JP6621255B2 - 保護素子、ヒューズ素子 - Google Patents

Description

本発明は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時の自己発熱、あるいは発熱体の発熱により溶断し電流経路を遮断するヒューズエレメントを用いた保護素子、ヒューズ素子に関し、特に加熱環境に曝されてもヒューズエレメントの溶断特性のバラつきが抑制された保護素子、ヒューズ素子に関する。

従来、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にＡｇ電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。

しかし、上記既存のヒューズエレメントにおいては、リフローによる表面実装ができない、電流定格が低く、また大型化によって定格を上げると速断性に劣る、といった問題点が指摘されている。

また、リフロー実装用の速断ヒューズ素子を想定した場合、リフローの熱によって溶融しないように、一般的には、ヒューズエレメントには融点が３００℃以上のＰｂ入り高融点ハンダが溶断特性上好ましい。しかしながら、ＲｏＨＳ指令等においては、Ｐｂ含有ハンダの使用は、限定的に認められているに過ぎず、今後Ｐｂフリー化の要求は、強まるものと考えられる。

このような要請から、図１７に示すように、Ｐｂフリーハンダ等の低融点金属層１０１に銀や銅等の高融点金属層１０２が積層されたヒューズエレメント１００が用いられている。このようなヒューズエレメント１００によれば、リフローによる表面実装が可能でヒューズ素子への実装性に優れ、高融点金属被覆されていることで定格を上げて大電流に対応可能であり、さらに溶断時には低融点金属による高融点金属の溶食作用により速やかに電流経路を遮断することができる。

特開２０１３−２２９２９３号公報

ヒューズエレメント１００は、低融点金属層１０１にメッキ技術を用いて高融点金属層１０２を成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント１００は、例えば、長尺状のハンダ箔にＡｇメッキを施すことによりエレメントフィルムを製造し、使用時には、サイズに応じて切断することで、効率よく製造でき、また容易に用いることができる。

そして、ヒューズエレメント１００は、例えば図１８に示すように、絶縁基板１０３上に離間して形成された第１、第２の電極１０４，１０５間にわたって、接続用ハンダ１０６等の接続材料を介して接続されて、これにより第１、第２の電極１０４，１０５間を導通させる。ヒューズエレメント１００は、第１、第２の電極１０４，１０５上に接続用ハンダ１０６を介して搭載した後、リフロー炉を通すことにより効率よく実装することができる。

ここで、従来の低融点金属層１０１と高融点金属層１０２との積層構造からなるヒューズエレメント１００は、エレメントフィルムの切断面に高融点金属によって被覆された低融点金属が露出しているため、リフロー実装等の高温環境下において、溶融した接続用ハンダ１０６と触れることにより、その表面張力によって低融点金属が流出し、実使用時において、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまうなど、所定の溶断特性を維持することができなくなる恐れがある。

そこで、本発明は、リフロー実装等の高温環境に曝された場合によってもヒューズエレメントの変形を防止し、安定した溶断特性を維持することができる保護素子、ヒューズ素子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、発熱体と、絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記ヒューズエレメントは、上記露出面が絶縁体によって支持されているものである。
また、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、発熱体と、絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記第１、第２の電極に上記ヒューズエレメントを支持する支持部が設けられ、上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極間にわたって配置され、上記高融点金属層に被覆された被覆面の幅が上記支持部の幅よりも広いものである。
また、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、発熱体と、絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられているものである。

また、本発明に係るヒューズ素子は、絶縁基板と、絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記ヒューズエレメントは、上記露出面が絶縁体によって支持されているものである。
また、本発明に係るヒューズ素子は、絶縁基板と、絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記第１、第２の電極に上記ヒューズエレメントを支持する支持部が設けられ、上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極間にわたって配置され、上記高融点金属層に被覆された被覆面の幅が上記支持部の幅よりも広いものである。
また、本発明に係るヒューズ素子は、絶縁基板と、絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられているものである。

