(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に温度ヒューズ素子が実装された実装体の製造方法において、
上記温度ヒューズ素子に対して熱処理を少なくとも１回行い、
上記温度ヒューズ素子は、上記熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融するヒューズエレメントを備え、
上記熱処理は、上記低融点金属の融点以上の温度で行う実装体の製造方法。
【請求項２】
上記熱処理では、
回路基板のランド部に接続材料を介して上記温度ヒューズ素子を搭載し、
上記温度ヒューズ素子が搭載された回路基板を加熱炉内で加熱し、上記接続材料を介して上記温度ヒューズ素子を上記回路基板に実装する工程を有する請求項１記載の実装体の製造方法。
【請求項３】
上記ヒューズエレメントは、少なくとも３回の上記熱処理によっても溶断しない耐性を備える請求項１又は２に記載の実装体の製造方法。
【請求項４】
上記低融点金属はハンダである請求項１〜３のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項５】
上記低融点金属は、Ｓｎ又はＳｎを主成分とする合金であり、上記高融点金属は、Ａｇ、Ｃｕ、又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする合金である請求項１〜４のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項６】
上記低融点金属は、Ｓｎ／Ｂｉ系又はＳｎ／Ｉｎ系の合金である請求項１〜４のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項７】
上記低融点金属は上記高融点金属よりも体積が多い請求項１〜６のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項８】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属と上記高融点金属とが積層されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項９】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属が上記高融点金属で被覆されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１０】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属の表面に上記高融点金属がメッキされることにより形成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１１】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属の表面に上記高融点金属の金属箔を貼着させることにより形成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１２】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属の表面に上記高融点金属が薄膜形成工程により設けられることにより形成されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１３】
上記高融点金属の表面に酸化防止膜が形成されている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１４】
上記ヒューズエレメントは、上記高融点金属と上記低融点金属とが交互に複数層積層されることにより形成されている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１５】
上記ヒューズエレメントは、上記低融点金属の対向する一対の端面を除く外周部が上記高融点金属によって被覆されることにより形成されている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１６】
上記ヒューズエレメントは、上記回路基板のランド部に接続される端子部を備える請求項１〜１５のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項１７】
上記端子部は、表面実装用端子である請求項１６記載の実装体の製造方法。
【請求項１８】
上記回路基板のランド部は、上記接続材料を介して上記端子部の高融点金属部位のみと接続する請求項１６又は１７に記載の実装体の製造方法。
【請求項１９】
上記ヒューズエレメントは、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１〜１７のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項２０】
上記低融点金属の膜厚は３０μｍ以上、上記高融点金属の膜厚は、３μｍ以上である請求項１〜１９のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項２１】
上記低融点金属と上記高融点金属の膜厚比は、２．１：１〜１００：１である請求項１〜２０のいずれか１項に記載の実装体の製造方法。
【請求項２２】
回路基板に温度ヒューズ素子を実装する実装方法において、
上記温度ヒューズ素子に対して熱処理を少なくとも１回行い、
上記温度ヒューズ素子は、上記熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融するヒューズエレメントを備え、
上記熱処理は、上記低融点金属の融点以上の温度で行う温度ヒューズ素子の実装方法。
【請求項２３】
回路基板へ実装されることにより実装体を構成し、上記実装体の製造工程において、少なくとも１回の熱処理工程を経る温度ヒューズ素子において、
絶縁基板と、
上記絶縁基板に設けられた第１、第２の電極と、
上記熱処理工程の温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理工程の温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記第１、第２の電極間にわたって搭載され、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融することにより上記第１、第２の電極間を遮断するヒューズエレメントを備える温度ヒューズ素子。
【請求項２４】
上記第１、第２の電極と上記ヒューズエレメントの接続において、上記第１、第２の電極は、接続材料を介して上記ヒューズエレメントの高融点金属のみと接続する請求項２３に記載の温度ヒューズ素子。
【請求項２５】
上記絶縁基板に設けられた発熱体を有し、上記発熱体の発熱により上記ヒューズエレメントを溶断させる請求項２３又は２４に記載の温度ヒューズ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に温度ヒューズ素子が実装された実装体に関し、実装体の製造時に曝される高温環境において溶断せず、かつ使用時には周囲の温度雰囲気に応じて溶断するヒューズエレメントを備える温度ヒューズ素子が実装された実装体の製造方法、温度ヒューズ素子の実装方法及び温度ヒューズ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。
【０００３】
この種の保護回路では、バッテリパックに内蔵されたＦＥＴ（Field effect transistor）スイッチを用いて出力のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行う。しかしながら、何らかの原因でＦＥＴスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加されて瞬間的な大電流が流れた場合、あるいはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大異常電流を出力した場合であっても、バッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態において、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有する保護素子からなる保護素子が用いられる。
【０００４】
このようなリチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子として、特許文献１に記載されているように、保護素子内部に発熱体を有し、この発熱体によって電流経路上のヒューズエレメントを溶断する構造が一般的に用いられている。
【０００５】
本発明の関連技術として、図１７（Ａ）（Ｂ）に保護素子１００を示す。保護素子１００は、絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１に積層され、ガラス等の絶縁部材１０２に覆われた発熱体１０３と、絶縁基板１０１の両端に形成された一対の電極１０４ａ，１０４ｂと、絶縁部材１０１上に発熱体１０３と重畳するように積層された発熱体引出電極１０５と、両端が一対の電極１０４ａ，１０４ｂにそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１０５に接続されたヒューズエレメント１０６とを備える。
【０００６】
発熱体引出電極１０５の一端は、第１の発熱体電極１０７に接続される。また、発熱体１０３の他端は、第２の発熱体電極１０８に接続される。なお、保護素子１００は、ヒューズエレメント１０６の酸化防止のために、ヒューズエレメント１０６上のほぼ全面にフラックス１１１が塗布されている。また、保護素子１００は、内部を保護するためにカバー部材が絶縁基板１０１上に載置されている。
【０００７】
このような保護素子１００は、絶縁基板１０１の表面に形成された一対の電極１０４ａ，１０４ｂが、絶縁基板の側面に形成された導電スルーホール１０９を介して、絶縁基板１０１の裏面に形成された外部接続電極１１０と電気的に接続されている。そして、保護素子１００は、リチウムイオン二次電池等向け保護回路の基板上に、外部接続電極１１０が接続されることにより、当該保護回路の電流経路の一部を構成する。
【０００８】
そして、保護素子１００は、バッテリパックの異常電圧等が検知されると、第２の発熱体電極１０８と電極１０４ａ又は電極１０４ｂとの間が通電され、発熱体１０３が発熱される。そして、保護素子１００は、ヒューズエレメント１０６が発熱体１０３の熱により溶融し、溶融エレメントが発熱体引出電極１０５上に凝集する。これにより、保護素子１００は、ヒューズエレメント１０６によって接続されていた一対の電極１０４ａ，１０４ｂ間が遮断されるとともに、発熱体１０３の給電経路が遮断されることにより発熱体１０３の発熱が停止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−００３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような保護素子１００を作動させるためには、素子内部にヒューズエレメント１０６及びヒューズエレメント１０６を溶融させる熱源となる発熱体１０３を設けるとともに、保護素子１００を発熱体１０３への通電経路上に接続する必要がある。また、保護素子１００が実装される回路基板には、発熱体１０３への通電経路上に発熱体１０３への通電を制御する制御素子を設け、バッテリセルの異常電圧時等、所定の作動条件を満たしたときに発熱体１０３へ通電させる必要がある。
