JP2013258011A - 保護素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電流経路を確実に遮断させることができる保護素子を提供する。
【解決手段】ヒューズ１は、プリント基板１０と、配線パターン１１，１２と、半田合金１３とを備える。配線パターン１１，１２は、互いに非接続であり、プリント基板１０の表面に形成されている。半田合金１３は、配線パターン１１と配線パターン１２との間を導通させていて、所定温度で溶融する。プリント基板１０の表面には、配線パターン１１，１２および半田合金１３を封止するエポキシ樹脂１４が形成される。エポキシ樹脂１４の表面には、銅箔１５を形成している。エポキシ樹脂１４および銅箔１５には、溶融した半田合金１３の溶融部分を樹脂外部へ導く噴出孔を構成する貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、過電流が流れたときに、過電流の熱で経路を溶断し、後段に接続される回路素子等を保護する保護素子に関する。

一般的に、過電流から回路素子を保護するものとして、過電流による発熱で溶断し、電流経路を遮断するヒューズが知られている。ヒューズを用いる場合、ヒューズホルダーを必要とするために、電子機器に内蔵すると、専有スペースが大きくなるといった問題がある。特許文献１には、ヒューズホルダーを用いずに電子部品に内蔵でき、過電流によって遮断すべき電流経路を導体ワイヤで構成することで専有スペースを小さくできるようにした過電流遮断素子が開示されている。図９は、特許文献１に開示されている過電流遮断素子の構成を示す模式図である。

特許文献１に開示された過電流遮断素子は、一対の表面実装用の接続端子１０１，１０２間を接続する導体ワイヤ１０３を有しており、エポキシ樹脂等の樹脂１０４で封止されている。導体ワイヤ１０３は、円形に窪ませて薄肉として凹部が形成されており、この凹部には、変形し易いゲル状のシリコーン樹脂１０５が充填され、成形樹脂１０６で封止されている。このように構成された過電流遮断素子は、導体ワイヤ１０３に過電流が流れると、その膨張による熱応力によって、凹部の境界付近に応力が集中し、この部分にクラックが生じて溶融した導体ワイヤ１０３の逃げ場を形成して導体ワイヤ１０３による電流経路を遮断している。

また、特許文献２には、板状の低融点金属をベース基板上の所定の位置に配置し、フラックスを塗布し、封止樹脂で封止する構成のヒューズが開示されている。このヒューズでは、板状の低融点金属に過電流が流れると、低融点金属が溶融するとともにフラックスが気化して内圧が上昇し、封止樹脂とベース基板との間に間隙ができ、気化したフラックスと溶融した低融点金属とが間隙から噴き出して電流経路が遮断される。

特開２００２−２７９８８４号公報 実開平２−１１０１４８号公報

特許文献１において、シリコーン樹脂１０５にクラックを発生させた後、溶融した導体ワイヤ１０３をクラック部分に飛び散らすことで断線させるが、シリコーン樹脂１０５に形成されるクラック部が一定形状になるわけではないため、導体ワイヤ１０３を飛ばすように制御することが難しく、電流経路の遮断が確実ではない。

また、特許文献２においても、封止樹脂とベース基板との間にできる間隙部が一定形状になるわけではないため、低融点金属を噴出させるように制御することが難しく、電流経路の遮断が確実ではない。その上、封止樹脂が加熱されることで軟化して変形する場合があり、封止樹脂の変形によって低融点金属の溶融やフラックスの気化により生じる圧力が逃げ、電流経路が遮断されるまでに要する時間が長いものになってしまうことや、封止樹脂がベース基板から剥がれずに、電流経路が遮断されないおそれもある。

そこで、本発明の目的は、電流経路を確実に遮断させることができる保護素子を提供することにある。

本発明に係る保護素子は、絶縁体からなる基部と、前記基部の表面に形成されていて、互いに非接続な第１の配線部および第２の配線部と、前記第１の配線部と前記第２の配線部との間を導通させていて、所定温度で溶融する経路用金属と、少なくとも前記経路用金属を封止する封止部と、を備え、前記封止部は、前記経路用金属から溶融部分を導出させる貫通孔を有している。

