KR20220024892A - 퓨즈 엘리먼트, 퓨즈 소자 및 보호 소자 - Google Patents

Abstract

이 퓨즈 엘리먼트는, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 사이에 배치된 관통공을 갖지 않는 평판상의 용단부 (1e) 를 갖고, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이를 갖는 퓨즈 엘리먼트 (1) 로 한다. 상기 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이, 상기 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하다.

Description

퓨즈 엘리먼트, 퓨즈 소자 및 보호 소자

본 발명은, 퓨즈 엘리먼트, 퓨즈 소자 및 보호 소자에 관한 것이다.

본원은, 2019년 8월 23일에, 일본에 출원된 특원 2019-152939호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

회로 기판에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전했을 때에, 전류 경로를 차단시키는 전류 차단 소자로서, 퓨즈 소자가 알려져 있다. 퓨즈 소자는, 과전류에 의해 퓨즈 엘리먼트가 발열하여 용단함으로써 전류 경로를 차단하는 것이다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 용단부의 양측에 단자부를 갖는 퓨즈 엘리먼트와, 용단부를 포위하는 케이싱을 구비하고, 용단부에 절결이나 복수의 작은 구멍이 형성된 퓨즈가 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2 에는, 2 개의 평판상부 사이에 위치하는 퓨즈가, 2 개의 평판상부와 일체로 형성되어 있는 칩형 퓨즈가 기재되어 있다. 특허문헌 2 에는, 퓨즈 본체의 양단에 연결부가 형성되고, 연결부의 길이 가장자리가 퓨즈 본체의 폭 치수보다 긴 칩형 퓨즈가 기재되어 있다.

또한, 회로 기판에 과전류의 발생 이외의 이상이 발생했을 때에, 전류 경로를 차단시키는 전류 차단 소자로서, 발열체 (히터) 를 사용한 보호 소자가 알려져 있다. 보호 소자에서는, 발열체가 발열한 열에 의해 퓨즈 엘리먼트가 용단한다. 발열체는, 과전류의 발생 이외의 이상시에 전류가 통전됨으로써, 발열하도록 되어 있다.

일본 공개특허공보 2010-15715호 일본 특허 제5737664호

최근, 퓨즈 소자 및 보호 소자에 있어서는, 정격 전류를 크게 하는 것이 요구되고 있다.

종래의 고정격 퓨즈 소자에 있어서, 퓨즈 엘리먼트의 재료로서, 구리 (융점 1085 ℃) 등의 고융점 금속이 이용되고 있는 것이 있다. 구리 등의 고융점 금속으로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트에서는, 국소적으로 발열하는 발열 포인트를 용단부에 형성하고 있다. 이것에 의해, 퓨즈 엘리먼트의 용단부에 결합된 단자가 지나치게 가열되지 않도록 하여, 퓨즈 소자가 장착되어 있는 전자 기기가 내열 온도를 초과하지 않도록 하고 있다. 예를 들어, 땜납을 사용하여 전기적인 접속을 형성하고 있는 전자 기기에서는, 내열 온도는 220 ℃ 정도이다.

퓨즈 엘리먼트에 있어서의 발열 포인트는, 용단부에 복수의 작은 구멍을 형성하거나, 용단부의 폭을 가늘게 함으로써 형성되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 용단부에 절결이나 복수의 작은 구멍이 형성된 퓨즈 엘리먼트가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2 에는, 연결부의 길이 가장자리가 퓨즈 본체의 폭 치수보다 긴 칩형 퓨즈가 기재되어 있다.

또한, 구리 등의 고융점 금속으로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트에서는, 발열 포인트와 용단부에 결합된 단자 사이의 거리를 확보하여, 발열 포인트로부터의 열에 의해 단자가 지나치게 가열되지 않도록 할 필요가 있다. 이것은, 이하에 나타내는 바와 같이, 정격 전류가 큰 퓨즈 소자에 있어서, 소형화를 저해하는 요인이 되고 있다.

2 개의 단자 사이에 배치된 퓨즈 엘리먼트에서는, 퓨즈 엘리먼트의 길이 (2 개의 단자 사이의 길이) 와 저항치는 비례 관계에 있다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트를 길게 하여, 발열 포인트와 단자의 거리를 떨어트려, 단자가 지나치게 가열되지 않도록 하면, 퓨즈 엘리먼트의 저항이 커진다. 이 때문에, 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 퓨즈 소자의 정격 전류를 크게 할 수 없다.

발열 포인트와 용단부에 결합된 단자 사이의 거리를 길게 하고, 또한 퓨즈 엘리먼트의 저항의 증대를 억제하기 위해서는, 용단부의 단면적을 크게 하면 된다. 그러나, 용단부의 단면적을 크게 하여 퓨즈 엘리먼트의 저항을 작게 하면, 발열 포인트의 발열량이 증대한다. 그 결과, 단자의 과가열을 억제하기 위해서 더욱 발열 포인트와 단자 사이의 거리를 길게 하지 않으면 안 된다.

이것으로부터, 고융점 금속으로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 퓨즈 소자에서는, 퓨즈 소자의 소형화와, 정격 전류의 대전류화를 양립하는 것은, 곤란하였다.

본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 퓨즈 소자 및 보호 소자의 정격 전류의 대전류화 및 소형화에 기여할 수 있는 퓨즈 엘리먼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 퓨즈 엘리먼트를 구비하는 정격 전류의 대전류화 및 소형화에 기여할 수 있는 퓨즈 소자 및 보호 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하의 수단을 제공한다.

(1) 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 배치된 관통공을 갖지 않는 평판상의 용단부를 갖고, 상기 용단부의 폭이, 상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자의 상기 용단부와의 접합 부분의 폭의 80 ％ 이상의 길이를 갖는 퓨즈 엘리먼트.

(2) 상기 (1) 에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 용단부의 폭이, 상기 접합 부분의 폭의 95 ％ 이상의 길이여도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 용단부의 용단 온도가 140 ℃ ∼ 400 ℃ 여도 된다.

(4) 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 용단부는, 저융점 금속층과, 상기 저융점 금속층보다 융점이 높은 고융점 금속층이, 두께 방향으로 적층되어 형성되어 있어도 된다.

(5) 상기 (4) 에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 저융점 금속층이, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지고, 상기 고융점 금속층이, Ag, Cu, Ag 를 주성분으로 하는 합금, Cu 를 주성분으로 하는 합금에서 선택되는 어느 것으로 이루어져 있어도 된다.

(6) 상기 (4) 또는 (5) 에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 용단부는, 상기 저융점 금속층과, 상기 저융점 금속층의 양면에 적층된 상기 고융점 금속층으로 이루어져 있어도 된다.

(7) 상기 (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 용단부의 폭이, 상기 접합 부분의 폭의 200 ％ 이하의 길이여도 된다.

(8) 상기 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 엘리먼트에 있어서, 상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자와, 상기 용단부가 도전 접속 부재에 의해 접합되어 있어도 된다.

