JP4301474B2 - 保護素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保護素子に関し、より詳細には、特定温度で溶融する可溶合金を有する温度ヒューズや、可溶合金とこの可溶合金を通電加熱により強制的に溶断させる抵抗体とを有する抵抗体付きヒューズ等の保護素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器等を過熱損傷から保護する保護素子として、特定温度で動作して回路を遮断する温度ヒューズが用いられている。この種の温度ヒューズには、感温材として特定温度で溶融する絶縁性の感温ペレットを用いて、感温ペレットの溶融時に圧縮ばねの伸長により可動接点を固定接点から開離する感温ペレットタイプのもの（ａ）と、感温材として特定温度で溶融する可溶合金を用いて、この可溶合金に通電し、可溶合金の溶融によって回路を遮断する可溶合金タイプ（ｂ）とがある。また、可溶合金と抵抗体とを具備し、抵抗体の通電加熱により可溶合金を強制的に溶断させる抵抗体付きヒューズと称される保護素子（ｃ）もある。
本発明は、前記ｂタイプやｃタイプの保護素子の改良に関するものであるから、以下、そのようなタイプのものについて説明する。前記ｂタイプの保護素子としては、例えば実開昭５７−１４１３４６号公報に開示されている。また、ｃタイプの保護素子としては、例えば実開昭５８−５２８４８号公報に開示されている。そして、前記ｂタイプおよびｃタイプの保護素子を薄型構造にしたものもある。
【０００３】
まず、前記ｂタイプの保護素子である温度ヒューズについて、図２３および図２４を用いて説明する。
図２３は従来の薄型構造の温度ヒューズＤの縦断面図を示し、図２４は前記温度ヒューズＤの絶縁キャップおよびフラックスを除去して内部構造が見えるようにした状態，すなわちフラックス塗布前の平面図である。
図２３および図２４において、８１はアルミナ等のセラミックからなる矩形状の絶縁基板で、その一方の面の長手方向の両端部に銀ペーストや銀−パラジウムペースト等の導電ペーストの塗布焼成により形成した一対の電極８２，８３を有する。前記一対の電極８２，８３の外方端にそれぞれリード８４，８５がはんだ８６，８７により固着接続されている。また、前記電極８２，８３の内方端間にまたがって特定温度で溶融する可溶合金８８が橋設されており、この低融点合金８８の表面はフラックス８９で被覆されている。そして、前記可溶合金８８およびフラックス８９の上方から、封止樹脂９０を被せて封止されている。
【０００４】
次に、上記温度ヒューズＤの使用方法について説明する。
上記温度ヒューズＤをそのリード８４，８５を介して電子機器に直列接続する。すると、周囲温度が正常範囲内にあれば、リード８４−電極８２−可溶合金８８−電極８３−リード８５を介して電子機器に通電される。電子機器の異常等に起因して周囲温度が上昇して可溶合金８８の融点近くになると、フラックス８９が軟化溶融して可溶合金８８の表面を活性化して、可溶合金８８の溶融の準備状態となる。周囲温度がさらに上昇して可溶合金８８の融点に達すると、可溶合金８８が溶融してその表面張力によって、電極８２，８３に引き寄せられて、中央部から溶断し球状化（８８ａ，８８ｂ）して、通電が遮断される。（動作後の状態は図示省略）
それによって、周囲温度が下降しても、電極８２，８３に引き寄せられて球状化した可溶合金８８ａ，８８ｂは、元の状態に復元しないので、いわゆる非復帰型の保護素子として機能する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記温度ヒューズＤにおいては、リード８４，８５間が、電極８２−可溶合金８８−電極８３を介して接続されているため、電極８２，８３の抵抗値が大きいと温度ヒューズＤの内部抵抗も大きくなるため、高電流においては自己発熱により可溶合金が誤溶融することがあるし、その電圧降下により電子機器への供給電圧が低下するといったことがある。一方、電極８２，８３を厚く形成すると、高価な電極ペーストの使用量が多くなり、原価上昇が避けられないという問題点があった。
