JP2001334394A

JP2001334394A - フラックス、フラックス付き低融点合金およびそれを用いた保護素子

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Publication number: JP2001334394A
Application number: JP2000151078A
Authority: JP
Inventors: Kiyotomo Terasawa; 精朋寺澤
Original assignee: NEC Schott Components Corp
Current assignee: NEC Schott Components Corp
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2020-05-23
Also published as: JP4488586B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性が高く、熱分解によって腐食性の分解
物を生成せず、低温域での柔軟性が高く、低融点合金の
溶断後の電気抵抗が大きいフラックス、このフラックス
を塗布または内蔵するフラックス付き低融点合金、およ
びこのフラックス付き低融点合金を具備する温度ヒュー
ズ，抵抗付きヒューズ等の保護素子を提供する。【解決手段】ロジンに、エチレン−アクリル酸エステ
ル共重合樹脂（ＥＥＡ）を添加したフラックス７、この
フラックス７を塗布または内蔵したフラックス付き低融
点合金６およびこのフラックス付き低融点合金６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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラックス、その
フラックスを塗布または内蔵したフラックス付き低融点
合金、および前記フラックス付き低融点合金を有する電
流ヒューズ，温度ヒューズ，抵抗付きヒューズ等の保護
素子に関し、より詳細には、低融点合金の溶断温度に近
い高温で保管されても特性変化が小さいフラックス、こ
のフラックスを具備するフラックス付き低融点合金、お
よびこのフラックス付き低融点合金を具備する保護素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の製造には、金属部材同士の電
気的接続や機械的固着に低融点合金が広く用いられてい
る。例えば水晶振動子を例にとると、金属外環内にガラ
スを介してリードを気密封止した気密端子におけるリー
ドの先端に、サポートを抵抗溶接により固着するか、リ
ードの先端にサポートを一体に形成するかし、このサポ
ートに水晶振動片を低融点合金ではんだ付けし、前記金
属外環の周面および／または金属キャップの内面に被着
した低融点合金を利用して金属キャップを圧入封止し、
さらにリードに形成した低融点合金を利用してプリント
基板等に実装されている。また、過電流や温度の異常上
昇（過昇）から電子機器を保護する保護素子として、低
融点合金を用いた電流ヒューズや温度ヒューズがある。
さらに、低融点合金と通電によりこの低融点合金を強制
的に溶断させる抵抗体とを具備する抵抗付きヒューズと
称される保護素子もある。

【０００３】従来、前記のフラックスとしては、その用
途に応じて各種のものがあるが、特開昭５５−５４２９
８号公報、特開昭５６−６７９８号公報、特開昭５８−
７７７９１号公報、特開２０００−５２０８８号公報に
は、ロジンにエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
を添加したものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ロジンにエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を添
加したフラックスは、各種の点で優れているが、熱分解
温度が約２００℃と比較的低いため、高温域で保管され
ると熱分解を起こしやすく、しかも万一熱分解した場合
に、腐食性を有する酢酸等の分解物を生成して、低融点
合金によるろう付け部分が腐食される恐れがある。ま
た、低温域での粘度が高く、低融点合金への塗布性や、
低融点合金の溶断前の流動性が悪く、低融点合金の溶断
性にやや難がある。さらに、電気抵抗が小さいので、低
融点合金に塗布または内蔵された電流ヒューズや温度ヒ
ューズや抵抗付きヒューズ等の保護素子において、低融
点合金の溶断後の耐電圧が低く、漏れ電流の恐れがある
という、各種の改善すべき点があった。そこで本発明
は、上記の各種問題点を解決した、フラックス、このフ
ラックスを塗布または内蔵したフラックス付き低融点合
金、およびこのようなフラックス付き低融点合金を具備
する電流ヒューズ，温度ヒューズ，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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のフラックスは、
上記の課題を解決するために、ロジンにエチレン−アク
リル酸エステル共重合樹脂を添加したことを特徴とする
ものである。また、本発明のフラックス付き低融点合金
は、ロジンにエチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂
を添加したフラックスを塗布または内蔵させたことを特
徴とするものである。さらに、本発明の保護素子は、前
記のフラックス付き低融点合金を具備することを特徴と
する電流ヒューズ，温度ヒユーズや抵抗付きューズであ
る。

【０００６】以下、本発明の各種の態様について説明す
る。本発明の請求項１に記載の発明は、ロジンにエチレ
ン−アクリル酸エステル共重合樹脂を添加したことを特
徴とするフラックスである。上記の構成によれば、エチ
レン−アクリル酸エステル共重合樹脂が、エチレン−酢
酸ビニル共重合樹脂（以下ＥＶＡと略す）に比較して、
熱分解温度が約４０℃高く、それだけ熱分解が生じ難く
なる。また、万一分解しても、ＥＶＡのような腐食性の
分解物を生成しないので安全である。さらに、低温域で
の柔軟性に優れ、塗布性が良いのみならず、低融点合金
を速やかに溶断させることができる。さらにまた、低融
点合金の溶断後の電気抵抗が大きいので、再導通や漏れ
電流が生じない。

