CN104835702B - 复合式保护元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合式保护元件，包括基板、热产生组件、上电极、可熔导体。上电极配置于基板上，包括第一上电极与第二上电极。热产生组件配置在基板内，热产生组件的一端电气连接第二上电极。可熔导体电气连结第一上电极与第二上电极。本发明的复合式保护元件可以提多种保护功能，如过电流、过电压、过温等组合的复合式保护功能。

Description

复合式保护元件

技术领域

本发明是有关于一种电子元件，且特别是有关于一种复合式保护元件。

背景技术

三C产品或电子科技产业愈来愈重要，尤其在行动与通信装置的产业。行动装置讲究的是如何节能，因为行动装置的电源依赖着电池系统，现今的电池技术在行动装置上受到空间限制，所以电池的尺寸也受到相当的限制，在尺寸不变的情况下，需提升电池容量，是现今电池产业的发展方向。电池的安全性更是大家高度重视的议题，尤其是行动装置的屏幕不断的变大，解析度不断的提升，照相功能的复杂度与闪光灯的电力需求等，行动装置的待机时间与使用时间变成所有制造商必须面临的挑战。所以电池容量的提高就变成大家要求的主要课题。但因电池或电池组容量的提高，其安全性就成了更无可回避的议题了。行动电源的实际应用上，电池(或电池组)或应用线路中的电子元件，最令人在意的就是电池过充(或过电压)与电池短路(或大电流的冲击)以及电池或电子元件的过温。如何在有限的空间内设计最少与最小的元件，且达到过电流与过电压以及过温的保护，成为零件制造商追求的目标之一。

现有的保护元件的等效电路，大多使用两个熔丝元件(或保险丝元件)串联与加热器(发热电阻)来组成，加热器(发热电阻)的一端连接两个熔丝元件彼此相连的端点，保护元件的结构包含基板、基板上的电极、低熔点金属以及加热器(发热电阻)，来设计相关的保护元件。特别需说明的是，缺点一：加热器(发热电阻)都是配置在基板上，在基板上设计加热器，有的设计在基板的上表面，有的设计在基板的下表面。如台湾专利TW I255481文献所记载，其保护元件的构造是将加热器与低熔点金属(或低熔点构件)设计在基板的同一表面上，就有绝缘的问题需考虑，也就是在加热器与低熔点金属(低熔点构件)之间必须放置一层绝缘层，不然可能会有彼此短路的疑虑(或改变加热器电阻值的疑虑)，设计上要考虑绝缘层的厚度或不同电极的高低设计，来达到想要的特性。若加热器与低熔点金属(低熔点构件)设计在基板不同的表面上，就须考虑到基板导热率的问题，因在基板的上表面有三个子电极与低熔点金属(或低熔点构件)连结，如何将下表面上的加热器，所产生的热快速的传导到上表面其中一个子电极，又需延缓传导至另两个子电极，所以在基板不同区块有不同导热率的选择与加工上增加许多复杂的程序，另加热器的电极从下表面连接到上表面，所损耗的热能需要加热器产生更多的热能才能熔断低熔点金属块或低熔点金属。缺点二：加热器(或发热电阻)都是以单一电阻的设计，或受到基板的的表面积的限制，加热器的电阻值只有一种选择，加热器所产生的热，是由跨接在加热器两端的电压与加热器的阻抗来决定，若客户在应用上电压变动的范围较大，需要更大的电阻范围(或两种电阻值的选择)，来调整加热器所能产生的热能，客户就必须改用其他规格的保护元件，如此会增加零件库存管理的难度与呆滞物料的风险。缺点三：当被保护装置需要通过更大的电流时，保护元件的过电流保护的电流规格也必须提高，其方法之一是增大低熔点金属块的截面积(例如：增加可熔断金属的厚度)，当过电压的事件发生时，加热器(或发热电阻)如何快速且有效的熔断较厚的可熔断金属(或保险丝元件)是有困难的，尤其是负责熔断可熔断金属的加热电极，甚至有可能因熔断较厚的可熔断金属，被熔融的可熔断金属的体积增加，因加热电极(或延伸电极)的面积有限，而无法承受高温，也就是加热电极(或延伸电极)被溶蚀，发生电流无法流经加热器，使得加热元件停止发热，而无法达到熔断低熔点金属块的目的，失去过电压保护的功能。现有的技术都增加了加工与材料选择的复杂度，且无法应用在高(大)电流电池组的保护电路中，或电压变动范围较大的电池组的保护线路中，如此不符合客户(市场)要求零件厚度变薄、制造成本降低以及提高额定工作电流等的重要需求，终将失去市场的竞争力。

TW 201140639 A1提出一种保护元件，其等效电路使用两个熔丝元件(或保险丝元件)串联与加热器(发热电阻)来组成，此保护元件是将加热器设计在基板的上表面或下表面，缺点一：加了一些绝缘层或低导热部，或在基板内的材料分成高导热率与低导热部的设计，结构过于复杂，无法快速的将加热器所产生的热传递给基板上表面的电极来熔断金属块(或低熔点构件)，缺点二：是加热器可使用的面积有限，当需通过金属块的电流愈大时所需熔断金属块的热能也就愈大，若要再提高加热器的热能，就必须提高加热器的电阻值，势必增加元件的长度或高度，如此不符合电子元件小型化的趋势，缺点三：因电流规格提高，金属块的厚度增厚时，负责熔断的金属块的电极(第一电极延伸部)，因受第三、第四子电极的限制，面积太小有被熔蚀的风险。

发明内容

针对上述的缺点与未来保护元件应用上的趋势(例如:更高的额定电流、不同电阻值的加热器等需求)，本发明提供一种可实现低外型、高额定电流、可快速动作或保护、具有一个或多个电阻值外接端点的热产生组件的复合式保护元件以及复合式保护元件的制造方法。

本发明之一种复合式保护元件，包括基板，基板是多层绝缘基板；上电极，配置在基板上，包含第一上电极与第二上电极；热产生组件，配置在基板内，热产生组件的一端电气连接第二上电极；以及至少一可熔导体，配置在上电极上，可熔导体的一端电气连接第一上电极，另一端电气连接第二上电极，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。复合式保护元件的等效电路，包含等效的保险丝(Fuse)元件与至少一个等效的发热电阻，等效的保险丝(Fuse)元件电气连接第一上电极与第二上电极，通过热的产生而将第一上电极与第二上电极之间的电流路径熔断。详细的说，当过电流事件发生时，流经第一上电极、可熔导体与第二上电极的电流超过额定电流的规格，可熔导体因通过的电流过大而产生热，热使可熔导体被熔断，将第一上电极与第二上电极之间的电流路径熔断，达到过电流保护的功能，另外，当过电压(过充)或过温事件发生时，热产生组件会产生热并传导至第二上电极，第二上电极聚集的热使可熔导体被熔断，将第一上电极与第二上电极之间的电流路径熔断，达到过电压(过充)或过温保护的功能。另外，需特别说明的是；可熔导体与热产生组件也可以正温度系数的热敏电阻(PTC Thermistor)来取代，取代可熔导体的正温度系数热敏电阻(PTC Thermistor)，有两技术特征：其一是通过的电流超出额定电流的规格时，正温度系数热敏电阻的阻值会在极短的时间从低电阻升至高电阻，限制通过本身的电流至极小的数值，其二是外部温度高至正温度系数热敏电阻的动作温度点时，正温度系数热敏电阻的阻值也会在极短的时间从低电阻升至高电阻，限制通过本身的电流至极小的数值。取代热产生组件的正温度系数热敏电阻(PTC Thermistor)，其技术特征在于当有某个范围的电压跨接到正温度系数热敏电阻的两端时，会产生电流(I＝V/R，R:是正温度系数热敏电阻的阻值)，正温度系数热敏电阻会被触发而动作并在表面产生近似固定的温度(可依需求调整动作时的温度点)，提供给取代可熔导体的正温度系数热敏电阻的动作所需的热能需求。复合式保护元件的等效电路，包含等效的正温度系数的热敏电阻元件(PTC Thermistor)与至少一个等效的发热电阻，等效的正温度系数的热敏电阻元件电气连接第一上电极与第二上电极或第一上电极、集热电极以及第二上电极，通过热的产生使正温度系数的热敏电阻由近似短路的低电阻在极短的时间内升至近似断路的高电阻，而将第一上电极与第二上电极之间的电流路径断开。以正温度系数热敏电阻(PTC Thermistor)取代可熔断导体与热产生组件的技术，也适用于本发明所有的复合式保护元件。

本发明的复合式保护元件其中针对上电极、可熔导体以及热产生组件可依据不同的需要，可以有一些变形的设计，需特别说明有三：

一、本发明的复合式保护元件的上电极可以是单层的导电层或多层的导电层，其中第一上电极与第二上电极可以是任何的几何形状与大小，较佳的是第二上电极的面积大于第一上电极的面积，且第二上电极包含外接部、狭窄部以及集热部，可熔导体经由第二上电极的外接部与外部电路电气连接，第二上电极的集热部，其部分集热部与可熔导体重迭且电气连接，第二上电极的集热部聚集热产生组件所产生的热，并熔断可熔导体，被熔断的部分可熔导体吸附在第二上电极的集热部上，第二上电极集热部的形状可以设计成当可熔导体被熔断(液化)时，能导引被熔融(液化)的可熔导体，快速的向外延伸，加快与未被熔融(液化)的可熔导体断开的速度，尤其是当可熔导体的额定电流愈大时，可熔导体的截面积也必须加大，因此可熔导体的厚度或宽度必须加大，所以第二上电极的集热部也必须加大，以便让熔融或液化的部分可熔导体，在集热部上有足够的表面积来吸附。第二上电极的狭窄部是为减少集热部的热传递到外接部或减少受到外部金属温度的影响，避免影响熔断可熔导体的时间。

二、本发明的复合式保护元件的可熔导体可以是单层的或多层的结构，多层结构可以是分层结构或是包覆式结构，其相邻的各层的材料有不同的熔点温度或液化点温度，又，因额定电流的大小不同，所以可熔导体其组成的材料与截面积也会有不同的设计，当额定电流小于某一特定值时，例如小于等于10A，可以配置可熔导体，可熔导体的宽度与高度(或厚度)在整个长度中都是一样的设计，当额定电流较高时，例如大于10A，可以配置复数个可熔导体，复数个可熔导体可以提升流通于第一上电极与第二上电极之间的电流，而不需改变可熔导体的截面积，若仍只配置可熔导体，可熔导体的截面积需变大，也就是可熔导体的高度(或厚度)会增加，高度(或厚度)增加会使需熔断可熔导体的热能增加或熔断时间增加，当然可熔导体的宽度与高度(或厚度)在整个长度中可以都是一样的设计，但较佳的是本发明针对需要较大额定电流的复合式保护元件提供一种不同高度(厚度)的可熔导体，可熔导体包含薄壁部与厚壁部，薄壁部与厚壁部两者的截面积大致相近或相等，但厚壁部的厚度或高度会比薄壁部厚或高，薄壁部与第二上电极电气连接，厚壁部与第一上电极电气连接，因薄壁部与厚壁部两者的截面积大致相近或相等，所以可通过可熔导体的薄壁部与厚壁部的电流大小是一样的，当过电流事件发生时，可熔导体因通过的异常电流发热而熔断，当过电压(或过充)或过温事件发生时，热产生组件会发热，第二上电极会聚集热产生组件所产生的热，与第二上电极电气连接的可熔导体的薄壁部会较快(或较容易)熔断，本设计的优点是当热产生组件产生热时，第二上电极聚集的热要熔断可熔导体，若可熔导体的薄壁部与厚壁部有相近的截面积时，薄的部分会比厚的部分更快被熔断，通过这样的技术可以让需要较大额定电流的复合式保护元件，当过电压(或过充)或过温时，复合式保护元件所需动作(或保护启动)的速度也可以相当的快速。当然可熔导体也可利用不同的截面积设计，小截面积的部分与第二上电极电气连接，大截面积的部分与第一上电极电气连接，但须确保小截面积的部分可以达到额定电流的需求即可。当然也可采用复数个可熔导体且每个可熔导体包含薄壁部和厚壁部的设计整合运用，达到未来需求更高额定电流的复合式保护元件的目标。

三、本发明的复合式保护元件的热产生组件配置在基板内，所以可以降低复合式保护元件的高度，实现低外型的要求。另本发明的热产生组件可以提供至少一组或多组(1,2,3…等)不同电阻值的端点，依不同的需求电气连接外部电路，例如一组电阻值端点的热产生组件包含热产生材料与配置在热产生材料两端的两个内电极，内电极电气连接第二上电极，另一内电极电气连接外部电路。两组电阻值端点的热产生组件包含两热产生材料与各自配置在两个热产生材料两端的复数个内电极，两个热产生材料电气串联连接，其中热产生材料的内电极电气连接第二上电极，另一热产生材料的两个内电极可电气连接外部电路。三组电阻值端点的热产生组件包含三热产生材料与各自配置在三个热产生材料两端的复数个内电极，三个热产生材料电气串联连接，其中热产生材料的内电极电气连接第二上电极，另两个热产生材料的内电极可电气连接外部电路。以此类推本发明可以提供复数个不同电阻值的端点，供系统保护电路设计者更有弹性的设计，且因本发明的复合式保护元件的基板是多层的结构，所以多组的热产生材料与内电极都可配置在基板内，本发明的复合式保护元件的高度低于之前技术的加热器配置在基板上的保护元件。

本发明的复合式保护元件，另包含辅助材料，辅助材料可配置在可熔导体上或配置在可熔导体与第二上电极上，且辅助材料液化点或液相点温度低于可熔断导体的熔点或液化点或液相点温度。

本发明的复合式保护元件，另包含吸附线与辅助材料，吸附线配置在第二上电极上的一端且延伸跨越可熔导体至第二上电极上相反的另一端，辅助材料配置在吸附线与可熔导体之间，以及吸附线与第二上电极之间，且辅助材料液化点或液相点温度低于可熔断导体的熔点或液化点或液相点温度。

本发明的复合式保护元件，另包含抑制电弧层，其配置在第一上电极与第二上电极之间，并包覆在第一上电极与第二上电极之间部分的可熔导体表面。抑制电弧层的特征是当可熔导体因热熔融且开始断开时，因刚开始断开时的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件的损坏，所以将抑制电弧层包覆可熔材料的中段，当在第一上电极与第二上电极之间部分的可熔导体开始熔断时，在可熔导体中段表面上的抑制电弧层，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件的损坏。

