(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒューズ素子の通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントにおいて、
低融点金属層と、
上記低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、
上記低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、
上記高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、
通電方向の全長よりも通電方向と直交する幅方向の長さが大きいヒューズエレメント。
【請求項２】
上記低融点金属層と上記低融点金属層の上下に上記高融点金属層を有する請求項１に記載のヒューズエレメント。
【請求項３】
上記低融点金属層は、通電方向の両側面に高融点金属層を有する請求項２に記載のヒューズエレメント。
【請求項４】
凹み又は貫通孔を有する請求項１〜３の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項５】
当該ヒューズエレメントの通電方向の全長Ｌに対して、上記凹み又は貫通孔の通電方向の最大長Ｌ０が（１／２）Ｌより小さい請求項４に記載のヒューズエレメント。
【請求項６】
上記凹み又は貫通孔は、当該凹み又は貫通孔と通電方向の両端部までの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、Ｌ１が（１／４）Ｌより大きく、Ｌ２が（１／４）Ｌより大きくなる位置に設けられている請求項５に記載のヒューズエレメント。
【請求項７】
上記凹み又は貫通孔は、幅方向に複数並んでいる請求項４〜６の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項８】
上記凹み又は貫通孔は、円形，矩形もしくは菱型のいずれかである請求項４〜７の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項９】
上記低融点金属層は、ハンダであり、
上記高融点金属層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｇ又はＣｕを主成分とする合金である請求項１〜８の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１０】
上記低融点金属層は、上記高融点金属層よりも体積が多い請求項１〜９の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１１】
上記低融点金属層と上記高融点金属層との膜厚比が低融点金属層：高融点金属層＝２：１〜１００：１である請求項１〜１０の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１２】
上記高融点金属層は、上記低融点金属層の表面にメッキすることにより形成される請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１３】
上記高融点金属層は、上記低融点金属層の表面に金属箔を貼着させることにより形成される請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１４】
上記高融点金属層は、上記低融点金属層の表面に薄膜形成工程により形成される請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１５】
上記高融点金属層の表面に、さらに酸化防止膜が形成されている請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１６】
上記低融点金属層と上記高融点金属層とが、交互に複数層積層されている請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１７】
上記低融点金属層の対向する２端面を除く外周部が上記高融点金属層によって被覆されている請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１８】
外周の少なくとも一部が保護部材によって保護されている請求項１〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項１９】
凹み又は貫通孔によって、並列する複数の幅狭部分を有し、
上記複数の幅狭部分が、定格を超える電流の通電による自己発熱により溶断する請求項４〜１１の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項２０】
上記複数の幅狭部分が順次溶断する請求項１９に記載のヒューズエレメント。
【請求項２１】
１つの上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が他の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項１９又は２０に記載のヒューズエレメント。
【請求項２２】
３つの上記幅狭部分が並列され、
真ん中の上記幅狭部分が最後に溶断する請求項１９又は２０に記載のヒューズエレメント。
【請求項２３】
真ん中の上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が両側の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項２２に記載のヒューズエレメント。
【請求項２４】
上記ヒューズ素子の外部接続端子となる端子部が形成されている請求項１〜２３の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項２５】
上記高融点金属層の膜厚は、０．５μｍ以上である請求項１〜２４のいずれか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項２６】
当該ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／３０以下である請求項１〜２５の何れか１項に記載のヒューズエレメント。
【請求項２７】
当該ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／６０以下とする請求項２６に記載のヒューズエレメント。
【請求項２８】
通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントを有するヒューズ素子において、
上記ヒューズエレメントは、
低融点金属層と、
上記低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、
上記低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、
上記高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、
通電方向の全長よりも通電方向と直交する幅方向の長さが大きいヒューズ素子。
【請求項２９】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属層と上記低融点金属層の上下に上記高融点金属層を有する請求項２８に記載のヒューズ素子。
【請求項３０】
上記低融点金属層は、通電方向の両側面に高融点金属層を有する請求項２９に記載のヒューズ素子。
【請求項３１】
上記ヒューズエレメントは、凹み又は貫通孔を有する請求項２８〜３０の何れか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項３２】
上記ヒューズエレメントにおける通電方向の全長Ｌに対して、上記凹み又は貫通孔の通電方向の最大長Ｌ０が（１／２）Ｌより小さい請求項３１に記載のヒューズ素子。
【請求項３３】
上記凹み又は貫通孔は、当該凹み又は貫通孔と通電方向の両端部までの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、Ｌ１が（１／４）Ｌより大きく、Ｌ２が（１／４）Ｌより大きくなる位置に設けられている請求項３１に記載のヒューズ素子。
【請求項３４】
上記凹み又は貫通孔は、幅方向に複数並んでいる請求項３１〜３３の何れか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項３５】
上記凹み又は貫通孔は、円形，矩形もしくは菱型のいずれかである請求項３１〜３４の何れか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項３６】
上記絶縁基板に設けられた第１及び第２の電極を有し、
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極間にわたって実装されている請求項２８〜３５のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項３７】
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極と、ＳｎもしくはＳｎを主体とするハンダにて接続されている請求項３６に記載のヒューズ素子。
【請求項３８】
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極と、超音波溶接により接続されている請求項３６に記載のヒューズ素子。
【請求項３９】
上記ヒューズエレメントは、上記絶縁基板から離間して実装されている請求項２８〜３８のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４０】
上記ヒューズエレメントの表面がフラックスでコーティングされている請求項２８〜３９のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４１】
カバー部材によって上記絶縁基板上が覆われている請求項２８〜４０のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４２】
凹み又は貫通孔によって、並列する複数の幅狭部分を有する上記ヒューズエレメントを有し、
上記ヒューズエレメントが、定格を超える電流の通電による自己発熱により溶断する請求項２８〜４１のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４３】
複数の幅狭部分が、順次溶断する請求項４２に記載のヒューズ素子。
【請求項４４】
１つの上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が他の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項４２又は４３に記載のヒューズ素子。
【請求項４５】
３つの幅狭部分が並列され、
真ん中の上記幅狭部分は、最後に溶断する請求項４２又は４３に記載のヒューズ素子。
【請求項４６】
真ん中の上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が両側の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項４５に記載のヒューズ素子。
【請求項４７】
上記ヒューズエレメントに、外部接続端子となる端子部が形成されている請求項２８〜４６のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４８】
上記ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／３０以下である請求項２８〜４７の何れか１項に記載のヒューズ素子。
【請求項４９】
当該ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／６０以下とする請求項４８に記載のヒューズ素子。
【請求項５０】
通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントと、上記ヒューズエレメントを加熱して溶断する発熱体とを有する発熱体内蔵ヒューズ素子において、
上記ヒューズエレメントは、
低融点金属層と、
上記低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、
上記低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、
上記高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、
通電方向の全長よりも通電方向と直交する幅方向の長さが大きい発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５１】
上記低融点金属層の上下に高融点金属層を有する請求項５０に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５２】
上記低融点金属層は、通電方向の両側面に高融点金属層を有する請求項５１に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５３】
上記ヒューズエレメントは、凹み又は貫通孔を有する請求項５０〜５２の何れか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５４】
上記ヒューズエレメントの通電方向の全長Ｌに対して、上記凹み又は貫通孔の通電方向の最大長Ｌ０が（１／２）Ｌよりも小さい請求項５３に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５５】
上記凹み又は貫通孔は、当該凹み又は貫通孔と通電方向の両端部までの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、Ｌ１が（１／４）Ｌより大きく、Ｌ２が（１／４）Ｌより大きくなる位置に設けられている請求項５４に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５６】
上記凹み又は貫通孔は、幅方向に複数並んでいる請求項５３〜５５の何れか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５７】
上記凹み又は貫通孔は、円形，矩形もしくは菱型のいずれかである請求項５３〜５６の何れか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５８】
上記絶縁基板に設けられた第１及び第２の電極を有し、
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極間にわたって実装されている請求項５０〜５７のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項５９】
