(57)【要約】【課題】  回路保護素子の溶断特性および生産性の向上を図る。  【解決手段】  一対の電極と、電極間に接合された少なくとも1つのヒューズエレメントと、ヒューズエレメントの周囲を被覆する被覆層とを有する回路保護素子において、前記被覆層を構成する組成物として、溶断を助長する溶断助長成分および樹脂成分を含む組成物を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、前記電極間に接合された少なくとも1つのヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの溶断を助長する溶断助長成分および樹脂成分を含む組成物からなる被覆層とを具備し、前記被覆層が前記ヒューズエレメント上に設けられている回路保護素子。
【請求項２】
前記溶断助長成分が、有機材料からなる請求項１記載の回路保護素子。
【請求項３】
前記溶断助長成分が、無機材料からなる請求項１記載の回路保護素子。
【請求項４】
前記有機材料の軟化点での弾性率が１０6Ｐａ以下である請求項２記載の回路保護素子。
【請求項５】
前記有機材料が熱可塑性樹脂である請求項２記載の回路保護素子。
【請求項６】
前記無機材料が中空構造または多孔質構造を有する請求項３記載の回路保護素子。
【請求項７】
前記無機材料が内部に不活性ガスを含む請求項６記載の回路保護素子。
【請求項８】
前記溶断助長成分が１０〜４５μｍの粒径を有する請求項１記載の回路保護素子。
【請求項９】
前記組成物が、樹脂成分１００重量部に対して４０〜８０重量部の溶断助長成分を含む請求項１記載の回路保護素子。
【請求項１０】
前記樹脂成分が紫外線硬化性樹脂である請求項１記載の回路保護素子。
【請求項１１】
前記樹脂成分に含まれる炭素原子の水素原子に対する比が０．８未満である請求項１記載の回路保護素子。
【請求項１２】
前記樹脂成分が、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびシリコーン樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種である請求項１記載の回路保護素子。
【請求項１３】
前記樹脂成分が、脂環式エポキシ樹脂、芳香環を水素添加したエポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系樹脂および複素環式エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種である請求項１記載の回路保護素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路における電子部品の過電流による破壊を防止する回路保護素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器分野では部品の面実装化が進み、回路保護素子としても小型で信頼性が高く、素子特性に優れたものが要望されている。回路保護素子は、過電流が流れた場合に発生する熱エネルギーによりヒューズエレメントが溶断して飛散し、絶縁化することによってヒューズ特性を発現する素子である。
【０００３】
ヒューズエレメントを外部より保護するために外装材料で被覆することが行われているが、これだけでは信頼性をもってヒューズ特性を発現させることができない。なぜなら、溶断時間のバラツキ、および溶断後における絶縁抵抗値の低下などの問題が生じるためである。
【０００４】
これらの問題を解消し、充分なヒューズ特性を得るために、例えば特許文献１においては、ヒューズエレメント近傍にシリコーン樹脂などからなる溶断補助層を形成し、その外側を保護するように樹脂を塗布して覆い、外装樹脂層を設けることが提案されている。すなわち、二層構造を有する回路保護素子が提案されている。
【特許文献１】特許第３０７２６３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１記載の回路保護素子では、素子の微細化にともなってヒューズエレメントも微細になり、シリコーン樹脂を均一に塗布することが困難になって、得られる溶断補助層の厚さが不均一になってしまうという問題がある。そして、溶断補助層の厚さが不均一になると、溶断時間のバラツキ、および溶断後における絶縁抵抗値の低下という問題が生じることになる。
【０００６】
さらに、溶断補助層上に外装樹脂層を形成するために、２回の塗布工程を実施することが必要となり、製造時間および製造に要するエネルギー量が増加してしまうという問題もある。
そこで、本発明の目的は、回路保護素子の溶断時間のバラツキおよび絶縁抵抗値の低下を解消するとともに、効率よく生産することのできる回路保護素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、一対の電極と、前記電極間に接合された少なくとも1つのヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントの溶断を助長する溶断助長成分および樹脂成分を含む組成物からなる被覆層とを具備し、前記被覆層が前記ヒューズエレメントの露出部分に設けられている回路保護素子を提供する。
【０００８】
前記溶断助長成分は、有機材料および無機材料のいずれによっても構成することができる。また、前記溶断助長成分は、１０〜４５μｍの粒径を有する粒子状のものであるのが好ましい。
前記有機材料としては、軟化点での弾性率が１０6Ｐａ以下であるものを用いるのが好ましく、また、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。一方、前記無機材料としては、中空構造または多孔質構造を有するものを用いるのが好ましい。この場合、前記無機材料の内部に不活性ガスを封入させておくのも好ましい。