【００１１】
しかし、通電制御用のＦＥＴの故障に伴う過充電保護においては、ＦＥＴの異常温度をＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）などの温度センサーにて検知し、その抵抗値変化を二次保護ＩＣが判断し制御素子を介して保護素子１００を動作させているが、その動作ステップに多いて間接的に３つのデバイスが介在する為に安全回路上好ましくなく、このケースに於いては異常温度を直接検知して通電を遮断する温度ヒューズを発熱部位に設置するのが安全設計上好ましい。
【００１２】
しかし、この種の温度ヒューズは耐熱温度が低く、リード部品であるが故に手実装となり実装コストが高めになるディメリットがある。温度ヒューズを回路基板に実装する工程において、リフロー実装等によって表面実装ができれば、容易に温度ヒューズが実装された実装体を製造できる。ここで、リフロー実装等の熱処理を伴う工程によって実装を行うためには、温度ヒューズに搭載されたヒューズエレメントが実装温度においても溶融、変形しない耐熱性を備えることが求められる。実装時の高温環境下でヒューズエレメントが溶融すると、温度ヒューズの定格の変動を招く恐れがあり、また回路基板の電流経路が遮断されてしまうと当該機器を使用できない。
【００１３】
このため、ヒューズエレメントはリフロー等の実装温度に曝された場合にも溶融せずに形状を維持できる高い融点を有することが求められる。
【００１４】
一方、保護素子を周囲の高温環境に応じて遮断する温度ヒューズ素子として構成する場合、ヒューズエレメントを融点の高い金属で形成すると、ヒューズ本来の要求である速溶断性を損なってしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、ヒューズエレメントの融点以上の温度雰囲気において作動させることができる温度ヒューズ素子が実装された実装体の製造方法において、温度ヒューズ素子が実装温度に曝された場合にもヒューズエレメントの溶融、変形が防止できる実装体の製造方法、温度ヒューズ素子の実装方法、及び温度ヒューズ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】
【００１６】
上述した課題を解決するために、本発明に係る実装体の製造方法は、回路基板に温度ヒューズ素子が実装された実装体の製造方法において、上記温度ヒューズ素子に対して熱処理を少なくとも１回行い、上記温度ヒューズ素子は、上記熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融するヒューズエレメントを備え、上記熱処理は、上記低融点金属の融点以上の温度で行うものである。
【００１７】
また、本発明に係る温度ヒューズ素子の実装方法は、回路基板に温度ヒューズ素子を実装する実装方法において、上記温度ヒューズ素子に対して熱処理を少なくとも１回行い、上記温度ヒューズ素子は、上記熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融するヒューズエレメントを備え、上記熱処理は、上記低融点金属の融点以上の温度で行うものである。
【００１８】
また、本発明に係る温度ヒューズ素子は、回路基板へ実装されることにより実装体を構成し、上記実装体の製造工程において、少なくとも１回の熱処理工程を経る温度ヒューズ素子において、絶縁基板と、上記絶縁基板に設けられた第１、第２の電極と、上記熱処理工程の温度よりも低い融点を有する低融点金属と上記熱処理工程の温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有し、上記第１、第２の電極間にわたって搭載され、上記低融点金属の融点以上、上記熱処理温度以下の温度雰囲気において溶融することにより上記第１、第２の電極間を遮断するヒューズエレメントを備えるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヒューズエレメントは、熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属と熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属とを有することから、熱処理工程において低融点金属の融点以上の温度に曝されても、変形や低融点金属の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係る実装体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断面図である。
【図３】図３は、ヒューズエレメントの一例を示す断面図である。
【図４】図４は、ヒューズエレメントの一例を示す斜視図であり、（Ａ）は低融点金属層の上面及び裏面に高融点金属層が積層された構成、（Ｂ）は低融点金属層の対向する２つの端面を除く外周部が高融点金属層によって被覆された構成、（Ｃ）は丸線状に形成した構成を示す。
【図５】図５は、保護部材によって保護されたヒューズエレメントを示す斜視図である。
【図６】図６は、複数の溶断部を有するヒューズエレメントを用いた温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【図７】図７は、複数の溶断部を有するヒューズエレメントを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は溶断部の一方の端部を自由端としたヒューズエレメントの平面図である。
【図８】図８は、複数の溶断部を有するヒューズエレメントを用いるとともに、溶断部間に絶縁壁を形成した温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は平面図である。
【図９】図９は、複数の溶断部を有するヒューズエレメントを用いるとともに、絶縁基板の表面に絶縁壁を形成した温度ヒューズ素子を示す断面図である。
【図１０】図１０は、複数の溶断部を有するヒューズエレメントを用いるとともに、カバー部材に絶縁壁を形成した温度ヒューズ素子を示す断面図である。
【図１１】図１１は、溶断部の間に液状あるいはペースト状の絶縁材料を塗布し、硬化させることにより絶縁壁を形成した温度ヒューズ素子を示す断面図である。
【図１２】図１２は、外部回路と接続される端子部を一体に形成したヒューズエレメントを用いた温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材の搭載前の状態を示す斜視図、（Ｂ）はカバー部材を搭載した状態を示す斜視図、（Ｃ）は絶縁基板を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、絶縁基板の表面に複数のヒューズエレメントが嵌合された温度ヒューズ素子を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、ヒューズエレメントの端子部を絶縁基板の表面側に突出させた温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材の搭載前の状態を示す斜視図、（Ｂ）はカバー部材を搭載した状態を示す斜視図、（Ｃ）はフェースダウンによって実装する状態を示す斜視図、（Ｄ）は絶縁基板を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、ヒューズエレメントの端部を電極に導通ワイヤーで接続させた温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材の搭載前の状態を示す平面図、（Ｂ）はカバー部材を搭載した状態を示す断面図である。
【図１６】図１６は、ヒューズエレメントの端部を電極にハンダで接続させた温度ヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材の搭載前の状態を示す斜視図、（Ｂ）はカバー部材の搭載前の状態を示す断面図である。
【図１７】図１７は、参考例に係る保護素子をカバー部材を省略して示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明が適用された実装体の製造方法、温度ヒューズ素子の実装方法及び温度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。
【００２２】
［温度ヒューズ素子］
本発明が適用された温度ヒューズ素子１は、図１に示すように、回路基板２へ表面実装されることにより実装体３を構成し、実装体３の製造工程において、少なくとも１回の熱処理工程を経る温度ヒューズ素子であり、絶縁基板１０と、絶縁基板１０に設けられた第１、第２の電極１１，１２と、第１、第２の電極１１，１２間にわたって搭載され所定の温度雰囲気において溶融することにより第１、第２の電極１１，１２間を遮断するヒューズエレメント１３を備える。
【００２３】
そして、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３の溶融温度以上の温度雰囲気および、定格電流以上の過電流による自己発熱においてヒューズエレメント１３が溶融し、溶融エレメント１３ａが第１、第２の電極１１，１２上に凝集することにより、第１、第２の電極１１，１２間を遮断するものである。
【００２４】
［温度雰囲気］
温度ヒューズ素子１は、外部の熱源から伝わる熱によりヒューズエレメント１３を溶融させる。温度雰囲気とは、温度ヒューズ素子１の外部の熱源によって作り出されたヒューズエレメント１３が溶融する温度環境をいい、例えば温度ヒューズ素子１の近傍に設けられたデバイスの異常発熱による煽り熱が温度ヒューズ素子１の内部に伝わることで作り出される。また、ヒューズエレメント１３の融点以上の温度雰囲気は、温度ヒューズ素子１が用いられた電子製品の発火や周囲の火災による熱が温度ヒューズ素子１の内部に伝わることで作り出されたものでもよい。さらに、ヒューズエレメント１３の融点以上の温度雰囲気は、事故や災害時等の緊急事態のみならず、不可逆的に電流経路を遮断するための通常の用い方として、外部の熱源による熱が温度ヒューズ素子１の内部に伝わることで作り出されたものでもよい。
【００２５】
［伝熱部材］
また、ヒューズエレメント１３を溶融させる温度雰囲気は、温度ヒューズ素子１内部の空気又は素子内部の構成部品が素子外部の熱を伝える伝熱部材として機能することにより作り出される。伝熱部材は、温度ヒューズ素子１外部の熱源の熱を伝えるものであり、例えば温度ヒューズ素子１の外筐体や絶縁基板１０、第１、第２の電極１１，１２、その他の構成部材を用いることができ、直接的、間接的にヒューズエレメント１３と接続されることによりヒューズエレメント１３を加熱する。また、伝熱部材は、例えば、第１の電極１１及び／又は第２の電極１２と接続される電極パターン、線材、又はヒートパイプ、熱伝導グリス／接着剤等により形成することができ、熱源からの熱を第１の電極１１及び／又は第２の電極１２を介して間接的にヒューズエレメント１３に伝え、溶融させる。
【００２６】
なお、伝熱部材は、ヒートパイプ等の導電性の部材を用いる場合には、周囲との絶縁を図るために、少なくとも表面が絶縁材料で被覆されていることが好ましい。
【００２７】
［絶縁基板］
絶縁基板１０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を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板１０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を用いてもよいが、ヒューズエレメント１３の溶断時の温度に留意する必要がある。