本発明によれば、ヒューズエレメントは、第１、第２の電極との間に間隙が形成されるとともに、低融点金属層が接続材料や第１、第２の電極に接触することがなく、高温環境下において、第１、第２の電極上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続材料の表面張力によって吸引されること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の外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

図１は、本発明が適用された保護素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図２は、ヒューズエレメントを示す斜視図である。 図３は、バッテリパックの回路構成の一例を示す回路図である。 図４は、保護素子の回路図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。 図５は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図６は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図７は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図８は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図９は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１０は、本発明が適用されたヒューズ素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１１は、ヒューズ素子の回路図であり、（Ａ）はヒューズエレメントの溶断前、（Ｂ）はヒューズエレメントの溶断後を示す。 図１２は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１３は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１４は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１５は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１６は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。 図１７は、低融点金属層が高融点金属層に被覆されたヒューズエレメントを示す断面図である。 図１８は、従来の保護素子を示す図であり、（Ａ）はカバー部材を省略して示す平面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ’断面図である。

以下、本発明が適用された保護素子及び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。

［保護素子の構成］
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、本発明が適用された保護素子１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に積層され、絶縁層１５に覆われた発熱体１４と、絶縁基板１１の両端に形成された第１の電極１２及び第２の電極１３と、絶縁層１５上に発熱体１４と重畳するように積層された発熱体引出電極１６と、両端が第１、第２の電極１２，１３にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極１６に接続されたヒューズエレメント１７とを備え、絶縁基板１１上に内部を保護するカバー部材１８が取り付けられている。

絶縁基板１１は、例えば、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、例えば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。

絶縁基板１１の相対向する両端部には、第１、第２の電極１２，１３が形成されている。第１、第２の電極１２，１３は、それぞれ、ＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成されている。また、第１、第２の電極１２，１３は、絶縁基板１１の表面１１ａより、キャスタレーションを介して裏面１１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａと連続されている。保護素子１０は、裏面１１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａが、保護素子１０が実装される外部回路基板に設けられた接続電極に接続されることにより、回路基板上に形成された電流経路の一部に組み込まれる。

発熱体１４は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、例えばニクロム、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等又はこれらを含む材料からなる。発熱体１４は、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ことができる。

また、保護素子１０は、発熱体１４を覆うように絶縁層１５が設けられ、この絶縁層１５を介して発熱体１４に対向するように発熱体引出電極１６が形成される。発熱体引出電極１６はヒューズエレメント１７が接続され、これにより発熱体１４は、絶縁層１５及び発熱体引出電極１６を介してヒューズエレメント１７と重畳される。絶縁層１５は、発熱体１４の保護及び絶縁を図るとともに、発熱体１４の熱を効率よくヒューズエレメント１７へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。なお、保護素子１０は、発熱体１４の熱を効率良くヒューズエレメント１７に伝えるために、発熱体１４と絶縁基板１１の間にも絶縁層１５を積層しても良い。

なお、保護素子１０は、発熱体１４を、第１、第２の電極１２，１３が形成された絶縁基板１１の表面１１ａと反対側の裏面１１ｂに形成してもよく、あるいは、絶縁基板１１の表面１１ａに第１、第２の電極１２，１３と隣接して形成してもよい。また、保護素子１０は、発熱体１４を、絶縁基板１１の内部に形成してもよい。

また、発熱体１４は、一端が発熱体引出電極１６と接続され、他端が発熱体電極１９と接続されている。発熱体引出電極１６は、絶縁基板１１の表面１１ａ上に形成されるとともに発熱体１４と接続された下層部１６ａと、発熱体１４と対向して絶縁層１５上に積層されるとともにヒューズエレメント１７と接続される上層部１６ｂとを有する。これにより、発熱体１４は、発熱体引出電極１６を介してヒューズエレメント１７と電気的に接続されている。なお、発熱体引出電極１６は、絶縁層１５を介して発熱体１４に対向配置されることにより、ヒューズエレメント１７を溶融させるとともに、溶融導体を凝集しやすくすることができる。