【０００９】
また、前記被覆層を構成する前記組成物は、樹脂成分１００重量部に対して４０〜８０重量部の溶断助長成分を含むのが好ましい。
前記樹脂成分は紫外線硬化性樹脂であるのが好ましく、また、前記樹脂成分に含まれる炭素原子の水素原子に対する比が０．８未満であるのが好ましい。
【００１０】
前記樹脂成分としては、脂環式エポキシ樹脂、芳香環を水素添加したエポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系樹脂および複素環式エポキシ樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種を用いるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回路保護素子においては、溶断助長成分と樹脂成分とを含む組成物を、対向する電極間に接合したヒューズエレメント上に塗布し、硬化させて被覆層を形成する。これにより、溶断したヒューズエレメントが周囲に飛散することを防止することができ、溶断に要する時間のバラツキを小さくすることができるとともに、溶断後において高絶縁抵抗特性を発揮し得る、生産性に優れた回路保護素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る回路保護素子は、一対の電極と、前記電極間に接合された少なくとも1つのヒューズエレメントとを具備し、前記ヒューズエレメント上に、前記ヒューズエレメントの溶断を助長する溶断助長成分および樹脂成分を含む組成物からなる被覆層を有することを特徴とする。
図１に、本発明に係る回路保護素子の代表的な構造を図１に示す。図１は、本発明に係る回路保護素子の概略斜視図である。本発明に係る回路保護素子は、両端部に一対の電極部２を有しかつ電極部２の間に角柱部分を有する基材からなるヒューズエレメント１を具備し、電極部２の間において露出しているヒューズエレメント１の角柱部分の周囲に被覆層３を有する。
【００１３】
まず、本発明の特徴である前記被覆層について説明する。本発明における被覆層は、ヒューズエレメントの溶断を助長する溶断助長成分および樹脂成分を含む組成物からなる。
この組成物は、ヒューズエレメントの溶断を助長するための溶断助長成分と、被覆層および回路保護素子の機械強度を保持する樹脂成分とを混合分散させることにより得られる。混合分散することにより、溶断助長成分および樹脂成分を単一の工程でヒューズエレメントの表面に被覆層を形成することができ、生産効率に優れる。すなわち、前記組成物をヒューズエレメントに塗布し硬化させることにより本発明における被覆層を形成することができる。
【００１４】
前記組成物を構成する「溶断助長成分」とは、溶断して飛散したヒューズエレメントの飛散物を収容することのできる空間を、前記被覆層内に形成し得るものである。換言すると、溶断助長成分は、飛散したヒューズエレメントの溶断時の熱によって溶けることによって微細な空隙部を形成したり、または、本来的に中空部分や多孔質部分を有するものを用いれば、ヒューズエレメントが飛散する際の熱衝撃により中空部分や多孔質部分の隔壁や中空構造を破壊して空隙部を形成したりすることによって、ヒューズエレメントの飛散物を外部にまき散らすことなく被覆層内に留めることができる。また、これと同時に、溶断部付近からヒューズエレメント飛散物を排除して溶断を確実なものとし、ヒューズ機能もしっかりと発揮させることができる。
【００１５】
このような溶断助長成分としては、有機材料および無機材料のいずれも使用することができる。有機材料は、炭素原子、水素原子および酸素原子によって構成される有機材料を示し、窒素原子、硫黄原子および珪素原子などを含んでいてもよい。具体的には、ポリフェニレンスルフィドやポリアミド（ナイロン）などが挙げられる。
【００１６】
前記有機材料は、ヒューズエレメントに過電流が流れた場合、ヒューズエレメント近傍において速やかに１０6Ｐａ以下の弾性率になって低弾性化するものであるのが好ましい。このような機能を有すれば、溶断したヒューズエレメントが飛散しやすい空間を生み、ヒューズ特性を得ることができる。この弾性率より高い場合、充分な空間が形成されないことから、ヒューズエレメントの飛散物を溶断部付近から排除して収容することができず、この結果、溶断時間が長くなり、ヒューズ特性が劣ることになる。
【００１７】
有機材料としては、熱可塑性樹脂やシリコーン樹脂を使用しても良く、また、軟化点が３００℃以下の樹脂を使用することも可能である。これは、ヒューズエレメント溶断時に発生するエネルギーにより速やかに低弾性化し、溶断時間のバラツキを少なくする効果があるためである。軟化点が３００℃より高い場合、溶断時間が増大するため回路保護素子としての特性を充分に満たすことができない。
【００１８】
また、無機材料としては、珪素、ホウ素、アルミニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、鉄、マグネシウム、リチウム、チタン、亜鉛、ジルコニウム、バリウム、鉛などの酸化物を用いることができる。具体的には、シリカゲル、軽石やガラスバルーンなどが挙げられる。無機成分は、多孔質隔壁を有する材料および中空構造を有する材料であればよい。溶断時のメカニズムの発現は、上述のように、まずヒューズエレメントに過電流が流れ、ついでこのエレメントが飛散する熱衝撃により、近傍の多孔質隔壁や中空構造を破壊し、エレメントの飛散を可能にする空間を生み出すというプロセスに基づく。
【００１９】
