JP2016095899A - Fuse element, fuse device, protection device, short circuit device, switching device - Google Patents

Fuse element, fuse device, protection device, short circuit device, switching device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuse element capable of surface mounting, while reconciling enhancement of rating and fast fusing, and to provide a fuse device, a protection device, a short circuit device, and switching device using the same.SOLUTION: A fuse element 1 has a high melting point metal layer 2, a first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the high melting point metal layer 2, and a second low melting point metal layer 4 having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. The high melting point metal layer 2 is laminated between the first low melting point metal layer 3 and second low melting point metal layer 4, the fuse element 1 is blown out by an overcurrent, a protection device protects the circuit when the fuse element 1 is fused by electric heating of a heating element, and interrupting between the first and second electrodes. A short circuit device fuses by electric heating of the heating element to short-circuit between electrodes, and a switching device is provided with first and second fusible elements, using the fuse element 1, between two sets of electrodes, and are fused by heating elements, to interrupt and short-circuit between the electrodes, thus switching the circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時の自己発熱、あるいは発熱体の発熱により溶断し当該電流経路を遮断するヒューズエレメントに関し、特に速断性に優れたヒューズエレメント、及びこれを用いたヒューズ素子、保護素子、短絡素子、切替素子に関する。   The present invention relates to a fuse element that is mounted on a current path and cuts off due to self-heating when a current exceeding the rating flows, or heat generated by a heating element, and particularly a fuse element excellent in quick disconnection, And a fuse element, a protection element, a short-circuit element, and a switching element using the same.

従来、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。   Conventionally, a fuse element that melts by self-heating when a current exceeding the rating flows and interrupts the current path has been used. As the fuse element, for example, a holder-fixed fuse in which solder is enclosed in a glass tube, a chip fuse in which an Ag electrode is printed on the surface of a ceramic substrate, or a screw fixing in which a part of a copper electrode is thinned and incorporated in a plastic case or Plug-in fuses are often used.

特開２０１１−８２０６４号公報JP 2011-82064 A

しかし、上記既存のヒューズエレメントにおいては、リフローによる表面実装ができない、電流定格が低く、また大型化によって定格を上げると速断性に劣る、といった問題点が指摘されている。   However, it has been pointed out that the above-mentioned existing fuse element cannot be surface-mounted by reflow, has a low current rating, and is inferior in quick disconnection when the rating is increased by increasing the size.

また、リフロー実装用の速断ヒューズ素子を想定した場合、リフローの熱によって溶融しないように、一般的には、ヒューズエレメントには融点が３００℃以上のＰｂ入り高融点ハンダが溶断特性上好ましい。しかしながら、ＲｏＨＳ指令等においては、Ｐｂ含有ハンダの使用は、限定的に認められているに過ぎず、今後Ｐｂフリー化の要求は、強まるものと考えられる。   Further, when a fast-acting fuse element for reflow mounting is assumed, generally, a high melting point solder containing Pb having a melting point of 300 ° C. or more is preferable for the fuse element from the viewpoint of fusing characteristics so as not to melt by the heat of reflow. However, in the RoHS directive and the like, the use of Pb-containing solder is only limitedly recognized, and it is considered that the demand for Pb-free solder will increase in the future.

すなわち、ヒューズエレメントとしては、リフローによる表面実装が可能でヒューズ素子への実装性に優れること、定格を上げて大電流に対応可能であること、定格を超える過電流時には速やかに電流経路を遮断する速溶断性を備えることが求められる。   In other words, the fuse element can be surface-mounted by reflow and has excellent mountability to the fuse element, it can handle a large current by raising its rating, and the current path is quickly interrupted when overcurrent exceeds the rating. It is required to have fast fusing properties.

そこで、本発明は、表面実装が可能であり、定格の向上と速溶断性とを両立できるヒューズエレメント、及びこれを用いたヒューズ素子、保護素子、短絡素子、切替素子を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuse element that can be surface-mounted and can achieve both improvement in rating and quick fusing, and a fuse element, a protection element, a short-circuit element, and a switching element using the fuse element. To do.

上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズエレメントは、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたものである。   In order to solve the above-described problem, the fuse element according to the present invention is formed by laminating three or more metal layers having different melting points.

また、本発明に係るヒューズ素子は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントを有し、定格を超える過電流が流れることにより上記ヒューズエレメントが溶断するものである。   The fuse element according to the present invention has a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, and the fuse element is blown by an overcurrent exceeding a rating.

また、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、上記絶縁基板上に設けられた第１、第２の電極と、上記発熱体と電気的に接続された発熱体引出電極と、上記第１の電極から上記発熱体引出電極を介して上記第２の電極に跨って接続された可溶導体とを有し、上記可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を遮断するものである。   The protection element according to the present invention includes an insulating substrate, a heating element formed on or in the insulating substrate, first and second electrodes provided on the insulating substrate, A heating element extraction electrode electrically connected to the heating element; and a soluble conductor connected across the second electrode from the first electrode through the heating element extraction electrode. The molten conductor is composed of a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, and is melted by energization heat generation of the heating element to cut off between the first and second electrodes.

また、本発明に係る短絡素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、上記絶縁基板上に設けられ上記発熱体と電気的に接続された第３の電極と、上記第１、第３の電極間に跨って接続される可溶導体とを有し、上記可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を短絡させるとともに、上記第１、第３の電極間を遮断するものである。   The short-circuit element according to the present invention includes an insulating substrate, a heating element formed on or in the insulating substrate, and first and second electrodes provided adjacent to the insulating substrate. A third electrode that is provided on the insulating substrate and is electrically connected to the heating element, and a soluble conductor that is connected across the first and third electrodes. The molten conductor is composed of a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, melted by energization heat generation of the heating element, short-circuits the first and second electrodes, and the first The third electrode is cut off.

また、本発明に係る切替素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された第１、第２の発熱体と、上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、上記絶縁基板上に設けられ上記第１の発熱体と電気的に接続する第３の電極と、上記第１、第３の電極間に跨って接続される第１の可溶導体と、上記絶縁基板上に設けられ上記第２の発熱体と電気的に接続する第４の電極と、上記絶縁基板上に上記第４の電極と隣接して設けられた第５の電極と、上記第２の電極から上記第４の電極を介して上記第５の電極に跨って接続された第２の可溶導体とを有し、上記第１、第２の可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、上記第２の発熱体の通電発熱により上記第２の可溶導体を溶融させて上記第２、第５の電極間を遮断し、上記第１の発熱体の通電発熱により上記第１の可溶導体を溶融させて上記第１、第２の電極間を短絡するものである。   The switching element according to the present invention includes an insulating substrate, first and second heating elements formed on the insulating substrate or in the insulating substrate, and a first element provided adjacent to the insulating substrate. First and second electrodes, a third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the first heating element, and a first electrode connected across the first and third electrodes A soluble conductor, a fourth electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the second heating element, and a fifth electrode provided adjacent to the fourth electrode on the insulating substrate. And a second soluble conductor connected across the fifth electrode from the second electrode through the fourth electrode, and the first and second soluble conductors Is composed of a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, and the above-described heat generation by the second heat generating element The second soluble conductor is melted to block between the second and fifth electrodes, and the first soluble conductor is melted by the energization heat generation of the first heating element, and the first and second electrodes are melted. It short-circuits between electrodes.

本発明によれば、ヒューズエレメントは、高融点金属層を積層することによって、リフロー等の実装温度が低融点金属層の溶融温度を超えた場合であっても、ヒューズエレメントとして溶断するに至らない。したがって、本発明によればヒューズエレメントをリフローによって効率よく実装することができる。   According to the present invention, the fuse element does not blow out as a fuse element even when the mounting temperature such as reflow exceeds the melting temperature of the low melting point metal layer by laminating the high melting point metal layer. . Therefore, according to the present invention, the fuse element can be efficiently mounted by reflow.

また、本発明にかかるヒューズエレメントは、自己発熱又は発熱体の発熱によって溶融する。このとき、ヒューズエレメントは、溶融した低融点金属層が高融点金属層を浸食することにより、高融点金属層が自身の融点よりも低い温度で溶解する。したがって、本発明によれば、ヒューズエレメントを低融点金属層による高融点金属層の浸食作用を利用して短時間で溶断することができる。   The fuse element according to the present invention is melted by self-heating or heat generation of the heating element. At this time, in the fuse element, the melted low melting point metal layer erodes the high melting point metal layer, so that the high melting point metal layer is melted at a temperature lower than its melting point. Therefore, according to the present invention, the fuse element can be blown in a short time using the erosion action of the high melting point metal layer by the low melting point metal layer.

また、本発明にかかるヒューズエレメントは、低融点金属層に低抵抗の高融点金属層が積層されて構成されているため、導体抵抗を大幅に低減することができ、同一サイズの従来のチップヒューズ等に比して、電流定格を大幅に向上させることができる。また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも薄型化を図ることができ、速溶断性に優れる。   In addition, since the fuse element according to the present invention is formed by laminating a low-melting metal layer with a low-melting point on a low-melting metal layer, the conductor resistance can be greatly reduced, and a conventional chip fuse of the same size Compared to the above, the current rating can be greatly improved. In addition, it can be made thinner than conventional chip fuses having the same current rating, and is excellent in quick fusing.

よって、本発明にかかるヒューズエレメントは、互いに融点の異なる２種類の金属による積層可溶導体からなるヒューズエレメントに比して、リフロー温度等の高温環境に対する耐性と低抵抗特性を維持しつつ、速溶断性に優れる。   Therefore, the fuse element according to the present invention maintains a resistance against a high temperature environment such as a reflow temperature and a low resistance characteristic as compared with a fuse element made of a laminated soluble conductor made of two kinds of metals having different melting points, and has a fast melting property. Excellent cutting ability.

図１は、本発明に係るヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fuse element according to the present invention. 図２は、最外層として第１の低融点金属層を積層させたヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fuse element in which a first low melting point metal layer is laminated as the outermost layer. 図３は、所定の積層パターンを繰り返して形成された本発明に係る他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another fuse element according to the present invention formed by repeating a predetermined laminated pattern. 図４は、所定の積層パターンを繰り返すとともに最外層として第１の低融点金属層を積層させた本発明に係る他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another fuse element according to the present invention in which a predetermined lamination pattern is repeated and a first low melting point metal layer is laminated as the outermost layer. 図５は、本発明に係る他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another fuse element according to the present invention. 図６は、最外層として第２の低融点金属層を積層させた他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing another fuse element in which a second low melting point metal layer is laminated as the outermost layer. 図７は、所定の積層パターンを繰り返して形成された本発明に係る他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing another fuse element according to the present invention formed by repeating a predetermined laminated pattern. 図８は、所定の積層パターンを繰り返すとともに最外層として第２の低融点金属層を積層させた本発明に係る他のヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing another fuse element according to the present invention in which a predetermined lamination pattern is repeated and a second low melting point metal layer is laminated as the outermost layer. 図９は、本発明が適用されたヒューズ素子を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fuse element to which the present invention is applied. 図１０は、本発明が適用されたヒューズ素子のカバー部材を省略して示す平面図である。FIG. 10 is a plan view in which the cover member of the fuse element to which the present invention is applied is omitted. 図１１は、ヒューズエレメントに塗布したフラックスにシートを含浸させたヒューズ素子を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a fuse element in which a flux applied to the fuse element is impregnated with a sheet. 図１２は、ヒューズエレメントに繊維状物が混合されたフラックスを塗布したヒューズ素子を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a fuse element in which a flux in which a fibrous material is mixed is applied to the fuse element. 図１３は、ヒューズ素子の回路図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。FIG. 13 is a circuit diagram of the fuse element, where (A) shows before the fuse element is blown and (B) shows after the fuse element is blown. 図１４は、本発明が適用されたヒューズ素子のヒューズエレメントが溶断した状態を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state where the fuse element of the fuse element to which the present invention is applied is melted. 図１５は、本発明が適用された保護素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）は断面図である。15A and 15B are diagrams showing a protective element to which the present invention is applied, in which FIG. 15A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 15B is a cross-sectional view. 図１６は、ヒューズエレメントに塗布したフラックスにシートを含浸させた保護素子を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a protective element obtained by impregnating a sheet with a flux applied to a fuse element. 図１７は、ヒューズエレメントに繊維状物が混合されたフラックスを塗布した保護素子を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a protection element in which a flux in which a fibrous material is mixed is applied to a fuse element. 図１８は、本発明が適用された保護素子の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of a protection element to which the present invention is applied. 図１９は、ヒューズエレメントが溶断した状態の保護素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）は回路図である。19A and 19B are diagrams showing the protection element in a state where the fuse element is melted, where FIG. 19A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 19B is a circuit diagram. 図２０は、本発明が適用された短絡素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）は断面図である。20A and 20B are diagrams showing a short-circuit element to which the present invention is applied, in which FIG. 20A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 20B is a cross-sectional view. 図２１は、ヒューズエレメントに塗布したフラックスにシートを含浸させた短絡素子を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a short-circuit element in which a flux applied to a fuse element is impregnated with a sheet. 図２２は、ヒューズエレメントに繊維状物が混合されたフラックスを塗布した短絡素子を示す断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a short-circuit element in which a flux in which a fibrous material is mixed is applied to a fuse element. 図２３は、短絡素子の回路図であり、（Ａ）はスイッチが切れている状態、（Ｂ）はスイッチが短絡した状態を示す。FIG. 23 is a circuit diagram of the short-circuit element, where (A) shows a state where the switch is turned off, and (B) shows a state where the switch is short-circuited. 図２４は、絶縁されていた第１、第２の電極が溶融導体によって短絡された状態を示す短絡素子の断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of the short-circuit element showing a state where the insulated first and second electrodes are short-circuited by the molten conductor. 図２５Ａは、短絡素子をカバー部材を省略して示す平面図である。FIG. 25A is a plan view showing the short-circuit element with the cover member omitted. 図２５Ｂは、短絡素子の断面図である。FIG. 25B is a cross-sectional view of the short-circuit element. 図２５Ｃは、短絡素子の２つのヒューズエレメントのそれぞれにフラックスシートを搭載した断面図である。FIG. 25C is a cross-sectional view in which a flux sheet is mounted on each of the two fuse elements of the short-circuit element. 図２５Ｄは、短絡素子の２つのヒューズエレメントに塗布したフラックスにシートを含浸させた断面図である。FIG. 25D is a cross-sectional view in which a sheet is impregnated with a flux applied to two fuse elements of the short-circuit element. 図２５Ｅは、短絡素子の２つのヒューズエレメントのそれぞれに繊維状物が混合されたフラックスを塗布した断面図である。FIG. 25E is a cross-sectional view in which a flux mixed with a fibrous material is applied to each of two fuse elements of a short-circuit element. 図２５Ｆは、短絡素子の２つのヒューズエレメントにわたって繊維状物が混合されたフラックスを塗布した断面図である。FIG. 25F is a cross-sectional view in which a flux mixed with a fibrous material is applied across two fuse elements of a short-circuit element. 図２６Ａは、本発明が適用された切替素子をカバー部材を省略して示す平面図である。FIG. 26A is a plan view showing a switching element to which the present invention is applied with a cover member omitted. 図２６Ｂは、本発明が適用された切替素子の断面図である。FIG. 26B is a cross-sectional view of a switching element to which the present invention is applied. 図２７は、ヒューズエレメントに塗布したフラックスにシートを含浸させた切替素子の断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view of a switching element in which a flux applied to a fuse element is impregnated with a sheet. 図２８は、ヒューズエレメントに繊維状物が混合されたフラックスを塗布した切替素子の断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view of a switching element in which a flux in which a fibrous material is mixed is applied to a fuse element. 図２９は、ヒューズエレメントの溶断前の切替素子の回路図である。FIG. 29 is a circuit diagram of the switching element before the fusing of the fuse element. 図３０は、切替素子において、第２のヒューズエレメントが先に溶融した状態をカバー部材を省略して示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing a state where the second fuse element is previously melted in the switching element, omitting the cover member. 図３１Ａは、切替素子の第２、第４、第５の電極間が接続していた可溶導体の溶断により遮断され、絶縁されていた第１、第２の電極が溶融導体によって短絡された状態をカバー部材を省略して示す平面図である。In FIG. 31A, the second, fourth, and fifth electrodes of the switching element were cut off by melting the fusible conductor that was connected, and the insulated first and second electrodes were short-circuited by the molten conductor. It is a top view which abbreviate | omits a cover member and shows a state. 図３１Ｂは、切替素子の第２、第４、第５の電極間が接続していた可溶導体の溶断により遮断され、絶縁されていた第１、第２の電極が溶融導体によって短絡された状態を示す断面図である。In FIG. 31B, the first, second electrodes that were insulated were short-circuited by the molten conductor, which was cut off by the melting of the soluble conductor that was connected between the second, fourth, and fifth electrodes of the switching element. It is sectional drawing which shows a state. 図３２は、ヒューズエレメントの溶断後の切替素子の回路図である。FIG. 32 is a circuit diagram of the switching element after the fuse element is melted.

以下、本発明が適用されたヒューズエレメント、ヒューズ素子、保護素子、短絡素子及び切替素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, a fuse element, a fuse element, a protection element, a short-circuit element, and a switching element to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

［ヒューズエレメント］
先ず、本発明が適用されたヒューズエレメントについて説明する。本発明が適用されたヒューズエレメント１は、後述するヒューズ素子、保護素子、短絡素子及び切替素子の可溶導体として用いられ、定格を超える電流が通電することによって自己発熱（ジュール熱）により溶断し、あるいは発熱体の発熱により溶断されるものである。ヒューズエレメント１は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたものであり、例えば、図１に示すように、高融点金属層２と、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３と、第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４とを有し、例えば略矩形板状に形成されている。 [Fuse element]
First, a fuse element to which the present invention is applied will be described. The fuse element 1 to which the present invention is applied is used as a fusible conductor for a fuse element, a protection element, a short-circuit element, and a switching element, which will be described later, and is blown by self-heating (Joule heat) when a current exceeding the rating is applied. Alternatively, it is melted by the heat generated by the heating element. The fuse element 1 is formed by laminating three or more metal layers having different melting points. For example, as shown in FIG. 1, a high melting point metal layer 2 and a first melting point having a lower melting point than the high melting point metal layer 2 are used. The first low melting point metal layer 3 and the second low melting point metal layer 4 having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3 are formed, for example, in a substantially rectangular plate shape.

高融点金属層２は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金が好適に用いられ、ヒューズエレメント１をリフロー炉によって絶縁基板上に実装を行う場合においても溶融しない高い融点を有する。   The refractory metal layer 2 is preferably made of, for example, Ag, Cu, or an alloy mainly composed of Ag or Cu, and has a high melting point that does not melt even when the fuse element 1 is mounted on an insulating substrate by a reflow furnace. Have.

第１の低融点金属層３は、例えばＳｎ又はＳｎを主成分とする合金で「Ｐｂフリーハンダ」と一般的に呼ばれる材料が好適に用いられる。第１の低融点金属層３の融点は、必ずしもリフロー炉の温度よりも高い必要はなく、２００℃程度で溶融してもよい。   For the first low melting point metal layer 3, for example, a material generally called “Pb-free solder” made of Sn or an alloy containing Sn as a main component is preferably used. The melting point of the first low melting point metal layer 3 is not necessarily higher than the temperature of the reflow furnace, and may be melted at about 200 ° C.

第２の低融点金属層４は、例えばＢｉ、Ｉｎ又はＢｉ若しくはＩｎを含む合金が好適に用いられる。第２の低融点金属層４の融点は、第１の低融点金属層３よりもさらに低く、例えば１２０℃〜１４０℃で溶融を開始する。   For the second low melting point metal layer 4, for example, Bi, In, or an alloy containing Bi or In is preferably used. The melting point of the second low-melting-point metal layer 4 is lower than that of the first low-melting-point metal layer 3, and starts melting at, for example, 120 ° C to 140 ° C.

ヒューズエレメント１は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されて形成されることにより、ヒューズ素子、保護素子、短絡素子及び切替素子の絶縁基板への実装性に優れ、また、ヒューズエレメント１が用いられた各素子の外部回路基板への実装性を向上させることができる。また、ヒューズエレメント１は、各素子において、定格の向上と速溶断性とを実現できる。   The fuse element 1 is formed by laminating three or more metal layers having different melting points, so that the fuse element, the protective element, the short-circuit element, and the switching element are excellent in mountability on an insulating substrate. It is possible to improve the mountability of each element using 1 on an external circuit board. Moreover, the fuse element 1 can implement | achieve the improvement of a rating and quick fusing property in each element.

