本申請(qǐng)是如下發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng):
發(fā)明名稱:保護(hù)元件;申請(qǐng)?zhí)枺?01380017716.6;申請(qǐng)日:2013年3月27日。
本發(fā)明涉及通過(guò)熔斷電流路徑來(lái)停止對(duì)連接到電流路徑上的電池的充電,并抑制電池的熱失控的保護(hù)元件。本申請(qǐng)以在日本于2012年3月29日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柼卦?012-076928、2012年12月25日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柼卦?012-281452、以及2013年1月21日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柼卦?013-008302為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)通過(guò)參照而引用于本申請(qǐng)中。
背景技術(shù):
能夠充電而反復(fù)利用的2次電池的多數(shù)加工成電池組而提供給用戶。特別是,在重量能量密度高的鋰離子2次電池中,為了確保用戶及電子設(shè)備的安全,一般而言,將過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)等一些保護(hù)電路內(nèi)置于電池組,具有在既定的情況下將電池組的輸出截?cái)嗟墓δ堋?/p>
通過(guò)使用內(nèi)置于電池組的fet開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行輸出的導(dǎo)通/截止(on/off),從而進(jìn)行電池組的過(guò)充電保護(hù)或過(guò)放電保護(hù)動(dòng)作。然而,在由于某些原因而導(dǎo)致fet開(kāi)關(guān)短路破壞的情況下,在施加雷電沖擊等而導(dǎo)致瞬間的大電流流動(dòng)的情況下,或者,在取決于電池單元的壽命而使輸出電壓異常地下降或相反地輸出過(guò)大異常電壓的情況下,也必須保護(hù)電池組或電子設(shè)備免于起火等事故。于是,無(wú)論在這樣的能夠假設(shè)的怎樣的異常狀態(tài)下,為了將電池單元的輸出安全地截?cái)啵际褂糜删哂懈鶕?jù)來(lái)自外部的信號(hào)而將電流路徑截?cái)嗟墓δ艿娜劢z元件構(gòu)成的保護(hù)元件。
作為這樣的面向鋰離子2次電池等的保護(hù)電路的保護(hù)元件,如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載,一般使用這樣的結(jié)構(gòu):在保護(hù)元件內(nèi)部具有發(fā)熱體,由該發(fā)熱體將電流路徑上的可熔導(dǎo)體熔斷。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-003665號(hào)公報(bào);
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2004-185960號(hào)公報(bào);
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2012-003878號(hào)公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
在如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的保護(hù)元件中,采用了回流安裝的情況下,一般對(duì)可熔導(dǎo)體采用熔點(diǎn)為300℃以上的加pb高熔點(diǎn)焊錫,使得不會(huì)被回流的熱熔化。然而,在rohs指令等中,只是認(rèn)為要限制含鉛焊錫的使用,因此認(rèn)為今后越來(lái)越要求無(wú)鉛化。
在此,“焊錫腐蝕”和“熔蝕現(xiàn)象”一直以來(lái)作為電子部件等的au鍍層、ag鍍層熔出到熔化的焊錫內(nèi)的現(xiàn)象而為人所知,而專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了利用該現(xiàn)象來(lái)對(duì)應(yīng)無(wú)鉛焊錫材料的保護(hù)元件。但是,如專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載,對(duì)絕緣層密合配置高熔點(diǎn)金屬層的結(jié)構(gòu)中,只是高熔點(diǎn)金屬層因低熔點(diǎn)金屬層的熔化而出現(xiàn)熔蝕現(xiàn)象,存在有時(shí)不能完全截?cái)嚯娐返膯?wèn)題。此外,要可靠地熔斷可熔導(dǎo)體時(shí),優(yōu)選在高熔點(diǎn)金屬層等形成縫隙及膜厚臺(tái)階差等,但是存在增加用于形成縫隙及膜厚臺(tái)階差的工序這一問(wèn)題(例如,參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。
因此,本發(fā)明的目的在于,利用高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體,實(shí)現(xiàn)可無(wú)鉛化的保護(hù)元件。
用于解決課題的方案
作為解決上述課題的方案,本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋發(fā)熱體的方式層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有絕緣部件的絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,以與發(fā)熱體重疊的方式層疊在絕緣部件上,并且在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由高熔點(diǎn)金屬層與低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成,低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
優(yōu)選低熔點(diǎn)金屬層由無(wú)鉛焊錫構(gòu)成,高熔點(diǎn)金屬層由以ag或cu為主成分的金屬構(gòu)成。
此外,優(yōu)選使低熔點(diǎn)金屬層的體積大于高熔點(diǎn)金屬層的體積。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋發(fā)熱體的方式層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有絕緣部件的絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋上述發(fā)熱體的方式層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有絕緣部件的絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及多個(gè)可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,內(nèi)置于絕緣基板的內(nèi)部;第1和第2電極,層疊在絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在絕緣基板的與層疊有發(fā)熱體的面的相反面;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在絕緣基板的層疊有發(fā)熱體的同一面;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;第1和第2電極,層疊在絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,層疊在第1和第2電極之間的電流路徑上;發(fā)熱元件,以電連接的方式搭載于發(fā)熱體引出電極;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)發(fā)熱元件的加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋發(fā)熱體的方式層疊在絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有絕緣部件的絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在第1和第2電極之間的電流路徑上與發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從發(fā)熱體引出電極層疊到第1和第2電極,通過(guò)加熱而熔斷第1電極與第2電極之間的電流路徑。并且,可熔導(dǎo)體由高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成,并且經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬分別與第1電極、第2電極及發(fā)熱體引出電極連接。低熔點(diǎn)金屬層因發(fā)熱體產(chǎn)生的熱而熔化,從而浸蝕由高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的可熔導(dǎo)體,并且被吸引到低熔點(diǎn)金屬的濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋上述發(fā)熱體的方式層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有上述絕緣部件的上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,以與上述發(fā)熱體重疊的方式層疊在上述絕緣部件上,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
其中,優(yōu)選上述高熔點(diǎn)金屬層具有比含鉛焊錫高的導(dǎo)熱性。
其中,優(yōu)選在上述可熔導(dǎo)體的兩端,在與上述第1和第2電極連接的部分具有焊錫的滯留部。
其中,優(yōu)選是用回流爐進(jìn)行基板安裝的保護(hù)元件,上述低熔點(diǎn)金屬層的熔點(diǎn)比上述回流爐的溫度低。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層由無(wú)鉛焊錫構(gòu)成,上述高熔點(diǎn)金屬層由ag或者cu或以ag或者cu為主成分的金屬構(gòu)成。
其中,優(yōu)選在與上述第1和第2電極以及上述發(fā)熱體引出電極連接的位置中,上述可熔導(dǎo)體以低熔點(diǎn)金屬連接。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為高熔點(diǎn)金屬層、外層為低熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層以至少貫通一部分的上述高熔點(diǎn)金屬層的方式形成。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是上層為高熔點(diǎn)金屬層、下層為低熔點(diǎn)金屬層的2層結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選在上述第1和第2電極以及上述發(fā)熱體引出電極的表面,實(shí)施有ni/au鍍層、ni/pd鍍層或ni/pd/au鍍層的任一種鍍層處理。