溶断助長成分の粒径は、１０〜４５μｍであるのが好ましい。粒径が１０μｍ未満の場合、特に有機材料からなる溶断助長成分を用いると、溶断時に発生するエネルギーによって弾性率が低下するため、被覆層内で弾性率が低下する部分の体積がわずかとなり、ヒューズエレメントの飛散領域が限定され、溶断時間が長くなってしまう。さらに、樹脂成分に溶断時のエネルギーが伝達されるため、樹脂成分が部分的に炭化して炭素残渣となり、溶断後の絶縁抵抗値を低下させる要因となってしまう。すなわち、粒径が１０μｍ未満の場合、長溶断時間および低絶縁抵抗値により、溶断特性を充分に満たすことができない。一方、４５μｍを超えると、被覆層表面の凹凸が激しくなるため、被覆層がそのまま外装材として使用される場合、外観に劣ってしまうという問題が生じる。
【００２０】
本発明における被覆層を構成する「樹脂成分」は、ヒューズエレメントが飛散した際に被覆層に欠陥を生じない機械強度を有するものである必要がある。この強度が不足すると、部品同士の接触などの外部からの衝撃によって亀裂や破壊が生じる可能性があり、信頼性に劣るからである。溶断助長成分として有機材料を用いる場合は、ヒューズエレメント溶断時の温度において少なくとも当該溶断助長成分よりも弾性率の高い樹脂成分を用いることが好ましい。
【００２１】
したがって、樹脂成分としては、エポキシ樹脂を一例とする熱硬化性樹脂を使用することができる。また、紫外線硬化性樹脂を使用することにより、樹脂の硬化時間を減じることができ、硬化工程に要するエネルギーを削減することも可能である。さらに、樹脂成分に要求される項目として、当該樹脂成分を構成する炭素原子と水素原子の比率がある。本発明においては、炭素／水素（C／H）比が０．８未満であることが好ましい。この比が増加するとヒューズエレメントの溶断による熱エネルギーにより、樹脂成分の一部が炭化してしまうことがあるからである。この炭化が生じることにより、溶断後の絶縁抵抗値が減少することになる。複数種の樹脂成分を用いる場合は平均値をとればよく、また、モル分率は考慮するのが好ましい。
【００２２】
樹脂成分は、骨格内に芳香環を持たない構造であるのが好ましい。樹脂成分の分子骨格中に芳香環を有する場合、溶断時に発生するエネルギーを受けて樹脂成分が不完全燃焼して炭素残渣を発生し、溶断後の絶縁抵抗値が低下するおそれがあるため好ましくないからである。
以上の条件から、本発明において好適に使用し得る樹脂成分としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂およびシリコーン樹脂などが挙げられる。より具体的には、脂環型エポキシ樹脂、ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、鎖状脂肪族型エポキシ樹脂および複素環型エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらはそれぞれ単独で用いることもできるが、本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて使用しても良い。
【００２３】
ウレタン樹脂としては、例えば脂環族のジ、トリ、テトラ系のポリイソシアネート類、またはこれらの混合物を用いることができる。さらに、前記の系にポリエステルポリオール（ジオール〜ポリオール）、ポリエーテルポリオール（ジオール〜ポリオール）を添加して得られる配合物も使用できる。
シリコーン樹脂としては、例えばジメチルシリコーン、メチルビニルシリコーン、フルオロシリコーンの構造を有するものを使用することができる。
【００２４】
また、樹脂成分としてエポキシ樹脂を用いる場合には、当該エポキシ樹脂の種類に応じて硬化剤を用いるのが好ましい。この硬化剤としては、特に限定はなく適宜に１種または２種以上用いることができる。例えば、アミン、ポリアミン、アミンアダクト、アミン塩、ポリアミド、イミダゾール誘導体、シジアンジアミド、尿素化合物、メラミン誘導体、ルイス酸塩、ケチミン、酸ヒドラジド、酸無水物、ポリチオール、スルフィド誘導体、フェノール樹脂およびアミノ樹脂などが挙げられる。
【００２５】
また、熱硬化性樹脂では加熱時間が必要であるため、より一層の生産性向上のためには前記樹脂成分として紫外線硬化性樹脂を使用することが望ましい。紫外線硬化樹脂としては、ラジカル重合硬化樹脂およびカチオン重合硬化樹脂のうち少なくとも一方を用いればよい。
ラジカル重合硬化樹脂は、大別すると下記の２つのものがある。１つは、（メタ）アクリル系オリゴマーおよび（メタ）アクリル系モノマーを主成分とし、この系に光重合開始剤としてベンゾイルアルキルエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、チオキサントン類のいずれかを添加するアクリル型（ビニル重合型）樹脂である。もう１つは、ポリエン（アリル系不飽和樹脂）およびポリチオール（メルカプト基含有樹脂）を主成分とし、ベンゾフェノン類を光重合開始剤とするポリチオール・ポリエン型（付加重合型）樹脂である。
【００２６】
また、カチオン重合硬化樹脂としては、エポキシ骨格を有する樹脂を主成分とし、光によってルイス酸を発生する芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩を光重合開始剤とするエポキシ開環重合型樹脂などが挙げられる。
【００２７】
被覆層を構成する組成物の組成としては、樹脂成分１００重量部に対して溶断助長成分を４０〜８０重量部であるのが望ましい。４０重量部未満では溶断時間が長時間化し、８０重量部を超えると溶断時にヒューズエレメントが飛散する領域が増加し過ぎ、被覆層および回路保護素子の強度が低下して欠陥が生じ、外観が悪くなるという問題が生じる。
さらに、溶断を完結させるために適量であるのは、６０〜８０重量部である。これは、保護素子の場合溶断後のヒューズ特性を維持（絶縁化）するためには、添加量が多い方が好ましいからである。もっとも、好ましい組成は粒径とも相関するため、詳細は本発明の効果を損なわない範囲で適宜決定すればよい。なお、傾向として、粒径が小さく、溶断助長成分の添加量が８０重量部に近いことが好ましい。