すなわち、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２を備えることにより、リフロー炉等の外部熱源によって第１、第２の低融点金属層３，４の融点以上の高熱環境に短時間曝された場合にも、溶断や変形が防止され、初期遮断や初期短絡又は定格の変動に伴う溶断特性の低下を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント１は、ヒューズ素子等の各素子の絶縁基板への実装や、ヒューズ素子等の各素子の外部回路基板への実装をリフロー実装により効率よく実現することができ、実装性を向上させることができる。   That is, when the fuse element 1 includes the refractory metal layer 2, the fuse element 1 is exposed to a high heat environment above the melting point of the first and second low melting metal layers 3 and 4 for a short time by an external heat source such as a reflow furnace. In addition, fusing and deformation can be prevented, and deterioration of the fusing characteristics associated with initial interruption, initial short circuit, or fluctuation in rating can be prevented. Therefore, the fuse element 1 can efficiently realize mounting of each element such as a fuse element on an insulating substrate and mounting of each element such as a fuse element on an external circuit board by reflow mounting, thereby improving the mountability. Can be made.

また、ヒューズエレメント１は、低抵抗の高融点金属層２が積層されて構成されているため、従来の鉛系高融点ハンダを用いた可溶導体に比べ、導体抵抗を大幅に低減することができ、同一サイズの従来のチップヒューズ等に比して、電流定格を大幅に向上させることができる。また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも薄型化を図ることができ、速溶断性に優れる。   Further, since the fuse element 1 is formed by laminating the low-resistance refractory metal layer 2, the conductor resistance can be greatly reduced as compared with the fusible conductor using the conventional lead-based refractory solder. The current rating can be greatly improved as compared with a conventional chip fuse of the same size. In addition, it can be made thinner than conventional chip fuses having the same current rating, and is excellent in quick fusing.

さらに、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３及び第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４が積層されているため、過電流による自己発熱や発熱体の発熱により、第２の低融点金属層４の融点から溶融を開始し、速溶断特性を向上させることができる。例えば、第２の低融点金属層４をＳｎ‐Ｂｉ系合金やＩｎ‐Ｓｎ系合金などで構成した場合、ヒューズエレメント１は、１４０℃や１２０℃前後という低温度から溶融を開始する。そして、溶融した第１、第２の低融点金属層３，４が高融点金属層２を浸食（ハンダ食われ）することにより、高融点金属層２が融点よりも低い温度で溶融する。したがって、ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４による高融点金属層２の浸食作用を利用して速溶断性を向上することができる。   Further, the fuse element 1 includes a first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the refractory metal layer 2 and a second low melting point metal layer 4 having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Therefore, melting can be started from the melting point of the second low-melting-point metal layer 4 by self-heating due to overcurrent or heat generation by the heating element, and the fast fusing characteristics can be improved. For example, when the second low melting point metal layer 4 is made of Sn—Bi alloy or In—Sn alloy, the fuse element 1 starts to melt from a low temperature of about 140 ° C. or about 120 ° C. The melted first and second low melting point metal layers 3 and 4 erode the refractory metal layer 2 (solder erosion), so that the refractory metal layer 2 is melted at a temperature lower than the melting point. Therefore, the fuse element 1 can improve the fast fusing property by utilizing the erosion action of the high melting point metal layer 2 by the first and second low melting point metal layers 3 and 4.

［ヒューズエレメントの積層構造］
ここで、ヒューズエレメント１は、図１に示すように、高融点金属層２は、第１の低融点金属層３と第２の低融点金属層４との間に積層されていることが好ましい。ヒューズエレメント１は、高融点金属層２を融点の異なる２種類の第１、第２の低融点金属層３，４で挟むことにより、第２の低融点金属層４のより低い温度から高融点金属層２の一方の面の浸食を開始し、次いで、第１の低融点金属層３の温度で両面から高融点金属層２を浸食する。 [Laminated structure of fuse elements]
Here, in the fuse element 1, as shown in FIG. 1, the refractory metal layer 2 is preferably laminated between the first low melting point metal layer 3 and the second low melting point metal layer 4. . The fuse element 1 has a high melting point from a lower temperature of the second low melting point metal layer 4 by sandwiching the high melting point metal layer 2 between two kinds of first and second low melting point metal layers 3 and 4 having different melting points. Erosion of one surface of the metal layer 2 is started, and then the refractory metal layer 2 is eroded from both surfaces at the temperature of the first low melting metal layer 3.

これにより、ヒューズエレメント１は、リフロー温度等の高温環境に対する耐性を備えつつ、速溶断特性を向上させることができる。すなわち、融点が２２０℃前後の一般的なＰｂフリーハンダからなる低融点金属層とＡｇ等の高融点金属層とを積層させたヒューズエレメントにおいては、リフロー温度等の高温環境に対する耐性を備えようとすると、高融点金属層の厚さを厚くする必要があり、そのため溶断時間が延びてしまう。   Thereby, the fuse element 1 can improve the fast fusing characteristics while being resistant to a high temperature environment such as a reflow temperature. That is, in a fuse element in which a low melting point metal layer made of a general Pb-free solder having a melting point of around 220 ° C. and a high melting point metal layer such as Ag is laminated, resistance to a high temperature environment such as a reflow temperature is to be provided. Then, it is necessary to increase the thickness of the refractory metal layer, so that the fusing time is extended.

また、ヒューズエレメントの溶断時間を短縮するために、低融点金属層を比較的安価なＳｎ／Ｂｉ系の合金で形成すると、抵抗値が高くなってしまい、定格を向上させることができない。   Further, if the low melting point metal layer is formed of a relatively inexpensive Sn / Bi alloy in order to shorten the fusing time of the fuse element, the resistance value becomes high and the rating cannot be improved.

この点、ヒューズエレメント１は、Ｓｎ又はＳｎを主成分とする合金が好適に用いられる第１の低融点金属層３と、Ｂｉ、Ｉｎ又はＢｉ若しくはＩｎを含む合金が好適に用いられ第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４との間に高融点金属層２を積層する。これにより、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２がリフロー温度等の高温環境に対する耐性を備える厚さを有していても、第１及び／又は第２の低融点金属層３，４が高融点金属層２を両面から浸食することで速やかに溶断することができる。   In this regard, the fuse element 1 is preferably made of a first low melting point metal layer 3 in which an alloy containing Sn or Sn as a main component is preferably used and an alloy containing Bi, In, Bi or In. The high melting point metal layer 2 is laminated between the second low melting point metal layer 4 having a lower melting point than the low melting point metal layer 3. Thereby, even if the refractory metal layer 2 has a thickness having resistance to a high temperature environment such as a reflow temperature, the fuse element 1 has the first and / or second low melting point metal layers 3 and 4 having a high thickness. The melting point metal layer 2 can be melted quickly by eroding from both sides.

また、ヒューズエレメント１は、Ｓｎ又はＳｎを主成分とする合金が好適に用いられる第１の低融点金属層３を備えることにより低抵抗を維持しつつ、Ｂｉ、Ｉｎ又はＢｉ若しくはＩｎを含む合金が好適に用いられ第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４とを備えることにより、低温から溶融を開始させ速溶断性を向上させることができる。   In addition, the fuse element 1 includes Bi, In, or an alloy containing Bi or In while maintaining low resistance by including the first low melting point metal layer 3 in which Sn or an alloy containing Sn as a main component is suitably used. Is suitably used, and the second low melting point metal layer 4 having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3 is provided, so that melting can be started from a low temperature and the quick fusing property can be improved.

さらに、ヒューズエレメント１は、第１の低融点金属層３と、第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４との間に高融点金属層２を積層することにより、溶融過程において高融点金属層２の一部が溶解し第１の低融点金属層３と第２の低融点金属層４とが混じると、第１の低融点金属層３の融点が下がり、溶融速度が加速し、速溶断性をさらに向上させることができる。   Further, in the fuse element 1, the refractory metal layer 2 is laminated between the first low melting point metal layer 3 and the second low melting point metal layer 4 having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Thus, when a part of the refractory metal layer 2 is dissolved in the melting process and the first low melting point metal layer 3 and the second low melting point metal layer 4 are mixed, the melting point of the first low melting point metal layer 3 is increased. Decrease, the melting rate is accelerated, and the fast fusing property can be further improved.

また、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２、第１の低融点金属層３及び第２の低融点金属層４によって、４層以上積層されていることが好ましい。このとき、ヒューズエレメント１は、図１に示すように、下層から、第１の低融点金属層３、高融点金属層２、第２の低融点金属層４、高融点金属層２の順序で４層積層してもよい。図１に示すヒューズエレメント１は、一方の高融点金属層２が第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層されることで、速やかに溶断することができる。   Further, it is preferable that four or more fuse elements 1 are laminated by the high melting point metal layer 2, the first low melting point metal layer 3, and the second low melting point metal layer 4. At this time, as shown in FIG. 1, the fuse element 1 is arranged in the order of the first low melting point metal layer 3, the high melting point metal layer 2, the second low melting point metal layer 4, and the high melting point metal layer 2 from the lower layer. Four layers may be laminated. The fuse element 1 shown in FIG. 1 can be melted quickly by laminating one high melting point metal layer 2 between the first and second low melting point metal layers 3 and 4.

また、ヒューズエレメント１は、最下層の第１の低融点金属層３を、後述するヒューズ素子、保護素子、短絡素子、切替素子の各素子の電極上に接続する接続材料として用いてもよい。すなわち、ヒューズエレメント１は、第１の低融点金属層３によって各素子の電極に接続されるようにしてもよい。   Further, the fuse element 1 may be used as a connection material for connecting the lowermost first low melting point metal layer 3 on the electrodes of the fuse element, the protective element, the short-circuit element, and the switching element described later. That is, the fuse element 1 may be connected to the electrode of each element by the first low melting point metal layer 3.

また、ヒューズエレメント１は、一対の高融点金属層２の間に設けられる内層を第２の低融点金属層４とし、外層を高融点金属層２とすることにより、ヒューズ素子等の各素子が組み込まれた電気系統に異常に高い電圧が瞬間的に印加されるサージへの耐性（耐パルス性）を向上することができる。すなわち、ヒューズエレメント１は、例えば１００Ａの電流が数ｍｓｅｃ流れたような場合にまで溶断してはならない。この点、極短時間に流れる大電流は導体の表層を流れることから（表皮効果）、ヒューズエレメント１は、外層として抵抗値の低いＡｇメッキ等の高融点金属層２が設けられているため、サージによって印加された電流を流しやすく、自己発熱による溶断を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント１は、従来のハンダ合金からなるヒューズに比して、大幅にサージに対する耐性を向上させることができる。   Further, the fuse element 1 has the inner layer provided between the pair of high melting point metal layers 2 as the second low melting point metal layer 4 and the outer layer as the high melting point metal layer 2, so that each element such as a fuse element can be formed. Resistance to surge (pulse resistance) in which an abnormally high voltage is instantaneously applied to the incorporated electric system can be improved. In other words, the fuse element 1 should not be blown until, for example, a current of 100 A flows for several milliseconds. In this respect, since a large current flowing in a very short time flows in the surface layer of the conductor (skin effect), the fuse element 1 is provided with a refractory metal layer 2 such as Ag plating having a low resistance value as an outer layer. It is easy to flow the current applied by the surge, and it is possible to prevent fusing due to self-heating. Therefore, the fuse element 1 can greatly improve the resistance to a surge as compared with a fuse made of a conventional solder alloy.

［製造方法］
ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４の表面に高融点金属２をメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント１は、例えば、長尺状のハンダ箔の表面にＡｇメッキを施すことにより効率よく製造でき、使用時には、サイズに応じて切断することで、容易に用いることができる。 [Production method]
The fuse element 1 can be manufactured by forming the high melting point metal 2 on the surfaces of the first and second low melting point metal layers 3 and 4 by using a plating technique. The fuse element 1 can be efficiently manufactured by, for example, performing Ag plating on the surface of a long solder foil, and can be easily used by cutting according to the size at the time of use.

また、ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４を構成する低融点金属箔と高融点金属層２を構成する高融点金属箔とを貼りあわせることにより製造してもよい。ヒューズエレメント１は、例えば、圧延した２枚のＣｕ箔、或いはＡｇ箔の間に、同じく圧延した第２の低融点金属層４を構成するハンダ箔を挟み、さらに一方の高融点金属層２に第１の低融点金属層３を構成するハンダ箔を積層してプレスすることにより製造できる。この場合、低融点金属箔は、高融点金属箔よりも柔らかい材料を選択することが好ましい。これにより、厚みのばらつきを吸収して低融点金属箔と高融点金属箔とを隙間なく密着させることができる。また、低融点金属箔はプレスによって膜厚が薄くなるため、予め厚めにしておくとよい。プレスにより低融点金属箔がヒューズエレメント端面よりはみ出した場合は、切り落として形を整えることが好ましい。   The fuse element 1 may be manufactured by bonding the low melting point metal foils constituting the first and second low melting point metal layers 3 and 4 and the high melting point metal foils constituting the high melting point metal layer 2 together. Good. The fuse element 1 includes, for example, a solder foil constituting the second low-melting point metal layer 4 that is rolled between two rolled Cu foils or Ag foils. It can be manufactured by laminating and pressing the solder foil constituting the first low melting point metal layer 3. In this case, as the low melting point metal foil, it is preferable to select a softer material than the high melting point metal foil. Thereby, the dispersion | variation in thickness can be absorbed and a low melting metal foil and a high melting metal foil can be stuck without gap. Moreover, since the film thickness of the low melting point metal foil is reduced by pressing, it is preferable to make it thick beforehand. When the low-melting-point metal foil protrudes from the end face of the fuse element by pressing, it is preferable to trim off and adjust the shape.

その他、ヒューズエレメント１は、蒸着等の薄膜形成技術や、他の周知の積層技術を用いることによっても、第１、第２の低融点金属層３，４と高融点金属層２とが積層されたヒューズエレメント１を形成することができる。   In addition, the fuse element 1 is formed by laminating the first and second low melting point metal layers 3 and 4 and the refractory metal layer 2 by using a thin film forming technique such as vapor deposition or another known lamination technique. A fuse element 1 can be formed.

なお、ヒューズエレメント１は、一方の高融点金属層２を最外層としたときに、さらに当該最外層の高融点金属層２の表面に図示しない酸化防止膜を形成してもよい。ヒューズエレメント１は、最外層の高融点金属層２がさらに酸化防止膜によって被覆されることにより、例えば高融点金属層２としてＣｕメッキやＣｕ箔を形成した場合にも、Ｃｕの酸化を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント１は、Ｃｕの酸化によって溶断時間が長くなる事態を防止することができ、短時間で溶断することができる。   In addition, when one refractory metal layer 2 is the outermost layer, the fuse element 1 may further form an antioxidant film (not shown) on the surface of the outermost refractory metal layer 2. The fuse element 1 further prevents the oxidation of Cu even when, for example, Cu plating or Cu foil is formed as the refractory metal layer 2 by coating the outermost refractory metal layer 2 with an antioxidant film. be able to. Therefore, the fuse element 1 can prevent a situation where the fusing time is prolonged due to oxidation of Cu, and can be blown in a short time.

また、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２としてＣｕ等の安価だが酸化しやすい金属を用いることができ、Ａｇ等の高価な材料を用いることなく形成することができる。   In addition, the fuse element 1 can be made of an inexpensive but easily oxidized metal such as Cu as the refractory metal layer 2 and can be formed without using an expensive material such as Ag.

高融点金属の酸化防止膜は、第１、第２の低融点金属層３，４と同じ材料を用いることができ、例えばＳｎを主成分とするＰｂフリーハンダを用いることができる。また、酸化防止膜は、高融点金属層２の表面に錫メッキを施すことにより形成することができる。その他、酸化防止膜は、Ａｕメッキやプリフラックスによって形成することもできる。   The high melting point metal antioxidant film can be made of the same material as the first and second low melting point metal layers 3 and 4, for example, Pb-free solder containing Sn as a main component. The antioxidant film can be formed by performing tin plating on the surface of the refractory metal layer 2. In addition, the antioxidant film can be formed by Au plating or preflux.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図２に示すように、第１の低融点金属層３、高融点金属層２、第２の低融点金属層４、高融点金属層２の順序で積層するとともに、最外層として第１の低融点金属層３を積層させてもよい。図２に示すヒューズエレメント１０は、一対の高融点金属層２の間に設けられる内層を第２の低融点金属層４とし、外層を高融点金属層２とし、最外層を第１の低融点金属層３としたものであり、一対の高融点金属層２がいずれも第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層される。   Further, as shown in FIG. 2, the fuse element to which the present invention is applied includes the first low melting point metal layer 3, the high melting point metal layer 2, the second low melting point metal layer 4, and the high melting point metal layer 2. And the first low melting point metal layer 3 may be laminated as the outermost layer. In the fuse element 10 shown in FIG. 2, the inner layer provided between the pair of high melting point metal layers 2 is the second low melting point metal layer 4, the outer layer is the high melting point metal layer 2, and the outermost layer is the first low melting point metal layer 2. A metal layer 3 is formed, and a pair of refractory metal layers 2 are laminated between the first and second low melting point metal layers 3 and 4.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図３に示すように、第１の低融点金属層３、高融点金属層２、第２の低融点金属層４、高融点金属層２の積層パターンを繰り返すことにより形成してもよい。図３に示すヒューズエレメント２０は、当該積層パターンを繰り返すことにより、速溶断性を維持しつつ、ヒューズエレメントの厚み増加による低抵抗化と、リフロー時の変形抑制を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 3, the fuse element to which the present invention is applied is a laminate of a first low melting point metal layer 3, a high melting point metal layer 2, a second low melting point metal layer 4, and a high melting point metal layer 2. You may form by repeating a pattern. The fuse element 20 shown in FIG. 3 can reduce the resistance by increasing the thickness of the fuse element and suppress deformation at the time of reflow while maintaining the fast fusing property by repeating the laminated pattern.

すなわち、ヒューズエレメントは、低抵抗化し定格電流を上げるためには、高融点金属層を厚くするか、低融点金属を厚くすることが必要となる。高融点金属層を厚くすると、低抵抗化に加え、リフロー時の変形や溶断を防止でき、リフロー温度等の高温環境に対する耐性を向上させることができるが、一方で速溶断性を損なう。また、低融点金属層を厚くすると溶食が速まり、高温環境に対する耐性を損なってしまう。そこで、ヒューズエレメント２０は、当該積層パターンを繰り返すことで、速溶断性を維持しつつ、所望の厚さを確保して低抵抗化による定格の向上を図り、かつ高温環境に対する耐性の向上を実現することができる。なお、ヒューズエレメント２０は、当該積層パターンを繰り返すことにより８層積層したものであるが、本発明が適用されたヒューズエレメントは、当該積層パターンを繰り返すことにより８層以上に積層させてもよい。   That is, in order to reduce the resistance and increase the rated current of the fuse element, it is necessary to increase the thickness of the high melting point metal layer or the thickness of the low melting point metal. When the refractory metal layer is thickened, in addition to lowering resistance, deformation and fusing during reflow can be prevented and resistance to high temperature environments such as reflow temperature can be improved, but on the other hand, fast fusing properties are impaired. Further, when the low melting point metal layer is thickened, the corrosion is accelerated and the resistance to a high temperature environment is impaired. Therefore, the fuse element 20 repeats the laminated pattern to maintain a fast fusing property, secure a desired thickness, improve the rating by lowering resistance, and improve resistance to high temperature environments. can do. The fuse element 20 is formed by stacking eight layers by repeating the stacking pattern. However, the fuse element to which the present invention is applied may be stacked by eight or more layers by repeating the stacking pattern.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図４に示すように、第１の低融点金属層３、高融点金属層２、第２の低融点金属層４、高融点金属層２の積層パターンを繰り返すとともに、最外層として第１の低融点金属層３を積層させてもよい。図４に示すヒューズエレメント３０は、当該積層パターンを繰り返すことにより８層積層した後、最外層として第１の低融点金属層３を積層したものであり、すべての高融点金属層２が第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層される。   Further, as shown in FIG. 4, the fuse element to which the present invention is applied is a laminate of a first low melting point metal layer 3, a high melting point metal layer 2, a second low melting point metal layer 4, and a high melting point metal layer 2. While repeating the pattern, the first low melting point metal layer 3 may be laminated as the outermost layer. The fuse element 30 shown in FIG. 4 is obtained by laminating eight layers by repeating the laminating pattern, and then laminating the first low melting point metal layer 3 as the outermost layer. The second low melting point metal layers 3 and 4 are laminated.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図５に示すように、下層から、第２の低融点金属層４、高融点金属層２、第１の低融点金属層３、高融点金属層２の順序で４層積層してもよい。図５に示すヒューズエレメント４０も、上述したヒューズエレメント１と同様に一方の高融点金属層２が第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層されることで、速やかに溶断することができる。   Further, as shown in FIG. 5, the fuse element to which the present invention is applied includes a second low melting point metal layer 4, a high melting point metal layer 2, a first low melting point metal layer 3, and a high melting point metal layer from the lower layer. Four layers may be laminated in the order of 2. As with the fuse element 1 described above, the fuse element 40 shown in FIG. 5 can be quickly blown by laminating one high melting point metal layer 2 between the first and second low melting point metal layers 3 and 4. can do.

