(57)【要約】【課題】  熱処理工程では内部空気の膨張による電子素子の損傷を抑えるとともに、実装後にはアウトガスの侵入を防ぎ電子素子の劣化を防止する。【解決手段】  絶縁基板１１と、少なくとも絶縁基板１１の一方の面に配設された電極１２と、電極１２上に配設された可溶導体１３と、内部空間を有し可溶導体１３を覆うカバー部材１９とを備え、絶縁基板１１は、実装面と、前記カバー部材１９に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔１１ａ，１１ｂを有する電子部品を用い、ハンダペースト２１を塗布した実装基板２０を加熱することで、ハンダペースト２１を溶融させて絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを溶融ハンダ２１ａ，２１ｂにより封止しつつ実装する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
少なくとも前記第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、
前記第１の電極上に配設された電子素子と、
内部空間を有し前記電子素子を覆う外装体とを備え、
前記第１の基板は、実装面と、前記外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有する電子部品。
【請求項２】
前記第１の基板は、他方の面に配設された第２の電極を有し、前記貫通孔は、前記第１の電極と、前記第２の電極とを電気的に接続するスルーホールである請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記電子素子は、導通電流により溶断する可溶導体である請求項１又は請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
更に、発熱素子を備え、前記発熱素子への通電電流により前記可溶導体を加熱することで溶断する請求項３記載の電子部品。
【請求項５】
回路パターンが形成された第２の基板と、
第１の基板と、少なくとも前記第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、前記第１の電極上に配設された電子素子と、内部空間を有し前記電子素子を覆う外装体とを有し、前記第１の基板が前記第２の基板との実装面と前記外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有する電子部品と、
を備える回路基板。
【請求項６】
前記第１の基板は、他方の面に配設された第２の電極を有し、
前記貫通孔は、前記第１の電極と前記第２の電極とを電気的に接続するスルーホールである請求項５に記載の回路基板。
【請求項７】
前記第２の基板と前記電子部品とはハンダにより実装されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の回路基板。
【請求項８】
前記貫通孔には、ハンダが充填されていることを特徴とする請求項７に記載の回路基板。
【請求項９】
前記電子素子は、導通電流により溶断する可溶導体である請求項５乃至請求項８の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１０】
更に、前記電子部品は、発熱素子を備え、前記発熱素子への通電電流により前記可溶導体を加熱することで溶断する請求項９記載の回路基板。
【請求項１１】
前記第２の基板上で前記電子部品が樹脂により封止されている請求項５乃至請求項１０の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項１２】
第１の基板と、少なくとも前記第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、前記第１の電極上に配設された電子素子と、内部空間を有し前記電子素子を覆う外装体とを有し、前記第１の基板が前記第２の基板との実装面と前記外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有する電子部品を、回路パターンが形成されハンダペーストが塗布された第２の基板上に載置する工程と、
前記ハンダペーストを加熱溶融させて、前記貫通孔に吸引させて前記貫通孔を封止する工程と、
からなる電子部品の実装方法。
【請求項１３】
前記第１の基板は、他方の面に配設された第２の電極を有し、前記貫通孔は、前記第１の電極と、前記第２の電極とを電気的に接続するスルーホールである請求項１２に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１４】
前記電子素子は、導通電流により溶断する可溶導体である請求項１２又は請求項１３に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１５】
更に、前記電子部品は、発熱素子を備え、前記発熱素子への通電電流により前記可溶導体を加熱することで溶断する請求項１４に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１６】
更に、前記第２の基板上で前記電子部品を樹脂により封止する工程を有する請求項１２乃至請求項１５の何れか１項に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部空間を有する電子部品、内部空間を有する電子部品を実装した回路基板及び内部空間を有する電子部品を回路基板に実装する方法に関する。
【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素子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】
この種の保護素子には、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ものがある。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、逆に過大な異常電圧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も、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が用いられている。
【０００４】
保護素子は、内部にヒューズエレメントと加熱素子を備え、加熱によってヒューズエレメントが溶断し、また自己発熱によってもヒューズエレメントは溶断するため、溶断したヒューズエレメントが飛散しないように外装部品であるカバーで封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のリチウムイオン二次電池の高容量化、高出力化に伴い、リチウムイオン二次電池向けの保護回路の保護素子についても、定格の向上が求められている。また、電子機器の小型化、薄型化に伴い、保護素子としても更なる小型化、薄型化が求められている。
【０００７】
しかしながら、保護素子は、実装基板等に実装する際にリフロー工程等の熱処理工程を用いることがあり、カバー内部の空気が膨張し、カバーや内部のヒューズエレメントを破壊する恐れがある。保護素子の小型化、薄型化が進むにつれて、カバー等の強度を確保することが困難となり、小型の保護素子において、特に顕著な問題となっている。
【０００８】