【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、ロジン
にエチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂を５〜９５
ｗｔ％および活性剤を０．１〜３０ｗｔ％添加したこと
を特徴とするフラックスである。上記の構成によれば、
エチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂の添加により
耐熱性が優れ、しかも活性剤の添加により動作特性の優
れたフラックスが得られる。

【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂が、ＣＯＯＲ基
を含み、ＲがＣ_１〜Ｃ_４までであ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フラックスである。
上記の構成によれば、動作温度における流動性に優れ、
ロジン等の必要成分との相溶性も優れたフラックスが得
られる。

【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂のメルトフロー
レートが０．６〜１５００ｇ／１０ｍｉｎのものである
ことを特徴とする請求項３に記載のフラックスである。
上記の構成によれば、ポリマー重合度が高く耐熱性に優
れ、動作特性の優れたフラックスが得られる。

【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂が、エチレン−
メチルアクリレート共重合体, エチレン−エチルアクリ
レート共重合体, エチレン−ｎ−プロピルアクリレート
共重合体, エチレン−イソプロピルアクリレート共重合
体, エチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体, エチ
レン−イソブチルアクリレート共重合体, エチレン−ｓ
ｅｃ−ブチルアクリレート共重合体, エチレン−ｔｅｒ
ｔ−ブチルアクリレート共重合体の中から選択されたい
ずれか１または２以上であることを特徴とする請求項１
ないし４のいずれかに記載のフラックスである。上記の
構成によれば、従来のＥＶＡを添加したフラックスより
も耐熱特性の優れたフラックスが得られる。

【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂に、Ｃ_４〜Ｃ
_１８のモノカルボン酸またはジカルボン酸、およびＣ_４
〜Ｃ_１ _８のハロゲン化モノカルボン酸またはハロゲン化
ジカルボン酸、およびＣ_１〜Ｃ _１０のアルキル基を有す
る第２級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアルキル基を有する第
３級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアルキル基を有する第４級
アンモニウム塩、グリシンおよびＣ_１〜Ｃ_１５のアルキ
ル基を有するアミノ酸またはアミノ酸塩の中から選択さ
れたいずれか１または２以上の活性剤を０．２〜３０ｗ
ｔ％添加したことを特徴とする請求項５に記載のフラッ
クスである。上記の構成によれば、活性剤の添加により
動作温度におけるフラックスの活性効果が顕著であり、
しかも活性剤を必要最小限に抑えられる。

【００１２】本発明の請求項７に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂に、Ｃ_４〜Ｃ
_１０のアルキル基を有する第１級アミンハロゲン化水素
酸塩、Ｃ_４〜Ｃ_１０のアルキル基を有する第２級アミン
ハロゲン化水素酸塩、Ｃ_４〜Ｃ _１０のアルキル基を有す
る第３級アミンハロゲン化水素酸塩の中から選択された
いずれか１または２以上の活性剤を０．１〜１０ｗｔ％
添加したことを特徴とする請求項５に記載のフラックス
である。上記の構成によれば、活性剤の添加により動作
温度におけるフラックスの活性効果が顕著であり、しか
も活性剤の添加による金属材料の腐食のないフラックス
が得られる。

【００１３】本発明の請求項８に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂に、硬化ヒマシ
油、アマイドワックス類、Ｃ_４〜Ｃ_１８の有機金属石鹸
類、Ｃ_６〜Ｃ_５０のカルボン酸エステル誘導体類の中か
ら選択されたいずれか１または２以上の粘性調整剤を１
〜４０ｗｔ％添加したことを特徴とする請求項１ないし
７のいずれかに記載のフラックスである。上記の構成に
よれば、粘性調整剤の添加により常温および動作温度に
おけるフラックスの粘性を適正値にできるのみならず、
成分の凝集や分離が生じない。

【００１４】本発明の請求項９に記載の発明は、前記エ
チレン−アクリル酸エステル共重合樹脂に、ヒンダード
フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系
酸化防止剤の中から選択されたいずれか１または２以上
の酸化防止剤を０．０１〜５ｗｔ％添加したことを特徴
とする請求項１ないし８のいずれかに記載のフラックス
である。上記の構成によれば、酸化防止剤の添加により
空気中における酸化が抑制され、しかも酸化防止剤の添
加により活性剤成分の反応を阻害することがないフラッ
クスが得られる。

【００１５】本発明の請求項１０に記載の発明は、前記
請求項１ないし９のいずれかに記載のフラックスを塗布
または内蔵させたことを特徴とするフラックス付き低融
点合金である。上記の構成によれば、前記各種の優れた
特性を有するフラックスを塗布または内蔵したフラック
ス付き低融点合金が得られる。

【００１６】本発明の請求項１１に記載の発明は、前記
請求項１０に記載のフラックス付き低融点合金を具備す
ることを特徴とする保護素子である。上記の構成によれ
ば、前記各種の優れた特性を有するフラックスを塗布ま
たは内蔵したフラックス付き低融点合金を具備する保護
素子が得られる。