【００２８】
また、本発明における被覆層を構成する組成物には、操作性改良のため粘度調整に使用されるフィラーとして、硬度が一定で破壊されにくいもの、例えばアルミナなどの金属酸化物、炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩化合物、硫酸バリウムなどの金属硫酸塩化合物、タルクなどの金属ケイ酸塩化合物などを添加してもよく、さらに、必要に応じて、可塑剤、溶剤、レベリング剤、チクソトロピック剤などを適宜配合してもよい。
【００２９】
以上のようにして得られる溶断助長成分と樹脂成分とを含む組成物を、対向する電極間に接合したヒューズエレメント上に塗布し、硬化させることによって被覆層を形成する。本発明に係る回路保護素子においては、前記被覆層以外の構成要素については従来と同じであってよく、その代表的なものは以下の実施例において示すが、例えばヒューズエレメントとしては、図２に示す構造を有するものを用いることができる。図２は、本発明において用いることのできるヒューズエレメントの一実施の形態である。
【００３０】
図２に示すヒューズエレメント１を作製するためには、絶縁材料からプレス加工や押し出し加工によって形成された角柱部分１ａと両端の電極部２とを有する基材の表面に、印刷法、塗布法、めっき法または蒸着法などによって、例えば膜状の導電部１ｂを配する。図２においては、対向する電極部２に接しない角柱部分１ｂの四つの面に導電部が形成されている。そして、レーザー光線を照射することなどによってこの導電部１ｂの一部を切削して溝４を設け、導電部１ｂに狭幅部５を設ける。
【００３１】
図２においては導電部を膜状としたが、必ずしもこの形状に限定されることはなく、導電性を有する配線を電極間に配してもよい。なお、狭幅部５の幅または導電部１ｂの膜厚の少なくとも一方を調節することによって溶断電流を制御可能である。例えば５Ａの電流で溶断するように構成したい場合には、予め５Ａで狭幅部５が溶断するように、導電部１ｂの材料や膜厚、狭幅部５の幅、基材の材料等を実験等で算出しておき、その構造で回路保護素子を作製すればよい。そうすれば、所定の電流（例えば５Ａの電流）が流れると、狭幅部５が溶断して、過電流による回路基板や電子機器等の故障等を防止することができる。
以下に実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
［回路保護素子の作製］
以下の実施例および比較例においては、以下のようにして回路保護素子を作製した。
まず、図２に示すヒューズエレメントを作製した。両端の電極部２とそれらをつなぐ角柱部分１ａからなるアルミナ製の基材の全表面に、無電解めっきにより０．４μｍ厚さの銅からなる膜状の導電部１ｂを形成した。ついで、角柱部分１ａを一周するように周囲に炭酸ガスレーザーを照射することによって導電部１ｂに溝４（幅：２００μｍ）を形成し、溝４の端部をずらして狭幅部５（幅：１５０μｍ）を形成した。このようにして図２に示すヒューズエレメントを作製した。
【００３３】
つぎに、図２に示すヒューズエレメントの、両端の電極部２に、一対のニッケル、すず、はんだをめっきによって施した。ここで、前記接合体の寸法は、５Ａの電流が流れた際にヒューズエレメントが溶断するように、Ｌ１＝０．８ｍｍ、Ｌ２＝０．８ｍｍ、Ｌ３＝１．６ｍｍ、Ｌ４＝８０μｍとした。
ついで、図２に示す接合体のヒューズエレメントの角柱部分１ａの周囲に、溶断助長成分および樹脂成分を含む所定の組成物を塗布し、当該組成物を乾燥させることによって被覆層３を形成し、図１に示すような本発明に係る回路保護素子を完成した。なお、図４には、図１の矢印Ｘの方向から見た回路保護素子の側面図を示し、図３には、図２の矢印Ｙの方向から見たヒューズエレメントの側面図を示した。
【００３４】
［評価］
得られた回路保護素子について、ヒューズ特性を評価した。具体的には、電流が流れてからヒューズエレメントが溶断するまでの溶断時間および溶断後の絶縁抵抗値を測定した。測定方法としては、回路保護素子の規格を５Ａとした場合に２４Ｖ１５Ａ電流電圧を電子負荷装置（ＰＬＺ６０３Ｗ：菊水電子工業）にて印加することにより行った。ヒューズ特性が発現した場合の溶断時間をデジタルオシロスコープ（ＴＤＳ２１０：Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ）によりモニターした。
【００３５】
評価の基準として、溶断時間が３００μｓ以下の場合をＯＫとし、３００μｓ未満をＮＧとした。また、絶縁抵抗値については、２０ｋΩより高い場合をＯＫとし、２０ｋΩ未満をＮＧとした。さらに、溶断後の被覆層における孔発生について目視により観察し、孔の貫通が認められなかったものをＯＫとし、認められたものをＮＧとした。加えて、総合評価として、前記３項目のうち２項目がＯＫのものを△、３項目全てがＯＫのものを○とした。
【００３６】
《比較例１および２》
まず、上述と同様にして得られた図２に示す接合体において、角柱部分１ａの周囲に付加型１成分系シリコーン樹脂（東芝シリコーン（株）製のＴＳＥ−３２５１Ｃ）を塗布し、８０℃で１５分間加熱することによって硬化させて溶断促進層（厚さ４０μｍ）を形成した。その上に、ビスフェノール型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のエピコート８２８）１００重量部、アミン硬化剤（味の素（株）製のジシアンジアミドＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である  芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られた外装樹脂組成物を塗布し、１６０℃で２０分間加熱することによって硬化させ、二重構造を有する従来の回路保護素子を作製した（比較例１）。