または、本発明に係る保護素子において、前記基部は、前記経路用金属から溶融部分を導出させる貫通孔を有している。

これらの構成では、電流経路となる経路用金属に過電流が流れると、通電による発熱によって経路用金属が溶融し、溶融部分が貫通孔を介して経路用金属から導出し、電流経路が溶断される。これにより、第１の配線部や第２の配線部を介して保護素子に接続される他の回路素子等を過電流から保護することができる。

本発明に係る保護素子は、前記封止部の表面に設けられた金属薄膜をさらに備え、前記金属薄膜は、前記封止部の貫通孔と連通する開口が形成されていてもよい。

または、本発明に係る保護素子は、前記基部の裏面に設けられた金属薄膜さらに備え、前記金属薄膜は、前記基部の貫通孔と連通する開口が形成されている構成でもよい。

これらの構成では、封止部や基部の表面にて貫通孔を囲む金属薄膜を形成しているため、経路用金属から導出する溶融部分がその金属薄膜に濡れることで固定される。これにより、経路用金属の溶融部分を、第１の配線部や第２の配線部から確実に隔離させることができ、電流経路を確実に遮断できる。

本発明に係る保護素子において、前記封止部は、前記経路用金属の固相融点よりも高いガラス転移温度を有すると好適である。

この構成では、経路用金属が溶融する際に封止部が加熱されても、封止部が著しく軟化することがない。したがって、封止部の変形によって、経路用金属の溶融部分の膨張やフラックスの気化により生じる圧力が逃げることが無く、より確実に、経路用金属から溶融部分を導出させることができる。

本発明に係る保護素子において、前記貫通孔は、前記封止部と前記基部との積層方向の内側に設けられていて、前記積層方向に直交する径方向の寸法が小さな小径部分と、前記積層方向の表面側に設けられていて、前記径方向の寸法が前記小径部よりも大きな大径部分と、を有する構成であってもよい。また、前記大径部分の内壁に設けられた金属薄膜をさらに備える構成であってもよい。

これらの構成では、経路用金属から導出される溶融部分が貫通孔の大径部分に導かれることにより、貫通孔の小径部分を逆流して第１の配線部と第２の配線部とを導通させることを防ぐことができる。

本発明に係る保護素子において、前記貫通孔は、前記封止部と前記基部との積層方向の内側に設けられていて、前記積層方向に延設された平行延設部分と、前記積層方向の表面側に設けられていて、前記積層方向と相違する方向に延設された非平行延設部分とを有する構成であってもよい。

また、本発明に係る保護素子において、前記貫通孔は、複数の前記非平行延設部分が前記平行延設部分から枝分かれする構成であってもよい。

これらの構成では、経路用金属から導出される経路用金属の溶融部分が、貫通孔を逆流して第１の配線部と第２の配線部とを導通させることを防ぐことができる。

本発明によれば、電流経路となる経路用金属が溶融し、溶融部分が貫通孔を介して経路用金属から導出されることにより、電流経路が溶断される。したがって、第１の配線部や第２の配線部を介して保護素子に接続される他の回路素子等を過電流から保護することができる。この際、低融点金属の溶融やフラックスの気化により生じる圧力は、経路用金属の溶融部分の貫通孔を介した導出によって逃げることになり、封止部のクラックや、封止部の基部からの剥がれが発生しない。これにより、電流経路がより確実に溶断されることになる。

第１の実施形態に係る保護素子の概略図である。 第１の実施形態に係る保護素子の半田合金が溶融した場合を示す模式図である。 経路用金属と封止部との材質の組み合わせごとの性能を説明する図である。 第２の実施形態に係る保護素子の概略図である。 第２の実施形態に係る保護素子の半田合金が溶融した場合を示す模式図である。 第３の実施形態に係る保護素子の概略図である。 第４の実施形態に係る保護素子の概略図である。 他の実施形態に係る保護素子の概略図である。 特許文献１に開示されているヒューズの構成を示す模式図である。