(9) (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 엘리먼트가 구비되어 있는 퓨즈 소자.

(10) 상기 (9) 에 기재된 퓨즈 소자에 있어서, 상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자가, 절연 기판의 표면에 배치되어 있어도 된다.

(11) (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 퓨즈 엘리먼트가 구비되고,

상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하여 용단시키는 발열체가 구비되고,

상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자가, 절연 기판 상에 배치되고,

상기 퓨즈 엘리먼트가, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에 걸쳐서 배치되어 있는 보호 소자.

본 발명의 퓨즈 엘리먼트는, 이것을 구비한 퓨즈 소자 및 보호 소자에 있어서의 정격 전류의 대전류화 및 소형화에 기여할 수 있다.

본 발명의 퓨즈 소자 및 보호 소자는, 본 발명의 퓨즈 엘리먼트를 구비하고 있기 때문에, 정격 전류의 대전류화 및 소형화에 기여할 수 있다.

도 1(a) 는, 제 1 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이고, 도 1(b) 는, 도 1(a) 에 나타내는 퓨즈 소자를 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2(a) 는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 2(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 2(c) 는, 도 2(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 2(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다.
도 3(a) 는, 제 3 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 3(b) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 3(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 3(c) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자의 도 3(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 도 3(d) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트를 나타낸 사시도이다.
도 4(a) 는, 제 4 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 4(b) 는, 도 4(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 4(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 4(c) 는, 도 4(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 4(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다.
도 5(a) 는, 제 5 실시형태의 보호 소자를 나타낸 평면도이다. 도 5(b) 는, 도 5(a) 에 나타내는 보호 소자를 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5(c) 는, 도 5(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 5(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다.
도 6(a) 는, 제 6 실시형태의 보호 소자를 나타낸 평면도이다. 도 6(b) 는, 도 6(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 6(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 6(c) 는, 도 6(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 6(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다.

이하, 본 발명에 관련된 퓨즈 엘리먼트, 퓨즈 소자 및 보호 소자에 대하여, 도면을 적절히 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해서, 편의상 특징이 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있고, 각 구성 요소의 치수 비율 등은 실제와는 상이한 경우가 있다. 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례로서, 본 발명은 그것들로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

[제 1 실시형태 (퓨즈 소자)]

도 1(a) 는, 제 1 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이고, 도 1(b) 는, 도 1(a) 에 나타내는 퓨즈 소자를 A-A' 선을 따라 절단한 단면도이다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (20a) 와, 제 2 단자 (20b) 와, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 사이에 배치된 용단부 (1e) 로 이루어지는 본 실시형태의 퓨즈 엘리먼트 (1) 를 갖는다.

(퓨즈 엘리먼트)

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 가 구비하는 퓨즈 엘리먼트 (1) 는, 용단부 (1e) 로 이루어진다. 퓨즈 엘리먼트 (1) 는, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 를 전기적으로 접속하고 있다. 용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 와, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 는, 각각 땜납 등의 도전 접속 부재에 의해 접합됨으로써, 전기적으로 접속되어 있다.

용단부 (1e) 는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 관통공을 갖지 않는 두께가 대략 일정한 평판상의 것이다. 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (1e) 는, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 를 연결하는 방향을 장변으로 하고, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 를 연결하는 방향과 대략 직교하는 방향 (이하, 「폭 방향」 이라고 하는 경우가 있다) 을 단변으로 하는 평면에서 보아 대략 장방형의 형상을 가지고 있다.

또한, 도 1(a) 에 나타내는 퓨즈 소자 (10) 에서는, 용단부 (1e) 가 평면에서 보아 대략 장방형으로 되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (1) 를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 퓨즈 엘리먼트의 용단부의 형상은 평면에서 보아 대략 장방형으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 용단부 (1e) 의 폭 및 두께는 일정하지 않아도 된다.

용단부 (1e) 의 용단 온도는, 140 ℃ ∼ 400 ℃ 인 것이 바람직하다. 용단부 (1e) 의 용단 온도가 140 ℃ 이상이면, 통상적인 사용 가능 온도에서 용단하지 않는 퓨즈 소자 (10) 가 되어, 바람직하다. 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하이면, 용단시에 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 고온이 되어, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 접속되어 있는 부재에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 에서는, 용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 가, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 단면에서 보아 직사각형의 평판상의 저융점 금속층 (1a) 과, 저융점 금속층 (1a) 의 전체면을 대략 일정한 두께로 피복하도록 적층된 고융점 금속층 (1b) 에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 용단부 (1e) 는, 도 1(b) 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (1a) 과, 저융점 금속층 (1a) 의 두께 방향 양면에 적층된 고융점 금속층 (1b) 으로 이루어지는 3 층 구조를 갖고, 저융점 금속층 (1a) 의 모든 측면이 고융점 금속층 (1b) 에 의해 피복된 것이 된다. 이 때문에, 퓨즈 소자 (10) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시의 가열에 의해, 용단부 (1e) 로부터 저융점 금속층 (1a) 이 유출되거나, 땜납 등의 도전 접속 부재가 용단부 (1e) 에 유입되는 것이 억제된다. 그 결과, 퓨즈 소자 (10) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시에, 용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 가 변형되는 것에 의한 용단부 (1e) 의 저항치 변동이 억제되어, 용단 특성이 안정적인 퓨즈 소자 (10) 를 용이하게 제조할 수 있다.

저융점 금속층 (1a) 은, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. Sn 을 주성분으로 하는 합금에 있어서의 Sn 함유량은, 50 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 60 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. Sn 을 주성분으로 하는 합금의 예로는, Sn-Bi 합금, In-Sn 합금, Sn-Ag -Cu 합금 등을 들 수 있다.

고융점 금속층 (1b) 은, 저융점 금속층 (1a) 보다 융점이 높은 층이고, 저융점 금속층 (1b) 의 용융물에 의해 용해되는 금속 재료로 이루어지는 층인 것이 바람직하다.

고융점 금속층 (1b) 의 융점은, 저융점 금속층 (1a) 의 융점에 대하여 100 ℃ 이상 높은 온도로서 900 ℃ 높은 온도 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.

고융점 금속층 (1b) 은, Ag, Cu, Ag 를 주성분으로 하는 합금, Cu 를 주성분으로 하는 합금에서 선택되는 어느 것으로 이루어지는 것이 바람직하고, Ag 혹은 Ag 를 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. Ag 를 주성분으로 하는 합금에 있어서의 Ag 함유량은, 50 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 60 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. Ag 를 주성분으로 하는 합금의 예로는, 은 팔라듐 합금을 들 수 있다. Ag 는, 귀금속이고, 이온화 경향이 낮고, 대기 중에서 잘 산화되지 않고, 게다가 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 용해되기 쉽다. 이 때문에, Ag 혹은 Ag 를 주성분으로 하는 합금은, 고융점 금속층 (1b) 의 재료로서 바람직하다.