本发明的另一种复合式保护元件，包括基板，基板是多层绝缘基板；上电极，配置在基板上，包含第一上电极与集热电极以及第二上电极，集热电极配置在第一上电极与第二上电极之间；热产生组件，配置在基板内，非配置在第一层绝缘基板上而是其他层绝缘基板平的表面上，热产生组件的一端电气连接集热电极；以及至少一可熔导体，配置在上电极上，电气连结第一上电极、集热电极以及第二上电极，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。可熔导体实际上是一体的，在电气特性上可以分成两部分，其一是介于第一上电极与集热电极之间的部分定义为右边可熔导体，其二是介于第二上电极与集热电极之间的部分定义为左边可熔导体。可熔导体可以是单层或多层结构，且相邻的各层熔点温度可以是不同的。复合式保护元件的等效电路，包含两个等效的保险丝(Fuse)元件与至少一个等效的发热电阻，当过电流事件发生时，超过额定的电流流经第一上电极、可熔导体与第二上电极，可熔导体产生热而熔断可熔导体，将第一上电极与第二上电极之间的电流路径熔断，达到过电流保护的功能，当过电压(或过充)或过温事件发生时，集热电极聚集热产生组件产生的热，使配置在集热电极上的部分可熔导体熔断，将第一上电极与第二上电极之间的电流路径熔断，达到过电压(或过充)或过温保护的功能。另外，需特别说明的是；本发明的复合式保护元件中的可熔导体与热产生组件也可以正温度系数的热敏电阻(PTCThermistor)来取代，其相关说明与前述的的内容相似，在此不再赘述。

本发明的复合式保护元件其中针对上电极、可熔导体以及热产生组件可依据不同的需要，可以有一些变形的设计，需特别说明有三：

一、本发明的另一种复合式保护元件的上电极可以是单层的导电层或多层的导电层，其中第一上电极、集热电极以及第二上电极可以是任何的几何形状与大小，一般而言集热电极的形状是以与可熔导体重迭的部分为中心，分两个相反方向向外延伸，集热电极的宽度都一样宽，较佳的是集热电极其由中心向外延伸部分的宽度比中心部分的宽度更宽或更大，此设计的好处尤其是当可熔导体的额定电流愈大时，可熔导体的截面积也必须加大，因此可熔导体的厚度或宽度必须加大，当可熔导体熔融(液化)时，熔融的可熔导体更容易由中心向外延伸，吸附在更宽大的集热电极上。当然集热电极也可以向不同个数的方向延伸，形状可以是任意的形状，集热电极形状的设计只要是能使熔融的可熔导体更快的吸附在集热电极上，都属本发明的范围之内。

二、本发明的另一种复合式保护元件的可熔导体，可熔导体配置于第一上电极、集热电极以及第二上电极上，并电气连结第一上电极、集热电极以及第二上电极，可熔导体实际上是一体的，在电气特性上可以分成两部分，其一是介于第一上电极与集热电极之间的部分定义为右边可熔导体，其二是介于第二上电极与集热电极之间的部分定义为左边可熔导体。可熔导体可以是单层的或多层的结构，多层结构可以是分层结构或是包覆式结构，其相邻的各层的材料有不同的熔点温度或液化点温度，又，因额定电流的大小不同，所以可熔导体其组成的材料与截面积也会有不同的设计，当额定电流小于某一特定值时，例如小于等于10A，可以配置可熔导体，可熔导体的宽度与高度(或厚度)在整个长度中都是一样的设计，当额定电流较高时，例如大于10A，可以配置复数个可熔导体，复数个可熔导体可以提升流通于第一上电极与第二上电极之间的电流，而不需改变可熔导体的截面积，若仍只配置可熔导体，可熔导体的截面积需变大，也就是可熔导体的高度(或厚度)会增加，高度(或厚度)增加会使需熔断可熔导体的热能增加或熔断时间增加，当然可熔导体的宽度与高度(或厚度)在整个长度中也可以都是一样的设计，但较佳的是本发明针对需要较大额定电流的复合式保护元件提供一种不同高度(厚度)的可熔导体，可熔导体包含中间的薄壁部与两端的厚壁部，中间的薄壁部与两端的厚壁部两者的截面积大致相近或相等，但两端的厚壁部的厚度或高度会比中间的薄壁部的更厚或更高，中间的薄壁部与集热电极电气连接，两端的厚壁部分别与第一上电极以及的二上电极电气连接，因中间的薄壁部与两端的厚壁部两者的截面积大致相近或相等，所以可通过可熔导体的中间的薄壁部与两端的厚壁部的电流大小是一样的，当过电流事件发生时，可熔导体因通过的异常电流发热而熔断，当过电压(或过充)或过温事件发生时，热产生组件会发热，集热电极会聚集热产生组件所产生的热，与集热电极电气连接的可熔导体的中间的薄壁部会较快(或较容易)熔断，本设计的优点是当热产生组件产生热时，集热电极聚集的热要熔断可熔导体，若可熔导体的中间的薄壁部与两端的厚壁部有相近的截面积时，薄的部分会比厚的部分更快被熔断，通过这样的技术可以让需要较大额定电流的复合式保护元件，当过电压(或过充)或过温时，复合式保护元件所需动作(或保护启动)的速度也可以相当的快速。当然可熔导体也可利用不同的截面积设计，小截面积的部分与集热电极电气连接，大截面积的部分与第一上电极以及第二上电极电气连接，但须确保小截面积的部分可以达到额定电流的需求即可。当然也可采用复数个可熔导体且每个可熔导体包含薄壁部和厚壁部的设计整合运用，达到未来需求更高额定电流的复合式保护元件的目标。

三、本发明的另一种复合式保护元件的热产生组件配置在基板内，所以可以降低复合式保护元件的高度，实现低外型的要求。另本发明的热产生组件可以提供至少一组或多组(1,2,3…等)不同电阻值的端点，依不同的需求电气连接外部电路，例如组电阻值端点的热产生组件包含热产生材料与配置在热产生材料两端的两个内电极，一个内电极电气连接集热电极，另一个内电极电气连接外部电路。两组电阻值端点的热产生组件包含两热产生材料与各自配置在两个热产生材料两端的复数个内电极，两个热产生材料电气串联连接，其中热产生材料的内电极电气连接集热电极，另一热产生材料的两个内电极可电气连接外部电路。三组电阻值端点的热产生组件包含三热产生材料与各自配置在三个热产生材料两端的复数个内电极，三个热产生材料电气串联连接，其中一个热产生材料的一个内电极电气连接集热电极，另两个热产生材料的内电极可电气连接外部电路。以此类推本发明可以提供复数个不同电阻值的端点，供系统保护电路设计者更有弹性的设计，且因本发明的复合式保护元件的基板是多层的结构，所以多组的热产生材料与内电极都可配置在基板内，本发明的复合式保护元件的高度低于之前技术的加热器配置在基板上的保护元件。

本发明的复合式保护元件，另包含辅助材料，辅助材料可配置在可熔导体上或配置在可熔导体与集热电极上，且辅助材料液化点或液相点温度低于可熔断导体的熔点或液化点或液相点温度。

本发明的复合式保护元件，另包含吸附线与辅助材料，吸附线配置在集热电极上的一端且延伸跨越可熔导体至集热电极上相反的另一端，辅助材料配置在吸附线与可熔导体之间，以及吸附线与集热电极之间，且辅助材料液化点或液相点温度低于可熔断导体的熔点或液化点或液相点温度。

本发明的复合式保护元件，另包含抑制电弧层，其一配置在第一上电极与集热电极之间，并包覆在第一上电极与集热电极之间部分的可熔导体表面，其二配置在第二上电极与集热电极之间，并包覆在第二上电极与集热电极之间部分的可熔导体表面。抑制电弧层的特征是当可熔导体因热熔融且开始断开时，因刚开始断开的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件的损坏，所以将抑制电弧层包覆可熔材料的两端，当在第一上电极与集热电极之间部分的可熔导体开始熔断或在第二上电极与集热电极之间部分的可熔导体开始熔断时或在第一上电极与集热电极之间以及在第二上电极与集热电极之间的部分的可熔导体分别开始熔断时，在可熔导体两端表面上的抑制电弧层，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件的损坏。

本发明的一种复合式保护元件，包括基板，基板是多层绝缘基板；上电极，包括配置在基板上的第一上电极以及配置在基板内且延伸至基板上的第二上电极；热产生组件，配置在基板内，热产生组件的一端电气连接第二上电极；以及至少一可熔导体，配置在上电极上，可熔导体的一端电气连接第一上电极，另一端电气连接第二上电极，以形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

本发明的另一种复合式保护元件，包括基板，基板是多层绝缘基板；上电极，包含配置在基板上的第一上电极、配置在基板内、延伸至基板上且介于第一上电极与该第二上电极之间的集热电极以及配置在基板上的第二上电极；热产生组件，配置在基板内，非配置在第一层绝缘基板上而是其他层绝缘基板平的表面上，热产生组件的一端电气连接集热电极；以及至少一可熔导体，配置在上电极上，电气连结第一上电极、集热电极以及第二上电极，以形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

本发明的另一种复合式保护元件，包括：基板，基板是多层绝缘基板；至少一传导层；上电极，配置在基板上，包含第一上电极与一集热电极以及第二上电极，集热电极配置在第一上电极与第二上电极之间，上电极可以是单层的金属导电层或多层的金属导电层；热产生组件，配置在基板内，非配置在第一层绝缘基板上，而是在其他层绝缘基板平的表面上，热产生组件包含至少一热产生材料与复数个内电极，热产生组件的一端电气连接集热电极；以及至少一可熔导体，配置在上电极上，电气连结第一上电极、集热电极以及第二上电极，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径；且上述内含热产生组件的基板的结构与所有电极，是以包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂等绝缘材料与以包含银、铜等金属电极材料与以包含氧化钌、钯、铂等热产生材料，经一次或多次低温共烧陶瓷加工烧结而成，其烧结温度低于1100℃以下，最后，再运用任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，将可熔导体固定在上电极上。

又，本发明的复合式保护元件的基板的种类可包含有机系基板或玻纤环氧基板(如：FR4或FR5)或无机系基板或陶瓷基板(如：LTCC基板或HTCC基板)，较佳的选择之一是低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics，简称：LTCC)基板，需特别说明的是，本发明的复合式保护元件可采用低温共烧陶瓷(LTCC)基板，低温共烧陶瓷技术是业界熟知的技术，本发明采用低温共烧陶瓷技术与烧结加工，其优点是可将多种材料包括陶瓷材料、玻璃材料、金属传导材料、电阻材料、热产生材料、金属电极材料以及有机黏结剂等材料，制作成多层的基板结构，在烧结炉中一次或多次共烧完成，且可将烧结温度控制在1100℃以下，较佳的是控制在900℃以下，可以选择共烧的金属材料选择较多，烧结次数较少，在制造时间与成本上较具优势。

本发明的复合式保护元件的制造方法，其中之一具有如下的步骤：其加工是采用包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂等材料混合成泥状的浆料，经过刮刀成型干燥后制成一张张的薄生胚；于各层薄生胚打出所需要的孔；填入传导材料，可供电流与热能的传递；再利用网版印刷将电路、电极、与热产生组件印在所需的各层薄生胚上面；再将多层薄生胚堆迭；后再经烧结炉烧结完成，制作出在第一层绝缘基板上包含上电极与在基板内包含热产生组件的多层绝缘基板；最后，再运用任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，将可熔导体固定在上电极上，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

又，本发明的复合式保护元件的另一种制造方法就是利用复数次低温共烧陶瓷烧结加工来制作，其具有如下的步骤：采用包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂等材料混合成泥状的浆料，经过刮刀成型干燥后制成一张张的薄生胚；于各层薄生胚打出所需要的孔；填入传导材料，可供上电极与下电极之间或内电极与第二上电极之间或内电极与集热电极之间的电流与热能的传递；再利用网版印刷将内电极与传导层或内电极、下电极以及传导层印在所需的各层薄生胚上面；再将多层薄生胚堆迭；后再经烧结炉烧结完成，制造出包含内电极与传导层或内电极、下电极以及传导层的第二层绝缘基板；再利用网版印刷将热产生材料印在第二层绝缘基板上的内电极上；再使用一张薄生胚(已打孔)覆盖在热产生材料、内电极以及第二层绝缘基板上或利用网版印刷将第一层绝缘基板材料(包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂等材料混合成泥状的浆料)印在热产生材料、内电极以及第二层绝缘基板上；再利用网版印刷将传导层与上电极印在第一层绝缘基板上；后再经烧结炉烧结完成，制作出在第一层绝缘基板上包含上电极与在基板内包含热产生组件的多层绝缘基板；最后，再运用任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，将可熔导体固定在上电极上，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

需特别说明的是：当然高温共烧陶瓷(HTCC)基板，也可以类似的步骤，制造出在第一层绝缘基板上包含上电极与在基板内包含热产生组件的多层绝缘基板，只是在选择材料与烧结温度(高于1100℃)的不同，最后，再运用任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，将可熔导体固定在上电极上，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

本发明的复合式保护元件中的基板的材质与加工种类另包括有机的PCB、FR4PCB、FR5PCB以及其他高分子材料与玻纤所制成的PCB，此基板的种类与材料或加工不是用来限定本发明，任何现有的基板材料与加工，只要能将热产生组件制作在基板内的方法与材料，都属于本发明的范围。

本发明是一种复合式保护元件，特别是将热产生组件(或加热器)设计在基板内的复合式保护元件。包括使用低温共烧陶瓷，将热产生组件制作成低温共烧陶瓷基板，热产生组件配置在低温共烧陶瓷基板内。本发明可以提供一种减少不必要的绝缘层与不同的导热率材质的设计，有效地将热产生组件(或加热器)产生的热，快速且直接的传递给负责熔断可熔断材料的电极上，快速的熔断可熔断材料。达到缩短过电流与过电压保护的时间，且可以有效地降低元件的厚度，符合未来电子产品轻、薄、短、小的趋势。本发明实施例的特点是可采用低温共烧陶瓷来制作基板，利用无机陶瓷粉加上玻璃陶瓷与有机黏结剂混合成泥状的浆料，经过刮刀成型干燥后制成一张张的薄生胚，于各层打出所需要的孔，填入传导材料，可供电流或热能的传递，再利用网版印刷将电路(或热产生组件)印在上面，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在烧结炉完成，制作出内含热产生组件(或加热器)的基板，可减少许多在基板上不必要的后加工与绝缘以及导热率相关的结构设计。