また、発熱体電極１９は、絶縁基板１１の表面１１ａ上に形成され、キャスタレーションを介して絶縁基板１１の裏面１１ｂに形成された発熱体給電電極１９ａと連続されている。

［ヒューズエレメント］
保護素子１０は、第１の電極１２から発熱体引出電極１６を介して第２の電極１３に跨ってヒューズエレメント１７が接続されている。ヒューズエレメント１７は、保護素子１０の可溶導体として用いられ、通常使用時には第１、第２の電極１２，１３間を導通させ、保護素子１０が組み込まれた外部回路の電流経路の一部を構成する。そして、ヒューズエレメント１７は、定格を超える電流が通電することによって自己発熱（ジュール熱）により溶断し、あるいは発熱体１４の発熱により溶断し、第１、第２の電極１２，１３間を遮断する。

ヒューズエレメント１７は、発熱体１４の発熱や自己発熱により速やかに溶断される材料からなり、低融点金属層２３と高融点金属層２４とが積層されてなる。低融点金属としては、Ｐｂフリーハンダなどのハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ａｇ、Ｃｕ又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、保護素子１０をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、ヒューズエレメント１７として溶断するに至らない。

図２に示すように、ヒューズエレメント１７は、内層を低融点金属とし、外層を高融点金属としてもよい。内層の低融点金属層２３の全表面を外層の高融点金属層２４で被覆した可溶導体を用いることにより、リフロー温度よりも融点の低い低融点金属を用いた場合でも、リフロー実装時に、内層の低融点金属の外部への流出を抑制することができる。また、溶断時も、内層の低融点金属が溶融することにより、外層の高融点金属を溶食（ハンダ食われ）し、速やかに溶断することができる。

ヒューズエレメント１７は、低融点金属層２３に高融点金属をメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント１７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エレメントフィルムを製造し、使用時には、サイズに応じて切断することで、効率よく製造でき、また容易に用いることができる。また、ヒューズエレメント１７は、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによって、低融点金属層２３と高融点金属層２４との積層体からなるエレメントフィルムを形成してもよい。

このようなヒューズエレメント１７は、エレメントフィルムを使用するサイズに切断することにより形成されることから、相対向する一対の端面（切断面）が、高融点金属層２４に囲まれた低融点金属層２３が露出する露出面２５とされている。また、ヒューズエレメント１７は、露出面２５と直交する相対向する一対の側面が、高融点金属層２４によって被覆された被覆面２６とされている。

また、ヒューズエレメント１７は、低融点金属層２３と、高融点金属層２４とが積層された積層構造としてもよい。また、低融点金属層２３と、高融点金属層２４とが交互に積層された４層以上の多層構造としてもよい。

また、ヒューズエレメント１７は、高融点金属の体積よりも低融点金属の体積を多くすることが好ましい。これにより、ヒューズエレメント１７は、効果的に高融点金属層の溶食による短時間での溶断を行うことができる。

ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３及び発熱体引出電極１６に設けられた接続用ハンダ２１を介して、リフローはんだ付けによって容易に接続することができる。

保護素子１０は、ヒューズエレメント１７が、絶縁層１５及び発熱体引出電極１６を介して、発熱体１４と重畳した位置に設けられることにより、発熱体１４が発した熱を効率よくヒューズエレメント１７に伝え、速やかに溶断させることができる。

なお、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、ヒューズエレメント１７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、ヒューズエレメント１７の体積が増加し、大型化されている。

ここで、ヒューズエレメント１７は、露出面２５より外方に露出されている低融点金属層２３が接続用ハンダ２１に触れないように配置されている。例えば、図１に示すように、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、第１、第２の電極１２，１３上に設けられた接続用ハンダ２１によって、露出面２５以外の領域が接続されている。これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３との間に間隙が形成されるとともに、露出面２５が接続用ハンダ２１や第１、第２の電極１２，１３に接触することがない。

