CN106796857A - 保护元件及安装体 - Google Patents

Abstract

提供一种能与锂离子二次电池等的高额定化对应且提高额定的小型的保护元件以及在电路基板上安装有保护元件的安装体。包括：绝缘基板(10)；发热体(11)，其配置于绝缘基板(10)；发热体引出电极(13)，其与发热体(11)电连接；以及可熔导体(15)，其具有与外部电路连接的一对端子部(20)，且通过一对端子部(20)之间熔断而将外部电路的电流路径切断。

Description

保护元件及安装体

技术领域

本发明涉及保护元件以及在电路基板上安装有保护元件的安装体，该保护元件安装于电流路径上，伴随发热体的发热使可熔导体熔断，由此将该电流路径切断。

本申请以2014年9月12日在日本提出申请的日本专利申请号特愿2014-186881为基础要求优先权，通过参照该申请而援用到本申请中。

背景技术

能充电后反复利用的二次电池大多被加工为电池组而提供给用户。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，一般在电池组中内置过充电保护、过放电保护等几个保护电路，其具有在规定的情况下将电池组的输出切断的功能。

在这种保护电路中，使用内置于电池组的FET开关进行输出的导通/断开，由此进行电池组的过充电保护或者过放电保护动作。但是，在FET开关由于某原因而短路破坏的情况下，在被施加雷电突波等而瞬间有大电流流过的情况下，或者在输出电压由于电池单元的寿命而异常降低、或者反之输出过大异常电流的情况下，也必须保护电池组、电子设备避免发生火灾等事故。因此，为了在这样的可假设的任何异常状态下，将电池单元的输出安全切断，可使用由具有根据来自外部的信号将电流路径切断的功能的保护元件构成的保护元件。

作为这样的面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，如专利文献1记载的那样，一般使用在保护元件内部具有发热体，通过该发热体将电流路径上的可熔导体熔断的结构。

作为本发明的相关技术，图26(A)(B)中显示保护元件100。保护元件100包括：绝缘基板101；发热体103，其层叠于绝缘基板101，由玻璃等绝缘构件102覆盖；一对电极104a、104b，其形成于绝缘基板101的两端；发热体引出电极105，其以与发热体103重叠的方式层叠于绝缘构件101上；以及可熔导体106，其两端分别与一对电极104a、104b连接，中央部与发热体引出电极105连接。

发热体引出电极105的一端与第1发热体电极107连接。另外，发热体103的另一端与第2发热体电极108连接。此外，保护元件100为了防止可熔导体106的氧化，在可熔导体106上的大致整个面涂敷有助焊剂111。另外，保护元件100为了保护内部，也可以将盖构件载置于绝缘基板101上。

在这样的保护元件100中，形成于绝缘基板101的表面的一对电极104a、104b经由形成于绝缘基板的侧面的导电通孔109，与形成于绝缘基板101的背面的外部连接电极110电连接。并且，通过在面向锂离子二次电池等的保护电路的基板上连接外部连接电极110，由此保护元件100构成该保护电路的电流路径的一部分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-003665号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，近年来，使用电池和电动机的HEV(Hybrid Electric Vehicle：油电混合动力车)或EV(Electric Vehicle：电动车)迅速普及。作为HEV或EV的动力源，从能量密度和输出特性出发，变得使用锂离子二次电池。另外，锂离子二次电池也开始运用于电动工具、电动辅助自行车、航空器等中。在这种用途中，需要高电压、大电流。因此，也开发出能承受高电压、大电流的专用单元，但是由于制造成本上的问题，在大多情况下通过将多个电池单元串联、并联连接，使用通用单元以确保必需的电压、电流。

在这样的锂离子二次电池等的大电流用途中，保护元件也要求额定电流的进一步提高。即，在锂离子二次电池等高电压化、大电流化的反面，搭载于保护电路的保护元件不具备与该高电压化、高电流化对应的额定的情况下，有可能在通常的使用状态下电流路径上的可熔导体熔断，或者有可能由于保护元件的发热导致连接不良或对周边的元件等带来不良影响。

并且，在保护元件100中，通过可熔导体连接的一对电极104a、104b间的导通电阻也能充分降低到能应对额定电流提高的程度(例如不足1mΩ)。

但是，在将外部连接电极110设置于绝缘基板101的背面、将一对电极104a、104b和该外部连接电极110通过导电通孔109连接的保护元件100中，一对电极104a、104b各自与外部连接电极110之间的导通电阻高，例如仅单侧的通孔109就为0.5～1.0mΩ以上，即使在导电通孔内填充导体，降低绝缘基板侧的导通电阻也有极限。

另外，例如在UL等安全标准中，作为定义保险丝的额定电流的指标，规定了器件表面或端子的温度上升，通过通电将通孔加热，由此端子或器件表面的温度也上升，因此，不得不以满足包含通孔的发热量部分在内的安全标准的方式设定额定电流，成为阻碍高额定化的原因。

进一步，伴随电子设备的小型化、高额定电流化，变得寻求小型且高额定电流的保护元件。

因此，本发明的目的是提供一种能与锂离子二次电池等的高电压化、大电流化以及电子设备的小型化、高额定化对应而提高额定电流的小型的保护元件以及在电路基板上安装有保护元件的安装体。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明涉及的保护元件包括：绝缘基板；发热体，其配置于上述绝缘基板；发热体引出电极，其与上述发热体电连接；以及可熔导体，其具有与外部电路连接的一对端子部，且通过上述一对端子部之间熔断而将上述外部电路的电流路径切断。

另外，本发明涉及的安装体在电路基板上安装有保护元件，其中，上述保护元件包括：绝缘基板；发热体，其配置于上述绝缘基板；发热体引出电极，其与上述发热体电连接；以及可熔导体，其具有与外部电路连接的一对端子部，且通过上述一对端子部之间熔断而将上述外部电路的电流路径切断。

发明的效果

根据本发明，并不是在绝缘基板中设置通孔而将可熔导体的通电路径引出到外部电路，而是在可熔导体上形成有成为与外部电路连接的连接端子的端子部，因此外部电路与可熔导体之间的导通电阻取决于可熔导体本身的电阻值，而不被绝缘基板侧的构成左右。因此，根据本发明，能使元件整体的通电路径低电阻化，能容易实现额定电流的提高。

附图说明

图1(A)是显示保护元件的上表面侧的外观立体图，图1(B)是显示保护元件的底面侧的外观立体图。

图2(A)是显示保护元件的省略了盖构件的俯视图，图2(B)是图2(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图3(A)是显示省略了盖构件的可熔导体熔断后的保护元件的俯视图、图3(B)是图3(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图4是显示保护元件的制造工序的立体图，(A)显示绝缘基板，(B)显示在绝缘基板上嵌合有可熔导体的状态，(C)显示在可熔导体上设有助焊剂的状态，(D)显示设有盖构件的状态。

图5是显示连接有保护元件的电池组的电路构成例的图。

图6是显示保护元件的电路构成的图，(A)显示可熔导体熔断前，(B)显示可熔导体熔断后。

图7是显示适用本发明的保护元件的变形例的俯视图。

图8(A)是显示省略了盖构件的包括设有多个熔断部的可熔导体的保护元件的俯视图，图8(B)是图8(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图9是用于说明包括多个熔断部的可熔导体的制造工序的俯视图，(A)显示用端子部一体地支撑熔断部的两侧，(B)显示用端子部一体地支撑熔断部的单侧。

图10是显示包括设有多个熔断部的可熔导体的保护元件的制造工序的立体图，(A)显示绝缘基板，(B)显示在绝缘基板上嵌合有可熔导体的状态，(C)显示在可熔导体上设有助焊剂的状态，(D)显示设有盖构件的状态。

图11(A)是显示省略了盖构件的包括多个可熔导体的保护元件的俯视图，图11(B)是图11(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图12(A)是显示使端子部向绝缘基板的表面侧突出的保护元件的上表面侧的外观立体图，图12(B)是显示保护元件的底面侧的外观立体图。