本发明提供一种复合式保护元件，包括基板、热产生组件(或热产生器)、第一电极、可熔断材料。基板具有彼此相对的第一表面与第二表面。第一电极配置于基板的第一表面，且包括第一子电极、第二子电极、第三子电极以及第五子电极。热产生组件配置在基板内并电气连接第五子电极与第三子电极。可熔断材料配置于基板上，并电气连结第一子电极、第二子电极以及第五子电极。本发明的实施例的优点之一是热产生组件(或热产生器)配置在基板内，可以减少配置在基板上所增加的厚度，另因热产生组件可以直接连接(或经由金属导体连接)第一表面的第五子电极，不须经由端电极来连接，如此可以将热产生组件的热能直接(不经任何绝缘层或基板)传递到第五子电极上，减少热能的损失，进而加快熔断可熔断材料的速度，减少过电压保护的反应时间(连接热产生组件与第五子电极之间的金属导体愈长，热能流失的机会愈高)。正常应用电路(或电池的前端)会需要本发明实施例的复合式保护元件，输入到应用线路或电池的电流会从第一子电极、可熔断材料、第二子电极，到应用线路(或电池)，提供给系统(或电池)所需要的电流。当过电流的事件发生时，可熔断材料会因通过的电流过大而发热，当功率大过可熔断材料的规格时，就会熔断可熔断材料，而达到过电流保护的功能。另一异常事件就是过电压事件，过电压事件发生时，输入端的电流并无发生异常状况，所以流经可熔断材料的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔断材料，此时必须由系统提供信号，将接到第三子电极的控制开关开通，也就是低阻状态(正常的状态，第三子电极外接的电阻是很高的，不容许电流流经热产生组件到第三子电极的输出端)，使电流流经热产生组件到第三子电极的输出端，经选择适当的复合式保护元件的规格，就可让此时的电流在流经热产生组件时，产生足够的热能，经由第五子电极将热传递到可熔断材料，达到熔断可熔断材料的目的，进而完成过电压保护的功能。另一特点就是大电流或大功率的保护，因热产生组件可以利用电阻材料印刷在基板内来产生热能，根据电阻的公式，电阻的大小是与长度有正比的关系，电阻材料印刷的长度愈长则电阻可以愈高，电阻愈高可以产生的热能愈高，当可熔断材料可通过的电流愈大，就表示需熔断可熔断材料的热能需求愈高，所以本发明实施例的基板是多层结构的基板，所以可以印刷多层的电阻材料在基板内，并以串联的方式连接，组合成热产生组件，达到产生高热能的需求，使本发明提供的复合式保护元件，可以提供更大电流与电压的保护功能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的复合式保护元件的俯视示意图；

图2示出为图1的复合式保护元件100沿线X–X’的剖面示意图；

图3示出为图1的复合式保护元件100沿线Y–Y’的剖面示意图；

图4为本发明一实施例的两层包覆式可熔导体的剖面示意图；

图5为本发明一实施例的三层包覆式可熔导体的剖面示意图；

图6为本发明一实施例的三层分层式可熔导体的剖面示意图；

图7至13分别示出本发明多个实施例的不同的两层分层式可熔导体的剖面示意图；

图14是包含图1至图3的实施例的复合式保护元件100的等效电路图；

图15是包含图1至图3的实施例的复合式保护元件100的应用电路图；

图16是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的应用电路图；

图17是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的第二种应用电路图；

图18为本发明一实施例的复合式保护元件100的剖面示意图；

图19是本发明一实施例的复合式保护元件100a的俯视示意图；

图20示出为图19的复合式保护元件100a沿线X–X’的剖面示意图；

图21示出为图19的复合式保护元件100a沿线Y–Y’的剖面示意图；

图22是本发明一实施例的复合式保护元件100a1的剖面示意图；

图23是本发明一实施例的复合式保护元件100b的俯视示意图；

图24是本发明一实施例的复合式保护元件100c的俯视示意图；

图25是本发明一实施例的复合式保护元件100d的俯视示意图；

图26示出为图25的复合式保护元件100d沿线Y–Y’的剖面示意图；

图27为本发明一实施例的复合式保护元件100d的剖面示意图；

图28是本发明一施例的复合式保护元件100e的剖面示意图；

图29是本发明一实施例的复合式保护元件100f的俯视示意图；

图30示出为图29的复合式保护元件100f沿线X–X’的剖面示意图；

图31示出为图29的复合式保护元件100f沿线Y–Y’的剖面示意图；

图32是本发明一实施例的复合式保护元件100g的剖面示意图；

图33是图32的复合式保护元件100g与图34的复合式保护元件100h的等效电路图；

图34是本发明一实施例的复合式保护元件100h的俯视示意图；

图35是本发明一实施例的复合式保护元件100i的剖面示意图；

图36是本发明一实施例的复合式保护元件100i的等效电路图；

图37是包含本发明一实施例的复合式保护元件100i的一种应用电路图；

图38是包含本发明一实施例的复合式保护元件100i的另一种应用电路图；

图39是本发明一实施例的复合式保护元件200a的俯视示意图；

图40示出为图39的复合式保护元件200a沿线X–X’的剖面示意图；

图41示出为图39的复合式保护元件200a沿线Y–Y’的剖面示意图；

图42是包含本发明一实施例的复合式保护元件200a的等效电路图；

图43为本发明一实施例的复合式保护元件200a的剖面示意图；

图44是本发明一实施例的复合式保护元件200b的俯视示意图；

图45示出为图44的复合式保护元件200b沿线Y–Y’的剖面示意图；

图46为本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图；

图47是本发明一实施例的复合式保护元件200c的俯视示意图；

图48是本发明一实施例的复合式保护元件200d的剖面示意图；

图49是本发明一实施例的复合式保护元件200e的俯视示意图；

图50示出为图49的复合式保护元件200e沿线X–X’的剖面示意图；

图51示出为图49的复合式保护元件200e沿线Y–Y’的剖面示意图；

图52是本发明一实施例的复合式保护元件200f的剖面示意图；

图53是本发明一实施例的复合式保护元件200f的等效电路图；

图54是本发明一实施例的复合式保护元件300的俯视示意图；

图55示出为图54的复合式保护元件沿线X–X’的剖面示意图；

图56示出为54的复合式保护元件沿线Y–Y’的剖面示意图；

图57是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图；

图58是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图；

图59是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图；

图60是本发明一实施例的复合式保护元件的俯视示意图；

图61示出为图60的复合式保护元件沿线X–X’的剖面示意图；

图62示出为图60的复合式保护元件沿线Y–Y’的剖面示意图；

图63是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图；

图64是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。

附图标记说明：

100、100a、100a1、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、200、200a、200b、200c、200d、200e、200f、200j：复合式保护元件；

110、110g、110i、110j、210a、210f、210j：基板；

111、111g、111i、111j、211a、211f、211j：第一层绝缘基板；

112、112g、112i、112j、212a、212f、212j：第二层绝缘基板；

113g、113i、213f：第三层绝缘基板；

114i：第四层绝缘基板；

118、118a1、118a2、118a3、118a4、118g5、118i5、118i6、218a、218f5：传导层；

120、120a、120b、120c、120h、120i、220a、220c：上电极；

121、221a：第一上电极；

122、122b、122c、122h、122j、222a：第二上电极；

122b1：外接部；

122b2：狭窄部；

122b3、122c3：集热部；

123：第三上电极；

124：第四上电极；

225a、225c、225j：集热电极；

127、227e：吸附线；

128、128c、128e、228：辅助材料；

129、129d、229a、229b：抑制电弧层；

130、230：下电极；

131、231：第一下电极；

132、232：第二下电极；

133、233：第三下电极；

134、234：第四下电极；

135：第五下电极；

170、170d、270a、270b：可熔导体；

170d1：宽薄部；

170d2：窄厚部；

T1、T4、T4a、T4b、T4c、T4d、T4e、T7、T7a：第一层可熔导体；

T2、T5、T5a、T5b、T5c、T5d、T5e、T8、T8a：第二层可熔导体；

T3、T6：第三层可熔导体；

X-X’、Y-Y’：线；

180、180g、180h、180i、180j、280a、280f：热产生组件；

188、188g1、188g2、188h1、188h2、188i1、188i2、188i3、188j、288a、288f1、288f2、288j：热产生材料；

181、181g、181h、181i、181j、281a、281f、281j：第一内电极；

182、182g、182h、182i、182j、282a、282j、282f：第二内电极；

183g、183h、183i、283f：第三内电极；

184g、184h、184i、284f：第四内电极；

185i：第五内电极；

186i：第六内电极；

190：绝缘外壳；

191、291：侧电极；

271a：右边可熔导体；

272a：左边可熔导体；

273b：两端的窄厚部；

274b：中间的宽薄部；

300：复合式保护元件；

310：基板；

311：第一表面；

312：第二表面；

314：高热导区块；

320：第一电极；

321：第一子电极；

322：第二子电极；

323：第三子电极；

324：第四子电极；

325：第五子电极；

330：第二电极；

340：导电层；

350：焊接材料；

360：助熔层；

370：可熔断材料；

380：热产生组件；

301：第一内电极；

388：热产生材料；

302：第二内电极；

303：第三内电极；

304：第四内电极；

390：绝缘外壳；

H：高度差的绝对值；

h、h1、h2、h3：厚度；

o1、o2、o3：输出端；

d1、d2、d3、d4：输入端。

具体实施方式

图1是本发明一实施例的复合式保护元件的俯视示意图。图2示出为图1的复合式保护元件100沿线X–X’的剖面示意图。图3示出为图1的复合式保护元件100沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图1、图2及图3，本实施例的复合式保护元件100包括基板110、热产生组件180、上电极120以及至少一可熔导体170。详细来说，基板110是多层的结构，包括第一层绝缘基板111、第二层绝缘基板112与至少一传导层118(图1示出三个传导层118为示例)。第一层绝缘基板111与第二层绝缘基板112可以是单层结构或多层结构。第一层绝缘基板111的厚度小于第二层绝缘基板112的厚度。第一层绝缘基板111的厚度小于0.1mm，较佳的选择是小于0.05mm。第二层绝缘基板112的厚度较佳的选择至少是第一层绝缘基板111的两倍以上的厚度。基板110的种类可包含有机系基板或玻纤环氧基板(如：FR4或FR5)或无机系基板或陶瓷基板(如：LTCC基板或HTCC基板)等，较佳的是陶瓷基板或低温共烧陶瓷(LTCC)基板，基板110的材料包括无机陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃粉、玻纤、环氧树酯、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸以及有机黏结剂等其中之一或其部分组合的合成物或复合物。传导层118的材料包括金、银、铂、铜等其中之一或其部分组合的合成物。配置在基板110上的上电极120包括第一上电极121与第二上电极122。上电极120可以是单层金属或多层金属结构，其各层的材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。热产生组件180配置在基板110内，包括热产生材料188与第一内电极181以及第二内电极182，第一内电极181与热产生材料188的一端电气连接，第二内电极182与热产生材料188的另一端电气连接，第一内电极181经由一个传导层118(或复数个传导层118)与第二上电极122电气连接。特别值得一提的是，在第二上电极122与热产生材料188之间的第一层绝缘基板111的厚度h1，h1的厚度越薄或越小，其热阻愈小或低，热产生材料188所产生的热愈快传导至第二上电极122。在本实施例中，热产生材料188其材质包括二氧化钌(RuO2)、氧化钌、钌、铜、钯、白金、铂、钼、钨、有机结合剂或无机结合剂等其中之一或其中部分组合物，热产生材料188所能承受的功率或所能产生的热能与其本身的电阻或阻抗有关，热产生材料188的阻抗可以选择不同材质配方、配方的比例或热产生材料188的长度与截面积(宽度与厚度)来决定。第一内电极181与第二内电极182可以是单层金属或多层金属结构，其各层的材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。可熔导体170配置于第一上电极121与第二上电极122上，并电气连结第一上电极121与第二上电极122(图1示出一个可熔导体170为示例，当然也可是复数个可熔导体170，未示出)。可熔导体170可以是单层或多层结构。若可熔导体170是多层结构，请参考图4、图5、图6、图7以及图8，其多层结构可以是包覆式或分层式，图4为本发明一实施例的两层包覆式可熔导体的剖面示意图，请参照图4，可熔导体170包括第一层可熔导体T1及第二层可熔导体T2，其中第一层可熔导体T1包覆第二层可熔导体T2。图5为本发明一实施例的三层包覆式可熔导体的剖面示意图，请参照图5，可熔导体170包括第一层可熔导体T1、第二层可熔导体T2及第三层可熔导体T3，第一层可熔导体T1包覆第二层可熔导体T2，且第二层可熔导体T2包覆第三层可熔导体T3。

