CN105474346B - 保护元件 - Google Patents

Abstract

本发明的保护元件能够不增加可熔导体的制造工时且实现熔断时间的缩短。所述保护元件具备：绝缘基板(11)；发热体(14)；绝缘部件(15)，其覆盖发热体(14)；发热体引出电极(16)，其与发热体(14)电连接；第一电极和第二电极(12)；以及可熔导体(13)，其从发热体引出电极(16)遍及并连接于跨越第一电极和第二电极(12)，通过加热熔断第一电极(12)(A₁)与第二电极(A₂)之间的电流路径，可熔导体(13)具有形成为比主面部(25)的壁厚厚且相向的一对第一侧缘部(26)，以及形成为比第一侧缘部薄的厚度且相向的一对第二侧缘部(27)，第二侧缘部(27)沿着从发热体引出电极(16)遍及第一电极和第二电极(12)的电流路径而配设。

Description

保护元件

技术领域

本发明涉及在过充电、过放电等异常时切断电流路径的保护元件及安装有该保护元件的保护电路基板。本申请以2013年8月21日在日本申请的日本专利申请号特愿2013-171786为基础主张优先权，参照该申请并将其援引在本申请中。

背景技术

可充电而反复利用的二次电池大多被加工成电池组后提供给用户。特别是在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户和电子设备的安全，通常将过充电保护、过放电保护等数个保护电路内置在电池组中，具有在预定的情况下切断电池组的输出的功能。

在这种保护元件中，通过使用内置在电池组中的FET开关进行输出的ON/OFF，从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，在因为某些原因而导致FET开关发生短路破坏时、被施加雷电浪涌等而瞬间流过大电流时、或者因电池单元的寿命而导致输出电压异常降低，或反之输出过大异常电压时，电池组、电子设备必须得到保护，以使其不受起火等事故的影响。因此，为了在上述可假定的任何异常状态中均安全地切断电池单元的输出，而使用由熔断元件构成的保护元件，该熔断元件具有根据来自外部的信号切断电流路径的功能。

如图7的(A)～图7的(C)所示，作为用于这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护元件80，提出了一种保护元件，其遍及连接到电流路径上的第一电极81和第二电极82间地连接可熔导体83而构成电流路径的一部分，通过过电流引起的自体发热或设置在保护元件80内部的发热体84将该电流路径上的可熔导体83熔断。应予说明，图7的(B)是图7的(A)的A-A’截面图，图7的(C)是图7(A)的B-B’截面图。

具体而言，保护元件80具备：绝缘基板85；发热体84，其层叠于绝缘基板85且被绝缘部件86覆盖；第一电极81、第二电极82，形成在绝缘基板85的两端；发热体引出电极88，其以与发热体84重叠的方式层叠在绝缘部件86上；以及可熔导体83，其两端与第一电极81、第二电极82分别连接，中央部与发热体引出电极88连接。

保护元件80在检测到过充电、过放电等异常时，发热体84通过被通电而发热。这样，利用该热量使可熔导体83熔融，将该熔融导体集中到发热体引出电极88，由此切断第一电极81与第二电极82间的电流路径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-003665号公报

专利文献2：日本特开2004-185960号公报

专利文献3：日本特开2012-003878号公报

发明内容

技术问题

然而，作为这种保护元件80中使用的可熔导体83，提出了一种可熔导体，例如是用Ag、Cu或以它们为主要成分的合金等高熔点金属83b被覆由无Pb焊料等低熔点金属83a构成的箔而得到的。保护元件80通过使用低熔点金属83a的箔被高熔点金属83b所被覆而得到的可熔导体83，从而防止在回流焊等的贴装温度下的熔断，实现贴装的简化，并且在熔断时利用低熔点金属83a引起的高熔点金属83b的熔蚀作用(熔蚀现象)，使高熔点金属83b在熔点以下的温度熔融，能够实现迅速的熔断。