【００１７】本発明の請求項１２に記載の発明は、前記
保護素子が、温度ヒューズであることを特徴とする請求
項１１に記載の保護素子である。上記の構成によれば、
前記各種の優れた特性を有するフラックスを塗布または
内蔵したフラックス付き低融点合金を具備する温度ヒュ
ーズが得られる。

【００１８】本発明の請求項１３に記載の発明は、前記
保護素子が、前記フラックス付き低融点合金と、通電に
よる発熱で前記フラックス付き低融点合金を溶断させる
抵抗体とを有する抵抗付きヒューズであることを特徴と
する請求項１１に記載の保護素子である。上記の構成に
よれば、前記各種の優れた特性を有するフラックスを塗
布または内蔵したフラックス付き低融点合金を具備する
抵抗付きヒューズ等の保護素子が得られる。

【００１９】

【フラックスの実施形態】以下、エチレン−アクリル酸
エステル共重合樹脂として、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合樹脂（以下ＥＥＡという）を用いた本発明の
フラックスの実施形態について説明するが、まず、本発
明におけるフラックスの添加剤であるＥＥＡの化学構造
式および電気特性について説明する。ＥＥＡは、下記の
化学構造式を有するものである。

【００２０】

【式１】

【００２１】表１は、本発明におけるフラックスの添加
剤であるＥＥＡと従来の添加剤であるＥＶＡとの添加量
２０（％）および２５（％）におけるメルトフローレー
トＭＦＲ（ｇ／１０ｍｉｎ）と、誘電正接（１ＭＨｚ）
および体積固有抵抗（Ω・ｍ）の電気特性を比較するも
のである。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１によれば、本発明におけるフラックス
の添加剤であるＥＥＡが、従来の添加剤であるＥＶＡに
比較して、メルトフローレートＭＦＲが大きく、体積固
有抵抗が１桁大きいことが分かる。このことは、このＥ
ＥＡを添加した本発明のフラックスが、従来のＥＶＡを
添加したフラックスに比較して、流動性に優れ、かつ電
気抵抗が大きいことを意味し、本発明のフラックスを塗
布または内蔵した低融点合金を具備する保護素子が動作
特性に優れ、かつ動作後，すなわち低融点合金の溶断後
の絶縁抵抗ないし耐電圧が大きいことを予感させる。

【００２４】図１は、本発明におけるフラックスの添加
剤であるＥＥＡと、従来のフラックスの添加剤であるＥ
ＶＡとの耐熱性を比較するために、温度と加熱質量変化
率との関係を示した大気流中での加熱質量変化率特性図
である。この図１によれば、従来の添加剤であるＥＶＡ
が約２００℃で質量分率が低下するのに対して、本発明
の添加剤であるＥＥＡでは約２４０℃で質量分率が低下
しており、ＥＶＡよりも約４０℃だけ耐熱性が優れてい
ることが分かる。

【００２５】次に、上記ＥＥＡを用いた本発明のフラッ
クスの実施形態について説明する。（１）まず、フラックスのベース樹脂として、ＥＥＡを
添加した下記のものを用意した。不均化ロジン４０．０ｗｔ％ＥＥＡ４０．０ｗｔ酸化防止剤０．５ｗｔ％（ペンタエリスリトールテトラヒンダードフェノール付加物）防錆剤０．５ｗｔ％粘性調整剤１０．０ｗｔ％（アマイドワックス＋硬化ヒマシ油）有機酸９．０ｗｔ％

【００２６】（２）そして、上記ベース樹脂に、下記
〜のアミン塩活性剤を、ハロゲン含有量が０．３％に
なるように添加して、実施例のフラックス〜を調製
した。ｎ−Ｅｔ．ＨＣｌ：ｎ−エチルアミン塩酸塩ｎ−Ｐｒｏ．ＨＣｌ：ｎ−プロピルアミン塩酸塩ｎ−Ｂｕｔ．ＨＣｌ：ｎ−ブチルアミン塩酸塩ｎ−Ｐｒｏ．ＨＢｒ：ｎ−プロピルアミン臭化水素酸塩Ｄｉ−ｎ−Ｐｒｏ．ＨＢｒ：ジ−ｎ−プロピルアミン臭化水素酸塩Ｔｒｉ−ｎ−Ｐｒｏ．ＨＢｒ：トリ−ｎ−プロピルアミン臭化水素酸塩

【００２７】なお、図２は、フラックス中のハロゲン含
有量と低融点合金広がり率との特性図である。この図２
から明らかなように、フラックス中のハロゲン含有量が
０．２ｗｔ％よりも少ないと、添加の効果が不十分であ
り、０．３ｗｔ％を超えて添加しても効果の向上が小さ
いため、上記実施例では活性剤を、ハロゲン含有量が
０．３ｗｔ％になるように添加している。

