(57)【要約】【課題】優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を有する保護素子を提供する。【解決手段】可溶導体１３が、細孔を有する多孔質体からなる第１の金属と、細孔に含浸され、第１の金属よりも融点が低い第２の金属とを有する。細孔内の第２の金属が溶融した際、多孔質体である第１の金属が第２の金属に溶け出す溶食現象によって、可溶導体が速やかに溶断され、溶断後も可溶導体１３の元の形状が維持される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、電流経路の一部を構成するとともに前記発熱体の熱又は自己発熱により溶断する可溶導体とを備え、
前記可溶導体が、細孔を有する多孔質体からなる第１の金属と、前記第１の金属よりも融点が低い第２の金属とを有する保護素子。
【請求項２】
前記第２の金属が、前記多孔質体の細孔に含浸されてなる請求項１記載の保護素子。
【請求項３】
前記第２の金属が、前記多孔質体上に積層されてなる請求項１記載の保護素子。
【請求項４】
前記第１の金属が、Ａｇ又はＣｕを主成分とする金属からなり、
前記第２の金属が、Ｐｂフリーはんだである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保護素子。
【請求項５】
両端が電極に接続され、中央部が発熱体電極に接続されるように、樹脂粒子を含有する第１の金属のペーストを基板上に塗布する塗布工程と、
前記第１の金属のペーストが塗布された基板を焼成し、前記樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成する焼成工程と、
前記多孔質体に第２の金属ペーストを塗布し、加熱により前記多孔質体の細孔に第２の金属を含浸させる含浸工程と
を有する保護素子の製造方法。
【請求項６】
前記塗布工程では、基板上にカーボンブラックを塗布した後、その上に第１の金属のペーストを塗布する請求項５に記載の保護素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１の金属が、Ａｇ又はＣｕを主成分とする金属からなり、
前記第２の金属が、Ｐｂフリーはんだである請求項５又は６に記載の保護素子の製造方法。
【請求項８】
両端が電極に接続され、中央部が発熱体電極に接続されるように、樹脂粒子を含有する第１の金属のペーストを基板上に塗布する塗布工程と、
前記第１の金属のペーストが塗布された基板を焼成し、前記樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成する焼成工程と、
前記多孔質体上に第２の金属を積層する積層工程と
を有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、電流経路を溶断することにより、電流経路上に接続された回路を保護する保護素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路において、過電流に対する保護素子としては、電流ヒューズや漏電ブレーカーといったものが良く知られており、様々な場面で最終的な保護回路の一部として使用されている。近年急速にその応用範囲が拡大しているリチウムイオン二次電池に代表される直流電源においても、充放電時の異常を検知した時の安全回路として組み込まれている。これらの保護素子は、過電流に対する保護として電流ヒューズ、電池の過熱に対する保護素子として温度ヒューズ、回路等の異常など過電圧に対するＦＥＴスイッチなどが使用されている。
【０００３】
これらの保護素子と同様に、過電流とその他の信号の２種類の信号による回路遮断が可能なセルフコントロールプロテクター（ＳＣＰ）も、その活用範囲が広がっている。ＳＣＰは、通常のヒューズエレメントの他に、その基板内に抵抗式ヒーターを内蔵し、ヒューズエレメントがヒーターへの通電回路の一部となっている。そのため、ヒーターを動作させた場合にも、ヒューズエレメントによる電流遮断とヒーターへの通電を同時に遮断できる構造となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−００３６６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、表面実装素子としてＳＣＰを適用させる場合、リフロープロセスに耐えうるために、少なくとも２６０℃までの温度で特性の劣化があってはならない。そのため、保護素子を構成する材料の融点は２６０℃以上でなければならず、しかも、回路の一部となるため十分低い電気抵抗が望まれる。鉛系の材料はこれまで多くの実績もあり使いやすい材料ではあるが、昨今の有害物質規制で規制の対象となっている。高融点半田材料としての鉛は、その規制の適用除外となっているが、いずれは規制対象となることは想像に難くない。