在这样的可熔导体83中，作为用高熔点金属83b被覆低熔点金属83a的箔的方法，有能够连续地对长条状的低熔点金属箔实施高熔点金属镀覆的电解镀覆法，其在作业效率方面、制造成本方面有利。

但是，如果通过电解镀覆实施高熔点金属镀覆，则在长条状的低熔点金属箔的边缘部分，即，在侧缘部电场强度相对变强，高熔点金属83b被较厚地镀覆(参照图2)。可熔导体83中，在侧缘部的高熔点金属83b的厚度达到主面部的高熔点金属83b的厚度的110～200％的程度。这样，将沿着侧缘部较厚地形成有高熔点金属83b的可熔导体83切断成预定的长度，如图7的(A)(C)所示，如果将该侧缘部遍及在第一电极81～发热体引出电极88～第二电极82之间而连接，则因为壁厚较厚的侧缘部而引起熔断时间变长。

即，由高熔点金属83b形成的壁厚较厚的侧缘部遍及应该熔断的第一电极81～发热体引出电极88～第二电极82之间，因此为了将该侧缘部熔断而需要更多的热能量。另外，由于该外缘部通过高熔点金属83b形成为壁厚相对较厚，所以即使利用低熔点金属83a引起的熔蚀现象来熔断也需要相当长的时间。此外，保护元件80中，距离绝缘基板85的外缘最远的基板中心最热，随着朝向基板外缘逐渐放热因而温度变得难以上升。并且，保护元件80中，由于由可熔导体83的高熔点金属形成的壁厚较厚的侧缘部从绝缘基板85的中心形成到外缘，所以为了熔断需要更多的时间。

另外，为了切断沿着侧缘部形成的厚壁部，使可熔导体83整体的厚度均匀，除了会增加切断工序而使生产率降低以外，还会使任一侧面均不被高熔点金属被覆，由此也可能会导致由回流焊贴装时、通电时的温度使可熔导体83的形状不稳定，熔断特性产生偏差。

因此，本发明的目的在于提供一种能够不增加可熔导体的制造工时且实现熔断时间的缩短的保护元件。

技术方案

为了解决上述课题，本发明的保护元件具备：绝缘基板；发热体；绝缘部件，其至少覆盖上述发热体；发热体引出电极，其与上述发热体电连接；第一电极和第二电极；以及可熔导体，其从上述发热体引出电极遍及上述第一电极和上述第二电极而连接，并通过加热熔断上述第一电极与上述第二电极之间的电流路径，上述可熔导体具有：形成为比主面部的壁厚厚且相向的一对第一侧缘部，和形成为比上述第一侧缘部薄的厚度且相向的一对第二侧缘部，上述第二侧缘部沿着从上述发热体引出电极遍及上述第一电极和上述第二电极的电流路径而配设。

发明效果

根据本发明，可熔导体中，由于形成为与主面相同厚度的第二侧缘部沿着从发热体引出电极遍及第一电极和第二电极的电流路径而配设，所以与将第一侧缘部沿着电流路径配设的情况相比，能够以少的热能量迅速熔断。