【０００６】
なお、温度ヒューズの内部抵抗の低減の目的ではないが、可溶合金８８が溶融した際に、溶融した可溶合金８８が電極８２，８３に引き寄せられる力が弱いと、溶融した可溶合金８８の切断が不安定になり、甚だしい場合は、可溶合金８８の切断ができない場合があるという課題を解決するために、図２５および図２６に示すような保護素子Ｅが提案されている（実公平４−３６０２５号公報）。
以下、この保護素子Ｅについて説明する。図２５および図２６において、９１は絶縁基板で、その表面に離隔して電極９２，９３が形成されており、この電極９２，９３の上にその先端部を電極９２，９３の内方端近くまで延在させてリード９４，９５がはんだ９６，９７で固着されている。そして、前記電極９２，９３間に特定温度で溶融する可溶合金９８が、その両端が前記リード９４，９５の先端部に接触するように固着されている。前記可溶合金９８の上にはフラックス９９が被着されており、フラックス９９の上に封止樹脂１００が被覆封止されている。
このような保護素子Ｅによれば、可溶合金９８の溶融時に、溶融した可溶合金９８が電極９２，９３のみならず、リード９４，９５の先端部によっても引き寄せられるため、溶融した可溶合金９８がその中央部から確実に溶断するという作用を営む。
【０００７】
ところが、この温度ヒューズＥには、電極９２，９３の形成用の導電ペーストの使用量の低減による原価低減の技術思想は全く認められないのみならず、電極９２，９３の上にリード９４，９５をその先端部が電極９２，９３の内方端の近傍まで延在させて固着して、電極９２，９３間に可溶合金９８をその両端部がリード９４，９５の内方端に接触するように固着することは、可溶合金９８の寸法精度や、可溶合金９８の固着時の位置決め精度等のためにかなり困難である。
もし、可溶合金９８の両端部が共にリード９４，９５の内方端部に接触していない場合は、期待した作用効果が全く得られない。また、可溶合金９８のいずれか一端部のみがリード９４，９５のいずれか一方の内方端部に接触している場合は、溶融した可溶合金９８の引き寄せられる力がアンバランスとなり、溶断特性がばらつきやすいのみならず、電極９２，９３のみに橋設されている場合に比較して、むしろ溶断特性が低下するという問題点がある。
【０００８】
このような問題点は、上記のような可溶合金９８のみを有する，いわゆる温度ヒューズと称される保護素子のみならず、可溶合金と抵抗体とを有し、抵抗体への通電発熱により可溶合金を強制的に溶断させる，いわゆる抵抗付きヒューズと称される保護素子においても、同様に生じるものである。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の温度ヒューズや抵抗付き温度ヒューズ等と称される保護素子において、可溶合金の溶融時に可溶合金が確実かつ容易に溶断する温度ヒューズや抵抗付きヒューズ等の保護素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、絶縁基板と、この絶縁基板上に離隔して形成された電極と、これらの電極上に固着されたリードと、これらのリードの上に橋設された可溶合金と、この可溶合金を覆うフラックスと、フラックスの上を覆う絶縁キャップの絶縁封止材とを有することを特徴とする保護素子が提供される。このような保護素子によると、電極の上にリードを固着し、このリードの上に可溶合金が固着接続されるので、電極の抵抗値は無視でき、したがって、電極を薄く形成できるので、高価な導電ペーストの使用量を低減して、原価低減が図れる。また、可溶合金の長さ寸法が少々ばらついても、可溶合金の固着位置が少々ばらついても、可溶合金をリードの上に容易かつ確実に固着接続できる。なお、絶縁キャップは封止樹脂により絶縁基板に固着封止され、それにより、フラックスおよび可溶合金の溶融時に、それらが流動できる空間が確保でき、可溶合金が周囲温度に的確に応答して溶断する。さらに、前記リードは電極のほぼ全面を覆う形状を有することが好ましく、それにより、リードの面積が大きく、可溶合金を確実にリードの上に固着接続できる。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、前記絶縁キャップが、天板部と、立ち下がり部と、前記リード間に対応する部分にリードの厚さに対応して突出する突出部を有することを特徴とする保護素子である。このような保護素子によると、前記同様にフラックスおよび可溶合金の溶融時に、それらが流動できる空間が確保でき、可溶合金が周囲温度に的確に応答して溶断するのみならず、前記突出部の存在によって、絶縁基板と絶縁キャップとを同一厚さの封止樹脂により固着封止できる。