【００３７】
また、上述と同様にして得られた図２に示す接合体において、角柱部分１ａの周囲に上記外装樹脂組成物を塗布し、１６０℃で２０分間加熱することによって硬化させ、外装樹脂層のみを有する従来の回路保護素子を作製した（比較例２）。
【００３８】
《実施例１〜６》
溶断助長成分の粒径の影響について；
溶断助長成分の粒径の影響を調べるために、以下の組成物１〜６を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、組成物をヒューズエレメントに塗布した後、１６０℃で２０分間加熱することにより硬化させて被覆層を形成した。
【００３９】
組成物１としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂の芳香環を水素添加した水素添加ビスフェノール型樹脂：ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分であるポリアミド（ダイセルデグサ（株）製のＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２０７０、粒径５μｍ、軟化点１８０℃）８０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られた組成物を用いた（実施例１）。
【００４０】
また、溶断助長成分を、ダイセルデグサ（株）製のＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１５９（粒径１０μｍ）、ＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１５８（粒径２０μｍ）、ＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１６１（粒径３０μｍ）、ＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１６２（粒径４５μｍ）、またはＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１５７（粒径５５μｍ）に変更し、溶断助長成分の粒径を変化させた以外は組成物１と同様にして組成物２〜６を調製した（実施例２〜６）。
【００４１】
《実施例７〜８》
軟化点での弾性率の影響について；
溶断助長成分の軟化点での弾性率の影響を調べるために、以下の組成物７〜８を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、組成物をヒューズエレメントに塗布した後、１６０℃で２０分間加熱することにより硬化させて被覆層を形成した。
【００４２】
組成物７として、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分であるポリアミド（ユニチカ（株）製のナイロン４６、粒径２０μｍ、軟化点２９０℃）８０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られた組成物を用いた（実施例１）。
また、組成物８は、溶断助長成分としてポリフェニレンスルフィド（ＤＩＣ（株）製のＰＱ−２０８、粒径２０μm、軟化点３５０℃）２０重量部を混合した以外は、組成物７と同様にして調製した。
【００４３】
《実施例９〜１３》
樹脂成分としてシリコーン樹脂を用いた場合の溶断助長成分の添加量の影響について；
被覆層を構成する組成物の樹脂成分をシリコーン樹脂に変更し、溶断助長成分の添加量を変えて組成物９〜１３を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物９〜１３を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、塗布後の硬化は、１２０℃で６０分間加熱することにより行った
【００４４】
組成物９としては、樹脂成分であるシリコーン樹脂（信越シリコーン（株）製のＫＥ３４９３）１００重量部に、溶断助長成分であるシリコーン樹脂（信越シリコーン（株）製のＫＭＰ−６０１、粒径１２μｍ）２０重量部を混合して調製した（実施例９）。
また、溶断助長成分の添加量を４０重量部、６０重量部、８０重量部または１００重量部に変えた以外は組成物９と同様にして組成物１０〜１３を調製した。
【００４５】
《実施例１４〜１９》
樹脂成分として紫外線硬化性樹脂を用いた場合の溶断助長成分の添加量の影響について；
被覆層を構成する組成物の樹脂成分を紫外線硬化性樹脂に変更し、溶断助長成分の添加量を変えて組成物１４〜１９を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物１４〜１９を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。
【００４６】
組成物１４としては、樹脂成分であるエポキシ化ポリブタジエン樹脂（ダイセル化学（株）製のＰＢ３６００）５０重量部およびポリカプロラクトントリオール（ダイセル化学（株）製のプラクセル３２０）５０重量部、溶断助長成分であるポリアミド（ダイセルデグサ（株）製のＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１５８、粒径２０μｍ、軟化点１８０℃）２０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた。この組成物１４を塗布した後、１０００ｍＪ／ｃｍ２にて紫外線照射し、被覆層を形成した（実施例１４）。
【００４７】