용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 는, 예를 들어, 저융점 금속층 (1a) 이 Sn 을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지고, 고융점 금속층 (1b) 이 Ag 로 이루어지고, 저융점 금속층 (1a) 의 두께와 고융점 금속층 (1b) 의 두께 합계의 비 (저융점 금속층 (1a) : 고융점 금속층 (1b)) 가 1 : 1 ∼ 50 : 1 인 것으로 할 수 있다. 이와 같은 용단부 (1e) 는, 용단 온도가 140 ℃ ∼ 400 ℃ 가 된다.

용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 는, 저융점 금속층 (1a) 이 Sn 을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지고, 고융점 금속층 (1b) 이 Ag 로 이루어지고, 저융점 금속층 (1a) 의 두께와 고융점 금속층 (1b) 의 두께 합계의 비 (저융점 금속층 (1a) : 고융점 금속층 (1b)) 가 10 : 1 인 경우, 체적 저항률 (비저항) 이 약 7.4 μΩ·㎝ 가 된다.

퓨즈 엘리먼트 (1) 는, 예를 들어, 도금법을 사용하여 제조할 수 있다. 구체적으로는, 퓨즈 엘리먼트 (1) 의 저융점 금속층 (1a) 에 대응하는 형상의 금속박을 준비하고, 금속박의 표면 전체면에 도금법을 사용하여 고융점 금속층 (1b) 을 형성한다. 이것에 의해, 저융점 금속층 (1a) 의 전체면이, 대략 일정한 두께를 갖는 고융점 금속층 (1b) 에 의해 피복된 평판상의 퓨즈 엘리먼트 (1) 가 얻어진다.

(제 1 단자, 제 2 단자)

제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 는, 퓨즈 소자 (10) 를 사용할 때에, 도시되지 않은 전기 회로의 단자부에 접합됨으로써, 전기 회로와 전기적으로 접속된다. 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (20a) 의 중심부에는, 원형의 관통공으로 이루어지는 장착공 (3a) 이 형성되어 있다. 제 2 단자 (20b) 의 중심부에는, 제 1 단자 (20a) 와 마찬가지로, 원형의 관통공으로 이루어지는 장착공 (3b) 이 형성되어 있다. 본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 는, 예를 들어, 볼트 등의 접합 부재와 장착공 (3a, 3b) 을 사용하여, 소정 위치에 자유롭게 착탈할 수 있도록 장착된다.

도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 에 있어서의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 은, 동일하다. 또한, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 평면 형상은, 용단부 (1e) 를 사이에 두고 대략 대칭이고, 또한 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 방향 중심에 대하여 대략 대칭이다.

제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 평면 형상은, 도 1(a) 에 나타내는 예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 장착공 (3a, 3b) 의 평면 형상은, 원형에 한정되는 것이 아니고, 타원형, 다각형 등이어도 된다. 또한, 장착공 (3a, 3b) 대신에, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 평면에서 보아 C 자 형상이 되도록 절결이 형성되어 있어도 된다. 또한, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 에 있어서의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 이 동일하면, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 평면 형상은, 용단부 (1e) 를 사이에 두고 대략 대칭이 아니어도 되고, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 방향 중심에 대하여 대략 대칭이 아니어도 된다.

제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 는, 도전성을 갖는 재료로 형성되어 있다. 예를 들어, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 는, Cu 또는 Cu 를 주성분으로 하는 합금으로 이루어지는 것으로 할 수 있다. Cu 를 주성분으로 하는 합금의 예로는, Cu-Ni 합금을 들 수 있다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 에서는, 도 1(a) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 본 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이 ({1d/2d} × 100 ≥ 80 (％)) 를 갖고, 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하고, 100 ％ 초과인 것이 보다 바람직하다.

본 명세서에서는, 용단부의 폭 방향의 길이가 일정하지 않은 경우의 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이란, 폭 방향의 길이가 가장 짧은 부분의 길이를 의미한다. 또한, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 에 있어서의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 이란, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 용단부 (1e) 에 가장 가까운 부분에 있어서의 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 과 평행한 길이를 의미한다.

용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이 상기의 80 ％ 이상의 길이이면, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이 넓은 것에 의한 용단부 (1e) 의 저항을 낮게 하는 효과가 충분히 얻어진다.

또한, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 200 ％ 이하인 것이 바람직하고, 150 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이 상기의 200 ％ 이하의 길이이면, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이 지나치게 넓은 것에 의한 퓨즈 소자 (10) 의 소형화에 대한 영향을 억제할 수 있다.

도 1(a) 및 도 1(b) 에 나타내는 퓨즈 소자 (10) 는, 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 퓨즈 엘리먼트 (1) (용단부 (1e)) 와, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 를, 각각 땜납 등의 도전 접속 부재에 의해 접합함으로써, 전기적으로 접속하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 의 용단부 (1e) 는, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 를 통하여 접합된 전기 회로에 정격 전류가 흐르고 있는 동안에는 용단되지 않는다. 상기의 전기 회로에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (1e) 가 용단되어, 제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 사이가 단선되고, 전기 회로의 전류 경로가 차단된다.

용단부 (1e) 가, 저융점 금속층 (1a) 과 고융점 금속층 (1b) 이 두께 방향으로 적층되어 형성된 것인 경우, 전기 회로에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (1e) 의 저융점 금속층 (1a) 이 발열하여 용융하고, 생성된 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 고융점 금속층 (1b) 이 용해되어, 용단부 (1e) 가 신속하게 용단된다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 는, 용단부 (1e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 의 용단부 (1e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이이고, 폭 (1d) 의 넓은 저저항의 용단부 (1e) 를 가지고 있기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 에 있어서의 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 고온이 되어, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 접속되어 있는 부재에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 퓨즈 소자 (10) 가 장착되어 있는 전자 기기가 내열 온도를 초과하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 지나치게 가열되지 않도록, 용단부에 복수의 작은 구멍을 형성하거나, 용단부의 폭을 가늘게 하여, 국소적인 발열 포인트를 형성할 필요는 없다.

또한, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 가 지나치게 가열되지 않도록, 용단부 (1e) 에 발열 포인트를 형성함과 함께 용단부 (1e) 의 길이를 길게 하여, 발열 포인트와 제 1 단자 (20a) 및 제 2 단자 (20b) 사이의 거리를 길게 할 필요는 없다. 따라서, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (1e) 의 길이 (제 1 단자 (20a) 와 제 2 단자 (20b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있다.