【００２８】
また、絶縁基板１０は、セラミック基板等の熱伝導性に優れた絶縁材料や、表面が絶縁材料によってコーティングされた金属基板を用いることが好ましい。これにより、絶縁基板１０は、ヒューズエレメント１３に外部の熱源の熱を伝える伝熱部材として機能する。外部の熱源の熱は絶縁基板１０を介して第１の電極１１を介して直接ヒューズエレメント１３に伝わるとともに、温度ヒューズ素子１内におけるあおり熱として間接的にヒューズエレメント１３に伝わる。これにより、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３の融点以上の温度雰囲気が作り出され、ヒューズエレメント１３を溶融させることができる。
【００２９】
［第１、第２の電極］
第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の表面１０ａに形成されたＣｕやＡｇ等の導体パターンであり、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１４が設けられている。また、第１、第２の電極１１，１２は、絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成された外部接続端子１１ａ，１２ａと接続されている。温度ヒューズ素子１は、これら外部接続端子１１ａ，１２ａが回路基板２のランド部２ａに接続されることにより、電源回路やデジタル信号回路等の各種外部回路に組み込まれる。
【００３０】
第１、第２の電極１１，１２は、例えば絶縁基板１０上にＡｇ等の高融点金属ペーストを印刷、焼成する等により、同一平面上に形成される。
【００３１】
［ヒューズエレメント］
第１、第２の電極１１，１２間にわたって実装されているヒューズエレメント１３は、温度ヒューズ素子１の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有し、使用時には低融点金属２０の融点以上、高融点金属２１の融点未満の温度雰囲気において溶融し、溶融エレメント１３ａが第１、第２の電極１１，１２上に凝集することにより、第１、第２の電極１１，１２間を遮断するものである。また、ヒューズエレメント１３は、温度ヒューズ素子１に定格を超える電流が通電すると自己発熱（ジュール熱）により溶断し、第１の電極１１と第２の電極１２との間の電流経路を遮断するものである。
【００３２】
ヒューズエレメント１３は、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２０からなる低融点金属層２０ａ、低融点金属層２０ａに積層された外層として高融点金属２１からなる高融点金属層２１ａ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１３は、接続用ハンダ等の接着材料１５を介して第１、第２の電極１１，１２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１０上に接続される。
【００３３】
低融点金属２０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２０の融点は、実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低く、例えばリフロー炉の温度よりも低い、２００℃程度で溶融してもよい。また、低融点金属２０として、Ｓｎ−Ｂｉ系のハンダ合金を用いた場合、融点が約１３８℃と、さらに融点を下げることができ、また、Ｓｎ−Ｉｎ系のハンダ合金を用いた場合、融点が約１２０℃と、さらに融点を下げることができ、これにより熱処理工程の温度に至らない温度雰囲気においてヒューズエレメント１３を溶断することができる。高融点金属２１は、低融点金属層２０ａの表面に積層され、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１３をリフロー等の熱処理工程によって絶縁基板１０上に実装する場合においても溶融しない高い融点を有する。
【００３４】
ヒューズエレメント１３は、内層となる低融点金属層２０ａに、外層として高融点金属層２１ａを積層することによって、リフロー温度が低融点金属２０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１３として溶断するに至らない。したがって、温度ヒューズ素子１及びヒューズエレメント１３は、リフローによって効率よく実装することができる。
【００３５】
また、ヒューズエレメント１３は、低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶断し、溶融エレメント１３ａが第１、第２の電極１１，１２間の電流経路を遮断する。このとき、ヒューズエレメント１３は、溶融した低融点金属２０が高融点金属２１を浸食することにより、高融点金属２１が高融点金属２１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１３は、低融点金属２０による高融点金属２１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１３の溶融金属は、第１、第２の電極１１，１２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、第２の電極１１，１２間の電流経路を遮断することができる。
【００３６】
ここで、ヒューズエレメント１３は、低融点金属２０としてＳｎ−Ｂｉ系ハンダ合金やＳｎ−Ｉｎ系ハンダ合金を用いることにより、熱処理工程の温度に至らない温度雰囲気において溶断することができる。したがって、温度ヒューズ素子１を用いた実装体の温度雰囲気として、回路基板２や実装体３が用いられた電子機器等の他のデバイスに深刻な影響が生じる温度に至る前にヒューズエレメント１３を溶断させることができ、安全性を向上させることができる。
【００３７】
また、ヒューズエレメント１３は、所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、定格よりも高い値の電流が流れると、自己発熱によって溶融し、第１、第２の電極１１，１２間の電流経路を遮断する。このときも、ヒューズエレメント１３は、溶融した低融点金属２０が高融点金属２１を浸食することにより、高融点金属２１が高融点金属２１の融点よりも低い温度で、速やかに溶融する。
【００３８】
また、ヒューズエレメント１３は、内層となる低融点金属層２０ａに高融点金属層２１ａ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１３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。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。
【００３９】
また、ヒューズエレメント１３は、温度ヒューズ素子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１３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から成る本願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１３は、外層として抵抗値の低いＡｇメッキ等の高融点金属層２１ａ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１３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。
【００４０】
なお、ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａの体積を高融点金属層２１ａ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１３は、低融点金属層２０ａの体積を多くすることにより、実装体の製造工程における熱処理の温度において溶融、変形することなく定格を維持するとともに、使用時においては低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において効果的に高融点金属層２１ａの浸食による短時間での溶断を行うことができる。
【００４１】
具体的にヒューズエレメント１３は、内層が低融点金属層２０ａ、外層が高融点金属層２１ａの被覆構造であり、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａ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、ヒューズエレメント１３は、実装体の製造工程における熱処理の温度において、溶融、変形を防止することができる。
【００４２】
すなわち、ヒューズエレメント１３は、内層を構成する低融点金属層２０ａの上下面に高融点金属層２１ａ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２０ａが厚くなるほど低融点金属層２０ａの体積が高融点金属層２１ａの体積よりも多くすることができる。
【００４３】
なお、ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を設定することにより、実装体の製造工程における熱処理に対する耐性が規定される。すなわち、ヒューズエレメント１３は、熱処理工程において、内層を構成する低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気に曝されることから、熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属２１の膜厚を厚くすることにより熱処理に対する耐性を向上することができる。したがって、ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、例えば少なくとも１回の熱処理工程に対する耐熱性を備え、絶縁基板１０への実装は超音波溶接等の非熱処理工程で行い、温度ヒューズ素子１を回路基板２に実装する際にリフローを行う場合に、溶断や変形等を防止することができる。また、ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、例えば少なくとも２回の熱処理工程に対する耐熱性を有し、絶縁基板１０へ実装する際、及び温度ヒューズ素子１を回路基板２に実装する際にリフローを行う場合にも、溶断や変形等を防止することができる。また、ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、例えば少なくとも３回の熱処理工程に対する耐熱性を有し、絶縁基板１０へ実装する際、温度ヒューズ素子１を回路基板２に実装する際、当該回路基板２の裏面に他の電子部品を実装する際にリフローを行う場合にも、溶断や変形等を防止することができる。
【００４４】
なお、ヒューズエレメント１３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２０ａが厚く、高融点金属層２１ａが薄くなると、高融点金属２１が、リフロー実装時の熱で溶融した低融点金属２０によって浸食されてしまうおそれがある。
【００４５】
［製造方法］
ヒューズエレメント１３は、低融点金属層２０ａの表面に高融点金属２１をメッキ技術を用いて成膜することにより高融点金属層２１ａを積層させて製造できる。ヒューズエレメント１３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。