附图说明

图1的(A)是应用了本发明的保护元件的俯视图，图1的(B)是A-A’截面图，图1的(C)是B-B’截面图。

图2是表示可熔导体的立体图。

图3是应用了保护元件的电池组的电路图。

图4是保护元件的电路图。

图5是表示可熔导体熔断的状态的图，(A)是保护元件的俯视图，(B)是保护元件的电路图。

图6是表示第二实施例的高熔点金属层的镀覆厚度与熔断时间和熔融发生率之间的关系的曲线图。

图7的(A)是参考例的保护元件的俯视图，图7的(B)是A-A’截面图，图7的(C)是B-B’截面图。

符号说明

1：保护元件，

11：绝缘基板，

11a：背面，

11b：第一边，

11c：第二边，

11d：第三边，

12：电极，

13：可熔导体，

14：发热体，

15：绝缘部件，

16：发热体引出电极，

17：助熔剂，

18：发热体电极，

20：覆盖部件，

21：外部连接端子，

25：主面部，

26：第一侧缘部，

27：第二侧缘部，

30：导体带，

40：电池组，

41～44：电池单元，

45：电池堆，

46：检测电路，

47：电流控制元件，

50：充放电控制电路，

51、52：电流控制元件，

53：控制部，

55：充电装置

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的保护元件进行详细说明。应予说明，本发明不仅限定于以下的实施方式，当然可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。另外，附图是示意性的图示，有时各尺寸的比率等与现实情况有所不同。具体的尺寸等可以参考以下的说明进行判断。另外，当然在各附图之间也包括彼此的尺寸关系、比率不同的部分。

[保护元件]

如图1的(A)所示，应用了本发明的保护元件1具备：绝缘基板11；发热体14，其层叠于绝缘基板11且被绝缘部件15覆盖；第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)，形成在绝缘基板11的两端；发热体引出电极16，其以与发热体14重叠的方式层叠在绝缘部件15上，并与发热体电连接；以及可熔导体13，其两端与第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)分别连接且中央部与发热体引出电极16连接。

绝缘基板11例如由氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的部件形成。另外，可以使用环氧玻璃基板、苯酚基板等在印刷布线基板中使用的材料，但需要注意熔断器(fuse)熔断时的温度。

发热体14是电阻值较高且通电时会发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等构成。通过将这些合金或组合物、化合物的粉状体与树脂粘结剂等混合得到糊状物，使用丝网印刷技术将所得到的糊状物在绝缘基板11上形成图案，并进行煅烧等而形成。

以覆盖发热体14的方式配置绝缘部件15，以隔着该绝缘部件15与发热体14相向的方式配置发热体引出电极16。为了有效地将发热体14的热量传递到可熔导体13，也可以在发热体14与绝缘基板11之间层叠绝缘部件15。作为绝缘部件15，例如可以使用玻璃。

发热体引出电极16的一端与发热体电极18(P₁)连接，并且与发热体14的一端连续。另外，发热体14的另一端与另一个发热体电极18(P₂)连接。应予说明，发热体电极18(P₁)形成在绝缘基板11的第三边11d侧，发热体电极18(P₂)形成在绝缘基板11的第四边11e侧。另外，发热体电极18(P₂)与形成在绝缘基板11的背面11a的外部连接电极21(P₂)连接。

形成在绝缘基板11的两个侧缘11b、11c且通过可熔导体13连接的第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)分别经由通孔(through hole)(未图示)与设置在绝缘基板的背面11a的第一外部连接端子21(A₁)、第二外部连接端子21(A₂)连接。保护元件1通过外部连接端子21(A₁)、21(A₂)与设置在贴装保护元件1的电路基板的连接电极连接而组装到形成在电路基板上的电流路径的一部分。

应予说明，在第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)、发热体引出电极16和外部连接端子21(A₁)、21(A₂)、21(P₂)的各表面形成有Ni/Au镀层22。由此，能够抑制由可熔导体13的低熔点金属13a、可熔导体13的连接用焊料29引起的第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)和发热体引出电极16的熔蚀。

另外，在第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)形成有防止后述的可熔导体13的熔融导体、可熔导体13的连接用焊料流出的由玻璃等绝缘材料构成的流出防止部23。

[可熔导体]

可熔导体13是由内层和外层构成的层叠结构体，作为内层的低熔点金属层13a被作为外层的高熔点金属层13b所被覆。低熔点金属层13a没有特别限定，例如是以Sn为主要成分的金属，可以优选使用通常被称为“无Pb焊料”的材料(例如千住金属工业制，M705等)。低熔点金属层13a的熔点不需要一定高于回流焊炉的温度，在200℃左右熔融即可。高熔点金属层13b也没有特别限制，例如可以优选使用Ag或Cu或以它们中任一种为主要成分的金属等具有即使在利用回流焊炉进行基板贴装的情况下也不熔融的高熔点的金属。