其中,優(yōu)選在上述發(fā)熱體與上述絕緣基板之間設(shè)有絕緣部件層。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層的體積一方大于上述高熔點(diǎn)金屬層的體積。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu),成為內(nèi)層的上述低熔點(diǎn)金屬層的整個(gè)面被上述高熔點(diǎn)金屬層包覆。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu),在上述第1和第2電極上經(jīng)由導(dǎo)電性膏連接。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu),在上述第1和第2電極上通過(guò)焊接連接。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu),在成為內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層的表面包覆有上述高熔點(diǎn)金屬層,在該高熔點(diǎn)金屬層的表面包覆有第2低熔點(diǎn)金屬層。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu),上述低熔點(diǎn)金屬層與上述高熔點(diǎn)金屬層的層厚比為2.1∶1~100∶1。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋上述發(fā)熱體的方式層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有上述絕緣部件的上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋上述發(fā)熱體的方式層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有上述絕緣部件的上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及多個(gè)可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
其中,優(yōu)選層疊有上述多個(gè)可熔導(dǎo)體的上述發(fā)熱體引出電極,在上述多個(gè)可熔導(dǎo)體的可熔導(dǎo)體間形成有絕緣層。
其中,優(yōu)選上述發(fā)熱體引出電極形成為上述多個(gè)可熔導(dǎo)體之間的部分的寬度窄于層疊有上述多個(gè)可熔導(dǎo)體的部分的寬度。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,內(nèi)置于上述絕緣基板的內(nèi)部;第1和第2電極,層疊在上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在上述絕緣基板的層疊有上述發(fā)熱體的面的相反面;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在上述絕緣基板的層疊有上述發(fā)熱體的同一面;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)發(fā)熱體的加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;第1和第2電極,層疊在上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,層疊在上述第1和第2電極之間的電流路徑上;發(fā)熱元件,以與上述發(fā)熱體引出電極電連接的方式搭載;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)發(fā)熱元件的加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由至少包含高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成。
其中,優(yōu)選上述高熔點(diǎn)金屬層具有比含鉛焊錫高的導(dǎo)熱性。
其中,優(yōu)選在上述可熔導(dǎo)體的兩端,在與上述第1和第2電極連接的部分具有焊錫的滯留部。
其中,優(yōu)選是用回流爐進(jìn)行基板安裝的保護(hù)元件,上述低熔點(diǎn)金屬層的熔點(diǎn)比上述回流爐的溫度低。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層由無(wú)鉛焊錫構(gòu)成,上述高熔點(diǎn)金屬層由ag或者cu或以ag或者cu為主成分的金屬構(gòu)成。
其中,優(yōu)選在上述高熔點(diǎn)金屬層的表面,形成有au或以au為主成分的被膜。
其中,優(yōu)選在連接到上述第1和第2電極以及上述發(fā)熱體引出電極的位置,上述可熔導(dǎo)體以低熔點(diǎn)金屬連接。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為高熔點(diǎn)金屬層、外層為低熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層以至少貫通一部分的上述高熔點(diǎn)金屬層的方式形成。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層、外層為高熔點(diǎn)金屬層的包覆結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選上述高熔點(diǎn)金屬層在表面具有開(kāi)口,露出有上述低熔點(diǎn)金屬層。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是上層為高熔點(diǎn)金屬層、下層為低熔點(diǎn)金屬層的2層結(jié)構(gòu)。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是上層為低熔點(diǎn)金屬層、下層為高熔點(diǎn)金屬層的2層層疊體。
其中,優(yōu)選上述可熔導(dǎo)體是將上述高熔點(diǎn)金屬層、上述低熔點(diǎn)金屬層交互地層疊4層以上而形成。
其中,優(yōu)選在上述第1和第2電極以及上述發(fā)熱體引出電極的表面,實(shí)施有ni/au鍍層、ni/pd鍍層或ni/pd/au鍍層的任一種鍍層處理。
其中,優(yōu)選在上述發(fā)熱體與上述絕緣基板之間設(shè)有絕緣部件層。
其中,優(yōu)選上述低熔點(diǎn)金屬層的體積一方大于上述高熔點(diǎn)金屬層的體積。
本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的保護(hù)元件,其特征在于,包括:絕緣基板;發(fā)熱體,層疊在上述絕緣基板;絕緣部件,以至少覆蓋上述發(fā)熱體的方式層疊在上述絕緣基板;第1和第2電極,層疊在層疊有上述絕緣部件的上述絕緣基板;發(fā)熱體引出電極,在上述第1和第2電極之間的電流路徑上與該發(fā)熱體電連接;以及可熔導(dǎo)體,從上述發(fā)熱體引出電極到上述第1和第2電極地層疊,通過(guò)加熱而熔斷該第1電極與該第2電極之間的電流路徑,上述可熔導(dǎo)體由高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成,經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬分別與上述第1電極、上述第2電極、及上述發(fā)熱體引出電極連接。
發(fā)明效果
在本發(fā)明的保護(hù)元件中,通過(guò)加熱由高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的層疊體構(gòu)成的可熔導(dǎo)體,以發(fā)熱體產(chǎn)生的熱熔化低熔點(diǎn)金屬層,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層,并且被吸引到濕潤(rùn)性高的第1和第2電極以及發(fā)熱體引出電極側(cè)而熔斷,因此能夠可靠地進(jìn)行熔斷。此外,由于具有可熔導(dǎo)體,可知本發(fā)明的保護(hù)元件還能作為普通的電流熔絲發(fā)揮功能,能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧外部信號(hào)及過(guò)電流中的電流路徑截?cái)唷?/p>
此外,低熔點(diǎn)金屬層由無(wú)鉛焊錫構(gòu)成,高熔點(diǎn)金屬層由以ag或cu為主成分的金屬構(gòu)成,因此能夠?qū)?yīng)無(wú)鉛。
由于低熔點(diǎn)金屬層的體積大于高熔點(diǎn)金屬層的體積,所以能夠有效果地發(fā)揮高熔點(diǎn)金屬層的浸蝕作用。
附圖說(shuō)明
圖1中圖1a是適用本發(fā)明的保護(hù)元件的平面圖;圖1b是圖1a的a-a’部的截面圖;
圖2是適用本發(fā)明的保護(hù)元件的應(yīng)用例的框圖;
圖3是示出適用本發(fā)明的保護(hù)元件的電路構(gòu)成例的圖;
圖4是公知例(日本特開(kāi)2004-185960號(hào)公報(bào))的保護(hù)元件的截面圖;
圖5是用于說(shuō)明適用本發(fā)明的保護(hù)元件的動(dòng)作的概念性平面圖;圖5a是示出保護(hù)元件的動(dòng)作即將開(kāi)始前或剛開(kāi)始動(dòng)作后的平面圖;圖5b是示出因加熱動(dòng)作而熱源近旁的低熔點(diǎn)金屬層熔化而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層的樣子的平面圖;圖5c是示出高熔點(diǎn)金屬層被浸蝕的狀況的平面圖;圖5d是示出低熔點(diǎn)金屬層被電極及發(fā)熱體引出電極吸引的狀態(tài)的平面圖;
圖6中圖6a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖6b是圖6a的a-a’部的截面圖;
圖7中圖7a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖7b是圖7a的a-a’部的截面圖;
圖8中圖8a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖8b是圖8a的a-a’部的截面圖;
圖9是用于說(shuō)明圖8的變形例所涉及的保護(hù)元件的動(dòng)作的概念性平面圖;圖9a是示出保護(hù)元件的即將開(kāi)始動(dòng)作前或剛開(kāi)始動(dòng)作后的平面圖;圖9b是示出因加熱動(dòng)作而熱源近旁的低熔點(diǎn)金屬層熔化,從而浸蝕高熔點(diǎn)金屬層的樣子的平面圖;圖9c是求出高熔點(diǎn)金屬層被浸蝕的狀況的平面圖;圖9d是示出低熔點(diǎn)金屬層被電極及發(fā)熱體引出電極吸引的狀態(tài)的平面圖;
圖10是示出構(gòu)成不同形狀的可熔導(dǎo)體的例子的立體圖;圖10a是形成為角形(方形)狀的例子,圖10b示出形成為圓線狀的例子;
圖11中圖11a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖11b是圖11a的a-a’部的截面圖;
圖12中圖12a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖12b是圖12a的a-a’部的截面圖;
圖13中圖13a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖13b是圖13a的a-a’部的截面圖;
圖14中圖14a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖14b是圖14a的a-a’部的截面圖;
圖15中圖15a是示出本發(fā)明的保護(hù)元件的實(shí)施方式中的一個(gè)變形例的平面圖;圖15b是圖15a圖的a-a’部的截面圖;
圖16是示出將發(fā)熱體內(nèi)置于絕緣基板的保護(hù)元件的變形例的截面圖;
圖17是示出將發(fā)熱體形成在絕緣基板的背面的保護(hù)元件的變形例的截面圖;
圖18是示出將發(fā)熱體形成在絕緣基板的表面的保護(hù)元件的變形例的截面圖;
圖19是示出將發(fā)熱元件安裝在絕緣基板的表面的保護(hù)元件的變形例的截面圖;
圖20是示出采用將線狀的開(kāi)口部設(shè)于高熔點(diǎn)金屬層并使低熔點(diǎn)金屬層露出的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖20a是平面圖,圖20b是截面圖;
圖21是示出采用將圓形的開(kāi)口部設(shè)于高熔點(diǎn)金屬層并使低熔點(diǎn)金屬層露出的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖21a是平面圖,圖21b是截面圖;
圖22是示出采用將線狀的開(kāi)口部設(shè)于高熔點(diǎn)金屬層并使低熔點(diǎn)金屬層露出的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖22a是平面圖,圖22b是截面圖;
圖23是示出通過(guò)低熔點(diǎn)金屬來(lái)連接呈現(xiàn)高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層的2層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖23a是平面圖,圖23b是截面圖;
