および確実な動作が得られる。

【００２０】

【実施態様２】次に、本発明の第２実施態様の保護素子
Ｂについて説明する。本第２実施態様の保護素子Ｂは、
可溶体として可溶合金と、通電発熱によりこの可溶合金
を強制的に溶断させる抵抗体とを具備する，いわゆる抵
抗付きヒューズに関するものである。図３は、本第２実
施態様の保護素子Ｂの縦断面図で、図４はその絶縁キャ
ップ，フラックス等の一部を除去した状態を示す平面図
であり、図５はその絶縁層等の一部を除去した下面図で
ある。

【００２１】図３ないし図５において、２１はアルミナ
セラミック等よりなる略矩形状の絶縁基板で、その長手
方向の両端近傍に透孔２２，２３が穿設されている。前
記絶縁基板２１の表面の一方端の前記透孔２２を含まな
い位置および透孔２２を含む位置に、それぞれＭｏＭｎ
等よりなる下地層２４，２５が形成されており、他方端
の前記透孔２３を含む位置にＭｏＭｎ等よりなる下地層
２６が形成されている。また、絶縁基板２１の裏面の長
手方向の両端には、それぞれ前記透孔２２，２３を含む
位置にＭｏＭｎ等よりなる下地層２７，２８が形成され
ている。そして、前記各下地層２４，２５，２６，２
７，２８の上には、それぞれＡｇペーストやＡｇＰｔペ
ースト，ＡｇＰｄペースト等の導電ペーストを塗布焼成
して電極２９，３０，３１，３２，３３が形成されてい
る。

【００２２】ここで、前記絶縁基板２１の表面側の電極
３０と裏面側の電極３２とは透孔２２を介して接続され
ており、また、絶縁基板２１の表面側の電極３１と裏面
側の電極３３とは透孔２３を介して接続されている。

【００２３】絶縁基板２１の裏面の電極３２，３３間に
またがって、例えば酸化ルテニウム（ＲｕＯ）等を含む
抵抗ペーストを塗布焼成して抵抗体３４が形成されてお
り、これらの電極３２，３３および抵抗体３４を被覆し
て、低融点ガラス等の絶縁体よりなる絶縁層３５が形成
されている。

【００２４】再び表面側に戻って、前記電極２９ないし
３１の上には、それぞれ後述する可溶合金よりも高融点
の半田材料または半田材料を主材料とする合金よりなる
中間層３６，３７，３８が形成されている。そして、前
記中間層３６，３７，３８の外方端に、それぞれ銅板材
またはニッケル板材等よりなるリード３９，４０，４１
が前記中間層３６，３７，３８によって固着接続されて
いる。また、前記中間層３６，３８の内方端間にまたが
って、可溶合金４２が溶接等により固着接続されてい
る。さらに、前記可溶合金４２の表面は、フラックス４
３によって被覆されている。

【００２５】前記フラックス４３の上方からは、例えば
アルミナセラミック，樹脂等の成形体よりなる絶縁キャ
ップ４５が被せられて、例えばエポキシ系樹脂よりなる
封止樹脂４５によって固着封止されている。

【００２６】本第２実施態様の保護素子Ｂにおいても、
中間層３６，３７，３８の存在により、前記保護素子Ａ
と同様に本発明の所期の作用効果が得られるのみなら
ず、抵抗体３４への通電発熱により、可溶合金４２が強
制的に溶断できるので、可溶合金４２の融点は前記第１
実施態様の保護素子Ａにおける低融点合金１０ほど厳密
な溶断精度が要求されなくなるので、可溶合金４２の選
択範囲が広くなり、入手容易な安価な材料を採用できる
のみならず、後述するように温度ヒューズよりなる保護
素子Ａとは異なる新たな用途にも適用できるという特有
の作用効果を奏する。

【００２７】次に、上記第２実施態様の保護素子Ｂの使
用方法例について説明する。図６は、上記の保護素子Ｂ
の等価回路図を示す。図６において、３９，４０，４１
は端子で、それぞれリード３９，４０，４１に対応して
いる。また、Ｆはヒューズ素子で可溶合金４２に対応し
ており、前記端子３９，４１間に接続されている。さら
に、Ｒは抵抗で抵抗体３４に対応しており、前記端子４
０，４１間に接続されている。