对于可熔导体13，通过用高熔点金属层13b被覆低熔点金属层13a，从而即使在回流焊温度超过低熔点金属层13a的熔融温度而引起低熔点金属熔融的情况下，作为可熔导体13也不会熔断，能够容易地进行保护元件1向电路基板的贴装。

另外，可熔导体13在被发热体14加热时，低熔点金属层13a熔融而熔蚀高熔点金属层13b。因此，保护元件1能够使可熔导体13在高熔点金属层13b的熔融温度以下的温度熔断，迅速地切断电流路径。应予说明，可熔导体13在流通有超过额定值的过电流的情况下也可以通过自体发热(焦耳热)而熔断，切断电流路径。

[第一侧缘部、第二侧缘部]

在此，如图2所示，可熔导体13具有形成为比主面部25的壁厚厚的一对第一侧缘部26、和形成为与主面部25相同厚度的一对第二侧缘部27。第一侧缘部26相向地设有一对，第二侧缘部27与第一侧缘部26大致正交，并相向地设有一对。

第一侧缘部26的侧面被高熔点金属层13b所被覆，并且，由此形成为壁厚比可熔导体13的主面部25厚。第二侧缘部27在侧面露出有外周被高熔点金属层13b围绕的低熔点金属13a。第二侧缘部27除了与第一侧缘部26邻接的两端部以外，均形成为与主面部25相同的厚度。

并且，如图1所示，对于可熔导体13，第二侧缘部27沿着从发热体引出电极16遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间的电流路径而配设。由此，保护元件1能够迅速切断从发热体引出电极16遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间的电流路径。

即，第二侧缘部27形成为壁厚比第一侧缘部26相对薄。另外，第二侧缘部27形成为低熔点金属层13a被高熔点金属所被覆。由此，第二侧缘部27通过发挥由低熔点金属层13a引起的高熔点金属层13b的熔蚀作用，且被熔蚀的高熔点金属层13b的厚度也形成为比第一侧缘部26薄，从而与通过高熔点金属层13b形成为壁厚较厚的第一侧缘部26相比，能够以少的热能量迅速熔断。

另外，对于保护元件1，距离外缘最远的绝缘基板11的中心最热，朝向外缘逐渐放热因而温度变得难以上升，但由于第二侧缘部27遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间，所以即使在绝缘基板11的外缘侧也能够以少的热能量熔断，能够迅速切断电流路径。

此外，可熔导体13的第二侧缘部27如果根据后述的制法，则低熔点金属层13a会从端面向外侧露出，但由于与较狭小的发热体引出电极16对置，所以即使在保护元件1的回流焊贴装时等高温环境下也能够抑制低熔点金属层13a的熔出，能够维持可熔导体13的形状。

即，在将第二侧缘部27配设在第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)上的情况下，从端面向外侧露出的低熔点金属层13a与以较宽的面积形成的第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)对置，所以如果低熔点金属层13a熔融，则有可能在润湿性高的第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)熔出，无法维持形状。因此，每个制品的可熔导体13的熔断时间可能产生偏差，熔断特性变得不稳定。

另一方面，保护元件1中，由于低熔点金属层13a从端面向外侧露出的第二侧缘部27与狭小的发热体引出电极16对置，所以抑制低熔点金属层13a的熔出，具有稳定的熔断特性。

[可熔导体的制法]

接下来，对可熔导体13的制造工序进行说明。可熔导体13通过用构成高熔点金属层13b的金属被覆构成低熔点金属层13a的低熔点金属箔而制造。作为用高熔点金属被覆低熔点金属层箔的方法，有能够连续地对长条状的低熔点金属箔实施高熔点金属镀覆的电解镀覆法，其在作业效率方面、制造成本方面有利。

