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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024155378
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】保護素子及び保護素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01H 37/76 20060101AFI20241024BHJP
【ＦＩ】
H01H37/76 F
H01H37/76 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023070042
(22)【出願日】2023-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100215935
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 茂輝
(74)【代理人】
【識別番号】100141999
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 敬一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100142424
【弁理士】
【氏名又は名称】細川 文広
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】木村 裕二
【テーマコード（参考）】
5G502
【Ｆターム（参考）】
5G502AA02
5G502BA08
5G502BA10
5G502BB01
5G502BB08
5G502BB10
5G502BB16
5G502BB17
5G502BC07
5G502BD02
5G502BD07
5G502CC04
5G502CC28
5G502EE04
5G502EE05
5G502EE06
5G502FF08
(57)【要約】
【課題】ヒューズエレメントとの接合強度を向上させることができる保護素子を提供する。
【解決手段】保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６に設けられた端子部２２，２３と、絶縁基板２６に設けられた発熱抵抗体２４と、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されており、発熱抵抗体２４によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメント２０と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６に設けられた端子部２２，２３と、絶縁基板２６に設けられた発熱抵抗体２４と、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されており、発熱抵抗体２４によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメント２０と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基板と、
前記絶縁基板に設けられた端子部と、
前記絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、
エポキシ系フラックスを補助剤としたはんだによって前記端子部に接合されており、前記発熱抵抗体によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメントと、を備える、
保護素子。
前記絶縁基板に設けられた端子部と、
前記絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、
エポキシ系フラックスを補助剤としたはんだによって前記端子部に接合されており、前記発熱抵抗体によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメントと、を備える、
保護素子。
【請求項2】
前記はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される、
請求項１に記載の保護素子。
請求項１に記載の保護素子。
【請求項3】
前記絶縁基板の上に、前記ヒューズエレメントを覆うカバー部材を更に備える、
請求項１又は２に記載の保護素子。
請求項１又は２に記載の保護素子。
【請求項4】
前記カバー部材は、前記端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に配置されたエポキシ系樹脂接着材を介して設けられている、
請求項３に記載の保護素子。
請求項３に記載の保護素子。
【請求項5】
前記カバー部材は、前記端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に塗布されたエポキシ系樹脂接着材を介して接着されている、
請求項３に記載の保護素子。
請求項３に記載の保護素子。
【請求項6】
前記ヒューズエレメントと前記カバー部材との間に、エポキシ系フラックスを更に備える、
請求項３に記載の保護素子。
請求項３に記載の保護素子。
【請求項7】
請求項３に記載の保護素子の製造方法であって、
前記ヒューズエレメントと前記端子部とを接続した後、前記端子部と前記カバー部材とを接続する、
保護素子の製造方法。
前記ヒューズエレメントと前記端子部とを接続した後、前記端子部と前記カバー部材とを接続する、
保護素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護素子及び保護素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電流経路に定格を超える電流が流れたときに、発熱して溶断し、電流経路を遮断するヒューズエレメントがある。ヒューズエレメントを備える保護素子（ヒューズ素子）は、家電製品から電気自動車など幅広い分野で使用されている。
【0003】
例えば、リチウムイオン電池は、モバイル機器用途から電気自動車（ＥＶ）、蓄電池など幅広い用途に用いられており、大容量化が進んでいる。リチウムイオン電池は、大容量化が進むにつれて、異常時に発火等するリスクが高まる。このため、製品の安全を確保するために、一般的に、保護素子を使った保護回路を組み込む手法が採用されている。
【0004】
例えば、特許文献１には、絶縁基板と、絶縁基板に設けられた端子部と、絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、端子部にはんだで接合されたヒューズエレメントと、を備える保護素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－１５０７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来のはんだによる接合技術では、以下の課題がある。
例えば、はんだ付けの補助剤であるフラックスは、はんだを塗る対象面の酸化膜等を除去し、はんだの濡れ又は反応性を向上させる（はんだが付く状態にする）役割を担っている。しかし、フラックスの種類によっては、はんだが濡れ広がった先でフラックスが滲み出ることで残渣となる場合がある。例えば、主剤であるロジン（松脂）に活性剤等を加えたロジン系フラックスを用いた場合、はんだ付け後のフラックスの燃えカス等（反応後のロジン、未反応の活性剤等を含む）が残渣となり得る。この残渣が、保護素子の端子部とヒューズエレメントとの接合部に存在すると、ヒューズエレメントとの接合強度が弱くなる懸念がある。
例えば、はんだ付けの補助剤であるフラックスは、はんだを塗る対象面の酸化膜等を除去し、はんだの濡れ又は反応性を向上させる（はんだが付く状態にする）役割を担っている。しかし、フラックスの種類によっては、はんだが濡れ広がった先でフラックスが滲み出ることで残渣となる場合がある。例えば、主剤であるロジン（松脂）に活性剤等を加えたロジン系フラックスを用いた場合、はんだ付け後のフラックスの燃えカス等（反応後のロジン、未反応の活性剤等を含む）が残渣となり得る。この残渣が、保護素子の端子部とヒューズエレメントとの接合部に存在すると、ヒューズエレメントとの接合強度が弱くなる懸念がある。
【0007】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ヒューズエレメントとの接合強度を向上させることができる保護素子及び保護素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【0009】
［１］絶縁基板と、前記絶縁基板に設けられた端子部と、前記絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、エポキシ系フラックスを補助剤としたはんだによって前記端子部に接合されており、前記発熱抵抗体によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメントと、を備える、保護素子。
【0010】
［２］前記はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される、［１］に記載の保護素子。
【0011】
［３］前記絶縁基板の上に、前記ヒューズエレメントを覆うカバー部材を更に備える、［１］又は［２］に記載の保護素子。
【0012】
［４］前記カバー部材は、前記端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に配置されたエポキシ系樹脂接着材を介して設けられている、［３］に記載の保護素子。
【0013】
［５］前記カバー部材は、前記端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に塗布されたエポキシ系樹脂接着材を介して接着されている、［３］又は［４］に記載の保護素子。
【0014】
［６］前記ヒューズエレメントと前記カバー部材との間に、エポキシ系フラックスを更に備える、［３］から［５］の何れかに記載の保護素子。
【0015】
［７］［３］から［６］の何れかに記載の保護素子の製造方法であって、前記ヒューズエレメントと前記端子部とを接続した後、前記端子部と前記カバー部材とを接続する、保護素子の製造方法。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、ヒューズエレメントとの接合強度を向上させることができる保護素子及び保護素子の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施形態に係るバッテリパックの回路図である。