圖24是示出采用高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層交互層疊的4層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖24a是平面圖,圖24b是截面圖;
圖25是示出通過(guò)低熔點(diǎn)金屬來(lái)連接由高熔點(diǎn)金屬層的單層構(gòu)成的可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例的圖,圖25a是平面圖,圖25b是截面圖;
圖26是示出設(shè)置多個(gè)可熔導(dǎo)體并且在發(fā)熱體引出電極上形成了絕緣層的保護(hù)元件的平面圖;
圖27是示出在設(shè)置多個(gè)可熔導(dǎo)體并且在發(fā)熱體引出電極上形成了絕緣層的保護(hù)元件中,可熔導(dǎo)體被熔斷的狀態(tài)的平面圖;
圖28是示出設(shè)置多個(gè)可熔導(dǎo)體并且在發(fā)熱體引出電極上形成了窄寬部的保護(hù)元件的平面圖;
圖29是示出在設(shè)置多個(gè)可熔導(dǎo)體并且在發(fā)熱體引出電極上形成了窄寬部的保護(hù)元件中,可熔導(dǎo)體被熔斷的狀態(tài)的平面圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外,當(dāng)然本發(fā)明不僅僅限定于以下的實(shí)施方式,在不脫離本發(fā)明的要點(diǎn)的范圍內(nèi),能夠進(jìn)行各種變更。
[保護(hù)元件的構(gòu)成]
如圖1所示,適用本發(fā)明的保護(hù)元件10,具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11并被絕緣部件15所覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣部件15上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端分別與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。此外,在絕緣基板11的背面,形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子。
方形狀的絕緣基板11,通過(guò)例如氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性的部件形成。此外,也可以使用用于玻璃環(huán)氧樹(shù)脂基板、酚醛樹(shù)脂基板等印刷布線基板的材料,但有必要留意到熔絲熔斷時(shí)的溫度。
發(fā)熱體14是在相對(duì)電阻值高而通電的情況下發(fā)熱的具有導(dǎo)電性的部件,由例如w、mo、ru等構(gòu)成。使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)來(lái)將使這些合金或組合物、化合物的粉狀體與樹(shù)脂粘合劑等混合而制成膏狀的混合物圖案形成于絕緣基板11上,通過(guò)燒制等而形成。
以覆蓋發(fā)熱體14的方式配置有絕緣部件15,以經(jīng)由該絕緣部件15而與發(fā)熱體14對(duì)置的方式配置有發(fā)熱體引出電極16。為了有效率地向可熔導(dǎo)體傳遞發(fā)熱體14的熱,在發(fā)熱體14與絕緣基板11之間層疊絕緣部件15也可。
發(fā)熱體引出電極16的一端與發(fā)熱體電極18(p1)連接。此外,發(fā)熱體14的另一端與另一發(fā)熱體電極18(p2)連接。
可熔導(dǎo)體13是由內(nèi)層和外層構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)體,優(yōu)選作為內(nèi)層具有高熔點(diǎn)金屬層13a、作為外層具有低熔點(diǎn)金屬層13b。再者,如后所述,作為內(nèi)層具有低熔點(diǎn)金屬層13b、作為外層具有高熔點(diǎn)金屬層13a也可。此外,可熔導(dǎo)體13也可為上層和下層的2層層疊結(jié)構(gòu)體,還可為作為上層具有高熔點(diǎn)金屬層13a、作為下層具有低熔點(diǎn)金屬層13b。高熔點(diǎn)金屬層13a優(yōu)選為ag或者cu、或以這些中的任一種為主成分的金屬,在用回流爐進(jìn)行基板安裝的情況下,也具有不熔化的高的熔點(diǎn)。低熔點(diǎn)金屬層13b優(yōu)選為以sn為主成分的金屬,是一般稱為“無(wú)鉛焊錫”的材料(例如千住金屬工業(yè)制,w705等)。低熔點(diǎn)金屬層13b的熔點(diǎn)未必一定高于回流爐的溫度,也可以在200℃左右熔化。通過(guò)層疊高熔點(diǎn)金屬層13a和低熔點(diǎn)金屬層13b,在回流溫度超過(guò)低熔點(diǎn)金屬層13b的熔化溫度而低熔點(diǎn)金屬熔化的情況下,也不至于作為可熔導(dǎo)體13而熔斷。也可以利用鍍層技術(shù)在高熔點(diǎn)金屬層13a成膜低熔點(diǎn)金屬層13b,從而形成可熔導(dǎo)體13,能夠形成通過(guò)利用其他眾所周知的層疊技術(shù)、膜形成技術(shù)來(lái)在高熔點(diǎn)金屬層13a層疊了低熔點(diǎn)金屬層13b的可熔導(dǎo)體13。此外,相反以高熔點(diǎn)金屬層13a為外層的情況下也能用同樣的成膜技術(shù)來(lái)形成。再者,可熔導(dǎo)體13到發(fā)熱體引出電極16及電極12(a1)、12(a2)的連接是,通過(guò)利用低熔點(diǎn)金屬層13b焊錫接合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
為了防止外層的低熔點(diǎn)金屬層13b的氧化,對(duì)可熔導(dǎo)體13上的大致整個(gè)面涂敷助熔劑17也可。
為了保護(hù)這樣構(gòu)成的保護(hù)元件10的內(nèi)部,將蓋部件承載于絕緣基板11上也可。
[保護(hù)元件的使用方法]
如圖2所示,上述的保護(hù)元件10用于鋰離子2次電池的電池組內(nèi)的電路中。
例如,保護(hù)元件10被裝入電池組20而使用,電池組20具有由總計(jì)4個(gè)鋰離子2次電池的電池單元21~24構(gòu)成的電池堆25。
電池組20具備:電池堆25;控制電池堆25的充放電的充放電控制電路30;電池堆25異常時(shí)截?cái)喑潆姷倪m用本發(fā)明的保護(hù)元件10;檢測(cè)各電池單元21~24的電壓的檢測(cè)電路26;以及根據(jù)檢測(cè)電路26的檢測(cè)結(jié)果控制保護(hù)元件10的動(dòng)作的電流控制元件27。
電池堆25將需要用于保護(hù)過(guò)充電及過(guò)放電狀態(tài)的控制的電池單元21~24串聯(lián)連接而成,經(jīng)由電池組20的正極端子20a、負(fù)極端子20b而可裝卸地與充電裝置35連接,被施加來(lái)自充電裝置35的充電電壓。通過(guò)將由充電裝置35充電的電池組20的正極端子20a、負(fù)極端子20b與以電池進(jìn)行動(dòng)作的電子設(shè)備連接,能夠使該電子設(shè)備動(dòng)作。
充放電控制電路30具備:與從電池堆25流動(dòng)至充電裝置35的電流路徑串聯(lián)連接的2個(gè)電流控制元件31、32;和控制這些電流控制元件31、32的動(dòng)作的控制部33。電流控制元件31、32由例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(以下,稱為fet。)構(gòu)成,利用控制部33來(lái)控制柵極電壓,從而對(duì)電池堆25的電流路徑的導(dǎo)通和截?cái)噙M(jìn)行控制??刂撇?3接受來(lái)自充電裝置35的電力供給而進(jìn)行動(dòng)作,依據(jù)檢測(cè)電路26的檢測(cè)結(jié)果,在電池堆25處于過(guò)放電或過(guò)充電時(shí),控制電流控制元件31、32的動(dòng)作,以便將電流路徑截?cái)唷?/p>
保護(hù)元件10在例如電池堆25與充放電控制電路30之間的充放電電流路徑上連接,其動(dòng)作受電流控制元件27控制。
檢測(cè)電路26與各電池單元21~24連接,檢測(cè)各電池單元21~24的電壓值,將各電壓值供給至充放電控制電路30的控制部33。此外,檢測(cè)電路26,在任意1個(gè)電池單元21~24成為過(guò)充電電壓或過(guò)放電電壓時(shí),輸出對(duì)電流控制元件27進(jìn)行控制的控制信號(hào)。
電流控制元件27例如由fet構(gòu)成,根據(jù)從檢測(cè)電路26輸出的檢測(cè)信號(hào),在電池單元21~24的電壓值超過(guò)既定的過(guò)放電或過(guò)充電狀態(tài)的電壓時(shí),使保護(hù)元件10進(jìn)行動(dòng)作,控制為,不論電流控制元件31、32的開(kāi)關(guān)動(dòng)作如何,都將電池堆25的充放電電流路徑截?cái)唷?/p>
在由如以上那樣的構(gòu)成組成的電池組20中,對(duì)保護(hù)元件10的構(gòu)成具體進(jìn)行說(shuō)明。
首先,適用本發(fā)明的保護(hù)元件10具有例如如圖3所示的電路構(gòu)成。即,保護(hù)元件10是由下列部件組成的電路構(gòu)成:經(jīng)由發(fā)熱體引出電極16串聯(lián)連接的可熔導(dǎo)體13;以及經(jīng)由可熔導(dǎo)體13的連接點(diǎn)進(jìn)行通電而發(fā)熱,從而熔化可熔導(dǎo)體13的發(fā)熱體14。此外,在保護(hù)元件10中,例如,可熔導(dǎo)體13在充放電電流路徑上串聯(lián)連接,發(fā)熱體14與電流控制元件27連接。保護(hù)元件10的2個(gè)的電極12中的一方與a1連接,另一方與a2連接。此外,發(fā)熱體引出電極16和與此連接的發(fā)熱體電極18與p1連接,另一方的發(fā)熱體電極18與p2連接。
由這樣的電路構(gòu)成組成的保護(hù)元件10能夠?qū)崿F(xiàn)低高度化,并且實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛化,同時(shí)利用發(fā)熱體14的發(fā)熱,能夠可靠地熔斷電流路徑上的可熔導(dǎo)體13。
再者,本發(fā)明的保護(hù)元件不限于使用鋰離子2次電池的電池組的情況,顯然也能夠應(yīng)用于需要以電信號(hào)來(lái)截?cái)嚯娏髀窂降母鞣N用途。
[保護(hù)元件的動(dòng)作]
首先,為了做比較,將公知例(日本特開(kāi)2004-185960號(hào)公報(bào))設(shè)為現(xiàn)有的保護(hù)元件,對(duì)其構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
如圖4所示,現(xiàn)有的保護(hù)元件40,在方形狀的基板41上作為基底的絕緣層形成玻璃層41a,在玻璃層41a上,層疊有發(fā)熱體44。以覆蓋發(fā)熱體44的方式形成有絕緣部件45,經(jīng)由絕緣部件45以與發(fā)熱體44對(duì)置的方式層疊有高熔點(diǎn)金屬層43a,進(jìn)而層疊有低熔點(diǎn)金屬層43b。在高熔點(diǎn)金屬層43a及低熔點(diǎn)金屬層43b的兩端,以高熔點(diǎn)金屬層43a和低熔點(diǎn)金屬層43b夾住的方式層疊電極42并加以連接。在低熔點(diǎn)金屬層43b上涂敷有助熔劑47。
如此,在現(xiàn)有的保護(hù)元件40中,高熔點(diǎn)金屬層43a全體與絕緣部件45直接密合而形成。在該結(jié)構(gòu)中,因發(fā)熱體44的發(fā)熱而低熔點(diǎn)金屬層43b熔化,僅在浸蝕高熔點(diǎn)金屬層43a的作用下進(jìn)行電路截?cái)?。即便截?cái)酄顟B(tài)不完全,由于可熔導(dǎo)體成為高電阻的時(shí)點(diǎn)對(duì)發(fā)熱體44的通電被抑制,所以停止發(fā)熱。即,能夠出現(xiàn)無(wú)法完全截?cái)嚯娐返那樾巍?/p>
在如圖1所示的本發(fā)明所涉及的保護(hù)元件10中,高熔點(diǎn)金屬層13a及低熔點(diǎn)金屬層13b以橫跨發(fā)熱體引出電極16與電極12之間的方式連接。因此,不僅在低熔點(diǎn)金屬層13b的熔化對(duì)高熔點(diǎn)金屬層的浸蝕作用下,而且在所連接的各電極12上熔化的低熔點(diǎn)金屬層13b的表面張力產(chǎn)生的物理引入作用下,能夠可靠地熔斷可熔導(dǎo)體13。
以下,對(duì)本發(fā)明所涉及的保護(hù)元件10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