图13(A)是省略盖构件而显示包括设有多个熔断部的可熔导体、且使端子部向绝缘基板的表面侧突出的保护元件的俯视图，图13(B)是图13(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图14是显示包括设有多个熔断部的可熔导体、且使端子部向绝缘基板的表面侧突出的保护元件的制造工序的立体图，(A)显示绝缘基板，(B)显示在绝缘基板上连接有可熔导体和外部连接端子的状态，(C)显示在可熔导体上设有助焊剂的状态，(D)显示设有盖构件的状态。

图15是显示将发热体设于绝缘基板的背面侧的保护元件的剖视图，(A)显示使端子部向绝缘基板的背面侧突出的保护元件，(B)显示使端子部向绝缘基板的表面侧突出的保护元件。

图16是显示将发热体设置于绝缘基板的内部的保护元件的剖视图，(A)显示使端子部向绝缘基板的背面侧突出的保护元件，(B)显示使端子部向绝缘基板的表面侧突出的保护元件。

图17是显示在绝缘基板的表面上使发热体和可熔导体相邻的保护元件的图，(A)是显示省略了盖构件的俯视图，(B)是(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图18是显示具有高熔点金属层和低熔点金属层且包括被覆结构的可熔导体的立体图，(A)显示将低熔点金属层作为内层且用高熔点金属层被覆的结构，(B)显示将高熔点金属层作为内层且用低熔点金属层被覆的结构。

图19是显示包括高熔点金属层和低熔点金属层的层叠结构的可熔导体的立体图，(A)显示上下双层结构，(B)显示内层和外层的3层结构。

图20是显示包括高熔点金属层和低熔点金属层的多层结构的可熔导体的剖视图。

图21是显示在高熔点金属层形成有线状的开口部且低熔点金属层露出的可熔导体的俯视图，(A)是沿着长度方向形成有开口部的图，(B)是沿着宽度方向形成有开口部的图。

图22是显示在高熔点金属层形成有圆形的开口部且低熔点金属层露出的可熔导体的俯视图。

图23是显示在高熔点金属层形成有圆形的开口部且在内部填充有低熔点金属的可熔导体的俯视图。

图24是显示被高熔点金属包围的低熔点金属露出的可熔导体的立体图。

图25是显示连接有图24所示的可熔导体的保护元件的图，(A)是省略盖构件而显示的俯视图，(B)是(A)所示的保护元件的A-A’剖视图。

图26是显示省略了盖构件的现有的保护元件的图，(A)是俯视图，(B)是(A)的A-A’剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对适用本发明的保护元件以及安装体进行详细说明。此外，本发明并不仅仅限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以进行各种变更。另外，附图只是示意性的，各尺寸的比率等有时有与实际不同的情况。具体的尺寸等应参照以下说明加以判断。另外，附图相互间当然也包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。

[保护元件的构成]

图1、图2显示适用本发明的保护元件1。图1(A)是显示保护元件1的上表面侧的外观立体图，图1(B)是显示保护元件1的底面侧的外观立体图。图2(A)是显示省略了盖构件的保护元件1的俯视图，图2(B)是图2(A)所示的A-A’剖视图。另外，图3是显示省略了盖构件的可熔导体熔断后的保护元件1的俯视图，图3(B)是图3(A)所示的A-A’剖视图。保护元件1包括：绝缘基板10；发热体11，其层叠于绝缘基板10的表面10a，由绝缘构件12覆盖；发热体引出电极13，其以与发热体11重叠的方式层叠于绝缘构件12上；可熔导体15，其嵌合于绝缘基板10的相对的一对侧缘，中央部与发热体引出电极13连接；以及盖构件19，其覆盖设置有可熔导体15的绝缘基板10的表面10a。

保护元件1可实现小型且高额定电流的保护元件，例如，作为绝缘基板10的尺寸虽然小型至一边长为3～6mm程度，同时可实现元件整体的电阻值为0.5～1mΩ、额定高达30～60A的高额定。此外，本发明当然能适用于包括所有的尺寸、电阻值以及额定电流的保护元件。

绝缘基板10例如形成为方形，由氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等具有绝缘性的构件形成。除此之外，也可以使用玻璃环氧基板、酚醛基板等印刷配线基板中使用的材料，但是需要注意可熔导体15的熔断时的温度。

发热体11是在通电时发热的具有导电性的构件，例如由镍铬合金、W、Mo、Ru等或者包含这些的材料制成。通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘结剂等混合形成膏状，使用丝网印刷技术将膏状物在层叠于绝缘基板10的绝缘构件12上形成图案，并进行煅烧等，由此能形成发热体11。

另外，发热体11由绝缘构件12被覆，隔着绝缘构件12与发热体引出电极13以及和发热体引出电极13连接的可熔导体15相对。绝缘构件12是为了实现发热体11的保护和绝缘，并且将发热体11的热有效地传导到可熔导体15而设置的，例如由玻璃层构成。保护元件1的发热体11形成在层叠于绝缘基板10的表面10a上的绝缘构件12上，并且由绝缘构件12被覆，由此能将发热体11的热有效地传导到可熔导体15。此外，保护元件1也可以在绝缘基板10的表面10a层叠发热体11，并由绝缘构件12被覆发热体11的表面。

另外，发热体11的一端与发热体引出电极13连接，另一端与发热体电极16连接。发热体引出电极13具有：下层部13a，其形成于绝缘基板10的表面10a上，并且与发热体11连接；以及上层部13b，其与发热体11相对地层叠于绝缘构件12上，并且与可熔导体15连接。由此，发热体11经由发热体引出电极13与可熔导体15电连接。此外，发热体引出电极13隔着绝缘构件12与发热体11相对配置，由此能使可熔导体15熔融，并且能容易地使熔融导体凝结。

另外，发热体电极16形成在绝缘基板10的表面10a上，经由形成有导电层的通孔17与在绝缘基板10的背面10b所形成的外部连接端子18相连。

这些发热体引出电极13和发热体电极16例如由Ag、Cu等的导电图案形成，作为抗氧化对策，适当地在表面形成有Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等保护膜。

并且，保护元件1形成有直至发热体电极16、发热体11、发热体引出电极13以及可熔导体15的通往发热体11的通电路径。另外，保护元件1的发热体电极16经由外部连接端子18与对发热体11通电的外部电路连接，通过该外部电路控制横跨发热体电极16和可熔导体15的通电。

另外，保护元件1中，通过可熔导体15与发热体引出电极13连接，由此构成通往发热体11的通电路径的一部分。因此，保护元件1当可熔导体15熔融而切断与外部电路的连接时，也切断通往发热体11的通电路径，因此能使发热停止。

[可熔导体]

与绝缘基板10的相对的一对侧缘嵌合并且中央部与发热体引出电极13连接的可熔导体15具有与外部电路连接的一对端子部20，如图3所示，与发热体引出电极13连接的中央部熔解，发热体引出电极13与端子部20之间熔断，由此将外部电路的电流路径切断。

可熔导体15形成为板状，在两端部设置与外部电路连接的端子部20。可熔导体15通过端子部20与安装有保护元件1的电路基板的焊盘部连接，由此构成该电路基板的电流路径的一部分，通过熔断而切断电流路径。

可熔导体15的中央部通过连接用焊料等接合材料与发热体引出电极13电连接、机械连接。另外，可熔导体15通过两端部沿着绝缘基板10的侧面弯曲，由此与绝缘基板10嵌合，并且端子部20朝向绝缘基板10的背面10b侧。由此，保护元件1将绝缘基板10的背面10b设为向外部的电路基板安装的安装面，可熔导体15的一对端子部20和经由通孔17与发热体电极16连接的上述外部连接端子18通过与电路基板的焊盘部连接而组装到外部电路中。