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極と、ＳｎもしくはＳｎを主体とするハンダにて接続されている請求項５８に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６０】
上記ヒューズエレメントは、上記第１及び第２の電極と、超音波溶接により接続されている請求項５８に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６１】
上記ヒューズエレメントは、上記絶縁基板から離間して実装されている請求項５０〜６０のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６２】
上記ヒューズエレメントの表面がフラックスでコーティングされている請求項５０〜６１のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６３】
カバー部材によって上記絶縁基板上が覆われている請求項５０〜６２のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６４】
凹み又は貫通孔によって、並列する複数の幅狭部分を有する上記ヒューズエレメントを有し、
上記ヒューズエレメントが、定格を超える電流の通電による自己発熱により溶断する請求項５０〜６３のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６５】
複数の幅狭部分が、順次溶断する請求項６４記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６６】
１つの上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が他の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項６４又は６５に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６７】
３つの幅狭部分が並列され、
真ん中の上記幅狭部分は、最後に溶断する請求項６４又は６５に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６８】
真ん中の上記幅狭部分は、一部又は全部の断面積が両側の幅狭部分の断面積よりも小さい請求項６７に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項６９】
上記ヒューズエレメントに、外部接続端子となる端子部が形成されている請求項５０〜６８のいずれか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項７０】
上記ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／３０以下である請求項５０〜６９の何れか１項に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項７１】
上記ヒューズエレメントの厚みｔが、通電方向と直交する幅方向の長さＷの１／６０以下とする請求項７０に記載の発熱体内蔵ヒューズ素子。
【請求項７２】
ヒューズ素子の通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントにおいて、
通電方向の全長よりも通電方向と直交する幅方向の長さが大きく、
幅方向に複数の凹み又は貫通孔が並んでいるヒューズエレメント。
【請求項７３】
当該ヒューズエレメントの通電方向の全長Ｌに対して、上記凹み又は貫通孔の通電方向の最大長Ｌ０が（１／２）Ｌより小さい請求項７２に記載のヒューズエレメント。
【請求項７４】
上記凹み又は貫通孔は、当該凹み又は貫通孔と通電方向の両端部までの距離をそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、Ｌ１が（１／４）Ｌより大きく、Ｌ２が（１／４）Ｌより大きくなる位置に設けられている請求項７３に記載のヒューズエレメント。
【請求項７５】
ヒューズ素子の通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントにおいて、
通電方向の全長よりも通電方向と直交する幅方向の長さが大きく、
上記ヒューズ素子の外部接続端子となる端子部が形成されているヒューズエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し当該電流経路を遮断するヒューズエレメント及びそのようなヒューズエレメントを有するヒューズ素子並びに発熱体内蔵ヒューズ素子に関し、特に速断性、溶断後の絶縁性に優れたヒューズエレメント、ヒューズ素子及び発熱体内蔵ヒューズ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記既存のヒューズエレメントにおいては、リフローによる表面実装ができない、電流定格が低く、また大型化によって定格を上げると速断性に劣る、といった問題点が指摘されている。
【０００５】
また、リフロー実装用の速断ヒューズ素子を想定した場合、リフローの熱によって溶融しないように、一般的には、ヒューズエレメントには融点が３００℃以上のＰｂ入り高融点ハンダが溶断特性上好ましい。しかしながら、ＲｏＨＳ指令等においては、Ｐｂ含有ハンダの使用は、限定的に認められているに過ぎず、今後Ｐｂフリー化の要求は、強まるものと考えられる。
【０００６】
すなわち、ヒューズエレメントとしては、リフローによる表面実装が可能でヒューズ素子への実装性に優れること、定格を上げて大電流に対応可能であること、定格を超える過電流時には速やかに電流経路を遮断する速溶断性を備えることが求められる。
【０００７】
そこで、本発明は、小型化が図られたヒューズ素子においても、速溶断性及び溶断後における絶縁性に優れるヒューズ素子、及びヒューズエレメント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】
上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズエレメントは、ヒューズ素子の通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントであって、低融点金属層と、低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、上記高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、通電方向の長さよりも幅方向の長さが大きいものである。
【０００９】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズエレメントは、凹み又は貫通孔を有することで、通電経路を分割するものである。
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズ素子は、通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントを有するヒューズ素子であって、ヒューズエレメントは、低融点金属層と、低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、通電方向の長さよりも幅方向の長さが大きいものである。
【００１１】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係るヒューズ素子は、ヒューズエレメントに凹み又は貫通孔を有することで、通電経路を分割するものである。
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明に係る発熱体内蔵ヒューズ素子は、通電経路を構成し、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断するヒューズエレメントと、ヒューズエレメントを加熱して溶断する発熱体とを有する発熱体内蔵ヒューズ素子であって、ヒューズエレメントは、低融点金属層と、低融点金属層に積層された高融点金属層とを有し、低融点金属層の膜厚は、３０μｍ以上であり、高融点金属層の膜厚は、３μｍ以上であり、通電方向の長さよりも幅方向の長さが大きいものである。
【００１３】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る発熱体内蔵ヒューズ素子は、ヒューズエレメントに凹み又は貫通孔を有することで、通電経路を分割するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ヒューズエレメントの通電方向の長さよりも幅方向の長さが大きいものとしたため幅方向に凹部又は貫通孔を複数設けることが容易となり、また、凹部又は貫通孔を設けることによって通電経路を分割することができるため、凹部又は貫通孔によって形成される幅狭部分が順次溶断することで、自身の発熱により溶融、膨張してヒューズエレメントが爆発的飛散等の発生を抑止することができる。これにより、リフローによる表面実装が可能であり、定格を上げて大電流に対応可能であり、かつ定格を超える過電流時には速やかに電流経路を遮断する速溶断性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明が適用されたヒューズ素子の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、ヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図３】図３は、ヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明が適用された他のヒューズエレメントであって、低融点金属層の上下に高融点金属層が交互に複数積層された例を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明が適用された他のヒューズエレメントであって、低融点金属層の上下に高融点金属層を設け、さらにその上下に酸化防止膜を設けた例を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明が適用された他のヒューズエレメントであって、低融点金属層の上下に高融点金属層を設けた貫通孔を配置した例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明が適用された他のヒューズエレメントであって、低融点金属層の上下と、エレメントの幅方向側面に高融点金属層を設けた例を示す斜視図である。
【図８】図８は、保護部材が形成されたヒューズエレメントを示す斜視図である。
【図９】図９は、第１の実施形態にかかるヒューズエレメントの端部を折り曲げて端子部を形成した状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態にかかるヒューズエレメントの端部を折り曲げて端子部を形成した状態で絶縁基板上に設置した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態にかかるヒューズエレメントの端部を折り曲げて端子部を形成したヒューズ素子の一例を示す断面図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第３の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図１５】図１５は、第３の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、第４の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図１７】図１７は、第４の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、第５の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図１９】図１９は、第５の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、第６の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す平面図である。
【図２１】図２１は、第６の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図２２】図２２は、第７の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す断面図である。
【図２３】図２３は、第７の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図２４】図２４は、第８の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す断面図である。
【図２５】図２５は、第８の実施の形態にかかるヒューズエレメントの一例を示す斜視図である。
【図２６】図２６は、第８の実施の形態にかかるヒューズエレメントの他の例を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、第９の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の一例を示す断面図である。
【図２８】図２８は、第１０の実施の形態にかかるヒューズ素子の一例を示す分解斜視図である。
【図２９】図２９は、第１０の実施の形態にかかるヒューズ素子の一例を示す斜視図である。
【図３０】図３０は、第１０の実施の形態にかかるヒューズ素子の一例を示す断面図である。
【図３１】図３１は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図３２】図３２は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図３３】図３３は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図３４】図３４は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子を示す表面側から見た斜視図である。
【図３５】図３５は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子を示す裏面側から見た斜視図である。
【図３６】図３６は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子のヒューズエレメントを変更した例を示す斜視図である。
【図３７】図３７は、第１１の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子のヒューズエレメントを変更した例を示す平面図である。