【図2】第１実施形態に係る保護素子を示す図であって、カバー部材を省略して示す平面図である。
【図4】第１実施形態に係るヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図5】第１実施形態に係るバッテリパックの回路図の一例を示す図であって、熱感応素子としてのサーモスタットが加熱される前を示す図である。
【図6】上記のサーモスタットが加熱され、ヒューズエレメントが溶断された状態を示す図である。
【図7】第１実施形態に係るバッテリパックの回路図の一例を示す図であって、ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ及びスイッチを搭載した場合を示す図である。
【図8】第１実施形態に係る保護素子の製造方法の一工程を示す平面図である。
【図12】第１実施形態に係る保護素子の効果を説明するための断面図である。
【図13】第２実施形態に係る保護素子の平面図である。
【図14】第２実施形態に係る保護素子を示す図であって、第１保持部材を省略して示す平面図である。
【図17】第２実施形態に係る第１保持部材の平面図である。
【図18】第２実施形態に係る第２保持部材の平面図である。
【図19】第２実施形態に係る第１保持部材及び第２保持部材の断面図である。
【図20】第３実施形態に係る保護素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、実施形態について、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0019】
（第１実施形態）
まず、本発明の一実施形態の保護素子を備えるバッテリパック及び保護回路について、図１を参照して説明する。本実施形態のバッテリパックは、例えばリチウムイオン二次電池を使用する高電圧大電流（１００Ｖ／１００Ａ以上)の電気回路の一部を構成する。バッテリパックは、例えば、電気自動車（ＥＶ）などに搭載される。
まず、本発明の一実施形態の保護素子を備えるバッテリパック及び保護回路について、図１を参照して説明する。本実施形態のバッテリパックは、例えばリチウムイオン二次電池を使用する高電圧大電流（１００Ｖ／１００Ａ以上)の電気回路の一部を構成する。バッテリパックは、例えば、電気自動車（ＥＶ）などに搭載される。
【0020】
図１に示すように、バッテリパック１０は、例えば、複数のリチウムイオン二次電池のバッテリセル１５ａ（図５参照）からなるバッテリスタック１５と、バッテリスタック１５と直列に接続された保護素子１１と、保護素子１１の動作を制御する熱感応素子１２と、を備える。
【0021】
保護素子１１は、バッテリパック１０の異常時にバッテリスタック１５の充放電経路を遮断する。熱感応素子１２は、熱により導通のオン・オフや抵抗値、出力電圧等の電気特性が変動する。熱感応素子１２は、所定の温度以上の温度に加熱されると保護素子１１を作動させる。バッテリパック１０は、熱感応素子１２の電気特性の変動に応じて保護素子１１の動作が制御される。
【0022】
バッテリスタック１５は、過電圧や過電流等から保護するための制御を要するバッテリセル１５ａ（図５参照）を備える。バッテリセル１５ａは、直列及び／又は並列に接続されている。バッテリスタック１５は、バッテリパック１０の正極端子１０ａ、負極端子１０ｂを介して、着脱可能に充電装置１３に接続されている。バッテリスタック１５は、バッテリパック１０の正極端子１０ａ、負極端子１０ｂを介して、充電装置１３からの充電電圧が印加される。充電装置１３により充電されたバッテリパック１０は、正極端子１０ａ、負極端子１０ｂをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。
【0023】
バッテリパック１０は、バッテリスタック１５の充放電を制御する充放電制御回路１６を備える。充放電制御回路１６は、バッテリスタック１５から充電装置１３に流れる電流経路に直列接続された２つの電流制御素子１７，１８と、これらの電流制御素子１７，１８の動作を制御する制御部１９と、を備える。
【0024】
電流制御素子１７，１８は、例えば、電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」ともいう。）により構成されている。電流制御素子１７，１８は、制御部１９によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック１５の電流経路の充電方向及び／又は放電方向への導通と遮断とを制御する。制御部１９は、充電装置１３から電力供給を受けて動作する。制御部１９は、各バッテリセル１５ａの電圧を検出する図示しない検出回路による検出結果に応じて、バッテリスタック１５が過放電又は過充電であるか否か判定する。制御部１９は、バッテリスタック１５が過放電又は過充電であると判定したとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子１７，１８の動作を制御する。
【0025】
（保護素子）
保護素子１１は、例えば、バッテリスタック１５と充放電制御回路１６との間の充放電電流経路上に接続されている。保護素子１１の動作は、熱感応素子１２によって制御される。図２及び図３を併せて参照し、保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６上に形成された第１、第２の電極２２、２３（以下「端子部」ともいう。）と、絶縁基板２６の表面に形成された発熱抵抗体２４と、発熱抵抗体２４を被覆する絶縁層２７と、絶縁層２７上に積層されるとともに発熱抵抗体２４と接続された発熱体引出電極２１と、第１の電極２２、発熱体引出電極２１及び第２の電極２３にわたって接続用はんだ２８を介して搭載されるヒューズエレメント２０と、を備える。第１、第２の電極２２、２３は、所定方向に互いに離れて配置されている。
保護素子１１は、例えば、バッテリスタック１５と充放電制御回路１６との間の充放電電流経路上に接続されている。保護素子１１の動作は、熱感応素子１２によって制御される。図２及び図３を併せて参照し、保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６上に形成された第１、第２の電極２２、２３（以下「端子部」ともいう。）と、絶縁基板２６の表面に形成された発熱抵抗体２４と、発熱抵抗体２４を被覆する絶縁層２７と、絶縁層２７上に積層されるとともに発熱抵抗体２４と接続された発熱体引出電極２１と、第１の電極２２、発熱体引出電極２１及び第２の電極２３にわたって接続用はんだ２８を介して搭載されるヒューズエレメント２０と、を備える。第１、第２の電極２２、２３は、所定方向に互いに離れて配置されている。
【0026】
以下、各図に適宜ＸＹＺ直交座標系（３次元直交座標系）を設定し、各構成について説明する場合がある。
第１の電極２２と第２の電極２３とが並ぶ上記所定方向を、前後方向と呼ぶ。前後方向は、各図においてＸ軸方向に相当する。Ｘ軸方向のうち、－Ｘ側を前側と呼び、＋Ｘ側を後側と呼ぶ。なお、前後方向は、第１の電極２２と第２の電極２３とを結ぶ方向であり、保護素子１１の使用時において電気が流れる方向でもあることから、通電方向と言い換えてもよい。
第１の電極２２と第２の電極２３とが並ぶ上記所定方向を、前後方向と呼ぶ。前後方向は、各図においてＸ軸方向に相当する。Ｘ軸方向のうち、－Ｘ側を前側と呼び、＋Ｘ側を後側と呼ぶ。なお、前後方向は、第１の電極２２と第２の電極２３とを結ぶ方向であり、保護素子１１の使用時において電気が流れる方向でもあることから、通電方向と言い換えてもよい。
【0027】
第１の電極２２及び第２の電極２３の各板面が向く方向を、上下方向と呼ぶ。上下方向は、前後方向と直交する方向であり、各図においてＺ軸方向に相当する。上下方向のうち、上側は＋Ｚ側に相当し、下側は－Ｚ側に相当する。
【0028】
前後方向及び上下方向と直交する方向を、左右方向と呼ぶ。左右方向は、各図においてＹ軸方向に相当する。左右方向のうち、左側は－Ｙ側に相当し、右側は＋Ｙ側に相当する。詳しくは、－Ｙ側は、保護素子１１を後側（＋Ｘ側）から見たときの左側であり、＋Ｙ側は、保護素子１１を後側から見たときの右側である。なお、左右方向は、幅方向と言い換えてもよい。この場合、例えば、幅方向一方側は－Ｙ側に相当し、幅方向他方側は＋Ｙ側に相当する。
【0029】
なお、本実施形態において、前側、後側、上側、下側、左側及び右側とは、各構成の相対的な位置関係をわかりやすく説明するための便宜的な名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係以外の配置関係等であってもよい。
【0030】
第１、第２の電極２２，２３は、バッテリセル１５ａの充放電経路上に接続される第１、第２の端子部である。第１、第２の電極２２，２３は、それぞれ上下方向と垂直な面方向（Ｘ－Ｙ面方向）に広がる板状をなしている。第１、第２の電極２２，２３は、具体的には、略四角形板状である。
【0031】
第１の電極２２の後端部（＋Ｘ端部）は、ヒューズエレメント２０の前端部（－Ｘ端部）と接続されている。第１の電極２２の前端部は、カバー部材３４の前側からカバー部材３４の外部に露出している。第２の電極２３の前端部は、ヒューズエレメント２０の後端部と接続されている。第２の電極２３の後端部は、カバー部材３４の後側からカバー部材３４の外部に露出している。
【0032】
図１を併せて参照し、発熱抵抗体２４は、発熱体給電電極２５と接続されている。発熱抵抗体２４は、発熱体給電電極２５を介して熱感応素子１２と接続されている。発熱抵抗体２４は、発熱体引出電極２１がヒューズエレメント２０と電気的に接続されることにより、ヒューズエレメント２０及びバッテリスタック１５の充放電経路と接続されている。
【0033】
絶縁基板２６は、例えば、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材料で形成されている。図２及び図３を併せて参照し、絶縁基板２６は、例えば略方形状に形成されている。なお、絶縁基板２６は、その他にも、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で形成されていてもよい。例えば、絶縁基板２６の形成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0034】
