特許 7433811 ヒューズエレメント、ヒューズ素子および保護素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】ヒューズエレメント、ヒューズ素子および保護素子

(51)【国際特許分類】

   H01H 85/08 20060101AFI20240213BHJP

   H01H 37/76 20060101ALI20240213BHJP

   H01H 85/06 20060101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

H01H85/08

H01H37/76 F

H01H85/06

H01H37/76 Q

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019152939

(22)【出願日】2019-08-23

(65)【公開番号】P2021034221

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-05-24

(73)【特許権者】

【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】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(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】米田 吉弘

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２４９１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１４１６７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ８５／０８

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０１Ｈ ８５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１端子と第２端子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に配置された貫通孔を有さない平板状の溶断部を有するヒューズエレメントを備え、
前記ヒューズエレメントの幅が、前記第１端子および前記第２端子の前記ヒューズエレメントとの接合部分の幅の１００％超２００％以下の長さを有し、
前記ヒューズエレメントは、低融点金属層と、前記低融点金属層の厚み方向の両面に積層された高融点金属層とからなり、
前記ヒューズエレメントは、前記第１端子および前記第２端子と接合される側面が、前記高融点金属層によって被覆され、前記第１端子と前記第２端子とを繋ぐ方向の側面に前記低融点金属層が露出しているヒューズ素子。

【請求項2】

上記溶断部の幅が、前記接合部分の幅の１５０％以下の長さである請求項１に記載のヒューズ素子。

【請求項3】

前記溶断部の溶断温度が１４０℃～４００℃である請求項１または請求項２に記載のヒューズ素子。

【請求項4】

前記低融点金属層が、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする合金からなり、
前記高融点金属層が、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｇを主成分とする合金、Ｃｕを主成分とする合金から選ばれるいずれかからなる請求項１～請求項３の何れか一項に記載のヒューズ素子。

【請求項5】

前記第１端子および前記第２端子と、前記溶断部とが導電接続部材によって接合されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のヒューズ素子。

【請求項6】

前記第１端子および前記第２端子が、絶縁基板の表面に配置されている請求項１～請求項５の何れか一項に記載のヒューズ素子。

【請求項7】

請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のヒューズエレメントと、
前記ヒューズエレメントを加熱し溶断させる発熱体とが備えられ、
前記第１端子および前記第２端子が、絶縁基板上に配置され、
前記ヒューズエレメントが、前記第１端子と前記第２端子との間に跨って配置されている保護素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒューズエレメント、ヒューズ素子および保護素子に関する。

【背景技術】

【0002】

回路基板に定格電流を超える過電流が通電したときに、電流経路を遮断させる電流遮断素子として、ヒューズ素子が知られている。ヒューズ素子は、過電流によってヒューズエレメントが発熱して溶断することにより電流経路を遮断するものである。

【0003】

例えば、特許文献１には、溶断部の両側に端子部を有するヒューズエレメントと、溶断部を包囲するケーシングとを備え、溶断部に切り欠きや複数の小孔が設けられたヒューズが記載されている。
また、特許文献２には、２つの平板状部間に位置するヒューズが、２つの平板状部と一体に形成されているチップ型ヒューズが記載されている。特許文献２には、ヒューズ本体の両端に連結部が形成され、連結部の長縁がヒューズ本体の幅寸法よりも長いチップ型ヒューズが記載されている。

【0004】

また、回路基板に過電流の発生以外の異常が発生したときに、電流経路を遮断させる電流遮断素子として、発熱体（ヒーター）を用いた保護素子が知られている。保護素子では、発熱体が発熱した熱によってヒューズエレメントが溶断する。発熱体は、過電流の発生以外の異常時に電流が通電されることによって、発熱するようにされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－１５７１５号公報

【文献】特許第５７３７６６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、ヒューズ素子および保護素子においては、定格電流を大きくすることが要求されている。
従来の高定格ヒューズ素子において、ヒューズエレメントの材料として、銅（融点１０８５℃）などの高融点金属が用いられているものがある。銅などの高融点金属からなるヒューズエレメントでは、局所的に発熱する発熱ポイントを溶断部に形成している。このことにより、ヒューズエレメントの溶断部に結合された端子が加熱され過ぎないようにして、ヒューズ素子の取り付けられている電子機器が耐熱温度を超えないようにしている。例えば、ハンダを用いて電気的な接続を形成している電子機器では、耐熱温度は２２０℃程度である。

【0007】

ヒューズエレメントにおける発熱ポイントは、溶断部に複数の小孔を設けたり、溶断部の幅を細くしたりすることによって形成されている。例えば、特許文献１には、溶断部に切り欠きや複数の小孔が設けられたヒューズエレメントが記載されている。また、特許文献２には、連結部の長縁がヒューズ本体の幅寸法よりも長いチップ型ヒューズが記載されている。

【0008】

また、銅などの高融点金属からなるヒューズエレメントでは、発熱ポイントと溶断部に結合された端子との間の距離を確保して、発熱ポイントからの熱によって端子が加熱され過ぎないようにする必要がある。このことは、以下に示すように、定格電流の大きなヒューズ素子において、小型化を阻害する要因となっている。

【0009】

２つの端子間に配置されたヒューズエレメントでは、ヒューズエレメントの長さ（２つの端子間の長さ）と抵抗値とは比例関係にある。したがって、ヒューズエレメントを長くして、発熱ポイントと端子との距離を離し、端子が加熱され過ぎないようにすると、ヒューズエレメントの抵抗が大きくなる。このため、ヒューズエレメントを備えるヒューズ素子の定格電流を大きくできない。

【0010】

発熱ポイントと溶断部に結合された端子との間の距離を長くし、かつヒューズエレメントの抵抗の増大を抑制するには、溶断部の断面積を大きくすればよい。しかし、溶断部の断面積を大きくしてヒューズエレメントの抵抗を小さくすると、発熱ポイントの発熱量が増大する。その結果、端子の過加熱を抑制するために更に発熱ポイントと端子との間の距離を長くしなければならなくなる。
このことから、高融点金属からなるヒューズエレメントを備えるヒューズ素子では、ヒューズ素子の小型化と、定格電流の大電流化とを両立することは、困難であった。

【0011】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ヒューズ素子および保護素子の定格電流の大電流化および小型化に寄与できるヒューズエレメントを提供することを目的とする。
また、上記ヒューズエレメントを備える定格電流の大電流化および小型化に寄与できるヒューズ素子および保護素子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】