图6为本发明一实施例的三层分层式可熔导体的剖面示意图，请参照图6，可熔导体170包括第一层可熔导体T4、第二层可熔导体T5及第三层可熔导体T6，其中第一层可熔导体T4与第三层可熔导体T6比第二层可熔导体T5薄。图7至13分别示出本发明多个实施例的不同的两层分层式可熔导体的剖面示意图。请参照图7，可熔导体170包括第一层可熔导体T4a及第二层可熔导体T5a。请参照图8，可熔导体170包括第一层可熔导体T4b及第二层可熔导体T5b。请参照图7及图8，第一层可熔导体T4a、T4b的厚度比第二层可熔导体T5a、T5b的厚度薄。请参照图7，第一层可熔导体T4a配置在第二层可熔导体T5a上。请参照图8，在另一分层式可熔导体170中，第一层可熔导体T4b配置在第二层可熔导体T5b的上面与两个侧表面上。需说明的是，请参考图10，分层式可熔导体170中的第一层可熔导体T4d的面积可以小于或等于第二层可熔导体T5d的面积，就是第一层可熔导体T4d可选择性地只配置在部分的第二层可熔导体T5d上，此特征也适用在其他分层式的可熔导体上。如图9与图11的可熔导体170是包含中间的宽薄部与两端的窄厚部且是两层分层式，其中第一层可熔导体T4c、T4e的厚度比第二层可熔导体T5c、T5e的厚度薄。如图12中的可熔导体是两层分层式，其中第一层可熔导体T7的厚度可比第二层可熔导体T8的厚度厚。如图13中的可熔导体170是包含中间的宽薄部与两端的窄厚部且是两层分层式，其中第一层可熔导体T7a的厚度比第二层可熔导体T8a的厚度厚。以上多层结构的可熔导体170其相邻各层的熔点温度可以是不同的，例如：第一层可熔导体T1与第二层可熔导体T2的熔点温度不同，第二层可熔导体T2与第三层可熔导体T3的熔点温度不同，可熔导体170中各层的材料或材质包括金、银、铜、铝、钯、铂、锡、铅、铟、铋、锑等其中之一或其部分组合成的合金或复合物。另外，在本实施例中，可熔导体170与上电极120电气连接的材料其材质包括锡膏、银胶、锡、铜、银、金、铋、锡银合金、锡铅合金等其中之一或其部分组合成的合金，其方法是藉此材料可固定可熔导体170于第一上电极121与第二上电极122上，这些都可视为电气连接的方法与材料之一，然并不以此为限，任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，也可以不需要任何电气连接的材料，只要能达到电气连接都属本发明的范围内。图14是包含图1至图3的实施例的复合式保护元件100的等效电路图，其中与图1至图3相关主要的符号都有标示出来。图15是包含图1至图3的实施例的复合式保护元件100的应用电路图，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、开关元件以及复合式保护元件，请同时参考图14、图1至图3以及图15，本实施例的复合式保护元件100如何动作说明如下：详细来说，输入的电流会从第一上电极121、可熔导体170、第二上电极122，到储能装置(或电池的一端)，提供给储能装置(或电池)所需要的充电电流，输出电流会从第二上电极122、可熔导体170、第一上电极121，到外部电路，提供给外部装置所需的电压与电流。当过电流(或异常电流)的事件发生时，可熔导体170会因通过的电流过大而发热，当功率大过可熔导体170的规格时，就会熔断可熔导体170，而达到过电流保护的功能。可以通过可熔导体170的电流规格，可以选择不同材料配方或配方的比例或可熔导体170的截面积(宽度与厚度)来决定。另一异常事件就是过电压(或过充)或过温事件，过电压或过温事件发生时，输入的电流并无发生异常状况，所以流经可熔导体170的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔导体170，此时异常检测控制电路检测到储能装置发生过电压事件，且经由输出端o1提供信号给开关元件，将接到热产生组件180的第二内电极182的开关元件开通，也就是将外接热产生组件180第二内电极182的开关元件的D与S两端切换至低阻抗或导通状态，使电流流经热产生组件180(从第一内电极181到热产生材料188到第二内电极182)到开关元件的S端，正常的状态，热产生组件180第二内电极182外接开关元件的D端的电阻或阻抗是很高的，呈现断路状态，不容许电流流经热产生组件180到开关元件的S端，经选择适当的复合式保护元件的规格(例如：热产生组件180的阻值或消耗功率)，就可让此时的电流在流经热产生组件180时，产生足够的热能，经由热产生材料188上方的第一层绝缘基板111与传导层118，将热能传导到第二上电极122，达到熔断可熔导体170的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。图14的等效电路图也适用于其他实施例如复合式保护元件100a、100a1、100b、100c、100d、100e以及100f。本发明中其他实施例的复合式保护元件，视实际的需要亦都可适用于图15、图16或图17所示出的应用电路中。

图18为本发明一实施例的复合式保护元件100的剖面示意图。请参考图18，复合式保护元件100另包含抑制电弧层129，其配置在第一上电极121与第二上电极122之间，并包覆在第一上电极121与第二上电极122之间的部分的可熔导体170表面。抑制电弧层129的材料包括硅橡胶、无机陶瓷、金属氧化物、氢氧化镁以及水玻璃等其中之一或其部分的组合复合物，抑制电弧层129的特征是当可熔导体170因热熔融且开始断开时，因刚开始断开时的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件100的损坏，所以将抑制电弧层129包覆可熔导体170的中段，当在第一上电极121与第二上电极122之间部分的可熔导体170开始熔断时，在可熔导体170中段表面上的抑制电弧层129，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件100的损坏。

图19是本发明一实施例的复合式保护元件100a的俯视示意图。图20示出为图19的复合式保护元件100a沿线X–X’的剖面示意图。图21示出为图19的复合式保护元件100a沿线Y–Y’的剖面示意图。请参照图19、图20及图21，本实施例的复合式保护元件100a包括基板110、热产生组件180、上电极120a、下电极130、侧电极191、可熔导体170。请同时参考图19至图21及图1至图3，复合式保护元件100a与复合式保护元件100相似，惟二者主要差异处在于：本实施例的复合式保护元件100a另包含下电极130与侧电极191。配置在基板110上的上电极120a包括第一上电极121、第二上电极122、第三上电极123以及第四上电极124。下电极130配置在与上电极120a相对的基板110的另一表面上。下电极130包括第一下电极131、第二下电极132、第三下电极133以及第四下电极134。侧电极191配置在基板110的四个侧表面上，每个侧表面配置一个或复数个侧电极191。上电极120a经由侧电极191与下电极130电气连接。上电极120a、下电极130以及侧电极191可以是单层金属或多层金属结构，其各层的材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。需特别说明的是，热产生组件180的第二内电极182也经由其中一个或复数个侧电极191电气连接第三上电极123与第三下电极133。本发明一实施例的复合式保护元件100a可应用于过电流保护，所以额定电流也有大小或高低之分，若额定电流小或低时，额定电流可以从下电极130流经侧电极191至上电极120a，或从上电极120a流经侧电极191至下电极130。若额定电流大或高时，电气连接上电极120a与下电极130的侧电极191可能无法承受较大的额定电流，本实施例提供高额定电流的解决方法是本实施例的复合式保护元件100a另包含至少一传导层118a1、至少一传导层118a2、至少一传导层118a3以及至少一传导层118a4，全部的传导层118a1、118a2、118a3以及118a4都配置在基板内，其材料包括金、银、铜等其中之一或其部分组合的合成物。各个传导层118a1、118a2、118a3以及118a4电气连接各自不同的上电极120a与下电极130，使上电极120a与下电极130之间的电流路径增加，可通过的额定电流也可增大或较高，其中传导层118a3同时电气连接热产生组件180的第二内电极182。至于可熔导体170的电流大小，如对复合式保护元件100的实施例说明，可以选择不同材料配方或配方的比例或可熔导体170的截面积(宽度与厚度)来决定。需特别说明的是，本实施例的复合式保护元件100a的结构，特别适用在需将复合式保护元件回焊在应用电路基板上的产品设计，本实施例的结构设计可以让下电极130与外部应用电路基板上的电极电气连接，使外部电路的电流能经由下电极130，流经本发明一实施例的复合式保护元件100a。图14包含复合式保护元件100a的等效电路图，其中图19、20与21中相关主要的符号都有标示出来，本实施例的复合式保护元件100a与复合式保护元件100相似，只是增加了下电极130可电气连接外部电路，另也增加了复数个传导层118a1、118a2、118a3以及118a4与侧电极191，使通过保护元件的额定电流可以提高。尚有三处须说明的，其一是，在本实施例中，第四上电极124、第四下电极134、连接第四上电极124与第四下电极134的侧电极191或传导层118a4，并无电气上的功能或技术特征，只是为了结构设计上的对称性，所以本实施例也可以不包含第四上电极124、第四下电极134、连接第四上电极124与第四下电极134的侧电极191或传导层118a4，而不影响本发明一实施例的复合式保护元件的电气特性或技术特征。其二是，侧电极191或传导层118a1、118a2、118a3以及118a4都是用来电气连接上电极120a与下电极130的方法或结构，可以视实际需要选择侧电极191或传导层118a1、118a2、118a3以及118a4或两者(侧电极191与传导层118a1、118a2、118a3以及118a4)，只要能达到电气连接上电极120a与下电极130的功能或目的，都属本发明的范围。其三是，在本实施例中，有关第三上电极123、第四上电极124、侧电极191、下电极130、电气连接上电极120a与下电极130的传导层(118a1、118a2、118a3、118a4)等，在其他实施例中未示出，但都可依据实际需要，选择前述不同的构件或加以组合，以达到所需的技术效果。至于本实施例的复合式保护元件100a，如何动作或其他与复合式保护元件100相似部分的说明，请参考复合式保护元件100的说明，在此不再赘述。

图22是本发明一实施例的复合式保护元件100a1的剖面示意图。请同时参考图22与图21，图22的复合式保护元件100a1与图21的复合式保护元件100a相似，惟二者主要差异处在于：本实施例的复合式保护元件100a1另包含绝缘外壳190与辅助材料128。辅助材料128可配置于可熔材料170上或可熔材料170与第二上电极122上，辅助材料128的特征是其熔点或液相点低于可熔材料170，其材料包括锡、铜、银、金、铅、铋、助焊济、松香树脂、表面活性剂、活化剂、软化剂、有机溶剂等其中之一或其部分组合的复合物，其主要的作用为防止可熔导体170与第二上电极122的表面氧化，且当热产生组件180发热时或可熔导体170发热时，辅助材料128会比可熔导体170早熔融或早液化，有助于可熔导体170的熔融，也可以提升第二上电极122表面的湿润性(Wetting)与吸附力，使稍后熔融的可熔导体170可以快速地与未熔融的可熔导体170断开，迅速地与辅助材料128共熔且扩散附着在第二上电极122上，缩短复合式保护元件100a1完成保护动作的时间。绝缘外壳190配置于基板110上，并覆盖基板110上表面上所有物体，其材料包括氧化铝、聚二醚酮、尼龙、橡胶、热塑型树脂、热固型树脂、紫外光硬化树脂以及酚甲醛树脂等其中之一或其部分组合的复合物，其主要的作用为防止外来物体或外力破坏基板110上的结构。需特别说明的是，本实施例中有关辅助材料128与绝缘外壳190的设计，在其他实施例中未示出，但都可依据实际需要，选择前述不同的构件或加以组合，以达到所需的技术效果。至于本实施例的复合式保护元件100a1，如何动作或其他与复合式保护元件100a相似部分的说明，请参考关于复合式保护元件100a的说明，在此不再赘述。

图23是本发明一实施例的复合式保护元件100b的俯视示意图。请同时参考图23与图1，图23的复合式保护元件100b与图1的复合式保护元件100相似，惟二者主要差异处在于：本实施例的第二上电极122b(上电极120b)包括外接部122b1、狭窄部122b2以及集热部122b3，狭窄部122b2的截面积小于外接部122b1与集热部122b3的截面积。第二上电极122b的外接部122b1可与外部电路电气连接，第二上电极122b的集热部122b3经由传导层118与热产生组件180电气连接，当过电压或过充或过温事件发生时，集热部122b3聚集热产生组件180所产生的热，藉以熔断可熔导体170，并让被熔融(液化)的可熔导体170，吸附在第二上电极122b的集热部122b3上，狭窄部122b2是第二上电极122b中截面积较小的(或最小的)，主要的功能是降低集热部122b3受到外接部122b1温度的影响，亦可减少集热部122b3热的流失，使集热部122b3确实的聚集热产生组件180产生的热能，快速的熔断可熔导体170，达到保护的功能。至于本实施例的复合式保护元件100b，如何动作或其他与复合式保护元件100相似部分的说明，请参考关于复合式保护元件100的说明，在此不再赘述。

图24是本发明一实施例的复合式保护元件100c的俯视示意图。图24的复合式保护元件100c是图23的实施例的变形例，请同时参考图23与图24，复合式保护元件100c与复合式保护元件100b相似，惟二者主要差异处在于：复合式保护元件100c的第二上电极122c(上电极120c)的集热部122c3与复合式保护元件100的第二上电极122b的集热部122b3的形状不同。请参照图24，第二上电极122c的集热部122c3的形状是以与可熔导体170重迭的部分为中心，分三个方向向外延伸，其向外延伸部分的宽度比中心部分的宽度大，此设计的好处是当可熔导体170熔融(液化)时，熔融的可熔导体170更容易由中心向外延伸，吸附在更宽大的第二上电极122c的集热部122c3上。当然第二上电极122c的集热部122c3也可以向不同个数的方向延伸，形状可以是任意的形状，集热部122c3形状的设计只要是能使熔融的可熔导体更快的吸附在集热部122c3上，都属本发明的范围内。请参照图24，本实施例另包括辅助材料128c(与图22的复合式保护元件100a1的辅助材料128相似)，辅助材料128c可配置在可熔导体170上或可熔导体170与第二上电极122c上，其主要的作用为防止可熔导体170与第二上电极122c的表面氧化，且当热产生组件180发热时或可熔导体170发热时，辅助材料128c会比可熔导体170早熔融或早液化，有助于可熔导体170的熔融，也可以提升第二上电极122c表面的湿润性(Wetting)与吸附力，使稍后熔融的可熔导体170可以快速地与未熔融的可熔导体170断开，迅速地与辅助材料128c共熔且扩散附着在第二上电极122c上。辅助材料128c的材料包括锡、铜、银、金、铅、铋、助焊济、松香树脂、表面活性剂、活化剂、软化剂、有机溶剂等其中之一或其部分组合的复合物。本发明的一实施例的保护元件在应用上，较佳地是，辅助材料128c的熔点或液相点温度低于可熔导体170的熔点或液相点温度。至于本实施例的复合式保护元件100c，如何动作或其他与复合式保护元件100b相似部分的说明，请参考关于复合式保护元件100b的说明，在此不再赘述。

图25是本发明一实施例的复合式保护元件100d的俯视示意图。图26示出为图25的复合式保护元件100d沿线Y–Y’的剖面示意图，请同时参考图25、图26以及图24，图25及图26的复合式保护元件100d与图24的复合式保护元件100c相似，惟二者主要差异的处在于：图25及图26的复合式保护元件100d的可熔导体170d的形状与厚度与图24的复合式保护元件100c的可熔导体170不同。请参照图25及图26，可熔导体170d包括宽薄部170d1与窄厚部170d2，宽薄部170d1的截面积与窄厚部170d2的截面积相近(或相同)，但厚度不同，宽薄部170d1的厚度低于或小于窄厚部170d2的厚度，宽薄部170d1与第二上电极122c电气连接，窄厚部170d2与第一上电极121电气连接。本实施例的复合式保护元件100d的可熔导体170d的技术特征或优点是：当过电流事件发生时，因可熔导体170d的宽薄部170d1与窄厚部170d2有相近(或相同)的截面积，所以可通过可熔导体170d宽薄部170d1与窄厚部170d2的电流是相同的，所以当过电流通过可熔导体170d时，可熔导体170d会发热而熔断，达到过电流保护的功能。当过电压或过温事件发生时，热产生组件180会发热(第一实施例有详细说明，在此不再赘述)，第二上电极122c的集热部122c3聚集热产生组件180所产生的热，且与第二上电极122c电气连接的可熔导体170d的宽薄部170d1的厚度较薄，所以热产生组件180可以产生较少的热能来达到更快速熔断可熔导体170d的效果(或功能)，图24的实施例中的可熔导体170的厚度相同，故若要熔断较厚的可熔导体170，需要热产生组件180产生较多的热能，才能熔断可熔导体170，也就是说需要较久的时间才能熔断可熔导体170，因此图24的复合式保护元件100c，过电压或过温保护动作的速度会较图25及图26的复合式保护元件100d的速度慢。本实施例中有关可熔导体170d的设计，在其他实施例中都可依据实际需要加以组合或替换，以达到所需的技术效果。至于本实施例的复合式保护元件100d，如何动作或其他与图24相似部分的说明，请参考关于图24的复合式保护元件100c的说明，在此不再赘述。