圖5中,示意性地示出對(duì)如圖1所示的保護(hù)元件10的發(fā)熱體14通電,可熔導(dǎo)體13如何動(dòng)作。
圖5a是以能對(duì)發(fā)熱體電極18(p2)和電極12(a1)、(a2)之間施加電壓地連接電源,并示出對(duì)發(fā)熱體14通電之前及開(kāi)始了通電的當(dāng)初的樣子的圖。最好根據(jù)施加電壓設(shè)定發(fā)熱體14的電阻值,以使發(fā)熱體14產(chǎn)生的熱的溫度成為比通常的回流溫度(~260℃)高的溫度(300℃以上)。
如圖5b所示,發(fā)熱體14正上方的可熔導(dǎo)體13的外層的低熔點(diǎn)金屬層13b開(kāi)始熔化,熔化的低熔點(diǎn)金屬向內(nèi)層的高熔點(diǎn)金屬層13a擴(kuò)散,出現(xiàn)熔蝕現(xiàn)象,高熔點(diǎn)金屬層13a被浸蝕并消失。在虛線的圓內(nèi),高熔點(diǎn)金屬層13a消失,從而成為與熔化的低熔點(diǎn)金屬層13b混合的狀態(tài)。
如圖5c所示,發(fā)熱體14的溫度進(jìn)一步上升,可熔導(dǎo)體13外層的低熔點(diǎn)金屬層13b熔化造成高熔點(diǎn)金屬層13a的浸蝕區(qū)域擴(kuò)大。在該狀態(tài)下,作為高熔點(diǎn)金屬層13a的材料采用高導(dǎo)熱性的金屬,從而包括電極12部分在內(nèi)成為高溫,低熔點(diǎn)金屬層13b全體處于熔化狀態(tài)。此時(shí),若發(fā)熱體引出電極16上高熔點(diǎn)金屬層13a處于完全浸蝕的狀態(tài),則如圖5d所示,低熔點(diǎn)金屬層13b、即焊錫因其濕潤(rùn)性(表面張力)被發(fā)熱體引出電極16和2個(gè)電極12(a1)、12(a2)分別吸引。其結(jié)果,各電極間成為截?cái)酄顟B(tài)。
[變形例1]
如圖6所示,本發(fā)明的1個(gè)變形例的保護(hù)元件50,具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣部件15上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。此外,在絕緣基板11的背面,形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子。
在采用一般的高熔點(diǎn)焊錫(含鉛焊錫)的可熔導(dǎo)體的情況下,由于導(dǎo)熱性低,所以短時(shí)間內(nèi)熔化溫度不會(huì)到達(dá)保護(hù)元件兩端的電極部。與之相對(duì),如本發(fā)明所涉及的保護(hù)元件,在具有由ag或者cu、或以這些中的任一種為主成分的金屬構(gòu)成的高熔點(diǎn)金屬層的可熔導(dǎo)體的情況下,由于導(dǎo)熱性高,所以低熔點(diǎn)金屬層的熔化溫度充分到達(dá)保護(hù)元件的兩端的電極部,因此通過(guò)設(shè)置以下描述的焊錫滯留部,可以得到更加穩(wěn)定的熔斷特性。
可熔導(dǎo)體13是由內(nèi)層和外層構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)體,優(yōu)選作為內(nèi)層具有高熔點(diǎn)金屬層13a、作為外層具有低熔點(diǎn)金屬層13b?;蛘?,作為內(nèi)層具有低熔點(diǎn)金屬層13b、作為外層具有高熔點(diǎn)金屬層13a也可。高熔點(diǎn)金屬層13a優(yōu)選為ag或者cu、或以這些中的任一種為主成分的金屬,在用回流爐來(lái)進(jìn)行基板安裝的情況下,也具有不熔化的高的熔點(diǎn)。低熔點(diǎn)金屬層13b優(yōu)選為以sn為主成分的金屬,是一般稱為“無(wú)鉛焊錫”的材料(例如千住金屬工業(yè)制,w705等)。熔點(diǎn)未必一定高于回流爐的溫度,也可以在200℃左右熔化??扇蹖?dǎo)體13既可以利用鍍層技術(shù)在高熔點(diǎn)金屬層13a成膜低熔點(diǎn)金屬層13b而形成,也可以利用其他眾所周知的層疊技術(shù)、膜形成技術(shù)來(lái)在高熔點(diǎn)金屬層13a層疊低熔點(diǎn)金屬層13b而形成。此外,相反以高熔點(diǎn)金屬層13a為外層的情況下能夠以同樣的成膜技術(shù)形成。
在此,在可熔導(dǎo)體13的兩端,在與電極12(a1)、12(a2)連接的部分設(shè)置由與低熔點(diǎn)金屬層13b相同的材料構(gòu)成的焊錫的滯留部51。當(dāng)保護(hù)元件動(dòng)作時(shí),低熔點(diǎn)金屬層13b包括滯留部51在內(nèi)都成為熔化狀態(tài)。高熔點(diǎn)金屬層13a的浸蝕在整個(gè)可熔導(dǎo)體13中發(fā)生,從而熔化的可熔導(dǎo)體13容易被電極12(a1)、12(a2)側(cè)的各個(gè)滯留部51、51吸引,因此能夠更加可靠地將可熔導(dǎo)體熔斷。
[變形例2]
如圖7所示,保護(hù)元件60具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣部件15上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。此外,在絕緣基板11的背面,形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子。
可熔導(dǎo)體13是由內(nèi)層和外層構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)體,優(yōu)選作為內(nèi)層具有高熔點(diǎn)金屬層13a、作為外層具有低熔點(diǎn)金屬層13b。如上述的變形例那樣,在可熔導(dǎo)體13的兩端設(shè)置滯留部51、51也可。
該變形例中,在高熔點(diǎn)金屬層13a實(shí)施多數(shù)開(kāi)口61,對(duì)有多數(shù)開(kāi)口的高熔點(diǎn)金屬層13a,利用例如鍍層技術(shù)等成膜低熔點(diǎn)金屬層13b。由此,由于與熔化的低熔點(diǎn)金屬層13b相接的高熔點(diǎn)金屬層13a的面積增大,所以能夠在更短時(shí)間內(nèi)低熔點(diǎn)金屬層13b浸蝕高熔點(diǎn)金屬層13a。因而,可以更加快速且可靠地熔斷可熔導(dǎo)體。
[變形例3]
圖8是采用了改變上述的可熔導(dǎo)體13的構(gòu)成后的結(jié)構(gòu)時(shí)的變形例。
如圖8所示,保護(hù)元件70具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣部件15上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。此外,在絕緣基板11的背面,形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子。
可熔導(dǎo)體13內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層13b,外層為高熔點(diǎn)金屬層13a。在低熔點(diǎn)金屬層13b,與上述同樣地,能夠采用以sn為主成分的無(wú)鉛焊錫,在高熔點(diǎn)金屬層13a,可以采用ag或者cu、或以這些中任一種為主成分的金屬。在圖8的變形例的情況下,防止可熔導(dǎo)體13的表面被氧化而熔化溫度上升,并且為了維持發(fā)熱熔化中的焊錫的表面張力,助熔劑17被涂敷到可熔導(dǎo)體13上。
與如圖1所示的構(gòu)成例的情況同樣地,通過(guò)對(duì)內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b實(shí)施鍍層技術(shù)等,能夠形成外層的高熔點(diǎn)金屬層13a,并能形成該變形例中的可熔導(dǎo)體13。
圖9中概念性地示出圖8所示的構(gòu)成例的動(dòng)作的樣子。
圖9a中在發(fā)熱體電極18(p2)與電極12(a1)、(a2)之間連接電源,以實(shí)施電壓,并示出對(duì)發(fā)熱體14通電前以及通電后的當(dāng)初的樣子。
如圖9b所示,發(fā)熱體14正上方的可熔導(dǎo)體13內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b開(kāi)始熔化,因熔蝕現(xiàn)象而低熔點(diǎn)金屬向外層的高熔點(diǎn)金屬層13a擴(kuò)散。因此,示出外層的高熔點(diǎn)金屬層13a被浸蝕并消失,內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b開(kāi)始露出的樣子。圖中的實(shí)線的圓內(nèi)是露出的低熔點(diǎn)金屬層13b,其他部分為外層的高熔點(diǎn)金屬層13a。
如圖9c所示,發(fā)熱體14的溫度進(jìn)一步上升,可熔導(dǎo)體13內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b繼續(xù)熔化,高熔點(diǎn)金屬層13a的浸蝕區(qū)域擴(kuò)大。在該狀態(tài)下,低熔點(diǎn)金屬層13b全體處于熔化狀態(tài),因此如果發(fā)熱體引出電極16上高熔點(diǎn)金屬層13a處于完全被浸蝕的狀態(tài),則如圖9d所示,低熔點(diǎn)金屬層13b、即焊錫因其濕潤(rùn)性(表面張力)而被發(fā)熱體引出電極16和2個(gè)電極12(a1)、12(a2)分別吸引。結(jié)果是,各電極間截?cái)唷?/p>
如圖10a所示,可熔導(dǎo)體13也可為方形的可熔導(dǎo)體13,如圖10b所示,可熔導(dǎo)體13還可為圓線狀的可熔導(dǎo)體。圖10中,內(nèi)層設(shè)為低熔點(diǎn)金屬層13b,外層設(shè)為高熔點(diǎn)金屬層13a,但是顯然將內(nèi)層和外層倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)也可。
此外,在內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層13b、外層為高熔點(diǎn)金屬層13a的情況下,也留意維持可熔導(dǎo)體13的厚度,并且在電極12(a1)、12(a2)上設(shè)置由厚度比可熔導(dǎo)體13的低熔點(diǎn)金屬層13b厚的低熔點(diǎn)金屬層13b構(gòu)成的滯留部也可。
[變形例4]
圖11是改變可熔導(dǎo)體13的構(gòu)成而使用時(shí)的變形例。
如圖11所示,保護(hù)元件80具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣部件15上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。此外,在絕緣基板11的背面,形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子。
可熔導(dǎo)體13是下層為低熔點(diǎn)金屬層13b、上層為高熔點(diǎn)金屬層13a的2層層疊結(jié)構(gòu)。在低熔點(diǎn)金屬層13b,與上述同樣地,能夠采用以sn為主成分的無(wú)鉛焊錫,在高熔點(diǎn)金屬層13a,能夠采用ag或者cu、或以這些中的任一種為主成分的金屬。
在圖11的變形例的情況下,為了抑制低熔點(diǎn)金屬層13b造成的電極自身的浸蝕而謀求提高熔斷特性,對(duì)2處的電極12、與電極12連接的外部端子及發(fā)熱體引出電極16表面實(shí)施鍍層處理,形成有ni/au鍍層52。再者,ni/au鍍層以外能夠采用ni/pd鍍層、ni/pd/au鍍層等公知的鍍層處理。
[變形例5]
圖12a及圖12b是進(jìn)一步變更可熔導(dǎo)體的構(gòu)成時(shí)的變形例。
圖12所示的保護(hù)元件90的可熔導(dǎo)體91,由內(nèi)層和外層而成的層疊結(jié)構(gòu)體構(gòu)成,作為內(nèi)層具有低熔點(diǎn)金屬層91b、作為外層具有高熔點(diǎn)金屬層91a。并且,保護(hù)元件90的可熔導(dǎo)體91,其低熔點(diǎn)金屬層91b的整個(gè)表面被高熔點(diǎn)金屬層91a包覆。
這種可熔導(dǎo)體91,能夠通過(guò)例如在ag等的高熔點(diǎn)金屬的片上層疊以sn為主成分的無(wú)鉛焊錫的片,或者涂敷以sn為主成分的無(wú)鉛焊錫的膏,再層疊高熔點(diǎn)金屬片,進(jìn)行熱沖壓而形成。此外,可熔導(dǎo)體91可以通過(guò)在片狀的無(wú)鉛焊錫的整個(gè)表面實(shí)施ag鍍層而形成。