【０００６】
また、鉛系以外の合金でこれらに合致するものとしては、ビスマス系や金系、錫系の合金などが知られている。しかしながら、ビスマス系のものは電気抵抗が高く、金系のものはコスト高、錫系のものは高温で酸化され易いなど実用的なコストと性能を両立するものがないのが現状である。
【０００７】
また、特許文献２には、融点の異なる金属を混合してヒューズエレメントとして使用する例が記載されているが、この方法では、リフロー時に低融点金属が流動してしまい、元の形状を維持することができず、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性が得られない。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を有する保護素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件発明者は、鋭意検討を行った結果、細孔を有する多孔質体からなる高融点金属と、細孔に含浸される低融点金属とを有するヒューズエレメントを用いることによって、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る保護素子は、発熱体と、電流経路の一部を構成するとともに前記発熱体の熱又は自己発熱により溶断する可溶導体とを備え、前記可溶導体が、細孔を有する多孔質体からなる第１の金属と、前記第１の金属よりも融点が低い第２の金属とを有することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る保護素子の製造方法は、両端が電極に接続され、中央部が発熱体電極に接続されるように、樹脂粒子を含有する第１の金属のペーストを基板上に塗布する塗布工程と、前記第１の金属のペーストが塗布された基板を焼成し、前記樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成する焼成工程と、前記多孔質体に第２の金属ペーストを塗布し、加熱により前記多孔質体の細孔に第２の金属を含浸させる含浸工程とを有することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る保護素子の製造方法は、両端が電極に接続され、中央部が発熱体電極に接続されるように、樹脂粒子を含有する第１の金属のペーストを基板上に塗布する塗布工程と、前記第１の金属のペーストが塗布された基板を焼成し、前記樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成する焼成工程と、前記多孔質体上に第２の金属を積層する積層工程とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２の金属が溶融した際、第１の金属が第２の金属に溶け出す溶食現象によって、可溶導体が速やかに溶断され、溶断後も元の形状が維持されるため、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明が適用された保護素子の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ’部の断面図である。
【図３】図３は、本発明が適用された保護素子の回路構成例を示す図である。
【図４】図４は、Ｓｎ−Ａｇの２元系合金状態図である。
【図５】図５は、調整工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、塗布工程を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、焼成工程を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、含浸工程を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、可溶導体が形成された保護素子を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、可溶導体が形成された保護素子の他の例を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１１は、焼成温度のプロファイルの一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、アクリル樹脂粒子（気孔形成用樹脂）のＴＧ−ＤＴＡ測定の結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、焼成により作製したＡｇ多孔質体の表面の写真である。