上述のような保護素子等、カバー内部に空間を有する電子部品では、実装時の熱処理工程において、内部の空気を逃すためにカバー部材に通気口を設けることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、カバー部材に通気口を設けた場合でも、内部の空気の膨張による損傷は避けられるものの、電子部品内部の素子がアウトガスにさらされ、素子の劣化を加速させてしまう恐れがある。例えば、周辺環境が汚染されている場合の環境ガスや、周辺部品から放出されたガスの影響により、素子の酸化、硫化が促進され、素子を劣化させ製品寿命を短くしてしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、カバー内部に空間を有する電子部品や、このような電子部品を実装した回路基板において、内部空気の膨張による電子部品の損傷を防止するとともに、外部空気の流入による部品の劣化を低減することができるように電子部品を実装する方法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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明に係る電子部品は、第１の基板と、少なくとも第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、第１の電極上に配設された電子素子と、内部空間を有し電子素子を覆う外装体とを備え、第１の基板が実装面と外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有するものである。
【００１２】
また、本発明に係る回路基板は、回路パターンが形成された第２の基板と、電子部品とを備えるものであり、電子部品は、第１の基板と、少なくとも第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、第１の電極上に配設された電子素子と、内部空間を有し電子素子を覆う外装体とを有しており、第１の基板が第２の基板との実装面と外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有するものである。
【００１３】
また、本発明に係る電子部品の実装方法は、第１の基板と、少なくとも第１の基板の一方の面に配設された第１の電極と、第１の電極上に配設された電子素子と、内部空間を有し電子素子を覆う外装体とを有する電子部品を、回路パターンが形成された第２の基板に実装する方法であり、第１の基板が第２の基板との実装面と外装体に覆われる内部空間とを貫通する貫通孔を有しており、電子部品をハンダペーストが塗布された第２の基板上に載置する工程と、ハンダペーストを加熱溶融させて貫通孔に吸引させて、貫通孔を封止する工程とからなるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カバー内部に空間を有する電子部品及びこのような電子部品を実装した回路基板において、内部空気を外部に放出可能等として内部の電子素子の損傷を防止するとともに、実装後は外部空気の流入を防止して内部素子の劣化を低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実装基板に電子部品を実装した回路基板を説明する断面図である。
【図２】図２は、実装基板に電子部品を実装した回路基板を説明する平面図である。
【図３】図３は、実装基板に電子部品を実装した回路基板を説明する斜視図である。
【図４】図４は、電子部品の構成例１を説明する断面図である。
【図５】図５は、電子部品の構成例１を説明する平面図である。
【図６】図６は、電子部品の構成例１に係る貫通孔を封止した状態を説明する断面図である。
【図７】図７は、電子部品の内部を樹脂で充填した場合を説明する断面図である。
【図８】図８は、電子部品の機能が発揮され、可溶導体が溶融した状態を説明する断面図である。
【図９】図９は、電子部品のカバー部材が外れてしまった状態を説明する断面図である。
【図１０】図１０は、電子部品の構成例２を説明する断面図である。
【図１１】図１１は、電子部品の構成例２を説明する平面図である。
【図１２】図１２は、電子部品の構成例２に係る貫通孔を封止した状態を説明する断面図である。
【図１３】図１３は、電子部品の構成例３を説明する断面図である。
【図１４】図１４は、電子部品の構成例３を説明する平面図である。
【図１５】図１５は、電子部品の構成例３に係る貫通孔を封止した状態を説明する断面図である。
【図１６】図１６は、バッテリパックの回路構成を示す回路図である。
【図１７】図１７は、本発明が適用された保護素子の等価回路である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用された電子部品及び回路基板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】
［回路基板］
回路基板について、図１乃至図３を用いて説明する。回路基板１００は、図１乃至図３に示すように、電子部品である保護素子１０と、第２の基板である実装基板２０と、封止部材である樹脂材料２５とを備えている。なお、図２においては、保護素子１０内部の絶縁部材１５及び発熱体引出電極１６について簡便のため図示を省略するが、上面からの透し平図面にはこれら絶縁部材１５及び発熱体引出電極１６があるものとする。
【００１８】
保護素子１０は、ヒューズエレメントを内蔵する電子部品である。保護素子１０については、詳細を電子部品の構成として以下で詳細に説明する。
【００１９】
実装基板２０は、保護素子１０を実装する図示しない回路パターンが形成された基板である。実装基板２０は、詳細を後述するハンダペーストにより回路パターンの端子部分が保護素子１０の端子部分と電気的に接続される。
【００２０】
樹脂材料２５は、実装基板２０上で保護素子１０を封止する樹脂材料である。樹脂材料２５は、保護素子１０を完全に覆い隠すように設けられている。
【００２１】
［電子部品の構成例１］
ここで、電子部品の構成例１としてヒューズエレメントを内蔵する保護素子に適用して以下で説明するが、同様の課題を有する他の電子部品を実装する際にも適宜適用することができる。図４及び図５に示すように、保護素子１０は、貫通孔１１ａ，１１ｂを有する第１の基板である絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱抵抗体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）と、絶縁部材１５上に発熱抵抗体１４と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続された可溶導体１３と、可溶導体１３上に設けられ、可溶導体１３に発生する酸化膜を除去するとともに可溶導体１３の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、可溶導体１３を覆う外装体となるカバー部材１９とを備える。
【００２２】
絶縁基板１１は、たとえば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて略方形状に形成されている。絶縁基板１１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、可溶導体１３の溶断時の温度に留意する必要がある。
【００２３】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ａ，１１ｂを有している。貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１の表裏を貫通する略円形若しくは楕円形の開口形状を有している。なお、貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１の側面に設けるようにしてもよく、必ずしも孔を形成する必要はない。以下では、孔を形成しない場合であっても貫通孔と表記するが、本実施の形態において貫通孔とは、保護素子１０の内部空間と外部とを連通し、後述で説明する溶融ハンダを吸い上げて、連通する経路を封止することができれば良いものとする。