【0012】

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。

【0013】

（１）第１端子と第２端子との間に配置された貫通孔を有さない平板状の溶断部を有し、
前記溶断部の幅が、前記第１端子および前記第２端子の前記溶断部との接合部分の幅の８０％以上の長さを有するヒューズエレメント。

【0014】

（２）上記溶断部の幅が、前記接合部分の幅の９５％以上の長さである（１）に記載のヒューズエレメント。
（３）前記溶断部の溶断温度が１４０℃～４００℃である（１）または（２）に記載のヒューズエレメント。

【0015】

（４）前記溶断部は、低融点金属層と、前記低融点金属層よりも融点の高い高融点金属層とが、厚み方向に積層されて形成されている（１）～（３）のいずれかに記載のヒューズエレメント。
（５）前記低融点金属層が、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする合金からなり、
前記高融点金属層が、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｇを主成分とする合金、Ｃｕを主成分とする合金から選ばれるいずれかからなる（４）に記載のヒューズエレメント。

【0016】

（６）前記溶断部は、前記低融点金属層と、前記低融点金属層の両面に積層された前記高融点金属層とからなる（４）または（５）に記載のヒューズエレメント。
（７）上記溶断部の幅が、前記接合部分の幅の２００％以下の長さである（１）～（６）のいずれかに記載のヒューズエレメント。
（８）前記第１端子および前記第２端子と、前記溶断部とが導電接続部材によって接合されている（１）～（７）のいずれかに記載のヒューズエレメント。

【0017】

（９）（１）～（８）のいずれかに記載のヒューズエレメントが備えられているヒューズ素子。
（１０）前記第１端子および前記第２端子が、絶縁基板の表面に配置されている（９）に記載のヒューズ素子。

【0018】

（１１）（１）～（８）のいずれかに記載のヒューズエレメントが備えられ、
前記ヒューズエレメントを加熱し溶断させる発熱体とが備えられ、
前記第１端子および前記第２端子が、絶縁基板上に配置され、
前記ヒューズエレメントが、前記第１端子と前記第２端子との間に跨って配置されている保護素子。

【発明の効果】

【0019】

本発明のヒューズエレメントは、これを備えたヒューズ素子および保護素子における定格電流の大電流化および小型化に寄与できる。
本発明のヒューズ素子および保護素子は、本発明のヒューズエレメントを備えているため、定格電流の大電流化および小型化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１（ａ）は、第１実施形態のヒューズ素子を示した平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すヒューズ素子をＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。

【図2】図２（ａ）は、第２実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示したヒューズ素子を図２（ａ）の下側から見た側面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示したヒューズ素子を図２（ａ）の右側から見た側面図である。

【図3】図３（ａ）は、第３実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子を図３（ａ）の下側から見た側面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子の図３（ａ）の右側から見た側面図である。図３（ｄ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子に備えられているヒューズエレメントを示した斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、第４実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したヒューズ素子を図４（ａ）の下側から見た側面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示したヒューズ素子を図４（ａ）の右側から見た側面図である。

【図5】図５（ａ）は、第５実施形態の保護素子を示した平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保護素子をＢ－Ｂ´線に沿って切断した断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した保護素子を図５（ａ）の右側から見た側面図である。

【図6】図６（ａ）は、第６実施形態の保護素子を示した平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した保護素子を図６（ａ）の下側から見た側面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示した保護素子を図６（ａ）の右側から見た側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係るヒューズエレメント、ヒューズ素子および保護素子について、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、本発明の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できる。

【0022】

［第１実施形態（ヒューズ素子）］
図１（ａ）は、第１実施形態のヒューズ素子を示した平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すヒューズ素子をＡ－Ａ´線に沿って切断した断面図である。
本実施形態のヒューズ素子１０は、図１（ａ）に示すように、第１端子２０ａと、第２端子２０ｂと、第１端子２０ａと第２端子２０ｂとの間に配置された溶断部１ｅからなる本実施形態のヒューズエレメント１とを有する。

【0023】

（ヒューズエレメント）
本実施形態のヒューズ素子１０の備えるヒューズエレメント１は、溶断部１ｅからなる。ヒューズエレメント１は、第１端子２０ａと第２端子２０ｂとを電気的に接続している。溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）と、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂとは、それぞれハンダなどの導電接続部材によって接合されることにより、電気的に接続されている。

【0024】

溶断部１ｅは、図１（ａ）に示すように、貫通孔を有さない厚みが略一定の平板状のものである。図１（ａ）に示すように、溶断部１ｅは、第１端子２０ａと第２端子２０ｂとを繋ぐ方向を長辺とし、第１端子２０ａと第２端子２０ｂとを繋ぐ方向と略直交する方向（以下、「幅方向」という場合がある。）を短辺とする平面視略長方形の形状を有している。

【0025】

なお、図１（ａ）に示すヒューズ素子１０では、溶断部１ｅが平面視略長方形とされているヒューズエレメント１を備える場合を例に挙げて説明するが、ヒューズエレメントの溶断部の形状は平面視略長方形に限定されない。例えば、溶断部１ｅの幅および厚みは一定でなくてもよい。

【0026】

溶断部１ｅの溶断温度は、１４０℃～４００℃であることが好ましい。溶断部１ｅの溶断温度が１４０℃以上であると、通常の使用可能温度で溶断しないヒューズ素子１０となり、好ましい。溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下であると、溶断時に第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂが高温となって、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの接続されている部材に悪影響を及ぼすことを防止できる。

【0027】

本実施形態のヒューズ素子１０では、溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）が、図１（ｂ）に示すように、断面視矩形の平板状の低融点金属層１ａと、低融点金属層１ａの全面を略一定の厚みで被覆するように積層された高融点金属層１ｂとによって形成されていることが好ましい。この場合、溶断部１ｅは、図１（ｂ）に示すように、低融点金属層１ａと、低融点金属層１ａの厚み方向両面に積層された高融点金属層１ｂとからなる３層構造を有し、全ての側面が高融点金属層１ｂによって被覆されたものとなる。このため、ヒューズ素子１０の製造工程におけるリフロー時の加熱によって、溶断部１ｅから低融点金属層１ａが流出したり、ハンダなどの導電接続部材が溶断部１ｅに流入したりすることが抑制される。その結果、ヒューズ素子１０の製造工程におけるリフロー時に、溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）が変形することによる溶断部１ｅの抵抗値変動が抑制され、溶断特性の安定したヒューズ素子１０を容易に製造できる。