【００２８】また、比較例として、上記ベース樹脂にお
けるＥＥＡに代えてＥＶＡを同一重量％だけ用いたベー
ス樹脂に、上記のアミン塩活性剤を、ハロゲン含有量
が０．３ｗｔ％になるように添加して、比較例のフラッ
クスを調製した。

【００２９】（３）上記本発明の実施例のフラックス
〜および比較例のフラックスを、後述する温度ヒュ
ーズ用のセラミックス製キャップ（内法長辺５．０ｍｍ
×内法短辺３．０ｍｍ×深さ１．０ｍｍ）内に充填し、
その中に融点が１３０℃（Ｓｎ：５０ｗｔ％、Ｐｂ：２
０ｗｔ％、Ｉｎ：３０ｗｔ％）で一定の大きさ（長さ
４．０ｍ×幅０．５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）の低融点合
金がフラックス中に完全に埋設されている状態の試験片
をそれぞれ１０個ずつ作製した。なお、この試験片は、
上面が大気中に開放している構造である。

【００３０】（４）上記各試験片５個ずつを、循環オー
ブンに入れ、８０℃で４８時間保管した後取り出し、１
３５℃に調温したホットプレートに載せ、低融点合金が
溶融するまでの時間を測定した。また、室温で保管した
残りの各試験片５個ずつについて、熱保管後の試験片と
同一の条件で低融点合金が溶融するまでの時間を測定
し、これを初期値として、両者を比較した結果を表２に
示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】（５）前記の初期値および熱保管後のデー
タから、田口メソッドを用いてＳＮ比（η）を求め、耐
熱性を評価した。その結果を表３に示す。なお、表３に
は、絶縁抵抗値も併記している。この表３から、本発明
のＥＥＡを添加したフラックスが、従来のＥＶＡを添加
したフラックスに比較して、ＳＮ比（η）が高く耐熱性
に優れ、しかも絶縁抵抗値も１桁大きいことが分かる。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【実施例】次に、本発明のＥＥＡを添加したフラックス
と、ＥＶＡを添加した第１比較例のフラックスと、
さらに、より一般的な第２比較例のフラックスとを、
それぞれ下記の組成を有するように調製し、高温保管試
験を行った結果について説明する。本発明のフラックス変性ロジン５９．５ｗｔ％ＥＥＡ４０．０ｗｔ％ジエチルアミン塩酸塩０．５ｗｔ％比較例のフラックス変性ロジン５９．５ｗｔ％ＥＶＡ４０．０ｗｔ％ジエチルアミン塩酸塩０．５ｗｔ％比較例のフラックス変性ロジン５９．５ｗｔ％アマイド系ワックス４０．０ｗｔ％ジエチルアミン塩酸塩０．５ｗｔ％

【００３５】なお、上記実施例および比較例では、前述
した図２のフラックス中のハロゲン含有量と低融点合金
広がり率との特性図から、活性剤としてのジエチルアミ
ン塩酸塩の添加量は０．５ｗｔ％にしている。

【００３６】

【試験方法】上記の各フラックス，，を、溶断温
度が１３０℃の低融点合金（Ｓｎ：５０ｗｔ％、Ｐｂ：
２０ｗｔ％、Ｉｎ：３０ｗｔ％）に塗布した後述する構
造の温度ヒューズを、それぞれ５×４個ずつ用意し、そ
れぞれ低融点合金の溶融温度−１０℃（１２０℃）の高
温域で、２，５００時間、５，０００時間、１０，００
０時間保管した後に各５個ずつ溶断試験にかけ、フラッ
クスの劣化による溶断温度の上昇を、常温保管時の溶断
温度である初期値と比較した。

【００３７】

【温度ヒューズの実施形態】上記実施例および比較例の
温度ヒューズは、次の構造を有するものである。図３は
上記の本発明フラックスおよび比較例のフラックス
、を塗布した本発明および比較例の温度ヒューズか
らなる保護素子Ａの一部を切り開いた平面図であり、図
４は図３の保護素子Ａにおける長手方向の中心線に沿う
縦断面図を示す。図３および図４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
端部にＡｇペースト、ＡｇＰｄペースト，ＡｇＰｔペー
スト等のＡｇ系導電ペーストを塗布焼成して形成した電
極２、３を有する。これらの電極２、３の外方端には、
それぞれ銅製またはニッケル製のリード４、５がはんだ
付け等により接続固着されており、また、各電極２、３
の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６が溶接等により一体に接続されている。こ
の低融点合金６の表面は、上記本発明のフラックスまた
は比較例のフラックス７で被覆されており、このフラッ
クス７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８が被せられ、封止樹脂９により
固着封止されている。

【００３８】

【試験結果】上記本発明の実施形態のフラックスを用
いた温度ヒューズ、および比較例のフラックス，
を用いた温度ヒューズ，を、それぞれ４×５個ずつ
用意し、初期状態と、１２０℃で２，５００時間保管
後、５，０００時間保管後および１０，０００時間保管
後、各５個ずつの溶断温度を測定して、それぞれ平均値
および標準偏差を求めた高温保管試験結果を表４に示
す。