용단부 (1e) (퓨즈 엘리먼트 (1)) 는, 길이와 저항치가 비례 관계에 있다. 따라서, 퓨즈 엘리먼트 (1) 의 길이를 짧게 할수록, 퓨즈 엘리먼트 (1) 의 저항치가 저하된다. 상기 서술한 바와 같이, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (1e) 의 길이를 짧게 할 수 있기 때문에, 소형이고 보다 더욱 저저항의 용단부 (1e) 로 할 수 있다. 그 결과, 퓨즈 소자 (10) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

또한, 용단부 (1e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단부 (1e) 의 길이를 짧게 할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 융점 (1085 ℃) 이 높기 때문에 용단부의 용단 온도가 400 ℃ 초과가 되는 구리로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트 (체적 저항률 1.62 μΩ·㎝) 와 비교하여, 체적 저항률이 높은 재료로 용단부 (1e) 가 형성되어 있어도, 용단부 (1e) 의 저항치를 낮게 할 수 있고, 정격 전류를 크게 할 수 있다.

[제 2 실시형태 (퓨즈 소자)]

도 2(a) 는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 2(b) 는, 도 2(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 2(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 2(c) 는, 도 2(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 2(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 2(a) 및 도 2(c) 는, 도 2(b) 에 나타내는 퓨즈 소자 (20) 의 커버 부재 (5) 를 제거한 상태를 나타내고 있다.

도 2(a) ∼ 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 소자 (20) 는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 와, 절연 기판 (4) 과, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 을 구비한다. 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 퓨즈 엘리먼트 (11) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다.

도 2(a) ∼ 도 2(c) 에 나타내는 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 와, 제 1 실시형태에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (1) 가 상이한 부분은, 도 2(a) ∼ 도 2(c) 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (11) 에서는, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향의 측면이 고융점 금속층 (1b) 에 의해 피복되어 있지 않고, 측면에 저융점 금속층 (1a) 이 노출되어 있는 부분만이다. 따라서, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 제 1 실시형태에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (1) 와 동일한 재료 및 층 구조를 갖는다. 이 때문에, 제 2 실시형태에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 에 대해서는, 제 1 실시형태에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (1) 와 상이한 부분만 설명한다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 도 2(a) 및 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이에 배치된 용단부 (11e) 와, 제 1 전극 (2a) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 1 접합부 (11f) 와, 제 2 전극 (2a) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 2 접합부 (11g) 를 가지고 있다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (11e) 와 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 사이에는, 공간이 형성되어 있다.

제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 에서는, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (2a) 또는 제 2 전극 (2b) 과 접합되는 측면은, 고융점 금속층 (1b) 에 의해 피복되어 있다. 이 때문에, 퓨즈 소자 (20) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시의 가열에 의해, 용단부 (11e) 로부터 저융점 금속층 (1a) 이 유출되거나, 땜납 등의 도전 접속 부재가 용단부 (11e) 에 유입되는 것이 억제된다. 그 결과, 퓨즈 소자 (20) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시에, 용단부 (11e) (퓨즈 엘리먼트 (11)) 가 변형되는 것에 의한 용단부 (11e) 의 저항치 변동이 억제되어, 용단 특성이 안정적인 퓨즈 소자 (20) 를 용이하게 제조할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 예를 들어, 무전해 도금법을 사용하여 제조할 수 있다. 구체적으로는, 저융점 금속층 (1a) 이 되는 띠상 (리본상) 의 금속박을 준비한다. 금속박으로는, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 저융점 금속층 (1a) 의 길이에 대응하는 폭을 갖는 것을 사용한다. 다음으로, 금속박의 표면에 무전해 도금법을 사용하여 고융점 금속층 (1b) 을 형성하여, 띠상의 적층체를 얻는다. 그 후, 띠상의 적층체의 길이를 소정 치수로 절단하여 평판상으로 한다. 이것에 의해, 소정 직사각형 형상을 갖고, 절단면에 저융점 금속층 (1a) 이 노출된 퓨즈 엘리먼트 (11) 가 얻어진다. 이 제조 방법은, 특히 소형의 퓨즈 엘리먼트를 제조하는 경우에 바람직하다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 본 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이 ({1d/2d} × 100 ≥ 80 (％)) 를 갖고, 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하고, 100 ％ 초과인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향의 측면에 저융점 금속층 (1a) 이 노출되어 있다. 즉, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향에 대하여 대략 직교하는 방향에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 면은, 저융점 금속층 (1a) 이 노출되어 있다. 이 때문에, 이하에 나타내는 이유에 의해, 평면에서 본 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 또는 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 100 ％ 초과의 길이인 것 (폭 (1d) 이 폭 (2d) 보다 큰 것) 이 보다 바람직하다. 즉, 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 과 접합되는 측면을 피복하는 고융점 금속층 (1b) 에 의해, 퓨즈 소자 (20) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시에, 땜납 등의 도전 접속 부재와 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 저융점 금속층 (1a) 이 접촉하는 것을, 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 리플로시에 용단부 (11e) (퓨즈 엘리먼트 (11)) 가 변형되는 것에 의한 용단부 (11e) 의 저항치 변동이 억제되어, 용단 특성이 안정적인 퓨즈 소자 (20) 를 용이하게 제조할 수 있다.

절연 기판 (4) 은, 전기 절연성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 수지 기판, 세라믹스 기판, 수지와 세라믹스의 복합체 기판 등, 회로 기판으로서 이용되고 있는 공지된 절연 기판을 사용할 수 있다. 수지 기판으로는, 구체적으로는, 에폭시 수지 기판, 페놀 수지 기판, 폴리이미드 기판 등을 들 수 있다. 세라믹스 기판으로는, 구체적으로는, 알루미나 기판, 유리 세라믹스 기판, 멀라이트 기판, 지르코니아 기판 등을 들 수 있다. 복합체 기판으로는, 구체적으로는, 유리 에폭시 기판을 들 수 있다.

제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 절연 기판 (4) 의 대향하는 1 쌍의 양단부에 배치되어 있다. 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 Ag 배선, Cu 배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되어 있다.

제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 표면은, 각각 산화 등에 의한 전극 특성의 변질을 억제하기 위해서, 전극 보호층으로 피복되어 있어도 된다. 전극 보호층의 재료로는, Sn 도금막, Ni/Au 도금막, Ni/Pd 도금막, Ni/Pd/Au 도금막 등을 사용할 수 있다.

제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 캐스탤레이션 (21a, 21b) 을 통하여 절연 기판 (4) 의 이면 (4b) 에 형성된 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 과 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 전극 (2a) 과 제 1 외부 접속 전극 (42a) 의 접속, 및 제 2 전극 (2b) 과 제 2 외부 접속 전극 (42b) 의 접속은, 스루 홀을 통하여 실시해도 된다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에서는, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 커버 부재 (5) 가 접착제를 개재하여 장착되어 있는 것이 바람직하다. 커버 부재 (5) 가 장착되어 있음으로써, 퓨즈 소자 (20) 의 내부가 보호됨과 함께, 퓨즈 엘리먼트 (11) 가 용단할 때에 발생하는 용융물의 비산을 방지할 수 있다. 커버 부재 (5) 의 재료로는, 각종 엔지니어링 플라스틱 및/또는 세라믹스를 사용할 수 있다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 는, 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 을 통하여, 회로 기판 (도시 생략) 의 전류 경로 상에 실장되어 사용된다. 회로 기판의 전류 경로 상에 정격 전류가 흐르고 있는 동안에는, 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 용단부 (11e) 는 용단되지 않는다. 회로 기판의 전류 경로 상에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (11e) 가 용단됨으로써, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이가 단선되어, 회로 기판의 전류 경로가 차단된다.