【００２４】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ａ，１１ｂが実装基板２０への実装面とカバー部材１９に覆われる他方の面が連通している。このため、保護素子１０を実装基板２０に実装する際に熱処理工程を経ても内部の膨張した空気は、溶融ハンダを押しのけて適切に外部へ放出される。また、保護素子１０の熱処理工程において溶融ハンダの吸い込みが生じるため、内部の空気の放出とともに貫通孔１１ａ，１１ｂを封止することができる。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。熱処理工程及び封止工程については、詳細を後述する。
【００２５】
発熱抵抗体１４は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板１１上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成する。
【００２６】
発熱抵抗体１４を覆うように絶縁部材１５が配置され、この絶縁部材１５を介して発熱抵抗体１４に対向するように発熱体引出電極１６が配置される。発熱抵抗体１４の熱を効率良く可溶導体１３に伝えるために、発熱抵抗体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。
【００２７】
発熱体引出電極１６は、発熱抵抗体１４の一端と連続されるとともに、一端が発熱体電極１８（Ｐ１）に接続され、他端が発熱抵抗体１４を介して他方の発熱体電極１８（Ｐ２）に接続されている。
【００２８】
可溶導体１３は、発熱抵抗体１４の発熱により速やかに溶断される材料からなり、例えばＳｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の低融点金属を好適に用いることができる。また、可溶導体１３は、Ｉｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｃｕ等の合金を用いてもよく、あるいは低融点金属と、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金等の高融点金属との積層体であってもよい。
【００２９】
なお、可溶導体１３は、発熱体引出電極１６及び電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）へ、ハンダ等により接続されている。
【００３０】
また、保護素子１０は、内部を保護するために、絶縁基板１１上にカバー部材１９が設けられている。カバー部材１９は、内部空間を有するとともに保護素子１０の外部と内部を連通する開口部分を有していない。すなわち、カバー部材１９は、保護素子１０の内部空間の気密性を持つように保護している。具体的には、後述する樹脂材料２５による封止工程において樹脂材料２５の流入を阻止できる程度の気密性を保つ構造とされている。
【００３１】
カバー部材１９によって、封止工程において、保護素子１０の内部に樹脂材料２５が侵入することを防止することができるとともに、保護素子１０の実装後において、外部のアウトガスが保護素子１０の内部に侵入することを防止することができる。
【００３２】
カバー部材１９は、製造容易のため樹脂を射出成型したものを用いることが好ましい。なお、カバー部材１９は、樹脂組成物に限定されるものではなく、後述する熱処理工程に耐えうる素材であれば、セラミックスやガラスエポキシ等を用いることもできる。
【００３３】
保護素子１０は、可溶導体１３が、絶縁部材１５及び発熱体引出電極１６を介して、発熱抵抗体１４と重畳した位置に設けられることにより、発熱抵抗体１４が発した熱を効率よく可溶導体１３に伝え、速やかに溶断させることができる。
【００３４】
ここで、保護素子１０は、定格を向上させ、より多くの電流を流すために、可溶導体１３の導体抵抗を下げることが求められる。そのため、保護素子１０は、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間の導電距離の短縮化、及び可溶導体１３と電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との接続面積の増大が図られ、図４及び図５に示すように、可溶導体１３の形状が、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間距離において短く、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）との接続距離において長い、平面視で矩形状をなす。
【００３５】
また、可溶導体１３の矩形化に応じて、発熱抵抗体１４、絶縁部材１５及び発熱体引出電極１６も、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間において短く、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）の長辺に沿って長い、矩形状をなす。
【００３６】
［フラックスの配置］
可溶導体１３の表面には、フラックス１７が設けられている。フラックス１７は、略楕円形状をなし、張力が全体にわたって均一に作用し左右に偏倚することなくバランスよく保持されている。
【００３７】
フラックス１７は、発熱抵抗体１４に沿って複数設けられている。これにより、保護素子１０は、フラックス１７が矩形状の可溶導体１３表面を広範囲にカバーすることができ、発熱抵抗体１４の発熱により、フラックス１７を可溶導体１３の全面にわたって均一に拡散させる。したがって、保護素子１０は、可溶導体１３の酸化防止や濡れ性の向上によって、電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）間の電流経路を速やかに溶断することができる。
【００３８】
フラックス１７は、例えば、図４及び図５に示すように、可溶導体１３表面上において、発熱抵抗体１４と重畳する位置に、発熱抵抗体１４に沿って設けられている。これにより、フラックス１７は、発熱抵抗体１４の熱により可溶導体１３の発熱抵抗体１４との重畳位置から外縁部にかけて拡散し、可溶導体１３の全面にわたって均一に拡散することで、可溶導体１３を速やかに溶断することができる。
【００３９】
このとき、図５に示すように、少なくとも一つのフラックス１７は、発熱抵抗体１４の発熱中心１４ａ上に配置されていることが好ましい。発熱抵抗体１４の発熱中心１４ａは、絶縁基板１１上に設けられた矩形状の発熱抵抗体１４の中央部をいう。発熱抵抗体１４は、外部と接する外縁部から熱が逃げていくことから、外縁部から離れている発熱中心１４ａが最も温度が高く、外縁部に向かって低くなる温度分布を有する。
【００４０】
保護素子１０は、発熱中心１４ａ上にフラックス１７を配置することにより、当該フラックス１７が発熱抵抗体１４の温度分布に対応して、発熱中心１４ａより外縁部に向かって放射状に拡散する。すなわち、発熱中心１４ａにフラックス１７を設けていない場合、最も温度が高い発熱中心１４ａに向かってはフラックス１７は拡散しにくく、発熱中心１４ａ上にフラックス１７が行き渡らない恐れがある。
【００４１】
したがって、保護素子１０は、予めフラックス１７が拡散しにくい発熱抵抗体１４の発熱中心１４ａ上にフラックスを配置することにより、確実にフラックス１７を可溶導体１３の全面に拡散させることができる。
【００４２】
［貫通孔の形状および配置］
絶縁基板１１に設ける貫通孔１１ａ，１１ｂの形状は、図４及び図５において、絶縁基板１１上で端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）に対応する位置にそれぞれ略円筒形状とされている。なお、貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１の端面に設ける場合には略半円筒形状としてもよいし、加工の方法によって所望の形状とすることができる。また、絶縁基板１１に設ける貫通孔１１ａ，１１ｂの配置は、絶縁基板１１上で発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に設けるようにしてもよい。他の構成例については別途説明をする。