【００１４】
本発明の変形例は、前記リードの内方端の幅寸法が、前記絶縁キャップの短手方向の内法寸法よりも小さく設定されており、前記絶縁キャップの短手方向の両端の突出部が絶縁キャップの長手方向の全長にわたって形成されていることを特徴とする保護素子である。このような保護素子によると、前記絶縁キャップの短手方向の両端の突出部が絶縁キャップの長手方向の全長にわたって形成されていることにより、絶縁キャップの短手方向の両端と絶縁基板との封止部が直線状になり、封止樹脂の厚さを容易に均一にすることができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記絶縁キャップの短手方向の内法寸法が、前記絶縁基板の短手方向の幅寸法と略同一に形成されており、立ち下がり部および突出部の総寸法が、絶縁基板，電極，リード，可溶合金およびフラックスの総高さ寸法と同等以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の保護素子である。このような保護素子によると、絶縁キャップで、絶縁基板を始め電極，可溶合金，フラックス等全体をカバーすることができる。ここで、前記絶縁キャップが前記立ち下がり部および／または突出部の内面側の中途部に、前記絶縁基板を支持する段部を設けることにより、絶縁キャップの段部で絶縁基板を支持でき、フラックスおよび可溶合金の溶融時に、これらが流動するための空間を容易かつ確実に確保できる。
【００１７】
本発明の別の変形例は、前記絶縁基板に抵抗体用の電極と、この電極間に橋設され通電による発熱で前記可溶合金を強制的に溶断させる抵抗体と、抵抗体を被覆する絶縁膜とを有する保護素子である。このような保護素子によると、抵抗体に通電して発熱させることにより、周囲温度と無関係に強制的に可溶体を溶断させることができ、周囲温度に応答して溶断する温度ヒューズとは異なる用途が得られる。また、可溶体の溶断温度は、周囲温度とは無関係に設定できるので、その溶融温度や合金組成の選択範囲が広がる。ここで、前記抵抗体用の電極、抵抗体および絶縁膜は絶縁基板の可溶合金が固着された側と反対側に設けるのが好ましく、それにより保護素子をコンパクトにできる。
【００１９】
本発明のさらに別の変形例は、前記絶縁基板の一方の面に形成された可溶合金用の電極と、絶縁基板の他方の面に形成された抵抗体用の電極とが、絶縁基板に穿設した透孔に形成された導電層を介して接続された保護素子である。このような保護素子によると、絶縁基板の両面の電極を、絶縁基板に穿設した透孔の内面に形成された導電層を介して接続することにより、リードの本数を低減することができ、部品点数の低減および接続工数の低減による原価低減ができる。
【００２０】
【発明を実施するための態様】
以下、本発明の実施態様について、図面を参照して説明する。
【実施態様１】
図１は本発明の第１実施態様の薄型抵抗体付きヒューズからなる保護素子Ａの縦断面図を示す。図２は同保護素子Ａの平面図、図３は正面図、図４は左側側面図、図５は絶縁キャップおよびフラックスを除去した平面図を示す。前記図１は図２におけるＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。図６ないし図１１は同保護素子Ａの各製造工程における絶縁基板の平面図ないし下面図を示し、図１２は絶縁キャップの下面斜視図を示す。
【００２１】