このように、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３や接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、あるいは接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［フラックス］
また、保護素子１０は、ヒューズエレメント１７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、ヒューズエレメント１７の表面や裏面にフラックス２２をコーティングしてもよい。フラックス２２をコーティングすることにより、保護素子１０の実使用時において、ヒューズエレメント１７（例えばハンダ）の濡れ性を高めるとともに、ヒューズエレメント１７が溶解している間の酸化物を除去し、速溶断性を向上させることができる。

また、フラックス２２をコーティングすることにより、ヒューズエレメント１７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を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、ヒューズエレメント１７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。

なお、第１、第２の電極１２，１３、発熱体引出電極１６及び発熱体電極１９は、例えばＡｇやＣｕ等の導電パターンによって形成され、適宜、表面にＳｎメッキ、Ｎｉ／Ａｕメッキ、Ｎｉ／Ｐｄメッキ、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕメッキ等の保護層が形成されていることが好ましい。これにより、表面の酸化を防止するとともに、ヒューズエレメント１７の接続用ハンダ２１等の接続材料による第１、第２の電極１２，１３及び発熱体引出電極１６の浸食を抑制することができる。

［カバー部材］
また、保護素子１０は、ヒューズエレメント１７が設けられた絶縁基板１１の表面１１ａ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１７の飛散を防止するカバー部材１８が取り付けられている。カバー部材１８は、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。カバー部材１８は、絶縁基板１１の表面１１ａ上に絶縁性接着剤によって接続され、これにより、ヒューズエレメント１７を覆う。

このような保護素子１０は、発熱体給電電極１９ａ、発熱体電極１９、発熱体１４、発熱体引出電極１６、及びヒューズエレメント１７に至る発熱体１４への通電経路が形成される。また、保護素子１０は、発熱体電極１９が発熱体給電電極１９ａを介して発熱体１４に通電させる外部回路と接続され、当該外部回路によって発熱体電極１９とヒューズエレメント１７にわたる通電が制御される。

また、保護素子１０は、ヒューズエレメント１７が発熱体引出電極１６と接続されることにより、発熱体１４への通電経路の一部を構成する。したがって、保護素子１０は、ヒューズエレメント１７が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱体１４への通電経路も遮断されるため、発熱を停止させることができる。

［保護素子の使用方法］
次いで、これら保護素子１０の使用形態について説明する。保護素子１０は、図３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。

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。

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は、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。

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。

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。

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。

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。

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４（Ａ）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を介して第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａ間にわたって直列接続されたヒューズエレメント１７と、ヒューズエレメント１７の接続点を介して通電して発熱させることによってヒューズエレメント１７を溶融する発熱体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、ヒューズエレメント１７が第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａを介してバッテリパック３０の充放電電流経路上に直列接続され、発熱体１４が発熱体電極１９の発熱体給電電極１９ａを介して電流制御素子３７と接続される。保護素子１０の第１の外部接続電極１２ａはバッテリスタック３５の一方の開放端側に接続され、第２の外部接続電極１３ａはバッテリパック３０の正極端子３０ａ側に接続される。

［溶断工程］
このような回路構成からなる保護素子１０は、バッテリパック３０の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、バッテリパック３０に設けられた電流制御素子３７によって発熱体１４が通電、発熱される。これにより、保護素子１０は、発熱体１４の発熱により、バッテリパック３０の電流経路上に組み込まれたヒューズエレメント１７が溶融され、ヒューズエレメント１７の溶融導体が、濡れ性の高い発熱体引出電極１６及び第１、第２の電極１２，１３に引き寄せられることによりヒューズエレメント１７が溶断される。これにより、保護素子１０は、確実に第１の電極１２〜発熱体引出電極１６〜第２の電極１３の間を溶断させ（図４（Ｂ））、バッテリパック３０の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１７が溶断することにより、発熱体１４への給電も停止される。

なお、本発明の保護素子１０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。

［変形例１］
次いで、本発明が適用された保護素子の変形例について説明する。なお、以下の説明において、上述した保護素子１０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。