图27为本发明一实施例的复合式保护元件100d的剖面示意图。请同时参考图26与图27，图27的复合式保护元件100d，另包含抑制电弧层129d，其配置在第一上电极121与第二上电极122c之间，并包覆在第一上电极121与第二上电极122c之间部分的可熔导体170d表面。抑制电弧层129的材料包括硅橡胶、无机陶瓷、金属氧化物、氢氧化镁以及水玻璃等其中之一或其部分的组合复合物，抑制电弧层129d的特征是当可熔导体170d因热熔融且开始断开时，因刚开始断开时的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件100d的损坏，所以将抑制电弧层129d包覆可熔导体170d的中段，当在第一上电极121与第二上电极122c之间部分的可熔导体170d开始熔断时，在可熔导体170d中段表面上的抑制电弧层129d，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件100d的损坏。

图28是本发明一施例的复合式保护元件100e的剖面示意图，请同时参考图27与图28，图28的复合式保护元件100e与图27的复合式保护元件100d相似，惟二者主要差异处在于：图28的复合式保护元件100e另包括辅助材料128e，辅助材料128e可配置在可熔导体170d上或在可熔导体与第二上电极122c上，有关辅助材料128e其主要的作用与其材料以及其他相关叙述如图22或图24的实施例中辅助材料128或128c的说明相同，在此不再赘述。至于本实施例的复合式保护元件100e，如何动作或其他图27的实施例相似部分的说明，请参考关于图27的实施例的复合式保护元件100d的说明，在此不再赘述。

图29是本发明一实施例的复合式保护元件100f的俯视示意图。图30示出为图29的复合式保护元件100f沿线X–X’的剖面示意图。图31示出为图29的复合式保护元件100f沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图29、图30、图31、图25、图26与图28，图29至图31的复合式保护元件100f与图28的复合式保护元件100e相似，惟二者主要差异处在于：图29至图31的复合式保护元件100f另包括至少一吸附线127。吸附线127配置在第二上电极122c的集热部122c3的一端且延伸跨越可熔导体170d与辅助材料128e上方至集热部122c3的另一端，在可熔导体170d上方的部分吸附线127，其与可熔导体170d之间的距离D小于0.3mm，较佳地是介于0.001mm至0.15mm之间，吸附线127是单层的或多层包覆式的结构，其各层材质包含铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金等其中之一或其部分组合成的合金(例如：铜镍锡合金、镍锡合金)或其部分组合成的多层金属(例如：铜镀锡、铜镀金)，吸附线127可通过锡膏焊接、电弧焊接、雷射焊接、热压焊接、超音波焊接等制作方法，将吸附线127的两端，固定且电气连接在集热部122c3的两相反端，然并不以此为限，任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，能达到固定且电气连接都属本发明的范围内。本实施例的吸附线127在所示出的图示中为一条圆柱体金属线，其形状类似弧形或拱型，然并不以此为限，吸附线127也可以是长方体(未示出)的金属线，其形状也可以是ㄇ字型(未示出)，且部分吸附线127的表面与部分可熔导体170d的表面也可以相连接(距离0mm)，所以吸附线127跨越可熔导体170d与辅助材料128e的形状可以是任何形状、本身可以是任何形状的导热线、吸附线127的表面可以与可熔导体170d的表面相连接或不连接，都属本发明的范围内。辅助材料128e配置在吸附线127与可熔导体170d的宽薄部170d1之间且实际物理连接吸附线127与可熔导体170d，或辅助材料128e配置在吸附线127与可熔导体170d的宽薄部170d1之间以及在吸附线127与第二上电极122c的集热部122c3之间，且实际物理连接吸附线127与可熔导体170d，亦实际物理连接吸附线127与第二上电极122c的集热部122c3，辅助材料128e包括松香树脂、助焊剂、表面活性剂、活化剂、软化剂、有机溶剂、锡、铅、银、铋、铜、金等其中之一或其组合成的复合物。辅助材料128e其功能是可同时具有防止可熔导体170d的表面与吸附线127的表面氧化、传导热能以及助熔的作用，通过表面张力与毛细现象，导引熔融(或液化)的可熔导体170d吸附在吸附线127上，也可导引熔融(或液化)的可熔导体170d流向第二上电极122c的集热部122c3外围的部分，加速与未熔融的可熔导体170d的分离或断开，减少过电压或过温保护所需的动作时间。详细的说，当过电压或过温事件发生时，热产生组件180发热(可参考对图1至图3的实施例的说明，在此不再赘述)，第二上电极122c的集热部122c3聚集热产生组件180所产生的热能，因吸附线127的材质包括金属材料，所以其热能也会传导至吸附线127，使吸附线127发热且经由辅助材料128e或直接将热传导至可熔导体170d的上表面，因此可熔导体170d的两个面(上、下面)同时受热，可以加速在吸附线127与集热部122c3之间的可熔导体170d的熔融，直到在集热部122c3上的部分可熔导体170d完全熔融，与在第一上电极121上的部分可熔导体170d断开分成两部分，且电流无法从第一上电极121流到第二上电极122c的集热部122c3，达到过电压或过温保护的功能。当过电流事件发生时，可熔导体170d发热，因辅助材料128e的液化或液相温度低于可熔断料170d，所以辅助材料128e会先液化，之后可熔断料170d液化，通过表面张力与毛细现象，导引熔融(或液化)的可熔导体170d吸附在吸附线127上，也可导引熔融(或液化)的可熔导体170d流向第二上电极122c的集热部122c3外围的部分，加速与未熔融的可熔导体170d的分离或断开，达到过电流保护的功能。

图32是本发明一实施例的复合式保护元件100g的剖面示意图，请同时参考图32与图2，图32的复合式保护元件100g与图2的复合式保护元件100相似，惟二者主要差异处在于：图32的复合式保护元件100g的基板110g是多层的结构，包括第一层绝缘基板111g、第二层绝缘基板112g、第三层绝缘基板113g以及复数个传导层118与118g5，第一层绝缘基板111g、第二层绝缘基板112g以及第三层绝缘基板113g可以是单层结构或多层结构，第一层绝缘基板111g与第三层绝缘基板113g的厚度相似，第二层绝缘基板112g的厚度较厚，且比第一层绝缘基板111g与第三层绝缘基板113g的厚度厚，第一层绝缘基板111g与第三层绝缘基板113g的厚度小于0.1mm，较佳的选择是小于0.05mm，第二层绝缘基板112g的厚度较佳的是第一层绝缘基板111g与第三层绝缘基板113g厚度的两倍以上，基板110g其各层基板的材料包括陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃、玻纤、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸、卤盐以及有机黏结剂等其中之一或其部分组合的合成物。传导层118与118g5的材料包括金、银、铜以及铂等其中之一或其部分组合的合成物。热产生组件180g包括热产生材料188g1、分别电气连接热产生材料188g1两端的第一内电极181g与第二内电极182g、热产生材料188g2、分别电气连接热产生材料188g2两端的第三内电极183g与第四内电极184g，热产生组件180g配置在基板110g内。详细的说，热产生材料188g1以及分别电气连接热产生材料188g1两端的第一内电极181g与第二内电极182g配置于第三层绝缘基板113g上，且第一层绝缘基板111g覆盖在第三层绝缘基板113g、热产生材料188g1、第一内电极181g以及第二内电极182g上。热产生材料188g2以及分别电气连接热产生材料188g2两端的第三内电极183g与第四内电极184g配置于第二层绝缘基板112g上，且第三层绝缘基板113g覆盖在第二层绝缘基板112g、热产生材料188g2、第三内电极183g以及第四内电极184g上。第二内电极182g经由传导层118g5与第三内电极183g电气连接，第二上电极122经由传导层118与第一内电极181g电气连接。图33是图32的复合式保护元件100g与图34的复合式保护元件100h的等效电路图，其中与图32主要的符号都有标示出来，本实施例的复合式保护元件100g的技术特征说明如下：请同时参考图33与图16，图33是图32的复合式保护元件100g的等效电路图，图16是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的应用电路图，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、开关元件以及复合式保护元件100g，复合式保护元件100g的热产生组件180g提供两个可以外接的内电极或输出端，其一是第二内电极182g，其二是第四内电极184g，第二内电极182g输出的阻抗就是热产生材料188g1的阻抗，第四内电极184g输出的阻抗就是热产生材料188g1的阻抗加上热产生材料188g2的阻抗，如此设计的好处在于，提供系统设计者可依据储能装置或二次电池组的电压来决定热产生组件180g的电阻的大小，是将开关元件D端电气连接在第二内电极182g或是电气连接第四内电极184g。当储能装置发生过电压事件时，通过可熔导体170的电流并无发生异常状况，所以流经可熔导体170的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔导体170，此时异常检测控制电路检测到储能装置发生过电压或过充事件，且经由输出端o1提供信号，将接到热产生组件180g的第二内电极182g或第四内电极184g的开关元件开通，也就是将外接热产生组件180g的第二内电极182g与开关元件D与S两端之间切换在低阻状态或导通状态，或第四内电极184g与开关元件D与S两端之间切换在低阻状态或导通状态，使电流流经热产生组件180g(从第一内电极181g到热产生材料188g1到第二内电极182g输出端或从第一内电极181g到热产生材料188g1到第二内电极182g到第三内电极183g到热产生材料188g2到第四内电极184g)到开关元件的S端，正常的状态，热产生组件180g第二内电极182g或第四内电极184g外接的开关元件其电阻是很高的或断路状态，不容许电流流经热产生组件180g到开关元件的S端，经选择适当的复合式保护元件的规格(例如：热产生组件180g的阻值或消耗功率)，就可让此时的电流在流经热产生组件180g时，产生足够的热能，经由热产生材料188g1上方的第一层绝缘基板111g与传导层118，将热能传导到第二上电极122，达到熔断可熔导体170的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。另一种应用电路，请同时参考图33与图17，图17是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的第二种应用电路图，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、两开关元件以及复合式保护元件100g，图17与图16相似，惟二者主要差异处在于：图16的应用电路只有一个开关元件，所以只能依据需求选择开关元件的D端电气连接热产生组件180中两个内电极(其一是第二内电极182g，其二是第四内电极184g)中的一个。图17的应用电路中，异常检测控制电路包括四个电压检测输入端(d1、d2、d3、d4)，可检测储能装置或二次电池组中，三个电池的电压与串联的总电压是否异常。若储能装置或二次电池组发生过电压事件，可依据不同状况将异常检测控制电路两个输出端(o1&o2)中的一个送出启动信号，使其中一个开关元件的D与S两端导通，使电流流经热产生组件180g(从第一内电极181g到热产生材料188g1到第二内电极182g输出端或从第一内电极181g到热产生材料188g1到第二内电极182g到第三内电极183g到热产生材料188g2到第四内电极184g)到开关元件的S端，就可让此时的电流在流经热产生组件180g时，产生足够的热能，经由热产生材料188g1上方的第一层绝缘基板111g与传导层118，将热能传导到第二上电极122，达到熔断可熔导体170的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。此应用电路可让用户更有弹性来监测储能装置的电压状态，达到更完整的过电压保护的功能。同理过温保护也可达成。

图34是本发明一实施例的复合式保护元件100h的俯视示意图。本实施例的等效电路图与图32的复合式保护元件100g的等效电路图33相同，请同时参考图34、图32与图33，图34的复合式保护元件100h包括第二上电极122h(上电极120h)，复合式保护元件100h与图32的复合式保护元件100g二者主要差异处在于：图34的复合式保护元件100h的热产生组件180h包括热产生材料188h1、分别电气连接热产生材料188h1两端的第一内电极181h与第二内电极182h、热产生材料188h2、分别电气连接热产生材料188h2两端的第三内电极183h与第四内电极184h，其中第二内电极182h与第三内电极183h实际上是同一电极，不需要经由传导层来电气连接第二内电极182h与第三内电极183h，热产生组件180h配置在基板110g内，且配置在同一层绝缘基板上。图32的复合式保护元件100g的热产生组件180g的两组热产生材料188g1与188g2各自配置在第三层绝缘基板113g与第二层绝缘基板112g，与第十实施例的复合式保护元件100h不同。特别需说明的是，图34的复合式保护元件100h可以取代图16与图17中的复合式保护元件100g，复合式保护元件100h的第二内电极182h与第四内电极184h可以电气连接开关元件。至于本实施例的复合式保护元件100h，如何动作或其他与复合式保护元件100g相似部分的说明，请参考前述对复合式保护元件100g的说明，在此不再赘述。