【００４３】
貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１上で円筒形に形成する場合には、絶縁基板１１の可溶導体１３等を設ける一方の面と、保護素子１０を実装基板２０に実装する他方の面とを連通するように設けられたスルーホールとすることができる。また、貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１の端面で半円筒形に形成する場合には、ハーフスルーホールとすることができる。
【００４４】
ここで、貫通孔１１ａ，１１ｂは、端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に少なくとも一つ設けることが好ましい。端子１２（Ａ１）、端子１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）においては、絶縁基板１１と一方の面と他方の面とを電気的に接続するスルーホールを形成すること、実装配線の取り回しが容易になるとともに、スルーホール内壁面が端子や電極と同質の材料でメッキされているため、後述する溶融ハンダの吸い込みを確実に行うことができ、貫通孔１１ａ，１１ｂを確実に封止することができる。
【００４５】
なお、貫通孔１１ａ，１１ｂは、後述する熱処理工程において実装基板２０の回路パターン上に塗布されたハンダペースト２１に対応する位置で、かつ少なくとも開口部の一部がカバー部材１９の内壁面よりも内側に位置するようにすれば、上述の効果を発揮することができる。
【００４６】
［電子部品を実装基板に実装した構成］
つぎに、電子部品としてヒューズエレメントを内蔵する保護素子を実装基板２０に実装した状態を説明する。図４及び図５に示すように、保護素子１０は、実装基板２０上にハンダペースト２１を塗布した状態で載置されている。この状態で、熱処理工程を経て、ハンダペースト２１を溶融させて、保護素子１０を実装基板２０に実装する。
【００４７】
熱処理工程を経て保護素子１０を実装基板２０に実装すると、回路基板１００が形成される。ここで、図６に示すように、熱処理工程を経ると、ハンダペースト２１は、加熱されて溶融し、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂとなって、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂに吸い上げられる。
【００４８】
溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、溶融した際に絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂの内壁面に沿って絶縁基板１１の上方に向かって毛管現象で吸い上げられる。具体的には、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂの内壁面の濡れ性、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの密度及び表面張力によって、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの吸い上げが起きる。従って、貫通孔１１ａの内壁面は、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの吸い上げが起きやすいように濡れ性を調整した材料でコーティングをすることが好ましい。
【００４９】
例えば、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂは、電極１２と同様の材料でメッキされたスルーホールとすることが好ましい。この場合には、絶縁基板１１の表裏を電気的に接続する回路を構成することができる。
【００５０】
絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂに吸い上げられた溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを完全に封止する。これによって、保護素子１０の内部空間は密閉された状態で実装基板２０に実装される。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。
【００５１】
また、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、熱処理工程において、溶融して流動性が高まるため保護素子１０の内部空気を外部に放出しつつ、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂ内に流入するため、高温により加圧された内部空気を保護素子１０の外部に逃しつつも、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを封止することができる。
【００５２】
なお、絶縁基板１１に設けた貫通孔１１ａ，１１ｂの形状や配置は、保護素子１０を実装する際の熱処理工程において、保護素子１０内の膨張した空気を外部に流出しやすい形状、配置とされていることが好ましい。
【００５３】
具体的に、貫通孔１１ａ，１１ｂの開口サイズについて説明すると、カバー部材１９の内壁面よりも内側の領域が、熱処理工程において通気口としての機能を十分に発揮しうる大きさとなるように調整することが好ましい。
【００５４】
一方、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、保護素子１０の内部空間、すなわちケース部材１９の内部までは侵入しないことが好ましい。
【００５５】
比較例を上げてより具体的に説明すると、貫通孔１１ａ，１１ｂが封止されない場合や、ケース部材１９に通気口１９ａ，１９ｂを設けた場合、可溶導体１３を覆うほど樹脂材料２５がケース部材１９の内部に侵入してしまう恐れがある。具体的には、図７に示すように、保護素子１０内部の可溶導体１３を樹脂材料２５によって覆ってしまう可能性がある。このような構造とした場合に、保護素子１０の内部を密閉することができるが、可溶導体１３が溶融した場合に、詳細を後述する回路を保護するための溶断が適切に行われない可能性が生じる。なお、図７は、樹脂材料の過充填を説明するための図であり、対応する構成要素に付した符号は、上述で説明した図１乃至図６と同じものを用いているが、あくまで比較例として例示しているに過ぎない。
【００５６】
回路を保護するために適切な溶断が行われると、例えば、図８に示すように、可溶導体１３は、溶融して分断されて中央でまとまり溶融導体１３ａとなる。溶融導体１３ａがまとまるためには、保護素子１０の内部空間が必要であり、図７に示すような樹脂材料２５によって内部空間が埋められてしまうと、溶融導体１３ａがまとまることができなくなり、可溶導体１３が溶断せず、回路遮断が行えない恐れが生じてしまう。
【００５７】
本実施の形態における電子部品の構成例１を用いることにより、図６で示すように、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂが、貫通孔１１ａ，１１ｂを封止し、保護素子１０内部への樹脂材料２５の流入を防ぐことになるため保護素子１０の内部空間が確保された状態となる。なお、保護素子１０の機能を阻害しない範囲で、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂが内部に侵入してもよいものとする。
【００５８】
溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを封止することで保護素子１０の内部を密閉するため、アウトガスにさらされることによる保護素子１０の劣化を抑止することができる。また、後述する樹脂材料２５の封止工程において、樹脂材料２５が保護素子１０の内部に流入することを防止する機能を有する。
【００５９】
なお、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、熱処理工程において形成されるものである。後述する熱処理工程において、保護素子１０内部の空気が熱膨張する際に、回路基板２０上に塗布されたハンダペースト２１が溶融する前の予備加熱段階でも、保護素子１０の内部空気を絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを経由して、保護素子１０の外部に放出させることができる。また、本加熱段階で、ハンダペースト２１が溶融して貫通孔１１ａ，１１ｂによって吸い上げられて封止形状が形成される。
【００６０】
ここで、比較例として、絶縁基板１１に貫通孔１１ａ，１１ｂを設けなかった場合について、図９を用いて説明する。なお、図９は、絶縁基板１１に貫通孔１１ａ，１１ｂを設けなかった場合を説明するための図であり、対応する構成要素に付した符号は、上述で説明した図１乃至図６と同じものを用いているが、あくまで比較例として例示しているに過ぎない。
【００６１】
絶縁基板１１に貫通孔１１ａ，１１ｂを設けない場合、熱処理工程において、保護素子１０内部の空気が熱膨張するが膨張した空気の逃げ場がなく、保護素子１０の内部圧力が急激に上昇する。内部圧力の急激な上昇に伴い、保護素子１０の内部構造で強度の低い部分としてカバー部材１９が絶縁基板１１から引きはがされて、外れたり、カバー部材１９の一部が損傷してしまったりする。図９では、カバー部材１９が外れてしまった状態を示している。
【００６２】
保護素子１０の内部構造で強度の低い部分としてカバー部材１９が絶縁基板１１から引きはがされて、外れたり、カバー部材１９の一部が損傷してしまったりすると、保護素子が不良品となってしまう。なお、内部圧力の急激な上昇に伴う、損傷はカバー部材１９に限定されず、他の部材にも影響があることは言うまでもなく、このような場合も同様に保護素子１０が不良品となってしまう。
【００６３】
従って、保護素子１０は、密閉型のカバー部材１９を用いても絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを設けることで上述のような不良品の発生を回避することができる構造とされている。
【００６４】
［封止部材］
封止部材である樹脂材料２５は、図１乃至図３に示すように、上述で説明した保護素子１０を実装基板２０上に封止するものである。
【００６５】
より具体的は、樹脂材料２５は、簡単に保護素子１０を封止することができるとともに、形状が安定しやすい樹脂材料を用いることが好ましい。このような要求に基づくと、ある程度、粘度の低い樹脂を用いることが好ましい。
【００６６】
樹脂材料２５は、保護素子１０のカバー部材１９を強固に固定することができるため、保護素子１０内部の可溶導体１３が溶断する際にカバー部材１９が外れてしまうことも防止することができる。
【００６７】
ここで、樹脂材料２５の具体例を上げる。樹脂材料２５は、例えば、ポリアミド系樹脂接着剤（ヘンケル社製：ＯＭ６７８）を用いることができる。ＯＭ６７８の粘度は、３，０００（ｍＰａ・ｓ／２１０℃）である。射出成型等により簡単に保護素子１０を封止することができるとともに、成型金型により形状が安定しやすいため、保護素子１０の最外部を封止するために好適である。
【００６８】
上述では、最適な樹脂材料を例示したが、樹脂材料２５をポッティングすることで保護素子１０を封止することもできる。製造上、熱硬化時間を長くとることができる場合に、選択し得る材料であり、低粘度の樹脂でなくとも保護素子１０を封止することができ、カバー部材１９を強固に固定しつつ保護素子１０の内部空間を確保することができ、保護素子１０の実装後にアウトガスの侵入を抑止することができる。
【００６９】
また、封止部材としては、樹脂材料に限定せず、各種の封止部材を適宜選択して用いることができる。樹脂材料は、封止加工を容易とするために好適な材料であるが、他の封止機能を有する材料を選択するようにしてもよい。
【００７０】
［電子部品の構成例２］
つぎに、電子部品の構成例２について説明するが、同様の課題を有する他の電子部品を実装する際にも適宜適用することができる。なお、上述で説明した電子部品の構成例１と略同等の部位には同じ符号を付して説明を省略する。図１０及び図１１に示すように、保護素子１０は、貫通孔１１ａ，１１ｂを側面に有する第１の基板である絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱抵抗体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）と、絶縁部材１５上に発熱抵抗体１４と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続された可溶導体１３と、可溶導体１３上に設けられ、可溶導体１３に発生する酸化膜を除去するとともに可溶導体１３の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、可溶導体１３を覆う外装体となるカバー部材１９とを備える。
【００７１】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ａ，１１ｂを側面に有しており、絶縁基板１１の表裏を貫通する略半円形若しくは略半楕円形の開口形状を有している。この電子部品の構成例２においては、貫通孔は切り欠き形状であるが、以下でも貫通孔と表記する。電子部品の構成例１でも説明したが、本実施の形態において貫通孔とは、保護素子１０の内部空間と外部とを連通し、後述で説明する溶融ハンダを吸い上げて、連通する経路を封止することができれば良いものとする。
【００７２】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ａ，１１ｂによって保護素子１０を実装する際に熱処理工程を経ても内部の膨張した空気を、溶融ハンダを吸い上げる前に適切に外部へ放出することができる。また、保護素子１０の熱処理工程において溶融ハンダの吸い込みが生じるため、内部の空気を放出するとともに溶融ハンダにより貫通孔１１ａ，１１ｂを封止することができる。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。熱処理工程及び封止工程については、詳細を後述する。
【００７３】
［貫通孔の形状および配置］
絶縁基板１１の側面に設ける貫通孔１１ａ，１１ｂの形状は、図１０及び図１１に示すように、絶縁基板１１上で端子１２（Ａ１）及び端子１２（Ａ２）に対応する位置にそれぞれ略半円筒形状とされている。また、絶縁基板１１の側面に設ける貫通孔１１ａ，１１ｂの配置は、絶縁基板１１上で発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に設けるようにしてもよい。
【００７４】
貫通孔１１ａ，１１ｂは、絶縁基板１１の側面で略半円筒形に形成する場合には、ハーフスルーホールとすることができる。
【００７５】
ここで、絶縁基板１１の側面に設ける貫通孔１１ａ，１１ｂは、端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に少なくとも一つ設けることが好ましい。端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に絶縁基板１１と一方の面と他方の面とを電気的に接続するハーフスルーホールを形成することで、実装配線の取り回しが容易になるとともに、ハーフスルーホールの壁面が端子や電極と同質の材料でメッキされているため、後述する溶融ハンダの吸い込みを確実に行うことができ、貫通孔１１ａ，１１ｂを確実に封止することができる。