≪第１の実施形態≫
以下、本発明の第１の実施形態に係る保護素子について、ヒューズを例に説明する。以下に説明する図では、導電性の部材はハッチング表記を採用し、絶縁性の部材はドット表記を採用している。

図１は、第１の実施形態に係るヒューズの概略図である。図１（Ａ）は上面視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）中に示すＩ−Ｉ線における断面図である。

本実施形態に係るヒューズ１は、プリント基板（基部）１０を備えている。プリント基板１０は、上面視して長辺および短辺からなる長方形状の表裏面を有する直方体形であり、ガラス布基材エポキシ樹脂からなる。なお、プリント基板１０の材質は、ガラス布基材エポキシ樹脂に限らず、封止樹脂と同じ材質の樹脂など他の材質であってもよい。また、特許請求の範囲に記載の基部は、プリント基板１０に限らず、何らかの平板や、積層基板など、どのような物であってもよい。

プリント基板１０の表面には、例えば薄い銅箔からなる二つの導電性の配線パターン（第１の配線部）１１および配線パターン（第２の配線部）１２が形成されている。

配線パターン１１，１２は、特に限定されないが、例えば上面視して長辺および短辺からなる長方形状を有しており、それぞれ非接続に形成されている。この配線パターン１１，１２は、プリント基板１０の裏面に形成された配線パターン（図示せず）とビア導体等により導通しており、プリント基板１０の裏面に形成された配線パターンを介して外部回路と接続している。

プリント基板１０には、配線パターン１１，１２と導通する直線状の半田合金（経路用金属）１３が形成されている。半田合金１３は、配線パターン１１，１２間の電流経路となる。この半田合金１３は、実装等の工程での加熱時に溶融せず、所定温度で溶融する低融点金属から形成されている。

プリント基板１０の表面への半田合金１３の形成方法としては、プリント基板１０にメタルマスクを用いて半田ペーストを印刷し、半田ペースト上に半田合金１３を実装する方法を採用することができる。この場合、リフローにより半田ペーストを溶融、凝固させるとよい。リフロー温度は、半田合金１３は溶融しないが半田ペーストは溶融する温度にするとよい。このようにして半田合金１３を実装した後、フラックス洗浄液にて洗浄を実施し、フラックスを除去するとよい。

なお、図１では省略しているが、実装された半田合金１３の表面には、さらに液状のフラックスを印刷にて塗布すると好適である。

プリント基板１０の表面には、配線パターン１１，１２および半田合金１３を封止するエポキシ樹脂（封止部）１４が積層されている。エポキシ樹脂１４は、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金１３の固相融点よりも高温にしたものである。また、エポキシ樹脂１４の表面には、銅箔１５が形成されている。銅箔１５は、半田合金１３に対して濡れ性が高い金属であることが好ましい。

エポキシ樹脂１４の形成方法としては、プリント基板１０の表面にＢステージ状態のエポキシ樹脂基板を真空プレスを用いて接合し、接合後、加熱硬化させる方法を採用することができる。この場合、半田合金１３を封止したときに、半田合金１３上のエポキシ樹脂１４の厚みが適切な厚み（例えば２００μm）になるように樹脂量を調整するとよい。

エポキシ樹脂１４の表面には銅箔１５が貼りつけられている。銅箔１５の形成方法としては、エポキシ樹脂１４を加熱硬化させる前に銅箔を貼り付けておき、加熱硬化の後に、フォトリソグラフィプロセスにてパターン形成するとよい。なお、銅箔１５の大きさは特に限定されるものではない。