【図３８】図３８は、第１２の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図３９】図３９は、第１２の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図４０】図４０は、第１２の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子を示す表面側から見た斜視図である。
【図４１】図４１は、第１２の実施の形態にかかる発熱体内蔵ヒューズ素子を示す裏面側から見た斜視図である。
【図４２】図４２は、第１３の実施の形態にかかるフリップチップ型の発熱体内蔵ヒューズ素子を示す表面から見た斜視図である。
【図４３】図４３は、第１３の実施の形態にかかるフリップチップ型の発熱体内蔵ヒューズ素子を示す裏面から見た斜視図である。
【図４４】図４４は、第１４の実施の形態にかかるフリップチップ型のヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図４５】図４５は、第１４の実施の形態にかかるフリップチップ型のヒューズ素子の製造工程を示す斜視図である。
【図４６】図４６は、第１４の実施の形態にかかるフリップチップ型のヒューズ素子を示す表面から見た斜視図である。
【図４７】図４７は、第１４の実施の形態にかかるフリップチップ型のヒューズ素子を示す裏面から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用されたヒューズエレメント、ヒューズ素子及び発熱体内蔵ヒューズ素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
［第１の実施の形態］
［ヒューズ素子］
本発明に係るヒューズ素子１は、図１に示すように、絶縁基板２と、絶縁基板２に設けられた第１及び第２の電極３，４と、第１及び第２の電極３，４間にわたって実装され、定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断し、第１の電極３と第２の電極４との間の電流経路を遮断するヒューズエレメント５と、ヒューズエレメント５が設けられた絶縁基板２の表面２ａ上を覆うカバー部材２０とを備える。
【００１８】
絶縁基板２は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材によって方形状に形成される。その他、絶縁基板２は、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。
【００１９】
絶縁基板２の相対向する両端部には、第１、第２の電極３，４が形成されている。第１、第２の電極３，４は、それぞれ、ＣｕやＡｇ配線等の導電パターンによって形成され、Ｃｕ等酸化されやすい配線材料の場合には表面に適宜、酸化防止対策としてＮｉ／ＡｕメッキやＳｎメッキ等の保護層６が設けられている。また、第１、第２の電極３，４は、絶縁基板２の表面２ａより、側面を介して裏面２ｂに至る。ヒューズ素子１は、裏面２ｂに形成された第１、第２の電極３，４を介して、回路基板の電流経路上に実装される。
【００２０】
ヒューズ素子１は、小型且つ高定格のヒューズ素子を実現するものであり、例えば、絶縁基板２の寸法として３〜４ｍｍ×５〜６ｍｍ程度と小型でありながら、抵抗値が０．５〜１ｍΩ、５０〜６０Ａ定格と高定格化が図られている。なお、本発明は、あらゆるサイズ、抵抗値及び電流定格を備えるヒューズ素子に適用することができるのはもちろんである。
【００２１】
なお、ヒューズ素子１は、絶縁基板２の表面２ａ上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント５の飛散を防止するカバー部材２０を取り付けるようにしている。カバー部材２０は、絶縁基板２の表面２ａ上に搭載される側壁２０ａと、ヒューズ素子１の上面を構成する天面２０ｂとを有する。このカバー部材２０は、例えば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成することができる。
【００２２】
［ヒューズエレメント］
第１及び第２の電極３，４間にわたって実装されているヒューズエレメント５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）により溶断し、第１の電極３と第２の電極４との間の電流経路を遮断するものである。
【００２３】
ヒューズエレメント５は、図１に示すように、内層と外層とからなる積層構造体であり、内層として低融点金属層５ａ、低融点金属層５ａに積層された外層として高融点金属層５ｂを有し、略矩形板状に形成されている。ヒューズエレメント５は、ハンダ等の接着材料８を介して第１及び第２の電極３，４間に搭載された後、リフローはんだ付け等により絶縁基板２上に接続される。
【００２４】
低融点金属層５ａは、好ましくは、Ｓｎを主成分とする金属であり、「Ｐｂフリーハンダ」と一般的に呼ばれる材料である。低融点金属層５ａの融点は、必ずしもリフロー炉の温度よりも高い必要はなく、２００℃程度で溶融してもよい。高融点金属層５ｂは、低融点金属層５ａの表面に積層された金属層であり、例えば、Ａｇ若しくはＣｕ又はこれらのうちのいずれかを主成分とする金属であり、ヒューズエレメント５をリフロー炉によって絶縁基板２上に実装を行う場合においても溶融しない高い融点を有する。
【００２５】
ヒューズエレメント５は、内層となる低融点金属層５ａに、外層として高融点金属層５ｂを積層することによって、リフロー温度が低融点金属層５ａの溶融温度を超えた場合であっても、ヒューズエレメント５として溶断するに至らない。したがって、ヒューズエレメント５は、リフローによって効率よく実装することができる。
【００２６】
また、ヒューズエレメント５は、低融点金属層５ａの融点以上の温度において溶断し、第１及び第２の電極３，４間の電流経路を遮断する。このとき、ヒューズエレメント５は、溶融した低融点金属層５ａが高融点金属層５ｂを浸食することにより、高融点金属層５ｂが高融点金属層５ｓの融点よりも低い温度で溶融を開始する。したがって、ヒューズエレメント５は、低融点金属層５ａによる高融点金属層５ｂの浸食作用を利用して短時間で溶断することができる。加えて、ヒューズエレメント５の溶融金属は、第１及び第２の電極３，４の物理的な引き込み作用により左右に分断されることから、速やかに、かつ確実に、第１及び第２の電極３，４間の電流経路を遮断することができる。
【００２７】
また、ヒューズエレメント５は、図２及び図３に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷ（以下では、単に幅Ｗとも記載する。）が大きい幅広構造とされている。なお、図２及び図３において、通電方向を矢印で示しているが、以後の図面においても矢印が通電方向を示すものとする。ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分に並列する円形の貫通孔５ｄ，５ｅを有している。なお、貫通孔５ｄ，５ｅは、非貫通の凹みであってもよいが、ヒューズエレメント５に凹みを設ける例は、別の実施の形態で説明する。また、貫通孔５ｄ，５ｅは、円形には限られず、他の形状としてもよいいが、他の形状の例については、別の実施の形態で説明する。また、ヒューズエレメント５の貫通孔や凹みは必須ではなく、ヒューズエレメントの厚みを薄く調整することで、平坦な矩形形状のとしても良い。例えば、ヒューズエレメント５の厚みｔをヒューズエレメント５の幅Ｗの１／３０以下とすることで、良好な電流遮断を実現することができる。更に、ヒューズエレメント５の厚みｔをヒューズエレメント５の幅Ｗの１／６０以下の比率とし、ヒューズエレメント５の幅Ｗを適宜広くすることで、５０Ａ以上の大電流にも対応することができる。
【００２８】
ここで、通電方向の全長Ｌとは、ヒューズエレメント５の溶断部平面における通電方向の最大長とする。後に示す折り曲げ端子部は、実装ハンダ等の接続材料が多く付着し、実質的に溶断部位として機能しないため、ヒューズエレメント５の通電長さの対象としない。通電方向の全長Ｌがヒューズエレメント５上で不均一となる場合には、長さが最少となる部分をヒューズエレメント５の通電方向の全長Ｌとする。また、幅方向の長さＷとは、ヒューズエレメント５の通電方向と直交する方向の長さである。幅方向の長さＷがヒューズエレメント５上で不均一となる場合には、長さが最大となる部分をヒューズエレメント５の幅方向の長さＷとする。
【００２９】
以下では、２つの貫通孔５ｄ，５ｅを幅方向に並列されたヒューズエレメント５を用いた場合を例に説明する。図２及び図３に示すように、２つの貫通孔５ｄ，５ｅによって、ヒューズエレメント５を幅方向に分断する複数の通電経路を構成する。そして、２つの貫通孔５ｄ，５ｅに分断された複数の幅狭部分５ｆ〜５ｈは、図３に示すように、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５は、すべての幅狭部分５ｆ〜５ｈが溶断することにより、第１、第２の電極３，４間にわたる電流経路を遮断する。
【００３０】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ，５ｅを有することで、並列する複数の幅狭部分５ｆ〜５ｈを形成するため、定格を超える電流が通電されると、抵抗値の低い幅狭部分に多くの電流が流れていき、自己発熱により順次溶断していき、最後に残った幅狭部分が溶断する際にのみアーク放電が発生する。したがって、ヒューズエレメント５によれば、最後に残った幅狭部分の溶断時にアーク放電が発生した場合にも、幅狭部分の体積に応じて小規模なものとなり、溶融金属の爆発的な飛散を防止することができ、また溶断後における絶縁性も大幅に向上させることができる。また、ヒューズエレメント５は、複数の幅狭部分５ｆ〜５ｈ毎に溶断されることから、各幅狭部分の溶断に要する熱エネルギーは少なくて済み、短時間で遮断することができる。
【００３１】
また、ヒューズエレメント５は、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とすることによって、ヒューズエレメント５の体積を確保しつつ、貫通孔５ｄ，５ｅを並列することを容易としている。
【００３２】
また、ヒューズエレメント５は、定格を超える電流が通電し、溶断する際に、アーク放電が発生した場合にも、溶融したヒューズエレメントが広範囲にわたって飛散し、飛散した金属によって新たに電流経路が形成され、あるいは飛散した金属が端子や周囲の電子部品等に付着することを防止することができる。
【００３３】
すなわち、絶縁基板上の電極端子間にわたって広範囲に搭載されたヒューズエレメントにおいては、定格を超えた電圧が印加され大電流が流れると、全体的に発熱する。そして、ヒューズエレメントは、全体が溶融し、凝集状態となった後、大規模なアーク放電が発生しながら溶断する。このため、ヒューズエレメントの溶融物が爆発的に飛散する。このため、飛散した金属によって新たに電流経路が形成され絶縁性を損ない、あるいは、絶縁基板に形成された電極端子を溶融させて共に飛散することにより、周囲の電子部品等に付着する恐れがある。さらに、このようなヒューズエレメントは、全体的に凝集した後にこれを溶融、遮断させることから溶断に要する熱エネルギーも多くなり、速溶断性に劣る。
【００３４】
アーク放電を速やかに止めて回路を遮断する対策として、中空ケース内に消弧材を詰めたものや、放熱材の周りにヒューズエレメントを螺旋状に巻きつけてタイムラグを発生させる高電圧対応の電流ヒューズも提案されている。しかし、従来の高電圧対応の電流ヒューズにおいては、消弧材の封入や螺旋ヒューズの製造といった、何れも複雑な材料や加工プロセスが必要とされ、ヒューズ素子の小型化や電流の高定格化といった面で不利である。
【００３５】
なお、同様の効果をえるために、ヒューズエレメントを幅方向に分割した細長いエレメントを並列させることも考えられるが、細長いエレメントは急激な加熱により溶断して全体が飛散しやすいため、通電経路の一部のみを分割する２つの貫通孔５ｄ，５ｅを有するヒューズエレメント５とすることが好ましい。
【００３６】
すなわち、ヒューズエレメント５は、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積が確保されているため、２つの貫通孔５ｄ，５ｅ付近を先に加熱溶断することができ、溶融金属の爆発的な飛散を防止することができる。
【００３７】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ，５ｅ付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の長さＬの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【００３８】
具体的に、貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【００３９】
また、貫通孔５ｄ，５ｅの大きさは、その直径をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ，５ｅが及んでしまいかねないからである。
【００４０】
上述のようなヒューズエレメント５は、内層となる低融点金属層５ａに高融点金属層５ｂが積層されて構成されているため、溶断温度を従来の高融点金属からなるチップヒューズ等よりも大幅に低減することができる。したがって、ヒューズエレメント５は、同一サイズのチップヒューズ等に比して、断面積を大きくでき電流定格を大幅に向上させることができる。
【００４１】
また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも小型化、薄型化を図ることができ、速溶断性に優れる。また、ヒューズエレメント５は、ヒューズ素子１が組み込まれた電気系統に異常に高い電圧が瞬間的に印加されるサージへの耐性（耐パルス性）を向上することができる。すなわち、ヒューズエレメント５は、例えば１００Ａの電流が数ｍｓｅｃ流れたような場合にまで溶断してはならない。この点、従来のＰｂ系ヒューズエレメントに比べＳｎとＡｇから成る本実施の形態のヒューズエレメントは比抵抗が約１／４〜１／３と小さく低抵抗であり、且つ極短時間に流れる大電流は導体の表層を流れることから（表皮効果）、ヒューズエレメント５は、外層として抵抗値の低いＡｇメッキ等の高融点金属層５ｂが設けられているため、サージによって印加された電流を流しやすく、自己発熱による溶断を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント５は、従来のＰｂ系ハンダ合金からなるヒューズに比して、大幅にサージに対する耐性を向上させることができる。
【００４２】
［耐パルス試験］
ここで、ヒューズ素子１の耐パルス試験について説明する。本試験では、ヒューズ素子として、低融点金属箔（Ｓｎ９６．５／Ａｇ／Ｃｕ）の両面にそれぞれ厚さ４μｍのＡｇメッキを施したヒューズエレメント（実施例）と、低融点金属箔（Ｐｂ９０／Ｓｎ／Ａｇ）のみからなるヒューズエレメント（比較例）を用意した。実施例にかかるヒューズエレメントは、断面積が０．１ｍｍ2、長さＬが１．５ｍｍで、ヒューズ素子抵抗は２．４ｍΩである。比較例にかかるヒューズエレメントは、断面積が０．１５ｍｍ2、長さＬが１．５ｍｍで、ヒューズ素子抵抗は２．４ｍΩである。