如果通过电解镀覆实施高熔点金属镀覆，则在长条状的低熔点金属箔的边缘部分，即，在侧缘部电场强度相对变强，高熔点金属层13b被较厚地镀覆(参照图2)。由此，形成侧缘部通过高熔点金属层形成为壁厚较厚的长条状的导体带30。接着，通过将该导体带30在与长度方向正交的宽度方向(图2中为C-C’方向)切断成预定长度来制造可熔导体13。由此，对于可熔导体13，导体带30的侧缘部成为第一侧缘部26，导体带30的切断面成为第二侧缘部27。另外，第一侧缘部26被高熔点金属13b所被覆，第二侧缘部27在端面(导体带30的切断面)向外侧露出有被上下一对的高熔点金属层13b与高熔点金属层13b夹持的低熔点金属层13a。

即，导体带30中，被切断成预定长度的长度方向成为连接到第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)上的第一侧缘部26，与长度方向正交的宽度方向成为遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间而配设的第二侧缘部27。因此，导体带30成为与第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间的宽度对应的宽度，另外，切断成与第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)的尺寸对应的长度。

如此制造的可熔导体13通过连接用焊料29等低熔点金属连接到第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)上，以及发热体引出电极16上。此时，可熔导体13中，通过高熔点金属层13b形成为壁厚较厚的第一侧缘部26连接到第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)上，作为导体带30的切断面的第二侧缘部27遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间而配设。

应予说明，对于可熔导体13，为了防止外层的高熔点金属层13b氧化，在可熔导体13上的几乎整个面涂布有助熔剂17(flux)。另外，对于保护元件1，为了保护如此构成的保护元件1的内部，可以将覆盖部件20设置在绝缘基板11上。

[保护元件的使用方法]

接下来，对保护元件1的使用方法进行说明。如图3所示，上述的保护元件1例如被安装在锂离子二次电池的电池组内的电路中进行使用。

例如，安装保护元件1的电路被组装到具有由总计4个锂离子二次电池的电池单元41～44构成的电池堆45(Battery stack)的电池组40中进行使用。

电池组40具备：电池堆45、控制电池堆45的充放电的充放电控制电路50、在电池堆45异常时切断充电的应用了本发明的保护元件1、检测各电池单元41～44的电压的检测电路46、以及根据检测电路46的检测结果来控制保护元件1的动作的电流控制元件47。

电池堆45是将需要用于保护不受过充电和过放电状态影响的控制的电池单元41～44串联连接而成的，经由电池组40的正极端子40a、负极端子40b可拆装地与充电装置55连接，并被施加来自充电装置55的充电电压。通过将用充电装置55充电的电池组40的正极端子40a、负极端子40b与利用电池工作的电子设备连接，能够使该电子设备工作。

充放电控制电路50具备：在从电池堆45向充电装置55流通的电流路径中串联连接的2个电流控制元件51、52、和控制这些电流控制元件51、52的工作的控制部53。电流控制元件51、52例如由场效应晶体管(以下称为FET)构成，通过由控制部53控制栅极电压来控制电池堆45的电流路径的导通与切断。控制部53从充电装置55接收电力供给而进行动作，并根据检测电路46的检测结果，在电池堆45为过放电或过充电时，以切断电流路径的方式控制电流控制元件51、52的动作。

保护元件1例如连接到电池堆45与充放电控制电路50之间的充放电电流路径上，并通过电流控制元件47控制其动作。

检测电路46与各电池单元41～44连接，并检测各电池单元41～44的电压值，将各电压值供给到充放电控制电路50的控制部53。另外，检测电路46在任一个电池单元41～44成为过充电电压或过放电电压时输出控制电流控制元件47的控制信号。

电流控制元件47例如由FET构成，根据从检测电路46输出的检测信号，在电池单元41～44的电压值成为超过预定的过放电或过充电状态的电压时，使保护元件1动作，并控制为无论电流控制元件51、52的开关动作而切断电池堆45的充放电电流路径。