保护元件1在可熔导体15上设置成为与外部电路连接的连接端子的端子部20，因此能实现额定电流的提高。即，如上所述，在绝缘基板上设置将可熔导体的通电路径向外部电路引出的表面电极、背面电极以及连接表面背面电极的通孔的构成中，由于通孔、缺口的孔径或孔数量的限制或导电糊剂的电阻率或膜厚的限制，从而变得难以实现可熔导体的电阻值以下的电阻值，难以使电流高额定化。另外，如果为了使设置于绝缘基板上的可熔导体的通电路径的电阻降低而实现大面积化时，则保护元件整体会大型化。

另一方面，保护元件1并不是在绝缘基板10上设置通孔等而将可熔导体15的通电路径引出到外部电路，而是在可熔导体15上形成有成为与外部电路连接的连接端子的端子部20，因此外部电路与可熔导体15之间的导通电阻取决于可熔导体15本身的电阻值，而不被绝缘基板10侧的构成左右。因此，根据保护元件1，能使元件整体的通电路径低电阻化，能容易地实现额定电流的提高。另外，根据保护元件1，不必在绝缘基板10上设置可熔导体15的通电路径，能实现元件整体的小型化。

设置有端子部20的可熔导体15例如能通过将板状的可熔导体15的两端部折弯来制造。此外，保护元件1经由端子部20连接可熔导体15和外部电路，因此也可以不在绝缘基板10上另外设置用于与外部电路连接的电极。

[嵌合凹部]

另外，绝缘基板10在嵌合可熔导体15的端子部20的一对侧缘部形成嵌合凹部21。保护元件1通过在绝缘基板10上设置嵌合凹部21，由此对电路基板的安装面积也不会扩大，另外，能将可熔导体15的嵌合位置固定。进一步，通过设置嵌合凹部21，从而在保护元件1的制造工艺中能将绝缘基板10对应设为带多面的基板，也能有助于提高生产率和减少加工成本。

[可熔导体的层构成]

在此，保护元件1组装到外部电路的电流路径上，需要实现额定电流的提高，并且在紧急时等通过发热体11的发热迅速地使可熔导体15熔断，从而将外部电路的电流路径切断。因此，可熔导体15为了同时实现通过低电阻化来提高额定电流、以及通过发热体11的发热来缩短熔断时间，优选含有低熔点金属层和高熔点金属层。

作为高熔点金属是Ag、Cu或者以这些为主要成分的合金等，优选具有在利用回焊炉进行基板安装的情况下也不熔融的高熔点。作为低熔点金属，优选使用焊料或以Sn为主要成分的无铅焊料等。低熔点金属的熔点不必高于回焊炉的温度，也可以在200℃左右熔融。

通过含有高熔点金属和低熔点金属，在利用回焊安装等将保护元件1安装于电路基板的情况下，即使安装温度超过低熔点金属的熔融温度而使低熔点金属熔融，也能抑制高熔点金属向低熔点金属的外部流出，能维持可熔导体15的形状且防止额定电流或熔断时间的变动。另外，在熔融时，通过低熔点金属熔融而熔蚀(焊料侵蚀)高熔点金属，从而能在高熔点金属的熔点以下的温度迅速地熔融。此外，如后所述，能利用各种各样的构成来形成可熔导体15。

另外，可熔导体15通过在成为内层的低熔点金属层层叠高熔点金属层而构成，由此与现有的使用铅系高熔点焊料的可熔导体相比，电阻率降低到一半以下，结果能增大额定电流。

另外，通过将可熔导体15设为由高熔点金属被覆低熔点金属的构成，从而即使在设置端子部20且经由安装用焊料与电路基板的情况下也能抑制基于该安装用焊料的熔融。例如，在经由无铅焊料安装铅等可熔导体的情况下，可熔导体通过构成无铅焊料的锡而在250℃左右的回焊温度下容易地熔融，从而可熔导体会熔断。在这方面，可熔导体15因为由高熔点金属被覆低熔点金属，因此即使在暴露于回焊温度的情况下，也能抑制基于安装用焊料的熔融，从而能防止熔断或变形。

进一步，可熔导体15能提高对突波的耐性(耐脉冲性)，该突波会将异常高的电压瞬间施加到组装有保护元件1的电气系统。即，可熔导体15不得在例如100A的电流流动数毫秒的情况下熔断。在这方面，由于在极短时间内流动的大电流在导体的表层流动(表皮效果)，因此可熔导体15通过设置电阻值低的Ag镀层等高熔点金属层作为外层，从而容易使通过突波而被施加的电流流动，能防止由于自发热导致的熔断。因此，可熔导体15与现有的包含焊料合金的保险丝相比，能大幅提高针对突波的耐性。

[散热电极]

另外，保护元件1在绝缘基板10的表面10a形成第1散热电极23。第1散热电极23在嵌合有可熔导体15的绝缘基板10的一对侧缘附近形成，通过与可熔导体15连接，能有效地吸收端子部20附近的可熔导体15的热。第1散热电极23例如能使用Ag、Cu等电极材料形成，经由连接用焊料等连接材料与可熔导体15连接。

通过设置第1散热电极23，保护元件1使可熔导体15的端子部20附近的热向绝缘基板10侧释放，使可熔导体15的发热区域集中于与发热体引出电极13连接的中央部。由此，可熔导体15的熔断部位限定于中央部，能迅速地将电流路径切断。另外，可熔导体15即使在伴随涡电流的自发热切断时伴有电弧放电的情况下，通过限定发热部位，从而能防止爆炸性的熔断和熔融导体的飞溅，也不会损害绝缘特性。

在该情况下，绝缘基板10用于释放可熔导体15的热，可适当地使用导热性良好的陶瓷基板。另外，作为将可熔导体15连接到第1散热电极23的粘接剂，不管有无导电性，都优选导热性优良的。

第1散热电极23经由通孔24与设于绝缘基板10的背面10b的第2散热电极25连接。通孔24利用导热性优良的导电材料等形成导热层。另外，第2散热电极25能利用与第1散热电极23同样的材料形成。通过设置与第1散热电极23相连的通孔24和第2散热电极25，保护元件1能进一步有效地释放可熔导体15的热。此外，第2散热电极25并不构成外部电路的电流路径，不必与外部电路连接，但是在有效地散热的基础上，也可以与可熔导体15的端子部20一起与外部电路连接。

[助焊剂]

另外，可熔导体15为了防止外层的高熔点金属层或者低熔点金属层的氧化、除去熔断时的氧化物以及提高焊料的流动性，如图2所示，也可以在可熔导体15的整个表面背面涂敷助焊剂27。通过涂敷助焊剂27，能提高低熔点金属(例如焊料)的濡湿性，并且能将低熔点金属熔解的期间的氧化物除去，能利用对高熔点金属(例如银)的侵蚀作用来提高快速熔断性。

另外，通过涂敷助焊剂27，即使在最外层的高熔点金属层的表面形成以Sn为主要成分的无铅焊料等防氧化膜的情况下，也能将该防氧化膜的氧化物除去，有效地防止高熔点金属层的氧化，能维持、提高快速熔断性。

[盖构件]

另外，保护元件1在设置有可熔导体15的绝缘基板10的表面10a上安装盖构件19，盖构件19保护内部并且防止熔融的可熔导体15飞溅。盖构件19能利用各种工程塑料、陶瓷等具有绝缘性的构件来形成。盖构件19形成相对的一对侧壁19a，该侧壁19a设置于绝缘基板10的表面10a上，并且可熔导体15的端子部20从开放的2个侧面向绝缘基板10的背面10b侧突出。

使绝缘基板10的背面10b侧朝向电路基板来安装该保护元件1。由此，保护元件1的可熔导体15由盖构件19覆盖，因此即使在由于发热体11发热而导致熔断时、或者由于涡电流而产生电弧放电的自发热切断时，也能够利用盖构件19捕获熔融金属，能防止熔融金属向周围飞溅。

[保护元件的制造工序]