【００４３】
これら実施例及び比較例にかかるヒューズエレメントの両端を、それぞれ絶縁基板上に形成された第１、第２の電極間にハンダ接続し（図１参照）、１００Ａの電流を、１０秒間隔で、１０ｍｓｅｃ間流し（ｏｎ＝１０ｍｓｅｃ／ｏｆｆ＝１０ｓｅｃ）、溶断するまでのパルス数を計測した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１に示すように、実施例にかかるヒューズエレメントは、溶断までに３８９０回のパルスに耐えられたが、比較例にかかるヒューズエレメントは、断面積が実施例にかかるヒューズエレメントよりも大きいにもかかわらず４１２回しか耐えられなかった。これより、低融点金属層に高融点金属層を積層したヒューズエレメントは、耐パルス性が大幅に向上されていることが分かる。
【００４６】
なお、ヒューズエレメント５は、低融点金属層５ａの体積を高融点金属層５ｂの体積よりも大きくすることが好ましい。ヒューズエレメント５は、低融点金属層５ａの体積を多くすることにより、効果的に高融点金属層５ｂの浸食による短時間での溶断を行うことができる。
【００４７】
具体的にヒューズエレメント５は、内層が低融点金属層５ａ、外層が高融点金属層５ｂの被覆構造であり、低融点金属層５ａと高融点金属層５ｂとの層厚比が、低融点金属層：高融点金属層＝２．１：１〜１００：１としてもよい。これにより、確実に低融点金属層５ａの体積を、高融点金属層５ｂの体積よりも多くすることができ、効果的に高融点金属層５ｂの浸食による短時間での溶断を行うことができる。
【００４８】
すなわち、ヒューズエレメント５は、内層を構成する低融点金属層５ａの上下面に高融点金属層５ｂが積層されることから、層厚比が、低融点金属層：高融点金属層＝２．１：１以上に低融点金属層５ａが厚くなるほど低融点金属層５ａの体積が高融点金属層５ｂの体積よりも多くすることができる。また、ヒューズエレメント５は、層厚比が、低融点金属層：高融点金属層＝１００：１を超えて低融点金属層５ａが厚く、高融点金属層５ｂが薄くなると、高融点金属層５ｂが、リフロー実装時の熱で溶融した低融点金属層５ａによって浸食されてしまうおそれがある。
【００４９】
かかる膜厚の範囲は、膜厚を変えた複数のヒューズエレメントのサンプルを用意し、ハンダペーストを介して第１及び第２の電極３，４上に搭載した後、リフロー相当の２６０℃の温度を掛け、ヒューズエレメントが溶断しない状態を観察することにより求めた。
【００５０】
１００μｍ厚の低融点金属層５ａ（Ｓｎ９６．５／Ａｇ／Ｃｕ）の上下面に、厚さ１μｍのＡｇメッキ層を形成したヒューズエレメントでは、２６０℃の温度下でＡｇメッキが溶解してエレメント形状を維持できなかった。リフローによる表面実装を考慮すると、１００μｍ厚の低融点金属層５ａに対して、高融点金属層５ｂの厚さは３μｍ以上あればリフローによる表面実装によっても確実に形状を維持することができることを確認した。なお、高融点金属としてＣｕを用いた場合には、厚さ０．５μｍ以上であればリフローによる表面実装によっても確実に形状を維持することができる。
【００５１】
また、高融点金属層にＣｕを採用することによる浸食性の軽減や、低融点金属層の材料にＳｎ／ＢｉやＩｎ／Ｓｎなどの融点の低い合金を採用することによるＳｎ含有量の低減により、低融点金属層：高融点金属層＝１００：１とすることも可能である。
【００５２】
なお、低融点金属層５ａの厚みは、高融点金属層５ｂへの浸食を拡散し速やかに溶断すること考慮すると、ヒューズエレメントのサイズにもよるが、一般に３０μｍ以上であることが好ましい。
【００５３】
［製造方法］
ヒューズエレメント５は、低融点金属層５ａの表面に高融点金属層５ｂをメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント５は、例えば、長尺状のハンダ箔の表面にＡｇメッキを施すことにより効率よく製造でき、使用時には、サイズに応じて切断することで、容易に用いることができる。
【００５４】
また、ヒューズエレメント５は、低融点金属箔と高融点金属箔とを貼りあわせることにより製造してもよい。ヒューズエレメント５は、例えば、圧延した２枚のＣｕ箔、或いはＡｇ箔の間に、同じく圧延したハンダ箔を挟んでプレスすることにより製造できる。この場合、低融点金属箔は、高融点金属箔よりも柔らかい材料を選択することが好ましい。これにより、厚みのばらつきを吸収して低融点金属箔と高融点金属箔とを隙間なく密着させることができる。また、低融点金属箔はプレスによって膜厚が薄くなるため、予め厚めにしておくとよい。プレスにより低融点金属箔がヒューズエレメント端面よりはみ出した場合は、切り落として形を整えることが好ましい。
【００５５】
その他、ヒューズエレメント５は、蒸着等の薄膜形成技術や、他の周知の積層技術を用いることによっても、低融点金属層５ａに高融点金属層５ｂを積層したヒューズエレメント５を形成することができる。
【００５６】
また、ヒューズエレメント５は、図４に示すように、低融点金属層５ａと高融点金属層５ｂとを交互に複数層形成してもよい。この場合、最外層としては、低融点金属層５ａと高融点金属層５ｂのいずれでもよいが、低融点金属層２０ａとする方が好ましい。最外層が低融点金属層２０ａの場合、溶融過程において、高融点金属層２１ａが両面から低融点金属層２０ａによる浸食を受けるので効率良く短時間で溶断することができる。最外層の低融点金属層２０ａは、ヒューズエレメントの実装時にヒューズエレメントの表面／裏面にハンダペーストを適量塗布し、リフロー加熱により電極との接続と同時にコーティングしても良い。
【００５７】
また、ヒューズエレメント５は、図５に示すように、高融点金属層５ｂを最外層としたときに、さらに当該最外層の高融点金属層５ｂの表面に酸化防止膜７を形成してもよい。ヒューズエレメント５は、最外層の高融点金属層５ｂがさらに酸化防止膜７によって被覆されることにより、例えば高融点金属層５ｂとしてＣｕメッキやＣｕ箔を形成した場合にも、Ｃｕの酸化を防止することができる。したがって、ヒューズエレメント５は、Ｃｕの酸化によって溶断時間が長くなる事態を防止することができ、短時間で溶断することができる。
【００５８】
また、ヒューズエレメント５は、高融点金属層５ｂとしてＣｕ等の安価だが酸化しやすい金属を用いることができ、Ａｇ等の高価な材料を用いることなく形成することができる。
【００５９】
高融点金属の酸化防止膜７は、内層の低融点金属層５ａと同じ材料を用いることができ、例えばＳｎを主成分とするＰｂフリーハンダを用いることができる。また、酸化防止膜７は、高融点金属層５ｂの表面に錫メッキを施すことにより形成することができる。その他、酸化防止膜７は、Ａｕメッキやプリフラックスによって形成することもできる。
【００６０】
また、ヒューズエレメント５は、図６に示すように、低融点金属層５ａの上面及び裏面に高融点金属層５ｂが積層されてもよく、あるいは図７に示すように、低融点金属層５ａの対向する２つの端面を除く外周部が高融点金属層５ｂによって被覆されてもよい。すなわち、通電方向の側面を高融点金属層５ｂによって覆うようにしてもよい。図６に示すヒューズエレメント５は、側面から低融点金属層５ａが露呈しているため低融点金属が溶融し外部に流れ出すおそれがありヒューズ素子１の機能を損なう可能性がある。しかしながら、図７に示すヒューズエレメント５のような構造では、低融点金属が溶融し外部に流れ出すおそれを低減させて、ヒューズ素子１の機能を保持することが可能となる。
【００６１】
また、ヒューズエレメント５は、図８に示すように、外周の少なくとも一部に保護部材１０を設けてもよい。保護部材１０は、ヒューズエレメント５のリフロー実装時における接続用ハンダの流入や内層の低融点金属層５ａの流出を防止して形状を維持するとともに、定格を超える電流が流れたときにも溶融ハンダの流入を防止して定格の上昇による速溶断性の低下を防止するものである。
【００６２】
すなわち、ヒューズエレメント５は、外周に保護部材１０を設けることにより、リフロー温度下で溶融した低融点金属層５ａの流出を防止し、エレメントの形状を維持することができる。特に、低融点金属層５ａの上面及び下面に高融点金属層５ｂを積層し、側面から低融点金属層５ａが露出しているヒューズエレメント５においては、外周部に保護部材１０を設けることにより当該側面からの低融点金属の流出が防止され、形状を維持することができる。
【００６３】
また、ヒューズエレメント５は、保護部材１０を外周に設けることにより、定格を超える電流が流れたときに溶融ハンダの流入を防止することができる。ヒューズエレメント５は、第１、第２の電極３，４上にハンダ接続される場合、定格を超える電流が流れた際の発熱により、第１、第２の電極への接続用のハンダや低融点金属層５ａを構成する金属が溶融し、溶断すべきヒューズエレメント５の中央部に流入するおそれがある。ヒューズエレメント５は、ハンダ等の溶融金属が流入すると抵抗値が下がり、発熱が阻害され、所定の電流値において溶断しない、又は溶断時間が伸び、或いは、溶断後に第１、第２の電極３，４間の絶縁信頼性を損なう恐れがある。そこで、ヒューズエレメント５は、保護部材１０を外周に設けることで、溶融金属の流入を防止し、抵抗値を固定させて、所定の電流値で速やかに溶断させ、かつ第１、第２の電極３，４間の絶縁信頼性を確保することができる。
【００６４】
このため、保護部材１０としては、絶縁性やリフロー温度における耐熱性を備え、かつ溶融ハンダ等に対するレジスト性を備えた材料が好ましい。例えば、保護部材１０は、ポリイミドフィルムを用い、図８に示すように、接着剤１１によってテープ状のヒューズエレメント５の中央部に貼り付けることにより形成することができる。また、保護部材１０は、絶縁性、耐熱性、レジスト性を備えたインクをヒューズエレメント５の外周に塗布することにより形成することができる。あるいは、保護部材１０は、ソルダーレジストを用い、ヒューズエレメント５の外周に塗布することにより形成することができる。
【００６５】
上述したフィルム、インク、ソルダーレジスト等からなる保護部材１０は、長尺状のヒューズエレメント５の外周に貼着又は塗工により形成することができ、また使用時には保護部材１０が設けられたヒューズエレメント５を切断すればよく、取扱い性に優れる。
【００６６】
また、ヒューズエレメント５は、図６及び図７に示すように、貫通孔５ｄ，５ｅを設ける方法として、パンチングマシーンによってパンチをすることで穴あけ加工をしてもよいし、鋭利な先端部分を有するポンチ等によって、穴あけ加工をするようにしてもよい。また、プレス加工によって穴あけ加工をするようにしてもよく、カッター等で切断する方法を用いてもよい。すなわち、ヒューズエレメント５に対して穴あけを行うことができる、各種の公知の加工方法を適宜採用することができる。
【００６７】
［実装状態］
次いで、ヒューズエレメント５の実装状態について説明する。ヒューズ素子１は、図１に示すように、ヒューズエレメント５が、絶縁基板２の表面２ａから離間して実装されている。これにより、ヒューズ素子１は、定格を超える電流が流れた時に、第１、第２の電極３，４間においてヒューズエレメント５の溶融金属が絶縁基板２の表面２ａに付着することなく、確実に電流経路を遮断することができる。
【００６８】
一方、ヒューズエレメントを絶縁基板の表面へ印刷により形成するなど、ヒューズエレメントが絶縁基板の表面と接するヒューズ素子においては、第１、第２の電極間においてヒューズエレメントの溶融金属が絶縁基板上に付着しリークが発生する。例えばＡｇペーストをセラミック基板へ印刷することによりヒューズエレメントを形成したヒューズ素子においては、セラミックとＡｇが焼結されて食い込んでしまい、第１、第２の電極間に残留してしまう。そのため、当該残留物によって第１、第２の電極間にリーク電流が流れ、電流経路を完全には遮断することができない。
【００６９】
この点、ヒューズ素子１においては、絶縁基板２とは別に単体でヒューズエレメント５を形成し、かつ絶縁基板２の表面２ａから離間して実装させている。したがって、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５の溶融時にも溶融金属が絶縁基板２へ食い込むこともなく第１、第２の電極上に引き込まれ、確実に第１、第２の電極間を絶縁することができる。
【００７０】
［フラックスコーティング］
また、ヒューズエレメント５は、外層の高融点金属層５ｂ又は低融点金属層５ａの酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、図１に示すように、ヒューズエレメント５上の外層のほぼ全面にフラックス１７を塗布してもよい。フラックス１７を塗布することにより、低融点金属（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、低融点金属が溶解している間の酸化物を除去し、高融点金属（例えばＡｇ）への浸食作用を用いて速溶断性を向上させることができる。
【００７１】
また、フラックス１７を塗布することにより、最外層の高融点金属層５ｂの表面に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の酸化防止膜７を形成した場合にも、当該酸化防止膜７の酸化物を除去することができ、高融点金属層５ｂの酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。また、フラックス１７は、電流遮断時のアーク放電による溶融飛散物の絶縁基板表面や保護部材表面への付着を抑制し、絶縁抵抗の低下をも抑制する。
【００７２】
かかるヒューズエレメント５は、上述したように第１、第２の電極３，４上にリフローハンダ付けによって接続することができるが、その他にも、ヒューズエレメント５は、超音波溶接によって第１、第２の電極３，４上に接続してもよい。
【００７３】
［溶断順序の制御］
ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５の各貫通孔５ｄの間を順次溶断させることが可能となる。
【００７４】
例えば、ヒューズエレメント５は、複数の通電経路のうち、中央付近の一部の断面積を他の幅狭部分の断面積よりも小さくすることにより、相対的に高抵抗化することにより、定格を超える電流が通電されると、先ず比較的低抵抗の部分から多くの電流が通電し溶断していく。この溶断は自己発熱によるアーク放電を伴うものではないため、溶融金属の爆発的な飛散もない。その後、残った当該高抵抗化された部分に電流が集中し、最後にアーク放電を伴って溶断する。これにより、ヒューズエレメント５は、各貫通孔５ｄ，５ｅによって分断される幅狭部分５ｆ〜５ｈを順次溶断させることができる。ヒューズエレメント５は、断面積の小さい部分の溶断時にアーク放電が発生するが、該当する部分の体積に応じて小規模なものとなり、溶融金属の爆発的な飛散を防止することができる。
【００７５】