용단부 (11e) 가, 저융점 금속층 (1a) 과 고융점 금속층 (1b) 이 두께 방향으로 적층되어 형성된 것인 경우, 회로 기판의 전류 경로 상에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (11e) 의 저융점 금속층 (1a) 이 발열하여 용융하고, 생성된 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 고융점 금속층 (1b) 이 용해되어, 용단부 (11e) 가 신속하게 용단된다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 는, 제 1 실시형태의 퓨즈 소자 (10) 와 마찬가지로, 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이인 폭 (1d) 이 넓은 저저항의 용단부 (11e) 를 갖기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 있어서의 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 고온이 되어, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 접속되어 있는 부재, 그리고 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이 접속되어 있는 회로 기판에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (11e) 의 길이 (제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있어, 퓨즈 소자 (20) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

[제 3 실시형태 (퓨즈 소자)]

도 3(a) 는, 제 3 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 3(b) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 3(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 3(c) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 3(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 3(a) 및 도 3(c) 는, 도 3(b) 에 나타내는 퓨즈 소자 (25) 의 커버 부재 (5) 를 제거한 상태를 나타내고 있다. 도 3(d) 는, 도 3(a) 에 나타낸 퓨즈 소자에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트를 나타낸 사시도이다.

도 3(a) ∼ 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 소자 (25) 는, 도 3(d) 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (15) 와, 절연 기판 (4) 과, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 을 구비한다. 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 퓨즈 엘리먼트 (15) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다.

도 3(a) ∼ 도 3(c) 에 나타내는 제 3 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 와, 제 2 실시형태에 나타내는 퓨즈 소자 (20) 가 상이한 부분은, 도 3(a) ∼ 도 3(c) 에 나타내는 퓨즈 소자 (25) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (15) 의 제 1 접합부 (15f) 및 제 2 접합부 (15g) 에 있어서의 고융점 금속층 (1b) 의 두께 (형상) 만이다. 따라서, 제 3 실시형태에 있어서는, 제 2 실시형태와 상이한 부분만 설명하고, 제 2 실시형태와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.

제 3 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (15) 에서는, 도 3(b) 및 도 3(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 접합부 (15f) 및 제 2 접합부 (15g) 의 고융점 금속층 (1b) 의 두께가, 용단부 (15e) 보다 두꺼워져 있다. 이것에 의해, 도 3(b) 및 도 3(d) 에 나타내는 퓨즈 엘리먼트 (15) 의 절단면은, 도그 본 형상으로 되어 있다. 제 1 접합부 (15f) 는, 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 제 1 전극 (2a) 에 접합된 부분이다. 또한, 제 2 접합부 (15g) 는, 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 제 2 전극 (2b) 에 접합된 부분이다. 이 때문에, 제 3 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 에서는, 제 1 접합부 (15f) 및 제 2 접합부 (15g) 를 형성하고 있는 고융점 금속층 (1b) 에 의해, 퓨즈 소자 (25) 의 제조 공정에 있어서의 리플로시에, 땜납 등의 도전 접속 부재와 퓨즈 엘리먼트 (15) 의 저융점 금속층 (1a) 이 접촉하는 것을, 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 리플로시에 용단부 (15e) (퓨즈 엘리먼트 (15)) 가 변형되는 것에 의한 용단부 (15e) 의 저항치 변동이 보다 효과적으로 억제되어, 용단 특성이 안정적인 퓨즈 소자 (25) 를 용이하게 제조할 수 있다.

퓨즈 엘리먼트 (15) 는, 예를 들어, 전해 도금법을 사용하여 제조할 수 있다. 구체적으로는, 저융점 금속층 (1a) 이 되는 띠상 (리본상) 의 금속박을 준비한다. 금속박으로는, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향에 있어서의 퓨즈 엘리먼트 (15) 의 저융점 금속층 (1a) 의 길이에 대응하는 폭을 갖는 것을 사용한다. 다음으로, 금속박의 표면에 전해 도금법을 사용하여 고융점 금속층 (1b) 을 형성하고, 띠상의 적층체를 얻는다. 그 후, 띠상의 적층체의 길이를 소정 치수로 절단하여 평판상으로 한다. 이것에 의해, 소정 직사각형 형상을 갖고, 절단면에 저융점 금속층 (1a) 이 노출된 퓨즈 엘리먼트 (15) 가 얻어진다.

또한, 본 실시형태에서는, 전해 도금 가공시의 전류 집중에 의해, 띠상의 금속박의 폭 방향 단부에 폭 방향 중심부보다 두꺼운 고융점 금속층 (1b) 이 형성된다. 이 때문에, 도 3(d) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (15) 는, 제 1 접합부 (15f) 및 제 2 접합부 (15g) 의 고융점 금속층 (1b) 의 두께가, 용단부 (15e) 보다 두껍고, 도그 본 형상의 절단면을 갖는 것이 된다. 이 제조 방법은, 특히 소형의 퓨즈 엘리먼트를 제조하는 경우에 바람직하다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 에 있어서도, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 본 용단부 (15e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (15e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이 ({1d/2d} × 100 ≥ 80 (％)) 를 갖고, 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하고, 100 ％ 초과인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (15) 는, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향의 측면에 저융점 금속층 (1a) 이 노출되어 있다. 이 때문에, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 평면에서 본 용단부 (15e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (15e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 100 ％ 초과의 길이인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 는, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태의 퓨즈 소자와 마찬가지로, 용단부 (15e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (15e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이인 폭 (1d) 이 넓은 저저항의 용단부 (15e) 를 갖기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 퓨즈 소자 (25) 에 있어서의 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 고온이 되어, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 접속되어 있는 부재, 그리고 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이 접속되어 있는 회로 기판에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (11e) 의 길이 (제 1 전극 (2a) 와 제 2 전극 (2b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있고, 퓨즈 소자 (25) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

[제 4 실시형태 (퓨즈 소자)]

도 4(a) 는, 제 4 실시형태의 퓨즈 소자를 나타낸 평면도이다. 도 4(b) 는, 도 4(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 4(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 4(c) 는, 도 4(a) 에 나타낸 퓨즈 소자를 도 4(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 4(a) 및 도 4(c) 는, 도 4(b) 에 나타내는 퓨즈 소자 (40) 의 커버 부재 (5) 를 제거한 상태를 나타내고 있다.

도 4(a) ∼ 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 소자 (40) 는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 와, 절연 기판 (4) 과, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 을 구비한다.