図１ないし図１２に示す保護素子Ａにおいて、１はアルミナセラミック，ガラスセラミック等よりなる矩形状の絶縁基板で、図６に示すようにその表面の長手方向の両端近傍でかつ中心軸より偏心した同一短手方向端部側に穿設された透孔２，３を有する。図７に示すように、この絶縁基板１の表面の両端部には、銀ペーストや銀−パラジウムペースト等よりなる導電ペーストを塗布焼成して３つの電極４，５，６が形成されている。ここで、前記電極４は前記透孔３を避けた領域に逆Ｌ字状に形成されており、前記電極５は前記透孔２を含む領域にＬ字状に形成されており、前記電極６は前記透孔３を含む領域に矩形状に形成されている。なお、これらの電極４，５，６のうち、電極４，５は後述する可溶合金用の電極であり、電極６は後述する抵抗体への中継用の電極である。なお、これらの電極４，５，６の形成工程で、前記透孔２，３の内面に導電ペーストを塗布焼成して導電層が形成されている。
【００２２】
図８に示すように、前記絶縁基板１の裏面の両端部には、銀ペーストや銀−パラジウムペースト等よりなる導電ペーストを塗布焼成して２つの抵抗体用の電極７，８が形成されている。一方の電極７は前記透孔２を含む領域に形成されており、他方の電極８は前記透孔３を含む領域に形成されている。そして、これらの電極７，８は、絶縁基板１の透孔２，３の内面に形成された導電層を介して、それぞれ絶縁基板１の表面の電極５，６と接続されている。
【００２３】
前記図８に示すように、前記絶縁基板１の裏面の電極７，８にまたがって、例えば酸化ルテニウムを含む抵抗ペーストを塗布焼成して抵抗体９が形成されている。そして、図９に示すように、絶縁基板１の裏面の電極７，８および抵抗体９を覆ってはんだレジスト，ガラス等よりなる絶縁膜１０が形成されている。
【００２４】
図１０に示すように、前記絶縁基板１の表面の電極４，５，６の上には、それぞれの電極と略同一形状でかつ若干小さい寸法のリード１１，１２，１３がはんだ１４，１５，１６により接続されている。ここでいう若干小さいとは、はんだ１４，１５，１６のフィレット形成代分程度をいう。前記電極４に接続されたリード１１の先端部は逆Ｌ字状の形状を有している。また、前記電極５に接続されたリード１２はＬ字状の形状を有しており、前記透孔２を覆うように接続されている。さらに、前記電極６に接続されたリード１３はストレート状で、かつ前記透孔３を覆うように接続されている。このリード１１，１２，１３の接続時に、前記各リード１１，１３を接続する溶融状態のはんだ１５，１６は、前記各透孔２，３を通って絶縁基板１の裏面に形成された電極７，８に達しており、したがって、絶縁基板１の表面の電極５と裏面の電極７、および表面の電極６と裏面の電極８との導電ペーストによる接続抵抗を低減することができる。
【００２５】
前記各リード１１，１２，１３は、各個別に成型したものを接続してもよいが、例えば平板状の銅またはニッケル等のフープ材料をプレス打ち抜き，エッチング等によりリードフレーム状に形成し、各リード１１，１２，１３の自由端部をそれぞれ電極４，５，６に接続後に、各リード１１，１２，１３の他端を連結一体化しているタイバー部（図示省略）を切断除去する方法を採用することにより、各リード１１，１２，１３の電極４，５，６上での位置決めが容易かつ確実になるという利点がある。なお、このタイバー部の切断は、後述する絶縁キャップ１９の固着封止前や固着封止後に実施してもよい。
【００２６】
図１１に示すように、前記リード１１，１２の内方端上面間には可溶合金１７が橋設されている。この可溶合金１７は、丸棒状のものでもよいが、丸棒状のものを圧潰した偏平状で断面が長円状のものや、平板状のものの方が保護素子Ａの低背化ができるので望ましい。この可溶合金１７のリード１１，１２への橋設は、溶接で行なうことができる。そして、この可溶合金１７の表面全面は、それよりも若干低い軟化点を有するフラックス１８によって被覆されている（図１および図５参照）。
【００２７】
図１および図２に示すように、前記フラックス１８の上方には、若干の隙間を保って、セラミック、ガラスセラミック、ガラス、樹脂等を成型してなる絶縁キャップ１９が封止樹脂２０により固着封止されている。