このとき、ヒューズ素子１は、最初に溶断する比較的低抵抗の部分と、この部分に隣接する幅狭部分との間に絶縁部を設けるようにしてもよい。この場合には絶縁部によって、ヒューズエレメント５自身の発熱により膨張して隣接する幅狭部分同士が接触し凝集することを防止することができる。これにより、ヒューズ素子１は、幅狭部分を所定の溶断順序で溶断させるとともに、隣接する幅狭部分同士が一体化することによる溶断時間の増加やアーク放電の大規模化による絶縁性の低下を防止することができる。
【００７６】
具体的に、図３に示す３つの幅狭部分５ｆ〜５ｈからなるヒューズエレメント５が搭載されたヒューズ素子１において、相対的に真ん中の幅狭部分５ｇの断面積を小さくし高抵抗化することにより、外側の幅狭部分５ｆ、５ｈＣから優先的に多くの電流を流し、溶断させた後、最後に真ん中の幅狭部分５ｇを溶断する。このとき、ヒューズ素子１は、幅狭部分５ｆ，５ｈとの間、及び幅狭部分５ｇ，５ｈの間の貫通孔５ｅ，５ｄにそれぞれ絶縁部を設けることにより、幅狭部分５ｆ、７ｈが自己発熱により溶融した際にも、隣接する幅狭部分５ｇと接触することなく短時間で溶断するとともに、最後に幅狭部分５ｇを溶断させることができる。また、断面積の小さい幅狭部分５ｇは、隣接する幅狭部分５ｆ，５ｈとの接触もなく、溶断時におけるアーク放電も小規模なものに止まる。
【００７７】
なお、ヒューズエレメント５は、２つ以上の貫通孔５ｄ，５ｅを設けた場合、外側の幅狭部分を最初に溶断させ、内側の幅狭部分を最後に溶断させることが好ましい。例えば、図３に示すように、ヒューズエレメント５は、３つの幅狭部分５ｆ，５ｇ，５ｈを設けるとともに、真ん中の幅狭部分５ｇを最後に溶断させることが好ましい。
【００７８】
上述したように、ヒューズエレメント５に定格を超える電流が通電されると、先ず外側に設けられた２つの幅狭部分５ｆ，５ｈに多くの電流が流れて自己発熱により溶断する。これら幅狭部分５ｆ，５ｈの溶断は自己発熱によるアーク放電を伴うものではないため、溶融金属の爆発的な飛散もない。
【００７９】
次いで、内側に設けられた幅狭部分５ｇに電流が集中し、アーク放電を伴いながら溶断する。このとき、ヒューズエレメント５は、内側に設けられた幅狭部分５ｇを最後に溶断させることにより、アーク放電が発生しても、幅狭部分５ｇの溶融金属の飛散を抑制し、溶融金属によるショート等を防止することができる。
【００８０】
このときも、ヒューズエレメント５は、３つの幅狭部分５ｆ〜５ｈのうち、内側に位置する真ん中の幅狭部分５ｇの断面積を外側に位置する他の幅狭部分５ｆ，５ｈの断面積よりも小さくすることにより、相対的に高抵抗化し、これにより真ん中の幅狭部分５ｇを最後に溶断させてもよい。この場合も、断面積を相対的に小さくすることにより最後に溶断させているため、アーク放電も幅狭部分５ｇの体積に応じて小規模なものとなり、溶融金属の爆発的な飛散をより抑制することができる。
【００８１】
［端子部］
ここで、ヒューズエレメント５は、図９に示すように、通電方向の両端を回路基板側に９０度折り曲げて、その端面を端子部３０とすることができる。
【００８２】
端子部３０は、ヒューズエレメント５が搭載されたヒューズ素子１が回路基板に実装されると、当該回路基板に形成された接続端子に直接接続されるものであり、図９に示すように、通電方向の両端に形成されている。そして、端子部３０は、図１０及び図１１に示すように、ヒューズ素子１が回路基板に実装されることにより、回路基板上に形成された接続端子とハンダ等を介して接続される。
【００８３】
ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に形成した端子部３０を介して回路基板と導通接続されることにより、素子全体の抵抗値を下げて、小型化且つ高定格化を図ることができる。すなわち、ヒューズ素子１は、絶縁基板２の裏面２ｂに回路基板との接続用電極を設けるとともに、導電ペーストが充填されたスルーホール等を介して第１、第２の電極３，４と接続する場合、スルーホールやキャスタレーションの孔径や孔数の制限や、導電ペーストの抵抗率や膜厚の制限により、ヒューズエレメントの抵抗値以下の実現が難しく、高定格化が困難となる。
【００８４】
そこで、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に端子部３０を形成する。そして、ヒューズ素子１は、図１０及び図１１に示すように、回路基板上に実装することにより、端子部３０を直接、回路基板の接続端子に接続する。これにより、ヒューズ素子１は、導電スルーホールを介在させることによる高抵抗化を防止でき、ヒューズエレメント５によって素子の定格が決まり、小型化を図るとともに高定格化を実現できる。
【００８５】
また、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に端子部３０を形成することにより、絶縁基板２の裏面２ｂに回路基板との接続用電極を形成する必要がなく、表面２ａのみに第１、第２の電極３，４を形成すれば足り、製造工数の削減を図ることができる。
【００８６】
また、ヒューズエレメント５に端子部３０を形成する方法としては、プレスマシーン等による押圧によって、両側縁部を折り曲げることにより製造することができる。また、端子部３０が設けられたヒューズエレメント５は、貫通孔５ｅ，５ｆを形成するためにプレス加工を用いることで、穴あけ加工とともに折り曲げ加工をすることができる。
【００８７】
なお、ヒューズ素子１は、端子部３０を設け、かつ複数の貫通孔５ｄ，５ｅとを有するヒューズエレメント５を用いる場合には、絶縁基板２に第１、第２の電極３，４を設けなくともよい。この場合、絶縁基板２は、ヒューズエレメント５の熱を放熱するために用いられ、熱伝導性の良いセラミック基板が好適に用いられる。また、ヒューズエレメント５を絶縁基板２に接続する接着剤としては、導電性は無くともよく、熱伝導性に優れるものが好ましい。
【００８８】
［ヒューズ素子の製造工程］
ヒューズエレメント５が用いられるヒューズ素子１は、以下の工程により製造される。ヒューズエレメント５が搭載される絶縁基板２は、表面２ａに第１、第２の電極３，４が形成される。第１、第２の電極３，４は、ヒューズエレメント５がハンダ付け等により接続される。これにより、ヒューズエレメント５は、ヒューズ素子１が回路基板に実装されることにより、回路基板に形成された回路上に直列に組み込まれる。
【００８９】
ヒューズエレメント５は、第１、第２の電極３，４間にハンダ等の接続材料を介して搭載され、リフロー実装にて接続される。従来のＰｂ系ハンダ（融点３００℃程度）をヒューズエレメントとする場合は、Ｓｎ系ハンダ（融点２２０℃程度）で実装すると、２５０℃程度のリフロー温度でＳｎとＰｂが合金化しヒューズエレメントが溶断する為、比較的Ｓｎ比率の少ない融点が高めのＰｂ系ハンダを用いる必要があった。しかし、低融点金属層と高融点金属層の積層エレメントを用いる事により、Ｓｎ系ハンダ（融点２２０℃程度）で実装してもヒューズエレメントが溶断する事はなく、実装プロセスの低温化を図ることができ、Ｐｂフリー化も実現することができる。また、図１に示すように、ヒューズエレメント５上にはフラックス１７が設けられる。フラックス１７が設けられることにより、ヒューズエレメント５の酸化防止、濡れ性の向上を図り、速やかに溶断させることができる。また、フラックス５を設けることにより、アーク放電による溶融金属の絶縁基板２への付着を抑制し、溶断後における絶縁性を向上させることができる。
【００９０】
［第２の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
なお、以下では、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【００９１】
ヒューズエレメント５は、図１２及び図１３に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【００９２】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ，５ｅをヒューズエレメントの幅方向の側面に並列して有しており、開口形状は略半円形されている。すなわち、貫通孔５ｄ，５ｅはヒューズエレメント５の幅方向の側面に露呈した状態とされている。
【００９３】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ，５ｅ付近は、他の実施の形態と同様に最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の略中央付近とすることが好ましい。
【００９４】
具体的に、貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【００９５】
また、貫通孔５ｄ，５ｅの大きさは、ヒューズエレメント５の通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の長さＬに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ，５ｅが及んでしまいかねないからである。
【００９６】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ，５ｅの間に幅狭部分５ｇを有しており、通電電流によって溶断する際には幅狭部分５ｇから溶断する。
【００９７】
［第３の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
次に、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【００９８】
また、ヒューズエレメント５は、図１４及び図１５に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【００９９】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを有している。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とは、それぞれ、ヒューズエレメント５の通電方向に所定の間隔をあけて設けられている。貫通孔５ｄ1，５ｄ2とは、通電方向に並んでおり、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とは、通電方向に並んでいる。すなわち、ヒューズエレメント５には、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とがアレイ状に並んでいると言える。
【０１００】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１０１】
具体的に、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０１０２】
また、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさは、それぞれの直径と貫通孔５ｄ1，５ｄ2の間隔を足した大きさ、すなわちヒューズエレメント５の通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ1，５ｄ2が及んでしまいかねないからである。また、貫通孔５ｅ1，５ｅ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさと同様に定義をすることができるため説明を省略する。
【０１０３】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ1，５ｅ1の間及び貫通孔５ｄ2，５ｅ2の間にそれぞれ幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄ1，５ｄ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅ1，５ｅ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１０４】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、ヒューズエレメント５の通電方向に複数の幅狭部分を有することとなり、１列のみが並列された第１の実施の形態と比較して、ヒューズエレメント５の溶断位置を複数個所でより正確にコントロールすることが可能となる。
【０１０５】
［第４の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
次に、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０６】
ヒューズエレメント５は、図１６及び図１７に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【０１０７】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを有している。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とは、それぞれ、ヒューズエレメント５の通電方向に所定の間隔をあけて設けられている。貫通孔５ｄ1，５ｄ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでおり、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでいる。より具体的には、ヒューズエレメント５には、貫通孔５ｄ1，５ｄ2と、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とが通電方向に重ならないようにそれぞれ並んでいる。
【０１０８】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１０９】
具体的に、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０１１０】
また、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2を含めた通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ1，５ｄ2が及んでしまいかねないからである。また、貫通孔５ｅ1，５ｅ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさと同様に定義をすることができるため説明を省略する。
【０１１１】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ2，５ｅ1の間に幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄ1のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１１２】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、ヒューズエレメント５の通電方向に複数の幅狭部分を有することとなり、１列のみが並列された第１の実施の形態と比較して、ヒューズエレメント５の溶断位置を複数個所でより正確にコントロールすることが可能となる。