絶縁基板２６の相対向する両端部（具体的には、絶縁基板２６の前端部及び後端部）には、第１、第２の電極２２，２３が形成されている。第１、第２の電極２２，２３は、ＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成されている。第１、第２の電極２２，２３は、保護素子１１が実装される外部回路基板に設けられた接続電極に接続される。これにより、ヒューズエレメント２０は、外部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。
【0035】
発熱抵抗体２４は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材である。発熱抵抗体２４は、例えばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。発熱抵抗体２４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２６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。
【0036】
発熱抵抗体２４は、ヒューズエレメント２０が重畳されることによりヒューズエレメント２０と熱的に接続されている。発熱抵抗体２４は、通電によって発熱するとヒューズエレメント２０を溶断する。発熱抵抗体２４は、一端が熱感応素子１２と接続されることにより、常時、電流及び発熱が制限されている。発熱抵抗体２４は、熱感応素子１２による通電や電気抵抗値の低下等により電流が増加することにより発熱量が増大する。発熱抵抗体２４の発熱量が増大することにより、ヒューズエレメント２０を溶断することができる。発熱抵抗体２４は、ヒューズエレメント２０と電気的にも接続されている。
【0037】
ヒューズエレメント２０は、接続用はんだ２８により第１の電極２２から第２の電極２３に跨って接続されている。ヒューズエレメント２０は、例えば、金属製の板状部材、シート状部材、又は金属箔等により構成されている。図の例では、ヒューズエレメント２０は、上下方向から見て、前後方向に長い四角形状をなしている。ヒューズエレメント２０は、通常使用時には第１、第２の電極２２，２３間を導通させ、保護素子１１が組み込まれた外部回路の電流経路の一部を構成する。
【0038】
ヒューズエレメント２０は、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）により溶断する。ヒューズエレメント２０は、発熱抵抗体２４によって所定の温度以上に加熱されると溶断される。ヒューズエレメント２０は、発熱抵抗体２４の発熱により溶断し、第１、第２の電極２２，２３間を遮断する。
【0039】
ヒューズエレメント２０は、所定の定格電流値を有し、発熱抵抗体２４の発熱や定格電流値を超える電流が通電された際の自己発熱により速やかに溶断する。ヒューズエレメント２０は、ニッケル、錫、鉛から選択されるいずれか１種を主成分とすることが好ましい。なお、主成分とは、材料全質量を基準として、５０ｗｔ％以上である成分をいう。
【0040】
図４を併せて参照し、ヒューズエレメント２０は、低融点金属層４１と高融点金属層４２とを積層させた積層構造を有してもよい。例えば、低融点金属としては、Ｐｂフリーはんだなどのはんだを用いることが好ましい。例えば、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、保護素子１１をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、ヒューズエレメント２０として溶断するに至らない。
【0041】
例えば、ヒューズエレメント２０は、内層を低融点金属とし、外層を高融点金属としてもよい。例えば、ヒューズエレメント２０は、内層の低融点金属層４１の全表面が外層の高融点金属層４２で被覆された構成であってもよい。この構成によれば、リフロー温度よりも融点の低い低融点金属を用いた場合でも、リフロー実装時に、内層の低融点金属の外部への流出を抑制することができる。また、ヒューズエレメント２０の溶断時も、内層の低融点金属が溶融することにより、外層の高融点金属を溶食（はんだ食われ）し、速やかに溶融させることができる。
【0042】
図３を併せて参照し、保護素子１１は、絶縁基板２６の上に、ヒューズエレメント２０を覆うカバー部材３４を備える。カバー部材３４は、ヒューズエレメント２０が設けられた絶縁基板２６上に、取り付けられている。カバー部材３４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。カバー部材３４は、上側が閉塞し且つ下側が開口する略四角形の有底筒状である。カバー部材３４は、絶縁基板２６の上面等に絶縁性接着剤等によって接続されている。
【0043】
熱感応素子１２は、電気特性が温度依存性を有する電子部品を用いることができる。図１及び図５を併せて参照し、熱感応素子１２は、周囲の温度変化に伴い回路を開閉させるサーモスタット１２ａを用いることができる。例えば、熱感応素子１２は、バッテリスタック１５に近接又は接触して配置され、バッテリスタック１５と熱的に接続されてもよい。この場合、熱感応素子１２は、バッテリスタック１５が異常発熱することにより熱せられる。これにより、熱感応素子１２は、抵抗値や出力電圧等の電気特性が変化する。
【0044】
例えば、熱感応素子１２としてサーモスタット１２ａを用いた場合、サーモスタット１２ａの一端は、バッテリスタック１５の開放端と接続される。サーモスタット１２ａの他端は、保護素子１１の発熱抵抗体２４と接続される。サーモスタット１２ａは、常時、バッテリスタック１５から発熱抵抗体２４への通電経路を開放している。バッテリパック１０は、バッテリスタック１５が異常発熱する等によりサーモスタット１２ａが加熱されると、サーモスタット１２ａがバッテリスタック１５から発熱抵抗体２４への通電経路を閉路するように変位する。これにより、ヒューズエレメント２０を溶断させるに十分なバッテリスタック１５の電力が発熱抵抗体２４へ通電する。
【0045】
なお、図示はしないが、熱感応素子１２としては、サーモスタット１２ａの他にも、周囲の温度上昇に伴い抵抗値が低下する負特性サーミスタ（ＮＴＣサーミスタ、ＣＴＲサーミスタ）を用いることができる。また、熱感応素子１２としては、閾値となる温度を超えると電圧が変化するダイオードを用いることができる。その他、熱感応素子１２としては、ペルチェ素子、熱電対、バイメタル、温度センサ等が挙げられる。例えば、熱感応素子１２の構成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0046】
（保護回路）
図１及び図５を併せて参照し、保護素子１１は、第１、第２の電極２２，２３間にわたって直列接続されたヒューズエレメント２０と、ヒューズエレメント２０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２０を溶断する発熱抵抗体２４と、を含む回路構成である。保護素子１１は、熱感応素子１２、発熱体給電電極２５、発熱抵抗体２４及びヒューズエレメント２０に至る発熱抵抗体２４への通電経路が形成され、熱感応素子１２によって発熱抵抗体２４への通電が制御されている。
図１及び図５を併せて参照し、保護素子１１は、第１、第２の電極２２，２３間にわたって直列接続されたヒューズエレメント２０と、ヒューズエレメント２０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２０を溶断する発熱抵抗体２４と、を含む回路構成である。保護素子１１は、熱感応素子１２、発熱体給電電極２５、発熱抵抗体２４及びヒューズエレメント２０に至る発熱抵抗体２４への通電経路が形成され、熱感応素子１２によって発熱抵抗体２４への通電が制御されている。
【0047】
保護素子１１は、第１の電極２２を介してバッテリスタック１５の一方の開放端側に接続されている。保護素子１１は、第２の電極２３を介してバッテリパック１０の正極端子１０ａ側に接続されている。これにより、ヒューズエレメント２０は、第１、第２の電極２２，２３を介してバッテリパック１０の充放電電流経路上に直列接続されている。
【0048】
保護素子１１は、発熱体給電電極２５が発熱抵抗体２４に通電させるバッテリスタック１５の一方の開放端と接続されるとともに、熱感応素子１２（例えば、サーモスタット１２ａ）によって発熱抵抗体２４への通電が制限されている。そのため、ヒューズエレメント２０は発熱抵抗体２４の発熱により溶断することなく、バッテリパック１０の充放電電流経路は通電可能とされている。
【0049】
バッテリパック１０は、バッテリセル１５ａの過電圧等による異常発熱や火災などによる周囲の温度の異常過熱等、バッテリパック１０の電流経路を遮断する必要が生じ得る。この場合、バッテリパック１０は、熱感応素子１２が加熱され、所定の閾値を超えると発熱抵抗体２４への通電経路を閉路する。これにより、バッテリスタック１５から発熱抵抗体２４へ通電される。これにより、保護素子１１は、発熱抵抗体２４が高温に発熱され、バッテリパック１０の電流経路上に組み込まれたヒューズエレメント２０が溶融される。ヒューズエレメント２０の溶融導体は、濡れ性の高い発熱体引出電極２１及び第１、第２の電極２２，２３に引き寄せられることによりヒューズエレメント２０が溶断される。したがって、バッテリパック１０は、第１の電極２２～発熱体引出電極２１～第２の電極２３の間を溶断させ、バッテリスタック１５の電流経路を遮断することができる（図６参照）。
【0050】
このようなバッテリパック１０は、熱感応素子１２によって保護素子１１を作動させることによりバッテリスタック１５の充放電電流経路を遮断することができる。したがって、電流制御素子１７，１８のスイッチ動作や保護素子１１を制御する制御ＩＣによらず、高温環境にさらされた場合にも誤作動する危険がなく、バッテリスタック１５の充放電電流経路を遮断することができる。
【0051】
保護素子１１は、ヒューズエレメント２０が発熱抵抗体２４と接続されることにより、発熱抵抗体２４への通電経路の一部を構成する。したがって、保護素子１１は、ヒューズエレメント２０が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱抵抗体２４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。
【0052】
なお、図７に示すように、バッテリパック１０は、熱感応素子１２（図では、サーミスタ１２ｂ）に加え、スイッチ回路５０を備えてもよい。スイッチ回路５０は、バッテリスタック１５全体の電圧及び／又は各バッテリセル１５ａの異常電圧を検出し、スイッチ操作によって保護素子１１を作動させる機能を持つ。例えば、スイッチ回路５０は、バッテリスタック１５全体の電圧及び／又は各バッテリセル１５ａの電圧をモニタするＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１と、ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１によって操作されるスイッチ５２と、を備える。