また、ヒューズエレメント４０は、最下層の第２の低融点金属層４を、後述するヒューズ素子、保護素子、短絡素子、切替素子の各素子の電極上に接続する接続材料として用いてもよい。すなわち、ヒューズエレメント４０は、第２の低融点金属層４によって各素子の電極に接続されるようにしてもよい。   Further, the fuse element 40 may be used as a connection material for connecting the second lowest melting point metal layer 4, which is the lowermost layer, onto electrodes of each element of a fuse element, a protective element, a short-circuit element, and a switching element described later. That is, the fuse element 40 may be connected to the electrode of each element by the second low melting point metal layer 4.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図６に示すように、第２の低融点金属層４、高融点金属層２、第１の低融点金属層３、高融点金属層２の順序で積層するとともに、最外層として第２の低融点金属層４を積層させてもよい。図６に示すヒューズエレメント５０は、一対の高融点金属層２の間に設けられる内層を第１の低融点金属層３とし、外層を高融点金属層２とし、最外層を第２の低融点金属層４としたものであり、一対の高融点金属層２がいずれも第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層される。   Further, as shown in FIG. 6, the fuse element to which the present invention is applied includes a second low melting point metal layer 4, a high melting point metal layer 2, a first low melting point metal layer 3, and a high melting point metal layer 2. And the second low melting point metal layer 4 may be laminated as the outermost layer. The fuse element 50 shown in FIG. 6 has an inner layer provided between the pair of high melting point metal layers 2 as the first low melting point metal layer 3, the outer layer as the high melting point metal layer 2, and the outermost layer as the second low melting point metal layer 2. A metal layer 4 is formed, and a pair of high melting point metal layers 2 are laminated between the first and second low melting point metal layers 3 and 4.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図７に示すように、第２の低融点金属層４、高融点金属層２、第１の低融点金属層３、高融点金属層２の積層パターンを繰り返すことにより形成してもよい。図７に示すヒューズエレメント６０は、当該積層パターンを繰り返すことにより、上述したヒューズエレメント２０，３０と同様に、速溶断性を維持しつつ、ヒューズエレメントの厚み増加による低抵抗化と、剛性増加によるリフロー時の変形抑制を図ることができる。なお、ヒューズエレメント６０は、当該積層パターンを繰り返すことにより８層積層したものであるが、本発明が適用されたヒューズエレメントは、当該積層パターンを繰り返すことにより８層以上に積層させてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, the fuse element to which the present invention is applied is a laminate of a second low melting point metal layer 4, a high melting point metal layer 2, a first low melting point metal layer 3, and a high melting point metal layer 2. You may form by repeating a pattern. The fuse element 60 shown in FIG. 7 is formed by repeating the laminated pattern, thereby maintaining the fast fusing property as well as the above-described fuse elements 20 and 30, while reducing the resistance by increasing the thickness of the fuse element and increasing the rigidity. It is possible to suppress deformation during reflow. Note that the fuse element 60 is formed by stacking eight layers by repeating the stack pattern, but the fuse element to which the present invention is applied may be stacked by eight layers or more by repeating the stack pattern.

また、本発明が適用されたヒューズエレメントは、図８に示すように、第２の低融点金属層４、高融点金属層２、第１の低融点金属層３、高融点金属層２の積層パターンを繰り返すとともに、最外層として第２の低融点金属層４を積層させてもよい。図８に示すヒューズエレメント７０は、当該積層パターンを繰り返すことにより８層積層した後、最外層として第２の低融点金属層４を積層したものであり、すべての高融点金属層２が第１、第２の低融点金属層３，４の間に積層される。   Further, as shown in FIG. 8, the fuse element to which the present invention is applied is a laminate of a second low melting point metal layer 4, a high melting point metal layer 2, a first low melting point metal layer 3, and a high melting point metal layer 2. While repeating the pattern, the second low melting point metal layer 4 may be laminated as the outermost layer. The fuse element 70 shown in FIG. 8 is obtained by laminating eight layers by repeating the lamination pattern, and then laminating the second low melting point metal layer 4 as the outermost layer. The second low melting point metal layers 3 and 4 are laminated.

なお、上述したように、ヒューズエレメント１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０は、第２の低融点金属層を構成する金属としてＢｉ、Ｉｎ又はＢｉ若しくはＩｎを含む合金が好適に用いられるが、ＩｎはＳｎより抵抗率が低い反面、レアメタルであり高価な材料であることから、製造コスト、材料の入手の容易性等を含め総合的に判断すると、図１〜４に示すヒューズエレメント１，１０，２０，３０よりも、図５〜８に示すヒューズエレメント４０，５０，６０，７０の構成が好ましいといえる。   As described above, the fuse elements 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, and 70 are preferably Bi, In, or an alloy containing Bi or In as a metal constituting the second low melting point metal layer. Although In is lower in resistivity than Sn, it is a rare metal and an expensive material. Therefore, when it is comprehensively judged including manufacturing cost, availability of materials, etc., it is shown in FIGS. It can be said that the configuration of the fuse elements 40, 50, 60, and 70 shown in FIGS. 5 to 8 is preferable to the fuse elements 1, 10, 20, and 30.

また、上述したヒューズエレメント１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０は、第１の低融点金属層３の体積を高融点金属層２の体積よりも大きくすることが好ましい。ヒューズエレメント１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０は、第１の低融点金属層３の体積を多くすることにより、効果的に高融点金属層２の浸食による短時間での溶断を行うことができる。同様に、ヒューズエレメント１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０は、第２の低融点金属層４の体積を高融点金属層２の体積よりも大きくすることが好ましい。   In the above-described fuse elements 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, the volume of the first low melting point metal layer 3 is preferably larger than the volume of the refractory metal layer 2. The fuse elements 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 can be effectively shortened by erosion of the refractory metal layer 2 by increasing the volume of the first refractory metal layer 3. Fusing can be performed. Similarly, in the fuse elements 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, the volume of the second low melting point metal layer 4 is preferably larger than the volume of the refractory metal layer 2.

次いで、上述したヒューズエレメント１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０を用いたヒューズ素子、保護素子、短絡素子、切替素子について説明する。なお、以下の説明では、ヒューズエレメント１を用いた各素子について説明するが、ヒューズエレメント１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０を用いてもよいのは勿論である。   Next, fuse elements, protective elements, short-circuit elements, and switching elements using the above-described fuse elements 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 will be described. In the following description, each element using the fuse element 1 will be described. Of course, the fuse elements 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 may be used.

［ヒューズ素子］
本発明が適用されたヒューズ素子８０は、図９に示すように、絶縁基板８１と、絶縁基板８１に設けられた第１の電極８２及び第２の電極８３と、第１及び第２の電極８２，８３間にわたって実装され、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断し、第１の電極８２と第２の電極８３との間の電流経路を遮断するヒューズエレメント１とを備える。 [Fuse element]
As shown in FIG. 9, a fuse element 80 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 81, a first electrode 82 and a second electrode 83 provided on the insulating substrate 81, and a first electrode and a second electrode. The fuse element 1 is mounted between the first electrode 82 and the second electrode 83. The fuse element 1 is mounted between the first electrode 82 and the second electrode 83.

絶縁基板８１は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって方形状に形成される。その他、絶縁基板８１は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。   The insulating substrate 81 is formed in a square shape by an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, the insulating substrate 81 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board.

絶縁基板８１の相対向する両端部には、第１、第２の電極８２，８３が形成されている。第１、第２の電極８２，８３は、それぞれ、ＡｇやＣｕ配線等の導電パターンによって形成され、表面に適宜、酸化防止対策としてＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層８６が設けられている。また、第１、第２の電極８２，８３は、絶縁基板８１の表面８１ａより、キャスタレーションを介して裏面８１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極８２ａ，８３ａと連続されている。ヒューズ素子８０は、裏面８１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極８２ａ，８３ａを介して、回路基板の電流経路上に実装される。   First and second electrodes 82 and 83 are formed on opposite ends of the insulating substrate 81. The first and second electrodes 82 and 83 are each formed by a conductive pattern such as Ag or Cu wiring, and Sn plating, Ni / Au plating, Ni / Pd plating, Ni / Pd are appropriately applied to the surface as anti-oxidation measures. A protective layer 86 such as / Au plating is provided. The first and second electrodes 82 and 83 are continued from the front surface 81a of the insulating substrate 81 to the first and second external connection electrodes 82a and 83a formed on the back surface 81b through castellation. . The fuse element 80 is mounted on the current path of the circuit board via the first and second external connection electrodes 82a and 83a formed on the back surface 81b.

第１及び第２の電極８２，８３は、ハンダ等の接続材料８８を介してヒューズエレメント１が接続されている。   The first and second electrodes 82 and 83 are connected to the fuse element 1 via a connecting material 88 such as solder.

上述したように、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２を備えることにより高温環境に対する耐性が向上されているため実装性に優れ、接続材料８８を介して第１及び第２の電極８２，８３間に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。なお、ヒューズエレメント１は、最下層に設けられた第１の低融点金属層３又は第２の低融点金属層４を接続材料として用いて、第１、第２の電極８２，８３に接続してもよい。   As described above, since the fuse element 1 includes the refractory metal layer 2 and has improved resistance to a high temperature environment, the fuse element 1 is excellent in mountability and has the first and second electrodes 82 and 83 via the connection material 88. After being mounted in between, it can be easily connected by reflow soldering or the like. The fuse element 1 is connected to the first and second electrodes 82 and 83 using the first low melting point metal layer 3 or the second low melting point metal layer 4 provided in the lowermost layer as a connection material. May be.

［実装状態］
次いで、ヒューズエレメント１の実装状態について説明する。ヒューズ素子８０は、図９に示すように、ヒューズエレメント１が、絶縁基板８１の表面８１ａから離間して実装されている。 [Mounting status]
Next, the mounting state of the fuse element 1 will be described. As shown in FIG. 9, the fuse element 80 is mounted with the fuse element 1 spaced from the surface 81 a of the insulating substrate 81.

一方、ヒューズエレメントを絶縁基板の表面へ印刷により形成するなど、ヒューズエレメントが絶縁基板の表面と接するヒューズ素子においては、第１、第２の電極間においてヒューズエレメントの溶融金属が絶縁基板上に付着しリークが発生する。例えばＡｇペーストをセラミック基板へ印刷することによりヒューズエレメントを形成したヒューズ素子においては、セラミックと銀が焼結されて食い込んでしまい、第１、第２の電極間に残留してしまう。そのため、当該ヒューズエレメントの溶融残渣によって第１、第２の電極間にリーク電流が流れ、電流経路を完全には遮断することができない。   On the other hand, in the fuse element in which the fuse element is in contact with the surface of the insulating substrate, such as by forming the fuse element on the surface of the insulating substrate, the molten metal of the fuse element adheres on the insulating substrate between the first and second electrodes. Leaks. For example, in a fuse element in which a fuse element is formed by printing an Ag paste on a ceramic substrate, the ceramic and silver are sintered and bite in and remain between the first and second electrodes. Therefore, a leakage current flows between the first and second electrodes due to the molten residue of the fuse element, and the current path cannot be completely interrupted.

この点、ヒューズ素子８０においては、絶縁基板８１とは別に単体でヒューズエレメント１を形成し、かつ絶縁基板８１の表面８１ａから離間して実装させている。したがって、ヒューズ素子８０は、ヒューズエレメント１の溶融時にも溶融金属が絶縁基板８１へ食い込むこともなく第１、第２の電極８２，８３上に引き込まれ、確実に第１、第２の電極８２，８３間を絶縁することができる。   In this respect, in the fuse element 80, the fuse element 1 is formed separately from the insulating substrate 81 and mounted separately from the surface 81 a of the insulating substrate 81. Accordingly, the fuse element 80 is drawn onto the first and second electrodes 82 and 83 without the molten metal biting into the insulating substrate 81 even when the fuse element 1 is melted, and the first and second electrodes 82 are surely inserted. , 83 can be insulated.

［フラックスシート］
また、ヒューズ素子８０は、高融点金属層２又は第１、第２の低融点金属層３，４の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント１の表面や裏面にフラックスをコーティングしてもよい。また、図９に示すように、ヒューズエレメント１上の最外層の全面にフラックスシート８７を配置してもよい。フラックスシート８７は、流動体又は半流動体のフラックスをシート状の支持体に含浸、保持させたものであり、例えば不織布やメッシュ状の生地にフラックスを含浸させたものである。 [Flux sheet]
In addition, the fuse element 80 includes a fuse element 1 for preventing oxidation of the refractory metal layer 2 or the first and second low melting point metal layers 3 and 4, removing oxide at the time of fusing, and improving solder fluidity. A flux may be coated on the front surface or the back surface. Further, as shown in FIG. 9, a flux sheet 87 may be disposed on the entire outermost layer on the fuse element 1. The flux sheet 87 is obtained by impregnating and holding a fluid or semi-fluid flux in a sheet-like support. For example, a non-woven fabric or a mesh-like cloth is impregnated with the flux.

図１０に示すように、フラックスシート８７は、ヒューズエレメント１の表面積よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１は、フラックスシート８７によって完全に被覆され、溶融により体積が膨張した場合にも、確実にフラックスによる酸化物除去、及び濡れ性の向上による速溶断を実現することができる。   As shown in FIG. 10, the flux sheet 87 preferably has a larger area than the surface area of the fuse element 1. Thereby, even when the fuse element 1 is completely covered with the flux sheet 87 and the volume expands due to melting, the oxide element can be reliably removed by the flux and the quick fusing by improving the wettability can be realized.

フラックスシート８７を配置することにより、ヒューズエレメント１の実装時やヒューズ素子８０の実装時における熱処理工程においてもフラックスをヒューズエレメント１の全面にわたって保持することができ、ヒューズ素子８０の実使用時において、第１、第２の低融点金属層３，４（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、第１、第２の低融点金属が溶解している間の酸化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への浸食作用を用いて速溶断性を向上させることができる。   By disposing the flux sheet 87, the flux can be held over the entire surface of the fuse element 1 even in the heat treatment process when the fuse element 1 is mounted or when the fuse element 80 is mounted. While improving the wettability of the first and second low melting point metal layers 3 and 4 (for example, solder), the oxide while the first and second low melting point metals are dissolved is removed, and the high melting point metal ( For example, the fast fusing property can be improved by using the erosion action on Ag).

また、フラックスシート８７を配置することにより、最外層の高融点金属層２の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層２の酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。   Further, even when an anti-oxidation film such as Pb-free solder mainly composed of Sn is formed on the surface of the outermost refractory metal layer 2 by disposing the flux sheet 87, the oxidation of the anti-oxidation film is also performed. The material can be removed, the refractory metal layer 2 can be effectively prevented from being oxidized, and the fast fusing property can be maintained and improved.

なお、ヒューズ素子８０は、フラックスシート８７に替えて、図１１に示すように、ヒューズエレメント１の最外層にフラックス８５ａを塗布した後、フラックス８５ａの上に不織布やメッシュ状の生地を配置し、フラックスを含浸させてもよい。また、ヒューズ素子８０は、図１２に示すように、フラックスシートに替えて、ヒューズエレメント１の最外層の全面に、繊維状物が混合されたフラックス８５ｂを塗布してもよい。フラックス８５ｂは繊維状物が混合されることにより粘性が高められ、高温環境下においても流動しにくく、ヒューズエレメント１の全面にわたって溶断時の酸化物除去及び濡れ性の向上を図ることができる。なお、フラックス８５ｂに混合させる繊維状物としては、例えば不織布繊維、ガラス繊維等、絶縁性、耐熱性を備えた繊維が好適に用いられる。   The fuse element 80 is replaced with the flux sheet 87, as shown in FIG. 11, after the flux 85a is applied to the outermost layer of the fuse element 1, a non-woven fabric or a mesh-like fabric is disposed on the flux 85a, A flux may be impregnated. In addition, as shown in FIG. 12, the fuse element 80 may apply a flux 85 b in which a fibrous material is mixed to the entire outermost layer of the fuse element 1 instead of the flux sheet. Viscosity of the flux 85b is increased by mixing the fibrous material, and it is difficult for the flux 85b to flow even in a high-temperature environment. Thus, the oxide 85 can be removed and the wettability can be improved over the entire surface of the fuse element 1. In addition, as the fibrous material to be mixed with the flux 85b, for example, fibers having insulating properties and heat resistance, such as nonwoven fabric fibers and glass fibers, are preferably used.

なおヒューズエレメント１は、上述したように第１、第２の電極８２，８３上にリフローハンダ付けによって接続することができるが、その他にも、ヒューズエレメント１は、超音波溶接によって第１、第２の電極８２，８３上に接続してもよい。   The fuse element 1 can be connected to the first and second electrodes 82 and 83 by reflow soldering as described above. In addition, the fuse element 1 can be connected to the first and second electrodes by ultrasonic welding. You may connect on the 2nd electrode 82,83.

［カバー部材］
また、ヒューズ素子８０は、ヒューズエレメント１が設けられた絶縁基板８１の表面８１ａ上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント１の飛散を防止するカバー部材８９が取り付けられている。カバー部材８９は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができ、絶縁性の接着剤８４を介して接続されている。ヒューズ素子８０は、ヒューズエレメント１がカバー部材８９によって覆われるため、過電流によるアーク放電の発生を伴う自己発熱遮断時においても、溶融金属がカバー部材８９によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。 [Cover member]
In the fuse element 80, a cover member 89 that protects the inside and prevents the molten fuse element 1 from scattering is attached to the surface 81a of the insulating substrate 81 on which the fuse element 1 is provided. The cover member 89 can be formed of an insulating member such as various engineering plastics and ceramics, and is connected via an insulating adhesive 84. In the fuse element 80, since the fuse element 1 is covered by the cover member 89, the molten metal is captured by the cover member 89 and can be prevented from being scattered to the surroundings even when the self-heating is interrupted due to the occurrence of arc discharge due to overcurrent. .

また、カバー部材８９は、天面８９ａから絶縁基板８１に向かって、少なくともフラックスシート８７の側面まで延在する突起部８９ｂを有している。カバー部材８９は、突起部８９ｂにより、フラックスシート８７の側面が移動規制を受けるため、フラックスシート８７の位置ずれを防ぐことが可能となる。すなわち、突起部８９ｂは、フラックスシート８７の大きさよりも所定のクリアランスを保持した大きさで、フラックスシート８７を保持すべき位置に対応して設けられる。なお、突起部８９ｂは、フラックスシート８７の側面を周回して覆う壁面としてもよいし、部分的に突起するものであってもよい。   Further, the cover member 89 has a protruding portion 89 b extending from the top surface 89 a toward the insulating substrate 81 at least to the side surface of the flux sheet 87. Since the side surface of the flux sheet 87 is subject to movement restriction by the projection 89b, the cover member 89 can prevent the positional deviation of the flux sheet 87. In other words, the protrusion 89b has a size that holds a predetermined clearance rather than the size of the flux sheet 87, and is provided corresponding to the position where the flux sheet 87 should be held. In addition, the protrusion part 89b is good also as a wall surface which wraps around the side surface of the flux sheet 87, and may protrude partially.

また、カバー部材８９は、フラックスシート８７と天面８９ａの間に所定の間隔をあけた構成とされている。これは、ヒューズエレメント１が溶融した際に、溶融したヒューズエレメント１がフラックスシート８７を押し上げるためのクリアランスが必要だからである。   Further, the cover member 89 is configured to have a predetermined interval between the flux sheet 87 and the top surface 89a. This is because when the fuse element 1 is melted, a clearance is required for the melted fuse element 1 to push up the flux sheet 87.

従って、カバー部材８９は、カバー部材８９の内部空間の高さ（天面８９ａまでの高さ）は、絶縁基板８１の表面８１ａ上の溶融したヒューズエレメント１の高さと、フラックスシート８７の厚さの和よりも大きくなるように構成されている。   Therefore, the cover member 89 has a height of the internal space of the cover member 89 (height to the top surface 89a) that is the height of the melted fuse element 1 on the surface 81a of the insulating substrate 81 and the thickness of the flux sheet 87. It is comprised so that it may become larger than the sum of.

［回路構成］
このようなヒューズ素子８０は、図１３（Ａ）に示す回路構成を有する。ヒューズ素子８０は、第１、第２の外部接続電極８２ａ，８３ａを介して外部回路に実装されることにより、当該外部回路の電流経路上に組み込まれる。ヒューズ素子８０は、ヒューズエレメント１に所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、ヒューズ素子８０は、定格を超える過電流が通電するとヒューズエレメント１が自己発熱によって溶断し、第１、第２の電極８２，８３間を遮断することにより、当該外部回路の電流経路を遮断する（図１３（Ｂ））。 [Circuit configuration]
Such a fuse element 80 has a circuit configuration shown in FIG. The fuse element 80 is incorporated in the current path of the external circuit by being mounted on the external circuit via the first and second external connection electrodes 82a and 83a. The fuse element 80 is not melted by self-heating while a predetermined rated current flows through the fuse element 1. The fuse element 80 cuts off the current path of the external circuit by cutting off the first and second electrodes 82 and 83 by fusing the fuse element 1 by self-heating when an overcurrent exceeding the rating is energized. (FIG. 13B).