また、溶断助長成分であるポリアミドの添加量を４０重量部、６０重量部、８０重量部、または１００重量部に変えた以外は、組成物１４と同様にして組成物１５〜１８を調製し、被覆層を形成した（実施例１５〜１８）。
さらに、溶断助長成分としてポリアミド（ユニチカ（株）製のナイロン４６、粒径２０μｍ、軟化点２９０℃）８０重量部を添加した以外は組成物１４と同様にして組成物１５〜１８を調製し、被覆層を形成した（実施例１９）。
【００４８】
《実施例２０〜２４》
高Ｃ／Ｈ比の紫外線硬化性樹脂を用いた場合の溶断助長成分の添加量の影響について；
樹脂成分としてＣ／Ｈ比の高い紫外線硬化樹脂を用い、溶断助長成分の添加量を変えて組成物２０〜２４を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物２０〜２４を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。
【００４９】
組成物２０としては、樹脂成分であるビスフェノールＡ  ＥＯ変性ジアクリレート（東亞合成（株）製のＭ−２１０）１００重量部、溶断助長成分であるポリアミド（ダイセルデグサ（株）製のＶＥＳＴＯＳＩＮＴ２１５８、粒径２０μｍ、軟化点１８０℃）２０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた。なお、硬化は１０００ｍＪ／ｃｍ２にて紫外線を照射して行い、被覆層を形成した（実施例２０）。
また、溶断助長成分であるポリアミドの添加量を４０重量部、６０重量部、８０重量部、または１００重量部に変えた以外は、組成物２０と同様にして組成物２１〜２４を調製し、被覆層を形成した。
【００５０】
《実施例２５〜２７》
樹脂成分のＣ／Ｈ比および弾性率を変化させた場合の影響について；
Ｃ／Ｈ比および軟化点における弾性率の異なる樹脂成分を用いて組成物２５〜２７を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物２０〜２４を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は１０００ｍＪ／ｃｍ２にて紫外線を照射して行い、被覆層を形成した
【００５１】
組成物２５としては、樹脂成分であるビスフェノールＡ  ＥＯ変性ジアクリレート（東亞合成（株）製のＭ−２１０）１００重量部、溶断助長成分であるポリアミド（ユニチカ（株）のナイロン４６、粒径２０μｍ、軟化点１８０℃）８０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた。（実施例２５）。
【００５２】
組成物２６としては、樹脂成分であるエポキシ化ポリブタジエン樹脂（ダイセル化学（株）製のＰＢ３６００）５０重量部およびポリカプロラクトントリオール（プラクセル３２０：ダイセル化学）５０重量部、溶断助長成分である熱可塑性ポリイミド（三井化学（株）製のＡＵＲＵＭ、粒径２０μｍ、軟化点２５０℃）８０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた。（実施例２６）。
また、組成物２７としては、溶断助長成分として熱可塑性ポリイミド（三井化学（株）製のＡＵＲＵＭ、粒径２０μｍ、軟化点２５０℃）を用いた以外は、組成物２５と同様にして得られたものを用いた（実施例２７）。
【００５３】
【表１】
2005203151.tif 000003
【００５４】
《実施例２８〜３３》
多孔質構造を有する溶断助長成分の粒径の影響について；  
溶断助長成分として多孔質構造を有する無機材料を用い、添加量を一定とし、粒径を変化させて組成物２８〜３３を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物２８〜３３を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
【００５５】
組成物２８としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径５μｍ）８０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた。
また、組成物２９〜３３としては、溶断助長成分として粒径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４５μｍまたは５５μｍの微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア）を用いた以外は、組成物２８と同様にして得られたものを用いた（実施例２９〜３３）。
【００５６】
《実施例３４〜３９》
中空構造を有する溶断助長成分の粒径の影響について;
溶断助長成分として中空構造を有する無機材料を用い、添加量を一定とし、粒径を変化させて組成物３４〜３９を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物３４〜３９を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
【００５７】
組成物３４としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分である中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径５μｍ）８０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例３４）。
【００５８】
また、組成物３５〜３９としては、溶断助長成分として粒径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４５μｍまたは５５μｍの中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン）を用いた以外は、組成物３４と同様にして得られたものを用いた（実施例３５〜３９）。