【図１４】図１４は、鉛フリーはんだを細孔に含浸させたＡｇ多孔質体の表面の写真である。
【図１５】図１５は、電流溶断後のヒューズエレメントの写真である。
【図１６】図１６は、ヒーター溶断後のヒューズエレメントの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、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。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．  保護素子
２．保護素子の製造方法
３．実施例
【００１６】
＜１．保護素子＞
本発明の具体例として示す保護素子は、発熱体と、電流経路の一部を構成するとともに発熱体の熱又は自己発熱により溶断する可溶導体とを備え、可溶導体が、細孔を有する多孔質体からなる第１の金属と、細孔に含浸され、第１の金属よりも融点が低い第２の金属とを有するものである。これにより、細孔の第２の金属が溶融した際、多孔質体である第１の金属が第２の金属に溶け出す溶食現象によって、可溶導体が速やかに溶断され、溶断後も可溶導体の元の形状が維持されるため、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を得ることができる。
【００１７】
図１は、保護素子の一例を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’部の断面図である。図１及び図２に示すように、保護素子１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）と、絶縁部材１５上に発熱体１４と重畳するように積層された発熱体内部電極１６と、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）に接続され、中央部が発熱体内部電極１６に接続された可溶導体１３とを備える。発熱体１４の両端には、発熱体１４に電流を流して発熱させるために電源を接続する発熱体電極１８（Ｐ１），１８（Ｐ２）が接続される。
【００１８】
また、図３は、前述した保護素子の回路構成例を示す図である。すなわち、保護素子１０は、発熱体引出電極１６を介して直列接続された可溶導体１３と、可溶導体１３の接続点を介して通電して発熱させることによって可溶導体１３を溶融する発熱体１４とからなる回路構成である。また、保護素子１０では、例えば、可溶導体１３が充放電電流経路上に直列接続され、発熱体１４が電流制御素子２７と接続される。保護素子１０の２個の電極１２のうち、一方は、Ａ１に接続され、他方は、Ａ２に接続される。また、発熱体引出電極１６とこれに接続された発熱体電極１８は、Ｐ１に接続され、他方の発熱体電極１８は、Ｐ２に接続される。このような回路構成からなる保護素子１０は、低背化とともにＰｂフリー化を実現しつつ、発熱体１４の発熱により、電流経路上の可溶導体１３を確実に溶断することができる。
【００１９】
次に、保護素子の各構成について説明する。図２に示すように、カバー１は、保護素子１０の内部の保護用に用いられ、絶縁性の材料により形成される。たとえば、液晶ポリマー、ガラスエポキシ、セラミックス等、所定の耐熱性を有する絶縁材料を用いることができる。
【００２０】
方形状の絶縁基板１１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形成される。その他、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が、ヒューズ溶断時の温度に留意する必要がある。
【００２１】
発熱体１４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って、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。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１１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。
【００２２】
発熱体１４を覆うように絶縁部材１５が配置され、この絶縁部材１５を介して発熱体１４に対向するように発熱体内部電極１６が配置される。発熱体内部電極１６の一端は、発熱体電極１８に接続される。また、発熱体１４の一端は、他方の発熱体電極１８に接続される。また、発熱体１４の発する熱の温度は、通常のリフロー温度（〜２６０℃）よりも高い温度（３００℃以上）となるように、印加電圧に従い発熱体１４の抵抗値を設定することが望ましい。
【００２３】