【００２８】図７は前記抵抗付きヒューズよりなる保護
素子Ｂを、リチウムイオン電池の過充電防止に適用した
場合の回路図を示す。図７において、５１，５２は直流
電源端子で、５３，５４は負荷端子である。前記負荷端
子５３，５４には、リチウムイオン電池５５が接続され
ている。そして、前記直流電源端子５１には保護素子Ｂ
の端子３９が接続され、負荷端子５３には保護素子Ｂの
端子４１が接続されている。したがって、前記直流電源
端子５１と負荷端子５３間には保護素子Ｂのヒューズ素
子Ｆ（可溶合金４２）が接続されている。また、直流電
源端子５２は負荷端子５４に接続されている。さらに、
保護素子Ｂの端子４０は、前記リチウムイオン電池５５
の端子電圧を検知する検知手段の検知動作によって導通
状態となるスイッチング素子，例えばＮＰＮ型トランジ
スタ５６のコレクタ−エミッタを介して、直流電源端子
５２（負荷端子５４）に接続されている。前記負荷端子
５３，５４間には、前記検知手段の一例としての抵抗５
７，５８の直列回路が接続されており、これら両抵抗５
７，５８の接続点Ｐは、前記スイッチング素子の制御端
子，例えばトランジスタ５６のベースに接続されてい
る。前記図７のように保護素子Ｂを接続する場合に、リ
ード３９，４１が一直線状に導出されており、リード４
０のみが異なる位置から導出されているので、これらリ
ード３９，４０，４１すなわち端子３９，４０，４１の
判別が容易で、誤接続することがない。

【００２９】図７の回路構成において、直流電源端子５
１，５２間に、端子５１が正で、端子５２が負の直流電
源を接続すると、負荷端子５３，５４に接続されたリチ
ウムイオン電池５５が、端子５１−ヒューズ素子Ｆ（可
溶合金４２）−リチウムイオン電池５５−端子５２の経
路で充電される。このリチウムイオン電池５５の端子電
圧は、直列接続された抵抗５７，５８によって分圧され
るが、充電開始直後はリチウムイオン電池５５の端子電
圧が低いため、抵抗５８の分圧電圧も低く、したがっ
て、トランジスタ５６のベース電位が低いため、トラン
ジスタ５６はオフ状態である。

【００３０】充電時間の経過とともに、リチウムイオン
電池５５の端子電圧は次第に上昇していき、それに伴っ
て抵抗５８による分圧電圧も次第に上昇する。そうし
て、ついにリチウムイオン電池５６の充電が完了し、そ
の端子電圧が所定電圧に達すると、抵抗５８の分圧電圧
がトランジスタ５６の閾値電圧を超えるため、ベース−
エミッタ間にバイアス電流が流れ、トランジスタ５６が
オン状態となる。すると、端子５１−ヒューズ素子Ｆ
（可溶合金４２）−抵抗Ｒ（抵抗体３４）−トランジス
タ５６−端子５２の経路で電流が流れ、抵抗Ｒ（抵抗体
３４）が発熱する。この抵抗Ｒ（抵抗体３４）の発熱
は、絶縁基板２１を介して表面側の可溶合金４２（ヒュ
ーズ素子Ｆ）に伝達され、可溶合金４２（ヒューズ素子
Ｆ）が溶断する。すると、リチウムイオン電池５５の充
電が停止されるので、リチウムイオン電池５５の過充電
が防止される。また、抵抗Ｒ（抵抗体３４）がヒューズ
素子Ｆ（可溶合金４２）の２次側に接続されているの
で、抵抗Ｒ（抵抗体３４）への通電も停止される。

【００３１】

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実施例１図１および図２に示す第１実施態様の保護素子Ａを、次のように構成した。絶縁基板１アルミナセラミック、長さ８ｍｍ×幅４ｍｍ×厚さ１ｍｍ下地層２，３ＭｏＭｎ、長さ３ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ１０μｍ電極４，５ＡｇＰｄ、長さ３ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ１５μｍ電極間の間隔寸法１．５ｍｍ中間層６，７Ｐｂ３７％，Ｓｎ６３％、融点１８３℃ 長さ３ｍｍ×幅３ｍｍ×厚さ３μｍ低融点合金１０Ｐｂ４０％，Ｂｉ４０％，Ｓｎ２０％、融点１１３℃ 長さ３ｍｍ×幅１ｍｍ×厚さ０．２ｍｍフラックス１１樹脂（ロジン）系比較例１中間層６，７がない他は、上記実施例１と同一構成。