【００７６】
なお、貫通孔１１ａ，１１ｂは、後述する熱処理工程において実装基板２０の回路パターン上に塗布されたハンダペースト２１に対応する位置で、かつ少なくとも開口部の一部がカバー部材１９の内壁面よりも内側に位置するようにすれば、上述の効果を発揮することができる。
【００７７】
図１０及び図１１に示すようにハーフスルーホールを形成する貫通孔１１ａ、１１ｂは円弧の頂点部分が、カバー部材１９の内側まで入り込んでおり、内部空気の放出経路を形成していることがわかる。
【００７８】
［電子部品を実装基板に実装した構成］
つぎに、電子部品の構成例２に係る保護素子１０を実装基板２０に実装した状態を説明する。図１０及び図１１に示すように、保護素子１０は、実装基板２０上にハンダペースト２１を塗布した状態で載置されている。この状態で、熱処理工程を経て、ハンダペースト２１を溶融させて、保護素子１０を実装基板２０に実装する。
【００７９】
熱処理工程を経て保護素子１０を実装基板２０に実装すると、回路基板１００が形成される。ここで、図１２に示すように、熱処理工程を経ると、ハンダペースト２１は、加熱により溶融し、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂとなって、絶縁基板１１の側面に設けられた貫通孔１１ａ，１１ｂに吸い上げられる。
【００８０】
溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、溶融した際に絶縁基板１１の側面に設けられた貫通孔１１ａ，１１ｂの壁面に沿って絶縁基板１１の上方に向かって吸い上げられる。具体的には、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂの壁面の濡れ性、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの密度及び表面張力によって、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの吸い上げが起きる。従って、貫通孔１１ａ，１１ｂの壁面は、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂの吸い上げが起きやすいように濡れ性を調整した材料でコーティングをすることが好ましい。
【００８１】
例えば、絶縁基板１１の側面に設けられた貫通孔１１ａ，１１ｂは、電極１２と同様の材料でメッキされたハーフスルーホールとすることが好ましい。この場合には、絶縁基板１１の表裏を電気的に接続する回路を構成することができる。
【００８２】
溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、絶縁基板１１の側面に設けられた貫通孔１１ａ，１１ｂのカバー部材１９の内側の開口部分を完全に封止する。これによって、保護素子１０の内部空間は密閉された状態で実装基板２０に実装される。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。
【００８３】
また、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、熱処理工程において、溶融して流動性が高まるため保護素子１０の内部空気を外部に放出しつつ、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂに流入する。このため、高温により加圧された内部空気を保護素子１０の外部に逃しつつも、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを封止することができる。
【００８４】
なお、絶縁基板１１に設けた貫通孔１１ａ，１１ｂの形状や配置は、保護素子１０を実装する際の熱処理工程において、カバー部材１９の内壁面よりも内側の開口部分が、膨張した内部の空気を外部に流出しやすい形状、配置とされていることが好ましい。
【００８５】
具体的に、貫通孔１１ａ，１１ｂの開口サイズについて説明すると、カバー部材１９の内壁面よりも内側の領域が、熱処理工程において通気口としての機能を十分に発揮しうる大きさとなるように調整することが好ましい。
【００８６】
一方、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、保護素子１０の内部空間、すなわちケース部材１９の内部までは侵入しないことが好ましい。
【００８７】
なお、電子部品の構成例２において、実装基板２０に実装した保護素子１０を樹脂材料２５により封止する構造については電子部品の構成例１と同様とすることができるため説明を省略する。
【００８８】
［電子部品の構成例３］
つぎに、電子部品の構成例３について説明するが、同様の課題を有する他の電子部品を実装する際にも適宜適用することができる。なお、上述で説明した電子部品の構成例１と略同等の部位には同じ符号を付して説明を省略する。図１３及び図１４に示すように、保護素子１０は、貫通孔１１ｃを有する第１の基板である絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁部材１５に覆われた発熱抵抗体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）と、絶縁部材１５上に発熱抵抗体１４と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、両端が電極１２（Ａ１），１２（Ａ２）にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続された可溶導体１３と、可溶導体１３上に設けられ、可溶導体１３に発生する酸化膜を除去するとともに可溶導体１３の濡れ性を向上させる複数のフラックス１７と、可溶導体１３を覆う外装体となるカバー部材１９とを備える。
【００８９】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ｃを有しており、絶縁基板１１の表裏を貫通する略円形若しくは略楕円形の開口形状を有している。なお、貫通孔１１ｃは、電子部品の構成例２のように絶縁基板１１の側面に設けるようにしてもよく、必ずしも孔を形成する必要はない。以下では、孔を形成しない場合であっても貫通孔と表記する。電子部品の構成例１でも説明したが、本実施の形態において貫通孔とは、保護素子１０の内部空間と外部とを連通し、後述で説明する溶融ハンダを吸い上げて、連通する経路を封止することができれば良いものとする。
【００９０】
絶縁基板１１は、貫通孔１１ｃによって保護素子１０を実装する際に熱処理工程を経ても内部の膨張した空気が溶融ハンダを吸い上げる前に適切に外部へ放出することができる。また、保護素子１０の熱処理工程において溶融ハンダの吸い込みが生じるため、内部の空気を放出するとともに溶融ハンダにより貫通孔１１ｃを封止することができる。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。熱処理工程及び封止工程については、詳細を後述する。
【００９１】
［貫通孔の形状および配置］
絶縁基板１１の貫通孔１１ｃの形状は、図１３及び図１４において、絶縁基板１１上で発熱体電極１８（Ｐ１）に対応する位置に略円筒形状とされている。また、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃの配置は、絶縁基板１１上で電極１２（Ａ１）、１２（Ａ２）や発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に設けるようにしてもよい。
【００９２】