可溶導体１３は、細孔を有する多孔質体からなる第１の金属と、細孔に含浸され、第１の金属よりも融点が低い第２の金属とを有し、発熱体の熱又は自己発熱により溶断する。細孔の第２の金属が溶融した際、多孔質体である第１の金属が第２の金属に溶け出す溶食現象は、温度が高いほど、溶融金属との接触面積が大きいほど進行が早い。本実施の形態の構成では、多孔質金属骨格中に溶融金属を含浸させているので、接触面積は十分に大きいため、ある程度の高温を与えれば溶解が進むことになる。このため、可溶導体１３は、２６０℃程度のリフロー温度よりも高い温度領域で全体の溶融が進行する条件を満たすものであれば良い。
【００２４】
多孔質体の厚さ及び細孔の直径は、特に制限されるものではなく、例えばＳｎ：Ａｇ＝７：３の比率になるようにＡｇの細孔中にＳｎを充填させることができれば良い。充填構造としては、最密充填構造が好ましく、六方最密充填構造、又は立方最密充填構造のどちらでも構わない。このような構成からなる多孔質体によれば、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を得ることができる。
【００２５】
第１の金属は、Ａｇ若しくはＣｕ、又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなることが好ましい。また、第２の金属は、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーはんだであることが好ましい。なお、溶融錫に対する食われ難さは次の順序となっており、表面実装素子としてリフロープロセスに耐える必要がない場合は、第１の金属として、Ｎｉ、Ｐｔなどを用いても構わない。
Ａｕ＜＜＜Ａｇ＜＜Ｐｄ＜Ｃｕ＜Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｏ＜Ｆｅ
【００２６】
図４は、Ｓｎ−Ａｇの２元系合金状態図である。この図４から分かるように、第１の金属がＡｇを主成分とする金属であり、第２の金属がＳｎを主成分とするＰｂフリーはんだである場合、可溶導体１３中のＡｇは５０〜９０ｗｔ％、より好ましくは６０〜８０ｗｔ％の割合とすることにより、リフロープロセスに耐え、リフロー温度よりも高い温度領域で全体の溶融を進行させることができる。
【００２７】
フラックス１７は、可溶導体１３上に塗布され、保護素子１０の製造時においては、粘性が低くてもよく、ある程度の粘性を有していてもよい。
【００２８】
このような構成からなる保護素子１０は、発熱体の熱又は自己発熱により可溶導体１３の細孔内の第２の金属が溶融を開始して、溶融した第２の金属が多孔質体を構成する第１の金属と接触し、溶食現象を生じて、第１の金属が浸食され、溶食部の多孔質体が破壊された結果、各電極間が遮断状態となる。
【００２９】
また、保護素子１０が表面実装により回路に組み込まれた場合、リフロー炉による２６０℃程度の加熱を受ける。この時には第２の金属は溶融するが、第１の金属の融点は十分に高いので溶融しない。例えば、Ａｇの融点は９６０℃である。溶融した第２の金属は、多孔質体の中に留まっている状態で自由に流動可能な状態ではなく、リフロープロセスが終了すれば再び固化する。このように、多孔質体により溶融金属を留めておくことにより、第２の金属の融点以上のリフロー温度に曝されても、第２の金属が流出したり、凝集したりするのを防ぐことができる。
【００３０】
したがって、前述の保護素子２０によれば、リフロープロセスでは溶融せず、発熱体の熱又は過電流による自己発熱が生じた場合にはヒューズ動作をすることができる鉛フリーの表面実装素子を実現することができる。
【００３１】
＜２．保護素子の製造方法＞
次に、図５〜図９を参照して前述した保護素子の製造方法について説明する。前述のような高融点金属からなる多孔質体の作成方法は多くの方法が提案実施されているが、本実施の形態では、気孔を形成するための樹脂粒子を良導体ペーストと混合し、乾燥、焼成する方法を用いる。
【００３２】
［調整工程］
先ず、樹脂粒子を良導体である第１の金属ペーストに混合、分散させ、気孔形成用ペーストを調整する（図５）。樹脂粒子としては、焼成時に分解しやすいものが適しており、ＰＭＭＡ（ＰＭＭＡ：Polymenthyl Methacrylate）等の（メタ）アクリル樹脂粒子を用いることができる。また、樹脂粒子の平均粒径は、定格等によって異なるが、１０〜３０μｍであることが好ましい。また、第１の金属ペーストは、銅や銀などが好ましく使用される。特に、銀ペーストは、高温でも酸化されにくい用途に最適である。
【００３３】
第１の金属ペーストと樹脂粒子とは、所望の固形分体積比となるように混合して、ペースト化される。体積比としては、８５％以上であることが望ましい。ただし、単一粒子径の球による完全な最密充填率は７４％であり、完全な最密充填である必要はない。
【００３４】
［塗布工程］