【0028】

低融点金属層１ａは、ＳｎもしくはＳｎを主成分とする合金からなるものであることが好ましい。Ｓｎを主成分とする合金におけるＳｎ含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。Ｓｎを主成分とする合金の例としては、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金などが挙げられる。

【0029】

高融点金属層１ｂは、低融点金属層１ａよりも融点の高い層であり、低融点金属層１ｂの溶融物によって溶解される金属材料からなる層であることが好ましい。
高融点金属層１ｂの融点は、低融点金属層１ａの融点に対して１００℃以上高い温度であって９００℃高い温度以下の範囲内であることが好ましい。

【0030】

高融点金属層１ｂは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｇを主成分とする合金、Ｃｕを主成分とする合金から選ばれるいずれかからなるものであることが好ましく、ＡｇもしくはＡｇを主成分とする合金からなるものであることがより好ましい。Ａｇを主成分とする合金におけるＡｇ含有量は、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。Ａｇを主成分とする合金の例としては、銀パラジウム合金が挙げられる。Ａｇは、貴金属であり、イオン化傾向が低く、大気中で酸化されにくく、しかも低融点金属層１ａの溶融物によって溶解されやすい。このため、ＡｇもしくはＡｇを主成分とする合金は、高融点金属層１ｂの材料として好適である。

【0031】

溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）は、例えば、低融点金属層１ａがＳｎを主成分とする合金からなり、高融点金属層１ｂがＡｇからなり、低融点金属層１ａの厚みと高融点金属層１ｂの厚み合計との比（低融点金属層１ａ：高融点金属層１ｂ）が１：１～５０：１であるものとすることができる。このような溶断部１ｅは、溶断温度が１４０℃～４００℃となる。

【0032】

溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）は、低融点金属層１ａがＳｎを主成分とする合金からなり、高融点金属層１ｂがＡｇからなり、低融点金属層１ａの厚みと高融点金属層１ｂの厚み合計との比（低融点金属層１ａ：高融点金属層１ｂ）が１０：１である場合、体積抵抗率（比抵抗）が約７．４μΩ・ｃｍとなる。

【0033】

ヒューズエレメント１は、例えば、めっき法を用いて製造できる。具体的には、ヒューズエレメント１の低融点金属層１ａに対応する形状の金属箔を用意し、金属箔の表面全面にめっき法を用いて高融点金属層１ｂを形成する。このことにより、低融点金属層１ａの全面が、略一定の厚みを有する高融点金属層１ｂによって被覆された平板状のヒューズエレメント１が得られる。

【0034】

（第１端子、第２端子）
第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂは、ヒューズ素子１０を使用する際に、図示しない電気回路の端子部に接合されることにより、電気回路と電気的に接続される。図１（ａ）に示すように、第１端子２０ａの中心部には、円形の貫通孔からなる取付穴３ａが設けられている。第２端子２０ｂの中心部には、第１端子２０ａと同様に、円形の貫通孔からなる取付穴３ｂが設けられている。本実施形態のヒューズ素子１０は、例えば、ボルトなどの接合部材と取付穴３ａ、３ｂとを用いて、所定の位置に着脱自在に取り付けられる。

【0035】

図１（ａ）に示すように、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂにおける溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄは、同じである。また、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの平面形状は、溶断部１ｅを挟んで略対称であり、かつ溶断部１ｅの幅１ｄ方向中心に対して略対称である。

【0036】

第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの平面形状は、図１（ａ）に示す例に限定されるものではない。例えば、取付穴３ａ、３ｂの平面形状は、円形に限定されるものではなく、楕円形、多角形などであってもよい。また、取付穴３ａ、３ｂに代えて、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂが平面視Ｃ字状となるように切り欠きが設けられていてもよい。また、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂにおける溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄが同じであれば、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの平面形状は、溶断部１ｅを挟んで略対称でなくてもよいし、溶断部１ｅの幅１ｄ方向中心に対して略対称でなくてもよい。

【0037】

第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂは、導電性を有する材料で形成されている。例えば、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂは、ＣｕまたはＣｕを主成分とする合金からなるものとすることができる。Ｃｕを主成分とする合金の例としては、Ｃｕ－Ｎｉ合金が挙げられる。

【0038】

本実施形態のヒューズ素子１０では、図１（ａ）に示すように、平面視での溶断部１ｅの幅１ｄは、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さ（｛１ｄ／２ｄ｝×１００≧８０（％））を有し、接合部分の幅２ｄの９５％以上の長さであることが好ましく、１００％超であることがより好ましい。
本明細書では、溶断部の幅方向の長さが一定でない場合の溶断部１ｅの幅１ｄとは、幅方向の長さが最も短い部分の長さを意味する。また、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂにおける溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄとは、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの溶断部１ｅに最も近い部分における溶断部１ｅの幅１ｄと平行な長さを意味する。

【0039】

溶断部１ｅの幅１ｄが上記の８０％以上の長さであると、溶断部１ｅの幅１ｄが広いことによる溶断部１ｅの抵抗を低くする効果が十分に得られる。
また、溶断部１ｅの幅１ｄは、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄの２００％以下であることが好ましく、１５０％以下であることがより好ましい。溶断部１ｅの幅１ｄが上記の２００％以下の長さであると、溶断部１ｅの幅１ｄが広すぎることによるヒューズ素子１０の小型化への影響を抑制できる。

【0040】

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すヒューズ素子１０は、公知の方法により製造できる。例えば、ヒューズエレメント１（溶断部１ｅ）と、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂとを、それぞれハンダなどの導電接続部材によって接合することにより、電気的に接続する方法により製造できる。

【0041】

本実施形態のヒューズ素子１０の溶断部１ｅは、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂを介して接合された電気回路に定格電流が流れている間は溶断されない。上記の電気回路に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部１ｅが溶断されて、第１端子２０ａと第２端子２０ｂとの間が断線され、電気回路の電流経路が遮断される。