图35是本发明一实施例的复合式保护元件100i的剖面示意图。图36是本发明一实施例的复合式保护元件100i的等效电路图，复合式保护元件100i还包括第五下电极135。请同时参考图35、图32、图33以及图36，图35的复合式保护元件100i包括第二上电极122(上电极120i)，复合式保护元件100i与图32的复合式保护元件100g相似，惟二者主要差异处在于：其一是图35的复合式保护元件100i中的基板110i是多层的结构，包括第一层绝缘基板111i、第二层绝缘基板112i、第三层绝缘基板113i、第四层绝缘基板114i以及复数个传导层118、118i5、118i6，第一层绝缘基板111i、第二层绝缘基板112i、第三层绝缘基板113i以及第四层绝缘基板114i，可以是单层结构或多层结构，第一层绝缘基板111i与第三层绝缘基板113i以及第四层绝缘基板114i的厚度相似。第二层绝缘基板112i的厚度较厚，且比第一层绝缘基板111i与第三层绝缘基板113i及第四层绝缘基板114i的厚度厚。第一层绝缘基板111i的厚度小于0.1mm，较佳的选择是小于0.05mm。第二层绝缘基板112i的厚度较佳的是第一层绝缘基板111i、第三层绝缘基板113i与第四层绝缘基板114i厚度的两倍以上。其二是热产生组件180i包括热产生材料188i1、分别电气连接热产生材料188i1两端的第一内电极181i与第二内电极182i、热产生材料188i2、分别电气连接热产生材料188i2两端的第三内电极183i与第四内电极184i、热产生材料188i3、分别电气连接热产生材料188i3两端的第五内电极185i与第六内电极186i，热产生组件180i配置在基板110i内。详细的说，热产生材料188i1以及分别电气连接热产生材料188i1两端的第一内电极181i与第二内电极182i配置于第三层绝缘基板113i上，且第一层绝缘基板111i覆盖在第三层绝缘基板113i、热产生材料188i1、第一内电极181i以及第二内电极182i上，热产生材料188i2以及分别电气连接热产生材料188i2两端的第三内电极183i与第四内电极184i配置于第四层绝缘基板114i上，且第三层绝缘基板113i覆盖在第四层绝缘基板114i、热产生材料188i2、第三内电极183i以及第四内电极184i上，热产生材料188i3以及分别电气连接热产生材料188i3两端的第五内电极185i与第六内电极186i配置于第二层绝缘基板112i上，且第四层绝缘基板114i覆盖在第二层绝缘基板112i、热产生材料188i3、第五内电极185i以及第六内电极186i上，第二内电极182i经由传导层118i5与第三内电极183i电气连接，第四内电极184i经由传导层118i6与第五内电极185i电气连接，第二上电极122经由传导层118与第一内电极181i电气连接。图37是包含本发明一实施例的复合式保护元件100i的一种应用电路图。图38是包含本发明一实施例的复合式保护元件100i的另一种应用电路图。请同时参考图37与图38，图37的应用电路只有一个开关元件，可用图35的复合式保护元件100i，依据需求选择开关元件的D端电气连接热产生组件180i中三个内电极(其一是第二内电极182i，其二是第四内电极184i，其三是第六内电极186i)中的一个。图35的复合式保护元件100i也可以应用在类似图38的应用电路，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、三个开关元件以及复合式保护元件100i，异常检测控制电路可以检测储能装置或二次电池组多个异常电压，若储能装置或二次电池组发生过电压事件，可依据不同状况将异常检测控制电路两个输出端(o1&o2&o3)中的一个送出启动信号，使其中一个开关元件的D与S两端导通，使电流流经热产生组件180i(从第一内电极181i到热产生材料188i1到第二内电极182i输出端或从第一内电极181i到热产生材料188i1到第二内电极182i到第三内电极183i到热产生材料188i2到第四内电极184i或从第一内电极181i到热产生材料188i1到第二内电极182i到第三内电极183i到热产生材料188i2到第四内电极184i到第五内电极185i到热产生材料188i3到第六内电极186i)到开关元件的S端，就可让此时的电流在流经热产生组件180i时，产生足够的热能，经由热产生材料188i1上方的第一层绝缘基板111i与传导层118，将热能传导到第二上电极122，达到熔断可熔导体170的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。此应用电路可让用户更有弹性来监测储能装置的电压状态，达到更完整的过电压保护的功能。同理过温保护也可达成。

图39是本发明一实施例的复合式保护元件200a的俯视示意图。图40示出为图39的复合式保护元件200a沿线X–X’的剖面示意图。图41示出为图39的复合式保护元件200a沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图39、图40与图41，本实施例的复合式保护元件200a包括基板210a、热产生组件280a、上电极220a、可熔导体270a。详细来说，基板210a是多层的结构，包括第一层绝缘基板211a、第二层绝缘基板212a与至少一传导层218a，第一层绝缘基板211a与第二层绝缘基板212a可以是单层结构或多层结构，且第一层绝缘基板211a的厚度小于第二层绝缘基板212a的厚度，基板210a其材料包括陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃、玻纤、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸以及有机黏结剂等其中之一或其部分组合的合成物。传导层218a的材料包括金、银、铜、铂等其中之一或其部分组合的合成物。此外，也可选择用于印刷电路基板的材料包括FR4、FR5、玻璃环氧基板、酚基板等其中之一或其部分组合的合成物。上电极220a配置在基板210a上，包括第一上电极221a、第二上电极222a以及集热电极225a，集热电极225a配置在第一上电极221a与第二上电极222a之间。上电极220a可以是单层或多层结构，其各层的材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。热产生组件280a配置在基板210a内，包括热产生材料288a、第一内电极281a以及第二内电极282a，第一内电极281a与热产生材料288a的一端电气连接，第二内电极282a与热产生材料288a的另一端电气连接，第一内电极281a经由传导层218a与集热电极225a电气连接。特别值得一提的是，在集热电极225a与热产生材料288a之间的第一层绝缘基板211a的厚度h2，h2的厚度越薄或越小，其热阻愈小，热产生材料288a所产生的热愈快传导至集热电极225a。在本实施例中，热产生材料288a其材质包括二氧化钌(RuO2)、氧化钌、铜、钯、白金、铂、钛、碳黑黏着剂、镍铜合金、水玻璃等其中之一或其中部分组合物，热产生材料288a所能承受的功率或所能产生的热能与其本身的电阻有关，热产生材料288a的阻抗可以选择不同材质配方或配方的比例或热产生材料288a的长度与截面积(宽度与厚度)来决定。第一内电极281a与第二内电极282a可以是一层或多层结构，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。可熔导体270a配置于第一上电极221a、集热电极225a以及第二上电极222a上，并电气连结第一上电极221a、集热电极225a以及第二上电极222a，可熔导体270a实际上是一体的，在电气特性上可以分成两部分，其一是介于第一上电极221a与集热电极225a之间的部分定义为右边可熔导体271a，其二是介于第二上电极222a与集热电极225a之间的部分定义为左边可熔导体272a。可熔导体270a可以是单层或多层结构，若可熔导体270a是多层结构，其多层的结构可以是包覆式或分层式(其说明与前述实施例中的可熔导体多层结构的说明相似，在此不再赘述)，且相邻的各层熔点温度可以是不同的(与可熔导体170的说明相似，在此不再赘述)，其各层的材质在本实施例中包括金、银、铜、铝、钯、铂、锡、铅、铟、铋、锑、等其中之一或其部分组合成的合金(或复合物)。另外，本实施例中可熔导体270a与上电极220a电气连接的材料包括锡膏、银胶、锡、铜、银、金、铋、锡银合金、锡铅合金等其中之一或其部分组合成的合金，其方法是藉此材料可固定可熔导体270a于第一上电极221a、集热电极225a以及第二上电极222a上，这些都可视为电气连接的方法与材料之一，然并不以此为限，任何业界现有的焊接方式或固定技术或电气连接的方法，也可以不需要任何电气连接的材料，能达到电气连接都属本发明的范围内。图42是包含本发明一实施例的复合式保护元件200a的等效电路图，其中与图39、40与41中相关的符号都有标示出来，复合式保护元件200a包含第一下电极231(下电极230)、第二下电极232(下电极230)以及第三下电极233(下电极230)，还包含侧电极291，图15是使用复合式保护元件200a的应用电路图，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、开关元件以及复合式保护元件200a，本实施例的复合式保护元件200如何动作说明如下：详细来说，输入的电流会从第一上电极221a、可熔导体270a、第二上电极222a，到储能装置(或电池的一端)，提供给储能装置(或电池)所需要的充电电流，输出电流会从第二上电极222a、可熔导体270a、第一上电极221a，到外部电路，提供给外部装置所需的电压与电流。当过电流(或异常电流)的事件发生时，可熔导体270a会因通过的电流过大而发热，当功率大过可熔导体270a的规格时，就会熔断可熔导体270a，而达到过电流保护的功能。可以通过可熔导体270a的电流规格，可以选择不同材料配方或配方的比例或可熔导体270a的截面积(宽度与厚度)来决定。另一异常事件就是过电压或过充或过温事件，过电压或过充或过温事件发生时，输入的电流并无发生异常状况，所以流经可熔导体270a的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔导体270a，此时异常检测控制电路检测到储能装置发生过电压事件，且经由输出端o1提供信号，将接到热产生组件280a的第二内电极282a的开关元件开通，也就是将外接热产生组件280a第二内电极282a的开关元件的D与S两端切换至低阻抗或导通状态，使电流流经热产生组件280a(从集热电极225a流经传导层218a流经第一内电极281a流经热产生材料288a流经第二内电极282a)到开关元件的S端，正常的状态，热产生组件280a第二内电极282a外接开关元件的电阻(或阻抗)是很高的，呈现断路状态，不容许电流流经热产生组件280a到开关元件的S端，经选择适当的复合式保护元件的规格(例如：热产生组件280a的阻值或消耗功率)，就可让此时的电流在流经热产生组件280a时，产生足够的热能，经由热产生材料288a上方的第一层绝缘基板211a与传导层218a，将热能传导到集热电极225a，达到熔断可熔导体270a的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。图42的等效电路图也适用于其他包含集热电极的所有实施例。本发明中其他所有实施例的复合式保护元件，视实际的需要亦都可适用于图15所示出的应用电路中。

图43为本发明一实施例的复合式保护元件200a的剖面示意图。又，请参考图43，复合式保护元件200a另包含抑制电弧层229a，其一配置在第一上电极221a与集热电极225a之间，并包覆在第一上电极221a与集热电极225a之间部分的可熔导体270a表面，其二配置在第二上电极222a与集热电极225a之间，并包覆在第二上电极222a与集热电极225a之间部分的可熔导体270a表面。抑制电弧层229a的材料包括硅橡胶、无机陶瓷、金属氧化物、氢氧化镁以及水玻璃等其中之一或其部分的组合复合物，抑制电弧层229a的特征是当可熔导体270a因热熔融且开始断开时，因刚开始断开的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件200a的损坏，所以将抑制电弧层229a包覆可熔导体270a的两端，当在第一上电极221a与集热电极225a之间部分的可熔导体270a开始熔断或在第二上电极222a与集热电极225a之间部分的可熔导体270a开始熔断时或在第一上电极221a与集热电极225a之间以及在第二上电极222a与集热电极225a之间的部分的可熔导体270a分别开始熔断时，在可熔导体270a两端表面上的抑制电弧层229a，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件200a的损坏。

图44是本发明一实施例的复合式保护元件200b的俯视示意图。图45示出为图44的复合式保护元件200b沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图44、图45、图39与图41，图44、图45的复合式保护元件200b与图39、图41的复合式保护元件200a相似，惟二者主要差异处在于：图44、图45的复合式保护元件200b中的可熔导体270b与图39、图41的复合式保护元件200a中的可熔导体270a的形状或外型不同(包含宽度与厚度)，可熔导体270b包括中间的宽薄部274b以及两端的窄厚部273b。当然可熔导体270b实际上是一体的，与可熔导体270a相似，在电气特性上可以分成两部分，其一是介于第一上电极221a与集热电极225a之间的部分定义为右边可熔导体(未标示)，其二是介于第二上电极222a与集热电极225a之间的部分定义为左边可熔导体(未标示)，可熔导体270b配置于第一上电极221a、集热电极225a以及第二上电极222a上，并电气连结第一上电极221a、集热电极225a以及第二上电极222a。需详细说明的是，可熔导体270b的中间的宽薄部274b配置在集热电极225a上，并电气连接集热电极225a，可熔导体270b的两端的窄厚部273b，分别配置在第一上电极221a与第二上电极222a上，并电气连接第一上电极221a与第二上电极222a。本实施例的复合式保护元件200b中的可熔导体270b的技术特征是，假设图39、图41的复合式保护元件200a中的可熔导体270a的宽度以及厚度，与图44、图45的复合式保护元件200b中的可熔导体270b的两端的窄厚部273b相同，又可熔导体270b的两端的窄厚部273b与中间的宽薄部274b的宽度以及厚度不同，但剖面的截面积相同，所以可以流经可熔导体270a与可熔导体270b的电流相同，需特别说明的是，当热产生组件280a发热时，集热电极225a所需熔断可熔导体270a的热能会比所需熔断可熔导体270b的热能高，理由是，在复合式保护元件200b的集热电极225a上的可熔导体270b的中间的宽薄部274b其厚度较薄，所以热产生组件280a只需较低的热能就能熔断中间的宽薄部274b，反观，在复合式保护元件200a的集热电极225a上的可熔导体270a其厚度较厚，所以需要热产生组件280a产生较高的热能才能熔断，结论是因复合式保护元件200b中的可熔导体270b包括中间的宽薄部274b以及两端的窄厚部273b的设计，所以过电压或过充或过温保护的动作速度较快。其他相关的叙述与说明与前述对复合式保护元件200a的实施例的说明相似，在此不再赘述。

图46为本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。又，请参考图46，复合式保护元件200b另包含抑制电弧层229b，其一配置在第一上电极221a与集热电极225a之间，并包覆在第一上电极221a与集热电极225a之间部分的可熔导体270b表面，其二配置在第二上电极222a与集热电极225a之间，并包覆在第二上电极222a与集热电极225a之间部分的可熔导体270b表面。抑制电弧层229b的材料包括硅橡胶、无机陶瓷、金属氧化物、氢氧化镁以及水玻璃等其中之一或其部分的组合复合物，抑制电弧层229b的特征是当可熔导体270b因热熔融且开始断开时，因刚开始断开的距离很近时，可能产生电弧而产生高热，造成复合式保护元件200b的损坏，所以将抑制电弧层229b包覆可熔导体270b的两端，当在第一上电极221a与集热电极225a之间部分的可熔导体270b开始熔断或在第二上电极222a与集热电极225a之间部分的可熔导体270b开始熔断时或在第一上电极221a与集热电极225a之间以及在第二上电极222a与集热电极225a之间的部分的可熔导体270b分别开始熔断时，在可熔导体270b两端表面上的抑制电弧层229b，可以抑制电弧的产生，降低因电弧产生的高热造成复合式保护元件200b的损坏。

图47是本发明一实施例的复合式保护元件200c的俯视示意图。请同时参考图47与图44，图47的复合式保护元件200c包括第二上电极222a(上电极220c)，复合式保护元件200c与图44的复合式保护元件200b相似，惟二者主要差异处在于：图47的实施例中的集热电极225c与图44的实施例中的集热电极225a的形状不同，集热电极225c的形状是以与可熔导体270b重迭的部分为中心，分两个相反方向向外延伸，其由中心向外延伸部分的宽度比中心部分的宽度宽或大，此设计的好处是当可熔导体270b熔融(液化)时，熔融的可熔导体270b更容易由中心向外延伸，吸附在更宽大的集热电极225c上。当然集热电极225c也可以向不同个数的方向延伸，形状可以是任意的形状，集热电极225c形状的设计只要是能使熔融的可熔导体270b更快的吸附在集热电极225c上，都属本发明的范围内。