【０１１３】
［第５の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
次に、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
ヒューズエレメント５は、図１８及び図１９に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【０１１５】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する矩形の貫通孔５ｄ，５ｅを有している。
【０１１６】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ，５ｅ付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１１７】
具体的に、貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０１１８】
また、貫通孔５ｄ，５ｅの大きさは、矩形の通電方向の一辺の長さ、すなわち通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ，５ｅが及んでしまいかねないからである。
【０１１９】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ，５ｅの間に幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄのヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅのヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１２０】
［第６の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
次に、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
ヒューズエレメント５は、図２０及び図２１に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【０１２２】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する菱形の貫通孔５ｄ，５ｅを有している。
【０１２３】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ，５ｅ付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の長さＬの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１２４】
具体的に、貫通孔５ｄ，５ｅを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０１２５】
また、貫通孔５ｄ，５ｅの大きさは、通電方向の菱形の対角線の長さ、すなわち通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ，５ｅが及んでしまいかねないからである。
【０１２６】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ，５ｅの間、すなわち幅方向の菱形の頂点間で幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄのヒューズエレメント５の幅方向の菱形の頂点の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅのヒューズエレメント５の幅方向の菱形の頂点の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１２７】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【０１２８】
［第７の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
次に、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２９】
ヒューズエレメント５は、図２２及び図２３に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【０１３０】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の凹み部５ｄ3，５ｅ3を有している。凹み部５ｄ3，５ｅ3は、ヒューズエレメント５を貫通しない構造とされている。具体的には、低融点金属層５ａが押し出され高融点金属層５ｂだけからなるすり鉢状の構造とされている。
【０１３１】
凹み部５ｄ3，５ｅ3は、ヒューズエレメント５を先端が鋭利でないポンチ等で押圧することによって簡単に形成することができる。また、凹み部５ｄ3，５ｅ3は、貫通孔を形成するよりも簡単な工程で確実に形成することができる。
【０１３２】
［凹み部］
つぎに、ヒューズエレメント５の凹み部５ｄ3，５ｅ3を設ける位置とその大きさについて説明する。凹み部５ｄ3，５ｅ3付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１３３】
具体的に、凹み部５ｄ3，５ｅ3を設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の主通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。なお、凹み部５ｄ3，５ｅ3は、高融点金属層５ｂのみからなる領域である通電経路を構成する。しかし、通電によって低融点金属層５ａが先に溶融を開始する本ヒューズエレメント５の特性を考慮して、第７の実施の形態においては、低融点金属層５ａを有する積層構造部分を主通電経路と定義し、凹み部５ｄ3，５ｅ3の通電経路とは区別する。
【０１３４】
また、凹み部５ｄ3，５ｅ3の大きさは、凹み部５ｄ3，５ｅ3の直径、すなわち通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、穴あけ加工（凹み加工）が難しくなるとともに、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ，５ｅが及んでしまいかねないからである。
【０１３５】
ヒューズエレメント５は、凹み部５ｄ3，５ｅ3の間に幅狭部分５ｇを有しており、凹み部５ｄ3のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、凹み部５ｅ3のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１３６】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、凹み部５ｄ3，５ｅ3において通電はするものの、低融点金属層５ａが高融点金属層５ｂによって分離されているため、ヒューズエレメント５全体で爆発的に溶融することはなく、主通電経路ごとに溶断することとなり、第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【０１３７】
［第８の実施の形態］
［ヒューズエレメント］
つぎに、ヒューズエレメント５の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であるため、特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズエレメント５の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１３８】
ヒューズエレメント５は、図２４及び図２５に示すように、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が回路基板側に折り曲げられた端子部３０を有する。
【０１３９】
ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する矩形の切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4を有している。
【０１４０】
切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4は、ヒューズエレメント５の中央部で三辺に切込を入れて、ヒューズエレメント５の一部を叩き起こして形成することができ、矩形の開口を有している。切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4は、端子部３０を形成するプレス加工と同時に三辺に切込を入れることができ、該当する領域を叩き起こして形成することができるため、容易に加工することができる。
【０１４１】
切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4は、ヒューズエレメント５の幅方向に切り口が露呈するように叩き起こす向きを定めている。
【０１４２】
［切込貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4を設ける位置とその大きさについて説明する。切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１４３】
具体的に、切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4を設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０１４４】
また、切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4の大きさは、矩形の通電方向の一辺の長さ、すなわち通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4が及んでしまいかねないからである。
【０１４５】
ヒューズエレメント５は、切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4の間に幅狭部分５ｇを有しており、切込貫通孔５ｄ4のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、切込貫通孔５ｅ4のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１４６】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、より簡単な加工方法によって製造することができ、第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【０１４７】
また、切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4は、図２６に示すように、ヒューズエレメント５の通電方向に切り口が露呈するように叩き起こす向きを定めてもよい。すなわち、図２５で説明した切込貫通孔５ｄ4，５ｅ4の切れ込み位置と叩き起こす向きを９０度回転させてもよい。
【０１４８】
［第９の実施の形態］
［発熱体内蔵ヒューズ素子］
なお、本発明に係るヒューズ素子１は、発熱体内蔵ヒューズ素子についても適用することができる。具体的には、図２７に示すように、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、絶縁基板２と、絶縁基板２に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱体１４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引出電極１６と、端子部３０を両端に有し回路基板上の回路パターンにハンダペースト等の接着材料８によって端子部３０が接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続されたヒューズエレメント５と、ヒューズエレメント５上に設けられ、ヒューズエレメント５に発生する酸化膜を除去するとともにヒューズエレメント５の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、ヒューズエレメント５を覆う外装体となるカバー部材２０とを備える。
【０１４９】
ヒューズエレメント５の構造については、第１の実施の形態で説明した、端子部３０を有する場合と略同等であるため、詳細な説明を省略するが、貫通孔５ｄを設ける位置は、発熱体引出電極１６の端部からブリッジ部、すなわち端子部３０側に向かってまたがるように設置することが好ましい。また、ヒューズエレメント５の厚みｔを調整することで、貫通孔は無くても良い。
【０１５０】
ヒューズエレメント５は、図２７に示すように、内層と外層とからなる積層構造体であり、内層として低融点金属層５ａ、低融点金属層５ａに積層された外層として高融点金属層５ｂを有し、略矩形板状に形成されている。ヒューズエレメント５は、ハンダ等の接着材料８を介して回路基板上の回路パターンに接続される。また、絶縁基板２の通電方向の両端に設けた電極ともハンダ等の接着材料８を介して接続しても良い。この場合、端子部の熱を絶縁基板を介した放熱により、定格通電時の素子表面温度を下げることができ、定格電流を高く設定できる。
【０１５１】
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２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。
【０１５２】
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引出電極１６が配置される。発熱体１４の熱を効率良くヒューズエレメント５に伝えるために、発熱体１４と絶縁基板１１の間に絶縁部材１５を積層しても良い。絶縁部材１５としては、例えばガラスを用いることができる。
【０１５３】
発熱体引出電極１６は、発熱体１４の一端と連続されるとともに、一端が図示しない発熱体電極に接続され、他端が発熱体１４を介して他方の図示しない発熱体電極に接続されている。
【０１５４】
発熱体１４は、図示しない電極より電流が供給されることで発熱し、ヒューズエレメント５を加熱することができる。
【０１５５】
従って、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、ヒューズエレメント５に定格電流を超える異常な電流が流れない場合であっても、発熱体１４に電流を流すことによって、ヒューズエレメント５を加熱し、所望の条件でヒューズエレメント５を溶断することが可能である。
【０１５６】
［第１０の実施の形態］
［ヒューズ素子］