【００３９】

【表４】

【００４０】

【上記試験結果からの考察】本発明の実施形態のフラッ
クスを用いた温度ヒューズでは、初期値、２，５０
０時間、５，０００時間および１０，０００時間保管後
における平均溶断温度が、それぞれ１２９．４℃、１２
９．４℃、１２９．８℃および１３０．０℃で、それぞ
れの標準偏差も０．１１、０．１５、０．１５および
０．２７と小さく安定であった。これに対して、比較例
のフラックスを用いた温度ヒューズにおける平均溶
断温度は、それぞれ１２９．６℃、１２９．６℃、１３
０．１℃および１３９．７℃で、それぞれの標準偏差は
０．１９、０．２６、０．１１および２１．６９であっ
た。さらに、比較例のフラックスを用いた温度ヒュー
ズにおける平均溶断温度は、それぞれ１２９．４℃、
１２９．７℃、１３５．６℃および２０１．１℃で、そ
れぞれの標準偏差は０．１９、０．５７、１０．８５お
よび計算不能であった。以上の結果を総合すると、本発
明のフラックスを用いた温度ヒューズが、最も高温
保管特性、すなわち耐熱性が優れていることが明白であ
る。

【００４１】なお、本発明は、上記組成の低融点合金を
用いた温度ヒューズのみならず、下記組成の低融点合金
を用いた温度ヒューズにおいても、上記結果と同様な結
果が確認された。Ｐｂ：４２％，Ｂｉ：５８％の組成を有し、融点が１
２５℃の低融点合金。Ｂｉ：５８％，Ｓｎ：４２％の組成を有し、融点が１
３５℃の低融点合金。Ｂｉ：５０％，Ｓｎ：５０％の組成を有し、融点が１
６０℃の低融点合金。

【００４２】上記実施例においては、ロジンとして不均
化ロジンまたは変性ロジンを用いる場合について説明し
たが、本発明におけるロジンとしては、不均化ロジン，
変性ロジン，天然ロジン，精製ロジン，重合ロジン，水
添ロジンの中から選択された１種または２種以上を用い
ることができる。

【００４３】本発明において、ＥＥＡが、ＣＯＯＲ基を
含んでいないと、高融点となり動作温度における流動性
が著しく損なわれる。また、ＲがＣ_４を超えると、ロジ
ン等の必要成分との相溶性が損なわれる。したがって、
本発明におけるＥＥＡは、ＣＯＯＲ基を含み、ＲがＣ_１
〜Ｃ_４までのものが望ましい。

【００４４】本発明において、上記のようにＣＯＯＲ基
を含み、ＲがＣ_１〜Ｃ_４までのＥＥＡであっても、メル
トフローレート（ＭＦＲ）が０．６ｇ／１０ｍｉｎ未満
のものでは、ポリマー重合度が低く耐熱性が劣る。ま
た、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１５００ｇ／１０
ｍｉｎを超えると、電流ヒューズ，温度ヒューズ，抵抗
付きヒューズ等の動作性を損なうようになる。したがっ
て、本発明におけるＥＥＡのメルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）は０．６〜１５００ｇ／１０ｍｉｎが望ましい。

【００４５】本発明において、上記条件を満たすＥＥＡ
は、エチレン−メチルアクリレート共重合体, エチレン
−エチルアクリレート共重合体, エチレン−ｎ−プロピ
ルアクリレート共重合体, エチレン−イソプロピルアク
リレート共重合体, エチレン−ｎ−ブチルアクリレート
共重合体, エチレン−イソブチルアクリレート共重合
体, エチレン−ｓｅｃ−ブチルアクリレート共重合体,
エチレン−ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート共重合体の中
から選択されたいずれか１または２以上でもよい。ＥＥ
Ａの添加量が５ｗｔ％未満では、ポリマー添加による耐
熱性向上効果が顕著でなく、９５ｗｔ％を超えると他の
必要成分量が満たされないのでフラックスとして無効で
ある。したがって、本発明においてＥＥＡの添加量は５
〜９５ｗｔ％が望ましい。

【００４６】本発明において、ＥＥＡに添加する活性剤
は、Ｃ_４〜Ｃ_１８のモノカルボン酸またはジカルボン
酸、およびＣ_４〜Ｃ_１８のハロゲン化モノカルボン酸ま
たはハロゲン化ジカルボン酸、およびＣ_１〜Ｃ_１０のア
ルキル基を有する第２級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアルキ
ル基を有する第３級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアルキル基
を有する第４級アンモニウム塩の中から選択したいずれ
か１または２以上とすることができる。そして、その添
加量が０．２ｗｔ％未満では添加の効果が顕著でない
し、３０ｗｔ％を超えると、活性効果が一定となり、そ
れ以上の添加は無意味になる。したがって、本発明にお
ける上記活性剤の添加量は０．２〜３０ｗｔ％が望まし
い。