本発明が適用された保護素子は、ヒューズエレメント１７の露出面２５を、低融点金属に対する濡れ性を有しない材料によって支持してもよい。図５に示す保護素子５０は、ヒューズエレメント１７が第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、ヒューズエレメント１７の露出面２５を絶縁体５１によって支持している。絶縁体５１は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第１、第２の電極１２，１３上に印刷等により形成することができる。絶縁体５１は、第１、第２の電極１２，１３上に配置されるヒューズエレメント１７の露出面２５の延在方向に沿って形成される。

露出面２５を絶縁体５１に支持することにより、ヒューズエレメント１７は、リフロー工程等の高温環境下において、接続用ハンダ２１が溶融し第１、第２の電極１２，１３上を濡れ広がった場合にも、絶縁体５１によって堰き止められ、ヒューズエレメント１７の露出面２５に溶融ハンダが接触することが防止される。また、ヒューズエレメント１７は、リフロー工程等の高温環境下において、絶縁体５１によって露出面２５から露出されている低融点金属が第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、接続用ハンダ２１と接触することが防止される。

したがって、ヒューズエレメント１７は、低融点金属が溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されることを防止することができ、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［変形例２］
また、本発明が適用された保護素子は、図６に示すように、ヒューズエレメント１７の露出面２５を第１、第２の電極１２，１３外に張り出させてもよい。図６に示す保護素子６０は、第１、第２の電極１２，１３を絶縁基板１１の両側縁より内側に位置するように狭小化させるとともに、導電スルーホール６１を介して絶縁基板１１の裏面１１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａと接続されている。そして、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、露出面２５が第１、第２の電極１２，１３外に張り出すことにより、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。

これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３や接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、あるいは接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［変形例３］
また、本発明が適用された保護素子は、図７に示すように、ヒューズエレメント１７の露出面２５を第１、第２の電極１２，１３間にわたって配置するとともに、高融点金属層２４に被覆された被覆面２６の幅が第１、第２の電極１２，１３に設けられた支持部の幅よりも広くしてもよい。図７に示す保護素子７０は、第１、第２の電極１２，１３に、接続用ハンダ２１が設けられるとともにヒューズエレメント１７を支持する支持部７１が絶縁基板１１の内側に向かって張り出し形成されている。また、保護素子７０は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側にヒューズエレメント１７の被覆面２６が向けられる。

さらに、保護素子７０は、ヒューズエレメント１７が搭載される発熱体引出電極１６上に絶縁層７２が形成されている。絶縁層７２は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、発熱体引出電極１６上に印刷等により形成することができる。ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁層７２に支持される。

ヒューズエレメント１７は、被覆面２６の幅が第１、第２の電極１２，１３の支持部７１の幅よりも広く形成されることにより、被覆面２６の両端と連続する露出面２５が第１、第２の電極１２，１３の支持部７１外に張り出し、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。また、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁層７２に支持されることにより、発熱体引出電極１６及び発熱体引出電極１６上に設けられた接続用ハンダ２１と隔離されている。

これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙、絶縁層７２）によって第１、第２の電極１２，１３、発熱体引出電極１６及び接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３や発熱体引出電極１６上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

なお、保護素子７０は、第１、第２の電極１２，１３上に、溶融した接続用ハンダ２１の流動を規制する規制壁７３を形成することが好ましい。規制壁７３は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第１、第２の電極１２，１３上に印刷等により形成することができる。規制壁７３を設けることにより、溶融した接続用ハンダ２１が第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａまで濡れ広がり、外部回路基板との接続用ハンダと接触することが防止され、保護素子７０と外部回路基板との接続性を維持することができる。

また、保護素子７０は、第１、第２の電極１２，１３に被覆面２６より幅の狭い支持部７１を設ける他、被覆面２６より幅の狭い第１、第２の電極１２，１３を形成してもよい。

［変形例４］
また、本発明が適用された保護素子は、図８に示すように、ヒューズエレメント１７の露出面２５と接続用ハンダ２１との間に、溶融した接続用ハンダ２１の流動を規制する遮蔽壁を設けてもよい。図８に示す保護素子８０は、第１、第２の電極１２，１３に、接続用ハンダ２１が設けられるとともに、第１の遮蔽壁８１が設けられている。第１の遮蔽壁８１は、溶融した接続用ハンダ２１の流動を規制するものであり、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第１、第２の電極１２，１３上に印刷等により形成することができる。第１の遮蔽壁８１は、第１、第２の電極１２，１３上に配置されるヒューズエレメント１７の露出面２５の延在方向に沿って形成される。