保护元件1通过以下工序制造。搭载有可熔导体15的绝缘基板10如图4(A)所示，在表面10a形成发热体11、绝缘构件12、发热体引出电极13、发热体电极16以及一对第1散热电极23。另外，绝缘基板10在背面10b形成经由通孔17与发热体电极16相连的外部连接端子18。如图4(B)所示，将可熔导体15的端子部20与在该绝缘基板10的一对侧缘上所形成的嵌合凹部21嵌合，并经由连接用焊料等接合材料将可熔导体15连接到发热体引出电极13和第1散热电极23。由此，可熔导体15的端子部20的前端部向绝缘基板10的背面10b侧突出。

接着，如图4(C)所示，在可熔导体15上设置助焊剂27。通过设置助焊剂27，能防止可熔导体15的氧化、实现濡湿性的提高，能使可熔导体15迅速地熔断。另外，通过设置助焊剂27，能抑制熔融金属向绝缘基板10的附着，能提高熔断后的绝缘性。

并且，如图4(D)所示，通过搭载盖构件19而完成保护元件1，盖构件19保护绝缘基板10的表面10a并且防止可熔导体15的熔融导体飞溅。盖构件19形成有相对的一对侧壁19a，该侧壁19a设置于表面10a上，并且可熔导体15的端子部20从开放的2个侧面向背面10b侧导出。

使绝缘基板10的背面10b侧朝向电路基板来安装该保护元件1。由此，保护元件1的可熔导体15的两端子部20和外部连接端子18与形成于电路基板的焊盘部连接。

[保护元件的使用方法]

如图5所示，保护元件1例如组装到锂离子二次电池的电池组30内的电路中使用。电池组30具有电池堆35，电池堆35例如包括合计4个锂离子二次电池的电池单元31～34。

电池组30包括：电池堆35；充放电控制电路40，其控制电池堆35的充放电；适用本发明的保护元件1，其在电池堆35异常时切断充电；检测电路36，其检测各电池单元31～34的电压；以及电流控制元件37，其根据检测电路36的检测结果控制保护元件1的动作。

电池堆35是需要控制的电池单元31～34串联连接而成的，该控制用于保护电池单元31～34不处于过充电和过放电状态，电池堆35经由电池组30的正极端子30a、负极端子30b能装拆地与充电装置45连接，由充电装置45来施加充电电压。将由充电装置45充电的电池组30的正极端子30a、负极端子30b连接到用电池进行动作的电子设备，由此能使该电子设备进行动作。

充放电控制电路40包括：2个电流控制元件41、42，其与从电池堆35流向充电装置45的电流路径串联连接；以及控制部43，其控制这些电流控制元件41、42的动作。电流控制元件41、42例如由场效应晶体管(以下称为FET。)构成，通过控制部43控制栅极电压，由此控制电池堆35的电流路径的导通和切断。控制部43从充电装置45接受电力供给而进行动作，控制电流控制元件41、42的动作，以使得根据检测电路36的检测结果，在电池堆35过放电或者过充电时将电流路径切断。

保护元件1例如连接到电池堆35与充放电控制电路40之间的充放电电流路径上，其动作由电流控制元件37控制。

检测电路36与各电池单元31～34连接，检测各电池单元31～34的电压值，将各电压值提供给充放电控制电路40的控制部43。另外，检测电路36在任一个电池单元31～34变为过充电电压或者过放电电压时，输出对电流控制元件37进行控制的控制信号。

电流控制元件37例如由FET构成，根据从检测电路36输出的检测信号进行控制，使得在电池单元31～34的电压值变为超过规定的过放电或者过充电状态的电压时使保护元件1进行动作，无论电流控制元件41、42的开关动作如何，都切断电池堆35的充放电电流路径。

在包括如上构成的电池组30中，适用本发明的保护元件1具有如图6(A)所示的电路构成。即，保护元件1是包括可熔导体15和发热体11的电路构成，可熔导体15经由发热体引出电极13串联连接，发热体11经由可熔导体15的连接点通电后发热从而使可熔导体15熔融。另外，在保护元件1中，例如可熔导体15经由端子部20串联连接到电池组30的充放电电流路径上，发热体11与电流控制元件37连接。可熔导体15的一对端子部20中，一方与电池堆35的开放端连接，另一方与电池组的正极端子30a侧的开放端连接。另外，发热体11经由发热体引出电极13与可熔导体15连接，由此与电池组30的充放电电流路径连接，另外，经由发热体电极16以及外部连接端子18与电流控制元件37连接。

在安装有这样的保护元件1的安装体即电池组30的电路构成中，保护元件1并不是在绝缘基板10上设置通孔而将可熔导体15的通电路径引出到外部电路，而是在可熔导体15上形成成为与外部电路连接的连接端子的端子部20，因此，外部电路与可熔导体15之间的导通电阻取决于可熔导体15本身的电阻值，不被绝缘基板10侧的构成左右。因此，根据保护元件1，能使元件整体的通电路径低电阻化，能容易地实现额定电流的提高。由此，对于电池组30，保护元件1作为元件整体可提高额定电流，能应对大电流。

另外，对于电池组30，当保护元件1的发热体11发热时，如图3所示，可熔导体15熔融，由于其濡湿性被吸引到发热体引出电极13上。其结果是，如图6(B)所示，保护元件1由于可熔导体15熔断，能可靠地将电流路径切断。另外，通过可熔导体15熔断，通往发热体11的供电路径也被切断，因此发热体11的发热也停止。

此外，适用本发明的保护元件1不限于使用于锂离子二次电池的电池组的情况，当然也能适用于需要根据电信号切断电流路径的各种各样的用途。

另外，保护元件1如图7所示，也可以不在绝缘基板10上设置嵌合凹部21，而将可熔导体15与相对的一对侧缘嵌合。

[并联型/绝缘壁]

另外，适用本发明的保护元件如图8所示，也可以使用在一对端子部52间并联有多个熔断部53的可熔导体51。此外，在以下说明中，对与上述的保护元件1相同的构件标注相同附图标记并省略其详情。

图8所示的保护元件50包括：绝缘基板10；发热体11，其层叠于绝缘基板10的表面10a，由绝缘构件12覆盖；发热体引出电极13，其以与发热体11重叠的方式层叠于绝缘构件12上；可熔导体51，其与绝缘基板10的相对的一对侧缘嵌合，中央部与发热体引出电极13连接；以及盖构件19，其覆盖设置有可熔导体51的绝缘基板10的表面10a。

可熔导体51形成为板状，在两端部设置与外部电路连接的端子部52。可熔导体51通过端子部52与安装有保护元件50的电路基板的焊盘部连接，由此构成该电路基板的电流路径的一部分，通过熔断而切断电流路径。端子部52通过与设置于绝缘基板10的侧缘额嵌合凹部21嵌合，由此朝向绝缘基板10的背面10b侧。

另外，可熔导体51在一对端子部52之间形成多个熔断部53。各熔断部53经由连接用焊料等接合构件连接到发热体引出电极13上。此外，可熔导体51与上述的可熔导体15同样，优选含有低熔点金属层和高熔点金属层，另外，如后所述，能利用各种各样的构成来形成。

以下，以使用并联有3个熔断部53A～53C的可熔导体51的情况为例进行说明。如图8(A)所示，各熔断部53A～53C搭载于端子部52之间，由此构成可熔导体51的多个通电路径。并且，多个熔断部53A～53C通过发热体11的热而熔断，通过所有的熔断部53A～53C熔断，从而将端子部52之间的电流路径切断。

此外，可熔导体51即使在由于通入超过额定的电流而熔断时，各熔断部53A～53C也依次熔断，所以在最后剩余的熔断部53熔断时发生的电弧放电也为小规模，能防止如下情况：熔融的保险丝元件大范围地飞溅，由飞溅的金属重新形成电流路径，或者飞溅的金属附着于端子、周围的电子部件等。另外，可熔导体51使多个熔断部53A～53C各自熔断，所以各熔断部53A～53C的熔断所需的热能较少即可，能在短时间内切断。