【0053】
スイッチ５２は、例えばＦＥＴである。スイッチ５２の一端は、バッテリスタック１５又はバッテリセル１５ａの一方の開放端と接続されている。スイッチ５２の他端は、保護素子１１の発熱抵抗体２４と接続されている。これにより、スイッチ５２は、熱感応素子１２（図では、サーミスタ１２ｂ）と並列されている。スイッチ５２は、ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１によってオン状態とオフ状態とに切替制御される。
【0054】
ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１は、例えばバッテリスタック１５や各バッテリセル１５ａの両開放端と接続されている。ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１は、例えば、常時バッテリスタック１５全体の電圧及び／又は各バッテリセル１５ａの電圧をモニタし、異常電圧時にスイッチ５２をオンに切替え、発熱抵抗体２４に通電させる。
【0055】
具体的に、ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１は、バッテリスタック１５及び／又はバッテリセル１５ａの両端の電圧に基づき、過電圧であるか否かを判定する。例えば、ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１は、充電中にバッテリセル１５ａの電圧が予め設定されている所定の閾値を超えた場合、バッテリスタック１５又はバッテリセル１５ａの電圧が過電圧であると判定する。ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩＣ５１は、過電圧と判定した場合、スイッチ５２をオフ状態からオン状態にする制御を行う。これにより、保護素子１１が作動し、ヒューズエレメント２０を溶断することで、バッテリスタック１５の充放電電流経路を遮断することができる。
【0056】
なお、上述した保護回路では、熱感応素子１２がバッテリスタック１５の充放電経路と並列に設けられているが、これに限定されない。例えば、熱感応素子１２は、バッテリスタック１５の充放電経路と電気的に独立した経路上に設け、別途設けられる電源から電力が供給されてもよい。また、本発明のバッテリパックは、リチウムイオン二次電池のバッテリパック１０に用いる場合に限らず、異常過熱の際に電流経路の遮断を必要とする様々な用途にも応用可能である。
【0057】
（ヒューズエレメント等との接合）
図２及び図３を併せて参照し、本実施形態のヒューズエレメント２０は、エポキシ系フラックス２９を補助剤とした接続用はんだ２８（以下単に「はんだ」ともいう。）によって端子部２２，２３に接合されている。エポキシ系フラックス２９は、エポキシ樹脂、カルボン酸及び溶剤を含有している。エポキシ系フラックス２９は、更に必要に応じてその他の成分を含有している。
図２及び図３を併せて参照し、本実施形態のヒューズエレメント２０は、エポキシ系フラックス２９を補助剤とした接続用はんだ２８（以下単に「はんだ」ともいう。）によって端子部２２，２３に接合されている。エポキシ系フラックス２９は、エポキシ樹脂、カルボン酸及び溶剤を含有している。エポキシ系フラックス２９は、更に必要に応じてその他の成分を含有している。
【0058】
図の例では、はんだ２８とエポキシ系フラックス２９とが一体になっているが、これに限らない。例えば、はんだ２８とエポキシ系フラックス２９とは、一体でなくてもよい。例えば、ヒューズエレメント２０は、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス２９上に形成されたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されていてもよい。例えば、はんだ２８及びエポキシ系フラックス２９の配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0059】
エポキシ系フラックス２９に含まれるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、又はこれらの変性エポキシ樹脂等の熱硬化性エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、上記のうちの１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0060】
エポキシ系フラックス２９に含まれるカルボン酸としては、例えば、飽和脂肪族系ジカルボン酸、不飽和脂肪族系ジカルボン酸、環状脂肪族系ジカルボン酸、アミノ基含有カルボン酸、水酸基含有カルボン酸、複素環系ジカルボン酸、又はこれらの混合物等が挙げられる。カルボン酸としては、具体的には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン２酸、イタコン酸、メサコン酸、シクロブタンジカルボン酸、Ｌ－グルタミン酸、クエン酸、リンゴ酸、チオプロピオン酸、チオジブチル酸、ジチオグリコール酸等が挙げられる。
【0061】
エポキシ系フラックス２９に含まれる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール系溶剤、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、オクタンジオール等が挙げられる。
エポキシ系フラックス２９に含まれるその他の成分としては、例えば、チクソ剤、キレート化剤、界面活性剤、酸化防止剤等の添加剤等が挙げられる。
エポキシ系フラックス２９としては、特に制限はなく、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。エポキシ系フラックス２９は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
エポキシ系フラックス２９に含まれるその他の成分としては、例えば、チクソ剤、キレート化剤、界面活性剤、酸化防止剤等の添加剤等が挙げられる。
エポキシ系フラックス２９としては、特に制限はなく、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。エポキシ系フラックス２９は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0062】
本実施形態のはんだ２８の組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される。はんだ２８の組成は、例えば、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｂｉで示される。
【0063】
なお、はんだ２８の組成は、上記に限らず、Ｓｎ－Ｂｉ－ＡｇやＳｎ－Ｂｉ－Ｃｕ、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｎｉ、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｚｎ、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｉｎで示されてもよい。はんだ２８の組成は、例えば、Ｓｎを主成分としてＢｉを含み、更に上記のＸ（Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎ）のうちの２種以上を含んで示されてもよい。例えば、はんだ２８の組成は、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｂｉ－Ｎｉ系やＳｎ－Ｂｉ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｉｎ－Ｂｉ系でもよい。はんだ２８の組成は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0064】
例えば、はんだ２８の材料は、低融点金属粒子（Ｂｉ）と、高融点金属粒子群（Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕ等）とを混合したもの、又は、高融点金属粒子表面に低融点金属粒子の被膜層を有したものでもよい。例えば、はんだ２８の材料は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0065】
本実施形態のカバー部材３４は、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上に配置されたエポキシ系樹脂接着材３１を介して設けられている。図の例では、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０及びエポキシ系樹脂接着材３１の二層構造であるが、これに限らない。例えば、エポキシ系フラックス３０及びエポキシ系樹脂接着材３１の層構造は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0066】
端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０は、リフロー加熱等により接続用はんだ２８及びエポキシ系フラックス２９が合金化する際にしみ出したエポキシ系フラックスである。例えば、エポキシ系フラックス３０は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0067】
エポキシ系樹脂接着材３１は、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤の材料である。エポキシ系樹脂接着材３１は、更に必要に応じてエポキシ樹脂（主剤）と硬化剤とを混合して使用する二液タイプの接着剤の材料である。エポキシ系樹脂接着材３１には、更に必要に応じて無機フィラー等の充填材が含まれてもよい。例えば、エポキシ系樹脂接着材３１は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0068】
エポキシ系樹脂接着材３１の主成分であるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、又はこれらの変性エポキシ樹脂等の熱硬化性エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、上記のうちの１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0069】