また、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、露出面２５が接続用ハンダ２１及び第１の遮蔽壁８１外に張り出すことにより、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。

これにより、保護素子８０は、第１の遮蔽壁８１によってヒューズエレメント１７の露出面２５と接続用ハンダ２１とが隔てられる。したがって、保護素子８０は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した接続用ハンダ２１の流動が第１の遮蔽壁８１によって堰き止められ、露出面２５から露出されている低融点金属と接続用ハンダ２１とが接触することにより、接続用ハンダ２１の表面張力によって低融点金属が吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

また、保護素子８０は、ヒューズエレメント１７の露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されている。したがって、保護素子８０は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、ヒューズエレメント１７の外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

なお、保護素子８０は、図９に示すように、ヒューズエレメントの露出面２５の先に第２の遮蔽壁８２を設け、露出面２５を第１、第２の遮蔽壁８１，８２によって囲むようにしてもよい。第２の遮蔽壁８２は、第１の遮蔽壁８１と同じ材料を用いて同様に形成することができる。

露出面２５を第１、第２の遮蔽壁８１，８２によって囲むことにより、保護素子８０は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した低融点金属の流動を規制し、ヒューズエレメント１７の変形を抑制することができる。また、保護素子８０は、第２の遮蔽壁８２を設けることにより、外部回路基板の接続電極に設けられた接続用ハンダがキャスタレーションを介して第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がってきた場合にも、第２の遮蔽壁８２で堰き止め、露出面２５の低融点金属と接触することを防止することができる。

［ヒューズ素子］
次いで、本発明が適用されたヒューズ素子について説明する。なお、以下の説明において、上述した保護素子１０，５０，６０，７０，８０と同様の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。図１０に示すように、本発明が適用されたヒューズ素子９０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の両端に形成された第１の電極１２及び第２の電極１３と、両端が第１、第２の電極１２，１３にそれぞれ接続され、第１、第２の電極１２，１３間を導通させるヒューズエレメント１７とを備え、絶縁基板１１上に内部を保護するカバー部材１８が取り付けられている。

そして、ヒューズ素子９０は、上述した保護素子１０と同様に、ヒューズエレメント１７が第１、第２の電極１２，１３に設けられた接続用ハンダ２１を介して接続されている。ヒューズエレメント１７は、リフローはんだ付けによって第１、第２の電極１２，１３間にわたって容易に接続することができる。

ヒューズ素子９０においても、ヒューズエレメント１７は、露出面２５より外方に露出されている低融点金属層２３が接続用ハンダ２１に触れないように配置されている。例えば、図１０に示すように、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、第１、第２の電極１２，１３上に設けられた接続用ハンダ２１によって、露出面２５以外の領域が接続されている。これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３との間に間隙が形成されるとともに、露出面２５が接続用ハンダ２１や第１、第２の電極１２，１３に接触することがない。

このように、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３や接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［回路構成］
このようなヒューズ素子９０は、図１１（Ａ）に示す回路構成を有する。ヒューズ素子９０は、第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａを介して外部回路に実装されることにより、当該外部回路の電流経路上に組み込まれる。ヒューズ素子９０は、ヒューズエレメント１７に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、ヒューズ素子９０は、定格を超える過電流が通電するとヒューズエレメント１７が自己発熱によって溶断し、第１、第２の電極１２，１３間を遮断することにより、当該外部回路の電流経路を遮断する（図１１（Ｂ））。

［変形例５］
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、ヒューズエレメント１７の露出面２５を、低融点金属に対する濡れ性を有しない材料によって支持してもよい。図１２に示すヒューズ素子９１は、ヒューズエレメント１７が第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、ヒューズエレメント１７の露出面２５を絶縁体５１によって支持している。