제 4 실시형태에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 로서, 제 2 실시형태에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (11) 와 동일한 것을 구비하고 있다. 다시 말하면, 도 4(a) 에 나타내는 퓨즈 소자 (40) 의 절연 기판 (4) 의 면내 방향에 수직인 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 단면의 구성과 도 2(a) 에 나타내는 퓨즈 소자 (20) 의 절연 기판 (4) 의 면내 방향에 수직인 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 단면의 구성은 동일하다. 이 때문에, 제 4 실시형태에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 용단 온도, 재료, 층 구조에 대한 설명을 생략한다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 에 구비되어 있는 퓨즈 엘리먼트 (50) 는, 도 4(a) 및 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이에 배치된 용단부 (51) 와, 제 1 전극 (2a) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 1 접합부 (52a) 와, 제 2 전극 (2b) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 2 접합부 (52b) 를 가지고 있다. 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (51) 와 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 사이에는, 공간이 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이 퓨즈 엘리먼트 (50) 가, 제 1 전극 (2a) 상 및 제 2 전극 (2b) 상으로부터 절연 기판 (4) 의 측면에 걸쳐 연속해서 덮여 있다. 이것에 의해, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 과, 절연 기판 (4) 의 이면 (4b) 에 배치된 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이, 퓨즈 엘리먼트 (50) 를 통하여 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, 제 1 접합부 (52a) 는, 제 1 외부 접속 전극 (42a) 과 전기적으로 접속되어 있고, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 용단부 (51) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다. 또한, 제 2 접합부 (52b) 는, 제 2 외부 접속 전극 (42b) 과 전기적으로 접속되어 있고, 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 용단부 (51) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 에 있어서는, 띠상의 퓨즈 엘리먼트 (50) 의 일부로 이루어지는 제 1 접합부 (52a) 및 제 2 접합부 (52b) 가 단자로서 기능하기 때문에, 평면에서 본 용단부 (51) 의 폭은, 제 1 접합부 (52a) 및 제 2 접합부 (52b) 의 폭과 동일하다. 따라서, 평면에서 본 용단부 (51) 의 폭은, 제 1 접합부 (52a) 및 제 2 접합부 (52b) 의 용단부 (51) 와의 접합 부분의 폭의 100 ％ 의 길이를 갖는다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 에서는, 절연 기판 (4), 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b), 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 은, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 동일한 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 마찬가지로, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 커버 부재 (5) 가 접착제를 개재하여 장착되어 있는 것이 바람직하다. 커버 부재 (5) 의 재료로는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 동일한 것을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 는, 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 을 개재하여, 회로 기판 (도시 생략) 의 전류 경로 상에 실장되어 사용된다. 회로 기판의 전류 경로 상에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (51) 가 용단됨으로써, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이가 단선되어, 회로 기판의 전류 경로가 차단된다.

용단부 (51) 가, 저융점 금속층 (1a) 과 고융점 금속층 (1b) 이 두께 방향으로 적층되어 형성된 것인 경우, 회로 기판의 전류 경로 상에 정격 전류를 초과하는 과전류가 통전되면, 용단부 (51) 의 저융점 금속층 (1a) 이 발열하여 용융하고, 생성된 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 고융점 금속층 (1b) 이 용해되고, 용단부 (51) 가 신속하게 용단된다.

본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 는, 용단부 (51) 의 폭이, 제 1 접합부 (52a) 및 제 2 접합부 (52b) 의 용단부 (51) 와의 접합 부분의 폭의 100 ％ 의 길이인 폭이 넓은 저저항의 용단부 (51) 를 갖기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 퓨즈 소자 (40) 에 있어서의 용단부 (51) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 고온이 되어, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 접속되어 있는 부재, 그리고 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이 접속되어 있는 회로 기판에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (51) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (51) 의 길이 (제 1 접합부 (52a) 와 제 2 접합부 (52b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있어, 퓨즈 소자 (40) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

[제 5 실시형태 (보호 소자)]

도 5(a) 는, 제 5 실시형태의 보호 소자를 나타낸 평면도이다. 도 5(b) 는, 도 5(a) 에 나타내는 보호 소자를 B-B' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5(c) 는, 도 5(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 5(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 5(a) 및 도 5(c) 는, 도 5(b) 에 나타내는 보호 소자 (30) 의 커버 부재 (5) 를 제거한 상태를 나타내고 있다.

도 5(a) ∼ 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (30) 는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 와, 퓨즈 엘리먼트 (11) 를 가열하여 용단시키는 발열체 (7) 와, 절연 기판 (4) 과, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 을 구비한다. 본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (11) 가, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이에 걸쳐서 배치되어 있다. 즉, 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 제 1 전극 (2a) 으로부터 제 2 전극 (2b) 에 가설된다. 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 퓨즈 엘리먼트 (11) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다. 또한, 본 실시형태의 보호 소자 (30) 는, 발열체 (7) 에 접속하는 제 1 발열체 전극 (9a) 및 제 2 발열체 전극 (9b) 과, 제 2 발열체 전극 (9b) 에 접속하는 발열체 인출 전극 (9) 을 갖는다.

제 5 실시형태의 보호 소자 (30) 는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 와, 절연 기판 (4) 과, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 으로서, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 에 구비되어 있는 것과 동일한 것을 구비하고 있다. 이 때문에, 제 5 실시형태에 있어서는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 용단 온도, 재료, 층 구조에 대한 설명을 생략한다. 또한, 제 5 실시형태에 있어서는, 절연 기판 (4) 과, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 에 대한 설명을 생략한다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 도 5(a) 및 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이에 배치된 용단부 (11e) 와, 제 1 전극 (2a) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 1 접합부 (11f) 와, 제 2 전극 (2b) 상에 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 접합된 제 2 접합부 (11g) 를 가지고 있다.

또한, 본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (11e) 의 절연 기판 (4) 측의 면과, 발열체 인출 전극 (9) 이, 전기적으로 접속되어 있다. 용단부 (11e) 와 발열체 인출 전극 (9) 은, 땜납 등의 도전 접속 부재 (도시 생략) 에 의해 전기적으로 접속되어 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (11e) 가 단면에서 보아 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 과 반대측에 볼록한 형상으로 되어 있다. 그리고, 용단부 (11e) 와 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 사이에, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 발열체 (7) 와, 발열체 (7) 를 피복하는 절연 부재 (8) 와, 절연 부재 (8) 를 개재하여 발열체 (7) 상에 형성된 발열체 인출 전극 (9) 이 배치되어 있다.

발열체 (7) 는, 비교적 저항이 높고, 통전함으로써 발열하는 고저항 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 고저항 도전성 재료로는, 예를 들어, 니크롬, W, Mo, Ru 를 포함하는 재료 등을 들 수 있다. 발열체 (7) 는, 예를 들어, 상기의 고저항 도전성 재료와 수지 바인더 등을 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.

절연 부재 (8) 는, 유리 등의 절연 재료로 형성되어 있다.