对在由如上结构构成的电池组40中的保护元件1的构成进行具体说明。

首先，应用了本发明的保护元件1具有如图4所示的电路构成。即，保护元件1的电路构成包括可熔导体13和发热体14，所述可熔导体13经由发热体引出电极16串联连接，所述发热体14经由可熔导体13的连接点通电而发热，从而将可熔导体13熔融。另外，在保护元件1中，例如，可熔导体13被串联连接到充放电电流路径上，发热体14与电流控制元件47连接。保护元件1的2个电极12分别经由外部连接端子21，一个与A₁连接，另一个与A₂连接。另外，发热体引出电极16和与其连接的发热体电极18与P₁连接，另一个发热体电极18经由外部连接端子21与P₂连接。

由这样的电路结构构成的保护元件1能够通过发热体14的发热使电流路径上的可熔导体13熔断而切断电池组40的充放电路径。此时，保护元件1中，可熔导体13的第二侧缘部27沿着从发热体引出电极16遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间的电流路径而配设。第二侧缘部27形成为壁厚相对较薄，所以能够以少的热能量切断从发热体引出电极16遍及第一电极12(A₁)和第二电极12(A₂)间的电流路径。

另外，由于第二侧缘部27在低熔点金属层13a的上表面和下表面层叠有高熔点金属层13b，所以能够通过低熔点金属引起的高熔点金属的熔蚀作用，以达到高熔点金属的熔点之前的低的温度进行熔断，能够更迅速地熔断。

如图5的(A)所示，可熔导体13的熔融导体被拉引至润湿性高的发热体引出电极16和第一电极12(A₁)、第二电极12(A₂)而被熔断。因此，可熔导体13能够可靠地使第一电极12(A₁)～发热体引出电极16～第二电极12(A₂)之间熔断(图5(B))。另外，通过可熔导体13熔断，向发热体14的供电也停止。

应予说明，本发明的保护元件不限于在锂离子二次电池的电池组中使用的情况，当然也可以用于需要根据电信号切断电流路径的各种用途。

实施例1

接着，对本发明的第一实施例进行说明。在第一实施例中，制作通过电解镀覆法将低熔点金属箔用高熔点金属被覆的导体带，并在宽度方向切断，由此得到可熔导体。低熔点金属箔使用厚度60μm的无Pb焊料箔，通过电解镀覆法在低熔点金属箔的整个面实施镀Ag，形成单侧厚度4μm的高熔点金属层。

在实施例1中，将可熔导体的通过用高熔点金属被覆而形成为壁厚较厚的第一侧缘部配设在第一电极和第二电极上，将作为导体带的切断面的第二侧缘部沿着遍及第一电极～发热体引出电极～第二电极的电流路径而配设(参照图1)。在比较例1中，将第一侧缘部沿着电流路径上配设，将第二侧缘部配设在第一电极和第二电极上(参照图7)。

实施例1和比较例1均施加35W的电力，比较熔断时间。将结果示于表1。

[表1]

	熔断时间
		实施例1	0.24秒(80％)
比较例1	0.30秒(100％)

如表1所示，相对于比较例1中可熔导体的熔断需要0.30秒，在实施例1中，能够以0.24秒熔断。这样与比较例1的熔断时间相比能够缩短到80％，通过沿着电流路径配设第二侧缘部，从而能够进行迅速的熔断。

这是由于在实施例1中，将与通过高熔点金属形成为壁厚较厚的第一侧缘部相比，形成为壁厚相对较薄，并且层叠有低熔点金属和高熔点金属的第二侧缘部沿着遍及第一电极和第二电极的电流路径而配设，所以能够以少的热能量且利用由低熔点金属引起的高熔点金属的熔蚀作用迅速地熔断。

[高熔点金属层的厚度]