図１２は、前記絶縁キャップ１９の下面斜視図で、フラックス１８を覆うのに十分な形状寸法の天板部１９ａと、天板部１９ａ周辺部からの立ち下がり部１９ｂとを有し、特に、電極４，５およびリード１１，１２間の凹入した段差部分に対応する部分には、電極４，５およびリード１１，１２の総厚さ寸法に対応した突出寸法の突起部１９ｃを有する略箱形状のものである。
【００２８】
図３に示す正面図では、上記の絶縁キャップ１９を固着封止した状態がよく表れている。すなわち、前記絶縁キャップ１９の突起部１９ｃは、電極４，５およびリード１１，１２間に嵌合して、隙間なく封止樹脂２０により封止されている。
【００２９】
上記の保護素子Ａによれば、可溶合金１７がリード１１，１２の内方端の上面間に橋設されているので、リード１１，１２間の抵抗分には、電極４，５の抵抗値が無関係で無視できるため、保護素子Ａの内部抵抗を小さくできる。また、電極４，５の抵抗値を無視できるので、電極４，５を薄く形成することができ、高価な導電ペーストの使用量を低減して、原価低減ができる。
【００３０】
図１３は、上記の構成を有する保護素子Ａの等価回路図を示す。
すなわち、符号１１，１２，１３はそれぞれリード１１，１２，１３（ないしは電極４，５，６）を示し、符号７，８は電極７，８を示す。そして、リード１１，１２間にはヒューズＦ（可溶合金１７）が接続されており、電極７，８間にはヒータＨ（抵抗体９）が接続されている。ここで、電極５と７、および電極６と８とはそれぞれ絶縁基板１の透孔２，３に形成した導電層およびはんだ１５，１６を介して接続されているので、リード１１，１２間にヒューズＦ（可溶合金１７）が接続され、リード１２，１３間にはヒータＨ（抵抗体９）が接続されている。
【００３１】
次に、この保護素子Ａの使用方法例について説明する。
図１４は、上記保護素子Ａをリチウム電池の充電回路における過充電防止に応用した場合を示す回路図である。図１４において、２１，２２は直流電源端子で、２３，２４は負荷端子である。負荷端子２３，２４にはリチウム電池２５が接続されている。保護素子Ａのリード１２を直流電源端子２１に、リード１１をリチウム電池２５の正端子に接続するとともに、直流電源端子２２にリチウム電池２５の負端子を接続する。また、リチウム電池２５に並列にリチウム電池２５の充電端子電圧検出回路を構成する抵抗２６，２７の直列回路を接続し、保護素子Ａのリード１３をトランジスタ等のスイッチング素子２８の一端子（図示例ではコレクタ）に接続し、スイッチング素子２８の他端子（図示例ではエミッタ）を直流電源端子２２（リチウム電池２５の負端子）に接続する。そして、前記両抵抗２６，２７の接続点２９を、前記スイッチング素子２８の制御端子（図示例ではベース）に接続する。
【００３２】
次に、上記図１４のリチウム電池の充電回路における過充電防止動作について説明する。
まず、リチウム電池２５の充電開始直後は、その端子電圧が低いので、スイッチング素子２８の制御端子電圧は低く、したがって、このスイッチング素子２８はオフ状態に保持され、ヒューズＦ（可溶合金１７）を介して、リチウム電池２５が充電される。
充電によってリチウム電池２５の端子電圧が上昇して所定値になると、スイッチング素子２８の制御端子電圧がそのしきい値に達して、スイッチング素子２８が導通状態になる。すると、スイッチング素子２８を介してヒータＨ（抵抗体９）に通電され、ヒータＨ（抵抗体９）が発熱する。このヒータＨ（抵抗体９）の発熱により、ヒューズＦ（可溶合金１７）が強制的に溶断されて、リチウム電池２５の充電が停止され過充電が防止される。
【００３３】
【実施態様２】
図１５ないし図１８は本発明の第２実施態様の薄型抵抗付きヒューズからなる保護素子Ｂを示し、図１５は絶縁キャップおよびフラックスを除去した，すなわちフラックス塗布前の平面図、図１６は正面図、図１７は左側面図、図１８は絶縁キャップの下面斜視図を示す。