【００４６】
また、ヒューズエレメント１３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１３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。
【００４７】
その他、ヒューズエレメント１３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２０ａに高融点金属層２１ａを積層したヒューズエレメント１３を形成することができる。
【００４８】
また、ヒューズエレメント１３は、図２に示すように、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａ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２０ａと高融点金属層２１ａ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。最外層が低融点金属層２０ａの場合は、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。
【００４９】
また、ヒューズエレメント１３は、図３に示すように、高融点金属層２１ａ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２１ａの表面に酸化防止膜２３を形成してもよい。ヒューズエレメント１３は、最外層の高融点金属層２１ａがさらに酸化防止膜２３によって被覆されることにより、例えば高融点金属層２１ａ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１３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。
【００５０】
また、ヒューズエレメント１３は、高融点金属層２１ａ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。
【００５１】
高融点金属の酸化防止膜２３は、内層を構成する低融点金属２０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２３は、高融点金属層２１ａ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２３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。
【００５２】
また、ヒューズエレメント１３は、図４（Ａ）に示すように、低融点金属層２０ａの上面及び裏面に高融点金属層２１ａが積層されてもよく、あるいは図４（Ｂ）に示すように、低融点金属層２０ａの対向する２つの端面を除く外周部が高融点金属層２１ａによって被覆されてもよい。
【００５３】
また、ヒューズエレメント１３は、方形のヒューズエレメントとしてもよく、図４（Ｃ）に示すように、丸線状のヒューズエレメントとしてもよい。さらに、ヒューズエレメント１３は、端面を含んだ全面が高融点金属層２１ａによって被覆されていてもよい。
【００５４】
また、ヒューズエレメント１３は、図５に示すように、外周の少なくとも一部に保護部材２４を設けてもよい。保護部材２４は、ヒューズエレメント１３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２０ａ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。
【００５５】
すなわち、ヒューズエレメント１３は、外周に保護部材２４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２０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２０ａの上面及び下面に高融点金属層２１ａを積層し、側面から低融点金属層２０ａが露出しているヒューズエレメント１３においては、外周部に保護部材２４を設けることにより当該側面からの低融点金属２０の流出が防止され、形状を維持することができる。
【００５６】
また、ヒューズエレメント１３は、保護部材２４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１３は、第１、第２の電極１１，１２上にハンダ接続される場合、リフロー実装等の熱処理工程において高温の温度雰囲気に曝された際や、使用時において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１１，１２への接続用ハンダ１５や低融点金属２０が溶融し、溶断すべきヒューズエレメント１３の中央部に流入するおそれがある。ヒューズエレメント１３は、ハンダ等の溶融金属が流入すると、所定の温度雰囲気でも溶断されず溶断時間が延びる恐れがある。また、ヒューズエレメント１３は、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１１，１２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１３は、保護部材２４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１１，１２間の絶縁信頼性を確保することができる。
【００５７】
このため、保護部材２４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２４は、ポリイミドフィルムを用い、図５に示すように、接着剤２５によってテープ状のヒューズエレメント１３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２４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１３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２４は、ソルダーレジストを用い、ヒューズエレメント１３の外周に塗布することにより形成することができる。
【００５８】
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２４は、長尺状のヒューズエレメント１３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２４が設けられたヒューズエレメント１３を切断すればよく、取扱い性に優れる。
【００５９】
［フラックスコーティング］
また、ヒューズエレメント１３は、外層の高融点金属層２１ａ又は低融点金属層２０ａ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１３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。
【００６０】
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２１ａ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２３を形成した場合にも、当該酸化防止膜２３の酸化物を除去することができ、高融点金属層２１ａ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。
【００６１】
かかるヒューズエレメント１３は、上述したように第１、第２の電極１１，１２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１３は、超音波溶接によって第１、第２の電極１１，１２上に接続してもよい。
【００６２】
［カバー部材］
また、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３が設けられた絶縁基板１０の表面１０ａ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１３の飛散を防止するカバー部材１９が取り付けられている。カバー部材１９は、絶縁基板１０の表面１０ａ上に接続される脚部１９ａと、絶縁基板１０の表面１０ａ上を覆う天面１９ｂとを有し、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。
【００６３】
［実装工程］
次いで、温度ヒューズ素子１の組み立て工程、及び温度ヒューズ素子１の実装工程について説明する。温度ヒューズ素子１は、絶縁基板１０上にヒューズエレメント１３を接続し、カバー部材１９で覆うことにより形成する。絶縁基板１０は、表面１０ａに第１、第２の電極１１，１２が形成され、裏面１０ｂに外部接続端子１１ａ，１２ａが形成される。第１、第２の電極１１，１２及び外部接続端子１１ａ，１２ａは、ＣｕやＡｇ等の高融点金属ペーストを絶縁基板１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂに印刷し、焼成すること等により形成される。また、第１、第２の電極１１，１２及び外部接続端子１１ａ，１２ａは、絶縁基板１０の側面に設けられたキャスタレーションを介して、電気的に接続される。
【００６４】
そして、第１、第２の電極１１，１２にＰｂフリーハンダ等の接着材料１５が設けられ、ヒューズエレメント１３が第１、第２の電極１１，１２間に搭載される。次いで、この絶縁基板１０をリフロー炉に通すことにより、ヒューズエレメント１３が第１、第２の電極１１，１２上にはんだ接続され、これにより、第１、第２の電極１１，１２は、ヒューズエレメント１３を介して電気的に接続される。
【００６５】
このとき、ヒューズエレメント１３は、リフロー温度よりも低い融点を有する低融点金属２０とリフロー温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有することから、リフロー実装工程において低融点金属２０の融点以上の温度に曝されても、変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動が防止されている。
【００６６】
その後、絶縁基板１０の表面１０ａにカバー部材１９を搭載することにより温度ヒューズ素子１が完成する。
【００６７】
温度ヒューズ素子１は、外部回路の電流経路上に接続される。具体的に、温度ヒューズ素子１は、回路基板２に設けられたランド部２ａに外部接続端子１１ａ、１２ａがＰｂフリーハンダ等の接続用ハンダを介して搭載された後、リフロー炉に通されることにより、外部回路の電流経路上に組み込まれる。
【００６８】
このときも、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３がリフロー温度よりも低い融点を有する低融点金属２０とリフロー温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有することから、リフロー実装工程において低融点金属２０の融点以上の温度に曝されても、ヒューズエレメント１３の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動が防止されている。
【００６９】
温度ヒューズ素子１が実装された回路基板２は、適宜、温度ヒューズ素子１の実装面と反対側の面にも電子部品がリフロー実装される。この場合も、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３が低融点金属２０の融点以上の温度に曝されても、ヒューズエレメント１３の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動が防止されている。