塗布工程では、図６に示すように、スクリーンメッシュ板などを利用して、例えば両端に電極が形成され、中央部に発熱体電極が形成されたデバイス基板上に気孔形成用ペーストを塗布する。デバイス基板は、次の工程での高温焼成に耐えられるように、アルミナセラミック等が用いられる。印刷された気孔形成用ペーストは、乾燥過程を経て樹脂粒子が最密充填構造に並んだ状態となる。
【００３５】
また、塗布工程では、デバイス基板上にカーボンブラックを塗布した後、その上に気孔形成用ペーストを塗布することが好ましい。デバイス基板の下地と多孔質体の第１の金属の結合が強すぎると、溶断が不十分となり、溶断後の絶縁抵抗に問題が生じる場合があるため、気孔形成用ペーストが印刷される下地面にカーボンブラックを塗布し、乾燥させる。カーボンブラックは、４００〜５５０℃程度で分解されるため、多孔質体が形成された後、焼成される前に分解して消失する。これにより、下地と多孔質体の第１の金属との間に隙間が形成されるため、溶断性が改善され、かつ溶断後の絶縁抵抗が改善される。
【００３６】
［焼成工程］
焼成工程では、気孔形成用ペーストが塗布された基板を焼成し、樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成する（図７）。焼成の最高温度は、第１の金属ペーストの融点に基づいて決定され、その最高温度では、例えば樹脂粒子が最密充填構造に並んだ隙間に第１の金属ペーストが浸透する形で焼成される。このような温度を印加された気孔形成用ペーストは、樹脂粒子部分が空洞となり、第１の金属からなる多孔質体が得られる。
【００３７】
［含浸工程］
含浸工程では、多孔質体に第２の金属ペーストを塗布し、加熱により多孔質体の細孔に第２の金属を含浸させる（図８）。第２の金属を隙間なく含浸させるため、減圧環境下で加熱することが好ましい。加熱温度は、第２の金属の溶融温度以上である。第１の金属の多孔質体は、気孔部分が連続している「開気孔」と呼ばれる形態であり、第２の金属は、毛細管力によって多孔質体の細孔に浸透していく。これにより、図９に示すように、第１の金属の多孔質体の細孔に第２の金属を含浸がされた可溶導体を備える保護素子を得ることができる。
【００３８】
このような保護素子の製造方法によれば、鉛フリーのヒューズ溶断エレメントを印刷、焼成工程で作成することができ、比較的低プロセスコストで実現することができる。また、印刷によりヒューズエレメントを作成するため、別体でヒューズエレメントを作成するよりも平面形状の自由度が高くなり、特性設計等が容易となる。また、ヒューズエレメントの形成と電気接続が同時に可能なため、工程を削減することができる。また、カーボンブラックを下地に導入することにより、印刷工程によるヒューズ作成の優位性を保ったまま、溶断性の改善と絶縁抵抗の改善を実現することができる。
【００３９】
また、前述した保護素子の構成に限らず、図１０に示すように、第２の金属２３が、多孔質体からなる第１の金属２２上に積層されていても良い。このような可溶導体は、発熱体の熱又は自己発熱により第２の金属が溶融し、毛細管力によって多孔質体の細孔に浸透し、溶食現象を生じて、第１の金属が浸食され、溶食部の多孔質体が破壊された結果、各電極間が遮断状態となる。
【００４０】
また、図１０に示す保護素子を表面実装素子として用いる場合、リフロー炉による加熱を受ける。この時、第２の金属は溶融するが、第１の金属の融点は溶融しないため、溶融した第２の金属が、多孔質体の細孔に浸透し、多孔質体の中に留まっている状態となり、リフロープロセスが終了すると固化する。このように、リフロー炉による加熱を利用して、第２の金属を多孔質体の細孔に含浸させても良い。
【００４１】
また、図１０に示す保護素子は、両端が電極に接続され、中央部が発熱体電極に接続されるように、樹脂粒子を含有する第１の金属のペーストを基板上に塗布し、第１の金属のペーストが塗布された基板を焼成し、樹脂粒子を気化させ、第１の金属からなる多孔質体を形成し、多孔質体上に第２の金属を積層することにより製造することができる。
【実施例】
【００４２】
＜３．実施例＞
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例では、１５Ａの定格電流となるようにＡｇからなる多孔質体にＳｎを含浸させたヒューズエレメントを作製した。そして、このヒューズエレメントを備える保護素子を作製し、発熱体の熱によるヒーター溶断、及び自己発熱による電流溶断の動作を確認した。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［調整工程］
平均粒径が２９．３μｍ、ＣＶ値が９％のアクリル樹脂（ＰＭＭＡ：Polymenthyl Methacrylate）粒子を、気孔率が約７４％になるようにＡｇペーストに混合、分散させ、気孔形成用ペーストを得た。
【００４４】