【0042】

溶断部１ｅが、低融点金属層１ａと高融点金属層１ｂとが厚み方向に積層されて形成されたものである場合、電気回路に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部１ｅの低融点金属層１ａが発熱して溶融し、生成した低融点金属層１ａの溶融物によって高融点金属層１ｂが溶解され、溶断部１が速やかに溶断される。

【0043】

本実施形態のヒューズ素子１０は、溶断部１ｅの幅１ｄが、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの溶断部１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さであり、幅１ｄの広い低抵抗の溶断部１ｅを有しているため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0044】

さらに、本実施形態のヒューズ素子１０における溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂが高温となって、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂの接続されている部材に悪影響を及ぼすことを防止でき、ヒューズ素子１０の取り付けられている電子機器が耐熱温度を超えることを防止できる。したがって、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂが加熱され過ぎないように、溶断部に複数の小孔を設けたり、溶断部の幅を細くしたりして、局所的な発熱ポイントを形成する必要はない。

【0045】

また、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂが加熱され過ぎないように、溶断部１ｅに発熱ポイントを形成するとともに溶断部１ｅの長さを長くして、発熱ポイントと第１端子２０ａおよび第２端子２０ｂとの間の距離を長くする必要はない。よって、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１ｅの長さ（第１端子２０ａと第２端子２０ｂとの間の距離）を短くできる。

【0046】

溶断部１ｅ（ヒューズエレメント１）は、長さと抵抗値とが比例関係にある。したがって、ヒューズエレメント１の長さを短くするほど、ヒューズエレメント１の抵抗値が低下する。上述したように、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１ｅの長さを短くできるため、小型でより一層低抵抗の溶断部１ｅとすることができる。その結果、ヒューズ素子１０を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【0047】

また、溶断部１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断部１ｅの長さを短くできるため、例えば、融点（１０８５℃）が高いため溶断部の溶断温度が４００℃超となる銅からなるヒューズエレメント（体積抵抗率１．６２μΩ・ｃｍ）と比較して、体積抵抗率の高い材料で溶断部１ｅが形成されていても、溶断部１ｅの抵抗値を低くでき、定格電流を大きくできる。

【0048】

［第２実施形態（ヒューズ素子）］
図２（ａ）は、第２実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示したヒューズ素子を図２（ａ）の下側から見た側面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示したヒューズ素子を図２（ａ）の右側から見た側面図である。なお、図２（ａ）および図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すヒューズ素子２０のカバー部材５を外した状態を示している。

【0049】

図２（ａ）～図２（ｃ）に示すように、ヒューズ素子２０は、ヒューズエレメント１１と、絶縁基板４と、絶縁基板４の表面４ａに配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれヒューズエレメント１１に導電接続される端子として機能する。

【0050】

図２（ａ）～図２（ｃ）に示す第２実施形態のヒューズ素子２０に備えられているヒューズエレメント１１と、第１実施形態に備えられているヒューズエレメント１とが異なるところは、図２（ａ）～図２（ｃ）に示すヒューズエレメント１１では、第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向の側面が高融点金属層１ｂによって被覆されておらず、側面に低融点金属層１ａが露出しているところのみである。したがって、第２実施形態のヒューズ素子２０に備えられているヒューズエレメント１１は、第１実施形態に備えられているヒューズエレメント１と同様の材料および層構造を有する。このため、第２実施形態に備えられているヒューズエレメント１１については、第１実施形態に備えられているヒューズエレメント１と異なるところのみ説明する。

【0051】

本実施形態のヒューズ素子２０では、ヒューズエレメント１１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間に配置された溶断部１１ｅと、第１電極２ａ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）によって接合された第１接合部１１ｆと、第２電極２ａ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）よって接合された第２接合部１１ｇとを有している。図２（ｂ）に示すように、溶断部１１ｅと絶縁基板４の表面４ａとの間には、空間が形成されている。

【0052】

第２実施形態のヒューズ素子２０に備えられているヒューズエレメント１１では、図２（ｂ）に示すように、第１電極２ａまたは第２電極２ｂと接合される側面は、高融点金属層１ｂによって被覆されている。このため、ヒューズ素子２０の製造工程におけるリフロー時の加熱によって、溶断部１１ｅから低融点金属層１ａが流出したり、ハンダなどの導電接続部材が溶断部１１ｅに流入したりすることが抑制される。その結果、ヒューズ素子２０の製造工程におけるリフロー時に、溶断部１１ｅ（ヒューズエレメント１１）が変形することによる溶断部１１ｅの抵抗値変動が抑制され、溶断特性の安定したヒューズ素子２０を容易に製造できる。

【0053】

ヒューズエレメント１１は、例えば、無電解めっき法を用いて製造できる。具体的には、低融点金属層１ａとなる帯状（リボン状）の金属箔を用意する。金属箔としては、第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向におけるヒューズエレメント１１の低融点金属層１ａの長さに対応する幅を有するものを用いる。次に、金属箔の表面に無電解めっき法を用いて高融点金属層１ｂを形成し、帯状の積層体を得る。その後、帯状の積層体の長さを所定の寸法に切断して平板状とする。このことにより、所定の矩形形状を有し、切断面に低融点金属層１ａが露出されたヒューズエレメント１１が得られる。この製造方法は、特に小型のヒューズエレメントを製造する場合に好適である。

【0054】

本実施形態のヒューズ素子２０においても、第１実施形態と同様に、図２（ｃ）に示すように、平面視での溶断部１１ｅの幅１ｄは、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さ（｛１ｄ／２ｄ｝×１００≧８０（％））を有し、接合部分の幅２ｄの９５％以上の長さであることが好ましく、１００％超であることがより好ましい。

【0055】

本実施形態のヒューズ素子２０に備えられているヒューズエレメント１１は、第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向の側面に低融点金属層１ａが露出している。このため、以下に示す理由により、平面視での溶断部１１ｅの幅１ｄが、第１電極２ａまたは第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの１００％超の長さであることがより好ましい。すなわち、ヒューズエレメント１１の第１電極２ａおよび第２電極２ｂと接合される側面を被覆する高融点金属層１ｂによって、ヒューズ素子２０の製造工程におけるリフロー時に、ハンダなどの導電接続部材とヒューズエレメント１１の低融点金属層１ａとが接触することを、より効果的に抑制できる。その結果、リフロー時に溶断部１１ｅ（ヒューズエレメント１１）が変形することによる溶断部１１ｅの抵抗値変動が抑制され、溶断特性の安定したヒューズ素子２０を容易に製造できる。