【００７０】
また、温度ヒューズ素子１が実装された回路基板２が別のデバイスに組み込まれた後に、さらにリフロー実装等の熱処理工程に付された場合にも、温度ヒューズ素子１のヒューズエレメント１３は、変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動が防止されている。
【００７１】
このような温度ヒューズ素子１は、実装されたデバイスが異常発熱する等、高温環境に置かれた場合、ヒューズエレメント１３が低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶融を開始する。これにより、温度ヒューズ素子１は、早期にヒューズエレメント１３が溶融し、回路基板２の電流経路を遮断することができる。このとき、ヒューズエレメント１３は、低融点金属２０が高融点金属２１を浸食（ハンダ食われ）することにより、高融点金属２１の融点以下の低温で溶融することから、速やかに電流経路を遮断することができる。
【００７２】
このように、温度ヒューズ素子１は、ヒューズエレメント１３を熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とにより構成するとともに、適宜、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、リフロー工程等の熱処理工程を繰り返しても、ヒューズエレメント１３の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動を防止することができる。また、温度ヒューズ素子１が実装された実装体３が、低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気に曝されると、ヒューズエレメント１３が溶融を開始するため、早期に回路基板２の電流経路を遮断することができる。
【００７３】
［ヒューズエレメントの変形例１：並列タイプ］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、複数の溶断部が並列されることにより、複数の通電経路を有するものを用いてもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【００７４】
図６（Ａ）（Ｂ）に示す温度ヒューズ素子３０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに形成された第１、第２の電極１１，１２間にわたって接続されたヒューズエレメント３１とを有する。ヒューズエレメント３１は、複数の溶断部を有し、例えば図ａに示すように３つの溶断部３２Ａ〜３２Ｃが並列されることにより、複数の通電経路を有する。ヒューズエレメント３１は、上述したヒューズエレメント１３と同様に、温度ヒューズ素子３０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。各溶断部３２Ａ〜３２Ｃは、それぞれ絶縁基板１０の表面１０ａに形成された第１、第２の電極１１，１２間にわたって接続され、電流の通電経路となっている。
【００７５】
また、ヒューズエレメント３１は、Ｐｂフリーハンダ等の接着材料１５を介して第１及び第２の電極１１，１２間に搭載された後、リフローはんだ付け等の熱処理工程を経て絶縁基板１０上に接続される。ヒューズエレメント３１は、低融点金属層２０ａ及び高融点金属層２１ａの材料や積層構造及びその製法、作用や効果等、外形以外については、上述したヒューズエレメント１３と同様である。
【００７６】
ヒューズエレメント３１は、使用時には低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において各溶断部３２Ａ〜３２Ｃが溶融し、溶融エレメントが第１、第２の電極１１，１２上に凝集することにより、第１、第２の電極１１，１２間を遮断する。また、ヒューズエレメント３１は、温度ヒューズ素子３０に定格を超える電流が通電すると自己発熱（ジュール熱）により各溶断部３２Ａ〜３２Ｃが溶断し、第１の電極１１と第２の電極１２との間の電流経路を遮断する。
【００７７】
このとき、ヒューズエレメント３１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。
【００７８】
すなわち、ヒューズエレメント３１は、第１、第２の電極１１，１２間にわたって搭載される複数の溶断部３２Ａ〜３２Ｃを並列させているため、定格を超える電流が通電されると、抵抗値の低い溶断部３２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、最後に残った溶断部３２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３１によれば、最後に残った溶断部３２の溶断時にアーク放電が発生した場合にも、溶断部３２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３１は、複数の溶断部３２Ａ〜３２Ｃ毎に溶断されることから、各溶断部３１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。
【００７９】
なお、ヒューズエレメント３１は、複数の溶断部３２のうち、一つの溶断部３２の一部又は全部の断面積を他の溶断部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てもよい。一つの溶断部３２を相対的に高抵抗化させることにより、ヒューズエレメント３１は、定格を超える電流が通電されると、比較的低抵抗の溶断部３２から多くの電流が通電し溶断していく。その後、残った当該高抵抗化された溶断部３２に電流が集中し、最後にアーク放電を伴って溶断する。したがって、ヒューズエレメント３１は、溶断部３２を順次溶断させることができる。また、断面積の小さい溶断部３２の溶断時にアーク放電が発生するため、溶断部３２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。
【００８０】
また、ヒューズエレメント３１は、３つ以上の溶断部を設けるとともに、内側の溶断部を最後に溶断させることが好ましい。例えば、図６に示すように、ヒューズエレメント３１は、３つの溶断部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを設けるとともに、真ん中の溶断部３２Ｂを最後に溶断させることが好ましい。
【００８１】
このヒューズエレメント３１は、温度ヒューズ素子３０に定格を超える電流が通電されると、先ず２つの溶断部３２Ａ、３２Ｃに多くの電流が流れて自己発熱により溶断する。溶断部３２Ａ、３２Ｃ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。
【００８２】
次いで、真ん中の溶断部３２Ｂ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３１は、真ん中の溶断部３２Ｂ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、溶断部３２Ｂの溶融金属を、先に溶断している外側の溶断部３２Ａ，３２Ｃによって捕捉することができる。したがって、溶断部３２Ｂ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。
【００８３】
このとき、ヒューズエレメント３１は、３つの溶断部３２Ａ〜３２Ｃのうち、内側に位置する真ん中の溶断部３２Ｂの一部又は全部の断面積を外側に位置する他の溶断部３２Ａ，３２Ｃ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溶断部３２Ｂ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、アーク放電も溶断部３１Ｂ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。
【００８４】
［ヒューズエレメントの製法］
このような複数の溶断部３２が形成されたヒューズエレメント３１は、例えば図７（Ａ）に示すように、板状の低融点金属と高融点金属とを含む板状体３４の中央部２か所を矩形状に打ち抜くことにより製造することができる。なお、図７（Ｂ）に示すように、ヒューズエレメント３１は、並列する３つの溶断部３２Ａ〜３２Ｃの一端が一体に支持され、他端にはそれぞれ自由端とされたものでもよい。
【００８５】
［絶縁壁］
また、図８に示すように、温度ヒューズ素子３０は、複数の溶断部３２の間に、並列する溶断部３２同士の接続を防止する絶縁壁３５を設けてもよい。絶縁壁３５を設けることにより、ヒューズエレメント３１は、溶断部３２が溶断していく際に、周囲の温度雰囲気又は自身の発熱により溶融、膨張して隣接する溶断部３２に接触し凝集することを防止する。これにより、ヒューズエレメント３１は、隣接する溶断部３２同士が溶融、凝集することで大型化し、溶断に必要な熱量が増加することによる溶断時間の増加や溶断後における絶縁性の低下、あるいは過電流に伴う自己発熱による溶断時に生じるアーク放電の大規模化による溶融金属の爆発的飛散を防止することができる。
【００８６】
絶縁壁３５は、例えば図９に示すように、絶縁基板１０の表面１０ａ上に形成される。また、絶縁壁３５は、ソルダーレジストやガラス等の絶縁材料を印刷すること等により立設されている。なお、絶縁壁３５は、絶縁性を有することから、溶融エレメントに対する濡れ性を有しないため、必ずしも隣接する溶断部３２同士を完全に隔絶する必要はない。すなわち、カバー部材１９の天面１９ｂとの間に隙間を有していても濡れ性による引き込み作用は働かず、溶融エレメントが当該隙間から並列する溶断部３２側へ流入することはない。また、溶断部３２は、溶融すると、第１、第２の電極１１，１２間の領域において断面ドーム状に膨れる。そのため、絶縁壁３５は、絶縁基板１０の表面１０ａからカバー部材１９の天面１９ｂまでに至る高さの半分以上の高さがあれば、溶融エレメントが並列する溶断部３２と接触することを防止できる。もちろん、絶縁壁３５は、カバー部材１９の天面１９ｂまでに至る高さで形成し、溶断部３２同士を隔絶してもよい。
【００８７】
また、絶縁壁３５は、図１０に示すように、カバー部材１９の天面１９ｂに形成してもよい。絶縁壁３５は、カバー部材１９の天面１９ｂに一体形成してもよく、又は天面１９ｂにソルダーレジストやガラス等の絶縁材料を印刷すること等により立設してもよい。この場合も、絶縁壁３５は、カバー部材１９の天面１９ｂから絶縁基板１０の表面１０ａまでに至る高さの半分以上の高さがあれば、溶融エレメントが並列する溶断部３２と接触することを防止できる。
【００８８】
また、絶縁壁３５は、絶縁基板１０やカバー部材１９に設ける他、図１１に示すように、並列する複数の溶断部３２の間に絶縁壁３５を構成する液状あるいはペースト状の絶縁材料を塗布し、硬化させることにより形成してもよい。絶縁壁３５を構成する絶縁性の材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性の絶縁性接着剤やソルダーレジスト、ガラスペーストを用いることができる。この場合、絶縁壁３５を構成する絶縁材料は、ヒューズエレメント３１が絶縁基板１０に接続された後に塗布、硬化させてもよく、ヒューズエレメント３１を絶縁基板１０に搭載する前又は搭載した後に塗布し、ヒューズエレメント３１とともに熱処理工程に付して硬化させてもよい。
【００８９】