【００５９】
《実施例４０〜４５》
中空構造を有し不活性ガスを含む溶断助長成分の粒径の影響について；
溶断助長成分として、中空構造を有しかつ中空部分に不活性ガスを含む無機材料を用い、添加量を一定とし、粒径を変化させて組成物４０〜４５を調製し、その影響を調べるために、以下の組成物４０〜４５を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
【００６０】
組成物４０としては、脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分であるホウケイ酸ガラス（富士シリシア化学（株）製のフジバルーン、中空部分に窒素ガスを含む、粒径５μｍ）８０重量部、アミン硬化剤（味の素（株）製のジシアンジアミドＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例４０）。
また、組成物４１〜４５としては、溶断助長成分として粒径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４５μｍまたは５５μｍのホウケイ酸ガラス（富士シリシア化学（株）製のフジバルーン、中空部分に窒素ガスを含む）を用いた以外は、組成物４０と同様にして得られたものを用いた（実施例４１〜４５）。
【００６１】
《比較例３及び実施例４６〜５０》
多孔質構造を有する溶断助長成分の添加量の影響について；
溶断助長成分として多孔質構造を有する無機材料を用い、粒径を一定とし、添加量を変化させて組成物４６〜５１を調製し、その影響を調べるために、以下の比較用組成物３、および組成物４６〜５０を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
比較用組成物３としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（比較例３）。すなわち、溶断助長成分を添加しなかった。
【００６２】
一方、組成物４６としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）２０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例４６）。
また、組成物４７〜５０としては、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）の添加量を４０重量部、６０重量部、８０重量部または１００重量部に変えた以外は、組成物４６と同様にして得られたものを用いた（実施例４７〜５０）。
【００６３】
《実施例５１〜５５》
中空構造を有し中空部分に不活性ガスを含む溶断助長成分の粒径の影響について；
溶断助長成分として、中空構造を有しかつ中空部分に不活性ガスを含む無機材料を用い、添加量を一定とし、粒径を変化させて組成物５１〜５５を調製し、その影響を調べるために、組成物５１〜５５を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
【００６４】
組成物５１としては、樹脂成分である脂環式エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のＹＸ８０００）１００重量部、溶断助長成分であるホウケイ酸ガラス（富士シリシア化学（株）製のフジバルーン、窒素ガス入り、粒径２０μｍ）２０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例５１）。
また、組成物５２〜５５としては、溶断助長成分であるホウケイ酸ガラス（富士シリシア化学（株）製のフジバルーン、窒素ガス入り、粒径２０μｍ）の添加量を４０重量部、６０重量部、８０重量部または１００重量部に変えた以外は、組成物５１と同様にして得られたものを用いた（実施例５２〜５５）。
【００６５】
《実施例５６〜５８》
樹脂成分のＣ／Ｈ比の影響について；
上記実施例よりも樹脂成分のＣ／Ｈ比を高くして組成物５６〜５８を調製し、その影響を調べるために、組成物５６〜５８を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１６０℃で２０分間加熱することにより行い、被覆層を形成した。
組成物５６としては、樹脂成分であるビスフェノール型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製のエピコート８２８、Ｃ／Ｈ比＝０．９）１００重量部、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）８０重量部、アミン硬化剤であるジシアンジアミド（味の素（株）製のＤＩＣＹ）７重量部、硬化触媒である芳香族系ジメチルウレア（サンアプロ（株）製のＵ−ＣＡＴ３５０２Ｔ）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例５６）。
【００６６】
また、組成物５７としては、溶断助長成分として中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径２０μｍ）を用いた以外は組成物５６と同様にして得られたものを用い（実施例５７）、組成物５８としては、溶断助長成分としてホウケイ酸ガラス（富士シリシア化学（株）製のフジバルーン、窒素ガス入り、粒径２０μｍ）を１００重量部添加した以外は組成物５６と同様にして得られたものを用いた（実施例５８）。
【００６７】
《実施例５９〜６６》
樹脂成分のＣ／Ｈ比、溶断助長成分の構造と添加量の影響について；