【００４７】本発明において、ＥＥＡに添加する他の活
性剤としては、Ｃ_４〜Ｃ_１０のアルキル基を有する第１
級アミンハロゲン化水素酸塩、Ｃ_４〜Ｃ_１０のアルキル
基を有する第２級アミンハロゲン化水素酸塩、Ｃ_４〜Ｃ
_１０のアルキル基を有する第３級アミンハロゲン化水素
酸塩の中から選択したいずれか１または２以上とするこ
とができる。そして、この活性剤の添加量が０．１ｗｔ
％未満では、添加の効果が顕著でないし、１０ｗｔ％を
超えると、金属材料に対する腐食性が見られるようにな
る。したがって、本発明における上記活性剤の添加量は
０．１〜１０ｗｔ％が望ましい。

【００４８】本発明において、ＥＥＡに添加する粘性調
整剤（チクソ剤）は、硬化ヒマシ油、アマイドワックス
類、Ｃ_４〜Ｃ_１８の有機金属石鹸類、Ｃ_６〜Ｃ_５０のカ
ルボン酸エステル誘導体類の中から選択されたいずれか
１または２以上を用い得る。その添加量が１ｗｔ％未満
では添加の効果が顕著でないし、４０ｗｔ％を超えると
成分の凝集分離が見られるように成る。したがって、本
発明における粘性調整剤の添加量は、１〜４０ｗｔ％が
望ましい。

【００４９】本発明において、ＥＥＡには、必要に応じ
て酸化防止剤を添加することができる。酸化防止剤とし
ては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、イオウ系酸
化防止剤、リン系酸化防止剤の中から選択されたいずれ
か１または２以上を用い得る。その添加量は、０．０１
ｗｔ％未満では添加の効果が顕著でなく、５ｗｔ％を超
えると活性剤成分の反応を阻害するようになる。したが
って、酸化防止剤の添加量は０．０１〜５ｗｔ％が望ま
しい。

【００５０】

【実施形態２】なお、本発明の保護素子は、上記実施形
態の構造に限定されるものではなく、抵抗付きヒューズ
と称されるものにも適用できる。図５はそのような保護
素子Ｂの一部を切り開いた平面図で、図６は図５のＸ−
Ｘ線に沿う縦断面図、図７は一部を切り開いた下面図で
ある。図５ないし図７において、１１はアルミナセラミ
ック等の絶縁基板で、その長手方向の両端部近傍の偏芯
した位置に透孔１２、１３を有する。前記絶縁基板１１
の表面の前記透孔１３から離隔した位置、前記透孔１２
を含む位置、および前記透孔１３を含む位置に、それぞ
れＡｇペースト、ＡｇＰｄペースト、ＡｇＰｔペースト
等の導電ペーストを塗布焼成して電極１４、１５、１６
を形成するとともに、絶縁基板１１の裏面の前記透孔１
２、１３を含む位置に、それぞれ前記同様の導電ペース
トを塗布焼成して電極１７、１８を形成している。ここ
で、絶縁基板１１の表面の電極１５と裏面の電極１７と
は、透孔１２内に充填された導電物質によって接続され
ており、絶縁基板１１の表面の電極１６と裏面の電極１
８とは、透孔１３内に充填された導電物質によって接続
されている。絶縁基板１１の裏面の電極１７、１８にま
たがって、ＲｕＯ２等の抵抗ペーストを塗布焼成して膜
状の抵抗体１９が形成され、この抵抗体１９を電極１
７、１８とともに低融点ガラスや耐熱樹脂等よりなる絶
縁層２０で被覆してある。また、表面の電極１４、１
５、１６の外方端にそれぞれ銅製またはニッケル製のリ
ード２１、２２、２３を高温はんだ等で接続し、電極１
４、１５の内方端にまたがって、低融点合金２４が溶接
等により接続されている。この低融点合金２４の表面
は、前記したフラックス２５により被覆されている。こ
のフラックス２５の上方からは、セラミックまたは樹脂
等の絶縁材料の成形体よりなる絶縁キャップ２６が被せ
られ、エポキシ等の封止樹脂２７により固着封止されて
いる。

【００５１】図８は、上記の抵抗付きヒューズと称され
る保護素子Ｂの等価回路図を示す。図８において、２
１、２２、２３は端子で、前記各リード２１、２２、２
３に対応している。Ｆはヒューズで、前記低融点合金２
４に対応している。Ｒは抵抗で、前記抵抗体１９に対応
している。前記ヒューズＦ（低融点合金２４）の一端と
抵抗Ｒ（抵抗体１９）の一端は、端子２２で共通接続さ
れている。