对于可熔导体51，通过使多个熔断部53中的一个熔断部53的一部分或者全部的截面面积小于其他的熔断部的截面面积，从而也可以相对地高电阻化。通过相对地使一个熔断部53的高电阻化，从而可熔导体51在通入有超过额定的电流时，从电阻比较低的熔断部53开始，通入大量电流而逐步熔断。然后，电流集中于剩余的该被高电阻化的熔断部53中，最后伴随电弧放电而熔断。因此，可熔导体51能使熔断部53依次熔断。另外，因为在截面面积小的熔断部53熔断时发生电弧放电，所以根据熔断部53的体积而成为小规模，能防止熔融金属的爆炸性的飞溅。

另外，可熔导体51优选设置有3个以上的熔断部，并且使内侧的熔断部最后熔断。例如，如图8所示，可熔导体51优选设置3个熔断部53A、53B、53C，并且使正中间的熔断部53B最后熔断。

该可熔导体51在通入有超过额定的电流时，首先，大量的电流流入到2个熔断部53A、53C，这2个熔断部53A、53C由于自发热而熔断。熔断部53A、53C的熔断并不伴有由自发热导致的电弧放电，因此也没有熔融金属的爆炸性的飞溅。

接着，电流集中于正中间的熔断部53B，一边伴随电弧放电一边熔断。此时，可熔导体51使正中间的熔断部53B最后熔断，由此，即使发生电弧放电，也能通过先熔断的外侧的熔断部53A、53C来捕获熔断部53B的熔融金属。因此，能抑制熔断部53B的熔融金属飞溅，能防止由于熔融金属导致的短路等。

此时，可熔导体51也可以使3个熔断部53A～53C中位于内侧的正中间的熔断部53B的一部分或者全部的截面面积小于位于外侧的其他熔断部53A、53C的截面面积，由此相对地提高电阻，从而使正中间的熔断部53B最后熔断。在该情况下也通过使截面面积相对地减小而使其最后熔断，因此电弧放电也根据熔断部53B的体积而成为小规模，能更加抑制熔融金属的爆炸性的飞溅。

[可熔导体的制法]

例如，如图9(A)所示，在将板状的包含低熔点金属和高熔点金属的板状体54的中央部两处冲压为矩形后，将两端部折弯，由此能制造这样的形成有多个熔断部53的可熔导体51。可熔导体51通过端子部52一体地支撑并联的3个熔断部53A～53C的两侧。另外，也可以将构成端子部52的板状体和构成熔断部53的多个板状体连接，由此制造所设置的可熔导体51。此外，如图9(B)所示，可熔导体51也可以利用端子部52一体地支撑并联的3个熔断部53A～53C的一端，在另一端分别形成有端子部52。

[散热电极]

此外，保护元件50也可以根据熔断部53在绝缘基板10的表面10a设置多个第3散热电极56。第3散热电极56与上述的第1散热电极23同样，与各熔断部53对应地形成于嵌合有可熔导体51的绝缘基板10的一对侧缘附近，通过与各熔断部53连接，从而有效地吸收端子部52的附近的可熔导体51的热。第3散热电极56例如能使用Ag、Cu等电极材料形成，经由连接用焊料等连接材料与熔断部53连接。

通过设置第3散热电极56，保护元件50使可熔导体51的端子部52的附近的热向绝缘基板10侧释放，使各熔断部53的发热区域集中于与发热体引出电极13连接的中央部。由此，可熔导体51的熔断部位限定于各熔断部53的中央部，能迅速地将电流路径切断。另外，可熔导体51即使在伴随涡电流的自发热切断时伴有电弧放电的情况下，发热部位也被限定，由此能防止爆炸性的熔断和熔融导体的飞溅，也不会损害绝缘特性。

此外，如图8(B)所示，在保护元件50中，也设置有与第3散热电极56相连的通孔57、以及设置于绝缘基板10的背面10b并与该通孔57相连的第4散热电极58。由此，保护元件50能进一步有效地释放可熔导体51的热。

[绝缘壁]

另外，如图8所示，保护元件50也可以在多个熔断部53之间设置绝缘壁55，绝缘壁55防止并联的熔断部53彼此连接。通过设置绝缘壁55，可熔导体51能防止如下情况：在熔断部53熔断时，通过发热体11或者自身的发热而熔融、膨胀，与相邻的熔断部53接触而凝结。由此，可熔导体51能防止如下情况：相邻的熔断部53彼此熔融、凝结而大型化，由于熔断所需的电力增加导致熔断时间增加或熔断后的绝缘性降低，或者由于伴随涡电流的自发热引起的熔断时发生的电弧放电大规模化，导致熔融金属爆炸性飞溅。

绝缘壁55例如以跨越发热体引出电极13的方式形成于被覆发热体11的表面的绝缘构件12上。另外，绝缘壁55通过印刷阻焊剂、玻璃等绝缘材料等而立设。此外，绝缘壁55因为具有绝缘性，所以不具有相对于熔融导体的濡湿性，因此不必将相邻的熔断部53彼此完全隔离。即，即使与盖构件19的顶面19b之间具有间隙，由濡湿性产生的牵拉作用也不起作用，熔融导体不会从该间隙向并联的熔断部53侧流入。另外，熔断部53在熔融时，在端子部52之间的区域中隆起成剖面圆顶状。因此，在将熔断部53的间隔配置成小于可熔导体51的厚度的2倍的情况下，绝缘壁55只要具有从发热体引出电极13到盖构件19的顶面19b的高度的一半以上的高度，就能防止熔融导体与并联的熔断部53接触。当然，绝缘壁55也可以以直到盖构件19的顶面19b的高度形成，从而将熔断部53彼此隔离。

另外，绝缘壁55也可以形成于盖构件19的顶面19b。绝缘壁55也可以一体地形成于盖构件19的顶面19b，或者通过在顶面19b印刷阻焊剂、玻璃等绝缘材料等而立设。在该情况下，绝缘壁55设为从盖构件19的顶面19b直至发热体引出电极13的高度，从而能可靠地防止熔融导体沿着发热体引出电极13而与并联的熔断部53接触。

另外，绝缘壁55除了设置于绝缘基板10或盖构件19之外，也可以在并联的多个熔断部53之间涂敷构成绝缘壁55的液状或者膏状的绝缘材料并使其固化，由此形成绝缘壁55。作为构成绝缘壁55的绝缘性材料，能使用环氧树脂等热固化性的绝缘性粘接剂或阻焊剂、玻璃糊剂。在该情况下，也可以在可熔导体51与绝缘基板10连接后涂敷构成绝缘壁55的绝缘材料并使其固化，也可以在使可熔导体51与绝缘基板10连接前涂敷该绝缘材料并使其固化。

液状或者糊状的绝缘材料通过毛细管作用填充到并联的多个熔断部53之间且固化，由此能防止在熔断部53熔融的情况下并联的熔断部53彼此连接。因此，构成绝缘壁55的绝缘材料要求通过固化而具有相对于熔断部53的发热温度的耐热性。

[绝缘部的设置位置]

此外，保护元件50只要根据可熔导体51的熔断部位设置绝缘壁55即可。如图8所示，可熔导体51通过各熔断部53与发热体引出电极13连接而与发热体11重叠，发热体11的热经由发热体引出电极13传导到各熔断部53。另外，可熔导体51的各熔断部53形成于可熔导体51的两端部所设置的端子部52之间，电流不会集中于两端部52，且电流集中于设置于两端部52之间的各熔断部53的端子部52与发热体引出电极13之间，通过高温发热使得可熔导体51熔融。

因此，在将熔断部53的间隔配置成小于可熔导体51的厚度的2倍的情况下，保护元件50与各熔断部53的整个区域相邻地设置绝缘壁55，由此能防止熔融导体与相邻的熔断部53接触。

另外，在熔断部53的间隔配置成扩大至可熔导体51的厚度的2倍以上的情况下，只有将绝缘壁55设置于发热体引出电极13上的各熔断部53之间，且至少不使熔融物在发热体引出电极13上相连即可，绝缘壁55的高度也可以为从发热体引出电极13直至盖构件19的顶面19b为止的高度的一半以下。