エポキシ系樹脂接着材３１の硬化剤としては、例えば、脂肪族ポリアミン系硬化剤、ポリアミドポリアミン系硬化剤、芳香族ポリアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン類系硬化剤、フェノールノボラック樹脂系硬化剤、ジシアンジアミド系硬化剤等が挙げられる。硬化剤は、上記のうちの１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0070】
エポキシ系樹脂接着材３１に含まれる充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ボロン、銀粉末、融点変化型金属、Ｓｎ－Ｂｉはんだ等の無機フィラーが挙げられる。充填材は、上記のうちの１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【0071】
本実施形態のカバー部材３４は、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上に塗布されたエポキシ系樹脂接着材３１を介して接着されている。
【0072】
端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上にエポキシ系樹脂接着材３１を塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷法、転写印刷法、ディスペンス吐出法、インクジェット法等が挙げられる。例えば、塗布する方法は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0073】
本実施形態の保護素子１１は、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間に、エポキシ系フラックス２９を備える。ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間にあるエポキシ系フラックス２９としては、例えば、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接合するためのはんだ２８の補助剤としてのエポキシ系フラックス２９と同じものが挙げられる。
【0074】
なお、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間にあるエポキシ系フラックス２９としては、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接合するためのはんだ２８の補助剤としてのエポキシ系フラックス２９と異なるものを使用してもよい。例えば、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間にあるエポキシ系フラックス２９は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0075】
本実施形態の保護素子１１は、カバー部材３４の内部に、エポキシ系フラックス３２を備える。カバー部材３４の内部にあるエポキシ系フラックス３２は、ヒューズエレメント２０の溶断を促進するためのエポキシ系フラックスである。例えば、カバー部材３４の内部にあるエポキシ系フラックス３２は、上記に限らず、設計仕様に応じて変更することができる。
【0076】
（保護素子の製造方法）
本実施形態の保護素子１１の製造方法は、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接続した後、端子部２２，２３とカバー部材３４とを接続する。以下、本実施形態の保護素子１１の製造方法の一例について、図８から図１１を参照しつつ説明する。
本実施形態の保護素子１１の製造方法は、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接続した後、端子部２２，２３とカバー部材３４とを接続する。以下、本実施形態の保護素子１１の製造方法の一例について、図８から図１１を参照しつつ説明する。
【0077】
まず、図８に示すように、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接続する。本実施形態では、ヒューズエレメント２０を、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合する。例えば、発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３上にエポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８を塗布した後、はんだ２８を介して、発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３にヒューズエレメント２０を接続する。例えば、接続用はんだ２８としては、Ｓｎ－Ｂｉ系のはんだ材料を含むはんだペーストを用いる。なお、接続用はんだ２８としては、接着剤併用型Ｓｎ－Ｂｉはんだペーストを用いてもよい。
【0078】
次に、不図示のリフロー炉（リフロー装置）を用いてリフロー加熱を行い、ヒューズエレメント２０を発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３にはんだ接続する。本実施形態では、接続用はんだ２８としてＳｎ－Ｂｉ系のはんだ材料を用いることで、リフロー加熱は１５０℃未満の温度で行うことができる。リフロー加熱により、接続用はんだ２８を溶融させ、土台の金属とヒューズエレメント２０とを合金化させる。これにより、ヒューズエレメント２０と発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３とを電気的に接続し、固定する。なお、はんだ接続時の加熱は、上記に限らず、ヒータを熱源としたホットプレートを用いてもよい。
【0079】
【0080】
本実施形態では、エポキシ系フラックス２９を補助剤とした接続用はんだ２８が発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３上で溶融後、土台の金属（例えば、はんだ合金）上にエポキシ系フラックス３０が形成される。このため、ヒューズエレメント２０と発熱体引出電極２１及び端子部２２，２３との金属接続を強化することができる。
【0081】
次に、図１０に示すように、端子部２２，２３とカバー部材３４とを接続する。本実施形態では、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上にエポキシ系樹脂接着材３１を塗布した後、エポキシ系樹脂接着材３１を介して端子部２２，２３上にカバー部材３４を接着する。
【0082】
なお、カバー部材３４の内部に、エポキシ系フラックス３２を形成してもよい。例えば、端子部２２，２３とカバー部材３４とを接続する前に、ヒューズエレメント２０上にエポキシ系フラックス３２を塗布してもよい。例えば、エポキシ系フラックス３２の形成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0083】
本実施形態では、カバー部材３４と端子部２２，２３との接続は、端子部２２，２３の金属表面に硬化したエポキシ系フラックス３０（例えば、エポキシ樹脂の層）が形成されているので、カバー部材３４との接着に使用するエポキシ系樹脂と相性がよい。したがって、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
【0084】
（本実施形態の作用効果）
以上説明した本実施形態の保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６に設けられた端子部２２，２３と、絶縁基板２６に設けられた発熱抵抗体２４と、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されており、発熱抵抗体２４によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメント２０と、を備える。
この構成によれば、ヒューズエレメント２０がエポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されていることで、端子部２２，２３とヒューズエレメント２０との接続時に、ロジン系フラックスを用いた場合よりも、はんだ２８の接合強度を向上させることができる。したがって、ヒューズエレメント２０との接合強度を向上させることができる。
以上説明した本実施形態の保護素子１１は、絶縁基板２６と、絶縁基板２６に設けられた端子部２２，２３と、絶縁基板２６に設けられた発熱抵抗体２４と、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されており、発熱抵抗体２４によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメント２０と、を備える。
この構成によれば、ヒューズエレメント２０がエポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２，２３に接合されていることで、端子部２２，２３とヒューズエレメント２０との接続時に、ロジン系フラックスを用いた場合よりも、はんだ２８の接合強度を向上させることができる。したがって、ヒューズエレメント２０との接合強度を向上させることができる。
【0085】
本実施形態では、はんだ２８の組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される。
例えば、はんだ材料として融点を高くした高温はんだ（例えば、Ｓｎ－３．０％Ａｇ－０．５％Ｃｕ）を用いた場合、ヒューズエレメント２０との接合は２００℃以上の温度で行う必要がある。このため、ヒューズエレメント２０に熱のダメージがかかり、抵抗値（ヒューズ抵抗）が不安定となる可能性がある。
これに対し本構成によれば、はんだ材料として融点を低くした低温はんだ（例えば、Ｓｎ－Ｂｉ系）を用いることで、ヒューズエレメント２０との接合は１５０℃未満の温度で行うことができる。このため、ヒューズエレメント２０への熱のダメージを抑制することができ、ヒューズ抵抗が不安定となる可能性は低い。
一方、Ｓｎ－Ｂｉ系のはんだ材料は合金組織が大きいため、溶融後の強度が弱いという弱点がある。本構成によれば、上記のエポキシ系フラックス２９を用いることによりはんだ２８の接合強度を向上できるため、上記の弱点を補填することができる。