該可熔導(dǎo)體91經(jīng)由無(wú)鉛焊錫等的低熔點(diǎn)金屬92,連接到電極12及發(fā)熱體引出電極16上。此外,可熔導(dǎo)體91上表面的大致整個(gè)面涂敷有助熔劑17。再者,電極12及發(fā)熱體引出電極16,為了抑制電極自身的浸蝕而謀求提高熔斷特性,在表面形成有ni/pd/au鍍層93。
通過(guò)采用以外層的高熔點(diǎn)金屬層91a包覆了內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b的整個(gè)表面的可熔導(dǎo)體91,保護(hù)元件90在使用熔點(diǎn)比回流溫度低的低熔點(diǎn)金屬層13b的情況下,回流安裝時(shí),也能抑制內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b向外部的流出。因而,保護(hù)元件90通過(guò)發(fā)熱體14的熱,能夠以更短時(shí)間內(nèi)使低熔點(diǎn)金屬層91b浸蝕高熔點(diǎn)金屬層91a,從而快速且可靠地熔斷可熔導(dǎo)體91。
此外,保護(hù)元件90在回流安裝時(shí),通過(guò)抑制內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b的流出,能夠抑制可熔導(dǎo)體91的變形。
[變形例6]
圖13a及圖13b是變更了圖12所示的可熔導(dǎo)體91與電極12及發(fā)熱體引出電極16的連接構(gòu)成時(shí)的變形例。
圖13所示的保護(hù)元件100,利用導(dǎo)電性膏95來(lái)連接可熔導(dǎo)體91與電極12及發(fā)熱體引出電極16。導(dǎo)電性膏95優(yōu)選使用銀納米膏等的金屬納米膏。銀納米膏以200℃以上的燒成溫度、即回流溫度程度形成高熔點(diǎn)金屬膜。此外,銀納米膏的燒成膜具有比塊(bulk)銀差50%程度的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。
保護(hù)元件100利用由這樣的金屬納米膏構(gòu)成的導(dǎo)電性膏95連接了可熔導(dǎo)體91,從而在回流安裝時(shí)導(dǎo)電性膏95被燒成而形成金屬膜,因此能夠抑制構(gòu)成可熔導(dǎo)體91的外層的高熔點(diǎn)金屬層91a的熔蝕。即,在通過(guò)焊錫等的低熔點(diǎn)金屬連接可熔導(dǎo)體91的情況下,回流安裝時(shí)焊錫熔化而外層的高熔點(diǎn)金屬層91a會(huì)被熔蝕,因此需要較厚地形成外層的高熔點(diǎn)金屬層91a。但是,若較厚地形成高熔點(diǎn)金屬層91a,則熔斷可熔導(dǎo)體91要花費(fèi)大量時(shí)間。
另一方面,在保護(hù)元件100中,由于利用由金屬納米膏構(gòu)成的導(dǎo)電性膏95來(lái)連接可熔導(dǎo)體91,所以外層的高熔點(diǎn)金屬層91a不會(huì)被熔蝕,而能夠較薄地形成高熔點(diǎn)金屬層91a。因而,保護(hù)元件100通過(guò)內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b進(jìn)行的熔蝕,能夠在短時(shí)間內(nèi)可靠地熔斷可熔導(dǎo)體91。
再者,作為可熔導(dǎo)體,保護(hù)元件100也可以采用這樣的可熔導(dǎo)體13:在采用圖12所示的內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b的整個(gè)表面被高熔點(diǎn)金屬層91a包覆的可熔導(dǎo)體91,除此之外,在對(duì)圖8所示的內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b的上下層疊有高熔點(diǎn)金屬層13a,未被完全包覆。
[變形例7]
圖14a及圖14b是變更了圖8所示的可熔導(dǎo)體13、電極12及發(fā)熱體引出電極16的連接構(gòu)成時(shí)的變形例。
圖14所示的保護(hù)元件110,通過(guò)超聲波等的焊接來(lái)連接可熔導(dǎo)體13與電極12及發(fā)熱體引出電極16??扇蹖?dǎo)體13如圖8所示,高熔點(diǎn)金屬層13a層疊在內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b的上下,未被完全包覆。
保護(hù)元件110,優(yōu)選作為可熔導(dǎo)體13的高熔點(diǎn)金屬層13a形成有ag鍍層,在電極12或發(fā)熱體引出電極16的表面形成ni/pd/au鍍層93。由于ag彼此或ag與au在焊接下的接著性優(yōu)異,因此保護(hù)元件110能夠?qū)⒖扇蹖?dǎo)體13與電極12及發(fā)熱體引出電極16,可靠地進(jìn)行連接。此外,保護(hù)元件110通過(guò)焊接來(lái)連接可熔導(dǎo)體13與電極12及發(fā)熱體引出電極16,因此通過(guò)回流安裝,可熔導(dǎo)體13的高熔點(diǎn)金屬層13a不會(huì)被熔蝕,與通過(guò)焊錫等的低熔點(diǎn)金屬來(lái)連接可熔導(dǎo)體13的情況相比,能夠較薄地形成高熔點(diǎn)金屬層13a。因而,保護(hù)元件110通過(guò)內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b進(jìn)行的熔蝕,能夠在短時(shí)間內(nèi)可靠地熔斷可熔導(dǎo)體13。
再者,保護(hù)元件110,作為可熔導(dǎo)體,在圖14所示的內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b的上下層疊有高熔點(diǎn)金屬層13a,使用沒(méi)有完全包覆的可熔導(dǎo)體13,除此之外,也可以采用圖12所示的內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b的整個(gè)表面被高熔點(diǎn)金屬層91a包覆的可熔導(dǎo)體91。
[變形例8]
圖15是進(jìn)一步變更可熔導(dǎo)體的構(gòu)成時(shí)的變形例。
圖15所示的保護(hù)元件120的可熔導(dǎo)體121,內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層121b的整個(gè)表面被高熔點(diǎn)金屬層121a包覆,高熔點(diǎn)金屬層121a的整個(gè)表面被第2低熔點(diǎn)金屬層121c包覆。可熔導(dǎo)體121因?yàn)橥鈱拥母呷埸c(diǎn)金屬層121a進(jìn)一步被第2低熔點(diǎn)金屬層121c包覆,例如在作為高熔點(diǎn)金屬層121a形成了cu鍍層的情況下,也能防止cu的氧化。因而,可熔導(dǎo)體121能夠防止因cu的氧化而熔斷時(shí)間變長(zhǎng)的狀態(tài),能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熔斷。
此外,可熔導(dǎo)體121,作為高熔點(diǎn)金屬層121a能夠使用cu等的低價(jià)但易于氧化的金屬,而無(wú)需使用ag等的高價(jià)的材料而形成。
第2低熔點(diǎn)金屬層121c,能夠采用與內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層121b相同的材料,例如能夠采用以sn為主成分的無(wú)鉛焊錫。此外,第2低熔點(diǎn)金屬層121c,能夠?qū)Ω呷埸c(diǎn)金屬層121a的表面實(shí)施錫鍍層而形成。
再者,可熔導(dǎo)體121,也可以用高熔點(diǎn)金屬層121a包覆內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層121b的整個(gè)表面,或者對(duì)內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層121b的上下層疊高熔點(diǎn)金屬層121a而未完全包覆也可。同樣地,可熔導(dǎo)體121,也可以用第2低熔點(diǎn)金屬層121c包覆高熔點(diǎn)金屬層121a的整個(gè)表面,或者對(duì)高熔點(diǎn)金屬層121a的上下層疊第2低熔點(diǎn)金屬層121c而未完全包覆也可。
[變形例9]
此外,適用本發(fā)明的保護(hù)元件的可熔導(dǎo)體13,是內(nèi)層為低熔點(diǎn)金屬層13b、外層為高熔點(diǎn)金屬層13a的包覆結(jié)構(gòu),低熔點(diǎn)金屬層13b和高熔點(diǎn)金屬層13a的層厚比,也可為低熔點(diǎn)金屬層:高熔點(diǎn)金屬層=2.1:1~100:1。由此,能夠可靠地使低熔點(diǎn)金屬層13b的體積大于高熔點(diǎn)金屬層13a的體積,能夠有效果地根據(jù)高熔點(diǎn)金屬層13a的熔蝕而在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熔斷。
即,可熔導(dǎo)體通過(guò)對(duì)構(gòu)成內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層13b的上下表面層疊高熔點(diǎn)金屬層13a,當(dāng)層厚比為低熔點(diǎn)金屬層:高熔點(diǎn)金屬層=2.1:1以上而低熔點(diǎn)金屬層13b越厚就能使低熔點(diǎn)金屬層13b的體積就越大于高熔點(diǎn)金屬層13a的體積。此外,可熔導(dǎo)體在層厚比超過(guò)低熔點(diǎn)金屬層:高熔點(diǎn)金屬層=100:1而低熔點(diǎn)金屬層13b厚、高熔點(diǎn)金屬層13a薄時(shí),有高熔點(diǎn)金屬層13a會(huì)因回流安裝時(shí)的熱而熔化的低熔點(diǎn)金屬層13b而被熔蝕的擔(dān)憂。
關(guān)于該層厚比的范圍,準(zhǔn)備改變了層厚比的多個(gè)可熔導(dǎo)體的樣品,經(jīng)由焊錫膏而搭載到電極12、發(fā)熱體引出電極16上之后,投入到回流爐,觀察可熔導(dǎo)體是否熔斷。其結(jié)果,如果層厚比在低熔點(diǎn)金屬層:高熔點(diǎn)金屬層=2.1:1~100:1的范圍內(nèi),在回流安裝時(shí)就不會(huì)熔斷,再者確認(rèn)了當(dāng)進(jìn)行以發(fā)熱體14進(jìn)行的加熱時(shí),伴隨著低熔點(diǎn)金屬層13b對(duì)高熔點(diǎn)金屬層13a的熔蝕,能夠快速熔斷。
此外,在內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層91b的整個(gè)表面被高熔點(diǎn)金屬層91a包覆的可熔導(dǎo)體91中,也可以設(shè)為與上述可熔導(dǎo)體13相同的低熔點(diǎn)金屬層和高熔點(diǎn)金屬層的層厚比。通過(guò)設(shè)為該層厚比,即便使用了可熔導(dǎo)體91的情況下,也能使低熔點(diǎn)金屬層13b的體積大于高熔點(diǎn)金屬層13a的體積,能夠有效地在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行依據(jù)高熔點(diǎn)金屬層13a的熔蝕的熔斷。
[變形例10]
圖16是采用改變發(fā)熱體14的配置位置后的構(gòu)成時(shí)的變形例。如圖16所示,保護(hù)元件130具備:絕緣基板11;內(nèi)置于絕緣基板11的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣基板11上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。保護(hù)元件130除了發(fā)熱體14內(nèi)置于絕緣基板11這一點(diǎn)、以及沒(méi)有設(shè)置絕緣部件15這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件80同樣的構(gòu)成。
再者,絕緣基板11在背面11b形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子131。此外,保護(hù)元件130設(shè)有保護(hù)絕緣基板11的表面上的蓋部件132。
可熔導(dǎo)體13是上層設(shè)有高熔點(diǎn)金屬層13a、下層設(shè)有低熔點(diǎn)金屬層13b的2層的層疊結(jié)構(gòu),經(jīng)由該低熔點(diǎn)金屬層13b與分別設(shè)有ni/au鍍層52的電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16連接。此外,可熔導(dǎo)體13在高熔點(diǎn)金屬層13a的表面上涂敷有助熔劑17。