図１５ないし図１８において、図１ないし図８に示す第１実施態様の保護素子Ａと同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。本実施態様の保護素子Ｂが保護素子Ａと相違する点は、透孔３２，３３を穿設した絶縁基板３１の両端に形成した可溶合金用の電極３４，３５の形状と、リード４１，４２の形状と、絶縁キャップ４９の形状とにある。すなわち、保護素子Ａの電極４，５は逆Ｌ字状および矩形状であるのに対して、本実施態様の保護素子Ｂにおける電極３４，３５は、図１５から明らかなように、それぞれの内方端の幅寸法を小さくして、変形逆Ｌ字状およびＴ字状にしたものである。また、リード４１，４２は前記電極３４，３５の形状に倣ってリード４１，４２は変形逆逆Ｌ字状およびＴ字状に形成されており、これらの電極３４，３５およびリード４１，４２の形状の変更に伴って、絶縁キャップ４９の短手方向両端の立ち下がり部４９ｂから続く突出部４９ｃが、図１８から明らかなように、絶縁キャップ４９の長さ方向の全長にわたって形成されている。
【００３４】
上記の形状変更によって、電極３４，３５およびリード４１，４２と、絶縁キャップ４９との位置関係は、図１５から明らかなように、絶縁キャップ４９の突出部４９ｃは、電極３４，３５およびリード４１，４２を避けて絶縁基板３１に封止樹脂５０で固着封止されている。
【００３５】
この実施態様の保護素子Ｂにおいても、リード４１，４２の上に可溶合金１７を橋設しているので、前記同様の作用効果が得られるのみならず、絶縁キャップ４９の短手方向の両端の突出部４９ｃが絶縁キャップ４９の長手方向の全長にわたって形成されているので、絶縁キャップ４９の形状が単純化され、型の製作や絶縁キャップ４９の製作が容易になる特長がある。また、封止樹脂５０による絶縁キャップ４９の封止の確実性が向上し、信頼性も向上する。
【００３６】
【実施態様３】
図１９ないし図２２は、本発明の第３実施態様の薄型抵抗体付きヒューズからなる保護素子Ｃを示し、図１９は一部を断面で示した正面図、図２０は左側面図、図２１は下面図、図２２は絶縁キャップの下面斜視図を示す。
図１９ないし図２２において、図１ないし図１２に示す第１実施態様の保護素子Ａおよび図１５ないし図１８に示す第２実施態様の保護素子Ｂと同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。本実施態様の保護素子Ｃが上記保護素子Ａ，Ｂと相違する点は、絶縁キャップ６９にある。すなわち、絶縁キャップ６９は、その短手方向の内法寸法ａが絶縁基板１（３１）の短手方向の幅寸法と略同一で、かつ長手方向の長さ寸法ｂが絶縁基板１（３１）の長手方向の長さ寸法よりも大きく、かつ短手方向両端の立ち下がり部６９ｂおよび突出部６９ｃの総寸法ｃが、絶縁基板１（３１）、電極４，５（３４，３５）、リード１１，１２，１３（４１，４２，４３）、可溶合金１７、フラックス１８およびフラックス１８と絶縁キャップ間の適当な隙間、絶縁基板１（３１）の裏面側の電極７，８、抵抗体９および絶縁膜１０との総高さ寸法と同等以上の寸法に設定されており、かつ立ち下がり部６９ｂの途中に絶縁基板１（３１）を支持するための段部６９ｄが設けられていることである。
【００３７】
このような寸法形状の絶縁キャップ６９を用いれば、電極４，５（３４，３５）、リード１１，１２，１３（４１，４２，４３）、可溶合金１７、およびフラックス１８がすっぽりと絶縁キャップ６９によって覆われるのみならず、前記絶縁キャップ６９の段部６９ｄにより絶縁基板１（３１）が支持されるので、フラックス１８と絶縁キャップ６９の天板部６９ａの内面（下面）との間に、適当な隙間が容易かつ確実に形成される。ただし、第１，第２の実施態様の保護素子Ａ，Ｂと異なり、側面部が空いているので、封止樹脂７０により隙間を充填封止してある。
なお、本実施態様では、絶縁基板１（３１）と絶縁キャップ６９との隙間部分のみに封止樹脂７０を充填して封止する場合を示しているが、もし必要であれば、絶縁基板１（３１）の裏面側全体をも封止樹脂７０により充填封止してもよい。そのようにすれば、封止樹脂７０による封止作業が容易になる特長がある。また、もし必要ならば、この封止樹脂７０で抵抗体９の絶縁膜１０を兼用することにより、抵抗体９の上の（下面の）絶縁膜１０を省略することもできる。
【００３８】