例えば、はんだ材料として融点を高くした高温はんだ（例えば、Ｓｎ－３．０％Ａｇ－０．５％Ｃｕ）を用いた場合、ヒューズエレメント２０との接合は２００℃以上の温度で行う必要がある。このため、ヒューズエレメント２０に熱のダメージがかかり、抵抗値（ヒューズ抵抗）が不安定となる可能性がある。
これに対し本構成によれば、はんだ材料として融点を低くした低温はんだ（例えば、Ｓｎ－Ｂｉ系）を用いることで、ヒューズエレメント２０との接合は１５０℃未満の温度で行うことができる。このため、ヒューズエレメント２０への熱のダメージを抑制することができ、ヒューズ抵抗が不安定となる可能性は低い。
一方、Ｓｎ－Ｂｉ系のはんだ材料は合金組織が大きいため、溶融後の強度が弱いという弱点がある。本構成によれば、上記のエポキシ系フラックス２９を用いることによりはんだ２８の接合強度を向上できるため、上記の弱点を補填することができる。
【0086】
本実施形態では、保護素子１１は、絶縁基板２６の上に、ヒューズエレメント２０を覆うカバー部材３４を備える。
この構成によれば、カバー部材３４により、保護素子１１の内部を保護するととともに、溶融したヒューズエレメント２０の飛散を防止することができる。
この構成によれば、カバー部材３４により、保護素子１１の内部を保護するととともに、溶融したヒューズエレメント２０の飛散を防止することができる。
【0087】
本実施形態では、カバー部材３４は、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上に配置されたエポキシ系樹脂接着材３１を介して設けられている。
この構成によれば、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０は、カバー部材３４との接着に使用するエポキシ系樹脂接着剤との相性が良いため、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
例えば、カバー部材３４との接触面に滲み出たロジン系フラックスがあると、カバー部材３４との接着強度が不足する場合がある。この場合、部品の取り扱いミスによる外部衝撃（例えば、落下衝撃）や高電圧の電流遮断時の衝撃等で、カバー部材３４が保護素子１１から外れる可能性が高い。
これに対し本構成によれば、カバー部材３４との接触面に滲み出たロジン系フラックスは無いため、カバー部材３４との接着強度が不足する可能性は低い。このため、上記の衝撃等でカバー部材３４が保護素子１１から外れる可能性は低い（図１２参照）。したがって、安全な保護素子１１を提供することができる。
この構成によれば、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０は、カバー部材３４との接着に使用するエポキシ系樹脂接着剤との相性が良いため、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
例えば、カバー部材３４との接触面に滲み出たロジン系フラックスがあると、カバー部材３４との接着強度が不足する場合がある。この場合、部品の取り扱いミスによる外部衝撃（例えば、落下衝撃）や高電圧の電流遮断時の衝撃等で、カバー部材３４が保護素子１１から外れる可能性が高い。
これに対し本構成によれば、カバー部材３４との接触面に滲み出たロジン系フラックスは無いため、カバー部材３４との接着強度が不足する可能性は低い。このため、上記の衝撃等でカバー部材３４が保護素子１１から外れる可能性は低い（図１２参照）。したがって、安全な保護素子１１を提供することができる。
【0088】
本実施形態では、カバー部材３４は、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０上に塗布されたエポキシ系樹脂接着材３１を介して接着されている。
この構成によれば、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０は、塗布されたエポキシ系樹脂接着材３１と広範囲で接着が可能となるため、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
この構成によれば、端子部２２，２３に形成されたエポキシ系フラックス３０は、塗布されたエポキシ系樹脂接着材３１と広範囲で接着が可能となるため、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
【0089】
本実施形態では、保護素子１１は、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間に、エポキシ系フラックス２９を備える。
この構成によれば、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間にロジン系フラックスが設けられる場合と比較して、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
この構成によれば、ヒューズエレメント２０とカバー部材３４との間にロジン系フラックスが設けられる場合と比較して、カバー部材３４との接着強度を向上させることができる。
【0090】
本実施形態の保護素子１１の製造方法は、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３とを接続した後、端子部２２，２３とカバー部材３４とを接続する。
この方法によれば、フラックスの主成分にロジンを使用していないので、はんだ２８溶融時のフラックス滲みによる残渣を抑制することができる。したがって、不要なフラックスや残渣等の洗浄が不要となり、洗浄工程を削減することができる。
例えば、はんだ材料として融点を高くした高温はんだ（例えば、Ｓｎ－３．０％Ａｇ－０．５％Ｃｕ）を用いた場合、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３との接続（加熱温度は２００℃以上）と、端子部２２，２３とカバー部材３４との接続（加熱温度は１００℃以上）との加熱工程が２つある。
これに対し本方法によれば、上記のはんだ材料として融点を低くした低温はんだ（例えば、Ｓｎ－Ｂｉ系）を用いることで、製造時の加熱温度は１５０℃未満の低温加熱で行うことができる。これにより、低温加熱型の製造プロセスが構築できるので、使用する製造設備の電力削減になる。
加えて、従来の技術（高温加熱＋低温加熱）では行うことができなかったヒューズエレメント２０と端子部２２，２３との接続と、端子部２２，２３とカバー部材３４との接続とを一括して行うことができ、洗浄も不要となる。したがって、製造工程を削減でき、コストダウンにも寄与する。
さらに、ヒューズエレメント２０への熱ダメージ回数が減り、熱変形を少なくできるため、ヒューズ抵抗が安定する。
この方法によれば、フラックスの主成分にロジンを使用していないので、はんだ２８溶融時のフラックス滲みによる残渣を抑制することができる。したがって、不要なフラックスや残渣等の洗浄が不要となり、洗浄工程を削減することができる。
例えば、はんだ材料として融点を高くした高温はんだ（例えば、Ｓｎ－３．０％Ａｇ－０．５％Ｃｕ）を用いた場合、ヒューズエレメント２０と端子部２２，２３との接続（加熱温度は２００℃以上）と、端子部２２，２３とカバー部材３４との接続（加熱温度は１００℃以上）との加熱工程が２つある。
これに対し本方法によれば、上記のはんだ材料として融点を低くした低温はんだ（例えば、Ｓｎ－Ｂｉ系）を用いることで、製造時の加熱温度は１５０℃未満の低温加熱で行うことができる。これにより、低温加熱型の製造プロセスが構築できるので、使用する製造設備の電力削減になる。
加えて、従来の技術（高温加熱＋低温加熱）では行うことができなかったヒューズエレメント２０と端子部２２，２３との接続と、端子部２２，２３とカバー部材３４との接続とを一括して行うことができ、洗浄も不要となる。したがって、製造工程を削減でき、コストダウンにも寄与する。
さらに、ヒューズエレメント２０への熱ダメージ回数が減り、熱変形を少なくできるため、ヒューズ抵抗が安定する。
【0091】
本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。なお、他の実施形態や変形例の図示においては、前述の実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、下記では主に異なる点について説明する。
【0092】
（保護素子（第２実施形態））
本発明の第２実施形態に係る保護素子２１１について、図１３～図１９を参照して説明する。第２実施形態の保護素子２１１は、主に、位置決め構造を持つ絶縁カバー２６０を備える点で、前述の第１実施形態と異なる。なお、本実施形態の各図において、第１実施形態と同様又はほぼ同様の構成部材については、同じ符号や同じ名称を付すなどして説明を省略する場合がある。
本発明の第２実施形態に係る保護素子２１１について、図１３～図１９を参照して説明する。第２実施形態の保護素子２１１は、主に、位置決め構造を持つ絶縁カバー２６０を備える点で、前述の第１実施形態と異なる。なお、本実施形態の各図において、第１実施形態と同様又はほぼ同様の構成部材については、同じ符号や同じ名称を付すなどして説明を省略する場合がある。
【0093】
図１３から図１９を併せて参照し、保護素子２１１は、絶縁基板２２６と、ヒューズ端子として機能する第１、第２の電極２２２，２２３（端子部２２２，２２３）と、ヒータ端子として機能する第３の電極２２５と、絶縁基板２２６の表面上に形成された発熱抵抗体２２４と、発熱抵抗体２２４を被覆する絶縁層２２７と、絶縁層２２７上に積層されるとともに発熱抵抗体２２４と接続された発熱体引出電極２２１と、第１の電極２２２、発熱体引出電極２２１及び第２の電極２２３にわたって接続用はんだ２８を介して搭載されるヒューズエレメント２２０と、島状電極２３３と、絶縁カバー２６０と、を備える。ヒューズエレメント２２０は、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２２，２２３等に接合されている。
【0094】
絶縁カバー２６０は、上下方向に積層して配置される第１保持部材２６１及び第２保持部材２６２を備える。
第１保持部材２６１は、上側が閉塞し且つ下側が開口する略四角形の有底筒状である。第１保持部材２６１の各角部（四つの隅部）には、凹部２６３が形成されている。
第２保持部材２６２は、平面視で第１保持部材２６１と同じ外形を持つ略四角形であり、断面視で中央部が上側に開口する凹形状である。第２保持部材２６２の各角部（四つの隅部）には、凹部２６３に嵌合可能な凸部２６４が設けられている。