該保護(hù)元件130通過(guò)發(fā)熱體14內(nèi)置于絕緣基板11,使絕緣基板11的表面11a平坦化,由此,能夠?qū)l(fā)熱體引出電極16和電極12(a1)、12(a2)形成在同一平面上。并且,保護(hù)元件130通過(guò)使發(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)為相同的高度,能夠連接平坦化的可熔導(dǎo)體13。因而,保護(hù)元件130能夠提高可熔導(dǎo)體13的熔斷特性。
此外,保護(hù)元件130通過(guò)作為絕緣基板11的材料使用導(dǎo)熱性優(yōu)異的材料,由發(fā)熱體14能夠與隔著玻璃層等的絕緣部件15時(shí)同等地加熱可熔導(dǎo)體13。
進(jìn)而,保護(hù)元件130不用絕緣部件15,此外,將構(gòu)成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的導(dǎo)電膏涂敷在平坦的絕緣基板11的表面11a,能夠成批地形成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16,因此能夠謀求制造工序的省力化。
[變形例11]
圖17是采用改變了發(fā)熱體14的配置位置后的構(gòu)成時(shí)的變形例。
如圖17所示,保護(hù)元件140具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11的背面11b并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;形成在絕緣基板11的兩端的電極12(a1)、12(a2);在絕緣基板11上以與發(fā)熱體14重疊的方式層疊的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。保護(hù)元件140除了發(fā)熱體14層疊在絕緣基板11的背面11b這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件80同樣的構(gòu)成。
再者,絕緣基板11在背面11b形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子131。此外,保護(hù)元件140設(shè)有保護(hù)絕緣基板11的表面上的蓋部件132。
該保護(hù)元件140通過(guò)使發(fā)熱體14層疊在絕緣基板11的背面11b,使絕緣基板11的表面11a平坦化,由此,能夠?qū)l(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)形成在同一平面上。并且,保護(hù)元件100通過(guò)使發(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)為相同的高度,能夠連接平坦化的可熔導(dǎo)體13。因而,保護(hù)元件100能夠提高可熔導(dǎo)體13的熔斷特性。
此外,保護(hù)元件140通過(guò)使用導(dǎo)熱性優(yōu)異的材料作為絕緣基板11的材料,能夠由發(fā)熱體14以與在絕緣基板11的表面11a上層疊的情況同等地加熱可熔導(dǎo)體13。
進(jìn)而,保護(hù)元件140通過(guò)將構(gòu)成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的導(dǎo)電膏涂敷在平坦的絕緣基板11的表面11a,能夠成批地形成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16,因此能夠謀求制造工序的省力化。
[變形例12]
圖18是在采用改變了發(fā)熱體14的配置位置的構(gòu)成時(shí)的變形例。
如圖18所示,保護(hù)元件150具備:絕緣基板11;層疊在絕緣基板11的表面11a上并被絕緣部件15覆蓋的發(fā)熱體14;在絕緣基板11的表面11a上與發(fā)熱體14鄰接地形成的電極12(a1)、12(a2);層疊在絕緣基板11的表面11a上的電極12(a1)、12(a2)間并與發(fā)熱體14電連接的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。保護(hù)元件150除了發(fā)熱體14層疊在絕緣基板11的表面11a這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件80同樣的構(gòu)成。
再者,絕緣基板11在背面11b形成有與電極12(a1)、12(a2)連接的外部端子131。此外,保護(hù)元件150設(shè)有保護(hù)絕緣基板11的表面上的蓋部件132。
該保護(hù)元件150通過(guò)使發(fā)熱體14在絕緣基板11的表面11a與電極12(a1)鄰接地層疊,使絕緣基板11的表面11a平坦化,由此,能夠?qū)l(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)形成在同一平面上。并且,保護(hù)元件150通過(guò)使發(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)為相同的高度,能夠連接平坦化的可熔導(dǎo)體13。因而,保護(hù)元件150能夠提高可熔導(dǎo)體13的熔斷特性。
此外,保護(hù)元件150通過(guò)將發(fā)熱體14與電極12(a1)鄰接地層疊,能夠?qū)l(fā)熱的熱有效率地傳遞到可熔導(dǎo)體13,與隔著絕緣部件15重疊發(fā)熱體14和發(fā)熱體引出電極16的情況同等地加熱可熔導(dǎo)體13。
進(jìn)而,保護(hù)元件150通過(guò)將構(gòu)成電極12(a1)、12(a2)、發(fā)熱體14及發(fā)熱體引出電極16的導(dǎo)電膏涂敷在平坦的絕緣基板11的表面11a,能夠成批地形成電極12(a1)、12(a2)、發(fā)熱體14及發(fā)熱體引出電極16,因此能夠謀求制造工序的省力化。此外,保護(hù)元件110將發(fā)熱體14形成在絕緣基板11的表面11a,且不與發(fā)熱體引出電極16重疊,因此能夠依據(jù)絕緣基板11的厚度方向的低高度化而謀求小型化。
[變形例13]
圖19是通過(guò)涂敷導(dǎo)電性膏并加以燒成而改變形成發(fā)熱體14的構(gòu)成,利用發(fā)熱元件,使它在電極12(a1)、12(a2)的近旁鄰接時(shí)的變形例。
如圖19所示,保護(hù)元件160具備:絕緣基板11;安裝在絕緣基板11的表面11a上的發(fā)熱元件161;在絕緣基板11的表面11a上與發(fā)熱元件161鄰接地形成的電極12(a1)、12(a2);層疊在絕緣基板11的表面11a上的電極12(a1)、12(a2)間并與發(fā)熱元件161電連接的發(fā)熱體引出電極16;以及可熔導(dǎo)體13,其兩端與電極12(a1)、12(a2)連接,中央部與發(fā)熱體引出電極16連接。保護(hù)元件160除了代替發(fā)熱體14而使發(fā)熱元件161與層疊在絕緣基板11的表面11a的發(fā)熱體引出電極16連接,并且與發(fā)熱元件電極162連接這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件80同樣的構(gòu)成。發(fā)熱元件161安裝在形成在絕緣基板11的表面11a的凸臺(tái)部163上。
保護(hù)元件160在發(fā)熱元件電極162與上述的電流控制元件27連接,并且對(duì)電池單元21~24的任一個(gè)檢測(cè)到異常電壓時(shí),使發(fā)熱元件161動(dòng)作,并截?cái)嚯姵囟?5的充放電路徑。
在該保護(hù)元件160中,也通過(guò)使發(fā)熱元件161在絕緣基板11的表面11a與電極12(a1)鄰接而層疊,使絕緣基板11的表面11a平坦化,由此,能夠?qū)l(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)形成在同一平面上。并且,保護(hù)元件160通過(guò)使發(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)為相同的高度,能夠連接平坦化的可熔導(dǎo)體13。因而,保護(hù)元件160能夠提高可熔導(dǎo)體13的熔斷特性。
此外,保護(hù)元件160通過(guò)將發(fā)熱元件161與電極12(a1)、12(a2)鄰接地安裝,能夠?qū)l(fā)熱的熱有效率地傳遞到可熔導(dǎo)體13,并能夠與隔著絕緣部件15重疊發(fā)熱體14和發(fā)熱體引出電極16時(shí)同等地加熱可熔導(dǎo)體13。
進(jìn)而,保護(hù)元件160通過(guò)將構(gòu)成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的導(dǎo)電膏涂敷在平坦的絕緣基板11的表面11a,能夠成批地形成電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16,因此能夠謀求制造工序的省力化。此外,由于不是在絕緣基板11的表面11a上將發(fā)熱體14與發(fā)熱體引出電極16重疊而形成,所以保護(hù)元件160能夠依據(jù)絕緣基板11的厚度方向的低高度化而謀求小型化。
此外,作為發(fā)熱元件161,保護(hù)元件160能夠選擇并安裝各種部件,能夠使用發(fā)熱到適合于可熔導(dǎo)體13的熔斷的高溫的元件。
[變形例14]
圖20~圖22是改變了可熔導(dǎo)體的構(gòu)成的保護(hù)元件的變形例。
圖20a及圖20b所示的保護(hù)元件170,采用了對(duì)成為內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層171的兩面,作為外層形成了高熔點(diǎn)金屬層172的3層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體173??扇蹖?dǎo)體173在構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層172沿著長(zhǎng)邊方向形成有線狀的開(kāi)口部172a,從該開(kāi)口部172a露出低熔點(diǎn)金屬層171??扇蹖?dǎo)體173通過(guò)使低熔點(diǎn)金屬層171從開(kāi)口部172a露出,增加熔化的低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬層172的接觸面積,進(jìn)一步促進(jìn)高熔點(diǎn)金屬層172的浸蝕作用而能夠提高熔斷性。高熔點(diǎn)金屬層172的開(kāi)口部172a,例如,能夠通過(guò)對(duì)低熔點(diǎn)金屬層171實(shí)施構(gòu)成高熔點(diǎn)金屬層172的金屬的局部鍍層而形成。
保護(hù)元件170除了取代可熔導(dǎo)體13而使用可熔導(dǎo)體173這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。再者,可熔導(dǎo)體173經(jīng)由焊錫等的低熔點(diǎn)金屬134,分別與設(shè)有ni/au鍍層52的電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16連接。此外,可熔導(dǎo)體173在高熔點(diǎn)金屬層172的表面上涂敷有助熔劑17。高熔點(diǎn)金屬層172能夠采用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料,并且低熔點(diǎn)金屬層171能夠采用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料來(lái)形成。
此外,可熔導(dǎo)體173也可以采用焊錫作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層171的金屬,在高熔點(diǎn)金屬層172的表面形成au或以au為主成分的被膜。由此,可熔導(dǎo)體173能夠進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層171的焊錫的濕潤(rùn)性,從而促進(jìn)浸蝕作用。
圖21a及圖21b所示的保護(hù)元件180采用在成為內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層181的兩面作為外層形成了高熔點(diǎn)金屬層182的3層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體183。可熔導(dǎo)體183在構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層182遍及整個(gè)面而形成圓形的開(kāi)口部182a,從該開(kāi)口部182a露出低熔點(diǎn)金屬層181。