液状あるいはペースト状の絶縁材料は、並列する複数の溶断部３２の間に毛管作用によって充填され、硬化することにより溶断部３２が溶融した場合に、並列する溶断部３２同士の接続を防止することができる。このため、絶縁壁３５を構成する絶縁材料は、硬化することにより溶断部３２の発熱温度に対する耐熱性を備えることが求められる。
【００９０】
［絶縁部の設置位置］
また、温度ヒューズ素子１は、絶縁壁３５を溶断部３２の溶断部位に応じて設ければよい。図８に示すように、ヒューズエレメント３１は、各溶断部３２が絶縁基板１０に設けられた第１、第２の電極１１，１２上に接続されることにより、第１、第２の電極１１，１２間を導通させている。各溶断部３２は、第１、第２の電極１１，１２に接続されている両端部では、広面積を有する第１、第２の電極１１，１２に熱が拡散するため、溶融され難い。また、各溶断部３２は、第１、第２の電極１１，１２に接続されている両端部では電流が集中せず、第１の電極１１と第２の電極１２との中間部において電流が集中し、高温に発熱することにより溶融する。
【００９１】
したがって、温度ヒューズ素子３０は、絶縁壁３５を各溶断部３２の第１の電極１１と第２の電極１２とに接続された両端部間の中間部に隣接して設けることで、溶融エレメントが隣接する溶断部３２に接触することを防止することができる。
【００９２】
また、絶縁壁３５を上記の様に絶縁基板１０の表面１０ａ上の各溶断部３２の間に設ける上では、少なくとも溶融物を絶縁基板１０の表面１０ａ上で連続させないようにすればよく、絶縁壁３５の高さは、絶縁基板１０の表面１０ａからカバー部材１９の天面１９ｂまでに至る高さの半分以下であってもよい。
【００９３】
温度ヒューズ素子３０は、ヒューズエレメント３１の各溶断部３２の間に絶縁壁３５を設けることが好ましい。これにより、複数の溶断部３２同士が溶融、凝集することを防止し、溶断に必要な熱量が増加することによる溶断時間の増加や溶断後において溶融エレメントの凝集体が第１、第２の電極１１，１２間にわたって連続し絶縁性が低下することを防止することができる。
【００９４】
また、温度ヒューズ素子３０は、複数の溶断部３２を順次溶断させるとともに、少なくとも最初に溶断する溶断部３２とこの最初に溶断する溶断部３２に隣接する溶断部３２との間に絶縁壁３５を設けることが好ましい。上述したように、ヒューズエレメント３１は、複数の溶断部３２のうち、一つの溶断部３２の一部又は全部の断面積を他の溶断部の断面積よりも小さくし、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溶断部３２から多くの電流が通電し溶断していく。
【００９５】
このとき、温度ヒューズ素子３０は、最初に溶断する比較的低抵抗の溶断部３２と、この溶断部３２に隣接する溶断部との間に絶縁壁３５を設けることにより、自身の発熱により膨張して隣接する溶断部３２に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、温度ヒューズ素子３０は、溶断部３２を所定の溶断順序で溶断させるとともに、隣接する溶断部３２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。
【００９６】
具体的に、図８に示す３つの溶断部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃからなるヒューズエレメント３１が搭載された温度ヒューズ素子３０において、相対的に真ん中の溶断部３２Ｂの断面積を小さくし高抵抗化することにより、外側の溶断部３２Ａ、３２Ｃから優先的に多くの電流を流し、溶断させた後、最後に真ん中の溶断部３２Ｂを溶断する。このとき、温度ヒューズ素子３０は、溶断部３２Ａ、３２Ｂとの間、及び溶断部３２Ｂ、３２Ｃにそれぞれ絶縁壁３５を設けることにより、溶断部３２Ａ、３２Ｃが自己発熱により溶融した際にも、隣接する溶断部３２Ｂと接触することなく短時間で溶断するとともに、最後に溶断部３２Ｂを溶断させることができる。また、断面積の小さい溶断部３２Ｂは、隣接する溶断部３２Ａ、３２Ｃ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。
【００９７】
なお、ヒューズエレメント３１は、３つ以上の溶断部を設けた場合、外側の溶断部を最初に溶断させ、内側の溶断部を最後に溶断させることが好ましい。例えば、図６に示すように、ヒューズエレメント３１は、３つの溶断部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃを設けるとともに、真ん中の溶断部３２Ｂを最後に溶断させることが好ましい。
【００９８】
上述したように、ヒューズエレメント３１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つの溶断部３２Ａ、３２Ｃに多くの電流が流れて自己発熱により溶断する。これら溶断部３２Ａ、３２Ｃ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。また、上述したように、溶断部３２Ａ、３２Ｃは、絶縁壁３５により隣接する溶断部３２Ｂとの接触もなく、最初に溶断される。
【００９９】
次いで、内側に設けられた溶断部３２Ｂ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３１は、内側に設けられた溶断部３２Ｂ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、溶断部３２Ｂの溶融金属を、先に溶断している外側の溶断部３２Ａ，３２Ｃや溶断部３２Ａ，３２Ｃとの間に設けられた絶縁壁３５によって捕捉することができる。したがって、溶断部３２Ｂ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。
【０１００】
このときも、ヒューズエレメント３１は、３つの溶断部３２Ａ〜３２Ｃのうち、内側に位置する真ん中の溶断部３２Ｂの一部又は全部の断面積を外側に位置する他の溶断部３２Ａ，３２Ｃ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溶断部３２Ｂ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、アーク放電も溶断部３２Ｂ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。
【０１０１】
［温度ヒューズ素子の製造工程］
ヒューズエレメント３１を用いた温度ヒューズ素子３０は、ヒューズエレメント１３を用いた温度ヒューズ素子１と同様の工程により組み立てられ、回路基板２に実装される。このとき、温度ヒューズ素子３０は、ヒューズエレメント３１を熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とにより構成するとともに、適宜、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、リフロー工程等の熱処理工程を繰り返しても、ヒューズエレメント３１の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動を防止することができる。
【０１０２】
また、温度ヒューズ素子３０が実装された実装体は、温度ヒューズ素子１の実装体と同様に、実装されたデバイスが異常発熱する等、高温環境に置かれた場合、温度ヒューズ素子３０のヒューズエレメント３１が低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶融を開始する。これにより、温度ヒューズ素子３０は、早期にヒューズエレメント３１の各溶断部３２が溶融し、回路基板２の電流経路を遮断することができる。このとき、ヒューズエレメント３１は、低融点金属２０が高融点金属２１を浸食（ハンダ食われ）することにより、高融点金属２１の融点以下の低温で溶融することから、速やかに電流経路を遮断することができる。
【０１０３】
［ヒューズエレメントの変形例２：端子部］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、外部回路と接続される端子部を一体に形成してもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１，３０と同じ部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。
【０１０４】
図１２（Ａ）に示す温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに嵌合されたヒューズエレメント４１とを有する。ヒューズエレメント４１は、複数の溶断部４２Ａ〜４２Ｃが並列されるとともに、溶断部４２Ａ〜４２Ｃの両端に、温度ヒューズ素子４０が実装される回路基板２のランド部２ａに接続される端子部４３が形成されている。ヒューズエレメント４１は、上述したヒューズエレメント１３，３１と同様に、温度ヒューズ素子４０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。複数の溶断部４２Ａ〜４２Ｃは、一対の端子部４３間にわたって設けられ、電流の通電経路を構成し、全溶断部４２Ａ〜４２Ｃが溶断することにより当該電流経路を遮断する。
【０１０５】
端子部４３は、温度ヒューズ素子４０が実装される回路基板２のランド部２ａとＰｂフリーハンダ等の接着部材を介して接続されることにより、当該回路基板２の電流経路の一部を構成する。また、ヒューズエレメント４１は、端子部４３が設けられる両端部が絶縁基板１０の側面に沿って曲げられることにより、絶縁基板１０に嵌合するとともに、端子部４３が絶縁基板１０の裏面１０ｂ側へ向けられている。
【０１０６】
そして、温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０の表面１０ａにカバー部材１９が搭載されると、図１２（Ｂ）に示すように、絶縁基板１０とカバー部材１９との間から絶縁基板１０の裏面１０ｂ側へ導出される。これにより、温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０の裏面１０ｂを外部の回路基板２への実装面とされ、ヒューズエレメント４１の一対の端子部４３が、回路基板２のランド部２ａと接続されることにより、外部回路に組み込まれる。
【０１０７】
温度ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント４０に外部回路との接続端子となる端子部４３を設けているため、定格の向上を図ることができる。すなわち、絶縁基板にヒューズエレメントの通電経路を外部回路へ引き出す表面電極、裏面電極、及び表裏面電極を繋ぐスルーホール等を設ける構成においては、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。
【０１０８】
一方、温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０にスルーホール等を設けてヒューズエレメント４１の通電経路を外部回路に引き出すものではなく、ヒューズエレメント４１に外部回路との接続端子となる端子部４３が形成されているため、外部回路とヒューズエレメント４１との間の導通抵抗がヒューズエレメント４１そのものの定格によって決まり、絶縁基板１０側の構成に左右されない。したがって、温度ヒューズ素子４０によれば、素子全体の通電経路を低抵抗化し、容易に定格の向上を図ることができる。
【０１０９】
［ヒューズエレメントの製法］