第１保持部材２６１は、上側が閉塞し且つ下側が開口する略四角形の有底筒状である。第１保持部材２６１の各角部（四つの隅部）には、凹部２６３が形成されている。
第２保持部材２６２は、平面視で第１保持部材２６１と同じ外形を持つ略四角形であり、断面視で中央部が上側に開口する凹形状である。第２保持部材２６２の各角部（四つの隅部）には、凹部２６３に嵌合可能な凸部２６４が設けられている。
【0095】
第１保持部材２６１に形成された凹部２６３及び第２保持部材２６２に設けられた凸部２６４は、絶縁カバー２６０の位置決め構造を構成する。例えば、まず、第１保持部材２６１の下面と第２保持部材２６２の上面との少なくとも一面に接着剤を塗布する。次に、平面視で第１保持部材２６１及び第２保持部材２６２が重なるように第１保持部材２６１の下面と第２保持部材２６２の上面とを合わせることで、各凸部２６４を各凹部２６３に嵌合する。これにより、第１保持部材２６１と第２保持部材２６２とを接着剤で固定することができる。
【0096】
なお、第１保持部材２６１の各角部に凹部２６３が形成され、第２保持部材２６２の各角部に凸部２６４が設けられることに限定されない。例えば、第１保持部材２６１の各角部に凸部２６４が設けられ、第２保持部材２６２の各角部に凹部２６３が形成されていてもよい。例えば、凸部２６４の設置態様及び凹部２６３の形成態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0097】
第１の電極２２２の後端部（＋Ｘ端部）は、ヒューズエレメント２２０の前端部（－Ｘ端部）と接続されている。第１の電極２２２の前端部は、絶縁ケース２６０の前側から絶縁ケース２６０の外部に突出することで露出している。
第２の電極２２３の前端部は、ヒューズエレメント２２０の後端部と接続されている。第２の電極２２３の後端部は、絶縁ケース２６０の後側から絶縁ケース２６０の外部に突出することで露出している。
第３の電極２２５の右端部は、発熱体引出電極２２１の左端部と接続されている。第３の電極２２５の左端部は、絶縁ケース２６０の左側から絶縁ケース２６０の外部に突出することで露出している。
第２の電極２２３の前端部は、ヒューズエレメント２２０の後端部と接続されている。第２の電極２２３の後端部は、絶縁ケース２６０の後側から絶縁ケース２６０の外部に突出することで露出している。
第３の電極２２５の右端部は、発熱体引出電極２２１の左端部と接続されている。第３の電極２２５の左端部は、絶縁ケース２６０の左側から絶縁ケース２６０の外部に突出することで露出している。
【0098】
なお、第２実施形態の保護素子２１１は、ねじ止め式である。具体的に、保護素子２１１は、絶縁ケース２６０の外に突出した各電極２２２，２２３，２２５の孔（各端子の孔）にねじを通して配線に接続するものである。
【0099】
島状電極２３３は、絶縁基板２２６の表面の両端部に形成されている。絶縁基板２２６の一端側の島状電極２３３と他端側の島状電極２３３とは、発熱抵抗体２２４等を介して、前後方向に互いに離間している。島状電極２３３は、ヒューズエレメント２２０が溶断したとき、ぬれ性によって、ヒューズエレメント２２０の溶融導体の一部を、第１、第２の電極２２２，２２３と離間して保持する。
【0100】
以上説明した本実施形態の保護素子２１１は、位置決め構造を持つ絶縁カバー２６０を備える。
この構成によれば、絶縁カバー２６０を構成する第１保持部材２６１と第２保持部材２６２とを、位置決めしつつ固定することができる。
この構成によれば、絶縁カバー２６０を構成する第１保持部材２６１と第２保持部材２６２とを、位置決めしつつ固定することができる。
【0101】
（保護素子（第３実施形態））
本発明の第３実施形態に係る保護素子３１１について、図２０を参照して説明する。第３実施形態の保護素子３１１は、主に、発熱抵抗体３２４が絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂにある構造がヒューズエレメント３２０を挟み込んでいる点で、前述の第２実施形態と異なる。なお本実施形態の各図において、第１実施形態及び第２実施形態と同様又はほぼ同様の構成部材については、同じ符号や同じ名称を付すなどして説明を省略する場合がある。
本発明の第３実施形態に係る保護素子３１１について、図２０を参照して説明する。第３実施形態の保護素子３１１は、主に、発熱抵抗体３２４が絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂにある構造がヒューズエレメント３２０を挟み込んでいる点で、前述の第２実施形態と異なる。なお本実施形態の各図において、第１実施形態及び第２実施形態と同様又はほぼ同様の構成部材については、同じ符号や同じ名称を付すなどして説明を省略する場合がある。
【0102】
図２０に示すように、保護素子３１１は、第１、第２の絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂと、第１、第２の電極２２２，２２３（端子部２２２，２２３）と、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面上に設けられた発熱抵抗体３２４と、発熱抵抗体３２４を被覆する絶縁層３２７と、絶縁層３２７上に積層されるとともに発熱抵抗体３２４と接続された発熱体引出電極３２１と、第１の電極２２２、発熱体引出電極３２１及び第２の電極２２３にわたって接続用はんだ２８を介して搭載されるヒューズエレメント３２０と、表面電極３７１と、導電層３７２と、裏面電極３７３と、島状電極３３３と、絶縁カバー２６０と、を備える。ヒューズエレメント３２０は、エポキシ系フラックス２９を補助剤としたはんだ２８によって端子部２２２，２２３等に接合されている。
【0103】
絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂは、第１、第２の電極２２２，２２３の間に配置されている。絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂは、互いに上下方向に離間している。一方の絶縁基板３２６Ａは、ヒューズエレメント３２０の上方に配置されている。他方の絶縁基板３２６Ｂは、ヒューズエレメント３２０の下方に配置されている。
絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂには、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの厚さ方向に貫通する貫通孔３２６ｈが形成されている。
絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂには、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの厚さ方向に貫通する貫通孔３２６ｈが形成されている。
【0104】
表面電極３７１は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面上（ヒューズエレメント３２０側の面上）に形成されている。表面電極３７１は、ヒューズエレメント３２０と絶縁層３２７との間に配置されている。表面電極３７１は、ヒューズエレメント３２０の一部とはんだ等を介して接続されている。
【0105】
ヒューズエレメント３２０が発熱抵抗体３２４の発熱により溶融すると、溶融したヒューズエレメント３２０（以下「溶融導体」ともいう。）が表面電極３７１に凝集する。このため、表面電極３７１に凝集した溶融導体を、毛管現象により貫通孔３２６ｈ内に吸引させることができる。これにより、保護素子３１１は、大電流用途に対応するためにヒューズエレメント３２０の断面積を増大させた場合にも、溶融導体が絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面上に過剰に凝集することが無く、確実に第１、第２の電極２２２，２２３間の電流経路を遮断することができる。
【0106】
導電層３７２は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの貫通孔３２６ｈの内周面に形成されている。導電層３７２は、表面電極３７１と連続している。導電層３７２は、例えば、溶融導体がぬれ広がる金属材料で形成されている。導電層３７２は、例えば、ペースト処理、メッキ処理等で形成されている。
【0107】
導電層３７２が表面電極３７１と連続していることにより、保護素子３１１は、表面電極３７１に凝集した溶融導体を貫通孔３２６ｈ内に引き込みやすくなる。これにより、より多くの溶融導体を貫通孔３２６ｈ内に吸引させることができる。
【0108】
裏面電極３７３は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの裏面（ヒューズエレメント３２０とは反対側の面）に形成されている。裏面電極３７３は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂ等を挟んで表面電極３７１とは反対側に形成されている。裏面電極３７３は、導電層３７２と連続している。
【0109】
裏面電極３７３が導電層３７２と連続していることにより、導電層３７２を伝って貫通孔３２６ｈ内に吸引された溶融導体が裏面電極３７３に凝集する。このため、さらにより多くの溶融導体を吸引させることができる。
【0110】
島状電極３３３は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面の端部に形成されている。島状電極３３３は、前後方向において表面電極３７１の外側に離間している。島状電極３３３は、ヒューズエレメント３２０が溶断したとき、ぬれ性によって、溶融導体の一部を、表面電極３７１や第１、第２の電極２２２，２２３と離間して保持する。
【0111】
なお、貫通孔３２６ｈ内には、ヒューズエレメント３２０よりも融点の低い予備はんだ３７５が充填されていてもよい。この構成によれば、発熱抵抗体３２４が発熱したとき、予備はんだ３７５がヒューズエレメント３２０より先に溶融するため、溶融導体を貫通孔３２６ｈに呼び込むことができる。このため、溶融導体を、効率よく絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面側から裏面側に吸引し、姿勢に拘わらず、第１の電極２２２と第２の電極２２３との間の電流経路を確実に遮断することができる。
【0112】
例えば、貫通孔３２６ｈ内の少なくとも一部には、予備はんだ３７５と共に、又は予備はんだ３７５に代えて、フラックスが充填されていてもよい。この構成によっても、ヒューズエレメント３２０の濡れ性を高め、効率よく溶融導体を貫通孔３２６ｈに呼び込むことができる。