발열체 인출 전극 (9) 은, 절연 부재 (8) 를 개재하여 발열체 (7) 와 대향 배치되어 있다. 이로써, 발열체 (7) 는, 절연 부재 (8) 및 발열체 인출 전극 (9) 을 개재하여 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 용단부 (11e) 와 중첩된다. 이와 같은 중첩 구조로 함으로써, 발열체 (7) 가 발생한 열을 효율적으로 용단부 (11e) 에 전달할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에 있어서도, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 마찬가지로, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 본 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이 ({1d/2d} × 100 ≥ 80 (％)) 를 갖고, 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하고, 100 ％ 초과인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 마찬가지로, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 커버 부재 (5) 가 접착제를 개재하여 장착되어 있는 것이 바람직하다. 커버 부재 (5) 의 재료로는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 동일한 것을 사용할 수 있다.

도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 있어서의 대향하는 1 쌍의 양단부에 배치되어 있다. 제 1 발열체 전극 (9a) 및 제 2 발열체 전극 (9b) 은, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 있어서의 대향하는 다른 1 쌍의 양단부에 배치되어 있다.

제 1 전극 (2a), 제 2 전극 (2b), 제 1 발열체 전극 (9a), 제 2 발열체 전극 (9b), 발열체 인출 전극 (9) 은, 각각 Ag 배선, Cu 배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되어 있다.

또한, 제 1 전극 (2a), 제 2 전극 (2b), 제 1 발열체 전극 (9a), 제 2 발열체 전극 (9b), 발열체 인출 전극 (9) 은, 각각 산화 등에 의한 전극 특성의 변질을 억제하기 위해서, 전극 보호층으로 피복되어 있어도 된다. 전극 보호층의 재료로는, Sn 도금막, Ni/Au 도금막, Ni/Pd 도금막, Ni/Pd/Au 도금막 등을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 제 1 전극 (2a), 제 2 전극 (2b), 제 1 발열체 전극 (9a) 은, 각각 캐스탤레이션을 통하여 절연 기판 (4) 의 이면 (4b) 에 형성된 제 1 외부 접속 전극 (42a), 제 2 외부 접속 전극 (42b), 발열체 급전 전극 (6) 과 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 전극 (2a) 과 제 1 외부 접속 전극 (42a) 의 접속, 제 2 전극 (2b) 과 제 2 외부 접속 전극 (42b) 의 접속, 제 1 발열체 전극 (9a) 과 발열체 급전 전극 (6) 의 접속은, 스루 홀에서 실시해도 된다. 제 2 발열체 전극 (9b) 과 발열체 인출 전극 (9) 의 접속은, 스루 홀 (도시 생략) 등 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 발열체 급전 전극 (6), 제 1 발열체 전극 (9a), 발열체 (7), 제 2 발열체 전극 (9b), 발열체 인출 전극 (9), 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 용단부 (11e) 에 이르는 통전 경로와, 제 1 외부 접속 전극 (42a), 제 1 전극 (2a), 용단부 (11e), 제 2 전극 (2b), 제 2 외부 접속 전극 (42b) 에 이르는 통전 경로가 형성되어 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 는, 제 1 외부 접속 전극 (42a), 제 2 외부 접속 전극 (42b), 발열체 급전 전극 (6) 을 개재하여, 회로 기판 (도시 생략) 의 전류 경로 상에 실장되어 사용된다. 이로써, 예를 들어, 보호 소자 (30) 의 용단부 (11e) 는, 제 1 외부 접속 전극 (42a) 과 제 2 외부 접속 전극 (42b) 을 통하여 회로 기판의 전류 경로와 접속되고, 발열체 (7) 는, 발열체 급전 전극 (6) 을 통하여 회로 기판에 형성된 전류 제어 소자와 접속된다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 에서는, 회로 기판에 이상이 발생하면, 회로 기판에 구비된 전류 제어 소자에 의해, 발열체 급전 전극 (6) 을 통하여 발열체 (7) 가 통전된다. 이로써, 발열체 (7) 가 발열하고, 절연 부재 (8) 및 발열체 인출 전극 (9) 을 통하여 용단부 (11e) 가 가열되고, 용단부 (11e) 가 용단된다. 이로써, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이가 단선되어, 회로 기판의 전류 경로가 차단된다.

용단부 (11e) 가, 저융점 금속층 (1a) 과 고융점 금속층 (1b) 이 두께 방향으로 적층되어 형성된 것인 경우, 회로 기판에 구비된 전류 제어 소자에 의해 발열체 (7) 가 통전되면, 용단부 (11e) 의 저융점 금속층 (1a) 이 가열되어 용융하고, 생성된 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 고융점 금속층 (1b) 이 용해되어, 용단부 (11e) 가 신속하게 용단된다.

본 실시형태의 보호 소자 (30) 는, 제 2 실시형태의 퓨즈 소자 (20) 와 마찬가지로, 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이인 폭 (1d) 이 넓은 저저항의 용단부 (11e) 를 갖기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 보호 소자 (30) 에 있어서의 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 고온이 되어, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 접속되어 있는 부재, 그리고 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이 접속되어 있는 회로 기판에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (11e) 의 길이 (제 1 전극 (2a) 와 제 2 전극 (2b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있어, 보호 소자 (30) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

[제 6 실시형태 (보호 소자)]

도 6(a) 는, 제 6 실시형태의 보호 소자를 나타낸 평면도이다. 도 6(b) 는, 도 6(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 6(a) 의 하측으로부터 본 측면도이다. 도 6(c) 는, 도 6(a) 에 나타낸 보호 소자를 도 6(a) 의 우측으로부터 본 측면도이다. 또한, 도 6(a) 및 도 6(c) 는, 도 6(b) 에 나타내는 보호 소자 (60) 의 커버 부재 (5) 를 제거한 상태를 나타내고 있다.

도 6(a) ∼ 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (60) 는, 퓨즈 엘리먼트 (11) 와, 퓨즈 엘리먼트 (11) 를 가열하여 용단시키는 발열체 (17) 와, 절연 기판 (4) 과, 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 에 배치된 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 을 구비한다. 본 실시형태의 보호 소자 (60) 에서는, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 퓨즈 엘리먼트 (11) 가, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이에 걸쳐서 배치되어 있다. 즉, 퓨즈 엘리먼트 (11) 는, 제 1 전극 (2a) 으로부터 제 2 전극 (2b) 에 가설된다. 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 은, 각각 퓨즈 엘리먼트 (11) 에 도전 접속되는 단자로서 기능한다. 또한, 본 실시형태의 보호 소자 (60) 는, 발열체 (17) 에 접속하는 발열체 인출 전극 (19) 을 갖는다.

제 6 실시형태의 보호 소자 (60) 와, 제 5 실시형태의 보호 소자 (30) 가 상이한 부분은, 용단부 (11e) 의 형상, 발열체 (17) 및 절연 부재 (18) 의 배치, 발열체 (17) 에 접속된 배선의 배치만이다. 따라서, 제 6 실시형태에 있어서는, 제 5 실시형태와 상이한 부분만 설명하고, 제 5 실시형태와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.