【００３２】上記の実施例１および比較例１の絶縁基板
１それぞれ各１０個を、温度６５℃，湿度９５％の雰囲
気中で５００時間保管後、製品を組立て、これを動作温
度＋５℃（１１８℃）の比較的動作温度に近い温度域の
オイルバス中に浸漬して温度ヒューズが動作するまでの
応答時間を測定したところ、表１に示すように、実施例
１では平均６０秒であったのに対して、比較例１では平
均６８秒であった。

【００３３】

【表１】

【００３４】また、動作後、すぐにオイルバスから引き
上げ、これをＸ線にてヒューズ素子の球状化状態を確認
するため、低融点合金１０ａ，１０ｂ間の間隔寸法（絶
縁距離）を測定したところ、表２に示すように、実施例
１では１０／１０が１．５ｍｍであったのに対して、比
較例１では１．５ｍｍ離れていたのは、７／１０であっ
た。

【００３５】

【表２】

【００３６】上記実施例１の他に、次の実施例２〜４
と、比較例２について、同様に比較した。実施例２低融点合金１０を、Ｐｂ４２％，Ｂｉ５８％、融点１２
５℃とした点の他は、上記実施例１と同様。実施例３低融点合金１０を、Ｂｉ５８％，Ｓｎ４２％、融点１３
５℃とした点の他は、上記実施例１と同様。実施例４低融点合金１０を、Ｂｉ５０％，Ｓｎ５０％、融点１６
０℃とした点の他は、上記実施例１と同様。比較例２中間層６，７がない他は、上記実施例２と同一構成

【００３７】以上の実施例２〜４および比較例２につい
ても前記と同様の試験をした結果、前記実施例１と比較
例１の場合と同様の結果が得られた。

【００３８】上記結果から、中間層６，７を有する本発
明の実施例１〜４の保護素子Ａが、中間層６，７を有さ
ない比較例１〜２の保護素子に比較して、低融点合金の
溶断後の球状化した低融点合金間の間隔寸法が大きく、
かつ安定していることが分かる。この理由は、中間層
６，７がない従来品においては、電極４，５が酸化（硫
化）して低融点合金１０の溶融時の濡れ性が悪くなるた
め、溶融した低融点合金の球状化が困難になるのに対
し、本発明により中間層６，７を有するものでは、溶融
した低融点合金１０の濡れ性がよくなり、溶融した低融
点合金１０が中間層６，７によって強い力で引き寄せら
れて、球状化が迅速かつ円滑に行われ、動作後の低融点
合金間の間隔寸法が大きく、かつ安定になるためであ
る。

【００３９】上記の優位性は、中間層６，７の材質を、
Ｐｂ６５％，Ｓｎ３５％、融点２４７℃、Ｐｂ５０
％，Ｓｎ５０％、融点２１４℃、Ｐｂ４０％，Ｓｎ６
０％、融点１１８℃、Ｐｂ５％，Ｓｎ９５％、融点２
２０℃等に変更しても同様であった。ただし、中間層
６，７の材質を、低融点合金１０と同一材質，換言すれ
ば同一融点にした場合は、低融点合金１０の溶融時に、
中間層６，７も同時に溶融するので、溶融した低融点合
金１０および中間層６，７が温度上昇に伴う絶縁キャッ
プ１２内の圧力の上昇によって、封止樹脂１３の封止面
から外部に吹き出し、この吹き出した低融点合金１０
が、外部の導体間を短絡させたりする原因になるため、
現実的でない。

【００４０】なお、本発明の上記各実施態様は、特定の
構造のものについて説明したが、本発明は上記実施例に
示した構造に限定されるものではなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲で、各種の変形が可能であることはいう
までもない。

【００４１】例えば、図１および図２に示す第１実施態
様の保護素子Ａおよび図３ないし図５に示す第２実態様
の保護素子Ｂにおいて、リード８，９や、リード３９な
いし４１を設ける代わりに、下地層２，３や下地層２４
ないし２８、および電極４，５および電極２９ないし３
３を絶縁基板１，２１の端面を通って裏面に延長形成す
ることにより、表面実装タイプにすることもできる。