图48是本发明一实施例的复合式保护元件200d的剖面示意图。请同时参考图48与图45，图48的复合式保护元件200d与图45的复合式保护元件200b相似，惟二者主要差异处在于：图48的复合式保护元件200d另包括辅助材料228d，辅助材料228d配置在可熔导体270b上或在集热电极225a上或在可熔导体270b与集热电极225a上(未示出，但可参考图49)，本发明一实施例的复合式保护元件在应用上，较佳地是，辅助材料228d的熔点或液相点温度低于可熔导体270b的熔点或液相点温度。有关辅助材料228d其主要的作用与其材料以及其他相关叙述如前述辅助材料128或128c的说明，在此不再赘述。

图49是本发明一实施例的复合式保护元件200e的俯视示意图。图50示出为图49的复合式保护元件200e沿线X–X’的剖面示意图。图51示出为图49的复合式保护元件200e沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图49、图50、图51、图47与图48，图49、图50、图51的复合式保护元件200e与图47、图48的复合式保护元件200d相似，惟二者主要差异处在于：复合式保护元件200e另包括至少一吸附线227e。吸附线227e配置在集热电极225c的一端且延伸跨越可熔导体270b的中间的宽薄部274b与辅助材料228e上方至集热电极225c的另一端，在可熔导体270b的中间的宽薄部274b上方的部分吸附线227e，其与可熔导体270b的中间的宽薄部274b之间的距离小于0.3mm，较佳地是介于0.001mm至0.15mm之间，在吸附线227e与可熔导体270b的中间的宽薄部274b之间配置辅助材料228e，在吸附线227e与部分集热电极225c之间配置辅助材料228e，有关辅助材料228e其主要的作用与其材料以及其他相关叙述如前述辅助材料128或128c或128e的说明，在此不再赘述。有关吸附线227e其主要的作用与其材料以及其他相关叙述如前述吸附线127的说明，在此不再赘述。

图52是本发明一实施例的复合式保护元件200f的剖面示意图。请同时参考图52与图40，图52的复合式保护元件200f与图40的复合式保护元件200a相似，惟二者主要差异处在于：图52的复合式保护元件200f中的基板210f是多层的结构，包括第一层绝缘基板211f、第二层绝缘基板212f、第三层绝缘基板213f以及复数个传导层218a与218f5，第一层绝缘基板211f、第二层绝缘基板212f以及第三层绝缘基板213f可以是单层结构或多层结构，第一层绝缘基板211f与第三层绝缘基板213f的厚度相似，第二层绝缘基板212f的厚度较厚，且比第一层绝缘基板211f与第三层绝缘基板213f的厚度厚，第一层绝缘基板211f的厚度小于0.1mm，较佳的选择是小于0.05mm，第二层绝缘基板212f的厚度，较佳的是第一层绝缘基板211f与第三层绝缘基板213f的厚度的两倍以上。基板210f其各层基板的材料包括陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃、玻纤、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸以及有机黏结剂等其中之一或其部分组合的合成物。传导层218a与218f5的材料包括金、银、铜、铂等其中之一或其部分组合的合成物。热产生组件280f包括热产生材料288f1、分别电气连接热产生材料288f1两端的第一内电极281f与第二内电极282f、热产生材料288f2、分别电气连接热产生材料288f2两端的第三内电极283f与第四内电极284f，热产生组件280f配置在基板210f内。详细的说，热产生材料288f1以及分别电气连接热产生材料288f1两端的第一内电极281f与第二内电极282f配置于第三层绝缘基板213f上，且第一层绝缘基板211f覆盖在第三层绝缘基板213f、热产生材料288f1、第一内电极281f以及第二内电极282f上。热产生材料288f2以及分别电气连接热产生材料288f2两端的第三内电极283f与第四内电极284f配置于第二层绝缘基板212f上，且第三层绝缘基板213f覆盖在第二层绝缘基板212f、热产生材料288f2、第三内电极283f以及第四内电极284f上。第二内电极282f经由传导层218f5与第三内电极283f电气连接，集热电极225a经由传导层218a与第一内电极281f电气连接。

图53是本发明一实施例的复合式保护元件200f的等效电路图，图52中主要的符号都有标示出来，本实施例的复合式保护元件200f包含第一下电极231(下电极230)、第二下电极232(下电极230)、第三下电极233(下电极230)以及第四下电极234(下电极230)，复合式保护元件200f的技术特征说明如下：请同时参考图53与图16，图16是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的应用电路图，其中的复合式保护元件100g的等效电路图可以用复合式保护元件200f的等效电路图取代，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、开关元件以及复合式保护元件200f，复合式保护元件200f的热产生组件280f提供两个可以外接的内电极或输出端，其一是第二内电极282f，其二是第四内电极284f。如此设计的好处在于，当储能装置发生过电压事件时，通过可熔导体270a的电流并无发生异常状况，所以流经可熔导体270a的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔导体270a，此时异常检测控制电路检测到储能装置发生过电压事件，且经由输出端o1提供信号，将接到热产生组件280f的第二内电极282f或第四内电极284f的开关元件开通，也就是将外接热产生组件280f的第二内电极282f或第四内电极284f开关元件D与S两端之间切换在低阻状态或导通状态，使电流流经热产生组件280f(从第一内电极281f到热产生材料288f1到第二内电极282f输出端或从第一内电极281f到热产生材料288f1到第二内电极282f到第三内电极283f到热产生材料288f2到第四内电极284f)到开关元件的S端，正常的状态，热产生组件280f第二内电极282f或第四内电极284f外接的开关元件其电阻是很高的或断路状态，不容许电流流经热产生组件280f到开关元件的S端，经选择适当的复合式保护元件的规格(例如：热产生组件280f的阻值或消耗功率)，就可让此时的电流在流经热产生组件280f时，产生足够的热能，经由热产生材料288f1上方的第一层绝缘基板211f与传导层218a，将热能传导到集热电极225a，达到熔断可熔导体270a的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。另一种应用电路，请同时参考图53与图17，图17是使用本发明一实施例的复合式保护元件100g的第二种应用电路图，其中的复合式保护元件100g的等效电路图可以用复合式保护元件200f的等效电路图取代，本应用电路图包括电源供应电路、储能装置、异常检测控制电路、两开关元件以及复合式保护元件200f，图17与图16相似，惟二者主要差异处在于：图16的应用电路只有一个开关元件，所以只能依据需求选择开关元件的D端电气连接热产生组件280f中两个内电极(其一是第二内电极282f，其二是第四内电极284f)中的一个。图17的应用电路中，异常检测控制电路包括四个电压检测输入端(d1、d2、d3、d4)，可检测储能装置或二次电池组中，三个电池的电压与串联的总电压是否异常。若储能装置或二次电池组发生过电压事件，可依据不同状况将异常检测控制电路两个输出端(o1&o2)中的一个送出启动信号，使其中一个开关元件的D与S两端导通，使电流流经热产生组件280f(从第一内电极281f到热产生材料288f1到第二内电极282f输出端或从第一内电极281f到热产生材料288f1到第二内电极282f到第三内电极283f到热产生材料288f2到第四内电极284f)到开关元件的S端，就可让此时的电流在流经热产生组件280f时，产生足够的热能，经由热产生材料288f1上方的第一层绝缘基板211f与传导层218a，将热能传导到集热电极225a，达到熔断可熔导体270a的目的，进而将电源供应电路切断，无法继续进行充电的动作，达到过电压保护的功能，需说明的是本实施例的复合式保护元件200f的等效电路图中的可熔导体270a包含右边可熔导体271a与左边可熔导体272a，当集热电极225a聚集热能并先后熔断部分的右边可熔导体271a与部分的左边可熔导体272a，达到熔断可熔导体270a的方式，与复合式保护元件100g等效电路图中的可熔导体170不同。当然若异常检测控制电路可检测过温事件的发生，同理也可达到过温保护的功能。此应用电路可让用户更有弹性来监测储能装置的电压状态，达到更完整的过电压保护的功能。同理过温保护也可达成。

图54是本发明一实施例的复合式保护元件300的俯视示意图。图55示出为图54的复合式保护元件沿线X–X’的剖面示意图。图56示出为54的复合式保护元件沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图54、图55与图56，本实施例的复合式保护元件300包括基板310、热产生组件380、第一电极320、可熔断材料370。详细来说，基板310具有彼此相对的第一表面311与第二表面312。基板310的材质包括陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸和卤盐其中之一或其部分组合的合成物或其他无机材料或其他有机材料，本实施例选择低温共烧陶瓷(LTCC)所使用的无机材料与玻璃陶瓷以及传导材料银。第一电极320配置在基板310的第一表面311上，且具有彼此相对的第一子电极321、第二子电极322、第三子电极323、第四子电极324以及在基板310中间的第五子电极325。第一电极320可以是单层或多层结构，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。本实施例选择银、镍、金的多层结构。热产生组件380配置在基板310内，一端电气与热连接第五子电极325与另一端电气连接第三子电极323。在本实施例中，热产生组件380包括热产生材料388、第一内电极301以及第二内电极302，热产生材料388的材质包括二氧化釨(RuO2)、铜、钯、白金、铂、钛、碳黑黏着剂、镍铜合金其中之一或其中部分组合等，第一内电极301与第二内电极302其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。可熔断材料370配置于基板310上，并电气连结第一子电极321、第二子电极322以及第五子电极325。在本实施例中，可熔断材料370的材质包括金、银、铜、铝、钯、铂、锡、铅、铟、铋、锑、电弧抑制玻璃(an arc suppressive glass)等其中之一或其部分组合成的合金(复合物)。另外，本实施例另包括焊接材料350、助熔层360以及复数个第二电极330。焊接材料350配置在第一子电极321、第二子电极322以及第五子电极325之上，其材质包括锡膏、银胶、锡银合金、锡铅合金等，藉此固定可熔断材料370于第一子电极321与第二子电极322以及第五子电极325之上，可视为电气连接的方法之一，然并不以此为限，也可以不包含此焊接材料350，任何业界现有的焊接方式或固定技术，达到电气连接都属本发明的范围内。复数个第二电极330配置在基板310的第二表面312上，并经导电层340电气连接第一子电极321与第二子电极322与第三子电极323以及第四子电极324，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。本发明的其他实施例中的第一电极320中也可以不包含第四子电极324，因第四子电极324并无必需的功能，在本实施例中只是为了有对称的电极，方便用户在将本元件焊接在印刷电路板(printed circuit board，PCB)上时能有对称的电极，美观的考量，所以没有第四子电极324并不影响复合式保护元件300的任何功能与效用。助熔层360配置在可熔断材料370之上，其材质包括触变剂(Thixotropic)、活性剂、溶剂(Solvent)、软化剂、松脂以及合成橡胶等其中之一或其部分组合成的合成物，可协助可熔断材料370熔断时，可以迅速的聚合且附着在电极(如：第五子电极)之上。可熔断材料370可以通过本身的异常电流所熔断或被热产生组件380所产生的热能所熔断。

详细来说，输入的电流会从第一子电极321、可熔断材料370、第二子电极322，到应用线路(或电池的一端)，提供给系统(或电池)所需要的电流。当过电流(异常电流)的事件发生时，可熔断材料370会因通过的电流过大而发热，当功率大过可熔断材料370的规格时，就会熔断可熔断材料370，而达到过电流保护的功能。可以通过可熔断材料370的电流规格，可以选择不同材质的材料配方或配方的比例或可熔断材料370的面积与厚度来决定。另一异常事件就是过电压事件，过电压事件发生时，输入的电流并无发生异常状况，所以流经可熔断材料370的电流并无法产生足够的热能来熔断可熔断材料370，此时必须由系统提供信号，将接到第三子电极323的控制开关开通，也就是外接第三子电极323的电路是在低阻状态，使电流流经热产生组件380到第三子电极323的输出端(正常的状态，第三子电极323外接的电路电阻是很高的，不容许电流流经热产生组件380到第三子电极323的输出端)，经选择适当的复合式保护元件的规格(例如：热产生组件的阻值或消耗功率)，就可让此时的电流在流经热产生组件380时，产生足够的热能，经由第五子电极325将热能传递到可熔断材料370，达到熔断可熔断材料370的目的，进而完成过电压保护的功能。

图57是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。图57的复合式保护元件的俯视示意图以及另一剖面示意图与复合式保护元件300的图54与图55是相似，故未示出。请同时参考图56与图57，两者主要差异处在于：图57的第五子电极325高于第一子电极321与第二子电极322，第五子电极325与第一子电极321或第二子电极322的高度差的绝对值H，介于0.01mm～1mm之间，因此使得可熔断材料370呈现了一个斜率的变化，而不是在一个水平线上，此有助于可熔断材料370于熔断时可以快速的分离，不易产生似断非断的情形出现，本实施例的第五子电极325与第一子电极321或第二子电极322的高度差的绝对值H，介于0.01mm～1mm之间的设计，也可以运用在其他的实施例中。其他相关说明与复合式保护元件300相同，故不再此赘述，请参阅前述对复合式保护元件300的相关说明。

图58是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。图58的复合式保护元件的俯视示意图以及另一剖面示意图与复合式保护元件300的图54与图55是相似，故未示出。请同时参考图56与图58，两者主要差异处在于：图58的第五子电极325低于第一子电极321与第二子电极322，第五子电极325与第一子电极321或第二子电极322的高度差的绝对值H，介于0.01mm～1mm之间，因此使得可熔断材料370呈现了一个斜率的变化，而不是在一个水平线上，此有助于可熔断材料370于熔断时可以快速的分离，不易产生似断非断的情形出现，本实施例的第五子电极325与第一子电极321或第二子电极322的高度差的绝对值H，介于0.01mm～1mm之间的设计，也可以运用在其他的实施例中。另外，本实施例另包括助熔层360配置在基板310的第一表面311上，且位于第一子电极321与第五子电极325以及可熔断材料370之间，以及位于第二子电极322与第五子电极325以及可熔断材料370之间，其材质包括触变剂(Thixotropic)、活性剂、溶剂(Solvent)、软化剂、松脂以及合成橡胶等其中之一或其部分组合成的合成物，当第五子电极325被加热，可熔断材料370被熔断同时，助熔层360也被液化，进而湿润并清洁第五子电极325的表面，使被熔融的可熔断材料370可以快速且容易的附着在第五子电极325之上，达到过电压保护的功能，而降低似断非断的现象发生，此助熔层360的设计也可以运用在本发明其他的实施例中，且有同样的效果。其他相关说明与复合式保护元件300相同，故不再此赘述，请参阅对复合式保护元件300的相关说明。