【００５２】上記の抵抗付きヒューズと称される保護素
子Ｂは、いろいろな用途に用い得るが、例えばリチウム
イオン二次電池の過充電防止装置に用いることができ
る。すなわち，リチウムイオン二次電池は、過充電や過
放電状態になると、デンドライトを生成して、危険状態
になるので、過充電や過放電を防止する必要がある。図
９は、リチウムイオン二次電池の過充電防止装置の回路
図である。図９において３１、３２は正負直流入力端子
で、３３、３４は正負直流出力端子である。Ｂは前記の
抵抗付きヒューズと称される保護素子で、その端子２１
は正直流入力端子３１に接続され、端子２２は正直流出
力端子３３に接続されている。したがって、ヒューズＦ
（低融点合金２４）は、正直流入力端子３１と正直流出
力端子３３間に接続されている。３５は電圧検知回路
で、図示例はツェナダイオード３６と電流制限抵抗３７
の直列接続で構成されており、前記ツェナダイオード３
６のカソードは、端子２２および正直流出力端子３３に
接続されている。また、前記保護素子Ｂの端子２３は、
前記電圧検知回路３５の電圧検知によって導通されるス
イッチング素子であるトランジスタ３８のコレクタに接
続され、そのエミッタは負直流入力端子３２および負直
流出力端子３４に接続されている。さらに、前記電圧検
知回路３５の電流制限抵抗３７の他端は、前記トランジ
スタ３８のベースに接続されている。

【００５３】上記の過充電防止装置において、正負直流
入力端子３１、３２に充電器３９を接続するとともに、
正負直流出力端子３３、３４にリチウムイオン二次電池
４０を接続する。すると、リチウムイオン二次電池４０
はヒューズＦ（低融点合金２４）を介して充電される。
リウムイオン二次電池４０が充電完了状態になると、そ
の端子電圧をツェナダイオード３６が検出して、トラン
ジスタ３８を導通させる。すると、このトランジスタ３
８を介して抵抗Ｒ（抵抗体１９）に通電して、抵抗Ｒ
（抵抗体１９）を発熱させて、前記ヒューズＦ（低融点
合金２４）を溶断させることによって、リチウムイオン
二次電池４０の過充電を防止することができる。

【００５４】前記の抵抗付きヒューズと称される保護素
子Ｂは、上記構造のものの他に、絶縁基板の表面または
裏面に、低融点合金と抵抗体とを並置して形成した構造
のものでもよい。また、絶縁基板の表面または裏面に、
抵抗体を形成し、その上に絶縁層を介して低融点合金を
積層形成した構造のものでもよい。

【００５５】本発明の保護素子は、上記実施形態に示し
た温度ヒューズＡや抵抗付きヒューズＢに限らず、図１
０に示すように、一対の断面が円形のリード４１、４２
の先端間に、断面が円形の低融点合金４３を溶接等によ
り固着し、低融点合金４３をフラックス４４で被覆し、
これをアルミナセラミック等よりなる円筒型の絶縁ケー
ス４５に挿通し、絶縁ケース４５の両端の開口部をエポ
キシ樹脂等の絶縁封止材４６、４７で封止した，いわゆ
るアキシャル構造の保護素子Ｃにも適用できる。このよ
うな構造の保護素子Ｃでは、フラックス４４は低融点合
金４３の周面に塗布する場合のみならず、低融点合金４
３に内蔵させた、いわゆるフラックス内蔵型の構造にし
てもよいし、低融点合金４３の周面に長さ方向に沿って
すり割り溝を形成して、このすり割り溝内にフラックス
４４を充填した構造のものでもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明のフラックスは、
ロジンにＥＥＡを添加したことを特徴とするフラックス
であるから、耐熱性に優れ、熱分解し難いのみならず、
万一分解しても、腐食性の分解物が生成されないので、
安全である。また、低温域での柔軟性に優れ、塗布性に
優れる。また、本発明のフラックス付き低融点合金は、
上記のフラックスを塗布または内蔵させたものであるか
ら、低融点合金の酸化を防止し、溶断時に低融点合金を
速やかに溶断させることができる、溶断特性の優れた低
融点合金が得られる。さらに、本発明の保護素子は、上
記のフラックス付き低融点合金を具備するものであるか
ら、溶断特性の優れた電流ヒューズ，温度ヒューズ，抵
抗付きヒューズ等が得られるのみならず、フラックスの
絶縁抵抗値が高いので、低融点合金の溶断後にフラック
スを通して再導通したり、漏れ電流が流れる危険性がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラックスに用いるエチレン−アク
リル酸エステル共重合樹脂の耐熱性を説明するための大
気流中での加熱質量変化率の特性図

【図２】フラックス中のハロゲン含有量と低融点合金広
がり率の特性図

【図３】本発明および比較例のフラックスの評価に用
いた、かつ本発明の第１実施形態でもある温度ヒューズ
からなる保護素子Ａの一部を切り開いた平面図

【図４】本発明および比較例のフラックスの評価に用
いた、かつ本発明の第１実施形態でもある温度ヒューズ
からなる保護素子Ａの長手方向の中心線に沿う縦断面図

【図５】本発明の第２実施形態である抵抗付きヒュー
ズからなる保護素子Ｂの一部を切り開いた平面図

【図６】本発明の第２実施形態である抵抗付きヒュー
ズからなる保護素子Ｂの図５のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図