この実施態様においても、リード１１，１２の上に可溶合金１７を橋設することによって、電極４，５の抵抗値が無視できるので、電極４，５を薄く形成することができ、効果な導電ペーストの使用量を低減して、原価低減を図ることができる。また、リード１１，１２と可溶合金１７との間の等価抵抗を低減することができ、等価抵抗に起因する発熱によってヒューズＦ（可溶合金１７）が誤溶融することがない。さらに、保護素子Ｃ全体としての外観形状が単純化されて、絶縁キャップ２１，４１に外力が作用しにくくなり、絶縁キャップ２１，４１の剥離が生じなくなるという特長がある。
【００３９】
なお、本発明の上記各実施態様は、特定の構造の保護素子について説明したが、本発明は上記実施態様に示した構造に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、各種の変形が可能であることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、上記各実施態様では絶縁基板１の裏面に形成した抵抗体９を絶縁膜１０で被覆保護する場合について説明したが、絶縁基板１の表面側に抵抗体用の電極７，８、抵抗体９および絶縁膜１０を形成することもできる。そのような場合、絶縁膜１０の上に可溶合金用の電極４，５（３４，３５）を形成し、この電極４，５（３４，３５）の上にリード１１，１２，１３（４１，４２，４３）を固着して、このリード１１，１２（４１，４２）の上に可溶合金１７を橋設することができる。
このように、抵抗体を可溶合金と同一面側に設ける場合は、絶縁基板１（３１）の透孔２，３（３２，３３）は不要である。
【００４１】
また、上記実施態様はいずれも、可溶合金１７と、通電発熱によりこの可溶合金１７を強制的に溶断させる抵抗体９とを具備する抵抗付きヒューズについて説明したが、絶縁基板１（３１）の裏面または表面の抵抗体用の電極７，８、抵抗体９および絶縁膜１０を省略するとともに、可溶合金１７として、所定の周囲温度に応答して溶断する可溶合金を用いた温度ヒューズと称される保護素子に実施してもよい。
この場合、絶縁基板１（３１）の透孔２，３（３２，３３）および抵抗体用の電極８と接続するための電極６も不要である。
【００４２】
また、上記実施態様では、可溶合金１７の直下に絶縁基板１の表面が露出している場合について説明したが、電極４，５（４４，４５）間に絶縁基板１（３１）よりも溶融した可溶合金１７の濡れ性が悪い材質よりなる絶縁層をこれら電極４，５（４４，４５）と同一厚さに形成してもよい。
そのような場合、可溶合金１７の溶融時に、溶融した可溶合金１７が前記絶縁層によってはじかれるために、溶断しやすくなるとともに球状化しやすくなり、溶断動作が迅速かつ確実になるという特長がある。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上のように、絶縁基板と、この絶縁基板上に離隔して形成された電極と、これらの電極上に固着されたリードと、これらのリードの上に固着接続された可溶合金と、この可溶合金を覆うフラックスと、フラックスの上を覆う絶縁封止材とを有することを特徴とする保護素子であるから、リードと可溶合金が直接固着接続されることによって、内部抵抗が減少し、内部抵抗に起因する発熱によって可溶合金が誤溶融することがない。また、内部抵抗に起因する電圧降下がないので、電子機器への供給電圧が低下することがない。さらに、電極の抵抗値を無視でき、電極を薄く形成できるので、高価な導電ペーストの使用量が低減でき、原価低減ができるといった各種の優れた作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａの縦断面図
【図２】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける平面図
【図３】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける正面図
【図４】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける左側面図
【図５】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける絶縁キャップおよびフラックスを除去した平面図