このとき、ヒューズエレメント１は、上述したように、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３及び第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４が積層されているため、過電流による自己発熱により、第２の低融点金属層４の融点から溶融を開始し、高融点金属層２を浸食し始める。したがって、ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４による高融点金属層２の浸食作用を利用することにより、高融点金属層２が自身の融点よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。   At this time, as described above, the fuse element 1 includes the first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the refractory metal layer 2 and the second low melting point having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Since the metal layer 4 is laminated, melting starts from the melting point of the second low melting point metal layer 4 due to self-heating due to overcurrent, and the refractory metal layer 2 starts to erode. Therefore, the fuse element 1 is melted at a temperature lower than its melting point by utilizing the erosion action of the refractory metal layer 2 by the first and second refractory metal layers 3 and 4. And can be melted quickly.

加えて、図１４に示すように、ヒューズエレメント１の溶融金属は、第１及び第２の電極８２，８３の物理的な引き込み作用により左右に分断されることから、速やかに、かつ確実に、第１及び第２の電極８２，８３間の電流経路を遮断することができる。   In addition, as shown in FIG. 14, the molten metal of the fuse element 1 is divided into left and right by the physical pulling action of the first and second electrodes 82 and 83, so that it can be performed quickly and reliably. The current path between the first and second electrodes 82 and 83 can be cut off.

［保護素子］
次いで、ヒューズエレメント１を用いた保護素子について説明する。本発明が適用された保護素子９０は、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、絶縁基板９１と、絶縁基板９１に積層され、絶縁部材９２に覆われた発熱体９３と、絶縁基板９１の両端に形成された第１の電極９４及び第２の電極９５と、絶縁部材９１上に発熱体９３と重畳するように積層され、発熱体９３に電気的に接続された発熱体引出電極９６と、両端が第１、第２の電極９４，９５にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極９６に接続されたヒューズエレメント１とを備える。そして、保護素子９０は、絶縁基板９１上に内部を保護するカバー部材９７が取り付けられている。 [Protective element]
Next, a protection element using the fuse element 1 will be described. As shown in FIGS. 15A and 15B, a protection element 90 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 91, a heating element 93 laminated on the insulating substrate 91 and covered with an insulating member 92, and an insulating substrate. The first electrode 94 and the second electrode 95 formed at both ends of the 91, and a heating element extraction electrode laminated on the insulating member 91 so as to overlap the heating element 93 and electrically connected to the heating element 93 96 and a fuse element 1 having both ends connected to the first and second electrodes 94 and 95 and the center connected to the heating element extraction electrode 96, respectively. The protective element 90 is provided with a cover member 97 for protecting the inside on the insulating substrate 91.

絶縁基板９１は、上記絶縁基板８１と同様に、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって方形状に形成される。その他、絶縁基板９１は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。   Similar to the insulating substrate 81, the insulating substrate 91 is formed in a rectangular shape by an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, the insulating substrate 91 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board.

絶縁基板９１の相対向する両端部には、第１、第２の電極９４，９５が形成されている。第１、第２の電極９４，９５は、それぞれ、ＡｇやＣｕ配線等の導電パターンによって形成されている。また、第１、第２の電極９４，９５は、絶縁基板９１の表面９１ａより、キャスタレーションを介して裏面９１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極９４ａ，９５ａと連続されている。保護素子９０は、裏面９１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極９４ａ，９５ａが保護素子９０が実装される回路基板に設けられた接続電極に接続されることにより、回路基板上に形成された電流経路の一部に組み込まれる。   First and second electrodes 94 and 95 are formed at opposite ends of the insulating substrate 91. The first and second electrodes 94 and 95 are each formed of a conductive pattern such as Ag or Cu wiring. The first and second electrodes 94 and 95 are continued from the front surface 91a of the insulating substrate 91 to the first and second external connection electrodes 94a and 95a formed on the back surface 91b through castellation. . The protection element 90 is formed on the circuit board by connecting the first and second external connection electrodes 94a and 95a formed on the back surface 91b to connection electrodes provided on the circuit board on which the protection element 90 is mounted. It is incorporated into a part of the formed current path.

発熱体９３は、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。発熱体９３は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合してペースト状にしたものを、絶縁基板９１上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成することができる。   The heating element 93 is a conductive member that generates heat when energized, and is made of, for example, nichrome, W, Mo, Ru, or a material containing these. The heating element 93 is a paste obtained by mixing powders of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder or the like, and forming a pattern on the insulating substrate 91 using a screen printing technique, followed by firing. Etc. can be formed.

また、保護素子９０は、発熱体９３が絶縁部材９２によって被覆され、絶縁部材９２を介して発熱体９３と対向するように発熱体引出電極９６が形成される。発熱体引出電極９６はヒューズエレメント１が接続され、これにより発熱体９３は、絶縁部材９２及び発熱体引出電極９６を介してヒューズエレメント１と重畳される。絶縁部材９２は、発熱体９３の保護及び絶縁を図るとともに、発熱体９３の熱を効率よくヒューズエレメント１へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。   Further, in the protection element 90, the heating element 93 is covered with the insulating member 92, and the heating element extraction electrode 96 is formed so as to face the heating element 93 through the insulating member 92. The heating element lead electrode 96 is connected to the fuse element 1, whereby the heating element 93 is superimposed on the fuse element 1 via the insulating member 92 and the heating element lead electrode 96. The insulating member 92 is provided to protect and insulate the heating element 93 and to efficiently transmit the heat of the heating element 93 to the fuse element 1, and is made of, for example, a glass layer.

なお、発熱体９３は、絶縁基板９１に積層された絶縁部材９２の内部に形成してもよい。また、発熱体９３は、第１、第２の電極９４，９５が形成された絶縁基板９１の表面９１ａと反対側の裏面９１ｂに形成してもよく、あるいは、絶縁基板９１の表面９１ａに第１、第２の電極９４，９５と隣接して形成してもよい。また、発熱体９３は、絶縁基板９１の内部に形成してもよい。   The heating element 93 may be formed inside the insulating member 92 laminated on the insulating substrate 91. Further, the heating element 93 may be formed on the back surface 91b opposite to the surface 91a of the insulating substrate 91 on which the first and second electrodes 94 and 95 are formed, or the heating element 93 may be formed on the surface 91a of the insulating substrate 91. It may be formed adjacent to the first and second electrodes 94 and 95. Further, the heating element 93 may be formed inside the insulating substrate 91.

また、発熱体９３は、一端が発熱体引出電極９６と接続され、他端が発熱体電極９９と接続されている。発熱体引出電極９６は、絶縁基板９１の表面９１ａ上に形成されるとともに発熱体９３と接続された下層部９６ａと、発熱体９３と対向して絶縁部材９２上に積層されるとともにヒューズエレメント１と接続される上層部９６ｂとを有する。これにより、発熱体９３は、発熱体引出電極９６を介してヒューズエレメント１と電気的に接続されている。なお、発熱体引出電極９６は、絶縁部材９２を介して発熱体９３に対向配置されることにより、ヒューズエレメント１を溶融させるとともに、溶融導体を凝集しやすくすることができる。   The heating element 93 has one end connected to the heating element extraction electrode 96 and the other end connected to the heating element electrode 99. The heating element extraction electrode 96 is formed on the surface 91 a of the insulating substrate 91 and is laminated on the insulating member 92 so as to face the heating element 93 and is connected to the heating element 93, and the fuse element 1. And an upper layer portion 96b connected to each other. As a result, the heating element 93 is electrically connected to the fuse element 1 via the heating element extraction electrode 96. The heating element extraction electrode 96 is disposed opposite to the heating element 93 via the insulating member 92, so that the fuse element 1 can be melted and the molten conductor can be easily aggregated.

また、発熱体電極９９は、絶縁基板９１の表面９１ａ上に形成され、キャスタレーションを介して絶縁基板９１の裏面９１ｂに形成された発熱体給電電極９９ａと連続されている。   The heating element electrode 99 is formed on the front surface 91a of the insulating substrate 91, and is continuous with the heating element feeding electrode 99a formed on the back surface 91b of the insulating substrate 91 through castellation.

保護素子９０は、第１の電極９４から発熱体引出電極９６を介して第２の電極９５に跨ってヒューズエレメント１が接続されている。ヒューズエレメント１は、ハンダ等の接続材料１００を介して第１、第２の電極９４，９５及び発熱体引出電極９６上に接続される。   The protection element 90 is connected to the fuse element 1 across the second electrode 95 from the first electrode 94 via the heating element extraction electrode 96. The fuse element 1 is connected to the first and second electrodes 94 and 95 and the heating element extraction electrode 96 through a connection material 100 such as solder.

上述したように、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２を備えることにより高温環境に対する耐性が向上されているため実装性に優れ、接続材料１００を介して第１、第２の電極９４，９５及び発熱体引出電極９６上に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。なお、ヒューズエレメント１は、最下層に設けられた第１の低融点金属層３又は第２の低融点金属層４を接続材料として用いて、第１、第２の電極９４，９５及び発熱体引出電極９６に接続してもよい。   As described above, since the fuse element 1 includes the refractory metal layer 2 and has improved resistance to a high temperature environment, the fuse element 1 is excellent in mountability, and the first and second electrodes 94 and 95 are connected via the connection material 100. And after mounting on the heating element lead-out electrode 96, it can be easily connected by reflow soldering or the like. The fuse element 1 uses the first low melting point metal layer 3 or the second low melting point metal layer 4 provided as the lowermost layer as a connection material, and the first and second electrodes 94 and 95 and the heating element. It may be connected to the extraction electrode 96.

［フラックスシート］
また、保護素子９０は、高融点金属層２又は第１、第２の低融点金属層３，４の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント１の表面や裏面にフラックスをコーティングしてもよい。また、図１５に示すように、ヒューズエレメント１上の最外層の全面にフラックスシート１０１を配置してもよい。フラックスシート１０１は、上記フラックスシート８７と同様に、流動体又は半流動体のフラックスをシート状の支持体に含浸、保持させたものであり、例えば不織布やメッシュ状の生地にフラックスを含浸させたものである。 [Flux sheet]
Further, the protective element 90 includes a fuse element 1 for preventing oxidation of the high melting point metal layer 2 or the first and second low melting point metal layers 3, 4, removing oxide during fusing and improving solder fluidity. A flux may be coated on the front surface or the back surface. Further, as shown in FIG. 15, a flux sheet 101 may be disposed on the entire outermost layer on the fuse element 1. Similar to the flux sheet 87, the flux sheet 101 is obtained by impregnating and holding a fluid or semi-fluid flux in a sheet-like support. For example, a nonwoven fabric or a mesh-like cloth is impregnated with the flux. Is.

フラックスシート１０１は、ヒューズエレメント１の表面積よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１は、フラックスシート１０１によって完全に被覆され、溶融により体積が膨張した場合にも、確実にフラックスによる酸化物除去、及び濡れ性の向上による速溶断を実現することができる。   The flux sheet 101 preferably has a larger area than the surface area of the fuse element 1. Thereby, even when the fuse element 1 is completely covered with the flux sheet 101 and the volume expands due to melting, it is possible to reliably realize rapid fusing by removing oxides by flux and improving wettability.

フラックスシート１０１を配置することにより、ヒューズエレメント１の実装時や保護素子９０の実装時における熱処理工程においてもフラックスをヒューズエレメント１の全面にわたって保持することができ、保護素子９０の実使用時において、第１、第２の低融点金属層３，４（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、第１、第２の低融点金属が溶解している間の酸化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への浸食作用を用いて速溶断性を向上させることができる。   By disposing the flux sheet 101, the flux can be held over the entire surface of the fuse element 1 even in the heat treatment process when the fuse element 1 is mounted or when the protection element 90 is mounted. While improving the wettability of the first and second low melting point metal layers 3 and 4 (for example, solder), the oxide while the first and second low melting point metals are dissolved is removed, and the high melting point metal ( For example, the fast fusing property can be improved by using the erosion action on Ag).

また、フラックスシート１０１を配置することにより、最外層の高融点金属層２の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層２の酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。   Further, even when an anti-oxidation film such as Pb-free solder containing Sn as a main component is formed on the surface of the outermost refractory metal layer 2 by arranging the flux sheet 101, the oxidation of the anti-oxidation film The material can be removed, the refractory metal layer 2 can be effectively prevented from being oxidized, and the fast fusing property can be maintained and improved.

なお、保護素子９０は、フラックスシート１０１に替えて、図１６に示すように、ヒューズエレメント１の最外層にフラックス１０４ａを塗布した後、フラックス１０４ａの上に不織布やメッシュ状の生地を配置し、フラックス１０４ａを含浸させてもよい。また、保護素子９０は、図１７に示すように、フラックスシートに替えて、ヒューズエレメント１の最外層の全面に、繊維状物が混合されたフラックス１０４ｂを塗布してもよい。フラックス１０４ｂは繊維状物が混合されることにより粘性が高められ、高温環境下においても流動しにくく、ヒューズエレメント１の全面にわたって溶断時の酸化物除去及び濡れ性の向上を図ることができる。なお、フラックス１０４ｂに混合させる繊維状物としては、例えば不織布繊維、ガラス繊維等、絶縁性、耐熱性を備えた繊維が好適に用いられる。   In addition, instead of the flux sheet 101, the protective element 90, as shown in FIG. 16, after the flux 104a is applied to the outermost layer of the fuse element 1, a non-woven fabric or a mesh-like fabric is disposed on the flux 104a, The flux 104a may be impregnated. In addition, as shown in FIG. 17, the protection element 90 may apply a flux 104 b in which a fibrous material is mixed to the entire outermost layer of the fuse element 1 instead of the flux sheet. Viscosity of the flux 104b is increased by mixing the fibrous material, and it is difficult for the flux 104b to flow even in a high-temperature environment. Thus, the oxide 104 can be removed and the wettability can be improved over the entire surface of the fuse element 1. In addition, as the fibrous material to be mixed with the flux 104b, for example, a fiber having insulating properties and heat resistance such as a nonwoven fabric fiber and a glass fiber is preferably used.

なお、第１、第２の電極９４，９５、発熱体引出電極９６及び発熱体電極９９は、例えばＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成され、適宜、表面にＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層９８が形成されている。これにより、表面の酸化を防止するとともに、ヒューズエレメント１の第１、第２の低融点金属層３，４やヒューズエレメント１の接続用ハンダ等の接続材料１００による第１、第２の電極９４，９５及び発熱体引出電極９６の浸食を抑制することができる。   The first and second electrodes 94 and 95, the heating element extraction electrode 96, and the heating element electrode 99 are formed of a conductive pattern such as Ag or Cu, and the surface thereof is appropriately Sn-plated, Ni / Au plated, Ni A protective layer 98 such as / Pd plating or Ni / Pd / Au plating is formed. Thus, the surface is prevented from being oxidized, and the first and second electrodes 94 are formed by the connection material 100 such as the first and second low melting point metal layers 3 and 4 of the fuse element 1 and the solder for connecting the fuse element 1. , 95 and the heating element extraction electrode 96 can be suppressed.

また、第１、第２の電極９４，９５には、上述したヒューズエレメント１の溶融導体やヒューズエレメント１の接続材料１００の流出を防止するガラス等の絶縁材料からなる流出防止部１０２が形成されている。   Further, the first and second electrodes 94 and 95 are formed with an outflow prevention portion 102 made of an insulating material such as glass for preventing the molten conductor of the fuse element 1 and the connection material 100 of the fuse element 1 from flowing out. ing.

［カバー部材］
また、保護素子９０は、ヒューズエレメント１が設けられた絶縁基板９１の表面９１ａ上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント１の飛散を防止するカバー部材９７が取り付けられている。カバー部材９７は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。保護素子９０は、ヒューズエレメント１がカバー部材９７によって覆われるため、溶融金属がカバー部材９７によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。 [Cover member]
The protective element 90 has a cover member 97 attached to the surface 91a of the insulating substrate 91 provided with the fuse element 1 for protecting the inside and preventing the molten fuse element 1 from scattering. The cover member 97 can be formed of an insulating member such as various engineering plastics and ceramics. Since the fuse element 1 is covered with the cover member 97, the protection element 90 can prevent the molten metal from being captured by the cover member 97 and scattered to the surroundings.

また、カバー部材９７は、天面９７ａから絶縁基板８１に向かって、少なくともフラックスシート１０１の側面まで延在する突起部９７ｂを有している。カバー部材９７は、突起部９７ｂにより、フラックスシート１０１の側面が移動規制を受けるため、フラックスシート１０１の位置ずれを防ぐことが可能となる。すなわち、突起部９７ｂは、フラックスシート１０１の大きさよりも所定のクリアランスを保持した大きさで、フラックスシート１０１を保持すべき位置に対応して設けられる。なお、突起部９７ｂは、フラックスシート１０１の側面を周回して覆う壁面としてもよいし、部分的に突起するものであってもよい。   Further, the cover member 97 has a protruding portion 97 b extending from the top surface 97 a toward the insulating substrate 81 to at least the side surface of the flux sheet 101. Since the side surface of the flux sheet 101 is subject to movement restriction by the protrusion 97b, the cover member 97 can prevent the positional deviation of the flux sheet 101. In other words, the protrusion 97b has a size that holds a predetermined clearance rather than the size of the flux sheet 101, and is provided corresponding to the position where the flux sheet 101 should be held. In addition, the protrusion part 97b is good also as a wall surface which wraps around the side surface of the flux sheet 101, and may protrude partially.

また、カバー部材９７は、フラックスシート１０１と天面９７ａの間に所定の間隔をあけた構成とされている。これは、ヒューズエレメント１が溶融した際に、溶融したヒューズエレメント１がフラックスシート１０１を押し上げるためのクリアランスが必要だからである。   Further, the cover member 97 is configured to have a predetermined interval between the flux sheet 101 and the top surface 97a. This is because when the fuse element 1 is melted, a clearance is required for the melted fuse element 1 to push up the flux sheet 101.

従って、カバー部材９７は、カバー部材９７の内部空間の高さ（天面９７ａまでの高さ）は、絶縁基板９１の表面９１ａ上の溶融したヒューズエレメント１の高さと、フラックスシート１０１の厚さの和よりも大きくなるように構成されている。   Therefore, the cover member 97 has a height of the internal space of the cover member 97 (a height up to the top surface 97a) that is the height of the fuse element 1 melted on the surface 91a of the insulating substrate 91 and the thickness of the flux sheet 101. It is comprised so that it may become larger than the sum of.

このような保護素子９０は、発熱体給電電極９９ａ、発熱体電極９９、発熱体９３、発熱体引出電極９６及びヒューズエレメント１に至る発熱体９３への通電経路が形成される。また、保護素子９０は、発熱体電極９９が発熱体給電電極９９ａを介して発熱体９３に通電させる外部回路と接続され、当該外部回路によって発熱体電極９９とヒューズエレメント１にわたる通電が制御される。   In such a protective element 90, an energization path to the heating element 93 reaching the heating element feeding electrode 99 a, the heating element electrode 99, the heating element 93, the heating element extraction electrode 96, and the fuse element 1 is formed. The protection element 90 is connected to an external circuit in which the heating element electrode 99 energizes the heating element 93 via the heating element power supply electrode 99a, and the energization across the heating element electrode 99 and the fuse element 1 is controlled by the external circuit. .

また、保護素子９０は、ヒューズエレメント１が発熱体引出電極９６と接続されることにより、発熱体９３への通電経路の一部を構成する。したがって、保護素子９０は、ヒューズエレメント１が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱体９３への通電経路も遮断されるため、発熱を停止させることができる。   Further, the protection element 90 constitutes a part of an energization path to the heating element 93 when the fuse element 1 is connected to the heating element extraction electrode 96. Therefore, when the fuse element 1 is melted and the connection with the external circuit is interrupted, the protection element 90 can also stop the heat generation because the energization path to the heating element 93 is also interrupted.