【0056】

絶縁基板４は、電気絶縁性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、樹脂基板、セラミックス基板、樹脂とセラミックスとの複合体基板など、回路基板として用いられている公知の絶縁基板を用いることができる。樹脂基板としては、具体的には、エポキシ樹脂基板、フェール樹脂基板、ポリイミド基板などが挙げられる。セラミックス基板としては、具体的には、アルミナ基板、ガラスセラミックス基板、ムライト基板、ジルコニア基板などが挙げられる。複合体基板としては、具体的には、ガラスエポキシ基板が挙げられる。

【0057】

第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、絶縁基板４の対向する一対の両端部に配置されている。第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれＡｇ配線、Ｃｕ配線などの導電パターンによって形成されている。
第１電極２ａおよび第２電極２ｂの表面は、それぞれ酸化などによる電極特性の変質を抑制するために、電極保護層で被覆されていてもよい。電極保護層の材料としては、Ｓｎめっき膜、Ｎｉ／Ａｕめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき膜等を用いることができる。

【0058】

第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれキャスタレーション２１ａ、２１ｂを介して絶縁基板４の裏面４ｂに形成された第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂと電気的に接続されている。第１電極２ａと第１外部接続電極４２ａとの接続、および第２電極２ｂと第２外部接続電極４２ｂとの接続は、スルーホールを介して行ってもよい。

【0059】

本実施形態のヒューズ素子２０では、図２（ｂ）に示すように、カバー部材５が接着剤を介して取り付けられていることが好ましい。カバー部材５が取り付けられていることによって、ヒューズ素子２０の内部が保護されるとともに、ヒューズエレメント１１が溶断する際に発生する溶融物の飛散を防止できる。カバー部材５の材料としては、各種エンジニアリングプラスチックおよび／またはセラミックスを用いることができる。

【0060】

本実施形態のヒューズ素子２０は、第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂを介して、回路基板（不図示）の電流経路上に実装されて使用される。回路基板の電流経路上に定格電流が流れている間は、ヒューズ素子２０に備えられているヒューズエレメント１１の溶断部１１ｅは溶断されない。回路基板の電流経路上に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部１１ｅが溶断されることにより、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間が断線されて、回路基板の電流経路が遮断される。

【0061】

溶断部１１ｅが、低融点金属層１ａと高融点金属層１ｂとが厚み方向に積層されて形成されたものである場合、回路基板の電流経路上に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部１１ｅの低融点金属層１ａが発熱して溶融し、生成した低融点金属層１ａの溶融物によって高融点金属層１ｂが溶解され、溶断部１１ｅが速やかに溶断される。

【0062】

本実施形態のヒューズ素子２０は、第１実施形態のヒューズ素子１０と同様に、溶断部１１ｅの幅１ｄが、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さである幅１ｄの広い低抵抗の溶断部１１ｅを有するため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0063】

さらに、本実施形態のヒューズ素子２０における溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１電極２ａおよび第２電極２ｂが高温となって、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの接続されている部材、ならびに第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂが接続されている回路基板に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１１ｅの長さ（第１電極２ａと第２電極２ｂとの間の距離）を短くでき、ヒューズ素子２０を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【0064】

［第３実施形態（ヒューズ素子）］
図３（ａ）は、第３実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子を図３（ａ）の下側から見た側面図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子を図３（ａ）の右側から見た側面図である。なお、図３（ａ）および図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示すヒューズ素子２５のカバー部材５を外した状態を示している。図３（ｄ）は、図３（ａ）に示したヒューズ素子に備えられているヒューズエレメントを示した斜視図である。

【0065】

図３（ａ）～図３（ｃ）に示すように、ヒューズ素子２５は、図３（ｄ）に示すヒューズエレメント１５と、絶縁基板４と、絶縁基板４の表面４ａに配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。第２実施形態と同様に、第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれヒューズエレメント１５に導電接続される端子として機能する。

【0066】

図３（ａ）～図３（ｃ）に示す第３実施形態のヒューズ素子２５と、第２実施形態に示すヒューズ素子２０とが異なるところは、図３（ａ）～図３（ｃ）に示すヒューズ素子２５に備えられているヒューズエレメント１５の第１接合部１５ｆおよび第２接合部１５ｇにおける高融点金属層１ｂの厚み（形状）のみである。したがって、第３実施形態においては、第２実施形態と異なるところのみ説明し、第２実施形態と同じ部材については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0067】

第３実施形態のヒューズ素子２５に備えられているヒューズエレメント１５では、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すように、第１接合部１５ｆおよび第２接合部１５ｇの高融点金属層１ｂの厚みが、溶断部１５ｅよりも厚くなっている。このことにより、図３（ｂ）および図３（ｄ）に示すヒューズエレメント１５の切断面は、ドッグボーン形状となっている。第１接合部１５ｆは、ハンダなどの導電接続部材（不図示）によって第１電極２ａに接合された部分である。また、第２接合部１５ｇは、ハンダなどの導電接続部材（不図示）によって第２電極２ｂに接合された部分である。このため、第３実施形態のヒューズ素子２５では、第１接合部１５ｆおよび第２接合部１５ｇを形成している高融点金属層１ｂによって、ヒューズ素子２５の製造工程におけるリフロー時に、ハンダなどの導電接続部材とヒューズエレメント１５の低融点金属層１ａとが接触することを、より効果的に抑制できる。その結果、リフロー時に溶断部１５ｅ（ヒューズエレメント１５）が変形することによる溶断部１５ｅの抵抗値変動がより効果的に抑制され、溶断特性の安定したヒューズ素子２５を容易に製造できる。

【0068】

ヒューズエレメント１５は、例えば、電解めっき法を用いて製造できる。具体的には、低融点金属層１ａとなる帯状（リボン状）の金属箔を用意する。金属箔としては、第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向におけるヒューズエレメント１５の低融点金属層１ａの長さに対応する幅を有するものを用いる。次に、金属箔の表面に電解めっき法を用いて高融点金属層１ｂを形成し、帯状の積層体を得る。その後、帯状の積層体の長さを所定の寸法に切断して平板状とする。このことにより、所定の矩形形状を有し、切断面に低融点金属層１ａが露出されたヒューズエレメント１５が得られる。
なお、本実施形態では、電解めっき加工時の電流集中によって、帯状の金属箔の幅方向端部に幅方向中心部よりも厚い高融点金属層１ｂが形成される。このため、図３（ｄ）に示すように、ヒューズエレメント１５は、第１接合部１５ｆおよび第２接合部１５ｇの高融点金属層１ｂの厚みが、溶断部１５ｅよりも厚く、ドッグボーン形状の切断面を有するものとなる。この製造方法は、特に小型のヒューズエレメントを製造する場合に好適である。