エポキシ樹脂１４および銅箔１５には、半田合金１３の直上に貫通孔１４Ａおよび貫通孔１５Ａが形成されている。貫通孔１４Ａ，１５Ａは、溶融した半田合金１３の溶融部分を外部へ噴出させるための噴出孔となる。貫通孔１５Ａの形成方法として、フォトリソグラフィプロセスによってパターン形成する方法を採用することができる。また、貫通孔１４Ａの形成方法としては、ＣＯ_２レーザーにて穿孔を行う方法を採用することができる。これら貫通孔１４Ａ，１５Ａからなる噴出孔は、適切な高さと底径（例えば、高さ２００μm、底径９０μm）となるよう形成されている。なお、噴出孔を構成する貫通孔１４Ａ，１５Ａは、開口が矩形状となる形状であってもよい。また、貫通孔１４Ａ，１５Ａを形成する位置は、半田合金１３の略中央位置に限定されるものではない。

上述のように形成されたヒューズ１は、例えば、素子などが実装された回路基板等に半田実装される。そして、プリント基板１０の裏面に形成される配線パターン（不図示）を介して、配線パターン１１，１２と回路基板上の配線パターンとが接続される。このような状態で、半田合金１３に一定以上の過電流が流れると、半田合金１３は自己発熱し、溶融するため配線パターン１１，１２間の電流経路が遮断されることとなる。

図２は、半田合金１３が溶融した場合のヒューズ１を示す模式図である。半田合金１３に過電流が流れた場合、その熱により半田合金１３が溶融するとともにフラックスが気化する。図２（Ａ）では、溶融した部分を溶融部分１３Ａとして点線で示している。溶融部分１３Ａは、図中矢印に示すように、半田合金１３から貫通孔１４Ａ，１５Ａからなる噴出孔に導出され、銅箔１５の表面側に噴出する。

この際、溶融部分１３Ａの熱膨張とフラックスの気化とにより、エポキシ樹脂１４の内部空間における内圧が高まるが、エポキシ樹脂１４のガラス転移点温度が半田合金１３の固相融点よりも高いため、エポキシ樹脂１４において軟化（弾性率の低下）が生じることはない。このため、エポキシ樹脂１４の変形が殆ど生じないために溶融部分１３Ａの噴出圧力が低下することがなく、溶融部分１３Ａが半田合金１３から導出されて、確実でレスポンスのよい噴き出しが実現される。なお、プリント基板１０は、本実施形態においてはガラス布基材エポキシ樹脂からなるため、このプリント基板１０についても、ガラス転移点温度が半田合金１３の固相融点よりも高いほうが望ましい。

噴出した溶融部分１３Ａは、図２（Ｂ）に示すように、表面張力によって球状化して銅箔１５に濡れる状態、または、銅箔１５に薄く濡れ広がる状態で凝固し、銅箔１５に固定される。これにより、配線パターン１１，１２間の電流経路が遮断される。このように、溶融部分１３Ａが噴出した際に銅箔１５に固定されるため、噴出し後の半田が別の場所に移動し、回路をショートさせる等の不具合の発生を防ぐことができる。また、エポキシ樹脂１４の表面に銅箔１５を形成するため、プリント基板１０の反りを低減することができ、取り扱いが容易となる。

なお、この実施形態のヒューズ１と同様な構成で、半田合金１３の材質とエポキシ樹脂１４の材質との組み合わせを異ならせた複数の実施例について、半田合金１３の溶融部分１３Ａが適正に噴き出すか否かを確認する実機試験を実施した。図３は、半田合金の材質とエポキシ樹脂の材質との組み合わせごとに適正な噴き出しが実現されて所望の良品率が達成できたか否かを示す図である。

実機試験においては、半田合金の材質として、固相融点が１３９℃であるSn-58Bi合金、固相融点が２１７℃であるSn-Ag-Cu合金、固相融点が２４５℃であるSn-10Sb合金、および、固相融点が３３５℃であるZn-Al-Mg合金を用いた。エポキシ樹脂の材質として、フィラー含有率を異ならせて、ガラス転移点温度を２６５℃とした第1のエポキシ樹脂と、ガラス転移点温度を２２０℃とした第２のエポキシ樹脂と、ガラス転移点温度を１９０℃とした第３のエポキシ樹脂と、を用いた。