貫通孔１１ｃは、絶縁基板１１の側面で略円筒形に形成する場合には、スルーホールとすることができる。
【００９３】
ここで、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃは、端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に対応する位置に少なくとも一つ設けることが好ましい。端子１２（Ａ１），１２（Ａ２）、発熱体電極１８（Ｐ１）又は発熱体電極１８（Ｐ２）に、絶縁基板１１と一方の面と他方の面とを電気的に接続するスルーホールを形成することで、実装配線の取り回しが容易になるとともに、スルーホールの内壁面が端子や電極と同質の材料でメッキされているため、後述する溶融ハンダの吸い込みを確実に行うことができ、貫通孔１１ｃを確実に封止することができる。
【００９４】
なお、貫通孔１１ｃは、後述する熱処理工程において実装基板２０の回路パターン上に塗布されたハンダペースト２１に対応する位置で、かつ少なくとも開口部の一部がカバー部材１９の内壁面よりも内側に位置するようにすれば、上述の効果を発揮することができる。
【００９５】
［電子部品を実装基板に実装した構成］
つぎに、電子部品の構成例３に係る保護素子１０を実装基板２０に実装した状態を説明する。図１３及び図１４に示すように、保護素子１０は、実装基板２０上にハンダペースト２１を塗布した状態で載置されている。この状態で、熱処理工程を経て、ハンダペースト２１を溶融させて、保護素子１０を実装基板２０に実装する。
【００９６】
熱処理工程を経て保護素子１０を実装基板２０に実装すると、回路基板１００が形成される。ここで、図１５に示すように、熱処理工程を経ると、ハンダペースト２１は、加熱により溶融し、溶融ハンダ２１ｃとなって、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃに吸い上げられる。
【００９７】
溶融ハンダ２１ｃは、溶融した際に絶縁基板１１の貫通孔１１ｃの内壁面に沿って絶縁基板１１の上方に向かって毛管現象で吸い上げられる。具体的には、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃの内壁面の濡れ性、溶融ハンダ２１ｃの密度及び表面張力によって、溶融ハンダ２１ｃの吸い上げが起きる。従って、貫通孔１１ｃの内壁面は、溶融ハンダ２１ｃの吸い上げが起きやすいように濡れ性を調整した材料でコーティングをすることが好ましい。
【００９８】
例えば、絶縁基板１１の側面に設けられた貫通孔１１ｃは、電極１２と同様の材料でメッキされたスルーホールとすることが好ましい。この場合には、絶縁基板１１の表裏を電気的に接続する回路を構成することができる。
【００９９】
溶融ハンダ２１ｃは、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃを完全に封止する。これによって、保護素子１０の内部空間は密閉された状態で実装基板２０に実装される。従って、実装後の保護素子１０は、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することを防止することができる。更には、保護素子１０を実装した後に樹脂による封止工程を行えば、外部のアウトガスが保護素子１０内部に侵入することをより完全に防止することができる。
【０１００】
また、溶融ハンダ２１ｃは、熱処理工程において、溶融して流動性が高まるため保護素子１０の内部空気を外部に放出しつつ、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃに流入する。このため、高温により加圧された内部空気を保護素子１０の外部に逃しつつも、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃを完全に封止することができる。
【０１０１】
なお、絶縁基板１１の貫通孔１１ｃの形状や配置は、保護素子１０を実装する際の熱処理工程において、膨張した内部の空気を外部に流出しやすい形状、配置とされていることが好ましい。
【０１０２】
一方、溶融ハンダ２１ｃは、保護素子１０の内部空間、すなわちケース部材１９の内部までは侵入しないことが好ましい。
【０１０３】
なお、電子部品の構成例３において、実装基板２０に実装した保護素子１０を樹脂材料２５により封止する構造については電子部品の構成例１と同様とすることができるため説明を省略する。
【０１０４】
上述したように、電子部品の構成例１乃至３で説明した構造は適宜組み合わせが可能であり、貫通孔の数、形状は上述の効果を得ることができる範囲で自由に設定することができる。
【０１０５】
［実装工程］
つぎに、上述した構造のうち電子部品の構成例１に係る保護素子１０を有する回路基板１００を製造する工程、すなわち、実装基板２０に保護素子１０を実装する工程について説明する。電子部品の構成例２及び構成例３に係る保護素子１０を実装基板２０に実装する工程も同様であるため説明を省略する。
【０１０６】
［１．熱処理工程］
まず、図４に示すように、保護素子１０を、ハンダペースト２１を塗布した実装基板２０に設置し、例えばリフロー工程によって、ハンダペースト２１を溶融することで実装基板２０に実装する。リフロー工程は、予備加熱及び本加熱を伴う工程である。リフロー工程開始時には、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂの実装基板２０側をハンダペースト２１が塞いだ状態とされている。
【０１０７】
リフロー工程では、予備的な加熱工程でハンダペースト２１が溶融する温度よりも低い温度まで予備加熱を行うことが一般的である。その後、本加熱を行うことにより一気にハンダペースト２１を完全溶融させて、保護素子１０と実装基板２０とを接続する。すなわち、最も高温となる本加熱を行う時間を短くして、保護素子１０や実装基板２０に熱ダメージを与えないように時間毎の温度変化を調整する。
【０１０８】
予備加熱の状態では、保護素子１０の内部空間の空気は既に熱膨張しており、貫通孔１１ｃを介して、所定の粘度で流動するハンダペースト２１を押しのけて、少しずつ内部空気が外部に放出される。
【０１０９】
つぎに、本加熱の状態では、ハンダペースト２１は完全に溶融し、溶融ハンダ２１ａ，２１ｂとなって貫通孔１１ａ，１１ｂに吸い上げられるとともに、内部の空気も溶融ハンダ２１ａ，２１ｂを押しのけて外部に放出される。
【０１１０】
リフロー工程が完了すると、図６に示すように、室温まで冷却された溶融ハンダ２１ａ，２１ｂは、貫通孔１１ａ，２１ｂを封止する形で固体化する。
【０１１１】
従って、リフロー工程において、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを経由して保護素子１０の高圧となった内部空気を外部に放出することができ、保護素子１０が損傷することはない。
【０１１２】
［２．封止工程］
つぎに、樹脂材料２５として、ポリアミド系樹脂接着剤を射出成型法により、実装基板２０上の保護素子１０を密閉するように封止する。具体的には、保護素子１０の外装部であるカバー部材１９よりも大きな形状の金型を用い、保護素子１０にこの金型をかぶせ、保護素子１０の上方から樹脂材料２５を、例えば、２００℃、１５気圧で金型内に圧入し、封止構造体を形成し、樹脂材料２５を室温まで冷却することで、封止構造体を硬化する。
【０１１３】
ここで、保護素子１０を樹脂材料２５で封止する工程では、ケース部材１９によって保護素子１０の内部空間は気密性を有しており、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂも溶融ハンダ２１ａ，２１ｂによって完全封止されているため、保護素子１０の内部に樹脂材料２５が侵入することはない。
【０１１４】