このような複数の溶断部４２及び端子部４３が形成されたヒューズエレメント４１は、板状の低融点金属と高融点金属とを含む板状体の中央部２か所を矩形状に打ち抜いた後（図７（Ａ）参照）、両端部を折り曲げることにより製造することができる。ヒューズエレメント４１は、並列する３つの溶断部４２Ａ〜４２Ｃの両側が端子部４３によって一体に支持されている。また、ヒューズエレメント４１は、端子部４３を構成する板状体と溶断部４２を構成する複数の板状体とを接続することにより製造してもよい。なお、ヒューズエレメント４１は、図７（Ｂ）に示す板状体の両端部を折り曲げることにより、並列する３つの溶断部４２Ａ〜４２Ｃの一端が端子部４３によって一体に支持され、他端にはそれぞれ端子部４３が形成されたものでもよい。
【０１１０】
なお、温度ヒューズ素子４０は、端子部４３を介してヒューズエレメント４１と外部回路とが接続されるため、絶縁基板１０に別途外部回路と接続する第１、第２の電極１１，１２及び外部接続端子１１ａ，１２ａを設けなくともよい。
【０１１１】
［嵌合凹部］
また、絶縁基板１０は、図１２（Ｃ）に示すように、ヒューズエレメント４０の端子部４３が嵌合される一対の側縁部に嵌合凹部４５を形成することが好ましい。温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０に嵌合凹部４５を設けることにより、回路基板２への実装面積が広がることもなく、また、ヒューズエレメント４１の嵌合位置を固定することができる。
【０１１２】
また、ヒューズエレメント４１は、絶縁基板１０の表面１０ａに直接接着される。ヒューズエレメント４１を絶縁基板１０に接続する接着剤としては、導電性は無くともよく、例えば熱硬化性の接着剤等を用いることができる。なお、温度ヒューズ素子４０は、外部の熱源の熱による温度雰囲気によってヒューズエレメント４１を溶断することから、ヒューズエレメント４１を絶縁基板１０に接着する接着剤も熱伝導性に優れるものが好ましい。
【０１１３】
［放熱電極］
なお、ヒューズエレメント４１が搭載される温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０の表面１０ａに放熱電極４６を設けてもよい。放熱電極４６は、ヒューズエレメント４１が嵌合される絶縁基板１０の一対の側縁近傍に形成され、各溶断部４２と接続されることにより端子部４３の近傍におけるヒューズエレメント４１の熱を効率よく吸収するとともに、溶融エレメントを凝集することができる。放熱電極４６は、例えばＡｇやＣｕ等の電極材料を用いて形成することができ、Ｐｂフリーハンダ等の接続材料を介して、リフロー等の熱処理工程を経て各溶断部４２と接続される。なお、放熱電極４６は、図１２（Ｃ）に示すように各溶断部４２Ａ〜４２Ｃが接続される共用の電極としてもよく、各溶断部４２Ａ〜４２Ｃに応じて複数形成してもよい。
【０１１４】
放熱電極４６を設けることにより、温度ヒューズ素子４０は、過電流に伴う自己発熱遮断の際に、ヒューズエレメント４１の端子部４３の近傍における熱を絶縁基板１０側に放熱させ、各溶断部４２の発熱領域を中央部に集中させる。これにより、ヒューズエレメント４１は、溶断部位が各溶断部４２の中央部に限定され、速やかに電流経路を遮断することができる。また、ヒューズエレメント４１は、アーク放電を伴う場合にも、発熱部位が限定されることで、爆発的な溶断及び溶融エレメントの飛散を防止することができ、絶縁特性を損なうこともない。
【０１１５】
なお、放熱電極４６は、絶縁基板１０に設けられたスルーホールを介して絶縁基板１０の裏面１０ｂに設けられた図示しない放熱電極と連続させてもよい。これにより、温度ヒューズ素子４０は、さらに効率よくヒューズエレメント４１の熱を放熱することができる。
【０１１６】
［温度ヒューズ素子の製造工程］
ヒューズエレメント４１を用いた温度ヒューズ素子４０は、温度ヒューズ素子１と同様の工程により組み立てられ、回路基板２に実装される。このとき、温度ヒューズ素子４０は、ヒューズエレメント４１を熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とにより構成するとともに、適宜、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、リフロー工程等の熱処理工程を繰り返しても、ヒューズエレメント４１の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動を防止することができる。
【０１１７】
また、温度ヒューズ素子４０が実装された実装体は、温度ヒューズ素子１の実装体と同様に、実装されたデバイスが異常発熱する等、高温環境に置かれた場合、ヒューズエレメント４１が低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶融を開始する。これにより、温度ヒューズ素子４０は、早期にヒューズエレメント４１の各溶断部４２が溶融し、回路基板２の電流経路を遮断することができる。このとき、ヒューズエレメント４１は、低融点金属２０が高融点金属２１を浸食（ハンダ食われ）することにより、高融点金属２１の融点以下の低温で溶融することから、速やかに電流経路を遮断することができる。
【０１１８】
［ヒューズエレメントの変形例３：複数のヒューズエレメントを並列］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、溶断部３１に相当する複数のヒューズエレメントを絶縁基板１０の相対向する一対の側縁間に嵌合させ、並列させてもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１，３０，４０と同じ部材については同じ符号を付してその詳細を省略する。
【０１１９】
図１３に示す温度ヒューズ素子５０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに嵌合されたヒューズエレメント５１とを有する。ヒューズエレメント５１は、絶縁基板１０の表面１０ａに複数、例えば５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの３枚が並列されている。各ヒューズエレメント５１Ａ〜５１Ｃは、上述したヒューズエレメント１３，３１，４１と同様に、温度ヒューズ素子５０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。また、各ヒューズエレメント５１は、矩形板状に形成されるとともに、低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶断する溶断部５２と、溶断部５２の両端に設けられ、回路基板２のランド部２ａと接続される端子部５３とが形成されている。
【０１２０】
溶断部５２は、絶縁基板１０の表面１０ａに形成された放熱電極４６上に、Ｐｂフリーハンダ等の接着材料を介して、リフロー等の熱処理工程を経て接続されている。
【０１２１】
端子部５３は、温度ヒューズ素子５０が実装される回路基板２のランド部２ａとＰｂフリーハンダ等の接着部材を介して接続されることにより、当該回路基板２の電流経路の一部を構成し、各溶断部５２が溶断することにより電流経路を遮断する。また、ヒューズエレメント５１は、端子部５３が設けられる両端部が絶縁基板１０の側面に沿って曲げられることにより、絶縁基板１０に嵌合するとともに、端子部５３が絶縁基板１０の裏面１０ｂ側へ向けられている。これにより、温度ヒューズ素子５０は、絶縁基板１０の裏面１０ｂを外部の回路基板２への実装面とされ、ヒューズエレメント５１の一対の端子部５３が、回路基板２のランド部２ａと接続されることにより、外部回路に組み込まれる。
【０１２２】
なお、温度ヒューズ素子５０は、内側に設けられている真ん中のヒューズエレメント５１Ｂの断面積を外側に設けられている他のヒューズエレメント５１Ａ，５１Ｃ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、過電流に伴う自己発熱遮断時において、最後に溶断せるようにしてもよい。
【０１２３】
また、温度ヒューズ素子５０は、各ヒューズエレメント５１Ａ〜５１Ｃ間に絶縁壁３５を形成してもよい。絶縁壁３５を設けることにより、温度ヒューズ素子５０は、各ヒューズエレメント５１が溶断していく際に、周囲の温度雰囲気又は自身の発熱により溶融、膨張して隣接するヒューズエレメント５１の溶断部５２に接触し凝集することを防止する。これにより、温度ヒューズ素子５０は、隣接するヒューズエレメント５１同士が溶融、凝集することで大型化し、溶断に必要な熱量が増加することによる溶断時間の増加や溶断後における絶縁性の低下、あるいは過電流に伴う自己発熱による溶断時に生じるアーク放電の大規模化による溶融金属の爆発的飛散を防止することができる。
【０１２４】
なお、温度ヒューズ素子５０は、端子部５３を備えていない板状のヒューズエレメントを、絶縁基板１０に形成した第１、第２の電極１１，１２間にわたって複数並列させてもよい。
【０１２５】
［ヒューズエレメントの変形例４：フリップタイプ］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、ヒューズエレメントの端子部を絶縁基板１０の表面１０ａ側に突出させてもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１，３０，４０，５０と同じ部材については同じ符号を付してその詳細を省略する。
【０１２６】
図１４（Ａ）に示す温度ヒューズ素子６０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに接続されたヒューズエレメント６１とを有する。ヒューズエレメント６１は、複数の溶断部６２Ａ〜６２Ｃが並列されるとともに、溶断部６２Ａ〜６２Ｃの両端に、温度ヒューズ素子６０が実装される回路基板２のランド部２ａに接続される端子部６３が形成されている。ヒューズエレメント６１は、上述したヒューズエレメント１３，３１，４１，５１と同様に、温度ヒューズ素子６０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。
【０１２７】
複数の溶断部６２Ａ〜６２Ｃは、それぞれ絶縁基板１０の表面１０ａに、Ｐｂフリーハンダ等の接着材料を介して接続され、電流の通電経路を構成し、全溶断部６２Ａ〜６２Ｃが溶断することにより当該電流経路を遮断する。
【０１２８】
端子部６３は、温度ヒューズ素子６０が実装される回路基板２のランド部２ａと接続されることにより、当該回路基板２の電流経路の一部を構成する。また、端子部６３は、ヒューズエレメント６０が絶縁基板１０の表面１０ａ上に搭載されることにより、絶縁基板１０の表面１０ａ側に向けられている。
【０１２９】
そして、温度ヒューズ素子６０は、絶縁基板１０の表面１０ａにカバー部材１９が搭載されると、図１４（Ｂ）に示すように、絶縁基板１０とカバー部材１９との間から絶縁基板１０の表面１０ａ側へ導出される。これにより、温度ヒューズ素子４０は、絶縁基板１０の表面１０ａを外部の回路基板２への実装面とされ、図１４（Ｃ）に示すように、フェースダウンによりヒューズエレメント６１の一対の端子部６３が、回路基板２のランド部２ａと接続され、外部回路に組み込まれる。
【０１３０】
温度ヒューズ素子６０は、温度ヒューズ素子４０と同様に、ヒューズエレメント６０に外部回路との接続端子となる端子部６３を設けているため、定格の向上を図ることができる。
【０１３１】