【００４２】また、図３ないし図５に示す第２実施態様
の保護素子Ｂにおいては、抵抗体３４を絶縁基板２１の
可溶合金４２の接続固着面側と反対側に設ける場合につ
いて説明したが、可溶合金４２の固着面側と同一面側に
設けてもよい。この場合、抵抗体３４の表面に絶縁層３
５を形成し、この絶縁層３５の上に可溶合金４２を形成
することが望ましい。そのような構成によれば、抵抗体
３４の発熱は薄い絶縁層３５を介して可溶合金４２に伝
達されるので、抵抗体３４への通電開始後、短時間で可
溶合金４２を溶断させることができるという特長があ
る。換言すれば、抵抗体３４のより小さな発熱で可溶合
金４２を溶断できるという特長がある。その場合、当
然、絶縁基板２１の透孔２２，２３や絶縁基板２１の裏
面側の下地層２７，２８および電極３２，３３は不要で
ある。

【００４３】また、本発明は、アルミナセラミック等よ
りなる絶縁基板に銅等の導電材料をメタライズすること
により形成した電極を具備する温度ヒューズや抵抗付き
ヒューズ等の保護素子に適用することができる。

【００４４】さらに、本発明は、フレキシブルな樹脂よ
りなる絶縁ベースフィルムに、銅，ニッケル，銅合金，
ニッケル合金等の導電材料よりなる箔を接着して形成し
た電極を有する温度ヒューズや抵抗付きヒューズに適用
することもできる。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上のように、絶縁基板と、こ
の絶縁基板の離隔した位置に形成された電極と、これら
の電極間にまたがって接続された低融点合金や可溶合金
等の可溶体とを有する保護素子において、前記電極と可
溶体との間に前記可溶体よりも高融点の半田材料または
半田材料を主材料とする合金よりなる中間層を介在させ
たことを特徴とする保護素子であるから、溶融した可溶
体の濡れ性がよい中間層の存在によって、可溶体の溶融
時に、溶融した可溶体が中間層に大きな力で引き寄せら
れて、可溶体の溶断が迅速かつ確実になり球状化が促進
されて、球状化した可溶体相互間の間隔寸法が大きく、
かつ安定になり、小型で動作後の耐電圧が大きい保護素
子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様の保護素子Ａの縦断面
図

【図２】本発明の第１実施態様の保護素子Ａの一部を
除去した平面図

【図３】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂの縦断面
図

【図４】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂの一部を
除去した平面図

【図５】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂの一部を
除去した下面図

【図６】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂの等価回
路図

【図７】本発明の第２実施態様の保護素子Ｂをリチウ
ムイオン電池の過充電防止に適用した回路図

【図８】従来の薄型保護素子Ｃの一部を除去した平面
図

【図９】従来の薄型保護素子Ｃの縦断面図

【符号の説明】

Ａ、Ｂ保護素子１、２１絶縁基板２、３、２４、２５、２６、２７、２８下地層４、５、２９、３０、３１、３２、３３電極６、７、３６、３７、３８中間層８、９リード１０可溶体（低融点合金）１１、４３フラックス１２、４４絶縁キャップ１３、４５封止樹脂２２、２３透孔３４抵抗体３５絶縁層３９、４０、４１リード（端子）４２可溶体（可溶合金）５１、５２直流電源端子５３、５４負荷端子５５リチウムイオン電池５６スイッチング素子（トランジスタ）５７、５８抵抗（リチウムイオン電池の端子電圧検知
手段）Ｆヒューズ素子Ｒ抵抗

フロントページの続きＦターム(参考） 5G502 BB01 BB05 BB10 BB13 BC20 BD05 BD13 EE01 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板と、この絶縁基板の離隔した位置
に形成された電極と、これらの電極間にまたがって接続
された可溶体とを有する保護素子において、前記電極と
可溶体との間に前記可溶体よりも高融点の半田材料また
は半田材料を主材料とする合金よりなる中間層を介在さ
せたことを特徴とする保護素子。
【請求項２】前記電極が、ＡｇまたはＡｇを主成分とし
たＡｇＰｔ，ＡｇＰｄ系の導電ペーストを塗布焼成して
形成されたもの、導電材料のメタライズにより形成され
たもの、導電材料よりなる箔の接着で形成されているも
ののいずれかであることを特徴とする請求項１記載の保
護素子。
【請求項３】前記電極が、ＭｏＭｎよりなる下地層を有
することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
載の保護素子。
【請求項４】前記可溶体が、周囲温度に応じて溶融する
低融点合金であることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれかに記載の保護素子。
【請求項５】前記可溶体が可溶合金であり、かつ、抵抗
体を具備しており、前記抵抗体への通電による発熱によ
り前記可溶合金を強制的に溶断させるようにしたことを
特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の保護素
子。