露出面２５を絶縁体５１に支持することにより、ヒューズエレメント１７は、リフロー工程等の高温環境下において、接続用ハンダ２１が溶融し第１、第２の電極１２，１３上を濡れ広がった場合にも、絶縁体５１によって堰き止められ、ヒューズエレメント１７の露出面２５に溶融ハンダが接触することが防止される。また、ヒューズエレメント１７は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、溶融した接続用ハンダ２１と接触することが防止される。

したがって、ヒューズエレメント１７は、低融点金属が接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されることを防止することができ、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［変形例６］
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、ヒューズエレメント１７の露出面２５を第１、第２の電極１２，１３外に張り出させてもよい。図１３に示すヒューズ素子９２は、第１、第２の電極１２，１３を絶縁基板１１の両側縁より内側に位置するように狭小化させるとともに、導電スルーホール６１を介して絶縁基板１１の裏面１１ｂに形成された第１、第２の外部接続電極１２ａ，１３ａと接続されている。そして、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、露出面２５が第１、第２の電極１２，１３外に張り出すことにより、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。

これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３や接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

［変形例７］
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、図１４に示すように、ヒューズエレメント１７の露出面２５を第１、第２の電極１２，１３間にわたって配置するとともに、高融点金属層２４に被覆された被覆面２６の幅が第１、第２の電極１２，１３の支持部の幅よりも広くしてもよい。図１４に示すヒューズ素子９３は、第１、第２の電極１２，１３に、接続用ハンダ２１が設けられるとともにヒューズエレメント１７を支持する支持部７１が絶縁基板１１の内側に向かって張り出し形成されている。また、保護素子７０は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側にヒューズエレメント１７の被覆面２６が向けられる。

ヒューズエレメント１７は、被覆面２６の幅が第１、第２の電極１２，１３の幅よりも広く形成されることにより、被覆面２６の両端と連続する露出面２５が第１、第２の電極１２，１３の支持部７１外に張り出し、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。

これにより、ヒューズエレメント１７は、露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

なお、ヒューズ素子９３は、第１、第２の電極１２，１３上に、溶融した接続用ハンダ２１の流動を規制する規制壁７３を形成することが好ましい。また、ヒューズ素子９３は、第１、第２の電極１２，１３に被覆面２６より幅の狭い支持部７１を設ける他、被覆面２６より幅の狭い第１、第２の電極１２，１３を形成してもよい。

［変形例８］
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、図１５に示すように、ヒューズエレメント１７の露出面２５と接続用ハンダ２１との間に、溶融した接続用ハンダ２１の流動を規制する遮蔽壁を設けてもよい。図１５に示すヒューズ素子９４は、第１、第２の電極１２，１３に、接続用ハンダ２１が設けられるとともに、第１の遮蔽壁８１が設けられている。

また、ヒューズエレメント１７は、第１、第２の電極１２，１３間にわたる通電方向の両側に露出面２５が向けられるとともに、露出面２５が接続用ハンダ２１及び第１の遮蔽壁８１外に張り出すことにより、露出面２５と第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１との間に間隙が形成される。

これにより、ヒューズ素子９４は、第１の遮蔽壁８１によってヒューズエレメント１７の露出面２５と接続用ハンダ２１とが隔てられる。したがって、ヒューズ素子９４は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した接続用ハンダ２１の流動が第１の遮蔽壁８１によって堰き止められ、露出面２５から露出されている低融点金属と接続用ハンダ２１とが接触することにより、溶融した接続用ハンダ２１の表面張力によって低融点金属が吸引されること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１７は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

また、ヒューズ素子９４は、ヒューズエレメント１７の露出面２５が絶縁体（間隙）によって第１、第２の電極１２，１３及び接続用ハンダ２１といった導電体と隔離されている。したがって、ヒューズ素子９４は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面２５から露出されている低融点金属が、第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がり、ヒューズエレメント１７の外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。