樹脂成分のＣ／Ｈ比を変え、溶断助長成分の構造と添加量を変えて組成物５９〜６６を調製し、その影響を調べるために、組成物５９〜６６を用いて上述のように回路保護素子を作製、評価した。なお、硬化は、１０００ｍＪ／ｃｍ2で紫外線の照射を行うことにより行い、被覆層を形成した。
【００６８】
組成物５９としては、樹脂成分であるエポキシ化ポリブタジエン樹脂（ダイセル化学（株）製のＰＢ３６００）５０重量部およびポリカプロラクトントリオール（ダイセル化学（株）製のプラクセル３２０）５０重量部、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）４０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例５９）。
また、組成物６０としては、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）の添加量を８０重量部に変えた以外は、組成物５９と同様にして得られたものを用いた（実施例６０）。
【００６９】
組成物６１としては、樹脂成分であるビスフェノールＡ  ＥＯ変性ジアクリレート（東亞合成（株）製のＭ−２１０）１００重量部、溶断助長成分である中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径２０μｍ）４０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例６１）。
また、組成物６２としては、溶断助長成分である中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径２０μｍ）の添加量を８０重量部に変えた以外は、組成物６１と同様にして得られたものを用いた（実施例６２）。
【００７０】
組成物６３としては、樹脂成分であるエポキシ化ポリブタジエン樹脂（ダイセル化学（株）製のＰＢ３６００）５０重量部およびポリカプロラクトントリオール（ダイセル化学（株）製のプラクセル３２０）５０重量部、溶断助長成分である中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径２０μｍ）４０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例６３）。
また、組成物６４としては、溶断助長成分である中空球の微粒粉体（パブリックストラテジー（株）製のサイラックスファインバルーン、粒径２０μｍ）の添加量を８０重量部に変えた以外は、組成物６３と同様にして得られたものを用いた（実施例６４）。
【００７１】
組成物６５としては、樹脂成分であるビスフェノールＡ  ＥＯ変性ジアクリレート（東亞合成（株）製のＭ−２１０）１００重量部、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）４０重量部、光重合開始剤であるトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロフォスフェート誘導体（ＵＣＣ（株）製のＵＶＩ６９９０）３重量部を混合して得られたものを用いた（実施例６５）。
また、組成物６６としては、溶断助長成分である微粉末シリカ（富士シリシア化学（株）製のサイリシア、粒径２０μｍ）の添加量を８０重量部に変えた以外は、組成物６５と同様にして得られたものを用いた（実施例６６）。
【００７２】
【表２】
2005203151.tif 000004
【００７３】
表１および２より、樹脂成分のＣ／Ｈ比、溶断助長成分の粒径、添加量、軟化点での弾性率（有機成分の場合）、および／または構造（無機成分）によって、本発明に係る回路保護素子のヒューズ特性が種々変化し得ることがわかる。なかでも、以下の条件を満たす回路保護素子が好ましい。
・樹脂成分のＣ／Ｈ比                    ０．８未満
・溶断助長成分の粒径                    １０〜４５μｍ
添加量                    ４０〜８０重量部
・有機材料の場合  軟化点での弾性率      １０6Ｐａ以下
・無機材料の場合  構造                  多孔質、中空、不活性ガスを内部充填
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る回路保護素子は、溶断したヒューズエレメントが周囲に飛散することを防止することができ、溶断に要する時間のバラツキを小さくすることができるとともに、溶断後において高絶縁抵抗特性を発揮し得る、生産性に優れたものである。
そして、被覆層を構成する組成物に染料や顔料成分を混合させることにより、前記被覆層をレーザー照射により型番や印字を行う樹脂層として使用することもでき、表示機能を追加することが可能である。本発明における被覆層は、溶断時に孔が開かないことが合格条件とされるが、孔が発生する設計を利用すれば、孔発生箇所を調べることにより、いずれの回路に過電流が流れたかを示すインジケーターとしても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係る回路保護素子の概略斜視図である。
【図２】本発明において用いることのできるヒューズエレメントの一実施の形態である。
【図３】図２の矢印Ｙの方向から見たヒューズエレメントの側面図である。
【図４】図１の矢印Ｘの方向から見た回路保護素子の側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    ヒューズエレメント
１ａ  角柱部分
１ｂ  導電部
２    電極部
３    被覆層
４    溝
【図１】
2005203151.tif 000005
【図２】
2005203151.tif 000006
【図３】
2005203151.tif 000007
【図４】
2005203151.tif 000008