【図７】本発明の第２実施形態である抵抗付きヒュー
ズからなる保護素子Ｂの一部を切り開いた下面図

【図８】本発明の第２実施形態である抵抗付きヒュー
ズからなる保護素子Ｂの等価回路図

【図９】本発明の上記第２実施形態における保護素子
Ｂをリチウムイオン二次電池の過充電防止装置に用いた
場合の回路図

【図１０】本発明の第３実施態様におけるアキシャル
構造の温度ヒューズからなる保護素子Ｃの縦断面図

【符号の説明】

Ａ、Ｂ、Ｃ保護素子１、１１絶縁基板２、３、１４、１５、１６、１７、１８電極４、５、２１、２２、２３、４１、４２リード６、２４、４３低融点合金７、２５、４４フラックス８、２６絶縁キャップ９、２７、４６、４７封止樹脂１２、１３透孔１９抵抗体２０絶縁層Ｆヒューズ（低融点合金）Ｒ抵抗（抵抗体）３１、３２正負直流入力端子３３、３４正負直流出力端子３５電圧検知回路３６電圧検知素子（ツェナダイオード）３７電流制限抵抗３８スイッチング素子（トランジスタ）３９充電器４０リチウムイオン二次電池４５絶縁ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロジンにエチレン−アクリル酸エステル共
重合樹脂を添加したことを特徴とするフラックス。
【請求項２】ロジンにエチレン−アクリル酸エステル共
重合樹脂を５〜９５ｗｔ％および活性剤を０．１〜３０
ｗｔ％添加したことを特徴とするフラックス。
【請求項３】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂が、ＣＯＯＲ基を含み、ＲがＣ _１〜Ｃ_４であること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のフラ
ックス。
【請求項４】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂のメルトフローレートが０．６〜１５００ｇ／１０
ｍｉｎのものであることを特徴とする請求項３に記載の
フラックス。
【請求項５】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂が、エチレン−メチルアクリレート共重合体, エチ
レン−エチルアクリレート共重合体, エチレン−ｎ−プ
ロピルアクリレート共重合体, エチレン−イソプロピル
アクリレート共重合体, エチレン−ｎ−ブチルアクリレ
ート共重合体, エチレン−イソブチルアクリレート共重
合体, エチレン−ｓｅｃ−ブチルアクリレート共重合
体, エチレン−ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート共重合体
の中から選択されたいずれか１または２以上であること
を特徴とする請求項４に記載のフラックス。
【請求項６】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂に、Ｃ_４〜Ｃ_１８のモノカルボン酸またはジカルボ
ン酸、およびＣ_４〜Ｃ_１８のハロゲン化モノカルボン酸
またはハロゲン化ジカルボン酸、およびＣ_１〜Ｃ_１０の
アルキル基を有する第２級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアル
キル基を有する第３級アミン、Ｃ_１〜Ｃ_１０のアルキル
基を有する第４級アンモニウム塩、グリシンおよびＣ_１
〜Ｃ_１５のアルキル基を有するアミノ酸またはアミノ酸
塩の中から選択されたいずれか１または２以上の活性剤
を０．２〜３０ｗｔ％添加したことを特徴とする請求項
５に記載のフラックス。
【請求項７】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂に、Ｃ_４〜Ｃ_１０のアルキル基を有する第１級アミ
ンハロゲン化水素酸塩、Ｃ_４〜Ｃ_１０のアルキル基を有
する第２級アミンハロゲン化水素酸塩、Ｃ_４〜Ｃ_１０の
のアルキル基を有する第３級アミンハロゲン化水素酸塩
の中から選択されたいずれか１または２以上の活性剤を
０．１〜１０ｗｔ％添加したことを特徴とする請求項５
に記載のフラックス。
【請求項８】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂に、硬化ヒマシ油、アマイドワックス類、Ｃ_４〜Ｃ
_１８の有機金属石鹸類、Ｃ_６〜Ｃ_５０のカルボン酸エス
テル誘導体類の中から選択されたいずれか１または２以
上の粘性調整剤を１〜４０ｗｔ％添加したことを特徴と
する請求項１ないし７のいずれかに記載のフラックス。
【請求項９】前記エチレン−アクリル酸エステル共重合
樹脂に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、イオウ系
酸化防止剤、リン系酸化防止剤の中から選択されたいず
れか１または２以上の酸化防止剤を０．０１〜５ｗｔ％
添加したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
に記載のフラックス。
【請求項１０】前記請求項１ないし９のいずれかに記載
のフラックスを塗布または内蔵させたことを特徴とする
フラックス付き低融点合金。
【請求項１１】前記請求項１０に記載のフラックス付き
低融点合金を具備することを特徴とする保護素子。
【請求項１２】前記保護素子が、温度ヒューズであるこ
とを特徴とする請求項１１に記載の保護素子。
【請求項１３】前記保護素子が、前記フラックス付き低
融点合金と、通電による発熱で前記フラックス付き低融
点合金を溶断させる抵抗体とを有する抵抗付きヒューズ
であることを特徴とする請求項１１に記載の保護素子。