接着，对可熔导体13的高熔点金属层13b的最佳厚度进行说明。如上所述，本发明的可熔导体13中，作为内层的低熔点金属层13a被作为外层的高熔点金属层13b所被覆。

在此，可熔导体13中，高熔点金属层13b的膜厚越薄，则在发热体14发热时越迅速地被低熔点金属熔蚀，能够加快熔断时间。因此，对于可熔导体13，从快速熔断的观点考虑，优选将高熔点金属层13b形成得尽可能薄。

另一方面，在通过回流焊将保护元件1贴装到电路基板时，如果高熔点金属层13b的膜厚较薄，则有可能在回流焊加热时被低熔点金属熔蚀而导致可熔导体13变形，熔断时间产生偏差等无法维持稳定的熔断特性。因此，对于可熔导体13，从能够进行回流焊贴装并且维持熔断特性的观点考虑，优选将高熔点金属层13b形成得尽可能厚。

因此，可熔导体13中，以能够兼顾发热体14发热时的快速熔断及回流焊贴装和熔断特性的维持的最佳膜厚形成有高熔点金属层13b。具体而言，可熔导体13中，主面部25的高熔点金属层13b的膜厚在表面和背面分别形成为2μm以上。通过将高熔点金属层13b的膜厚形成为2μm以上，可熔导体13在通过回流焊贴装将保护元件1搭载于电路基板的情况下，也能够使高熔点金属层13b不被低熔点金属熔蚀，而防止可熔导体13的变形。因此，可熔导体13通过无论额定值、尺寸而将高熔点金属层13b的膜厚设为2μm以上，从而具有每个制品的熔断时间不产生偏差且稳定的熔断特性。

另外，可熔导体13优选将主面部25的高熔点金属层13b的膜厚在表面和背面分别形成为6μm以下。通过将高熔点金属层13b的膜厚形成为6μm以下，可熔导体13能够无论额定值、尺寸而在发热体14发热时使低熔点金属迅速熔蚀高熔点金属，并能够以短时间熔断。对于可熔导体13，如果使高熔点金属层13b的膜厚比6μm厚，则由于低熔点金属的熔蚀量增加，因此熔断时间也相应变长。

应予说明，如上所述，可熔导体13能够通过电解镀覆法在长条状的低熔点金属箔上连续地形成高熔点金属层13b。此时，可熔导体13能够通过电流控制以所希望的膜厚形成高熔点金属层13b。

实施例2

接下来，对本发明的第二实施例进行说明。在第二实施例中，准备改变了被覆低熔点金属箔的高熔点金属层的厚度的可熔导体的样品，并通过回流焊将使用这些样品中的各样品而形成的保护元件贴装在电路基板上，针对各可熔导体样品调查有无变形、熔断。另外，对各保护元件施加电力，测定可熔导体样品的熔断时间。

在第二实施例中使用的可熔导体样品使用厚度60μm的无Pb焊料箔作为低熔点金属箔，并通过电解镀覆法在无Pb焊料箔的整个面实施镀Ag，形成单侧厚度1～7μm的高熔点金属层。应予说明，各可熔导体样品可以通过控制电流的量而以所希望的膜厚形成Ag镀层。各可熔导体样品在电解镀覆后沿宽度方向被切断而形成为预定的长度。

作为各可熔导体样品，在比较例2中，形成单侧厚度1μm的高熔点金属层。另外，在实施例2中，形成单侧厚度2μm的高熔点金属层。另外，在实施例3中，形成单侧厚度3μm的高熔点金属层。另外，在实施例4中，形成单侧厚度4μm的高熔点金属层。另外，在实施例5中，形成单侧厚度5μm的高熔点金属层。另外，在实施例6中，形成单侧厚度6μm的高熔点金属层。另外，在实施例7中，形成单侧厚度7μm的高熔点金属层。

对于比较例2和实施例2～7的各可熔导体样品，将通过覆盖高熔点金属而形成为壁厚较厚的第一侧缘部配设在第一电极和第二电极上，将作为导体带的切断面的第二侧缘部沿着遍及第一电极～发热体引出电极～第二电极的电流路径而配设，由此形成实施例2的保护元件(参照图1)。对于保护元件，针对比较例2和实施例2～7的各可熔导体分别准备24个。