【0069】

本実施形態のヒューズ素子２５においても、第１実施形態および第２実施形態と同様に、図３（ｃ）に示すように、平面視での溶断部１５ｅの幅１ｄは、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１５ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さ（｛１ｄ／２ｄ｝×１００≧８０（％））を有し、接合部分の幅２ｄの９５％以上の長さであることが好ましく、１００％超であることがより好ましい。

【0070】

本実施形態のヒューズ素子２５に備えられているヒューズエレメント１５は、第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向の側面に低融点金属層１ａが露出している。このため、第２実施形態と同様に、平面視での溶断部１５ｅの幅１ｄが、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１５ｅとの接合部分の幅２ｄの１００％超の長さであることがより好ましい。

【0071】

本実施形態のヒューズ素子２５は、第１実施形態および第２実施形態のヒューズ素子と同様に、溶断部１５ｅの幅１ｄが、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１５ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さである幅１ｄの広い低抵抗の溶断部１５ｅを有するため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0072】

さらに、本実施形態のヒューズ素子２５における溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１電極２ａおよび第２電極２ｂが高温となって、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの接続されている部材、ならびに第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂが接続されている回路基板に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１１ｅの長さ（第１電極２ａと第２電極２ｂとの間の距離）を短くでき、ヒューズ素子２５を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【0073】

［第４実施形態（ヒューズ素子）］
図４（ａ）は、第４実施形態のヒューズ素子を示した平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したヒューズ素子を図４（ａ）の下側から見た側面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）に示したヒューズ素子を図４（ａ）の右側から見た側面図である。なお、図４（ａ）および図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示すヒューズ素子４０のカバー部材５を外した状態を示している。

【0074】

図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント５０と、絶縁基板４と、絶縁基板４の表面４ａに配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。
第４実施形態においては、ヒューズエレメント５０として、第２実施形態に備えられているヒューズエレメント１１と同様のものを備えている。このため、第４実施形態においては、ヒューズエレメント５０の溶断温度、材料、層構造についての説明を省略する。

【0075】

本実施形態のヒューズ素子４０に備えられているヒューズエレメント５０は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間に配置された溶断部５１と、第１電極２ａ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）によって接合された第１接合部５２ａと、第２電極２ｂ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）よって接合された第２接合部５２ｂとを有している。図４（ｂ）に示すように、溶断部５１と絶縁基板４の表面４ａとの間には、空間が形成されている。

【0076】

本実施形態では、図４（ｂ）に示すようにヒューズエレメント５０が、第１電極２ａ上および第２電極２ｂ上から絶縁基板４の側面に亘って連続して覆っている。このことにより、第１電極２ａおよび第２電極２ｂと、絶縁基板４の裏面４ｂに配置された第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂとが、ヒューズエレメント５０を介して電気的に接続されている。

【0077】

本実施形態では、第１接合部５２ａは、第１外部接続電極４２ａと電気的に接続されており、ヒューズエレメント５０の溶断部５１に導電接続される端子として機能する。また、第２接合部５２ｂは、第２外部接続電極４２ｂと電気的に接続されており、ヒューズエレメント５０の溶断部５１に導電接続される端子として機能する。
本実施形態のヒューズ素子４０においては、帯状のヒューズエレメント５０の一部からなる第１接合部５２ａおよび第２接合部５２ｂが端子として機能するため、平面視での溶断部５１の幅は、第１接合部５２ａおよび第２接合部５２ｂの幅と同一である。よって、平面視での溶断部５１の幅は、第１接合部５２ａおよび第２接合部５２ｂの溶断部５１との接合部分の幅の１００％の長さを有する。

【0078】

本実施形態のヒューズ素子４０では、絶縁基板４、第１電極２ａおよび第２電極２ｂ、第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂは、第２実施形態のヒューズ素子２０と同じものを用いることができる。
また、本実施形態のヒューズ素子４０は、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様に、図４（ｂ）に示すように、カバー部材５が接着剤を介して取り付けられていることが好ましい。カバー部材５の材料としては、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様のものを用いることができる。

【0079】

本実施形態のヒューズ素子４０は、第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂを介して、回路基板（不図示）の電流経路上に実装されて使用される。回路基板の電流経路上に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部５１が溶断されることにより、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間が断線されて、回路基板の電流経路が遮断される。

【0080】

溶断部５１が、低融点金属層１ａと高融点金属層１ｂとが厚み方向に積層されて形成されたものである場合、回路基板の電流経路上に定格電流を超える過電流が通電されると、溶断部５１の低融点金属層１ａが発熱して溶融し、生成した低融点金属層１ａの溶融物によって高融点金属層１ｂが溶解され、溶断部５１が速やかに溶断される。

【0081】

本実施形態のヒューズ素子４０は、溶断部５１の幅が、第１接合部５２ａおよび第２接合部５２ｂの溶断部５１との接合部分の幅の１００％の長さである幅の広い低抵抗の溶断部５１を有するため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0082】

さらに、本実施形態のヒューズ素子４０における溶断部５１の溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１電極２ａおよび第２電極２ｂが高温となって、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの接続されている部材、ならびに第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂが接続されている回路基板に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、溶断部５１の溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部５１の長さ（第１接合部５２ａと第２接合部５２ｂとの間の距離）を短くでき、ヒューズ素子４０を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【0083】

［第５実施形態（保護素子）］
図５（ａ）は、第５実施形態の保護素子を示した平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す保護素子をＢ－Ｂ´線に沿って切断した断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した保護素子を図５（ａ）の右側から見た側面図である。なお、図５（ａ）および図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す保護素子３０のカバー部材５を外した状態を示している。