なお、以下では、ヒューズ素子１の他の例について説明する。ヒューズ素子１としての構造は、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと、略同等であり、これ以外の構造については特段図示をしない。また、第１の実施の形態におけるヒューズ素子１の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１５７】
具体的には、図２８〜図３０に示すように、ヒューズ素子１は、絶縁基板２と、ヒューズエレメント５と、カバー部材２０とを備える。
【０１５８】
絶縁基板２は、長手方向の両端に設けられた側壁２ｃと、短手方向の両端に設けられた側壁２ｄと、側壁２ｃ，２ｄによって囲まれた凹部２ｅを有している。側壁２ｃ間の距離は、ヒューズエレメント５の通電方向と直交する幅方向の長さＷよりも大きく、幅方向の長さＷに加え所定のクリアランスを空けて離間されている。
【０１５９】
カバー部材２０は、短手方向の両端に側壁２０ａを有している。側壁２０ａ間の距離は、ヒューズエレメント５の通電方向の全長Ｌよりも大きく、通電方向の全長Ｌ加え所定のクリアランスを持った距離で離間されている。
【０１６０】
ヒューズエレメント５は、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。また、ヒューズエレメント５は、通電方向の端部が複数回折り曲げられた端子部３０を有する。通電方向の全長Ｌは、通電方向の両端で中央部からみて最初に折り曲げられた部分間の長さとする
特に、ヒューズエレメント５は、通電方向の両端部が３段階にわたって折り曲げられて端子部３０が形成されている。
【０１６１】
より具体的に、ヒューズエレメント５は、通電方向の両端が図示しない回路基板側に９０度の角度で折り曲げられ、更にその先で、回路基板と並行となるように９０度折り曲げられ、更にその先で、回路基板と垂直方向に立ち上がるように９０度折り曲げられた構造体とされている。すなわち、ヒューズエレメント５の通電方向の端面は、回路基板に対して上方に向く形とされている点で、第１の実施の形態におけるヒューズエレメントの両端を折り曲げて端子部３０を設けたものと違いがある。
【０１６２】
ヒューズエレメント５の折り曲げ加工は、端子部３０に対応する形状を有する図示しない治具に、図２８に示すように、下側のベース部材である絶縁基板２を載置し、絶縁基板２の側壁２ｃ間に、矩形平板状のヒューズエレメント５を載置し、ヒューズエレメント５の上部にカバー部材２０を載置し、カバー部材２０を押圧することで折り曲げ加工をすることができる。
【０１６３】
ヒューズエレメント５の折り曲げ位置は、カバー部材２０の側壁２０ａ及び絶縁基板２の側壁２ｄによって定まると言える。カバー部材２０と絶縁基板２を組み合わせたとき、カバー部材２０の側壁２０ａと絶縁基板２の側壁２ｄとの間は、ヒューズエレメント５の膜厚よりも十分に離間された距離が保たれるようになっている。すなわち、ヒューズ素子１は、カバー部材２０の側壁２０ａと絶縁基板２の側壁２ｄとの間の空間にヒューズエレメント５を保持するようになっている。そして、端子部３０は、図１０及び図１１に示すように、ヒューズ素子１が回路基板に実装されることにより、回路基板上に形成された接続端子とハンダ等を介して接続される。
【０１６４】
ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に形成した端子部３０を介して回路基板と導通接続されることにより、素子全体の抵抗値を下げて、小型化且つ高定格化を図ることができる。すなわち、導電スルーホールを介在させることによる高抵抗化を防止でき、ヒューズエレメント５によって素子の定格が決まり、小型化を図るとともに高定格化を実現できる。
【０１６５】
また、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に端子部３０を形成することにより、絶縁基板２に回路基板との接続用電極を形成する必要がなく製造工数の削減を図ることができる。
【０１６６】
また、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５の端子部３０が複数回折り曲げられたことにより回路基板と対向する位置が平面となり、回路基板との接続安定性を向上させることができる。
【０１６７】
また、ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５の端子部３０が複数回折り曲げられた構造ではあるが、上述で説明したように、治具を用いたプレス加工によって、平板上のヒューズエレメントを容易に折り曲げ加工することができるので、生産性を向上させることができる。
【０１６８】
なお、図３０に示す、絶縁基板２の凹部２ｅには、発熱体を配設するようにすることで、容易に発熱体内蔵ヒューズ素子を構成することができる。
【０１６９】
［第１１の実施の形態］
［発熱体内蔵ヒューズ素子］
つぎに、発熱体内蔵ヒューズ素子の他の構成例について説明するが、第１の実施の形態におけるヒューズ素子の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１７０】
具体的には、図３１〜図３５に示すように、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、絶縁基板２と、絶縁基板２に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱体１４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引出電極１６と、絶縁基板２に設けられた第１及び第２の電極３，４と、第１及び第２の電極３，４間にわたって実装されるとともに央部が発熱体引出電極１６に接続され、定格を超える電流が通電することによって自己発熱によりまたは発熱体１４による加熱で溶断し、第１の電極３と第２の電極４との間の電流経路を遮断するヒューズエレメント５、ヒューズエレメント５上に設けられ、ヒューズエレメント５に発生する酸化膜を除去するとともにヒューズエレメント５の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、ヒューズエレメント５を覆う外装体となるカバー部材２０とを備える。
【０１７１】
ここで、図３１は、絶縁基板２上にヒューズエレメント５を載置する前の状態を示しており、図３２は、絶縁基板２上にヒューズエレメント５を載置した状態を示しており、図３３は、ヒューズエレメント５上にフラックス１７を塗布した状態を示しており、図３４は、フラックス１７を塗布した後にカバー部材２０を取り付けた状態を示している。すなわち、図３１〜図３４の順に従い発熱体内蔵ヒューズ素子１００を製造する工程を説明する図である。なお、図３５は、発熱体内蔵ヒューズ素子１００の裏面を説明する図である。
【０１７２】
ヒューズエレメント５は、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。
【０１７３】
発熱体１４は、電流が供給されることで発熱し、ヒューズエレメント５を加熱することができる。
【０１７４】
従って、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、ヒューズエレメント５に定格電流を超える異常な電流が流れない場合であっても、発熱体１４に電流を流すことによって、ヒューズエレメント５を加熱し、所望の条件でヒューズエレメント５を溶断することが可能である。
【０１７５】
なお、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、絶縁基板２の表面２ａ及び裏面２ｂを接続する第１の電極３及び第２の電極４をスルーホールによって絶縁基板２の表裏の導通を確保し、ヒューズエレメント５の通電経路を構成する。
【０１７６】
なお、ヒューズエレメント５は、図３６及び図３７に示すように、貫通孔５ｄ1，５ｅ1や貫通孔５ｄ2，５ｅ2を設けるようにしてもよい。
【０１７７】
具体的に、ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを有している。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とは、それぞれ、ヒューズエレメント５の通電方向に所定の間隔をあけて設けられている。貫通孔５ｄ1，５ｄ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでおり、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでいる。より具体的には、ヒューズエレメント５には、貫通孔５ｄ1，５ｄ2と、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とが通電方向に重ならないようにそれぞれ並んでいる。
【０１７８】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、第１、第２の電極３，４を回路切断するために、第１、第２の電極３，４の間の中央付近とすることが好ましい。
【０１７９】
具体的に、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。また、貫通孔５ｄ1，５ｅ1，５ｄ2，５ｅ2を設ける位置は、発熱体引出電極１６の端部からブリッジ部、すなわち端子部３０側に向かってまたがるように設置することが好ましい。
【０１８０】
また、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2を含めた通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、第１、第２の電極３，４にかかる部分にまで貫通孔５ｄ1，５ｄ2が及んでしまいかねないからである。また、貫通孔５ｅ1，５ｅ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさと同様に定義をすることができるため説明を省略する。
【０１８１】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ2，５ｅ1の間に幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄ1のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。
【０１８２】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、ヒューズエレメント５の通電方向に複数の幅狭部分を有することとなり、１列のみが並列された第１の実施の形態と比較して、ヒューズエレメント５の溶断位置を複数個所でより正確にコントロールすることが可能となる。
【０１８３】
［第１２の実施の形態］
［発熱体内蔵ヒューズ素子］
つぎに、発熱体内蔵ヒューズ素子の他の構成例について説明するが、第１の実施の形態におけるヒューズ素子の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０１８４】
具体的には、図３８〜図４１に示すように、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、絶縁基板２と、絶縁基板２に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱体１４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引出電極１６と、央部が発熱体引出電極１６に接続され、通電方向の両端に端子部３０を有し、端子部３０間の間で定格を超える電流が通電することによって自己発熱によりまたは発熱体１４による加熱で溶断し、電流経路を遮断するヒューズエレメント５と、ヒューズエレメント５上に設けられ、ヒューズエレメント５に発生する酸化膜を除去するとともにヒューズエレメント５の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、ヒューズエレメント５を覆う外装体となるカバー部材２０とを備える。
【０１８５】
ここで、図３８は、絶縁基板２上にヒューズエレメント５を載置した状態を示しており、図３９は、ヒューズエレメント５上にフラックス１７を塗布した状態を示しており、図４０は、フラックス１７を塗布した後にカバー部材２０を取り付けた状態を示している。すなわち、図３８〜図４１の順に従い発熱体内蔵ヒューズ素子１００を製造する工程を説明する図である。なお、図４１は、発熱体内蔵ヒューズ素子１００の裏面を説明する図である。なお、絶縁基板２上にヒューズエレメント５を載置する前の状態は、図３１とほぼ同様であるため、図面を省略する。
【０１８６】
ヒューズエレメント５は、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。なお、全長Ｌや幅Ｗについては、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０１８７】
また、ヒューズエレメント５は、通電方向の両端を回路基板側に９０度折り曲げて、その端面を端子部３０としている。
【０１８８】
端子部３０は、ヒューズエレメント５が搭載された発熱体内蔵ヒューズ素子１００が回路基板に実装されると、当該回路基板に形成された接続端子に直接接続されるものであり、通電方向の両端に形成されている。そして、端子部３０は、図４０及び図４１に示すように、ヒューズ素子１が回路基板に実装されることにより、回路基板上に形成された接続端子とハンダ等を介して接続される。
【０１８９】
発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、ヒューズエレメント５に形成した端子部３０を介して回路基板と導通接続されることにより、素子全体の抵抗値を下げて、小型化且つ高定格化を図ることができる。これにより、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、導電スルーホールを介在させることによる高抵抗化を防止でき、ヒューズエレメント５によって素子の定格が決まり、小型化を図るとともに高定格化を実現できる。
【０１９０】
また、ヒューズエレメント５は、図３８に示すように、貫通孔５ｄ1，５ｅ1や貫通孔５ｄ2，５ｅ2を設けるようにしている。なお、貫通孔５ｄ1，５ｅ1や貫通孔５ｄ2，５ｅ2を設ける位置については、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０１９１】