[熔断顺序的控制]

保护元件50优选将绝缘壁55设置于可熔导体51的各熔断部53之间。由此，能防止多个熔断部53彼此熔融、凝结，从而能防止由于熔断所需的电力增加而导致的熔断时间增加、在熔断后熔融导体的凝结体在端子部52之间相连而使绝缘性降低。

另外，保护元件50优选使多个熔断部53依次熔断，并且至少在最初熔断的熔断部53与和该最初熔断的熔断部53相邻的熔断部53之间设置绝缘壁55。如上所述，可熔导体51通过使多个熔断部53中的一个熔断部53的一部分或者全部的截面面积小于其他的熔断部的截面面积，且相对地提高电阻，则在通入超过额定的电流时，首先大量的电流从电阻比较低的熔断部53通入，于是从电阻比较低的熔断部53开始逐渐熔断。

此时，保护元件50通过在最初熔断的电阻比较低的熔断部53与和该熔断部53相邻的熔断部之间设置绝缘壁55，由此能防止由于自身的发热而膨胀进而与相邻的熔断部53接触而凝结。由此，保护元件50能使熔断部53按规定的熔断顺序熔断，并且能防止由于相邻的熔断部53彼此一体化而导致熔断时间增加、因电弧放电大规模化而导致绝缘性降低。

具体地，在图8所示的搭载有包括3个熔断部53A、53B、53C的可熔导体51的保护元件50中，使正中间的熔断部53B的截面面积相对地减小而提高电阻，由此使大量的电流优先从外侧的熔断部53A、53C开始流入，在使其熔断后，最后使正中间的熔断部53B熔断。此时，保护元件50通过分别在熔断部53A、53B之间、以及熔断部53B、53C设置绝缘壁55，由此，即使在熔断部53A、53C由于自发热而熔融时，也不会与相邻的熔断部53B接触，能在短时间熔断，并且能使熔断部53B最后熔断。另外，截面面积小的熔断部53B也不与相邻的熔断部53A、53C接触，熔断时的电弧放电也止于小规模的电弧放电。

此外，可熔导体51在设置有3个以上熔断部的情况下，优先使外侧的熔断部最先熔断，使内侧的熔断部最后熔断。例如，如图8所示，可熔导体51优选设置3个熔断部53A、53B、53C，并且使正中间的熔断部53B最后熔断。

如上所述，当对可熔导体51通入超过额定的电流时，大电流首先流入到设置于外侧的2个熔断部53A、53C，这2个熔断部53A、53C由于自发热而熔断。这些熔断部53A、53C的熔断并不是由自发热引起的电弧放电，因此也没有熔融金属的爆炸性的飞溅。另外，如上所述，熔断部53A、53C由于绝缘壁55也不与相邻的熔断部53B接触，最先熔断。

接着，电流集中于设置在内侧的熔断部53B，熔断部53B一边伴随电弧放电一边熔断。此时，可熔导体51通过使设置于内侧的熔断部53B最后熔断，由此，即使发生电弧放电，也能利用设置于先熔断的外侧的熔断部53A、53C或熔断部53A、53C之间的绝缘壁55捕获熔断部53B的熔融金属。因此，能抑制熔断部53B的熔融金属飞溅，防止由于熔融金属而导致的短路等。

此时，可熔导体51也可以通过使3个熔断部53A～53C中位于内侧的正中间的熔断部53B的一部分或者全部的截面面积小于位于外侧的其他的熔断部53A、53C的截面面积，由此相对地提高电阻，从而使正中间的熔断部53B最后熔断。在该情况下，通过使截面面积相对地减小而使其最后熔断，从而电弧放电也根据熔断部53B的体积而成为小规模，能更加抑制熔融金属的爆炸性的飞溅。

[保护元件的制造工序]

保护元件50通过以下工序制造。搭载有可熔导体51的绝缘基板10如图10(A)所示，在表面10a形成发热体11、绝缘构件12、发热体引出电极13、发热体电极16以及与可熔导体51的熔断部53相同数量的第3散热电极56。另外，绝缘基板10在背面10b形成经由通孔17与发热体电极16相连的外部连接端子18。如图10(B)所示，将可熔导体51的端子部52与该绝缘基板10的一对侧缘所形成的嵌合凹部21嵌合，并且经由连接用焊料等接合材料将各熔断部53与发热体引出电极13以及第3散热电极56连接。由此，可熔导体51的端子部52的前端部向绝缘基板10的背面10b侧突出。

接着，如图10(C)所示，在可熔导体51上设置助焊剂27。通过设置助焊剂27，能防止可熔导体51氧化，实现濡湿性的提高，能使可熔导体51迅速地熔断。另外，通过设置助焊剂27，能抑制熔融金属向绝缘基板10附着，能提高熔断后的绝缘性。

并且，如图10(D)所示，通过搭载盖构件19而完成保护元件50，盖构件19保护绝缘基板10的表面10a并且防止可熔导体51的熔融导体飞溅。盖构件19形成相对的一对侧壁19a，该侧壁19a设置于表面10a上，并且可熔导体15的端子部52从开放的2侧面向背面10b侧导出。

使绝缘基板10的背面10b侧朝向电路基板而安装该保护元件50。由此，保护元件1的可熔导体15的两端子部52以及外部连接端子18与形成于电路基板的焊盘部连接。

[多个可熔导体]

另外，适用本发明的保护元件如图11所示，也可以使相当于熔断部53的多个可熔导体作为可熔导体在绝缘基板10的相对的一对侧缘间嵌合且并联。此外，在以下说明中，对与上述的保护元件1、50相同的构件标注相同的附图标记并省略其详情。

图11所示的保护元件60包括：绝缘基板10；发热体11，其层叠于绝缘基板10的表面10a，由绝缘构件12覆盖；发热体引出电极13，其以与发热体11重叠的方式层叠于绝缘构件12上；多个可熔导体61，其与绝缘基板10的相对的一对侧缘嵌合，且中央部与发热体引出电极13连接；以及盖构件19，其覆盖设置有多个可熔导体61的绝缘基板10的表面10a。

可熔导体61具有与上述的可熔导体15相同的材料和构成，多个可熔导体61例如61A、61B、61C这3个在绝缘基板10的表面10a上并联。各可熔导体61A～61C形成为矩形板状，并且在两端折弯形成有端子部62。设置于可熔导体61A～61C的各端子部62分别与设置于外部电路的电路基板上的焊盘部连接，由此构成该电路基板的电流路径的一部分，通过熔断而将电流路径切断。端子部62通过与设置于绝缘基板10的侧缘的嵌合凹部21嵌合，从而朝向绝缘基板10的背面10b侧。

另外，各可熔导体61的载置于绝缘基板10的表面10a上的中央部经由连接用焊料等接合构件连接到发热体引出电极13上。此外，可熔导体61与上述的可熔导体15同样，优选含有低熔点金属层与高熔点金属层，另外，如后所述，能利用各种各样的构成来形成。

此外，保护元件60也可以使设置于内侧的正中间的可熔导体61B的截面面积小于设置于外侧的其他的可熔导体61A，61C的截面面积，由此相对地提高电阻，使得在伴随涡电流的自发热切断时最后熔断。

另外，保护元件60与上述的保护元件50同样地，也可以在各可熔导体61A～61C之间形成绝缘壁55。通过设置绝缘壁55，保护元件60防止如下情况：在各可熔导体61逐渐熔断时，通过发热体11或者自身的发热而熔融、膨胀，与相邻的可熔导体61接触而凝结。由此，保护元件60能防止如下情况：相邻的可熔导体61彼此熔融、凝结而大型化，由于熔断所需的电力增加而导致熔断时间增加、熔断后的绝缘性降低，或者由于伴随涡电流的自发热引起熔断时发生的电弧放电的大规模化，导致熔融金属的爆炸性的飞溅。