言い換えると、図７で説明したように、保護素子１０の内部に樹脂材料２５が侵入してしまい、保護素子１０の内部空間を充填してしまうことはない。
【０１１５】
特に、樹脂材料２５による封止工程で、射出成型法を用いるため、上記で例示した１５気圧で樹脂材料２５が金型内に圧入されると、ケース部材１９に通気口がある場合や絶縁基板の貫通孔が封止されていない場合に、保護素子１０の内部に加圧された樹脂材料２５が流入しやすい。このため、ケース部材１９を密閉型とし、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを溶融ハンダ２１ａ，２１ｂにより封止することは効果的である。
【０１１６】
上述の工程により回路基板１００を製造すれば、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを溶融ハンダ２１ａ，２１ｂにより完全封止する工程を実装工程の一部である熱処理工程で兼用することにより、特別な工程を経ることなく絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを溶融ハンダ２１ａ，２１ｂにより完全封止することできる。これにより、樹脂材料２５による封止工程を経ても保護素子１０の内部空間を確保することができ、保護素子１０の機能を損なうことはない。
【０１１７】
以上のように、熱処理工程、封止工程を経て保護素子１０が実装基板２０に実装された回路基板１００を得ることができる。回路基板１００は、絶縁基板１１の貫通孔１１ａ，１１ｂを封止する溶融ハンダ２１ａ，２１ｂによって保護素子１０内部への樹脂材料２５の流入を防止しつつ、樹脂材料２５によって保護素子１０を完全に封止するため、保護素子１０内部へのアウトガスの流入を防止しつつも、適切に内部空間を保つ構造となっている。
【０１１８】
また、本発明を適用することにより、内部空間を有するカバー部材を備える電子部品を実装基板に実装する際に、電子部品の内部空気を外部に放出可能として内部の電子素子の損傷を防止するとともに、電子部品を実装基板に実装した回路基板は外部空気の流入を防止して電子素子の劣化を低減することができるようになる。
【０１１９】
なお、以下では、上述した保護素子１０及び回路基板１００の使用方法について簡単に説明する。
【０１２０】
［保護素子の使用方法］
このような保護素子１０は、図１６に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック３０内の回路に組み込まれて用いられる。バッテリパック３０は、例えば、合計４個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル３１〜３４からなるバッテリスタック３５を有する。
【０１２１】
バッテリパック３０は、バッテリスタック３５と、バッテリスタック３５の充放電を制御する充放電制御回路４０と、バッテリスタック３５の異常時に充電を遮断する本発明が適用された保護素子１０と、各バッテリセル３１〜３４の電圧を検出する検出回路３６と、検出回路３６の検出結果に応じて保護素子１０の動作を制御する電流制御素子３７とを備える。
【０１２２】
バッテリスタック３５は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル３１〜３４が直列接続されたものであり、バッテリパック３０の正極端子３０ａ、負極端子３０ｂを介して、着脱可能に充電装置４５に接続され、充電装置４５からの充電電圧が印加される。充電装置４５により充電されたバッテリパック３０の正極端子３０ａ、負極端子３０ｂをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。
【０１２３】
充放電制御回路４０は、バッテリスタック３５から充電装置４５に流れる電流経路に直列接続された２つの電流制御素子４１、４２と、これらの電流制御素子４１、４２の動作を制御する制御部４３とを備える。電流制御素子４１、４２は、たとえば電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと呼ぶ。）により構成され、制御部４３によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック３５の電流経路の導通と遮断とを制御する。制御部４３は、充電装置４５から電力供給を受けて動作し、検出回路３６による検出結果に応じて、バッテリスタック３５が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子４１、４２の動作を制御する。
【０１２４】
保護素子１０は、たとえば、バッテリスタック３５と充放電制御回路４０との間の充放電電流経路上に接続され、その動作が電流制御素子３７によって制御される。
【０１２５】
検出回路３６は、各バッテリセル３１〜３４と接続され、各バッテリセル３１〜３４の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路４０の制御部４３に供給する。また、検出回路３６は、いずれか１つのバッテリセル３１〜３４が過充電電圧又は過放電電圧になったときに電流制御素子３７を制御する制御信号を出力する。
【０１２６】
電流制御素子３７は、たとえばＦＥＴにより構成され、検出回路３６から出力される検出信号によって、バッテリセル３１〜３４の電圧値が所定の過放電又は過充電状態を超える電圧になったとき、保護素子１０を動作させて、バッテリスタック３５の充放電電流経路を電流制御素子４１、４２のスイッチ動作によらず遮断するように制御する。
【０１２７】
以上のような構成からなるバッテリパック３０において、本発明が適用された保護素子１０は、図１７に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子１０は、発熱体引出電極１６を介して直列接続された可溶導体１３と、可溶導体１３の接続点を介して通電して発熱させることによって可溶導体１３を溶融する発熱抵抗体１４とからなる回路構成である。また、保護素子１０では、たとえば、可溶導体１３が充放電電流経路上に直列接続され、発熱抵抗体１４が電流制御素子３７と接続される。保護素子１０の２個の電極１２のうち、一方は、Ａ１に接続され、他方は、Ａ２に接続される。また、発熱体引出電極１６とこれに接続された発熱体電極１８は、Ｐ１に接続され、他方の発熱体電極１８は、Ｐ２に接続される。
【０１２８】
このような回路構成からなる保護素子１０は、発熱抵抗体１４の発熱により可溶導体１３を溶断することにより、確実に電流経路を遮断することができる。
【０１２９】
なお、本発明の保護素子は、リチウムイオン二次電池のバッテリパックに用いる場合に限らず、電気信号による電流経路の遮断を必要とする様々な用途にももちろん応用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０  保護素子、１１  絶縁基板、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  貫通孔、１２  電極、１３  可溶導体、１３ａ  溶融導体、１４  発熱抵抗体、１４ａ  発熱中心、１５  絶縁部材、１６  発熱体引出電極、１８  発熱体電極、１９  カバー部材、２０  実装基板、２１  ハンダペースト、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ  溶融ハンダ、２５  樹脂材料、３０  バッテリパック、３１〜３４  バッテリセル、３６  検出回路、３７  電流制御素子、４０  充放電制御回路、４１，４２  電流制御素子、４３  制御部、４５  充電装置、１００  回路基板
【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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