これらの材質を組み合わせてヒューズ１を構成した結果、いずれの組み合わせでも、半田合金の固相融点よりもエポキシ樹脂のガラス転移点温度が高い場合には、高い確率で半田の適正な噴き出しが実現されたが、半田合金の固相融点よりもエポキシ樹脂のガラス転移点温度が低い場合には、溶融した半田合金の適正な噴き出しを実現することが難しかった。

この実機試験から、半田合金の固相融点よりもエポキシ樹脂のガラス転移点温度が高い場合に、ヒューズ１における良好な特性（ヒューズ特性）を実現することが容易になることが分かる。

≪第２の実施形態≫
図４は、第２の実施形態に係るヒューズの概略図である。図４（Ａ）はプリント基板の裏面側から視た図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）中に示すＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

第２の実施形態に係るヒューズ２１は、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン３１，３２が形成されたプリント基板３０を備えている。また、ヒューズ２１は、配線パターン３１，３２を導通する半田合金３３を備え、プリント基板３０の表面には、配線パターン３１，３２および半田合金３３を封止するエポキシ樹脂３４が形成されている。エポキシ樹脂３４は、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金３３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂３４には、半田合金３３の直下であって、半田合金３３の表面とプリント基板３０の表面との間の位置に、貫通孔３４Ａが形成されている。プリント基板３０には、貫通孔３４Ａと一致する位置に、厚み方向に沿った貫通孔３０Ａが形成されている。さらに、プリント基板３０の裏面には、銅箔３５が貼り付けられている。銅箔３５は、フォトリソグラフィにてパターン形成され、貫通孔３４Ａおよび貫通孔３０Ａと連通する貫通孔３５Ａが形成される。これら、貫通孔３０Ａ，３４Ａ，３５Ａは、溶融した半田合金３３の溶融部分を外部へ噴出させるための噴出孔となる。

以上のように構成されたヒューズ２１は、第1の実施形態と同様、例えば回路基板等に半田実装し、回路基板上の配線パターンが、配線パターン３１，３２へ接続される。半田合金３３に一定以上の過電流が流れると、半田合金３３は自己発熱し、溶融するため配線パターン３１，３２の経路が遮断されることとなる。

図５は、半田合金３３が溶融した場合のヒューズ２１を示す模式図である。半田合金３３に過電流が流れた場合、その熱により半田合金３３は溶融する。図５（Ａ）では、溶融した部分を溶融部分３３Ａとして点線で示している。溶融部分３３Ａは、図中矢印に示すように、半田合金３３から貫通孔３４Ａ，３０Ａ，３５Ａからなる噴出孔に導出され、銅箔３５の表面側に噴出する。噴出した溶融部分３３Ａは、図５（Ｂ）に示すように、銅箔３５に濡れることで固定される。これにより、配線パターン３１，３２間の電流経路が遮断される。

以上のように、銅箔３５をプリント基板３０側に設けているため、エポキシ樹脂３４の表面に銅箔のパターンを形成する必要がなく、低コストで製造が可能である。また、プリント基板３０側に溶融した半田が噴出するため、ヒューズ２１の上方に半田噴き出しを考慮したスペースを設ける必要がないため、ヒューズ２１の使用時に必要な高さスペースを削減できる。

≪第３の実施形態≫
図６は、第３の実施形態に係るヒューズの概略図である。図６（Ａ）はプリント基板を上面視した図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）中に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。