此外，如图11(B)所示，在保护元件60中也与各可熔导体61对应地在绝缘基板10的侧缘附近设置多个第5散热电极63、与第5散热构件63相连的通孔64、以及设置于绝缘基板10的背面10b且与该通孔64相连的第6散热电极65。由此，保护元件60能进一步有效地释放各可熔导体61的热。

[倒装型]

另外，适用本发明的保护元件如图12和图13所示，也可以使可熔导体的端子部向绝缘基板10的表面10a侧突出。此外，在以下说明中，对与上述的保护元件1、50、60相同的构件标注相同附图标记并省略其详情。图12(A)是显示保护元件70的底面侧的外观立体图，图12(B)是显示保护元件70的上表面侧的外观立体图。图13(A)是显示省略了保护元件70的盖构件的俯视图，图13(B)是图13(A)所示的保护元件70的A-A’剖视图。

保护元件70包括：绝缘基板10；发热体11，其层叠于绝缘基板10的表面10a，由绝缘构件12覆盖；发热体引出电极13，其以与发热体11重叠的方式层叠于绝缘构件12上；可熔导体71，其配置于绝缘基板10的表面10a上，且中央部与发热体引出电极13连接；以及盖构件19，其覆盖设置有可熔导体71的绝缘基板10的表面10a。

可熔导体71与上述的可熔导体51同样地形成为板状，在两端部设置与外部电路连接的端子部72。可熔导体71通过端子部72与安装有保护元件70的电路基板的焊盘部连接，由此构成该电路基板的电流路径的一部分，通过熔断而将电流路径切断。端子部72通过可熔导体71搭载于绝缘基板10的表面10a上，从而朝向绝缘基板10的表面10a侧。

另外，可熔导体71在一对端子部72之间形成多个熔断部73。各熔断部73经由连接用焊料等接合构件连接到发热体引出电极13上。此外，可熔导体71与上述的可熔导体15同样，优选含有低熔点金属层和高熔点金属层，另外，如后所述，能利用各种各样的构成形成。

此外，对于保护元件70，作为可熔导体71，与可熔导体15同样地，也可以使用不具有多个熔断部73的平板状的可熔导体。

另外，保护元件70在发热体电极16上设置外部连接端子74。外部连接端子74是通过将发热体电极16引出到绝缘基板10的表面10a上而与外部电路连接的端子，例如能使用柱状或者球状的金属凸点等。

这样的保护元件70通过可熔导体71的端子部72以及与发热体电极16连接的外部连接端子74在绝缘基板10的表面10a上突出，由此将绝缘基板的表面10a侧作为向外部电路的电路基板安装的安装面，通过面朝下进行连接。

此外，如图13所示，在保护元件70中，也与可熔导体71的各熔断部73对应地在绝缘基板10的侧缘附近设置多个第7散热电极75。由此，保护元件70能进一步有效地释放各熔断部73的两端侧的热，能对中央部集中地加热使其熔断。

保护元件70通过以下工序制造。搭载有可熔导体71的绝缘基板10如图14(A)所示，在表面10a形成发热体11、绝缘构件12、发热体引出电极13、发热体电极16以及与可熔导体71的熔断部73对应的多个第7散热电极75。如图14(B)所示，经由连接用焊料等接合材料将可熔导体71的各熔断部73的中央部连接到在该绝缘基板10的表面10a上形成的发热体引出电极13。由此，可熔导体71的端子部72的前端部向绝缘基板10的表面10a侧突出。另外，经由连接用焊料等的接合材料将外部连接端子74连接到发热体电极16上。

接着，如图14(C)所示，在可熔导体71上设置助焊剂27。通过设置助焊剂27，能防止可熔导体71氧化，实现濡湿性的提高，使可熔导体71快速地熔断。另外，通过设置助焊剂27，能抑制由于电弧放电导致的熔融金属向绝缘基板10附着，能提高熔断后的绝缘性。

并且，如图14(D)所示，通过搭载盖构件19而完成保护元件70，盖构件19保护绝缘基板10的表面10a并且防止可熔导体71的熔融导体飞溅。盖构件19形成有相对的一对侧壁19a，该侧壁19a设置于表面10a上，并且可熔导体71的端子部72从开放的2个侧面向表面10a侧导出。

使绝缘基板10的表面10ab侧朝向电路基板安装该保护元件70。由此，保护元件70的可熔导体71的两端子部72和外部连接端子74与形成于电路基板的焊盘部连接。

[发热体位置]

上述的保护元件1、50、60、70除了使发热体11层叠于绝缘基板10的表面10a之外，还可以设置于绝缘基板10的背面10b。图15(A)中显示在保护元件1、50、60中将发热体11设置于绝缘基板10的背面10b的构成，图15(B)中显示在保护元件70中将发热体11设置于绝缘基板10的背面10b的构成。

在任一情况下，发热体11都在绝缘基板10的背面10b处由绝缘构件12被覆。另外，对于构成通往发热体11的供电路径的发热体电极13，与发热体11连接的下层部13a形成于绝缘基板10的背面10b，与可熔导体15连接的上层部13b形成于绝缘基板10的表面10a，下层部13a和上层部13b经由导电通孔相连。另外，发热体11优选在绝缘基板10的背面10b中形成于与发热体引出电极13重叠的位置。

另外，保护元件1、50、60、70也可以将发热体11形成于绝缘基板10的内部。图16(A)中显示在保护元件1、50、60中将发热体11设置于绝缘基板10的内部的构成，图16(B)中显示在保护元件70中将发热体11设置于绝缘基板10的内部的构成。

在任一情况下，都不必设置被覆发热体11的绝缘构件12。另外，发热体11优选在绝缘基板10的内部形成于与发热体引出电极13的上层部13b重叠的位置。

另外，在保护元件1、50、60中，发热体电极16通过形成于绝缘基板10的内部而与发热体11的一端连接，经由导电通孔与设置于绝缘基板10的背面10b上的外部连接端子18连接。发热体引出电极13的与发热体11连接的下层部13a形成至绝缘基板10的内部，搭载有可熔导体15的上层部13b形成于绝缘基板10的表面10a，下层部13a和上层部13b经由导电通孔相连。

在保护元件70中，发热体电极16具有通过形成于绝缘基板10的内部而与发热体11的一端连接的未图示的下层部、以及设置于绝缘基板10的表面10a并且连接有外部连接端子74的未图示的上层部，下层部和上层部经由导电通孔相连。同样，发热体引出电极13的与发热体11连接的下层部13a形成至绝缘基板10的内部，搭载有可熔导体15的上层部13b形成于绝缘基板10的表面10a，下层部13a和上层部13b经由导电通孔相连。

而且，保护元件1、50、60、70也可以将发热体11形成于绝缘基板10的表面10a，并且将发热体11和可熔导体15、51、61、71相邻地配置。图17中显示在保护元件1中将发热体11和可熔导体15相邻地配置于绝缘基板10的表面10a上的构成。保护元件1、50、60、70的发热体11由绝缘构件12被覆，并且与设置于绝缘基板10的表面10a上的发热体引出电极13的一端连接。

保护元件1、50、60、70的发热体11形成于绝缘基板10的背面10b或内部，或者发热体11和可熔导体15、51、61、71相邻地配置于绝缘基板10的表面上，由此绝缘基板10的表面10a会平坦化，从而能将发热体引出电极13形成于表面10a上。因此，保护元件1、50、60、70能简化发热体引出电极13的制造工序，并且能实现低高度化。

另外，保护元件1即使在将发热体11形成于绝缘基板10的背面10b或绝缘基板10的内部的情况下，通过使用精密陶瓷等导热性优良的材料作为绝缘基板10的材料，也能与层叠于绝缘基板10的表面10a上的情况同样地，利用发热体11对可熔导体15、51、61、71进行加热使其熔断。

[可熔导体的构成]