［回路図］
本発明が適用された保護素子９０は、図１８に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子９０は、発熱体引出電極９６を介して第１、第２の外部接続電極９４ａ，９５ａ間にわたって直列接続されたヒューズエレメント１と、ヒューズエレメント１の接続点を介して通電して発熱させることによってヒューズエレメント１を溶融する発熱体９３とからなる回路構成である。そして、保護素子９０は、第１、第２の電極９４，９５及び発熱体電極９９が、それぞれ第１、第２の外部接続電極９４ａ，９５ａ及び発熱体給電電極９９ａが外部回路基板に接続される。これにより、保護素子９０は、ヒューズエレメント１が第１、第２の電極９４，９５を介して外部回路の電流経路上に直列接続され、発熱体９３が発熱体電極９９を介して外部回路に設けられた電流制御素子と接続される。 [circuit diagram]
The protection element 90 to which the present invention is applied has a circuit configuration as shown in FIG. That is, the protective element 90 is energized via the connecting point between the fuse element 1 and the fuse element 1 connected in series across the first and second external connection electrodes 94a and 95a via the heating element lead electrode 96. The circuit configuration includes a heating element 93 that melts the fuse element 1 by generating heat. In the protective element 90, the first and second electrodes 94 and 95 and the heating element electrode 99 are connected to the first and second external connection electrodes 94a and 95a and the heating element feeding electrode 99a, respectively, to the external circuit board. The As a result, in the protection element 90, the fuse element 1 is connected in series on the current path of the external circuit via the first and second electrodes 94 and 95, and the heating element 93 is connected to the external circuit via the heating element electrode 99. It is connected to the provided current control element.

［溶断工程］
このような回路構成からなる保護素子９０は、外部回路の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、外部回路に設けられた電流制御素子によって発熱体９３が通電される。これにより、保護素子９０は、発熱体９３の発熱により、外部回路の電流経路上に組み込まれたヒューズエレメント１が溶融され、図１９（Ａ）に示すように、ヒューズエレメント１の溶融導体が、濡れ性の高い発熱体引出電極９６及び第１、第２の電極９４，９５に引き寄せられることによりヒューズエレメント１が溶断される。これにより、ヒューズエレメント１は、確実に第１の電極９４〜発熱体引出電極９６〜第２の電極９５の間を溶断させ（図１９（Ｂ））、外部回路の電流経路を遮断することができる。また、ヒューズエレメント１が溶断することにより、発熱体９３への給電も停止される。 [Fusing process]
In the protection element 90 having such a circuit configuration, when the current path of the external circuit needs to be interrupted, the heating element 93 is energized by the current control element provided in the external circuit. As a result, the protection element 90 melts the fuse element 1 incorporated on the current path of the external circuit due to the heat generated by the heating element 93, and as shown in FIG. The fuse element 1 is blown by being attracted to the heating element lead electrode 96 and the first and second electrodes 94 and 95 having high wettability. As a result, the fuse element 1 can surely melt the gap between the first electrode 94 and the heating element extraction electrode 96 to the second electrode 95 (FIG. 19B), and interrupt the current path of the external circuit. it can. Further, when the fuse element 1 is melted, power supply to the heating element 93 is also stopped.

このとき、ヒューズエレメント１は、上述したように、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３及び第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４が積層されているため、過電流による自己発熱により、第２の低融点金属層４の融点から溶融を開始し、高融点金属層２を浸食し始める。したがって、ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４による高融点金属層２の浸食作用を利用することにより、高融点金属層２が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。   At this time, as described above, the fuse element 1 includes the first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the refractory metal layer 2 and the second low melting point having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Since the metal layer 4 is laminated, melting starts from the melting point of the second low melting point metal layer 4 due to self-heating due to overcurrent, and the refractory metal layer 2 starts to erode. Therefore, in the fuse element 1, the refractory metal layer 2 is melted at a temperature lower than the melting temperature by utilizing the erosion action of the refractory metal layer 2 by the first and second low melting metal layers 3 and 4. , Can be blown quickly.

［短絡素子］
次いで、ヒューズエレメント１を用いた短絡素子について説明する。図２０（Ａ）に、短絡素子１１０の平面図を示し、図２０（Ｂ）に、短絡素子１１０の断面図を示す。短絡素子１１０は、絶縁基板１１１と、絶縁基板１１１に設けられた発熱体１１２と、絶縁基板１１１に、互いに隣接して設けられた第１の電極１１３及び第２の電極１１４と、第１の電極１１３と隣接して設けられるとともに、発熱体１１２に電気的に接続された第３の電極１１５と、第１、第３の電極１１３，１１５間に亘って設けられることにより電流経路を構成し、発熱体１１２からの加熱により、第１、第３の電極１１３，１１５間の電流経路を溶断するとともに、溶融導体を介して第１、第２の電極１１３，１１４を短絡させるヒューズエレメント１とを備える。そして、短絡素子１１０は、絶縁基板１１１上に内部を保護するカバー部材１１６が取り付けられている。 [Short-circuit element]
Next, a short circuit element using the fuse element 1 will be described. FIG. 20A shows a plan view of the short-circuit element 110, and FIG. 20B shows a cross-sectional view of the short-circuit element 110. The short-circuit element 110 includes an insulating substrate 111, a heating element 112 provided on the insulating substrate 111, a first electrode 113 and a second electrode 114 provided adjacent to each other on the insulating substrate 111, and a first electrode A current path is configured by being provided adjacent to the electrode 113 and extending between the third electrode 115 electrically connected to the heating element 112 and the first and third electrodes 113 and 115. The fuse element 1 which blows the current path between the first and third electrodes 113 and 115 by heating from the heating element 112 and short-circuits the first and second electrodes 113 and 114 via the molten conductor, Is provided. In the short-circuit element 110, a cover member 116 that protects the inside is attached on the insulating substrate 111.

絶縁基板１１１は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって方形状に形成される。その他、絶縁基板１１１は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。   The insulating substrate 111 is formed in a square shape by an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, the insulating substrate 111 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board.

発熱体１１２は、絶縁基板１１１上において絶縁部材１１８に被覆されている。また、絶縁部材１１８上には、第１〜第３の電極１１３〜１１５が形成されている。絶縁部材１１８は、発熱体１１２の熱を効率よく第１〜第３の電極１１３〜１１５へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。発熱体１１２は、第１〜第３の電極１１３〜１１５を加熱することにより、溶融導体を凝集しやすくさせることができる。   The heating element 112 is covered with an insulating member 118 on the insulating substrate 111. In addition, first to third electrodes 113 to 115 are formed on the insulating member 118. The insulating member 118 is provided to efficiently transmit the heat of the heating element 112 to the first to third electrodes 113 to 115, and is made of, for example, a glass layer. The heating element 112 can easily aggregate the molten conductor by heating the first to third electrodes 113 to 115.

第１〜第３の電極１１３〜１１５は、ＡｇやＣｕ配線等の導電パターンによって形成されている。第１の電極１１３は、一方側において第２の電極１１４と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第１の電極１１３の他方側には第３の電極１１５が形成されている。第１の電極１１３と第３の電極１１５とは、ヒューズエレメント１が接続されることにより導通され、短絡素子１１０の電流経路を構成する。また、第１の電極１１３は、絶縁基板１１１の側面に臨むキャスタレーションを介して絶縁基板１１１の裏面１１１ｂに設けられた第１の外部接続電極１１３ａと接続されている。また、第２の電極１１４は、絶縁基板１１１の側面に臨むキャスタレーションを介して絶縁基板１１１の裏面１１１ｂに設けられた第２の外部接続電極１１４ａと接続されている。   The first to third electrodes 113 to 115 are formed by a conductive pattern such as Ag or Cu wiring. The first electrode 113 is formed adjacent to the second electrode 114 on one side and insulated. A third electrode 115 is formed on the other side of the first electrode 113. The first electrode 113 and the third electrode 115 are brought into conduction when the fuse element 1 is connected to form a current path of the short-circuit element 110. The first electrode 113 is connected to a first external connection electrode 113 a provided on the back surface 111 b of the insulating substrate 111 through a castellation that faces the side surface of the insulating substrate 111. The second electrode 114 is connected to a second external connection electrode 114 a provided on the back surface 111 b of the insulating substrate 111 through a castellation that faces the side surface of the insulating substrate 111.

また、第３の電極１１５は、絶縁基板１１１あるいは絶縁部材１１８に設けられた発熱体引出電極１２０を介して発熱体１１２と接続されている。また、発熱体１１２は、発熱体電極１２１及び絶縁基板１１１の側縁に臨むキャスタレーションを介して、絶縁基板１１１の裏面１１１ｂに設けられた発熱体給電電極１２１ａと接続されている。   The third electrode 115 is connected to the heating element 112 via the heating element extraction electrode 120 provided on the insulating substrate 111 or the insulating member 118. The heating element 112 is connected to the heating element power supply electrode 121 a provided on the back surface 111 b of the insulating substrate 111 through a heating element electrode 121 and a castellation that faces the side edge of the insulating substrate 111.

第１及び第３の電極１１３，１１５は、ハンダ等の接続材料１１７を介してヒューズエレメント１が接続されている。上述したように、ヒューズエレメント１は、高融点金属層２を備えることにより高温環境に対する耐性が向上されているため実装性に優れ、接続材料１１７を介して第１及び第３の電極１１３，１１５間に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。なお、ヒューズエレメント１は、最下層に設けられた第１の低融点金属層３又は第２の低融点金属層４を接続材料として用いて、第１、第３の電極１１３，１１５に接続してもよい。   The first and third electrodes 113 and 115 are connected to the fuse element 1 via a connecting material 117 such as solder. As described above, since the fuse element 1 includes the refractory metal layer 2 and has improved resistance to a high temperature environment, the fuse element 1 has excellent mountability, and the first and third electrodes 113 and 115 are connected via the connection material 117. After being mounted in between, it can be easily connected by reflow soldering or the like. The fuse element 1 is connected to the first and third electrodes 113 and 115 using the first low-melting-point metal layer 3 or the second low-melting-point metal layer 4 provided as the lowermost layer as a connection material. May be.

［フラックスシート］
また、短絡素子１１０は、高融点金属層２又は第１、第２の低融点金属層３，４の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント１の表面や裏面にフラックスをコーティングしてもよい。また、図２０に示すように、ヒューズエレメント１上の最外層の全面にフラックスシート１２２を配置してもよい。フラックスシート１２２は、上述したフラックスシート８７と同様に、流動体又は半流動体のフラックスをシート状の支持体に含浸、保持させたものであり、例えば不織布やメッシュ状の生地にフラックスを含浸させたものである。 [Flux sheet]
The short-circuit element 110 includes a fuse element 1 for preventing oxidation of the refractory metal layer 2 or the first and second low-melting metal layers 3, 4, removing oxide during fusing, and improving solder fluidity. A flux may be coated on the front surface or the back surface. Further, as shown in FIG. 20, a flux sheet 122 may be disposed on the entire outermost layer on the fuse element 1. Similar to the flux sheet 87 described above, the flux sheet 122 is obtained by impregnating and holding a fluid or semi-fluid flux in a sheet-like support. For example, a non-woven fabric or a mesh-like cloth is impregnated with the flux. It is a thing.

フラックスシート１２２は、ヒューズエレメント１の表面積よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１は、フラックスシート１２２によって完全に被覆され、溶融により体積が膨張した場合にも、確実にフラックスによる酸化物除去、及び濡れ性の向上による速溶断を実現することができる。   The flux sheet 122 preferably has an area larger than the surface area of the fuse element 1. Thereby, even when the fuse element 1 is completely covered with the flux sheet 122 and the volume expands due to melting, it is possible to surely realize oxide removal by flux and quick fusing by improving wettability.

フラックスシート１２２を配置することにより、ヒューズエレメント１の実装時や短絡素子１１０の実装時における熱処理工程においてもフラックスをヒューズエレメント１の全面にわたって保持することができ、短絡素子１１０の実使用時において、第１、第２の低融点金属層３，４（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、第１、第２の低融点金属が溶解している間の酸化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への浸食作用を用いて速溶断性を向上させることができる。   By disposing the flux sheet 122, the flux can be held over the entire surface of the fuse element 1 even in the heat treatment process when the fuse element 1 is mounted or when the short-circuit element 110 is mounted. While improving the wettability of the first and second low melting point metal layers 3 and 4 (for example, solder), the oxide while the first and second low melting point metals are dissolved is removed, and the high melting point metal ( For example, the fast fusing property can be improved by using the erosion action on Ag).

また、フラックスシート１２２を配置することにより、最外層の高融点金属層２の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層２の酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。   Further, even when an anti-oxidation film such as Pb-free solder containing Sn as a main component is formed on the surface of the outermost refractory metal layer 2 by arranging the flux sheet 122, the oxidation of the anti-oxidation film The material can be removed, the refractory metal layer 2 can be effectively prevented from being oxidized, and the fast fusing property can be maintained and improved.

なお、短絡素子１１０は、フラックスシート１２２に替えて、図２１に示すように、ヒューズエレメント１の最外層にフラックス１１９ａを塗布した後、フラックス１１９ａの上に不織布やメッシュ状の生地を配置し、フラックス１１９ａを含浸させてもよい。また、短絡素子１１０は、図２２に示すように、フラックスシートに替えて、ヒューズエレメント１の最外層の全面に、繊維状物が混合されたフラックス１１９ｂを塗布してもよい。フラックス１１９ｂは繊維状物が混合されることにより粘性が高められ、高温環境下においても流動しにくく、ヒューズエレメント１の全面にわたって溶断時の酸化物除去及び濡れ性の向上を図ることができる。なお、フラックス１１９ｂに混合させる繊維状物としては、例えば不織布繊維、ガラス繊維等、絶縁性、耐熱性を備えた繊維が好適に用いられる。   In addition, instead of the flux sheet 122, the short-circuit element 110, as shown in FIG. 21, after applying the flux 119a to the outermost layer of the fuse element 1, arrange a non-woven fabric or mesh-like fabric on the flux 119a, A flux 119a may be impregnated. In addition, as shown in FIG. 22, the short-circuit element 110 may apply a flux 119 b in which a fibrous material is mixed to the entire outermost layer of the fuse element 1 instead of the flux sheet. Viscosity of the flux 119b is increased by mixing the fibrous material, and it is difficult for the flux 119b to flow even in a high temperature environment. Thus, the oxide can be removed and the wettability can be improved over the entire surface of the fuse element 1. In addition, as the fibrous material to be mixed with the flux 119b, for example, a fiber having insulating properties and heat resistance such as a nonwoven fabric fiber and a glass fiber is preferably used.

なお、短絡素子１１０は、第１の電極１１３が、第３の電極１１５よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、短絡素子１１０は、より多くの溶融導体を第１、第２の電極１１３，１１４上に凝集させることができ、第１、第２の電極１１３，１１４間を確実に短絡させることができる（図２４参照）。   Note that in the short-circuit element 110, the first electrode 113 preferably has a larger area than the third electrode 115. As a result, the short-circuit element 110 can agglomerate more molten conductors on the first and second electrodes 113 and 114 and reliably short-circuit the first and second electrodes 113 and 114. Yes (see FIG. 24).

また、第１〜第３の電極１１３，１１４，１１５は、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができるが、少なくとも第１、第２の電極１１３，１１４の表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜１２９が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第１、第２の電極１１３，１１４の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、短絡素子１１０をリフロー実装する場合に、ヒューズエレメント１を接続するハンダあるいはヒューズエレメント１の外層を形成する第１又は第２の低融点金属層３，４が溶融することにより第１の電極１１３を溶食（ハンダ食われ）することを防ぐことができる。   The first to third electrodes 113, 114, 115 can be formed using a general electrode material such as Cu or Ag, but at least on the surfaces of the first and second electrodes 113, 114. It is preferable that a coating 129 such as Ni / Au plating, Ni / Pd plating, or Ni / Pd / Au plating is formed by a known plating process. Thereby, the oxidation of the first and second electrodes 113 and 114 can be prevented, and the molten conductor can be reliably held. Further, when the short-circuit element 110 is reflow-mounted, the first electrode is obtained by melting the solder connecting the fuse element 1 or the first or second low melting point metal layer 3 or 4 forming the outer layer of the fuse element 1. It is possible to prevent 113 from being melted (soldered).

また、第１〜第３の電極１１３〜１１５には、上述したヒューズエレメント１の溶融導体やヒューズエレメント１の接続材料１１７の流出を防止するガラス等の絶縁材料からなる流出防止部１２６が形成されている。   Further, the first to third electrodes 113 to 115 are formed with an outflow prevention portion 126 made of an insulating material such as glass that prevents the molten conductor of the fuse element 1 and the connection material 117 of the fuse element 1 from flowing out. ing.

［カバー部材］
また、短絡素子１１０は、ヒューズエレメント１が設けられた絶縁基板１１１の表面１１１ａ上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント１の飛散を防止するカバー部材１１６が取り付けられている。カバー部材１１６は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。短絡素子１１０は、ヒューズエレメント１がカバー部材１１６によって覆われるため、溶融金属がカバー部材１１６によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。 [Cover member]
In addition, the short-circuit element 110 has a cover member 116 attached to the surface 111a of the insulating substrate 111 on which the fuse element 1 is provided to protect the inside and prevent the molten fuse element 1 from scattering. The cover member 116 can be formed of an insulating member such as various engineering plastics and ceramics. Since the fuse element 1 is covered with the cover member 116 in the short-circuit element 110, the molten metal is captured by the cover member 116 and can be prevented from being scattered to the surroundings.

また、カバー部材１１６は、天面１１６ａから絶縁基板１１１に向かって、少なくともフラックスシート１２２の側面まで延在する突起部１１６ｂを有している。カバー部材１１６は、突起部１１６ｂにより、フラックスシート１２２の側面が移動規制を受けるため、フラックスシート１２２の位置ずれを防ぐことが可能となる。すなわち、突起部１１６ｂは、フラックスシート１２２の大きさよりも所定のクリアランスを保持した大きさで、フラックスシート１２２を保持すべき位置に対応して設けられる。なお、突起部１１６ｂは、フラックスシート１２２の側面を周回して覆う壁面としてもよいし、部分的に突起するものであってもよい。   Further, the cover member 116 has a protruding portion 116 b extending from the top surface 116 a toward the insulating substrate 111 at least to the side surface of the flux sheet 122. Since the side surface of the flux sheet 122 is restricted by the protrusion 116b, the cover member 116 can prevent the position of the flux sheet 122 from being displaced. In other words, the protrusion 116b has a size that holds a predetermined clearance rather than the size of the flux sheet 122, and is provided corresponding to the position where the flux sheet 122 should be held. In addition, the protrusion part 116b is good also as a wall surface which wraps around the side surface of the flux sheet 122, and may protrude partially.

また、カバー部材１１６は、フラックスシート１２２と天面１１６ａの間に所定の間隔をあけた構成とされている。これは、ヒューズエレメント１が溶融した際に、溶融したヒューズエレメント１がフラックスシート１２２を押し上げるためのクリアランスが必要だからである。   Further, the cover member 116 is configured to have a predetermined interval between the flux sheet 122 and the top surface 116a. This is because when the fuse element 1 is melted, a clearance is required for the melted fuse element 1 to push up the flux sheet 122.

従って、カバー部材１１６は、カバー部材１１６の内部空間の高さ（天面１１６ａまでの高さ）は、絶縁基板１１１の表面１１１ａ上の溶融したヒューズエレメント１の高さと、フラックスシート１２２の厚さの和よりも大きくなるように構成されている。   Therefore, the cover member 116 has a height of the internal space of the cover member 116 (height to the top surface 116 a) that is the height of the melted fuse element 1 on the surface 111 a of the insulating substrate 111 and the thickness of the flux sheet 122. It is comprised so that it may become larger than the sum of.

［短絡素子回路］
以上のような短絡素子１１０は、図２３（Ａ）（Ｂ）に示すような回路構成を有する。すなわち、短絡素子１１０は、第１の電極１１３と第２の電極１１４とが、正常時には絶縁され（図２３（Ａ））、発熱体１１２の発熱によりヒューズエレメント１が溶融すると、当該溶融導体を介して短絡するスイッチ１２３を構成する（図２３（Ｂ））。そして、第１の外部接続電極１１３ａと第２の外部接続電極１１４ａは、スイッチ１２３の両端子を構成する。また、ヒューズエレメント１は、第３の電極１１５及び発熱体引出電極１２０を介して発熱体１１２と接続されている。 [Short-circuit element circuit]
The short circuit element 110 as described above has a circuit configuration as shown in FIGS. That is, in the short-circuit element 110, when the first electrode 113 and the second electrode 114 are normally insulated (FIG. 23A), when the fuse element 1 is melted by the heat generated by the heating element 112, the molten conductor is A switch 123 that is short-circuited is formed (FIG. 23B). The first external connection electrode 113a and the second external connection electrode 114a constitute both terminals of the switch 123. The fuse element 1 is connected to the heating element 112 via the third electrode 115 and the heating element extraction electrode 120.

そして、短絡素子１１０は、電子機器等に組み込まれることにより、スイッチ１２３の両端子１１３ａ、１１４ａが、当該電子機器の電流経路と接続され、当該電流経路を導通させる場合に、スイッチ１２３を短絡させ、当該電子部品の電流経路を形成する。   The short-circuit element 110 is incorporated into an electronic device or the like, so that the both terminals 113a and 114a of the switch 123 are connected to the current path of the electronic device, and the switch 123 is short-circuited when the current path is conducted. The current path of the electronic component is formed.