第３の実施形態に係るヒューズ４１は、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン５１，５２が形成されたプリント基板５０を備えている。また、ヒューズ４１は、配線パターン５１，５２を導通する半田合金５３を備え、プリント基板５０の表面には、配線パターン５１，５２および半田合金５３を封止するエポキシ樹脂５４が形成されている。エポキシ樹脂５４は、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金５３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂５４には、半田合金５３の表面側に、貫通孔５５が形成されている。この貫通孔５５は、溶融した半田合金５３の溶融部分を半田合金５３から導出させるものであり、平行延設部分５５Ａと非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ，５５Ｅとからなる。平行延設部分５５Ａは、第一端が半田合金５３に到達していて、そこからエポキシ樹脂５４とプリント基板５０との積層方向と平行に（天面側に）延設されていて、貫通孔５５の一部を構成している。非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃは、平行延設部分５５Ａの第二端に、第一端が到達していて、そこからエポキシ樹脂５４とプリント基板５０との積層方向と非平行に（水平方向に）互いに逆向きに延設されていて、貫通孔５５の一部を構成している。非平行延設部分５５Ｄ，５５Ｅは、それぞれ、非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃの第二端に、第一端が到達していて、そこからエポキシ樹脂５４の表面まで延設されていて、貫通孔５５の一部を構成している。

以上のように構成されたヒューズ４１は、第1の実施形態と同様、例えば回路基板等に半田実装し、回路基板上の配線パターンが、配線パターン５１，５２へ接続される。半田合金５３に一定以上の過電流が流れると、半田合金５３は自己発熱し、溶融するため配線パターン５１，５２の経路が遮断されることとなる。

半田合金５３の溶融部分は、貫通孔５５の平行延設部分５５Ａ、非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃ、非平行延設部分５５Ｄ，５５Ｅを順に介して、エポキシ樹脂５４の表面側に噴出する。貫通孔５５に導出された半田合金５３の溶融部分は、貫通孔５５から略全体が噴出する状態、または、貫通孔５５の内部で屈曲した形状で凝固していくため、貫通孔５５を逆流し難く、配線パターン５１，５２間の電流経路がより確実に遮断されることになる。

なお、このような構成のヒューズの製造方法としては、エポキシ樹脂５４を積層構造とし、予め平行延設部分５５Ａを形成した第１の層と、予め非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃを形成した第２の層と、予め非平行延設部分５５Ｄ，５５Ｅを形成した第３の層とを貼り合わせる方法を採用することができる。

または、プリント基板５０にエポキシ樹脂５４を構成する第１の層を積層してからレーザ加工によって平行延設部分５５Ａを形成し、さらに、エポキシ樹脂５４を構成する第２の層を積層してからレーザ加工によって非平行延設部分５５Ｂ，５５Ｃを形成し、さらに、エポキシ樹脂５４を構成する第３の層を積層してからレーザ加工によって非平行延設部分５５Ｄ，５５Ｅを形成する方法を採用することもできる。

≪第４の実施形態≫
図７は、第４の実施形態に係るヒューズの概略の断面図である。

第４の実施形態に係るヒューズ６１は、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン７１，７２が形成されたプリント基板７０を備えている。また、ヒューズ６１は、配線パターン７１，７２を導通する半田合金７３を備え、プリント基板７０の表面には、配線パターン７１，７２および半田合金７３を封止するエポキシ樹脂７４が形成されている。エポキシ樹脂７４は、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金７３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂７４には、半田合金７３の表面側に、貫通孔７５が形成されている。この貫通孔７５は、半田合金７３の溶融部分を半田合金７３から導出させるものであり、小径部分７５Ａと大径部分７５Ｂとからなる。小径部分７５Ａは、径寸法が一定の柱状であり、第一端が半田合金７３に到達していて、そこからエポキシ樹脂７４とプリント基板７０との積層方向と平行に（天面側に）延設されていて、貫通孔７５の一部を構成している。大径部分７５Ｂは、小径部分７５Ａの径寸法よりも底面の寸法が大きく、小径部分７５Ａの第二端に第一端が到達していて、そこからエポキシ樹脂７４の表面まで次第に径寸法が大きくなるように形成されていて、貫通孔７５の一部を構成している。なお、このような貫通孔７５の形状とするためには、複数回にわたりレーザ加工を行う他、あらかじめ用意しておいた所定形状の雄型の部材を埋め込んだ状態で、エポキシ樹脂７４を硬化させ、雄型の部材を抜き取るようにしてもよい。