본 실시형태의 보호 소자 (60) 에서는, 제 5 실시형태의 보호 소자 (30) 와 달리, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 용단부 (11e) 의 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향의 측면이 단면에서 보아 직사각형상으로 되어 있다. 즉, 용단부 (11e) 의 면 중 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 을 연결하는 방향에 대하여 대략 직교하는 방향에 있어서의 면의 형상은, 직사각형상이다. 그리고, 용단부 (11e) 와 절연 기판 (4) 의 표면 (4a) 사이에, 발열체 인출 전극 (19) 이 배치되어 있다. 또한, 절연 기판 (4) 의 이면 (4b) 에, 발열체 (17) 와, 발열체 (17) 를 피복하는 절연 부재 (18) 가 배치되어 있다.

발열체 인출 전극 (19) 은, 절연 기판 (4) 을 개재하여 발열체 (17) 와 대향 배치되어 있다. 이로써, 발열체 (17) 는, 절연 기판 (4) 및 발열체 인출 전극 (19) 을 개재하여 퓨즈 엘리먼트 (11) 의 용단부 (11e) 와 중첩된다. 이와 같은 중첩 구조로 함으로써, 발열체 (17) 가 발생한 열을 효율적으로 용단부 (11e) 에 전달할 수 있다.

본 실시형태의 보호 소자 (60) 에 있어서도, 제 5 실시형태의 보호 소자 (30) 와 마찬가지로, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 본 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 은, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이 ({1d/2d} × 100 ≥ 80 (％)) 를 갖고, 접합 부분의 폭 (2d) 의 95 ％ 이상의 길이인 것이 바람직하고, 100 ％ 초과인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 보호 소자 (60) 에서는, 회로 기판에 이상이 발생하면, 회로 기판에 구비된 전류 제어 소자에 의해 발열체 (17) 가 통전된다. 이로써, 발열체 (17) 가 발열하고, 절연 기판 (4) 및 발열체 인출 전극 (19) 을 통하여 용단부 (11e) 가 가열되고, 용단부 (11e) 가 용단된다. 이로써, 제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이가 단선되어, 회로 기판의 전류 경로가 차단된다.

용단부 (11e) 가, 저융점 금속층 (1a) 과 고융점 금속층 (1b) 이 두께 방향으로 적층되어 형성된 것인 경우, 회로 기판에 구비된 전류 제어 소자에 의해 발열체 (17) 가 통전되면, 용단부 (11e) 의 저융점 금속층 (1a) 이 가열되어 용융하고, 생성된 저융점 금속층 (1a) 의 용융물에 의해 고융점 금속층 (1b) 이 용해되고, 용단부 (11e) 가 신속하게 용단된다.

본 실시형태의 보호 소자 (60) 는, 제 5 실시형태의 보호 소자 (30) 와 마찬가지로, 용단부 (11e) 의 폭 (1d) 이, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 의 용단부 (11e) 와의 접합 부분의 폭 (2d) 의 80 ％ 이상의 길이인 폭 (1d) 이 넓은 저저항의 용단부 (11e) 를 갖기 때문에, 정격 전류의 대전류화에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 보호 소자 (60) 에 있어서의 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 이하인 경우, 용단시에 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 고온이 되어, 제 1 전극 (2a) 및 제 2 전극 (2b) 이 접속되어 있는 부재, 그리고 제 1 외부 접속 전극 (42a) 및 제 2 외부 접속 전극 (42b) 이 접속되어 있는 회로 기판에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 용단부 (11e) 의 용단 온도가 400 ℃ 초과인 경우와 비교하여, 용단부 (11e) 의 길이 (제 1 전극 (2a) 과 제 2 전극 (2b) 사이의 거리) 를 짧게 할 수 있고, 보호 소자 (60) 를 소형화할 수 있음과 함께, 정격 전류를 보다 더욱 크게 할 수 있다.

1, 11, 15, 50 ; 퓨즈 엘리먼트
1a ; 저융점 금속층
1b ; 고융점 금속층
1e, 11e, 15e, 51 ; 용단부
1f, 11f, 15f, 52a ; 제 1 접합부
1g, 11g, 15g, 52b ; 제 2 접합부
2a ; 제 1 전극
2b ; 제 2 전극
3a, 3b ; 장착공
4 ; 절연 기판
4a ; 표면
4b ; 이면
5 ; 커버 부재
6 ; 발열체 급전 전극
7, 17 ; 발열체
8, 18 ; 절연 부재
9, 19 ; 발열체 인출 전극
9a ; 제 1 발열체 전극
9b ; 제 2 발열체 전극
10, 20, 25, 40 ; 퓨즈 소자
20a ; 제 1 단자
20b ; 제 2 단자
21a, 21b ; 캐스탤레이션
30, 60 ; 보호 소자
42a ; 제 1 외부 접속 전극
42b ; 제 2 외부 접속 전극

Claims (11)

1. 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 배치된 관통공을 갖지 않는 평판상의 용단부를 갖고,
   상기 용단부의 폭이, 상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자의 상기 용단부와의 접합 부분의 폭의 80 ％ 이상의 길이를 갖는 퓨즈 엘리먼트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 용단부의 폭이, 상기 접합 부분의 폭의 95 ％ 이상의 길이인 퓨즈 엘리먼트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 용단부의 용단 온도가 140 ℃ ∼ 400 ℃ 인 퓨즈 엘리먼트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 용단부는, 저융점 금속층과, 상기 저융점 금속층보다 융점이 높은 고융점 금속층이, 두께 방향으로 적층되어 형성되어 있는 퓨즈 엘리먼트.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 저융점 금속층이, Sn 혹은 Sn 을 주성분으로 하는 합금으로 이루어지고,
   상기 고융점 금속층이, Ag, Cu, Ag 를 주성분으로 하는 합금, Cu 를 주성분으로 하는 합금에서 선택되는 어느 것으로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 용단부는, 상기 저융점 금속층과, 상기 저융점 금속층의 양면에 적층된 상기 고융점 금속층으로 이루어지는 퓨즈 엘리먼트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 용단부의 폭이, 상기 접합 부분의 폭의 200 ％ 이하의 길이인 퓨즈 엘리먼트.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자와, 상기 용단부가 도전 접속 부재에 의해 접합되어 있는 퓨즈 엘리먼트.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 퓨즈 엘리먼트가 구비되어 있는 퓨즈 소자.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자가, 절연 기판의 표면에 배치되어 있는 퓨즈 소자.
11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 퓨즈 엘리먼트와,
    상기 퓨즈 엘리먼트를 가열하여 용단시키는 발열체가 구비되고,
    상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자가, 절연 기판 상에 배치되고,
    상기 퓨즈 엘리먼트가, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에 걸쳐서 배치되어 있는 보호 소자.

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