【0084】

図５（ａ）～図５（ｃ）に示すように、保護素子３０は、ヒューズエレメント１１と、ヒューズエレメント１１を加熱し溶断させる発熱体７と、絶縁基板４と、絶縁基板４の表面４ａに配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。本実施形態の保護素子３０では、図５（ｂ）に示すように、ヒューズエレメント１１が、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間に跨って配置されている。第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれヒューズエレメント１１に導電接続される端子として機能する。さらに、本実施形態の保護素子３０は、発熱体７に接続する第１発熱体電極９ａおよび第２発熱体電極９ｂと、第２発熱体電極９ｂに接続する発熱体引出電極９とを有する。

【0085】

第５実施形態の保護素子３０は、ヒューズエレメント１１と、絶縁基板４と、第１電極２ａおよび第２電極２ｂとして、第２実施形態のヒューズ素子２０に備えられているものと同様のものを備えている。このため、第５実施形態においては、ヒューズエレメント１１の溶断温度、材料、層構造についての説明を省略する。また、第５実施形態においては、絶縁基板４と、第１電極２ａおよび第２電極２ｂについての説明を省略する。

【0086】

本実施形態の保護素子３０では、ヒューズエレメント１１は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間に配置された溶断部１１ｅと、第１電極２ａ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）によって接合された第１接合部１１ｆと、第２電極２ｂ上にハンダなどの導電接続部材（不図示）よって接合された第２接合部１１ｇとを有している。
また、本実施形態の保護素子３０では、図５（ｂ）に示すように、溶断部１１ｅの絶縁基板４側の面と、発熱体引出電極９とが、電気的に接続されている。溶断部１１ｅと発熱体引出電極９とは、ハンダなどの導電接続部材（不図示）によって電気的に接続されている。

【0087】

本実施形態の保護素子３０では、図５（ｂ）に示すように、溶断部１１ｅが断面視で絶縁基板４の表面４ａと反対側に凸状の形状とされている。そして、溶断部１１ｅと絶縁基板４の表面４ａとの間に、絶縁基板４の表面４ａに配置された発熱体７と、発熱体７を被覆する絶縁部材８と、絶縁部材８を介して発熱体７上に形成された発熱体引出電極９とが配置されている。

【0088】

発熱体７は、比較的抵抗が高く、通電することにより発熱する高抵抗導電性材料によって形成されている。高抵抗導電性材料としては、例えば、ニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕを含む材料などが挙げられる。発熱体７は、例えば、上記の高抵抗導電性材料と樹脂バインダなどとを混合してペースト状にしたものを、絶縁基板４の表面４ａにスクリーン印刷技術を用いてパターン形成し、焼成する方法などによって形成できる。

【0089】

絶縁部材８は、ガラスなどの絶縁材料で形成されている。
発熱体引出電極９は、絶縁部材８を介して発熱体７と対向配置されている。これにより、発熱体７は、絶縁部材８および発熱体引出電極９を介してヒューズエレメント１１の溶断部１１ｅと重畳される。このような重畳構造とすることによって、発熱体７の発生した熱を効率よく溶断部１１ｅに伝えることができる。

【0090】

本実施形態の保護素子３０においても、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様に、図５（ｃ）に示すように、平面視での溶断部１１ｅの幅１ｄは、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さ（｛１ｄ／２ｄ｝×１００≧８０（％））を有し、接合部分の幅２ｄの９５％以上の長さであることが好ましく、１００％超であることがより好ましい。

【0091】

本実施形態の保護素子３０は、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様に、図５（ｂ）に示すように、カバー部材５が接着剤を介して取り付けられていることが好ましい。カバー部材５の材料としては、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様のものを用いることができる。

【0092】

図５（ａ）に示すように、第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、絶縁基板４の表面４ａにおける対向する一対の両端部に配置されている。第１発熱体電極９ａおよび第２発熱体電極９ｂは、絶縁基板４の表面４ａにおける対向する別の一対の両端部に配置されている。
第１電極２ａ、第２電極２ｂ、第１発熱体電極９ａ、第２発熱体電極９ｂ、発熱体引出電極９は、それぞれＡｇ配線、Ｃｕ配線などの導電パターンによって形成されている。
また、第１電極２ａ、第２電極２ｂ、第１発熱体電極９ａ、第２発熱体電極９ｂ、発熱体引出電極９は、それぞれ酸化などによる電極特性の変質を抑制するために、電極保護層で被覆されていてもよい。電極保護層の材料としては、Ｓｎめっき膜、Ｎｉ／Ａｕめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄめっき膜、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕめっき膜等を用いることができる。

【0093】

本実施形態の保護素子３０では、第１電極２ａ、第２電極２ｂ、第１発熱体電極９ａは、それぞれキャスタレーションを介して絶縁基板４の裏面４ｂに形成された第１外部接続電極４２ａ、第２外部接続電極４２ｂ、発熱体給電電極６と電気的に接続されている。第１電極２ａと第１外部接続電極４２ａとの接続、第２電極２ｂと第２外部接続電極４２ｂとの接続、第１発熱体電極９ａと発熱体給電電極６との接続は、スルーホールで行ってもよい。第２発熱体電極９ｂと発熱体引出電極９との接続は、スルーホール（不図示）など公知の方法により行うことができる。

【0094】

本実施形態の保護素子３０では、発熱体給電電極６、第１発熱体電極９ａ、発熱体７、第２発熱体電極９ｂ、発熱体引出電極９、ヒューズエレメント１１の溶断部１１ｅに至る通電経路と、第１外部接続電極４２ａ、第１電極２ａ、溶断部１１ｅ、第２電極２ｂ、第２外部接続電極４２ｂに至る通電経路とが形成されている。

【0095】

本実施形態の保護素子３０は、第１外部接続電極４２ａ、第２外部接続電極４２ｂ、発熱体給電電極６を介して、回路基板（不図示）の電流経路上に実装されて使用される。これにより、例えば、保護素子３０の溶断部１１ｅは、第１外部接続電極４２ａと第２外部接続電極４２ｂを介して回路基板の電流経路上に接続され、発熱体７は、発熱体給電電極６を介して回路基板に設けられた電流制御素子と接続される。

【0096】

本実施形態の保護素子３０では、回路基板に異常が発生すると、回路基板に備えられた電流制御素子によって、発熱体給電電極６を介して発熱体７が通電される。これにより、発熱体７が発熱し、絶縁部材８および発熱体引出電極９を介して溶断部１１ｅが加熱され、溶断部１１ｅが溶断される。これにより、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間が断線されて、回路基板の電流経路が遮断される。