大径部分７５Ｂの周面には、銅箔７６が形成されている。この銅箔７６は、半田合金７３の溶融部分が濡れることにより、半田合金７３の溶融部分を固定するためのものである。なお、この銅箔７６は必ずしも設けなくても良い。銅箔７６の形成方法としては、エポキシ樹脂７４が未硬化の状態で、プレス成型により貼り付ける方法を採用してもよく、また、エポキシ樹脂７４の硬化後に、接着剤等を利用して貼り付ける方法を採用してもよい。

以上のように構成されたヒューズ６１は、第1の実施形態と同様、例えば回路基板等に半田実装し、回路基板上の配線パターンが、配線パターン７１，７２へ接続される。半田合金７３に一定以上の過電流が流れると、半田合金７３は自己発熱し、溶融するため配線パターン７１，７２の経路が遮断されることとなる。

半田合金７３の溶融部分は、小径部分７５Ａを介して、大径部分７５Ｂおよびエポキシ樹脂７４の表面側に噴出する。貫通孔７５に導出した半田合金７３の溶融部分は、大径部分７５Ｂおよびエポキシ樹脂７４の表面の形状に沿った形状で凝固していくため、貫通孔７５を逆流し難く、配線パターン７１，７２間の電流経路がより確実に遮断されることになる。また、大径部分７５Ｂおよびエポキシ樹脂７４の表面に吹き出した溶融部分が、ヒューズ素子を離れにくくなり、周囲の電子部品に接触してショートさせる危険性を低減することができる。

≪他の実施形態≫
図８は、その他の実施形態に係るヒューズの概略の断面図である。

図８（Ａ）に示すヒューズ８１Ａは、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン９１，９２が形成されたプリント基板９０を備えている。また、ヒューズ８１Ａは、配線パターン９１，９２を導通する半田合金９３を備え、プリント基板９０の表面には、配線パターン９１，９２および半田合金９３を封止するエポキシ樹脂９４Ａが形成されている。エポキシ樹脂９４Ａは、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金９３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂９４Ａには、半田合金９３の表面側に、貫通孔９５が形成されている。この貫通孔９５は、半田合金９３の溶融部分を半田合金９３から導出させるものであり、小径部分９５Ａと大径部分９５Ｂとからなる。小径部分９５Ａは、径寸法が一定の柱状であり、第一端が半田合金９３に到達していて、そこからエポキシ樹脂９４Ａとプリント基板９０との積層方向と平行に（天面側に）延設されている。大径部分９５Ｂは、小径部分９５Ａと一致する径寸法から、径寸法が次第に大きくなる錘状である。このような形状の貫通孔９５を採用してもよい。

図８（Ｂ）に示すヒューズ８１Ｂは、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン９１，９２が形成されたプリント基板９０を備えている。また、ヒューズ８１Ａは、配線パターン９１，９２を導通する半田合金９３を備え、プリント基板９０の表面には、配線パターン９１，９２および半田合金９３を封止するエポキシ樹脂９４Ｂが形成されている。エポキシ樹脂９４Ｂは、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金９３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂９４Ｂには、半田合金９３の表面側に、貫通孔９６が形成されている。この貫通孔９６は、半田合金側の径寸法が小さく、エポキシ樹脂表面側の径寸法が大きい錘状であり、周面の全周にわたって、周面から垂直に所定長だけ突出する突出部９６Ａが形成されている。このような形状の貫通孔９６を採用してもよい。