保護(hù)元件180的其他構(gòu)成與上述的保護(hù)元件170相同。此外,高熔點(diǎn)金屬層182的開(kāi)口部182a,能夠通過(guò)例如對(duì)低熔點(diǎn)金屬層181實(shí)施構(gòu)成高熔點(diǎn)金屬層182的金屬的局部鍍層而形成。
可熔導(dǎo)體183通過(guò)使低熔點(diǎn)金屬層181從開(kāi)口部182a露出,增加熔化的低熔點(diǎn)金屬與高熔點(diǎn)金屬層182的接觸面積,進(jìn)一步促進(jìn)高熔點(diǎn)金屬層182的浸蝕作用而能夠提高熔斷性。
此外,在可熔導(dǎo)體183中,作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層181的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層182的表面形成au或以au為主成分的被膜也可。由此,可熔導(dǎo)體183進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層181的焊錫的濕潤(rùn)性,從而能夠促進(jìn)浸蝕作用。
圖22a及圖22b所示的保護(hù)元件190,采用在成為內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層191的兩面形成高熔點(diǎn)金屬層192作為外層的3層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體193。可熔導(dǎo)體193在構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層192,遍及長(zhǎng)邊方向而形成有多個(gè)過(guò)寬度方向的線狀的開(kāi)口部192a,從該開(kāi)口部192a露出低熔點(diǎn)金屬層191。
保護(hù)元件190的其他構(gòu)成,與上述的保護(hù)元件170相同。此外,高熔點(diǎn)金屬層192的開(kāi)口部192a能夠通過(guò)例如對(duì)低熔點(diǎn)金屬層191實(shí)施構(gòu)成高熔點(diǎn)金屬層192的金屬的局部鍍層而形成。
可熔導(dǎo)體193通過(guò)使低熔點(diǎn)金屬層191從開(kāi)口部192a露出,增加熔化的低熔點(diǎn)金屬和高熔點(diǎn)金屬層192的接觸面積,進(jìn)一步促進(jìn)高熔點(diǎn)金屬層的浸蝕作用而能夠提高熔斷性。
此外,在可熔導(dǎo)體193中,作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層191的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層192的表面形成au或以au為主成分的被膜也可。由此,可熔導(dǎo)體193能夠進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層191的焊錫的濕潤(rùn)性,從而促進(jìn)浸蝕作用。
[變形例15]
圖23是改變可熔導(dǎo)體的構(gòu)成的保護(hù)元件的變形例。
圖23a及圖23b所示的保護(hù)元件200,采用上層配置低熔點(diǎn)金屬層201、下層形成有高熔點(diǎn)金屬層202的可熔導(dǎo)體203??扇蹖?dǎo)體203經(jīng)由焊錫等的低熔點(diǎn)金屬204,分別與設(shè)有ni/au鍍層52的電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16連接。由此,可熔導(dǎo)體203在電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上,形成低熔點(diǎn)金屬204、高熔點(diǎn)金屬層202、低熔點(diǎn)金屬層201的3層結(jié)構(gòu)。
再者,可熔導(dǎo)體203在低熔點(diǎn)金屬層201的表面上涂敷有助熔劑17。此外,保護(hù)元件200除了代替可熔導(dǎo)體13而使用可熔導(dǎo)體203這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。此外,高熔點(diǎn)金屬層202能夠使用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料形成,低熔點(diǎn)金屬層201能夠使用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料形成。
保護(hù)元件200中,可熔導(dǎo)體203在電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上,呈現(xiàn)低熔點(diǎn)金屬204、高熔點(diǎn)金屬層202、低熔點(diǎn)金屬層201的3層結(jié)構(gòu),因此在依據(jù)熔化的低熔點(diǎn)金屬204及低熔點(diǎn)金屬層201對(duì)高熔點(diǎn)金屬層202的浸蝕作用下,進(jìn)一步促進(jìn)電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上的熔化導(dǎo)體的凝集,能夠提高熔斷性。
此外,保護(hù)元件200能夠通過(guò)在低熔點(diǎn)金屬層201的表面層疊高熔點(diǎn)金屬層202的簡(jiǎn)易的工序形成可熔導(dǎo)體203。
此外,在可熔導(dǎo)體203中,作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層201的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層202的表面形成au或以au為主成分的被膜也可。由此,可熔導(dǎo)體203進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬層201的焊錫的濕潤(rùn)性,從而能夠促進(jìn)浸蝕作用。
[變形例16]
圖24是改變了可熔導(dǎo)體的構(gòu)成的保護(hù)元件的變形例。
圖24a及圖24b所示的保護(hù)元件210,采用從最上層依次層疊第1高熔點(diǎn)金屬層211、第1低熔點(diǎn)金屬層212、第2高熔點(diǎn)金屬層213、第2低熔點(diǎn)金屬層214的4層結(jié)構(gòu)的可熔導(dǎo)體215??扇蹖?dǎo)體215經(jīng)由第2低熔點(diǎn)金屬層214,分別與設(shè)有ni/au鍍層52的電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16連接。
再者,可熔導(dǎo)體215在第1高熔點(diǎn)金屬層211的表面上涂敷有助熔劑17。此外,保護(hù)元件210除了取代可熔導(dǎo)體13而使用可熔導(dǎo)體215這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。此外,第1、第2高熔點(diǎn)金屬層211、213能夠使用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料形成,第1、第2低熔點(diǎn)金屬層212、214能夠使用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料形成。
保護(hù)元件210在依據(jù)熔化的第1、第2低熔點(diǎn)金屬層212、214對(duì)第1、第2高熔點(diǎn)金屬層211、213的浸蝕作用下,進(jìn)一步促進(jìn)電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上的熔化導(dǎo)體的凝集,并且能夠提高發(fā)熱體引出電極16與電極12(a1)、12(a2)各部分之間的熔斷性。
此外,通過(guò)使最下層為第2低熔點(diǎn)金屬層214,能夠使該第2低熔點(diǎn)金屬層214兼有謀求對(duì)電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的連接的粘接劑層。再者,作為可熔導(dǎo)體,如果交互地層疊高熔點(diǎn)金屬層和低熔點(diǎn)金屬層,則保護(hù)元件210也可以使用4層以上的構(gòu)成。
[變形例17]
圖25是改變了可熔導(dǎo)體的構(gòu)成的保護(hù)元件的變形例。
圖25a及圖25b所示的保護(hù)元件220,使用僅由高熔點(diǎn)金屬層221構(gòu)成的單層的可熔導(dǎo)體222??扇蹖?dǎo)體222經(jīng)由焊錫等的低熔點(diǎn)金屬223,分別與設(shè)有ni/au鍍層52的電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16連接。由此,可熔導(dǎo)體222在電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上,呈低熔點(diǎn)金屬223、高熔點(diǎn)金屬層221的2層結(jié)構(gòu)。
再者,可熔導(dǎo)體222在高熔點(diǎn)金屬層221表面上涂敷有助熔劑17。此外,保護(hù)元件220除了取代可熔導(dǎo)體13而使用可熔導(dǎo)體222這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。此外,高熔點(diǎn)金屬層221能夠使用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料形成,低熔點(diǎn)金屬223能夠使用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料形成。
由于可熔導(dǎo)體222在電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上,呈低熔點(diǎn)金屬223、高熔點(diǎn)金屬層221的2層結(jié)構(gòu),所以保護(hù)元件220在依據(jù)熔化的低熔點(diǎn)金屬223的對(duì)高熔點(diǎn)金屬層221的浸蝕作用下,進(jìn)一步促進(jìn)電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上的熔化導(dǎo)體的凝集,從而能夠提高熔斷性。因此,低熔點(diǎn)金屬223優(yōu)選比可熔導(dǎo)體222的高熔點(diǎn)金屬層221更厚地形成。
此外,由于可熔導(dǎo)體222為高熔點(diǎn)金屬層221的單層結(jié)構(gòu),保護(hù)元件220能以簡(jiǎn)易的工序形成。
再者,在可熔導(dǎo)體222中,作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬223的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層221的表面形成au或以au為主成分的被膜也可。由此,可熔導(dǎo)體222進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬223的焊錫的濕潤(rùn)性,從而能夠促進(jìn)浸蝕作用。
[變形例18]
圖26是采用了多個(gè)可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例。
圖26所示的保護(hù)元件230,為了提高在大電流用途中的保護(hù)元件230的額定值,將可熔導(dǎo)體231進(jìn)行了大型化。在此,將可熔導(dǎo)體231大型化時(shí),熔化時(shí)的熔化導(dǎo)體的體積變多,熔化導(dǎo)體遍及電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的各部分之間而凝集,有可能無(wú)法熔斷。
因此,在保護(hù)元件230中,分割為多個(gè)可熔導(dǎo)體的同時(shí),在發(fā)熱體引出電極16上的可熔導(dǎo)體連接部16a的周邊形成絕緣層232。例如,保護(hù)元件230如圖26所示,設(shè)置第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b,提高整體的額定值。第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b從電極12(a1)經(jīng)過(guò)發(fā)熱體引出電極16而到電極12(a2),通過(guò)焊錫等的低熔點(diǎn)金屬233來(lái)連接。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b隔開(kāi)既定的距離而配置。