图59是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。图59的复合式保护元件的俯视示意图以及另一剖面示意图复合式保护元件300的图54与图55是相似，故未示出。请同时参考图56与图59，两者主要差异处在于：图59的实施例的基板310另包括高热导区块314，高热导区块314配置于热产生组件380与第五子电极325之间，一端热连接第五子电极325，另一端热连结部分或全部的热产生组件380，高热导区块314的热导率高于基板310其他部分至少一倍以上，高热导区块314可以比基板310其他部分更有效率地将热产生组件380所产生的热能传导到第五子电极325上，例如LTCC材质的基板310热导率小于1W/(m.K)，高热导区块314的材质可以选择热导率大于2W/(m.K)至100W/(m.K)之间的陶瓷材料或有机材料，本实施例的高热导区块314也可运用在本发明的其他实施例中，可以达到相同的效果。其他相关说明与复合式保护元件300相同，故不再此赘述，请参阅对复合式保护元件300的相关说明。

图60是本发明一实施例的复合式保护元件的俯视示意图。图61示出为图60的复合式保护元件沿线X–X’的剖面示意图。图62示出为图60的复合式保护元件沿线Y–Y’的剖面示意图。请同时参考图60、图61与图62，本实施例的复合式保护元件包括基板310、热产生组件380、第一电极320、可熔断材料370。详细来说，基板310具有彼此相对的第一表面311与第二表面312。基板310的材质包括陶瓷材料、低温共烧陶瓷(LTCC)、玻璃陶瓷、玻璃、氧化铝、氮化铝、氧化锆、氮化硅、氮化硼、硼硅酸钙、碱石灰、铝硅酸盐、铅硼硅酸和卤盐其中之一或其部分组合的合成物或其他无机材料或其他有机材料，本实施例选择低温共烧陶瓷(LTCC)所使用的无机材料与玻璃陶瓷以及传导材料银。第一电极320配置在基板310的第一表面311上，且具有彼此相对的第一子电极321、第二子电极322、第三子电极323以及在基板310中间的第五子电极325。第一电极320可以是单层或多层结构，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金。本实施例选择银、镍、金的多层结构。热产生组件380配置在基板310内，一端电气与热连接第五子电极325与另一端电气连接第三子电极323。在本实施例中，热产生组件380包括两个热产生材料388与第一内电极301、第二内电极302、第三内电极303以及第四内电极304，以串联方式组成热产生组件380，详细来说，热产生材料388一端电气连接第一内电极301，另一端电气连接第三内电极303，另一热产生材料388一端电气连接第二内电极302，另一端电气连接第四内电极304，第三内电极303电气连接第四内电极304，第一内电极301电气连接第五子电极325，第二内电极302电气连接第三子电极323，热产生材料388其材质包括二氧化釨(RuO2)、铜、钛、碳黑黏着剂、镍铜合金其中之一或其中部分组合等，第一内电极301、第二内电极302、第三内电极103以及第四内电极304，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金，本实施例的热产生组件380也可以运用在本发明其他的实施例中，达到相同的效果。可熔断材料370配置于基板310上，并电气连结第一子电极321、第二子电极322以及第五子电极325。在本实施例中，可熔断材料370的材质包括锡金、银、铜、铝、钯、铂、锡、铅、铟、铋、锑、电弧抑制玻璃(an arc suppressive glass)等其中之一或其部分组合成的合金(复合物)。另外，本实施例另包括焊接材料350、助熔层360以及复数个第二电极330。焊接材料350配置在第一子电极321与第二子电极322以及第五子电极325之上，藉此固定可熔断材料370于第一子电极321、第二子电极322以及第五子电极325之上，可视为电气连接的方法之一，然并不以此为限，任何业界熟知的焊接方式或电气连接方式都属本发明的范围内。复数个第二电极330配置在基板310的第二表面312上，其材质包括铜、锡、铅、铁、镍、铝、钛、铂、钨、锌、铱、钴、钯、银、金、白金、羰基铁、羰基镍、羰基钴等其中之一或其部分组合成的合金，并电气连接第一子电极321、第二子电极322以及第三子电极323。助熔层360配置在可熔断材料370之上，可协助可熔断材料370熔断时，可以迅速的聚合且附着在电极(如：第五子电极325)之上。可熔断材料370可以被通过本身的异常电流所熔断或被热产生组件380所产生的热所熔断。

图63是本发明一实施例的复合式保护元件的剖面示意图。图63的复合式保护元件的俯视示意图与图60相似，所以可以参考图60，图63的复合式保护元件是图60沿线Y–Y’的剖面示意图，图62与图63是相似的，请同时参考图62与图63，两者主要差异处在于：图63的实施例的基板另包括两个高热导区块314，其中一高热导区块314配置于热产生材料388与第五子电极325之间，一端热连接第五子电极325，另一端热连结热产生材料388，另一高热导区块314配置于两个热产生材料388之间，一端热连接热产生材料388，另一端热连接另一个热产生材料388，两个高热导区块314的热导率都高于基板310其他部分的热导率至少一倍以上，两个高热导区块314可以比基板310其他部分更有效率地将热产生组件380所产生的热能传导到第五子电极325上，例如LTCC材质的基板热导率小于1W/(m.K)，高热导区块314的材质可以选择热导率大于2W/(m.K)至100W/(m.K)之间的陶瓷材料或有机材料，本实施例的两个高热导区块314，也可以运用在本发明的其他实施例中，达到相同的效果。另外，本实施例另包括绝缘外壳390，绝缘外壳390配置在第一表面311上，其主要功能在保护第一表面311上的所有物件，避免其发生短路或外来的损害，其材质包括热塑型树脂、热固型树脂、尼龙(nylon)、聚二醚酮(peek)、氧化铝、紫外光行硬化树脂、酚甲醛树脂等材料，绝缘外壳390可以运用在本发明的其他实施例中，可达到相同的功能与效用。其他相关说明与图60、图61、图62的实施例相同，故不在此赘述，请参阅对图60、图61、图62的实施例的相关说明。

图64是本发明一实施例的复合式保护元件100j或200j的剖面示意图。图64的复合式保护元件100j的剖面示意图与图2的复合式保护元件100相似，请同时参考图64与图2，两者主要差异处在于：本实施例的复合式保护元件100j的第二上电极122j是配置在基板110j上且延伸至基板110j内或配置在基板110j内且延伸至基板110j上。另图64的复合式保护元件200j与图40的复合式保护元件200a相似，两者主要差异处在于：本实施例的复合式保护元件200j包括第一内电极181j/281j，第二内电极182j/282j，复合式保护元件200j的集热电极225j是配置在基板210j上且延伸至基板210j内或配置在基板210j内且延伸至基板210j上。第一层绝缘基板111j或211j的厚度就不一定需要比第二层绝缘基板112j或212j薄，两者厚度的关系可以任意组合，第二上电极122j与热产生材料188j(热产生组件180j)之间的部分第一层绝缘基板111j的厚度h3越薄或越小，其热阻愈小或低，热产生材料188j所产生的热愈快传导至第二上电极122j，较佳的是厚度h的范围在0.01～0.1mm。同样也适用在集热电极225j与热产生材料288j之间，较佳的厚度h的范围是在0.01～0.1mm。其他相关说明与复合式保护元件100或复合式保护元件200a的内容相似，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种复合式保护元件，其特征在于，包括：

基板，该基板是多层绝缘基板；

上电极，配置在该基板上且包括第一上电极与第二上电极；

热产生组件，配置在该基板内，该热产生组件的第一端只通过传导层电气连接该第二上电极；以及

至少一可熔导体，配置在该上电极上，该可熔导体的一端电气连结该第一上电极，另一端电气连接该第二上电极，形成该第一上电极与该第二上电极之间的电流路径，

当该热产生组件产生热时，该至少一可熔导体被熔断，致使该第一上电极与该第二上电极之间的该电流路径被断开，且该热产生组件的该第一端维持电气连接该第二上电极。

2.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，该第二上电极包含一外接部、一狭窄部以及一集热部，该狭窄部的截面积小于该外接部与该集热部的截面积，以降低该集热部受外部温度的影响，该集热部能够聚集该热产生组件所产生的热，该外接部可电气连接一外部电路。

3.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，该可熔导体是单层或多层结构，该多层结构是分层式结构或是包覆式结构，该多层结构的相邻的各层的材料有不同的熔点或液化温度。

4.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，该热产生组件包含一个热产生材料与复数个内电极或复数个热产生材料与复数个内电极，每一该热产生材料的两端各有一个内电极，其中所述复数个热产生材料的其中一个热产生材料的其中一端的该内电极电气连接该第二上电极，不同的所述复数个热产生材料彼此电气串联连接。

5.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含辅助材料，该辅助材料只配置在该可熔导体上或同时配置在该可熔导体与该第二上电极上，且该辅助材料的液化点或液相点温度低于该可熔导体的熔点、液化点或液相点温度。

6.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含吸附线与辅助材料，该吸附线配置在该第二上电极上的一端且延伸跨越该可熔导体 至该第二上电极上相反的另一端，该辅助材料配置在该吸附线与该可熔导体之间，以及该吸附线与该第二上电极之间，且该辅助材料的液化点或液相点温度低于该可熔导体的熔点、液化点或液相点温度。

7.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含抑制电弧层，配置在该第一上电极与该第二上电极之间，并包覆在该第一上电极与该第二上电极之间部分的该可熔导体的表面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合式保护元件，其特征在于，该可熔导体包含一宽薄部与一窄厚部，该宽薄部电气连接该第二上电极，该窄厚部电气连接该第一上电极。

9.根据权利要求1所述的复合式保护元件，其特征在于，该第二上电极配置在该基板上且延伸至该基板内。

10.一种复合式保护元件，其特征在于，包括：

基板，该基板是多层绝缘基板；

上电极，配置在该基板上且包含第一上电极、集热电极以及第二上电极，该集热电极配置在该第一上电极与该第二上电极之间；

热产生组件，配置在该基板内，该热产生组件的一端电气连接该集热电极；以及

至少一可熔导体，配置在该上电极上且电气连结该第一上电极、该集热电极以及该第二上电极，以形成该第一上电极与该第二上电极之间的电流路径，

其中该可熔导体包含中间的宽薄部与两端的窄厚部，该中间的宽薄部电气连接该集热电极，该两端的窄厚部各自电气连接该第一上电极与该第二上电极。

11.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，该可熔导体是单层的或多层结构，该多层结构是分层式结构或是包覆式结构，该多层结构的相邻的各层的材料有不同的熔点或液化温度。

12.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，该热产生组件包含一个热产生材料与复数个内电极或复数个热产生材料与复数个内电极，每一该热产生材料的两端各有一个内电极，所述复数个热产生材料的其中一个热产生材料的其中一端的该内电极电气连接该集热电极，不同的所述 复数个热产生材料彼此电气串联连接。

13.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含辅助材料，该辅助材料只配置在该可熔导体上或只配置在集热电极上或同时配置在该可熔导体与该集热电极上，且该辅助材料的液化点或液相点温度低于该可熔导体的熔点、液化点或液相点温度。

14.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含吸附线与辅助材料，该吸附线配置在该集热电极上的一端且延伸跨越该可熔导体至该集热电极上相反的另一端，该辅助材料配置在该吸附线与该可熔导体之间，以及该吸附线与该集热电极之间，且该辅助材料的液化点或液相点温度低于该可熔导体的熔点、液化点或液相点温度。

15.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，另包含抑制电弧层，其一配置在该第一上电极与该集热电极之间且包覆在该第一上电极与该集热电极之间部分的该可熔导体的表面，其二配置在该第二上电极与该集热电极之间且包覆在该第二上电极与该集热电极之间部分的该可熔导体的表面。

16.根据权利要求10所述的复合式保护元件，其特征在于，该集热电极配置在该基板上、延伸至该基板内且介于第一上电极与该第二上电极之间。

17.一种复合式保护元件的制造方法，其特征在于，包括如下的步骤：

采用包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂材料混合成泥状的浆料，经过刮刀成型干燥后制成一张张的薄生胚；

于各层该薄生胚打出所需要的孔；

填入传导材料，以供上电极与下电极之间或内电极与第二上电极之间或内电极与集热电极之间的电流与热能的传递；

利用网版印刷将内电极与传导层或内电极、下电极以及传导层印在所需的各层该薄生胚上面；

将多层的该薄生胚堆迭在烧结炉以低于1100℃以下的烧结温度烧结完成，制造出包含该内电极与该传导层或该内电极、该下电极以及该传导层的第二层绝缘基板；

利用网版印刷将热产生材料印在第二层绝缘基板的内电极上；

使用已打孔的一张该薄生胚覆盖在该热产生材料、该内电极以及该第二 层绝缘基板上或利用网版印刷将包含无机陶瓷粉、玻璃粉与有机黏结剂材料混合成泥状的浆料的第一层绝缘基板材料印在该热产生材料、该内电极以及该第二层绝缘基板上；

利用网版印刷将该传导层与该上电极印在第一层绝缘基板上；

经烧结炉以低于1100℃以下的烧结温度烧结完成，以制作出在该第一层绝缘基板上包含该上电极与在基板内包含热产生组件的多层绝缘基板；

运用固定技术或电气连接的方法，将可熔导体固定在该上电极上，形成第一上电极与第二上电极之间的电流路径。

18.一种复合式保护元件，其特征在于，包括：

一基板，具有彼此相对的第一表面与第二表面；

第一电极，配置于该基板的该第一表面上且包含第一子电极、第二子电极、第三子电极以及第五子电极；

一热产生组件，配置于该基板内，该热产生组件的一端电气连接该第五子电极，该热产生组件的另一端电气连接该第三子电极；以及

一可熔断材料，配置于该基板上，并电气连结该第一子电极、该第二子电极以及该第五子电极，

其中该可熔断材料包含中间的宽薄部与两端的窄厚部，该中间的宽薄部电气连接该第五子电极，该两端的窄厚部各自电气连接该第一子电极与该第二子电极。

19.根据权利要求18所述的复合式保护元件，其特征在于，该热产生组件包括至少一热产生材料与复数个内电极，并以串联方式组成该热产生组件，该热产生组件的一端电气连接该第五子电极，另一端电气连接该第三子电极，该热产生材料的材质包括二氧化钌、铜、钯、铂、钛、碳黑黏着剂、镍铜合金其中之一或其中部分组合。

20.根据权利要求18所述的复合式保护元件，其特征在于，该第五子电极与该第一子电极或该第二子电极的高度差的绝对值H介于0.01mm～1mm之间。

21.根据权利要求18所述的复合式保护元件，其特征在于，该基板另包含至少一高热导区块，该高热导区块配置在该第五子电极与热产生材料之间或配置在两个热产生材料之间，该高热导区块的热导率高于该基板其他部分 的热导率至少一倍以上。