【図６】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける絶縁基板の平面図
【図７】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける可溶合金用電極形成後の絶縁基板の平面図
【図８】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける抵抗用電極および抵抗体形成後の絶縁基板の下面図
【図９】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける絶縁膜形成後の絶縁基板の下面図
【図１０】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおけるリード固着後の絶縁基板の平面図
【図１１】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける可溶合金橋設後の絶縁基板の平面図
【図１２】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける絶縁キャップの下面斜視図
【図１３】 本発明の第１実施態様の保護素子Ａにおける等価回路図
【図１４】 本発明の第１実施例の保護素子Ａを過充電防止回路として用いたリチウム電池の充電回路図
【図１５】 本発明の第２実施態様の保護素子Ｂにおけるリード固着後の絶縁基板の平面図
【図１６】 本発明の第２実施態様の保護素子Ｂにおける正面図
【図１７】 本発明の第２実施態様の保護素子Ｂにおける左側面図
【図１８】 本発明の第２実施態様の保護素子Ｂにおける絶縁キャップの下面斜視図
【図１９】 本発明の第３実施態様の保護素子Ｃにおける一部を断面で示した正面図
【図２０】 本発明の第３実施態様の保護素子Ｃにおける左側面図
【図２１】 本発明の第３実施態様の保護素子Ｃにおける下面図
【図２２】 本発明の第３実施態様の保護素子Ｃにおける絶縁キャップの下面斜視図
【図２３】 従来の薄型保護素子Ｄの縦断面図
【図２４】 従来の薄型保護素子Ｄにおけるフラックス塗布前の状態，すなわち絶縁キャップおよびフラックスを除去して内部構造が見えるようにした状態の平面図
【図２５】 従来の他の薄型保護素子Ｅの縦断面図
【図２６】 従来の他の薄型保護素子Ｅにおけるフラックス塗布前の状態，すなわち絶縁キャップおよびフラックスを除去して内部構造が見えるようにした状態の平面図
【符号の説明】
１、３１ 絶縁基板
２、３、３２、３３ 透孔
４、５、３４、３５ 可溶合金用の電極
６、３６ 中継用の電極
７、８ 抵抗体用の電極
９ 抵抗体
１０ 絶縁膜
１１、１２、１３、４１、４２、４３ リード
１４、１５、１６ はんだ
１７ 可溶合金
１８ フラックス
１９、４９，６９ 絶縁キャップ
１９ａ、４９ａ、６９ａ 天板部
１９ｂ、４９ｂ、６９ｂ 立ち下がり部
１９ｃ、４９ｂ、６９ｃ 突出部
２０、５０、７０ 封止樹脂
６９ｄ 段部

Claims (2)

1. 絶縁基板と、絶縁基板の表面の両端部に離隔して形成された電極と、これらの電極上に固着されたリードと、これらのリードの上に橋設された可溶合金と、この可溶合金を覆うフラックスと、前記可溶合金とフラックスを覆う封止樹脂により前記絶縁基板に固着封止された絶縁キャップとを具備し、前記絶縁キャップが天板部と、立ち下がり部と、前記リード間に対応する部分にリード厚さに対応する突出部とを有することを特徴とする保護素子。
2. 前記絶縁キャップは、その短手方向の内寸法が、前記絶縁基板の短手方向の幅寸法と略同一に形成され、前記立下り部および前記突出部の総寸法が、前記絶縁基板、電極、リード、可溶合金およびフラックスの総高さ寸法と同等以上に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の保護素子。

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