具体的に、ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを有している。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とは、それぞれ、ヒューズエレメント５の通電方向に所定の間隔をあけて設けられている。貫通孔５ｄ1，５ｄ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでおり、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでいる。より具体的には、ヒューズエレメント５には、貫通孔５ｄ1，５ｄ2と、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とが通電方向に重ならないようにそれぞれ並んでいる。
【０１９２】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、端子部３０間を回路切断するために、端子部３０間の中央付近とすることが好ましい。
【０１９３】
具体的に、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。また、貫通孔５ｄ1，５ｅ1，５ｄ2，５ｅ2を設ける位置は、発熱体引出電極１６の端部からブリッジ部、すなわち端子部３０側に向かってまたがるように設置することが好ましい。
【０１９４】
また、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2を含めた通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、折り曲げ部分にまで貫通孔５ｄ1，５ｄ2が及んでしまいかねないからである。また、貫通孔５ｅ1，５ｅ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさと同様に定義をすることができるため説明を省略する。
【０１９５】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ2，５ｅ1の間に幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄ1のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。なお、幅狭部分５ｇ〜５ｆについては、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０１９６】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、ヒューズエレメント５の通電方向に複数の幅狭部分を有することとなり、１列のみが並列された第１の実施の形態と比較して、ヒューズエレメント５の溶断位置を複数個所でより正確にコントロールすることが可能となる。
【０１９７】
発熱体１４は、図示しない電極より電流が供給されることで発熱し、ヒューズエレメント５を加熱することができる。
【０１９８】
従って、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、ヒューズエレメント５に定格電流を超える異常な電流が流れない場合であっても、発熱体１４に電流を流すことによって、ヒューズエレメント５を加熱し、所望の条件でヒューズエレメント５を溶断することが可能である。
【０１９９】
［第１３の実施の形態］
［発熱体内蔵ヒューズ素子］
つぎに、発熱体内蔵ヒューズ素子の他の構成例について説明するが、第１の実施の形態におけるヒューズ素子の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。本実施の形態におけるヒューズ素子は、フリップチップ型の発熱体内蔵ヒューズ素子の一例である。
【０２００】
具体的には、図４２及び図４３に示すように、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、絶縁基板２と、絶縁基板２に積層され、絶縁部材に覆われた発熱体と、絶縁部材上に発熱体と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、央部が発熱体引出電極１６に接続され、通電方向の両端に端子部３０を有し、端子部３０間の間で定格を超える電流が通電することによって自己発熱によりまたは発熱体による加熱で溶断し、電流経路を遮断するヒューズエレメント５と、ヒューズエレメント５上に設けられ、ヒューズエレメント５に発生する酸化膜を除去するとともにヒューズエレメント５の濡れ性を向上させるフラックスと、ヒューズエレメント５を覆う外装体となるカバー部材２０とを備える。
【０２０１】
ここで、図４２は、発熱体内蔵ヒューズ素子１００の表面を説明する図であり、図４３は、発熱体内蔵ヒューズ素子１００の裏面を説明する図である。なお、内部の詳細な構造については、第１２の実施の形態と略同等であるため図面及び説明を省略する。
【０２０２】
ヒューズエレメント５は、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。
【０２０３】
また、ヒューズエレメント５は、通電方向の両端を回路基板側に９０度折り曲げて、その端面を端子部３０としている。なお、本実施の形態における発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、フリップチップ型であるため、回路基板に実装される向きが他の実施の形態と異なり表裏が逆となる（フェースダウン）。従って、ヒューズエレメント５は、端面を折り曲げる向きが、絶縁基板２に対して垂直方向に立ち上がる向きとなる。また、発熱体引出電極１６も同様に、絶縁基板２に対して垂直方向に接続経路を確保するための端子部４０を搭載している。
【０２０４】
端子部３０は、ヒューズエレメント５が搭載された発熱体内蔵ヒューズ素子１００が回路基板に実装されると、当該回路基板に形成された接続端子に直接接続されるものであり、通電方向の両端に形成されている。そして、端子部３０は、図４３に示すように、ヒューズ素子１がフェースダウンで回路基板に実装されることにより、回路基板上に形成された接続端子とハンダ等を介して接続される。また、端子部４０も同様にフェースダウンで回路基板に実装される。
【０２０５】
発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、ヒューズエレメント５に形成した端子部３０を介して回路基板と導通接続されることにより、素子全体の抵抗値を下げて、小型化且つ高定格化を図ることができる。これにより、発熱体内蔵ヒューズ素子１００は、導電スルーホールを介在させることによる高抵抗化を防止でき、ヒューズエレメント５によって素子の定格が決まり、小型化を図るとともに高定格化を実現できる。
【０２０６】
［第１４の実施の形態］
［ヒューズ素子］
つぎに、フリップチップ型のヒューズ素子の他の構成例について説明するが、第１の実施の形態におけるヒューズ素子の構造として同機能の部分に同じ符号を付して説明を省略する。
【０２０７】
具体的には、図４４〜図４７に示すように、ヒューズ素子１は、絶縁基板２と、絶縁基板２に積層され、通電方向の両端に端子部３０を有し、端子部３０間の間で定格を超える電流が通電することによって自己発熱により溶断し、電流経路を遮断するヒューズエレメント５と、ヒューズエレメント５上に設けられ、ヒューズエレメント５に発生する酸化膜を除去するとともにヒューズエレメント５の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、ヒューズエレメント５を覆う外装体となるカバー部材２０とを備える。
【０２０８】
ここで、図４４は、絶縁基板２上にヒューズエレメント５を載置した状態を示しており、図４５は、ヒューズエレメント５上にフラックス１７を塗布した状態を示しており、図４６は、フラックス１７を塗布した後にカバー部材２０を取り付けた状態を示している。すなわち、図４４〜図４６の順に従いヒューズ素子１を製造する工程を説明する図である。なお、図４７は、ヒューズ素子１の裏面を説明する図である。
【０２０９】
ヒューズエレメント５は、積層構造体が略矩形板状とされており、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされている。なお、全長Ｌや幅Ｗについては、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０２１０】
また、ヒューズエレメント５は、通電方向の両端を回路基板側に９０度折り曲げて、その端面を端子部３０としている。
【０２１１】
端子部３０は、ヒューズエレメント５が搭載されたヒューズ素子１が回路基板に実装されると、当該回路基板に形成された接続端子に直接接続されるものであり、通電方向の両端に形成されている。そして、端子部３０は、図４７に示すように、ヒューズ素子１がフェースダウンで回路基板に実装されることにより、回路基板上に形成された接続端子とハンダ等を介して接続される。
【０２１２】
ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント５に形成した端子部３０を介して回路基板と導通接続されることにより、素子全体の抵抗値を下げて、小型化且つ高定格化を図ることができる。これにより、ヒューズ素子１は、導電スルーホールを介在させることによる高抵抗化を防止でき、ヒューズエレメント５によって素子の定格が決まり、小型化を図るとともに高定格化を実現できる。
【０２１３】
また、ヒューズエレメント５は、図４３に示すように、貫通孔５ｄ1，５ｅ1や貫通孔５ｄ2，５ｅ2を設けるようにしている。また、貫通孔形状ではなく凹み形状としても良い。なお、貫通孔５ｄ1，５ｅ1や貫通孔５ｄ2，５ｅ2を設ける位置については、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０２１４】
具体的に、ヒューズエレメント５は、通電方向の中間部分であって、ヒューズエレメント５の幅方向に並列する円形の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを有している。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とは、それぞれ、ヒューズエレメント５の通電方向に所定の間隔をあけて設けられている。貫通孔５ｄ1，５ｄ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでおり、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とは、通電方向に対して中心位置がずれるように並んでいる。より具体的には、ヒューズエレメント５には、貫通孔５ｄ1，５ｄ2と、貫通孔５ｅ1，５ｅ2とが通電方向に重ならないようにそれぞれ並んでいる。
【０２１５】
［貫通孔］
つぎに、ヒューズエレメント５の貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置とその大きさについて説明する。貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2付近は、上述のように最も早く溶断されることとなるため、溶断位置を調整するために、特に、通電方向の全長Ｌの中央付近とすることが好ましい。言い換えると、端子部３０間を回路切断するために、端子部３０間の中央付近とすることが好ましい。
【０２１６】
具体的に、貫通孔５ｄ1，５ｅ1と、貫通孔５ｄ2，５ｅ2とを設ける位置は、ヒューズエレメント５の通電方向の両端からそれぞれＬ1、Ｌ2だけ離れた位置とすることが好ましい。ここで、Ｌ1、Ｌ2の具体的な大きさは、（Ｌ／４）＜Ｌ1、（Ｌ／４）＜Ｌ2とする。ヒューズエレメント５の、通電経路を複数に分割しつつも、第１、第２の電極３，４付近は所定の熱容量を有するエレメント体積を確保するためである。
【０２１７】
また、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2を含めた通電方向の最大長をＬ0とすると、ヒューズエレメント５の通電経路の全長Ｌに対し、（Ｌ／２）＞Ｌ0となるように設定することが好ましい。これよりも大きくしてしまうと、折り曲げ部分にまで貫通孔５ｄ1，５ｄ2が及んでしまいかねないからである。また、貫通孔５ｅ1，５ｅ2の大きさは、貫通孔５ｄ1，５ｄ2の大きさと同様に定義をすることができるため説明を省略する。
【０２１８】
ヒューズエレメント５は、貫通孔５ｄ2，５ｅ1の間に幅狭部分５ｇを有しており、貫通孔５ｄ1のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｆを有しており、貫通孔５ｅ2のヒューズエレメント５の幅方向の外側に幅狭部分５ｈを有している。なお、幅狭部分５ｇ〜５ｆについては、図３７とほぼ同様であるため、図面と説明を省略する。
【０２１９】
上述のような構成とされたヒューズエレメント５は、ヒューズエレメント５の通電方向に複数の幅狭部分を有することとなり、１列のみが並列された第１の実施の形態と比較して、ヒューズエレメント５の溶断位置を複数個所でより正確にコントロールすることが可能となる。
【０２２０】
［まとめ］
以上のように、本発明を適用した各実施の形態におけるヒューズエレメントは、通電方向の全長Ｌよりも通電方向と直交する幅方向の長さＷが大きい幅広構造とされており、特に低融点貴族層と高融点金属層の積層構造体とすることで小型且つ大電流に対応することが可能なヒューズ素子又は発熱体内蔵ヒューズ素子を簡易な構造で提供することが可能となる。
【０２２１】
また、ヒューズエレメントに貫通孔又は凹み部を設けることにより、ヒューズエレメントの爆発的な溶融を抑止することができ、ヒューズエレメントの溶断後も、絶縁性が担保される安全性の高いヒューズ素子及び発熱体内蔵ヒューズ素子を提供することができる。
【０２２２】
なお、ヒューズエレメントに設ける貫通孔又は凹み部の数や種類は、適宜選択することができるものとし、端子部の有無を含め、各実施の形態で説明した構造を適宜組み合わせて用いることがでる。
【０２２３】
また、本発明を適用した各実施の形態におけるヒューズエレメントは、全て発熱体内蔵ヒューズ素子に適用可能であり、大電流化に対応できる小型の表面実装型のヒューズ素子を容易に得ることができる。
【符号の説明】
【０２２４】
１  ヒューズ素子、２  絶縁基板、２ａ  表面、２ｂ  裏面、３  第１の電極、４  第２の電極、５  ヒューズエレメント、５ａ  低融点金属層、５ｂ  高融点金属層、５ｅ〜５ｄ  貫通孔（凹み部）、５ｆ〜５ｈ  幅狭部分、６  保護層、７  酸化防止膜、８  接着材料、１０  保護部材、１１  接着剤、１４  発熱体、１５  絶縁部材、１６  発熱体引出電極、２０  カバー部材、２０ａ  側壁、２０ｂ  天面、３０  端子部、４０  端子部、１００  発熱体内蔵ヒューズ素子
【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５】
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【図６】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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