接下来，通过回流焊将各保护元件贴装在电路基板上。回流焊温度约为260℃。回流焊贴装后，打开保护元件的覆盖部件，通过目视观察可熔导体样品，对可熔导体的变形进行评价，并求出可熔导体的熔融发生率(％)。另外，在回流焊贴装后，对各保护元件施加35W的电力，比较熔断时间(sec)。

对于可熔导体的变形的评价，将通过回流焊加热而引起可熔导体熔断的情况记为×，将通过回流焊加热而未导致可熔导体的熔断，但可以观察到实际使用上没有问题的程度的变形的情况记为○，将即使通过回流焊加热可熔导体也不熔断，也几乎观察不到变形的情况记为◎。

可熔导体的熔融发生率根据各可熔导体的样品数24个中的导致了熔断的样品数求出。将结果示于表2和图6。

[表2]

如表2和图6所示，在高熔点金属层的膜厚为2μm以上的实施例2～7的保护元件中，任一样品即使通过回流焊贴装也未观察到对可熔导体的实际使用造成影响的程度的变形。另外，在将镀Ag厚度设为2～6μm的实施例2～实施例6中，可熔导体的熔断时间都为0.44sec以下，是较短的，能够充分应对快速熔断的要求。

另一方面，在将镀Ag厚度设为1μm的比较例1中，虽然熔断时间短，但通过回流焊贴装而导致可熔导体熔断的样品占整体的30％。这是因为Ag镀层过薄，通过回流加热而引起焊料箔熔融，并因该熔融焊料而导致Ag镀层被熔蚀。

如上可知构成可熔导体的外层的Ag镀层优选以2μm以上厚度形成，更优选为6μm以下。

Claims (11)

1.一种保护元件，其特征在于，具备：

绝缘基板；

发热体；

绝缘部件，其至少覆盖所述发热体；

发热体引出电极，其与所述发热体电连接；

第一电极和第二电极；以及

可熔导体，其从所述发热体引出电极遍及所述第一电极和所述第二电极而连接，并通过加热熔断所述第一电极与所述第二电极之间的电流路径，

所述可熔导体具有形成为比主面部的壁厚厚且相向的一对第一侧缘部，以及形成为比所述第一侧缘部薄的厚度且相向的一对第二侧缘部，所述第二侧缘部沿着从所述发热体引出电极遍及所述第一电极和所述第二电极的电流路径而配设。

2.根据权利要求1所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，所述第一侧缘部被高熔点金属所被覆，在所述第二侧缘部层叠有低熔点金属和被覆所述低熔点金属的表面的所述高熔点金属。

3.根据权利要求2所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体通过将在形成为长条状的所述低熔点金属的箔的表面被覆有所述高熔点金属的导体带在宽度方向切断而形成。

4.根据权利要求2或3所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，在所述低熔点金属的表面通过电解镀覆法被覆有所述高熔点金属。

5.根据权利要求2或3所述的保护元件，其特征在于，所述第二侧缘部中，所述低熔点金属从端面向外侧露出。

6.根据权利要求5所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，所述第二侧缘部与所述发热体引出电极对置。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，所述第一侧缘部与所述第一电极和所述第二电极连接。

8.根据权利要求6所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，所述第一侧缘部与所述第一电极和所述第二电极连接。

9.根据权利要求2或3所述的保护元件，其特征在于，所述低熔点金属为无Pb焊料，所述高熔点金属是Ag或Cu或以Ag或Cu为主要成分的金属。

10.根据权利要求2或3所述的保护元件，其特征在于，所述可熔导体中，在主面部的所述低熔点金属的表面和背面层叠的所述高熔点金属的膜厚分别为2μm以上。

11.根据权利要求10所述的保护元件，其特征在于，所述高熔点金属的膜厚为6μm以下。