なお、温度ヒューズ素子６０は、図１４（Ｄ）に示すように、温度ヒューズ素子４０と同様に、ヒューズエレメント６１の溶断部６２に応じて絶縁基板１０の表面１０ａに複数の放熱電極４６を設け、Ｐｂフリーハンダ等の接続材料を介して、リフロー等の熱処理工程を経て各溶断部６２と接続してもよい。
【０１３２】
また、温度ヒューズ素子６０は、ヒューズエレメント６１として、一つの溶断部６２と溶断部６２の両端に設けられた一対の端子部６３とからなるヒューズエレメントを用いてもよい。
【０１３３】
［温度ヒューズ素子の製造工程］
ヒューズエレメント６１を用いた温度ヒューズ素子６０は、温度ヒューズ素子１と同様の工程により組み立てられ、回路基板２に実装される。このとき、温度ヒューズ素子６０は、ヒューズエレメント６１を熱処理温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と熱処理温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とにより構成するとともに、適宜、低融点金属層２０ａと高融点金属層２１ａとの膜厚比を調整することにより、リフロー工程等の熱処理工程を繰り返しても、ヒューズエレメント６１の変形や低融点金属２０の溶出が防止され、定格や溶断特性の変動を防止することができる。
【０１３４】
また、温度ヒューズ素子６０が実装された実装体は、温度ヒューズ素子１の実装体と同様に、実装されたデバイスが異常発熱する等、高温環境に置かれた場合、ヒューズエレメント６１が低融点金属２０の融点以上の温度雰囲気において溶融を開始する。これにより、温度ヒューズ素子６０は、早期にヒューズエレメント６１の各溶断部６２が溶融し、回路基板２の電流経路を遮断することができる。このとき、ヒューズエレメント６１は、低融点金属２０が高融点金属２１を浸食（ハンダ食われ）することにより、高融点金属２１の融点以下の低温で溶融することから、速やかに電流経路を遮断することができる。
【０１３５】
［ヒューズエレメントの変形例５：ワイヤーボンディングタイプ］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、ヒューズエレメントの両端を接続材料を介して第１の電極及び第２の電極に接続するようにしてもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１，３０，４０，５０，６０と同じ部材については同じ符号を付してその詳細を省略する。
【０１３６】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す温度ヒューズ素子７０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに第１の電極１１及び第２の電極１２と、絶縁基板１０の表面１０ａに載置されたヒューズエレメント７１と、ヒューズエレメント７１の両端と第１の電極１１及び第２の電極１２とを接続する接続材料であるワイヤー７２，７３とを有する。ヒューズエレメント７１は、上述したヒューズエレメント１３，３１，４１，５１，６１と同様に、温度ヒューズ素子７０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。
【０１３７】
ヒューズエレメント７１は、矩形平板状の構造とされ、折り曲げ加工等によって端子部を形成しない。ヒューズエレメント７１は、絶縁基板１０の表面１０ａに接着材料で固定し、ワイヤーボンディングによって第１の電極１１及び第２の電極１２と接続される。その後、必要十分な量のフラックス１７が塗布され、電流の通電経路を構成し、溶断部が溶断することにより当該電流経路を遮断する。
【０１３８】
ヒューズエレメント７１は、図４（Ｂ）で説明した場合と同様に、内部を低融点金属２０とし、外部を高融点金属２１で覆った構造であり、切断面から低融点金属２０が露呈した構造である。
【０１３９】
ヒューズエレメント７１は、低融点金属２０が露呈する切断面が、通電方向の両側面と並行となるように絶縁基板１０の表面１０ａ上に配設されている。
【０１４０】
ワイヤー７２，７３は、導電性金属等によって形成されるワイヤー部材であり、ヒューズエレメント７１の両端をそれぞれ第１の電極１１及び第２の電極１２に接続する。特に、ワイヤー７２，７３は、ワイヤーボンディングによって簡単に形成することができ、材料としては、Ａｕ、Ａｌ，Ｃｕ等を用いることができる。
【０１４１】
また、ワイヤー７２，７３は、ヒューズエレメント７１の通電方向の両端にそれぞれ接続されるが、ヒューズエレメント７１は、通電方向の両端が高融点金属２１で包皮されているため、高融点金属２１と接続性が良好な部材を用いることが好ましい。
【０１４２】
ここで、ヒューズエレメント７１と第１の電極１１及び第２の電極１２とを接続する位置について説明する。ワイヤー７２，７３による接続位置は、図１５（Ａ）に示すように、通電方向に対向する位置とされている。しかしながら、ワイヤー７２，７３による接続位置は、スルーホールの位置を避けるように適宜ずらすようにしてもよい。すなわち、ワイヤー７２，７３を矩形状のヒューズエレメントの対角位置となるようにしてもよい。対角位置を取る場合、図１５（Ａ）に示す絶縁基板１０のスルーホールを避けることでワーヤーボンディングの作業性を上げることができる。また、ワイヤー７２，７３は、対向する一対のものに限定されず、それぞれ複数のワイヤーで接続するようにしてもよい。
【０１４３】
このような構造を有する温度ヒューズ素子７０は、ヒューズエレメント７１自体の溶断の他に、ヒューズエレメント７１とワイヤー７２，７３の接続部位の溶断も同時に作用し、速やかに電流経路を遮断することができる。具体的には、ワイヤー７２，７３の材料がＡｕである場合、接続する高融点金属２１が低融点金属２０に速やかに浸食されるため、ワイヤー７２，７３に溶融した低融点金属２０が接触する。ワイヤー７２，７３に溶融した低融点金属２０が接触すると、ワイヤー７２，７３が溶融した低融点金属２０に溶食され電流経路を更に、速やかにかつ確実に遮断することができる。
【０１４４】
［ヒューズエレメントの変形例６：ハンダ接続タイプ］
また、本技術に係るヒューズエレメントは、ヒューズエレメントの両端を接続材料を介して第１の電極及び第２の電極に接続するようにしてもよい。なお、以下の説明において、上述した温度ヒューズ素子１，３０，４０，５０，６０，７０と同じ部材については同じ符号を付してその詳細を省略する。
【０１４５】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す温度ヒューズ素子８０は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の表面１０ａに第１の電極１１及び第２の電極１２と、絶縁基板１０の表面１０ａに載置されたヒューズエレメント８１と、ヒューズエレメント８１の両端と第１の電極１１及び第２の電極１２とを接続する接続材料であるハンダペースト８２，８３とを有する。ヒューズエレメント８１は、上述したヒューズエレメント１３，３１，４１，５１，６１，７１と同様に、温度ヒューズ素子８０の実装体の製造工程における熱処理の温度よりも低い融点を有する低融点金属２０と、当該熱処理の温度よりも高い融点を有する高融点金属２１とを有する。なお、図示を省略しているが、ヒューズエレメント８１の表面には必要十分な量のフラックスが塗布される。
【０１４６】
ヒューズエレメント８１は、矩形平板状の構造とされ、折り曲げ加工等によって端子部を形成しない。ヒューズエレメント８１は、それぞれ絶縁基板１０の表面１０ａに載置され、ハンダペースト８３，８４によって第１の電極１１及び第２の電極１２と接続され、電流の通電経路を構成し、溶断部が溶断することにより当該電流経路を遮断する。
【０１４７】
ヒューズエレメント８１は、図４（Ｂ）で説明した場合と同様に、内部を低融点金属２０とし、外部を高融点金属２１で覆った構造であり、切断面から低融点金属２０が露呈した構造である。
【０１４８】
ヒューズエレメント８１は、低融点金属２０が露呈する切断面が、通電方向と直交する方向となるように絶縁基板１０の表面１０ａ上に配設されている。
【０１４９】
ハンダペースト８３，８４は、例えばＰｂフリーハンダ等によって第１の電極１１の突出部１１ａと、第２の電極１２の突出部１２ａ上に設けられ、リフロー等によって、ヒューズエレメント８１の両端をそれぞれ第１の電極１１及び第２の電極１２に接続する。なお、ハンダバンプによりヒューズエレメント８１の接続部位を構成するようにしてもよい。
【０１５０】
また、ハンダペースト８３，８４は、ヒューズエレメント８１の通電方向の両端であって、絶縁基板１０の表面１０ａと対向する部分にそれぞれ接続されるが、ヒューズエレメント８１は、通電方向の両端が高融点金属２１で包皮されているため、高融点金属２１と接続性が良好な部材を用いることが好ましい。また、ハンダペースト８３，８４が高融点金属２１とのみ接続することで、低融点金属２０の第１の電極１１及び第２の電極１２への流出を抑制し、ヒューズエレメント８１の形状の安定化並びに定格電流の低下防止を図ることができる。
【０１５１】
ここで、ヒューズエレメント８１と第１の電極１１及び第２の電極１２とを接続する位置について説明する。ハンダペースト８３，８４による接続位置は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、通電方向と直交する方向の中央部にそれぞれ対向する位置とされている。なお、第１の電極１１の突出部１１ａ及び第２の電極１２の突出部１２ａもヒューズエレメント８１の通電方向と直交する方向の中央部にであって、通電方向に互いに対向するように配置されている。
【０１５２】
ハンダペースト８３，８４による接続位置は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように対向配置に限定されず、第１の電極１１の突出部１１ａ及び第２の電極１２の突出部１２ａの位置に応じて、ハンダペースト８３，８４を矩形状のヒューズエレメントの対角位置となるようにしてもよい。また、ハンダペースト８３，８４は、対向する一対のものに限定されず、第１の電極１１及び第２の電極１２のそれぞれ複数の突出部が設けられている場合等、電極の突出部の数に応じて複数のハンダペーストを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１５３】
１  温度ヒューズ素子、１０  絶縁基板、１１  第１の電極、１１ａ  突出部、１２  第２の電極、１２ａ  突出部、１３  ヒューズエレメント、１３ａ  溶融エレメント、１４  保護層、１５  接着材料、１７  フラックス、１９  カバー部材、２０  低融点金属、２０ａ  低融点金属層、２１  高融点金属、２１ａ  高融点金属層、２３  酸化防止膜、２４  保護部材、２５  接着剤、３０  温度ヒューズ素子、３１  ヒューズエレメント、３２  溶断部、３４  板状体、３５  絶縁壁、４０  温度ヒューズ素子、４１  ヒューズエレメント、４２  溶断部、４３  端子部、４４  板状体、４５  嵌合凹部、４６  放熱電極、５０  温度ヒューズ素子、５１  ヒューズエレメント、５２  溶断部、５３  端子部、６０  温度ヒューズ素子、６１  ヒューズエレメント、６２  溶断部、６３  端子部、７０  温度ヒューズ素子、７１  ヒューズエレメント、７２  ワイヤー、７３  ワイヤー、８０  温度ヒューズ素子、８１  ヒューズエレメント、８２  ハンダペースト、８３  ハンダペースト
【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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