図８（Ｃ）に示すヒューズ８１Ｃは、第１の実施形態と同様に、表面に配線パターン９１，９２が形成されたプリント基板９０を備えている。また、ヒューズ８１Ａは、配線パターン９１，９２を導通する半田合金９３を備え、プリント基板９０の表面には、配線パターン９１，９２および半田合金９３を封止するエポキシ樹脂９４Ｃが形成されている。エポキシ樹脂９４Ｃは、フィラー含有率を高めてガラス転移点温度を、半田合金９３の固相融点よりも高温にしたものである。

エポキシ樹脂９４Ｃには、半田合金９３の表面側に、貫通孔９７が形成されている。この貫通孔９７は、半田合金側の径寸法が大きくなる領域と径寸法が小さくなる領域とが交互に繰り返すような形状である。このような形状の貫通孔９７を採用してもよい。

以上の各実施形態で示したような構成で、本発明の保護素子は実現することができる。なお、保護素子の具体的構成などは、適宜設計変更可能であり、上述の実施形態に記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、上述の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

１，２１，４１，６１，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ…ヒューズ
１０，３０，５０，７０，９０…プリント基板
１１，１２，３１，３２，５１，５２，７１，７２，９１，９２…配線パターン
１３，３３，５３，７３，９３…半田合金
１３Ａ，３３Ａ…溶融部分
１４，３４，５４，７４，９４Ａ，９４Ｂ，９４Ｃ…エポキシ樹脂
１４Ａ，１５Ａ，３０Ａ，３４Ａ，３５Ａ，５５，７５，９５，９６，９７…貫通孔
１５，３５，７６…銅箔
５５Ａ…平行延設部分
５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ，５５Ｅ…非平行延設部分
７５Ａ，９５Ａ…小径部分
７５Ｂ，９５Ｂ…大径部分

Claims (9)

1. 絶縁体からなる基部と、
   前記基部の表面に形成されていて、互いに非接続な第１の配線部および第２の配線部と、
   前記第１の配線部と第２の配線部との間を導通させていて、所定温度で溶融する経路用金属と、
   少なくとも前記経路用金属を封止する封止部と、
   を備え、
   前記封止部は、
   溶融した前記経路用金属の溶融部分を導出させる貫通孔を有している、
   ことを特徴とする保護素子。
2. 絶縁体からなる基部と、
   前記基部の表面に形成されていて、互いに非接続な第１の配線部および第２の配線部と、
   前記第１の配線部と前記第２の配線部との間を導通させていて、所定温度で溶融する経路用金属と、
   少なくとも前記経路用金属を封止する封止部と、
   を備え、
   前記基部は、
   溶融した前記経路用金属の溶融部分を導出させる貫通孔を有している、
   ことを特徴とする保護素子。
3. 前記封止部の表面に設けられた金属薄膜をさらに備え、
   前記金属薄膜は、前記貫通孔と連通する開口が形成されている、請求項１に記載の保護素子。
4. 前記基部の表面に設けられた金属薄膜をさらに備え、
   前記金属薄膜は、前記貫通孔と連通する開口が形成されている、請求項２に記載の保護素子。
5. 前記封止部は、前記経路用金属の固相融点よりも高いガラス転移点温度を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の保護素子。
6. 前記貫通孔は、
   前記封止部と前記基部との積層方向の内側に設けられていて、前記積層方向に直交する径方向の寸法が小さな小径部分と、
   前記積層方向の表面側に設けられていて、前記小径部分に連通し、前記径方向の寸法が前記小径部分よりも大きな大径部分と、を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の保護素子。
7. 前記大径部分の周面に設けられた金属薄膜をさらに備える、請求項６に記載の保護素子。
8. 前記貫通孔は、
   前記封止部と前記基部との積層方向の内側に設けられていて、前記積層方向に延設されている平行延設部分と、
   前記積層方向の表面側に設けられていて、前記小径部分に連通し、前記積層方向と相違する方向に延設された非平行延設部分と、を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の保護素子。
9. 前記貫通孔は、複数の前記非平行延設部分が前記平行延設部分から枝分かれする、請求項８に記載の保護素子。

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