例えば、短絡素子１１０は、電子部品の電流経路上に設けられた電子部品とスイッチ１２３の両端子１１３ａ，１１４ａとが並列に接続され、並列接続されている電子部品に異常が生じると、発熱体給電電極１２１ａと第１の外部接続電極１１３ａ間に電力が供給され、発熱体１１２が通電することにより発熱する。この熱によりヒューズエレメント１が溶融すると、溶融導体は、図２４に示すように、第１、第２の電極１１３，１１４上に凝集する。第１、第２の電極１１３，１１４は隣接して形成されているため、第１、第２の電極１１３，１１４上に凝集した溶融導体が結合し、これにより第１、第２の電極１１３，１１４が短絡する。すなわち、短絡素子１１０は、スイッチ１２３の両端子間が短絡され（図２３（Ｂ））、異常を起こした電子部品をバイパスするバイパス電流経路を形成する。なお、ヒューズエレメント１が溶断することにより第１、第３の電極１１３，１１５間が溶断されるため、発熱体１１２への給電も停止される。   For example, when the electronic component provided on the current path of the electronic component and both terminals 113a and 114a of the switch 123 are connected in parallel and an abnormality occurs in the electronic component connected in parallel, the short-circuit element 110 generates a heating element. Electric power is supplied between the power supply electrode 121a and the first external connection electrode 113a, and heat is generated when the heating element 112 is energized. When the fuse element 1 is melted by this heat, the molten conductor aggregates on the first and second electrodes 113 and 114 as shown in FIG. Since the first and second electrodes 113 and 114 are formed adjacent to each other, the agglomerated molten conductors are coupled to each other on the first and second electrodes 113 and 114, thereby the first and second electrodes 113. 114 are short-circuited. In other words, the short-circuit element 110 is short-circuited between both terminals of the switch 123 (FIG. 23B), and forms a bypass current path that bypasses the electronic component in which an abnormality has occurred. In addition, since the fuse element 1 is melted, the first and third electrodes 113 and 115 are fused, so that the power supply to the heating element 112 is also stopped.

このとき、ヒューズエレメント１は、上述したように、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３及び第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４が積層されているため、過電流による自己発熱により、第２の低融点金属層４の融点から溶融を開始し、高融点金属層２を浸食し始める。したがって、ヒューズエレメント１は、第１、第２の低融点金属層３，４による高融点金属層２の浸食作用を利用することにより、高融点金属層２が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。   At this time, as described above, the fuse element 1 includes the first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the refractory metal layer 2 and the second low melting point having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Since the metal layer 4 is laminated, melting starts from the melting point of the second low melting point metal layer 4 due to self-heating due to overcurrent, and the refractory metal layer 2 starts to erode. Therefore, in the fuse element 1, the refractory metal layer 2 is melted at a temperature lower than the melting temperature by utilizing the erosion action of the refractory metal layer 2 by the first and second low melting metal layers 3 and 4. , Can be blown quickly.

［短絡素子の変形例］
なお、短絡素子１１０は、必ずしも、発熱体１１２を絶縁部材１１８によって被覆する必要はなく、発熱体１１２が絶縁基板１１１の内部に設置されてもよい。絶縁基板１１１の材料として熱伝導性に優れたものを用いることにより、発熱体１１２をガラス層等の絶縁部材１１８を介した場合と同等に加熱することができる。 [Modification of short circuit element]
The short-circuit element 110 does not necessarily need to cover the heating element 112 with the insulating member 118, and the heating element 112 may be installed inside the insulating substrate 111. By using a material having excellent thermal conductivity as the material of the insulating substrate 111, the heating element 112 can be heated in the same manner as when the insulating member 118 such as a glass layer is interposed.

また、短絡素子１１０は、上述したように発熱体１１２を絶縁基板１１１上の第１〜第３の電極１１３〜１１５の形成面側に形成する他にも、発熱体１１２が絶縁基板１１１の第１〜第３の電極１１３〜１１５の形成面と反対の面に設置されてもよい。発熱体１１２を絶縁基板１１１の裏面１１１ｂに形成することにより、絶縁基板１１１内に形成するよりも簡易な工程で形成することができる。なお、この場合、発熱体１１２上には、絶縁部材１１８が形成されると抵抗体の保護や実装時の絶縁性確保と言う意味で好ましい。   In addition to forming the heating element 112 on the formation surface side of the first to third electrodes 113 to 115 on the insulating substrate 111 as described above, the short-circuiting element 110 includes the heating element 112 of the insulating substrate 111. You may install in the surface opposite to the formation surface of 1st-3rd electrodes 113-115. By forming the heating element 112 on the back surface 111 b of the insulating substrate 111, the heating element 112 can be formed by a simpler process than that in the insulating substrate 111. In this case, it is preferable to form an insulating member 118 on the heating element 112 in terms of protecting the resistor and ensuring insulation during mounting.

さらに、短絡素子１１０は、発熱体１１２が絶縁基板１１１の第１〜第３の電極１１３〜１１５の形成面上に設置されるとともに、第１〜第３の電極１１３〜１１５に併設されてもよい。発熱体１１２を絶縁基板１１１の表面に形成することにより、絶縁基板１１１内に形成するよりも簡易な工程で形成することができる。なお、この場合も、発熱体１１２上には、絶縁部材１１８が形成される事が好ましい。   Further, in the short-circuit element 110, the heating element 112 is installed on the formation surface of the first to third electrodes 113 to 115 of the insulating substrate 111 and is also provided along with the first to third electrodes 113 to 115. Good. By forming the heating element 112 on the surface of the insulating substrate 111, the heating element 112 can be formed by a simpler process than in the insulating substrate 111. Also in this case, it is preferable that the insulating member 118 is formed on the heating element 112.

［第４の電極、第２のヒューズエレメント］
また、本発明に係る短絡素子は、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２の電極１１４と隣接する第４の電極１２４及び第２、第４の電極１１４，１２４間にわたって搭載される第２のヒューズエレメント１２５を形成してもよい。第２のヒューズエレメント１２５は、ヒューズエレメント１と同じ構成を有する。 [Fourth electrode, second fuse element]
Further, as shown in FIGS. 25A and 25B, the short-circuit element according to the present invention is mounted over the fourth electrode 124 adjacent to the second electrode 114 and between the second and fourth electrodes 114 and 124. The second fuse element 125 may be formed. The second fuse element 125 has the same configuration as the fuse element 1.

また、短絡素子１１０は、図２５（Ｂ）に示すように、フラックスシート１２２を、ヒューズエレメント１及び第２のヒューズエレメント１２５上にわたって搭載してもよく、図２５（Ｃ）に示すように、ヒューズエレメント１と第２のヒューズエレメント１２５のそれぞれに搭載してもよい。あるいは、短絡素子１１０は、図２５（Ｄ）に示すように、ヒューズエレメント１と第２のヒューズエレメント１２５のそれぞれにフラックス１１９ａが塗布された後、不織布やメッシュ状の生地をヒューズエレメント１及び第２のヒューズエレメント１２５上にわたって搭載してもよく、あるいは図２５（Ｅ）に示すように、不織布やメッシュ状の生地をヒューズエレメント１と第２のヒューズエレメント１２５のそれぞれに搭載してもよい。さらに、短絡素子１１０は、図２５（Ｆ）に示すように、ヒューズエレメント１及び第２のヒューズエレメント１２５のそれぞれに、繊維状物が混合され粘性が高められたフラックス１１９ｂを塗布してもよい。   In addition, as shown in FIG. 25 (B), the short circuit element 110 may be mounted with the flux sheet 122 over the fuse element 1 and the second fuse element 125. As shown in FIG. 25 (C), It may be mounted on each of the fuse element 1 and the second fuse element 125. Alternatively, as shown in FIG. 25D, the short-circuit element 110 is formed by applying a non-woven fabric or a mesh-like cloth to the fuse element 1 and the first cloth after the flux 119a is applied to each of the fuse element 1 and the second fuse element 125. Two fuse elements 125 may be mounted, or as shown in FIG. 25E, a nonwoven fabric or a mesh-shaped cloth may be mounted on each of the fuse element 1 and the second fuse element 125. Furthermore, as shown in FIG. 25F, the short-circuit element 110 may apply a flux 119b in which the fibrous material is mixed and the viscosity is increased to each of the fuse element 1 and the second fuse element 125. .

この短絡素子１１０では、ヒューズエレメント１及び第２のヒューズエレメント１２５が溶融することにより、当該溶融導体が第１、第２の電極１１３，１１４間に濡れ拡がり、第１、第２の電極１１３，１１４を短絡させる。図２５に示す短絡素子１１０は、第４の電極１２４及び第２のヒューズエレメント１２５が設けられている他は、上述した構成と同じであるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。   In the short-circuit element 110, when the fuse element 1 and the second fuse element 125 are melted, the molten conductor wets and spreads between the first and second electrodes 113 and 114, and the first and second electrodes 113, 114 is short-circuited. The short-circuit element 110 shown in FIG. 25 is the same as that described above except that the fourth electrode 124 and the second fuse element 125 are provided. To do.

図２５に示す短絡素子１１０においても、第１、第２の電極１１３，１１４は、第３、第４の電極１１５，１２４よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、短絡素子１１０は、より多くの溶融導体を第１、第２の電極１１３，１１４上に凝集させることができ、第１、第２の電極１１３，１１４間を確実に短絡させることができる。   Also in the short-circuit element 110 shown in FIG. 25, the first and second electrodes 113 and 114 preferably have a larger area than the third and fourth electrodes 115 and 124. As a result, the short-circuit element 110 can agglomerate more molten conductors on the first and second electrodes 113 and 114 and reliably short-circuit the first and second electrodes 113 and 114. it can.

［切替素子］
次いで、ヒューズエレメント１を用いた切替素子について説明する。図２６（Ａ）に切替素子１３０の平面図、及び図２６（Ｂ）に切替素子１３０の断面図を示す。切替素子１３０は、絶縁基板１３１と、絶縁基板１３１に設けられた第１の発熱体１３２及び第２の発熱体１３３と、絶縁基板１３１に、互いに隣接して設けられた第１の電極１３４及び第２の電極１３５と、第１の電極１３４と隣接して設けられるとともに、第１の発熱体１３２に電気的に接続された第３の電極１３６と、第２の電極１３５と隣接して設けられるとともに、第２の発熱体１３３に電気的に接続された第４の電極１３７と、第４の電極１３７に隣接して設けられた第５の電極１３８と、第１、第３の電極１３４，１３６間に亘って設けられることにより電流経路を構成し、第１の発熱体１３２からの加熱により、第１、第３の電極１３４，１３６間の電流経路を溶断する第１のヒューズエレメント１Ａと、第２の電極１３５から第４の電極１３７を経て第５の電極１３８に亘って設けられ、第２の発熱体１３３からの加熱により、第２、第４、第５の電極１３５，１３７，１３８間の電流経路を溶断する第２のヒューズエレメント１Ｂとを備える。そして、切替素子１３０は、絶縁基板１３１上に内部を保護するカバー部材１３９が取り付けられている。 [Switching element]
Next, a switching element using the fuse element 1 will be described. FIG. 26A shows a plan view of the switching element 130 and FIG. 26B shows a cross-sectional view of the switching element 130. The switching element 130 includes an insulating substrate 131, a first heating element 132 and a second heating element 133 provided on the insulating substrate 131, a first electrode 134 provided adjacent to the insulating substrate 131, and Provided adjacent to the second electrode 135 and the first electrode 134, provided adjacent to the third electrode 136 electrically connected to the first heating element 132, and the second electrode 135 And a fourth electrode 137 electrically connected to the second heating element 133, a fifth electrode 138 provided adjacent to the fourth electrode 137, and the first and third electrodes 134. , 136 to form a current path, and the first fuse element 1A that melts the current path between the first and third electrodes 134, 136 by heating from the first heating element 132. And the second electrode 135 Through the fourth electrode 137 and the fifth electrode 138, and a current path between the second, fourth, and fifth electrodes 135, 137, and 138 is formed by heating from the second heating element 133. And a second fuse element 1B to be melted. The switching element 130 has a cover member 139 that protects the inside on the insulating substrate 131.

絶縁基板１３１は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって方形状に形成される。その他、絶縁基板１３１は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。   The insulating substrate 131 is formed in a square shape by an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia, and the like. In addition, the insulating substrate 131 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board.

第１、第２の発熱体１３２，１３３は、上述した発熱体９３と同様に、通電すると発熱する導電性を有する部材であって、発熱体９３と同様に形成することができる。また、第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、上述したヒューズエレメント１と同じ構成を有する。   The first and second heating elements 132 and 133 are conductive members that generate heat when energized, as with the heating element 93 described above, and can be formed in the same manner as the heating element 93. The first and second fuse elements 1A and 1B have the same configuration as the fuse element 1 described above.

また、第１、第２の発熱体１３２，１３３は、絶縁基板１３１上において絶縁部材１４０に被覆されている。第１の発熱体１３２を被覆する絶縁部材１４０上には、第１、第３の電極１３４，１３６が形成され、第２の発熱体１３３を被覆する絶縁部材１４０上には、第２、第４、第５の電極１３５，１３７，１３８が形成されている。第１の電極１３４は、一方側において第２の電極１３５と隣接して形成されるとともに、絶縁されている。第１の電極１３４の他方側には第３の電極１３６が形成されている。第１の電極１３４と第３の電極１３５とは、第１のヒューズエレメント１Ａが接続されることにより導通され、切替素子１３０の電流経路を構成する。また、第１の電極１３４は、絶縁基板１３１の側面に臨むキャスタレーションを介して絶縁基板１３１の裏面１３１ｂに設けられた第１の外部接続電極１３４ａに接続されている。   The first and second heating elements 132 and 133 are covered with an insulating member 140 on the insulating substrate 131. First and third electrodes 134 and 136 are formed on the insulating member 140 covering the first heating element 132, and the second and second electrodes are formed on the insulating member 140 covering the second heating element 133. 4, fifth electrodes 135, 137, 138 are formed. The first electrode 134 is formed adjacent to the second electrode 135 on one side and is insulated. A third electrode 136 is formed on the other side of the first electrode 134. The first electrode 134 and the third electrode 135 are brought into conduction when the first fuse element 1A is connected to form a current path of the switching element 130. The first electrode 134 is connected to a first external connection electrode 134 a provided on the back surface 131 b of the insulating substrate 131 through a castellation that faces the side surface of the insulating substrate 131.

また、第３の電極１３６は、絶縁基板１３１あるいは絶縁部材１４０に設けられた第１の発熱体引出電極１４１を介して第１の発熱体１３２と接続されている。また、第１の発熱体１３２は、第１の発熱体電極１４２及び絶縁基板１３１の側縁に臨むキャスタレーションを介して、絶縁基板１３１の裏面１３１ｂに設けられた第１の発熱体給電電極１４２ａと接続されている。   The third electrode 136 is connected to the first heating element 132 through the first heating element extraction electrode 141 provided on the insulating substrate 131 or the insulating member 140. In addition, the first heating element 132 is connected to the first heating element feeding electrode 142a provided on the back surface 131b of the insulating substrate 131 through the first heating element electrode 142 and a castellation facing the side edge of the insulating substrate 131. Connected with.

第２の電極１３５の第１の電極１３４と隣接する一方側と反対の他方側には、第４の電極１３７が形成されている。また、第４の電極１３７の第２の電極１３５と隣接する一方側と反対の他方側には、第５の電極１３８が形成されている。第２の電極１３５、第４の電極１３７及び第５の電極１３８は、第２のヒューズエレメント１Ｂと接続されている。また、第２の電極１３５は、絶縁基板１３１の側面に臨むキャスタレーションを介して絶縁基板１３１の裏面１３１ｂに設けられた第２の外部接続電極１３５ａと接続されている。   A fourth electrode 137 is formed on the other side opposite to the one side adjacent to the first electrode 134 of the second electrode 135. A fifth electrode 138 is formed on the other side of the fourth electrode 137 opposite to the one side adjacent to the second electrode 135. The second electrode 135, the fourth electrode 137, and the fifth electrode 138 are connected to the second fuse element 1B. The second electrode 135 is connected to a second external connection electrode 135 a provided on the back surface 131 b of the insulating substrate 131 through a castellation that faces the side surface of the insulating substrate 131.

また、第４の電極１３７は、絶縁基板１３１あるいは絶縁部材１４０に設けられた第２の発熱体引出電極１４３を介して第２の発熱体１３３と接続されている。また、第２の発熱体１３３は、第２の発熱体電極１４４及び絶縁基板１３１の側縁に臨むキャスタレーションを介して、絶縁基板１３１の裏面１３１ｂに設けられた第２の発熱体給電電極１４４ａと接続されている。   The fourth electrode 137 is connected to the second heating element 133 through the second heating element extraction electrode 143 provided on the insulating substrate 131 or the insulating member 140. In addition, the second heating element 133 is connected to the second heating element feeding electrode 144a provided on the back surface 131b of the insulating substrate 131 through the second heating element electrode 144 and a castellation facing the side edge of the insulating substrate 131. Connected with.

さらに、第５の電極１３８は、絶縁基板１３１の側面に臨むキャスタレーションを介して絶縁基板１３１の裏面に設けられた第５の外部接続電極１３８ａと接続されている。   Further, the fifth electrode 138 is connected to a fifth external connection electrode 138 a provided on the back surface of the insulating substrate 131 through a castellation facing the side surface of the insulating substrate 131.

切替素子１３０は、第１の電極１３４から第３の電極１３６に跨って第１のヒューズエレメント１Ａが接続され、第２の電極１３５から第４の電極１３７を介して第５の電極１３８に跨って第２のヒューズエレメント１Ｂが接続されている。第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、上述したヒューズエレメント１と同様に、高融点金属層２を備えることにより高温環境に対する耐性が向上されているため実装性に優れ、ハンダ等の接続材料１４５を介して第１〜第５の電極１３４〜１３８上に搭載された後、リフローはんだ付け等により容易に接続することができる。なお、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、最下層に設けられた第１の低融点金属層３又は第２の低融点金属層４を接続材料として用いて、第１〜第５の電極１３４〜１３８上に接続してもよい。   The switching element 130 is connected to the first fuse element 1A from the first electrode 134 to the third electrode 136, and from the second electrode 135 to the fifth electrode 138 through the fourth electrode 137. The second fuse element 1B is connected. Like the fuse element 1 described above, the first and second fuse elements 1A and 1B are excellent in mountability due to the refractory metal layer 2 and thus improved in mountability, and can be connected to solder or the like. After being mounted on the first to fifth electrodes 134 to 138 via the material 145, they can be easily connected by reflow soldering or the like. The fuse elements 1A and 1B are formed on the first to fifth electrodes 134 to 138 using the first low melting point metal layer 3 or the second low melting point metal layer 4 provided in the lowermost layer as a connection material. You may connect to.

［フラックスシート］
また、切替素子１３０は、高融点金属層２又は第１、第２の低融点金属層３，４の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント１の表面や裏面にフラックスをコーティングしてもよい。また、図２６に示すように、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂ上の最外層の全面にフラックスシート１４６を配置してもよい。フラックスシート１４６は、上記フラックスシート８７と同様に、流動体又は半流動体のフラックスをシート状の支持体に含浸、保持させたものであり、例えば不織布やメッシュ状の生地にフラックスを含浸させたものである。 [Flux sheet]
The switching element 130 includes a fuse element 1 for preventing oxidation of the refractory metal layer 2 or the first and second low melting point metal layers 3, 4, removing oxide during fusing, and improving solder fluidity. A flux may be coated on the front surface or the back surface. Further, as shown in FIG. 26, a flux sheet 146 may be disposed on the entire outermost layer on the fuse elements 1A and 1B. Similar to the flux sheet 87, the flux sheet 146 is obtained by impregnating and holding a fluid or semi-fluid flux in a sheet-like support. For example, a nonwoven fabric or a mesh-like cloth is impregnated with the flux. Is.

フラックスシート１４６は、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの表面積よりも広い面積を有することが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、フラックスシート１４６によって完全に被覆され、溶融により体積が膨張した場合にも、確実にフラックスによる酸化物除去、及び濡れ性の向上による速溶断を実現することができる。   The flux sheet 146 preferably has a larger area than the surface area of the fuse elements 1A and 1B. Thereby, even when the fuse elements 1A and 1B are completely covered with the flux sheet 146 and the volume is expanded by melting, it is possible to surely realize the quick fusing by removing the oxide by the flux and improving the wettability. it can.