【0113】
本実施形態では、複数の発熱抵抗体３２４が、ヒューズエレメント３２０の上下方向の両面側にそれぞれ配置されている。
各発熱抵抗体３２４の一端は、発熱体引出電極３２１を介してヒューズエレメント３２０と接続されている。各発熱抵抗体３２４の他端は、不図示の外部接続電極を介して発熱抵抗体３２４を発熱させるための電源に接続されている。
各発熱抵抗体３２４の一端は、発熱体引出電極３２１を介してヒューズエレメント３２０と接続されている。各発熱抵抗体３２４の他端は、不図示の外部接続電極を介して発熱抵抗体３２４を発熱させるための電源に接続されている。
【0114】
保護素子３１１は、ヒューズエレメント３２０を溶断する際には、各発熱抵抗体３２４がそれぞれ発熱するとともに溶融導体を各貫通孔３２６ｈ内に吸引する。したがって、保護素子３１１は、大電流用途に対応するためにヒューズエレメント３２０の断面積を増大させ溶融導体が多量に発生した場合にも、溶融導体を上下方向両側から吸引し、確実にヒューズエレメント３２０を溶断させることができる。また、保護素子３１１は、上下方向両側から溶融導体を吸引することにより、より速やかにヒューズエレメント３２０を溶断させることができる
【0115】
保護素子３１１は、ヒューズエレメント３２０として、内層を構成する低融点金属を高融点金属で被覆する被覆構造を用いた場合にも、ヒューズエレメント３２０を速やかに溶断させることができる。高融点金属で被覆されたヒューズエレメント３２０は、発熱抵抗体３２４が発熱した場合にも、外層の高融点金属が溶融する温度まで加熱するのに時間を要する。保護素子３１１は、複数の発熱抵抗体３２４を備え、同時に各発熱抵抗体３２４を発熱させることで、外層の高融点金属を速やかに溶融温度まで加熱することができる。したがって、保護素子３１１によれば、外層を構成する高融点金属層の厚みを厚くすることができ、さらなる高定格化を図りつつ、速溶断特性を維持することができる。
【0116】
保護素子３１１は、一対の発熱抵抗体３２４が対向してヒューズエレメント３２０に接続されることが好ましい。これにより、保護素子３１１は、一対の発熱抵抗体３２４で、ヒューズエレメント３２０の同一箇所を両面側から同時に加熱するとともに上下方向両側から溶融導体を吸引することができる。したがって、より速やかにヒューズエレメント３２０を加熱、溶断することができる。
【0117】
なお、発熱抵抗体３２４は、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの表面側に設けられることに限らず、絶縁基板３２６Ａ，３２６Ｂの裏面側に設けられてもよい。例えば、発熱抵抗体３２４の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0118】
（変形例）
上記実施形態では、はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ以外の組成で示されてもよい。例えば、はんだの組成は、設計仕様に応じて変更することができる。
上記実施形態では、はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ－Ｘ（ただし、Ｘは、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ又はＩｎである）で示される例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、はんだの組成は、Ｓｎ－Ｂｉ以外の組成で示されてもよい。例えば、はんだの組成は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0119】
上記実施形態では、保護素子は、絶縁基板の上に、ヒューズエレメントを覆うカバー部材を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保護素子は、カバー部材を備えていなくてもよい。例えは、カバー部材の設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0120】
上記実施形態では、カバー部材は、端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に配置されたエポキシ系樹脂接着材を介して設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、カバー部材は、エポキシ系樹脂接着剤を介さずに、端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に配置されてもよい。例えば、カバー部材の配置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0121】
上記実施形態では、カバー部材は、端子部に形成されたエポキシ系フラックス上に塗布されたエポキシ系樹脂接着材を介して接着されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、カバー部材は、塗布以外の方法で形成されたエポキシ系樹脂接着剤を介して接着されていてもよい。例えば、カバー部材の接着態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0122】
上記実施形態では、保護素子は、ヒューズエレメントとカバー部材との間に、エポキシ系フラックスを備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保護素子は、ヒューズエレメントとカバー部材との間に、エポキシ系フラックス以外のフラックスを備えてもよい。例えば、エポキシ系フラックスの設置態様は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0123】
上記実施形態では、保護素子の製造方法は、ヒューズエレメントと端子部とを接続した後、端子部とカバー部材とを接続する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、保護素子の製造方法は、ヒューズエレメントと端子部とを接続する工程と同時に、端子部とカバー部材とを接続してもよい。例えば、ヒューズエレメントと端子部とを接続する工程、端子部とカバー部材とを接続する工程の順序は、設計仕様に応じて変更することができる。
【0124】
本発明の保護素子は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【0125】
本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例および参考例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【実施例0126】
以下、本発明の上記実施形態に係る保護素子について、実施例を示して具体的に説明する。なお、下記の実施例は、本発明が適用された具体的な一例であり、本発明を限定するものではない。
【0127】
（実施例）
実施例の保護素子は、絶縁基板と、絶縁基板に設けられた端子部と、絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、エポキシ系フラックスを補助剤としたはんだによって端子部に接合されており、発熱抵抗体によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメントと、を備えるもの（図３に示す構成に相当）を準備した。実施例のはんだ合金の組成は、Ｓｎ－Ｂｉで示されるものとした。実施例のはんだ接続時のリフロー加熱は、リフロー炉で８ゾーンとした。
実施例の保護素子は、絶縁基板と、絶縁基板に設けられた端子部と、絶縁基板に設けられた発熱抵抗体と、エポキシ系フラックスを補助剤としたはんだによって端子部に接合されており、発熱抵抗体によって所定の温度以上に加熱されると溶断されるヒューズエレメントと、を備えるもの（図３に示す構成に相当）を準備した。実施例のはんだ合金の組成は、Ｓｎ－Ｂｉで示されるものとした。実施例のはんだ接続時のリフロー加熱は、リフロー炉で８ゾーンとした。
【0128】
（比較例）
比較例の保護素子は、実施例の保護素子と基本構成は同じであるが、はんだ合金の組成は異なる。比較例のはんだ合金の組成は、ＳＡＣ３０５（Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ）で示されるものとした。比較例のはんだ接続時のリフロー加熱も、リフロー炉で８ゾーンとした。
比較例の保護素子は、実施例の保護素子と基本構成は同じであるが、はんだ合金の組成は異なる。比較例のはんだ合金の組成は、ＳＡＣ３０５（Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ）で示されるものとした。比較例のはんだ接続時のリフロー加熱も、リフロー炉で８ゾーンとした。
【0129】
（評価結果）
各保護素子のヒューズ抵抗値を４端子法により測定した。また、各保護素子の消費電力等を評価した。評価結果等を表１に示す。
各保護素子のヒューズ抵抗値を４端子法により測定した。また、各保護素子の消費電力等を評価した。評価結果等を表１に示す。
【0130】
【表1】
【0131】
表１に示すように、実施例のはんだ合金（Ｓｎ－Ｂｉ）によれば比較例のはんだ合金（ＳＡＣ３０５）に対して、消費電力を３０％以上低減できることが確認された。また、実施例のはんだ合金（Ｓｎ－Ｂｉ）の融点は比較例のはんだ合金（ＳＡＣ３０５）の融点より６０℃以上低いことから、実施例では比較例に対して設備ピーク設定温度を６０℃以上下げることができるため、設備の消費電力削減につながることが確認された。
【符号の説明】
【0132】
１１，２１１，３１１ 保護素子
２０，２２０，３２０ ヒューズエレメント
２２，２２２ 第１の電極（端子部）
２３．２２３ 第２の電極（端子部）
２４，２２４，３２４ 発熱抵抗体
２６，２２６，３２６Ａ，３２６Ｂ 絶縁基板
２８ 接続用はんだ（はんだ）
２９ エポキシ系フラックス
３０ エポキシ系フラックス
３１ エポキシ系樹脂接着材
３４ カバー部材
２０，２２０，３２０ ヒューズエレメント
２２，２２２ 第１の電極（端子部）
２３．２２３ 第２の電極（端子部）
２４，２２４，３２４ 発熱抵抗体
２６，２２６，３２６Ａ，３２６Ｂ 絶縁基板
２８ 接続用はんだ（はんだ）
２９ エポキシ系フラックス
３０ エポキシ系フラックス
３１ エポキシ系樹脂接着材
３４ カバー部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】