再者,第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b呈構(gòu)成內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層被構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層包覆的層疊結(jié)構(gòu),如圖22所示,經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬233,連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b也可設(shè)為低熔點(diǎn)金屬層和高熔點(diǎn)金屬層層疊的層疊結(jié)構(gòu),經(jīng)由構(gòu)成下層的低熔點(diǎn)金屬層而連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b也可設(shè)為僅高熔點(diǎn)金屬層的單層結(jié)構(gòu),經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬233而連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b也可為這樣結(jié)構(gòu):在構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層設(shè)置開(kāi)口部,使構(gòu)成內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層露出于外方。
此外,保護(hù)元件230在發(fā)熱體引出電極16上的第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b間的區(qū)域形成有絕緣層232。絕緣層232用于防止因熔化的第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b彼此結(jié)合而導(dǎo)致的熔化導(dǎo)體的體積增大,可用公知的絕緣材料以公知的方法形成。
再者,可熔導(dǎo)體231在表面上涂敷有助熔劑(未圖示)。此外,保護(hù)元件230除了取代可熔導(dǎo)體13而使用多個(gè)可熔導(dǎo)體231這一點(diǎn),以及在發(fā)熱體引出電極16的可熔導(dǎo)體連接部16a的周邊形成了絕緣層232這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。此外,可熔導(dǎo)體231,作為高熔點(diǎn)金屬層,可以用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料形成,作為低熔點(diǎn)金屬層,可以用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料形成。
如圖27所示,保護(hù)元件230在第1、第2可熔導(dǎo)體231a、231b熔化的情況下,也可以通過(guò)絕緣層232來(lái)防止順著發(fā)熱體引出電極16而結(jié)合熔化導(dǎo)體。因而,保護(hù)元件230在增加可熔導(dǎo)體231整體的體積而提高額定值的情況下,也能防止熔化導(dǎo)體順著發(fā)熱體引出電極16吸引到一方,遍及電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的各部分之間而凝集,無(wú)法熔斷的狀態(tài),而能夠可靠地熔斷。
此外,保護(hù)元件230也可以在電極12(a1)、12(a2)的可熔導(dǎo)體連接部周邊也設(shè)置絕緣層232。由此,保護(hù)元件230能夠防止熔化導(dǎo)體順著電極12(a1)、12(a2)被吸引到一方,遍及電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的各部分之間而凝集,無(wú)法熔斷狀態(tài)。
再者,在可熔導(dǎo)體231中,具有低熔點(diǎn)金屬層和高熔點(diǎn)金屬層層疊的結(jié)構(gòu)的情況下,也可以作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層的表面形成au或以au為主成分的被膜。由此,可熔導(dǎo)體231進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬的焊錫的濕潤(rùn)性,能夠促進(jìn)浸蝕作用。
進(jìn)而,保護(hù)元件230如圖26所示,遍及電極12(a1)、12(a2)的長(zhǎng)邊方向而形成絕緣層235也可。絕緣層235用于防止熔化導(dǎo)體超過(guò)電極12(a1)、12(a2)而凝集在外部電極的情況,形成在電極12(a1)、12(a2)的可熔導(dǎo)體231的連接區(qū)域的外側(cè)。通過(guò)設(shè)置絕緣層235,如圖27所示,保護(hù)元件230使熔化導(dǎo)體凝集在電極12(a1)、12(a2)上,而不會(huì)流到外部電極。
[變形例19]
圖28是利用多個(gè)可熔導(dǎo)體的保護(hù)元件的變形例。
圖28所示的保護(hù)元件240與上述保護(hù)元件230同樣,為了提高在大電流用途中保護(hù)元件240的額定值,而將可熔導(dǎo)體241進(jìn)行了大型化。
保護(hù)元件240中,分割為多個(gè)可熔導(dǎo)體,并且具有將發(fā)熱體引出電極16上的可熔導(dǎo)體連接部16a的周邊形成為比該可熔導(dǎo)體連接部16a細(xì)的窄寬部242。例如,保護(hù)元件240如圖28所示,設(shè)置第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b,提高了整體的額定值。第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b從電極12(a1)經(jīng)過(guò)發(fā)熱體引出電極16而到電極12(a2),通過(guò)焊錫等的低熔點(diǎn)金屬243來(lái)連接。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b隔開(kāi)既定的距離而配置。
再者,第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b呈構(gòu)成內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層被構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層包覆的層疊結(jié)構(gòu),如圖28所示,經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬243,連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b也可以設(shè)為低熔點(diǎn)金屬層和高熔點(diǎn)金屬層層疊的層疊結(jié)構(gòu),并經(jīng)由構(gòu)成下層的低熔點(diǎn)金屬層而連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b也可以設(shè)為僅高熔點(diǎn)金屬層的單層結(jié)構(gòu),并經(jīng)由低熔點(diǎn)金屬連接到電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16上。此外,第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b也可為這樣的結(jié)構(gòu):在構(gòu)成外層的高熔點(diǎn)金屬層設(shè)置開(kāi)口部,使構(gòu)成內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬層面臨外方。
此外,保護(hù)元件240在發(fā)熱體引出電極16上的第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b間的區(qū)域,形成有比可熔導(dǎo)體連接部16a細(xì)的窄寬部242。窄寬部242用于防止熔化的第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b彼此結(jié)合而導(dǎo)致的熔化導(dǎo)體的體積增大,通過(guò)以既定圖案印刷、燒成而形成發(fā)熱體引出電極16。此外,窄寬部242也可以通過(guò)在發(fā)熱體引出電極16上設(shè)置絕緣層而形成。
此外,可熔導(dǎo)體241在表面上涂敷有助熔劑(未圖示)。此外,保護(hù)元件240除了取代可熔導(dǎo)體13而使用多個(gè)可熔導(dǎo)體241這一點(diǎn),以及在發(fā)熱體引出電極16的可熔導(dǎo)體連接部16a的周邊形成了窄寬部242這一點(diǎn)之外,具有與上述的保護(hù)元件10相同的構(gòu)成。此外,可熔導(dǎo)體241,作為高熔點(diǎn)金屬層,能夠使用與上述的高熔點(diǎn)金屬層13a同樣的材料形成,作為低熔點(diǎn)金屬層,能夠使用與上述的低熔點(diǎn)金屬層13b同樣的材料形成。
如圖29所示,保護(hù)元件240在第1、第2可熔導(dǎo)體241a、241b熔化的情況下,也不會(huì)流入窄寬部242而向?qū)挾却蟮目扇蹖?dǎo)體連接部16a凝集,能防止順著發(fā)熱體引出電極16結(jié)合熔化導(dǎo)體的情況。因而,保護(hù)元件240在增加可熔導(dǎo)體241整體的體積而提高額定值的情況下,也能防止熔化導(dǎo)體順著發(fā)熱體引出電極16被吸引到一方,遍及電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的各分部之間而凝集,無(wú)法熔斷的狀態(tài),而能夠可靠地熔斷。
再者,保護(hù)元件240也可以在電極12(a1)、12(a2)的可熔導(dǎo)體連接部周邊也設(shè)置窄寬部242。由此,保護(hù)元件240能夠防止熔化導(dǎo)體順著電極12(a1)、12(a2)而被吸引到一方,遍及電極12(a1)、12(a2)及發(fā)熱體引出電極16的各部分之間而凝集,無(wú)法熔斷的狀態(tài)。
此外,在可熔導(dǎo)體241中,具有低熔點(diǎn)金屬層和高熔點(diǎn)金屬層層疊的結(jié)構(gòu)的情況下,也可以作為構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬的金屬使用焊錫,并且在高熔點(diǎn)金屬層的表面形成au或以au為主成分的被膜。由此,可熔導(dǎo)體203進(jìn)一步提高構(gòu)成低熔點(diǎn)金屬的焊錫的濕潤(rùn)性,從而能夠促進(jìn)浸蝕作用。
進(jìn)而,在保護(hù)元件240中,如圖28所示,也可以遍及電極12(a1)、12(a2)的長(zhǎng)邊方向而形成絕緣層245。絕緣層245用于防止熔化導(dǎo)體超過(guò)電極12(a1)、12(a2)而凝集在外部電極的情況,形成在電極12(a1)、12(a2)的可熔導(dǎo)體241的連接區(qū)域的外側(cè)。通過(guò)設(shè)置絕緣層245,如圖29所示,保護(hù)元件240中熔化導(dǎo)體凝集在電極12(a1)、12(a2)上,而不會(huì)流到外部電極。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明
10,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240保護(hù)元件;11,41絕緣基板;12(a1),12(a2),42電極;13,91,121可熔導(dǎo)體;13a,43a,91a,121a高熔點(diǎn)金屬層;13b,43b,91b,121b,121c低熔點(diǎn)金屬層;14,44發(fā)熱體;15,45絕緣部件;16發(fā)熱體引出電極;17,47助熔劑;18(p1),18(p2),48發(fā)熱體電極;20電池組;20a正極端子;20b負(fù)極端子;21~24電池單元;25電池堆;26檢測(cè)電路;27,31,32電流控制元件;30充放電控制電路;33控制部;35充電裝置;41a玻璃層;51滯留部;52ni/au鍍層;61開(kāi)口;92低熔點(diǎn)金屬層;93鍍層;95導(dǎo)電性膏;132蓋部件。