【0097】

溶断部１１ｅが、低融点金属層１ａと高融点金属層１ｂとが厚み方向に積層されて形成されたものである場合、回路基板に備えられた電流制御素子によって発熱体７が通電されると、溶断部１１ｅの低融点金属層１ａが加熱されて溶融し、生成した低融点金属層１ａの溶融物によって高融点金属層１ｂが溶解され、溶断部１１ｅが速やかに溶断される。

【0098】

本実施形態の保護素子３０は、第２実施形態のヒューズ素子２０と同様に、溶断部１１ｅの幅１ｄが、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さである幅１ｄの広い低抵抗の溶断部１１ｅを有するため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0099】

さらに、本実施形態の保護素子３０における溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１電極２ａおよび第２電極２ｂが高温となって、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの接続されている部材、ならびに第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂが接続されている回路基板に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１１ｅの長さ（第１電極２ａと第２電極２ｂとの間の距離）を短くでき、保護素子３０を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【0100】

［第６実施形態（保護素子）］
図６（ａ）は、第６実施形態の保護素子を示した平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した保護素子を図６（ａ）の下側から見た側面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示した保護素子を図６（ａ）の右側から見た側面図である。なお、図６（ａ）および図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す保護素子６０のカバー部材５を外した状態を示している。

【0101】

図６（ａ）～図６（ｃ）に示すように、保護素子６０は、ヒューズエレメント１１と、ヒューズエレメント１１を加熱し溶断させる発熱体１７と、絶縁基板４と、絶縁基板４の表面４ａに配置された第１電極２ａおよび第２電極２ｂとを備える。本実施形態の保護素子６０では、図６（ｂ）に示すように、ヒューズエレメント１１が、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間に跨って配置されている。第１電極２ａおよび第２電極２ｂは、それぞれヒューズエレメント１１に導電接続される端子として機能する。さらに、本実施形態の保護素子６０は、発熱体１７に接続する発熱体引出電極１９を有する。

【0102】

第６実施形態の保護素子６０と、第５実施形態の保護素子３０とが異なるところは、溶断部１１ｅの形状、発熱体１７および絶縁部材１８の配置、発熱体１７に接続された配線の配置のみである。したがって、第６実施形態においては、第５実施形態と異なるところのみ説明し、第５実施形態と同じ部材については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0103】

本実施形態の保護素子６０では、第５実施形態の保護素子３０と異なり、図６（ｂ）に示すように、溶断部１１ｅの第１電極２ａと第２電極２ｂとを繋ぐ方向の側面が断面視矩形状とされている。そして、溶断部１１ｅと絶縁基板４の表面４ａとの間に、発熱体引出電極１９が配置されている。また、絶縁基板４の裏面４ｂに、発熱体１７と、発熱体１７を被覆する絶縁部材１８とが配置されている。

【0104】

発熱体引出電極１９は、絶縁基板４を介して発熱体１７と対向配置されている。これにより、発熱体１７は、絶縁基板４および発熱体引出電極１９を介してヒューズエレメント１１の溶断部１１ｅと重畳される。このような重畳構造とすることによって、発熱体１７の発生した熱を効率よく溶断部１１ｅに伝えることができる。

【0105】

本実施形態の保護素子６０においても、第５実施形態の保護素子３０と同様に、図６（ｃ）に示すように、平面視での溶断部１１ｅの幅１ｄは、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さ（｛１ｄ／２ｄ｝×１００≧８０（％））を有し、接合部分の幅２ｄの９５％以上の長さであることが好ましく、１００％超であることがより好ましい。

【0106】

本実施形態の保護素子６０では、回路基板に異常が発生すると、回路基板に備えられた電流制御素子によって発熱体１７が通電される。これにより、発熱体１７が発熱し、絶縁基板４および発熱体引出電極１９を介して溶断部１１ｅが加熱され、溶断部１１ｅが溶断される。これにより、第１電極２ａと第２電極２ｂとの間が断線されて、回路基板の電流経路が遮断される。

【0107】

溶断部１１ｅが、低融点金属層１ａと高融点金属層１ｂとが厚み方向に積層されて形成されたものである場合、回路基板に備えられた電流制御素子によって発熱体１７が通電されると、溶断部１１ｅの低融点金属層１ａが加熱されて溶融し、生成した低融点金属層１ａの溶融物によって高融点金属層１ｂが溶解され、溶断部１１ｅが速やかに溶断される。

【0108】

本実施形態の保護素子６０は、第５実施形態の保護素子３０と同様に、溶断部１１ｅの幅１ｄが、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの溶断部１１ｅとの接合部分の幅２ｄの８０％以上の長さである幅１ｄの広い低抵抗の溶断部１１ｅを有するため、定格電流の大電流化に寄与できる。

【0109】

さらに、本実施形態の保護素子６０における溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃以下である場合、溶断時に第１電極２ａおよび第２電極２ｂが高温となって、第１電極２ａおよび第２電極２ｂの接続されている部材、ならびに第１外部接続電極４２ａおよび第２外部接続電極４２ｂが接続されている回路基板に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、溶断部１１ｅの溶断温度が４００℃超である場合と比較して、溶断部１１ｅの長さ（第１電極２ａと第２電極２ｂとの間の距離）を短くでき、保護素子６０を小型化できるとともに、定格電流をより一層大きくできる。

【符号の説明】

【0110】

１、１１、１５、５０ ヒューズエレメント
１ａ 低融点金属層
１ｂ 高融点金属層
１ｅ、１１ｅ、１５ｅ、５１ 溶断部
１ｆ、１１ｆ、１５ｆ、５２ａ 第１接合部
１ｇ、１１ｇ、１５ｇ、５２ｂ 第２接合部
２ａ 第１電極
２ｂ 第２電極
３ａ、３ｂ 取付穴
４ 絶縁基板
４ａ 表面
４ｂ 裏面
５ カバー部材
６ 発熱体給電電極
７、１７ 発熱体
８、１８ 絶縁部材
９、１９ 発熱体引出電極
９ａ 第１発熱体電極
９ｂ 第２発熱体電極
１０、２０、２５、４０ ヒューズ素子
２０ａ 第１端子
２０ｂ 第２端子
２１ａ、２１ｂ キャスタレーション
３０、６０ 保護素子
４２ａ 第１外部接続電極
４２ｂ 第２外部接続電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】