なお、ヒューズ素子９４は、図１６に示すように、ヒューズエレメントの露出面２５の先に第２の遮蔽壁８２を設け、露出面２５を第１、第２の遮蔽壁８１，８２によって囲むようにしてもよい。第２の遮蔽壁８２は、第１の遮蔽壁８１と同じ材料を用いて同様に形成することができる。露出面２５を第１、第２の遮蔽壁８１，８２によって囲むことにより、ヒューズ素子９４は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した低融点金属の流動を規制し、ヒューズエレメント１７の変形を抑制することができる。また、ヒューズ素子９４は、第２の遮蔽壁８２を設けることにより、外部回路基板の接続電極に設けられた接続用ハンダがキャスタレーションを介して第１、第２の電極１２，１３上に濡れ広がってきた場合にも、第２の遮蔽壁８２で堰き止め、露出面２５の低融点金属と接触することを防止することができる。

１０ 保護素子、１１ 絶縁基板、１２ 第１の電極、１３ 第２の電極、１４ 発熱体、１５ 絶縁層、１６ 発熱体引出電極、１７ ヒューズエレメント、１８ カバー部材、１９ 発熱体電極、２１ 接続用ハンダ、２２ フラックス、２３ 低融点金属層、２４ 高融点金属層、２５ 露出面、２６ 被覆面、３０ バッテリパック、３１〜３４ バッテリセル、３５ バッテリスタック、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、５０ 保護素子、５１ 絶縁体、６０ 保護素子、６１ 導電スルーホール、７０ 保護素子、７１ 支持部、７２ 絶縁層、８０ 保護素子、８１ 第１の遮蔽壁、８２ 第２の遮蔽壁、９０〜９４ ヒューズ素子

Claims (14)

1. 絶縁基板と、
   発熱体と、
   絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、
   両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
   上記ヒューズエレメントは、上記露出面が絶縁体によって支持されている保護素子。
2. 絶縁基板と、
   発熱体と、
   絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、
   両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
   上記第１、第２の電極に上記ヒューズエレメントを支持する支持部が設けられ、
   上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極間にわたって配置され、上記高融点金属層に被覆された被覆面の幅が上記支持部の幅よりも広い保護素子。
3. 絶縁基板と、
   発熱体と、
   絶縁基板に形成された第１の電極及び第２の電極と、
   両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
   上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられている保護素子。
4. 上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記遮蔽壁によって囲まれている請求項３記載の保護素子。
5. 上記ヒューズエレメントは、上記接続材料によって上記露出面以外の領域が接続されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護素子。
6. 上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極外に張り出す請求項１〜５のいずれか１項に記載の保護素子。
7. 上記接続材料はハンダである請求項１〜６のいずれか１項に記載の保護素子。
8. 絶縁基板と、
   絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、
   両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
   上記ヒューズエレメントは、上記露出面が絶縁体によって支持されているヒューズ素子。
9. 絶縁基板と、
   絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、
   両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
   上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
   上記第１、第２の電極に上記ヒューズエレメントを支持する支持部が設けられ、
   上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極間にわたって配置され、上記高融点金属層に被覆された被覆面の幅が上記支持部の幅よりも広いヒューズ素子。
10. 絶縁基板と、
    絶縁基板の両端に形成された第１の電極及び第２の電極と、
    両端が第１、第２の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントとを備え、
    上記ヒューズエレメントは、低融点金属層と高融点金属層とが積層され、上記低融点金属層が上記接続材料に触れないように配置され、
    上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面が上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
    上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられているヒューズ素子。
11. 上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記遮蔽壁によって囲まれている請求項１０記載のヒューズ素子。
12. 上記ヒューズエレメントは、上記接続材料によって上記露出面以外の領域が接続されている請求項８〜１１のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
13. 上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記第１、第２の電極外に張り出す請求項８〜１２のいずれか１項に記載のヒューズ素子。
14. 上記接続材料はハンダである請求項８〜１３のいずれか１項に記載のヒューズ素子。

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