フラックスシート１４６を配置することにより、ヒューズエレメント１の実装時や切替素子１３０の実装時における熱処理工程においてもフラックスをヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの全面にわたって保持することができ、切替素子１３０の実使用時において、第１、第２の低融点金属層３，４（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、第１、第２の低融点金属が溶解している間の酸化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への浸食作用を用いて速溶断性を向上させることができる。   By disposing the flux sheet 146, the flux can be held over the entire surface of the fuse elements 1A and 1B in the heat treatment process when the fuse element 1 is mounted or when the switching element 130 is mounted. The first and second low melting point metal layers 3 and 4 (for example, solder) are improved in wettability, and oxides are removed while the first and second low melting point metals are dissolved, thereby obtaining a high melting point. The fast fusing property can be improved by using an erosion action on a metal (for example, Ag).

また、フラックスシート１４６を配置することにより、最外層の高融点金属層２の表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、高融点金属層２の酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。   Further, even when an anti-oxidation film such as Pb-free solder containing Sn as a main component is formed on the surface of the outermost refractory metal layer 2 by arranging the flux sheet 146, the oxidation of the anti-oxidation film The material can be removed, the refractory metal layer 2 can be effectively prevented from being oxidized, and the fast fusing property can be maintained and improved.

なお、切替素子１３０は、フラックスシート１４６に替えて、図２７に示すように、ヒューズエレメント１の最外層にフラックス１４８ａを塗布した後、フラックス１４８ａの上に不織布やメッシュ状の生地を配置し、フラックス１４８ａを含浸させてもよい。また、切替素子１３０は、図２８に示すように、フラックスシートに替えて、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの最外層の全面に、繊維状物が混合されたフラックス１４８ｂを塗布してもよい。フラックス１４８ｂは繊維状物が混合されることにより粘性が高められ、高温環境下においても流動しにくく、ヒューズエレメント１の全面にわたって溶断時の酸化物除去及び濡れ性の向上を図ることができる。なお、フラックス１４８ｂに混合させる繊維状物としては、例えば不織布繊維、ガラス繊維等、絶縁性、耐熱性を備えた繊維が好適に用いられる。   In addition, instead of the flux sheet 146, the switching element 130, as shown in FIG. 27, after applying the flux 148a to the outermost layer of the fuse element 1, arrange a non-woven fabric or mesh-like fabric on the flux 148a, A flux 148a may be impregnated. In addition, as shown in FIG. 28, the switching element 130 may apply a flux 148b in which a fibrous material is mixed to the entire outermost layer of the fuse elements 1A and 1B, instead of the flux sheet. Viscosity of the flux 148b is increased by mixing the fibrous material, and it is difficult for the flux 148b to flow even in a high-temperature environment, so that the oxide can be removed and the wettability can be improved over the entire surface of the fuse element 1. In addition, as a fibrous material mixed with the flux 148b, for example, a fiber having insulating properties and heat resistance, such as a nonwoven fabric fiber and a glass fiber, is preferably used.

このとき、切替素子１３０は、フラックスシート１４６を、ヒューズエレメント１Ａ及びヒューズエレメント１Ｂ上にわたって搭載してもよく、ヒューズエレメント１Ａとヒューズエレメント１Ｂのそれぞれに搭載してもよい。あるいは、切替素子１３０は、ヒューズエレメント１Ａとヒューズエレメント１Ｂのそれぞれにフラックス１４８ａが塗布された後、不織布やメッシュ状の生地をヒューズエレメント１Ａ及びヒューズエレメント１Ｂ上にわたって搭載してもよく、あるいは不織布やメッシュ状の生地をヒューズエレメント１Ａとヒューズエレメント１Ｂのそれぞれに搭載してもよい。さらに、切替素子１３０は、ヒューズエレメント１Ａ及びヒューズエレメント１Ｂのそれぞれに、繊維状物が混合され粘性が高められたフラックス１４８ｂを塗布してもよい。   At this time, the switching element 130 may mount the flux sheet 146 over the fuse element 1A and the fuse element 1B, or may be mounted on each of the fuse element 1A and the fuse element 1B. Alternatively, the switching element 130 may be mounted with a nonwoven fabric or a mesh-shaped fabric over the fuse element 1A and the fuse element 1B after the flux 148a is applied to each of the fuse element 1A and the fuse element 1B. A mesh-shaped cloth may be mounted on each of the fuse element 1A and the fuse element 1B. Furthermore, the switching element 130 may apply a flux 148b in which the fibrous material is mixed and the viscosity is increased to each of the fuse element 1A and the fuse element 1B.

なお、第１〜第５の電極１３４，１３５，１３６，１３７，１３８は、ＣｕやＡｇ等の一般的な電極材料を用いて形成することができるが、少なくとも第１、第２の電極１３４，１３５の表面上には、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の被膜１４９が、公知のメッキ処理により形成されていることが好ましい。これにより、第１、第２の電極１３４，１３５の酸化を防止し、溶融導体を確実に保持させることができる。また、切替素子１３０をリフロー実装する場合に、第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂを接続するハンダあるいは第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの外層を形成する低融点金属が溶融することにより第１、第２の電極１３４，１３５を溶食（ハンダ食われ）することを防ぐことができる。   Note that the first to fifth electrodes 134, 135, 136, 137, and 138 can be formed using a general electrode material such as Cu or Ag, but at least the first and second electrodes 134, A coating 149 such as Ni / Au plating, Ni / Pd plating, or Ni / Pd / Au plating is preferably formed on the surface of 135 by a known plating process. Thereby, the oxidation of the first and second electrodes 134 and 135 can be prevented, and the molten conductor can be reliably held. Further, when the switching element 130 is reflow-mounted, the solder for connecting the first and second fuse elements 1A and 1B or the low melting point metal forming the outer layer of the first and second fuse elements 1A and 1B is melted. This can prevent the first and second electrodes 134 and 135 from being eroded (soldered).

また、第１〜第５の電極１３４〜１３８には、上述したヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの溶融導体やヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの接続材料１４５の流出を防止するガラス等の絶縁材料からなる流出防止部１４７が形成されている。   Further, the first to fifth electrodes 134 to 138 include an outflow prevention portion made of an insulating material such as glass for preventing the molten conductor of the fuse elements 1A and 1B and the connection material 145 of the fuse elements 1A and 1B from flowing out. 147 is formed.

［カバー部材］
また、切替素子１３０は、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂが設けられた絶縁基板１３１の表面１３１ａ上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの飛散を防止するカバー部材１３９が取り付けられている。カバー部材１３９は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。切替素子１３０は、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂがカバー部材１３９によって覆われるため、溶融金属がカバー部材１３９によって捕捉され、周囲への飛散を防止できる。 [Cover member]
The switching element 130 has a cover member 139 for protecting the inside and preventing the molten fuse elements 1A and 1B from scattering on the surface 131a of the insulating substrate 131 provided with the fuse elements 1A and 1B. . The cover member 139 can be formed of an insulating member such as various engineering plastics and ceramics. In the switching element 130, the fuse elements 1 </ b> A and 1 </ b> B are covered with the cover member 139, so that the molten metal is captured by the cover member 139 and can be prevented from being scattered to the surroundings.

また、カバー部材１３９は、天面１３９ａから絶縁基板１３１に向かって、少なくともフラックスシート１４６の側面まで延在する突起部１３９ｂを有している。カバー部材１３９は、突起部１３９ｂにより、フラックスシート１４６の側面が移動規制を受けるため、フラックスシート１４６の位置ずれを防ぐことが可能となる。すなわち、突起部１３９ｂは、フラックスシート１４６の大きさよりも所定のクリアランスを保持した大きさで、フラックスシート１４６を保持すべき位置に対応して設けられる。なお、突起部１３９ｂは、フラックスシート１４６の側面を周回して覆う壁面としてもよいし、部分的に突起するものであってもよい。   Further, the cover member 139 has a protruding portion 139b extending from the top surface 139a toward the insulating substrate 131 to at least the side surface of the flux sheet 146. The cover member 139 can prevent displacement of the flux sheet 146 because the side surface of the flux sheet 146 is restricted by the protrusions 139b. In other words, the protrusion 139b has a size that holds a predetermined clearance rather than the size of the flux sheet 146, and is provided corresponding to the position where the flux sheet 146 should be held. In addition, the protrusion part 139b is good also as a wall surface which wraps around the side surface of the flux sheet | seat 146, and may protrude partially.

また、カバー部材１３９は、フラックスシート１４６と天面１３９ａの間に所定の間隔をあけた構成とされている。これは、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂが溶融した際に、溶融したヒューズエレメント１Ａ，１Ｂがフラックスシート１４６を押し上げるためのクリアランスが必要だからである。   Moreover, the cover member 139 is configured to have a predetermined interval between the flux sheet 146 and the top surface 139a. This is because when the fuse elements 1A and 1B are melted, a clearance is required for the melted fuse elements 1A and 1B to push up the flux sheet 146.

従って、カバー部材１３９は、カバー部材１３９の内部空間の高さ（天面１３９ａまでの高さ）は、絶縁基板１３１の表面１３１ａ上の溶融したヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの高さと、フラックスシート１４６の厚さの和よりも大きくなるように構成されている。   Therefore, the cover member 139 has a height of the internal space of the cover member 139 (a height up to the top surface 139a), the height of the melted fuse elements 1A and 1B on the surface 131a of the insulating substrate 131, and the flux sheet 146. It is comprised so that it may become larger than the sum of thickness.

［切替素子回路］
以上のような切替素子１３０は、図２９に示すような回路構成を有する。すなわち、切替素子１３０は、第１の電極１３４と第２の電極１３５とが、正常時には絶縁され、第１、第２の発熱体１３２，１３３の発熱により第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂが溶融すると、当該溶融導体を介して短絡するスイッチ１５０を構成する。そして、第１の外部接続電極１３４ａと第２の外部接続電極１３５ａは、スイッチ１５０の両端子を構成する。 [Switching element circuit]
The switching element 130 as described above has a circuit configuration as shown in FIG. That is, in the switching element 130, the first electrode 134 and the second electrode 135 are insulated in the normal state, and the first and second fuse elements 1A, 1A, When 1B is melted, the switch 150 is configured to be short-circuited through the molten conductor. The first external connection electrode 134a and the second external connection electrode 135a constitute both terminals of the switch 150.

また、第１のヒューズエレメント１Ａは、第３の電極１３６及び第１の発熱体引出電極１４１を介して第１の発熱体１３２と接続されている。第２のヒューズエレメント１Ｂは、第４の電極１３７及び第２の発熱体引出電極１４３を介して第２の発熱体１３３と接続され、さらに第２の発熱体電極１４４を介して第２の発熱体給電電極１４４ａと接続されている。すなわち、第２のヒューズエレメント１Ｂ及び第２のヒューズエレメント１Ｂが接続される第２の電極１３５、第４の電極１３７及び第５の電極１３８は、切替素子１３０の作動前においては第２のヒューズエレメント１Ｂを介して第２の電極１３５と第５の電極１３８との間を導通させ、第２のヒューズエレメント１Ｂが溶断されることにより第２の電極１３５と第５の電極１３８との間を遮断する保護素子として機能する。   The first fuse element 1A is connected to the first heating element 132 via the third electrode 136 and the first heating element lead electrode 141. The second fuse element 1B is connected to the second heating element 133 through the fourth electrode 137 and the second heating element extraction electrode 143, and further, the second heating element 1B is connected to the second heating element electrode 144 through the second heating element electrode 144. The body power supply electrode 144a is connected. That is, the second electrode 135, the fourth electrode 137, and the fifth electrode 138 to which the second fuse element 1B and the second fuse element 1B are connected are the second fuse element 130 before the switching element 130 is operated. The second electrode 135 and the fifth electrode 138 are brought into conduction through the element 1B, and the second fuse element 1B is blown so that the second electrode 135 and the fifth electrode 138 are connected. It functions as a protective element that shuts off.

そして、切替素子１３０は、第２の発熱体給電電極１４４ａより第２の発熱体１３３に通電されると、図３０に示すように、第２の発熱体１３３の発熱により第２のヒューズエレメント１Ｂが溶融し、第２、第４、第５の電極１３５，１３７，１３８にそれぞれ凝集する。これにより第２のヒューズエレメント１Ｂを介して接続されていた第２の電極１３５と第５の電極１３８とに亘る電流経路が遮断される。また、切替素子１３０は、第１の発熱体給電電極１４２ａより第１の発熱体１３２に通電されると、第１の発熱体１３２の発熱により第１のヒューズエレメント１Ａが溶融し、第１、第３の電極１３４，１３６にそれぞれ凝集する。これにより、切替素子１３０は、図３１（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の電極１３４と第２の電極１３５とに凝集した第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの溶融導体が結合することにより、絶縁されていた第１の電極１３４と第２の電極１３５とを短絡させる。すなわち切替素子１３０は、スイッチ１５０を短絡させ、第２、第５の電極１３５，１３８間にわたる電流経路を、第１、第２の電極１３４，１３５間にわたる電流経路に切り替えることができる（図３２）。   When the switching element 130 is energized to the second heating element 133 from the second heating element feeding electrode 144a, the second fuse element 1B is generated by the heat generation of the second heating element 133 as shown in FIG. Melts and aggregates on the second, fourth, and fifth electrodes 135, 137, and 138, respectively. As a result, the current path extending between the second electrode 135 and the fifth electrode 138 connected via the second fuse element 1B is interrupted. Further, when the switching element 130 is energized to the first heating element 132 from the first heating element power supply electrode 142a, the first fuse element 1A is melted by the heat generated by the first heating element 132, and the first, Aggregates on the third electrodes 134 and 136, respectively. As a result, the switching element 130, as shown in FIGS. 31A and 31B, is a molten conductor of the first and second fuse elements 1A and 1B aggregated into the first electrode 134 and the second electrode 135. Are coupled to short-circuit the insulated first electrode 134 and second electrode 135. That is, the switching element 130 can short-circuit the switch 150 to switch the current path between the second and fifth electrodes 135 and 138 to the current path between the first and second electrodes 134 and 135 (FIG. 32). ).

このとき、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、上述したように、高融点金属層２よりも融点の低い第１の低融点金属層３及び第１の低融点金属層３よりも融点の低い第２の低融点金属層４が積層されているため、第１、第２の発熱体１３２，１３３の発熱により、第２の低融点金属層４の融点から溶融を開始し、高融点金属層２を浸食し始める。したがって、ヒューズエレメント１Ａ，１Ｂは、第１、第２の低融点金属層３，４による高融点金属層２の浸食作用を利用することにより、高融点金属層２が溶融温度よりも低い温度で溶融され、速やかに溶断することができる。   At this time, as described above, the fuse elements 1A and 1B have the first low melting point metal layer 3 having a melting point lower than that of the refractory metal layer 2 and the second melting point lower than that of the first low melting point metal layer 3. Since the low melting point metal layer 4 is laminated, the melting of the second low melting point metal layer 4 is started from the melting point of the second low melting point metal layer 4 by the heat generation of the first and second heating elements 132 and 133, and the high melting point metal layer 2 is eroded. Begin to. Therefore, the fuse elements 1A and 1B use the erosion action of the refractory metal layer 2 by the first and second low melting point metal layers 3 and 4, so that the refractory metal layer 2 is at a temperature lower than the melting temperature. It is melted and can be blown quickly.

なお、第１の発熱体１３２への通電は、第１のヒューズエレメント１Ａが溶断することにより第１、第３の電極１３４，１３６間が遮断されるため、停止され、第２の発熱体１３３への通電は、第２のヒューズエレメント１Ｂが溶断することにより、第２、第４の電極１３５，１３７間及び第４、第５の電極１３７，１３８間が遮断されるため、停止される。   The energization of the first heating element 132 is stopped because the first fuse element 1A is melted and the first and third electrodes 134 and 136 are cut off, and the second heating element 133 is turned off. Since the second fuse element 1B is melted, the current between the second and fourth electrodes 135 and 137 and the fourth and fifth electrodes 137 and 138 are interrupted.

［第２の可溶導体の先溶融］
ここで、切替素子１３０は、第２のヒューズエレメント１Ｂが第１のヒューズエレメント１Ａよりも先行して溶融することが好ましい。切替素子１３０は、第１の発熱体１３２と第２の発熱体１３３とが、別々に発熱されることから、通電のタイミングとして第２の発熱体１３３を先に発熱させ、その後に第１の発熱体１３２を発熱させることで、図３０に示すように、第２のヒューズエレメント１Ｂを第１のヒューズエレメント１Ａよりも先行して溶融させ、図３１に示すように、確実に第１、第２の電極１３４，１３５上に、第１、第２のヒューズエレメント１Ａ，１Ｂの溶融導体を凝集、結合させ、第１、第２の電極１３４，１３５を短絡させることができる。 [First melting of second soluble conductor]
Here, in the switching element 130, it is preferable that the second fuse element 1B is melted prior to the first fuse element 1A. Since the first heating element 132 and the second heating element 133 generate heat separately, the switching element 130 causes the second heating element 133 to generate heat first as the energization timing, and then the first heating element 132 and the second heating element 133 generate heat. By causing the heat generating element 132 to generate heat, the second fuse element 1B is melted prior to the first fuse element 1A as shown in FIG. 30, and the first and first fuses are securely connected as shown in FIG. The first and second electrodes 134 and 135 can be short-circuited by aggregating and bonding the molten conductors of the first and second fuse elements 1A and 1B on the two electrodes 134 and 135.

また、切替素子１３０は、第２のヒューズエレメント１Ｂを、第１のヒューズエレメント１Ａよりも幅狭に形成することにより、第２のヒューズエレメント１Ｂを第１のヒューズエレメント１Ａよりも先に溶断するようにしてもよい。第２のヒューズエレメント１Ｂを幅狭に形成することにより、溶断時間を短くすることができるため、第２のヒューズエレメント１Ｂが第１のヒューズエレメント１Ａよりも先行して溶融させることができる。   Further, the switching element 130 forms the second fuse element 1B narrower than the first fuse element 1A, thereby fusing the second fuse element 1B before the first fuse element 1A. You may do it. By forming the second fuse element 1B narrowly, the fusing time can be shortened, so that the second fuse element 1B can be melted prior to the first fuse element 1A.

［電極面積］
また、切替素子１３０は、第１の電極１３４の面積を第３の電極１３６よりも広くし、第２の電極１３５の面積を第４、第５の電極１３７，１３８よりも広くすることが好ましい。溶融導体の保持量は、電極面積に比例して多くなるため、第１、第２の電極１３４，１３５の面積を第３、第４、第５の電極１３６，１３７，１３８よりも広く形成することにより、より多くの溶融導体を第１、第２の電極１３４，１３５上に凝集させることができ、第１、第２の電極１３４，１３５間を確実に短絡させることができる。 [Electrode area]
In the switching element 130, the area of the first electrode 134 is preferably larger than that of the third electrode 136, and the area of the second electrode 135 is preferably larger than those of the fourth and fifth electrodes 137 and 138. . Since the holding amount of the molten conductor increases in proportion to the electrode area, the areas of the first and second electrodes 134 and 135 are formed wider than the third, fourth, and fifth electrodes 136, 137, and 138. As a result, more molten conductors can be agglomerated on the first and second electrodes 134 and 135, and the first and second electrodes 134 and 135 can be reliably short-circuited.

［切替素子の変形例］
なお、切替素子１３０は、必ずしも、第１、第２の発熱体１３２，１３３を絶縁部材１４０によって被覆する必要はなく、第１、第２の発熱体１３２，１３３が絶縁基板１３１の内部に設置されてもよい。絶縁基板１３１の材料として熱伝導性に優れたものを用いることにより、第１、第２の発熱体１３２，１３３は、ガラス層等の絶縁部材１４０を介した場合と同等に加熱することができる。 [Modification of switching element]
The switching element 130 does not necessarily need to cover the first and second heating elements 132 and 133 with the insulating member 140, and the first and second heating elements 132 and 133 are installed inside the insulating substrate 131. May be. By using a material having excellent thermal conductivity as the material of the insulating substrate 131, the first and second heating elements 132 and 133 can be heated in the same manner as when the insulating member 140 such as a glass layer is interposed. .

また、切替素子１３０は、第１、第２の発熱体１３２，１３３が絶縁基板１３１の第１〜第５の電極１３４，１３５，１３６，１３７，１３８の形成面と反対の裏面に設置されてもよい。第１、第２の発熱体１３２，１３３を絶縁基板１３１の裏面１３１ｂに形成することにより、絶縁基板１３１内に形成するよりも簡易な工程で形成することができる。なお、この場合、第１、第２の発熱体１３２，１３３上には、絶縁部材１４０が形成されると抵抗体の保護や実装時の絶縁性確保と言う意味で好ましい。   In the switching element 130, the first and second heating elements 132 and 133 are installed on the back surface opposite to the formation surface of the first to fifth electrodes 134, 135, 136, 137, and 138 of the insulating substrate 131. Also good. By forming the first and second heating elements 132 and 133 on the back surface 131 b of the insulating substrate 131, the first and second heating elements 132 and 133 can be formed by a simpler process than forming in the insulating substrate 131. In this case, it is preferable that the insulating member 140 is formed on the first and second heating elements 132 and 133 in terms of protecting the resistor and ensuring insulation during mounting.