［塗布工程］
先ず、図１に示す保護素子において、多孔質体を形成する下地面の絶縁部材１５上にカーボンブラックを塗布した。次に、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）に接続され、中央部が発熱体内部電極１６に接続されるように気孔形成用ペーストを約１２０μｍのＷｅｔ膜厚で塗布し、８０℃−１０ｍｉｎ、１２０℃−１０ｍｉｎ、１５０℃−１０ｍｉｎの条件で乾燥させた。乾燥減量は、１４．７％であった。
【００４５】
［焼成工程］
次に、マッフル炉（Ｆ０４１０）を用いて、気孔形成用ペーストを焼成した。図１１は、焼成温度のプロファイルの一例を示すグラフである。
【００４６】
先ず、温度を約２００℃まで上昇させて乾燥させた後、温度を約４００℃まで徐々に上昇させて脱脂し、気孔形成用ペースト内のアクリル樹脂粒子（気孔形成用樹脂）を気化させて消去した。図１２は、アクリル樹脂粒子（気孔形成用樹脂）のＴＧ−ＤＴＡ測定の結果を示すグラフである。加熱によりＴＧ（Thermogravimetry）の重量が減少し、約４００℃で重量の減少が止まり、分解が終了しているのが分かる。また、加熱により吸発熱反応が起こっていることが分かる。すなわち、気孔形成用ペースト内のアクリル樹脂粒子がガスとして抜け、細孔が形成されていることが分かった。脱脂後、温度を約８５０℃まで上昇させ、カーボンブラックを気化させて消去した。これにより、厚さが１００μｍ程度及び細孔サイズが１５〜２０μｍ程度のＡｇ多孔質体を得ることができた。
【００４７】
［含浸工程］
次に、Ａｇ多孔質体に鉛フリーはんだ（Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｍ７０５、千住金属社製）を約１００μｍのＷｅｔ膜厚で印刷塗布し、約２３０℃のプレート加熱により鉛フリーはんだをＡｇ多孔質体の細孔に含浸させた。これにより、Ａｇ多孔質体に鉛フリーはんだが含浸された可溶導体を備える保護素子を得た。
【００４８】
［多孔質体の表面観察］
前述した焼成工程後及び含浸工程後の可溶導体の表面を、光学顕微鏡により観察した。図１３は、焼成により作製したＡｇ多孔質体の表面の写真である。アクリル樹脂が気化し、消去された細孔により下地が透けて見えるのが分かる。また、図１４は、鉛フリーはんだを細孔に含浸させたＡｇ多孔質体の表面の写真である。鉛フリーはんだが細孔に浸透し、Ａｇ多孔質体に鉛フリーはんだが含浸された可溶導体が得られているのが分かる。
【００４９】
［保護素子の動作確認］
Ａｇ多孔質体に鉛フリーはんだが含浸されたヒューズエレメントを備える保護素子の自己発熱による電流溶断及び発熱体の熱によるヒーター溶断の動作を確認した。
【００５０】
図１５は、電流溶断後のヒューズエレメントの写真である。電流値を４０Ａとしたところ、４．３８ｓｅｃで溶断した。この電流溶断後のヒューズエレメントの写真より、Ａｇ多孔質体にＳｎが含浸されたヒューズエレメントは、溶断後も多孔質体の骨格により形状が維持され、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を有することが分かる。
【００５１】
また、図１６は、ヒーター溶断後のヒューズエレメントの写真である。ヒーターを２０Ｗで動作させた。このヒーター溶断後のヒューズエレメントの写真より、鉛フリーはんだが、その濡れ性（表面張力）によって２つの電極のそれぞれに引き寄せられ、優れた溶断性及び溶断後の優れた絶縁性を有することが分かる。
【００５２】
以上の実施例により、高融点金属骨格により溶融した低融点金属の流出や移動を防ぐことができるため、リフロー時に優れた耐熱性を実現することができた。また、過電流又は外部信号による熱によりエレメントを溶断する際、骨格となる高融点金属を、低融点金属が溶解させることにより遮断することができるため、ヒューズとしての溶断性を鉛フリー材料にて実現することができた。
【符号の説明】
【００５３】
１  カバー、１０  保護素子、１１  絶縁基板、１１ａ，１１ｂ  積層基板、１２（Ａ１），１２（Ａ２）  電極、１３  可溶導体、１４  発熱体、１５  絶縁部材、１６  発熱体内部電極、１７  フラックス、１８（Ｐ１），１８（Ｐ２）  発熱体電極、２１  ペースト、２２  多孔質体（第１の金属）、２３  第２の金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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【図６】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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