さらに、切替素子１３０は、第１、第２の発熱体１３２，１３３が絶縁基板１３１の第１〜第５の電極１３４，１３５，１３６，１３７，１３８の形成面上に設置されるとともに、第１〜第５の電極１３４〜１３８に併設されてもよい。第１、第２の発熱体１３２，１３３を絶縁基板１３１の表面１３１ａに形成することにより、絶縁基板１３１内に形成するよりも簡易な工程で形成することができる。なお、この場合も、第１、第２の発熱体１３２，１３３上には、絶縁部材１４０が形成される事が望ましい。   Further, the switching element 130 includes first and second heating elements 132 and 133 disposed on the formation surface of the first to fifth electrodes 134, 135, 136, 137, and 138 of the insulating substrate 131, and The first to fifth electrodes 134 to 138 may be provided together. By forming the first and second heating elements 132 and 133 on the surface 131 a of the insulating substrate 131, the first and second heating elements 132 and 133 can be formed by a simpler process than that in the insulating substrate 131. Also in this case, it is desirable that the insulating member 140 is formed on the first and second heating elements 132 and 133.

１，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ ヒューズエレメント、２ 高融点金属層、３ 第１の低融点金属層、４ 第２の低融点金属層、８０ ヒューズ素子、８１ 絶縁基板、８２ 第１の電極、８２ａ 第１の外部接続電極、８３ 第２の電極、８３ａ 第２の外部接続電極、８４ 接着剤、８５ フラックス、８６ 保護層、８７ フラックスシート、８８ 接続材料、８９ カバー部材、９０ 保護素子、９１ 絶縁基板、９２ 絶縁部材、９３ 発熱体、９４ 第１の電極、９４ａ 第１の外部接続電極、９５ 第２の電極、９５ａ 第２の外部接続電極、９６ 発熱体引出電極、９７ カバー部材、９８ 保護層、９９ 発熱体電極、９９ａ 発熱体給電電極、１００ 接続材料、１０１ フラックスシート、１０２ 流出防止部、１０４ フラックス、１１０ 短絡素子、１１１ 絶縁基板、１１２ 発熱体、１１３ 第１の電極、１１３ａ 第１の外部接続電極、１１４ 第２の電極、１１４ａ 第２の外部接続電極、１１５ 第３の電極、１１６ カバー部材、１１７ 接続材料、１１８ 絶縁部材、１１９ フラックス、１２０ 発熱体引出電極、１２１ 発熱体電極、１２１ａ 発熱体給電電極、１２２ フラックスシート、１２３ スイッチ、１２４ 第４の電極、１２５ 第２のヒューズエレメント、１２６ 流出防止部、１３０ 切替素子、１３１ 絶縁基板、１３２ 第１の発熱体、１３３ 第２の発熱体、１３４ 第１の電極、１３４ａ 第１の外部接続電極、１３５ 第２の電極、１３５ａ 第２の外部接続電極、１３６ 第３の電極、１３７ 第４の電極、１３８ 第５の電極、１３９ カバー部材、１４０ 絶縁部材、１４１ 第１の発熱体引出電極、１４２ 第１の発熱体電極、１４２ａ 第１の発熱体給電電極、１４３ 第２の発熱体引出電極、１４４ 第２の発熱体電極、１４４ａ 第２の発熱体給電電極、１４５ 接続材料、１４６ フラックスシート、１４７ 流出防止部、１５０ スイッチ 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 fuse element, 2 refractory metal layer, 1st low melting metal layer, 4 second low melting metal layer, 80 fuse element, 81 insulating substrate, 82 first electrode, 82a first external connection electrode, 83 second electrode, 83a second external connection electrode, 84 adhesive, 85 flux, 86 protective layer, 87 flux sheet, 88 connection material, 89 cover member , 90 Protection element, 91 Insulating substrate, 92 Insulating member, 93 Heating element, 94 First electrode, 94a First external connection electrode, 95 Second electrode, 95a Second external connection electrode, 96 Heating element extraction electrode 97 cover member, 98 protective layer, 99 heating element electrode, 99a heating element feeding electrode, 100 connecting material, 101 flux sheet, 102 outflow prevention part, 104 110, short-circuit element, 111 insulating substrate, 112 heating element, 113 first electrode, 113a first external connection electrode, 114 second electrode, 114a second external connection electrode, 115 third electrode, 116 cover Member, 117 connecting material, 118 insulating member, 119 flux, 120 heating element extraction electrode, 121 heating element electrode, 121a heating element feeding electrode, 122 flux sheet, 123 switch, 124 fourth electrode, 125 second fuse element, 126 outflow prevention unit, 130 switching element, 131 insulating substrate, 132 first heating element, 133 second heating element, 134 first electrode, 134a first external connection electrode, 135 second electrode, 135a second External connection electrode, 136 third electrode, 137 fourth electrode, 138 fifth electrode, 39 cover member, 140 insulating member, 141 first heating element extraction electrode, 142 first heating element electrode, 142a first heating element feeding electrode, 143 second heating element extraction electrode, 144 second heating element electrode 144a Second heating element feeding electrode, 145 connecting material, 146 flux sheet, 147 outflow prevention part, 150 switch

Claims (30)

互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメント。   A fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated. 高融点金属層と、
上記高融点金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層と、
上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層とを有し、
上記高融点金属層は、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層されている請求項１記載のヒューズエレメント。 A refractory metal layer,
A first low melting point metal layer having a melting point lower than that of the high melting point metal layer;
A second low melting point metal layer having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer,
The fuse element according to claim 1, wherein the refractory metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer. 上記高融点金属層、上記第１の低融点金属層及び上記第２の低融点金属層によって、４層以上積層されている請求項２記載のヒューズエレメント。   The fuse element according to claim 2, wherein four or more layers are laminated by the high melting point metal layer, the first low melting point metal layer, and the second low melting point metal layer. 上記第１の低融点金属層、上記高融点金属層、上記第２の低融点金属層、上記高融点金属層の順序で４層以上積層されている請求項２又は３に記載のヒューズエレメント。   4. The fuse element according to claim 2, wherein four or more layers are laminated in the order of the first low melting point metal layer, the high melting point metal layer, the second low melting point metal layer, and the high melting point metal layer. 上記第２の低融点金属層、上記高融点金属層、上記第１の低融点金属層、上記高融点金属層の順序で４層以上積層されている請求項２又は３に記載のヒューズエレメント。   4. The fuse element according to claim 2, wherein four or more layers are laminated in the order of the second low melting point metal layer, the high melting point metal layer, the first low melting point metal layer, and the high melting point metal layer. 内層が上記第１の低融点金属層であり、上記内層に積層される外層が上記高融点金属層であり、上記外層に積層される最外層が上記第２の低融点金属層である請求項２記載のヒューズエレメント。   The inner layer is the first low melting point metal layer, the outer layer stacked on the inner layer is the high melting point metal layer, and the outermost layer stacked on the outer layer is the second low melting point metal layer. 2. The fuse element according to 2. 内層が上記第２の低融点金属層であり、上記内層に積層される外層が上記高融点金属層であり、上記外層に積層される最外層が上記第１の低融点金属層である請求項２記載のヒューズエレメント。   The inner layer is the second low melting point metal layer, the outer layer laminated on the inner layer is the high melting point metal layer, and the outermost layer laminated on the outer layer is the first low melting point metal layer. 2. The fuse element according to 2. 上記高融点金属層の体積よりも上記第１の低融点金属層の体積の方が多い請求項２〜７のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。   The fuse element according to any one of claims 2 to 7, wherein the volume of the first low melting point metal layer is larger than the volume of the high melting point metal layer. 上記高融点金属層の体積よりも上記第２の低融点金属層の体積の方が多い請求項２〜７のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。   The fuse element according to any one of claims 2 to 7, wherein the volume of the second low melting point metal layer is larger than the volume of the high melting point metal layer. 上記高融点金属層はＡｇ、Ｃｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金であり、上記第１の低融点金属層はＳｎ又はＳｎを主成分とする合金であり、上記第２の低融点金属層はＢｉ、Ｉｎ又はＢｉ若しくはＩｎを含む合金である請求項２〜９のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。   The high melting point metal layer is Ag, Cu, or an alloy containing Ag or Cu as a main component, the first low melting point metal layer is Sn or an alloy containing Sn as a main component, and the second low melting point metal is used. The fuse element according to any one of claims 2 to 9, wherein the layer is made of Bi, In, or an alloy containing Bi or In. 互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントを有し、
定格を超える過電流が流れることにより上記ヒューズエレメントが溶断するヒューズ素子。 It has a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated,
A fuse element in which the fuse element blows when an overcurrent exceeding the rating flows. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上に形成された第１、第２の電極と、
少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層とが積層され、上記第１、第２の電極間に跨って接続されるヒューズエレメントとを有し、
上記ヒューズエレメントは、上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層によって上記第１、第２の電極に接続されているヒューズ素子。 An insulating substrate;
First and second electrodes formed on the insulating substrate;
At least a refractory metal layer and a first low-melting-point metal layer having a melting point lower than that of the refractory metal layer are laminated, and a fuse element connected between the first and second electrodes is provided. And
The fuse element is connected to the first and second electrodes by a second low melting point metal layer having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第２の低融点金属層である請求項１２記載のヒューズ素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the second low melting point metal layer. The fuse element according to claim 12. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上に形成された第１、第２の電極と、
少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層とが積層され、上記第１、第２の電極間に跨って接続されるヒューズエレメントとを有し、
上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層よりも融点が低く、かつ上記第２の低融点金属層よりも融点の高い第１の低融点金属層によって上記第１、第２の電極に接続されているヒューズ素子。 An insulating substrate;
First and second electrodes formed on the insulating substrate;
At least a refractory metal layer and a second low-melting-point metal layer having a lower melting point than the refractory metal layer are laminated, and a fuse element connected between the first and second electrodes is provided. And
The fuse element is connected to the first and second electrodes by a first low melting point metal layer having a melting point lower than that of the high melting point metal layer and higher than that of the second low melting point metal layer. Fuse element. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第１の低融点金属層である請求項１４記載のヒューズ素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the first low melting point metal layer. The fuse element according to claim 14. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に設けられた第１、第２の電極と、
上記発熱体と電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第１の電極から上記発熱体引出電極を介して上記第２の電極に跨って接続された可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を遮断する保護素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided on the insulating substrate;
A heating element extraction electrode electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the second electrode from the first electrode through the heating element extraction electrode;
The fusible conductor comprises a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, and is melted by energization heat generation of the heating element to cut off between the first and second electrodes. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に設けられた第１、第２の電極と、
上記発熱体と電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第１の電極から上記発熱体引出電極を介して上記第２の電極に跨って接続された可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記ヒューズエレメントは、上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層によって上記第１、第２の電極及び上記発熱体引出電極に接続され、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を遮断する保護素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided on the insulating substrate;
A heating element extraction electrode electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the second electrode from the first electrode through the heating element extraction electrode;
The fusible conductor comprises at least a high melting point metal layer and a fuse element in which a first low melting point metal layer having a lower melting point than the high melting point metal layer is laminated,
The fuse element is connected to the first and second electrodes and the heating element lead-out electrode by a second low melting point metal layer having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer. A protective element which melts by the above and blocks between the first and second electrodes. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第２の低融点金属層である請求項１７記載の保護素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the second low melting point metal layer. The protective element according to claim 17. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に設けられた第１、第２の電極と、
上記発熱体と電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記第１の電極から上記発熱体引出電極を介して上記第２の電極に跨って接続された可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層よりも融点が低く、かつ上記第２の低融点金属層よりも融点の高い第１の低融点金属層によって上記第１、第２の電極及び上記発熱体引出電極に接続され、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を遮断する保護素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided on the insulating substrate;
A heating element extraction electrode electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the second electrode from the first electrode through the heating element extraction electrode;
The fusible conductor comprises at least a fuse element in which a high melting point metal layer and a second low melting point metal layer having a lower melting point than the high melting point metal layer are laminated,
In the fuse element, the first and second electrodes and the heating element are formed by a first low melting point metal layer having a melting point lower than that of the high melting point metal layer and higher than that of the second low melting point metal layer. A protective element connected to the extraction electrode and melted by energization heat generation of the heating element to cut off between the first and second electrodes. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第１の低融点金属層である請求項１９記載の保護素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the first low melting point metal layer. The protection element according to claim 19. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記発熱体と電気的に接続された第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を短絡させるとともに、上記第１、第３の電極間を遮断する短絡素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the first and third electrodes,
The fusible conductor is composed of a fuse element in which three or more metal layers having different melting points are laminated, melted by energization heat generation of the heating element, and short-circuits between the first and second electrodes. A short-circuit element that blocks between the first and third electrodes. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記発熱体と電気的に接続された第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記ヒューズエレメントは、上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層によって上記第１、第３の電極に接続され、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を短絡させるとともに、上記第１、第３の電極間を遮断する短絡素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the first and third electrodes,
The fusible conductor comprises at least a high melting point metal layer and a fuse element in which a first low melting point metal layer having a lower melting point than the high melting point metal layer is laminated,
The fuse element is connected to the first and third electrodes by a second low-melting-point metal layer having a melting point lower than that of the first low-melting-point metal layer, and is melted by energization heat generation of the heating element. 1. A short-circuit element for short-circuiting between the first and second electrodes and blocking between the first and third electrodes. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第２の低融点金属層である請求項２２記載の短絡素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the second low melting point metal layer. The short-circuit element according to claim 22. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記発熱体と電気的に接続された第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層よりも融点が低く、かつ上記第２の低融点金属層よりも融点の高い第１の低融点金属層によって上記第１、第３の電極に接続され、上記発熱体の通電発熱により溶融し、上記第１、第２の電極間を短絡させるとともに、上記第１、第３の電極間を遮断する短絡素子。 An insulating substrate;
A heating element formed on or inside the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the heating element;
A fusible conductor connected across the first and third electrodes,
The fusible conductor comprises at least a fuse element in which a high melting point metal layer and a second low melting point metal layer having a lower melting point than the high melting point metal layer are laminated,
The fuse element is connected to the first and third electrodes by a first low melting point metal layer having a melting point lower than that of the high melting point metal layer and higher than that of the second low melting point metal layer, A short-circuit element that melts due to energization heat generation of the heating element, short-circuits the first and second electrodes, and interrupts the first and third electrodes. 上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第１の低融点金属層である請求項２４記載の短絡素子。   In the fuse element, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the first low melting point metal layer. The short-circuit element according to claim 24. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された第１、第２の発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第１の発熱体と電気的に接続する第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される第１の可溶導体と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第２の発熱体と電気的に接続する第４の電極と、
上記絶縁基板上に上記第４の電極と隣接して設けられた第５の電極と、
上記第２の電極から上記第４の電極を介して上記第５の電極に跨って接続された第２の可溶導体とを有し、
上記第１、第２の可溶導体は、互いに融点の異なる３層以上の金属層が積層されたヒューズエレメントからなり、
上記第２の発熱体の通電発熱により上記第２の可溶導体を溶融させて上記第２、第５の電極間を遮断し、
上記第１の発熱体の通電発熱により上記第１の可溶導体を溶融させて上記第１、第２の電極間を短絡する切替素子。 An insulating substrate;
First and second heating elements formed on or in the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the first heating element;
A first fusible conductor connected across the first and third electrodes;
A fourth electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the second heating element;
A fifth electrode provided adjacent to the fourth electrode on the insulating substrate;
A second soluble conductor connected from the second electrode through the fourth electrode to the fifth electrode,
The first and second fusible conductors are composed of fuse elements in which three or more metal layers having different melting points are laminated,
The second fusible conductor is melted by energization heat generation of the second heating element to cut off between the second and fifth electrodes,
A switching element that melts the first soluble conductor by energization heat generation of the first heating element to short-circuit the first and second electrodes. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された第１、第２の発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第１の発熱体と電気的に接続する第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される第１の可溶導体と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第２の発熱体と電気的に接続する第４の電極と、
上記絶縁基板上に上記第４の電極と隣接して設けられた第５の電極と、
上記第２の電極から上記第４の電極を介して上記第５の電極に跨って接続された第２の可溶導体とを有し、
上記第１、第２の可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第１の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記第１の可溶導体は、上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層によって上記第１、第３の電極に接続され、
上記第２の可溶導体は、上記第１の低融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層によって上記第２、第４、第５の電極に接続され、
上記第２の発熱体の通電発熱により上記第２の可溶導体を溶融させて上記第２、第５の電極間を遮断し、
上記第１の発熱体の通電発熱により上記第１の可溶導体を溶融させて上記第１、第２の電極間を短絡する切替素子。 An insulating substrate;
First and second heating elements formed on or in the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the first heating element;
A first fusible conductor connected across the first and third electrodes;
A fourth electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the second heating element;
A fifth electrode provided adjacent to the fourth electrode on the insulating substrate;
A second soluble conductor connected from the second electrode through the fourth electrode to the fifth electrode,
The first and second fusible conductors comprise at least a fuse element in which a high melting point metal layer and a first low melting point metal layer having a melting point lower than that of the high melting point metal layer are laminated,
The first soluble conductor is connected to the first and third electrodes by a second low melting point metal layer having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer,
The second soluble conductor is connected to the second, fourth, and fifth electrodes by a second low melting point metal layer having a melting point lower than that of the first low melting point metal layer,
The second fusible conductor is melted by energization heat generation of the second heating element to cut off between the second and fifth electrodes,
A switching element that melts the first soluble conductor by energization heat generation of the first heating element to short-circuit the first and second electrodes. 上記第１、第２の可溶導体は、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第２の低融点金属層である請求項２７記載の切替素子。   In the first and second soluble conductors, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the above 28. The switching element according to claim 27, wherein the switching element is a second low melting point metal layer. 絶縁基板と、
上記絶縁基板上又は上記絶縁基板の内部に形成された第１、第２の発熱体と、
上記絶縁基板上に隣接して設けられた第１、第２の電極と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第１の発熱体と電気的に接続する第３の電極と、
上記第１、第３の電極間に跨って接続される第１の可溶導体と、
上記絶縁基板上に設けられ上記第２の発熱体と電気的に接続する第４の電極と、
上記絶縁基板上に上記第４の電極と隣接して設けられた第５の電極と、
上記第２の電極から上記第４の電極を介して上記第５の電極に跨って接続された第２の可溶導体とを有し、
上記可溶導体は、少なくとも、高融点金属層と、上記高融点金属層よりも融点の低い第２の低融点金属層とが積層されたヒューズエレメントからなり、
上記第１の可溶導体は、上記高融点金属層よりも融点が低く、かつ上記第２の低融点金属層よりも融点の高い第１の低融点金属層によって上記第１、第３の電極に接続され、
上記第１の可溶導体は、上記高融点金属層よりも融点が低く、かつ上記第２の低融点金属層よりも融点の高い第１の低融点金属層によって上記第２、第４、第５の電極に接続され、
上記第２の発熱体の通電発熱により上記第２の可溶導体を溶融させて上記第２、第５の電極間を遮断し、
上記第１の発熱体の通電発熱により上記第１の可溶導体を溶融させて上記第１、第２の電極間を短絡する切替素子。 An insulating substrate;
First and second heating elements formed on or in the insulating substrate;
First and second electrodes provided adjacent to each other on the insulating substrate;
A third electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the first heating element;
A first fusible conductor connected across the first and third electrodes;
A fourth electrode provided on the insulating substrate and electrically connected to the second heating element;
A fifth electrode provided adjacent to the fourth electrode on the insulating substrate;
A second soluble conductor connected from the second electrode through the fourth electrode to the fifth electrode,
The fusible conductor comprises at least a fuse element in which a high melting point metal layer and a second low melting point metal layer having a lower melting point than the high melting point metal layer are laminated,
The first fusible conductor has a melting point lower than that of the refractory metal layer and is higher than that of the second low melting point metal layer by the first low melting point metal layer. Connected to
The first fusible conductor has a melting point lower than that of the refractory metal layer and is higher than that of the second low melting point metal layer by the first low melting point metal layer. Connected to the electrode of 5,
The second fusible conductor is melted by energization heat generation of the second heating element to cut off between the second and fifth electrodes,
A switching element that melts the first soluble conductor by energization heat generation of the first heating element to short-circuit the first and second electrodes. 上記第１、第２の可溶導体は、上記高融点金属層が、上記第１の低融点金属層と上記第２の低融点金属層との間に積層され、少なくとも一方の最外層が上記第１の低融点金属層である請求項２９記載の切替素子。   In the first and second soluble conductors, the high melting point metal layer is laminated between the first low melting point metal layer and the second low melting point metal layer, and at least one outermost layer is the above 30. The switching element according to claim 29, wherein the switching element is the first low melting point metal layer.
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