如上所述，可熔导体15、51、61、71也可以含有低熔点金属和高熔点金属。以下对可熔导体15的构成进行说明，可熔导体51、61、71也能设为同样的构成。可熔导体15如图18(A)所示，也可以设为如下构成：设置低熔点金属层91作为内层，设置高熔点金属层90作为外层。在该情况下，可熔导体15既可以设为低熔点金属层91的整个面被高熔点金属层90被覆的结构，也可以是除了相对的一对侧面之外的部分被被覆的结构。高熔点金属层90对低熔点金属层91的被覆结构能使用电镀等公知的成膜技术形成。

另外，如图18(B)所示，可熔导体15也可以为如下构成：设置高熔点金属层90作为内层，设置低熔点金属层91作为外层。在该情况下，可熔导体15既可以设为高熔点金属层90的整个面由于低熔点金属层91被覆的结构，也可以设为除相对的一对侧面之外的部分被被覆的结构。

另外，如图19所示，可熔导体15也可以设为高熔点金属层90和低熔点金属层91层叠的层叠结构。

在该情况下，如图19(A)所示，可熔导体15形成为包括与发热体引出电极13连接的下层和层叠于下层上的上层的双层结构，可以将成为上层的高熔点金属层90层叠于成为下层的低熔点金属层91的上表面，反之也可以将成为上层的低熔点金属层91层叠于成为下层的高熔点金属层90的上表面。或者，如图19(B)所示，可熔导体15也可以形成为包括内层和层叠于内层的上下面的外层的3层结构，还可以将成为外层的高熔点金属层90层叠于成为内层的低熔点金属层91的上下面，反之也可以将成为外层的低熔点金属层91层叠于成为内层的高熔点金属层90的上下面。

另外，如图20所示，可熔导体15也可以设为高熔点金属层90和低熔点金属层91交替层叠的4层以上的多层结构。在该情况下，可熔导体15也可以设为如下结构：利用构成最外层的金属层被覆整个面或者除相对的一对侧面之外的面。

另外，可熔导体15也可以使高熔点金属层90呈条带状部分地层叠于构成内层的低熔点金属层91的表面。图21是可熔导体15的俯视图。

图21(A)所示的可熔导体15在低熔点金属层91的表面，在宽度方向上以规定间隔沿着长度方向形成多个线状的高熔点金属层90，由此，沿着长度方向形成线状的开口部92，低熔点金属层91从该开口部92露出。通过将可熔导体15低熔点金属层91从开口部92露出，从而熔融的低熔点金属和高熔点金属的接触面积增加，能更加促进高熔点金属层90的熔蚀作用而提高熔断性。例如，通过在低熔点金属层91实施构成高熔点金属层90的金属的部分电镀，从而能形成开口部92。

另外，如图21(B)所示，可熔导体15也可以在低熔点金属层91的表面，在长度方向上以规定间隔沿着宽度方向形成多个线状的高熔点金属层90，由此沿着宽度方向形成线状的开口部92。

另外，如图22所示，可熔导体15也可以在低熔点金属层91的表面形成高熔点金属层90，并且在高熔点金属层90的整个面形成圆形或者矩形的开口部93，使低熔点金属层91从该开口部93露出。例如，通过在低熔点金属层91实施构成高熔点金属层90的金属的部分电镀，能形成开口部93。

通过将可熔导体15的低熔点金属层91从开口部93露出，从而熔融的低熔点金属和高熔点金属的接触面积增加，能更加促进高熔点金属的熔蚀作用，能提高熔断性。

另外，如图23所示，可熔导体15也可以在成为内层的高熔点金属层90形成多个开口部94，使用电镀技术等使低熔点金属层91在该高熔点金属层90成膜，且填充到开口部94内。由此，可熔导体15由于熔融的低熔点金属与高熔点金属接触的面积增大，所以低熔点金属能在更短时间熔蚀高熔点金属。

另外，可熔导体15优选使低熔点金属层91的体积形成为大于高熔点金属层90的体积。通过由发热体11加热，从而低熔点金属熔融而将高熔点金属熔蚀，由此可熔导体15能迅速地熔融、熔断。因此，可熔导体15通过将低熔点金属层91的体积形成为大于高熔点金属层90的体积，从而能促进该熔蚀作用，能迅速地将外部电路的电流路径切断。

另外，如图24所示，可熔导体15也可以形成为大致矩形板状，且具有一对第1侧缘部15b和一对第2侧缘部15c，一对第1侧缘部15b由构成外层的高熔点金属被覆，形成为比主面部15a更厚，一对第2侧缘部15c的构成内层的低熔点金属露出，形成为比第1侧缘部15b更薄的厚度。

第1侧缘部15b由于侧面被高熔点金属层90被覆，由此形成为比可熔导体15的主面部15a更厚。第2侧缘部15c在侧面露出低熔点金属层91，低熔点金属层91的外周被高熔点金属层90围绕。第2侧缘部15c除了与第1侧缘部15b相邻的两端部之外，形成为与主面部15a相同的厚度。

如上构成的可熔导体15如图25所示，将设置有第1侧缘部15b的两端部设为端子部20，第2侧缘部15c处于绝缘基板10的一对侧缘之间。

由此，保护元件1能防止回焊安装时或通入额定电流时等由于可熔导体15的变形而导致额定或切断时间变动。另外，保护元件1能在发热体11发热后使可熔导体15迅速地熔融，从而将外部电路的电流路径切断。

即，第1侧缘部15b被高熔点金属被覆，且低熔点金属层91也没有露出，因此熔蚀作用难以起作用，在熔融之前需要大量的热量。因此，通过将第1侧缘部15b设为端子部20，可熔导体15即使在设置于外部电路的焊盘部的连接用焊料由于回焊安装时等的加热或通入额定电流引起自发热而熔融的情况下，也可防止如下情况：被高熔点金属被覆的第1侧缘部15b熔融，构成内层的低熔点金属被吸引到连接用焊料而向濡湿性强的焊盘部流出。因此，可熔导体15能防止由于低熔点金属流出而产生变形，维持规定的额定，并且也能防止熔蚀作用由于低熔点金属的流出而受到阻碍导致的熔断时间延长。

另外，第2侧缘部15c形成为比第1侧缘部15b相对更薄。另外，第2侧缘部15c的侧面露出构成内层的低熔点金属层91。由此，低熔点金属层91对高熔点金属层90的熔蚀作用起作用，且受到熔蚀的高熔点金属层90的厚度也相比第1侧缘部15b形成得薄，由此与由于高熔点金属层90而形成为较厚的第1侧缘部15b相比，能以少的热量迅速地使第2侧缘部15c熔融。

因此，保护元件1通过发热体11发热，从而第2侧缘部15c迅速地熔融，熔融导体凝结于发热体引出电极13上，并且能将一对端子部20熔断而将外部电路的电流路径切断。

通过用构成高熔点金属层90的Ag等金属来被覆构成低熔点金属层91的焊料箔等低熔点金属箔，来制造具有这样的构成的可熔导体15。作为用高熔点金属来被覆低熔点金属层箔的技术方法，能对长条状的低熔点金属箔连续地实施高熔点金属电镀的电镀法在作业效率上、制造成本上有利。

当利用电镀实施高熔点金属电镀时，在长条状的低熔点金属箔的边缘部分、即侧缘部，电流密度相对地增强，会较厚地电镀出高熔点金属层90(参照图24)。由此，形成侧缘部由于高熔点金属层而形成为较厚的长条状导体带96。接着，在与长度方向正交的宽度方向(图24中C-C’方向)上将该导体带96切断成规定长度，由此来制造可熔导体15。由此，可熔导体15的导体带96的侧缘部成为第1侧缘部15b，导体带96的切断面成为第2侧缘部15c。另外，第1侧缘部15b被高熔点金属被覆，对于第2侧缘部15c，在端面(导体带96的切断面)卷绕外周的高熔点金属层90和被高熔点金属层90夹持的低熔点金属层91露出到外面。

符号说明

1保护元件、10绝缘基板、10a表面、10b背面、11发热体、12绝缘构件、13发热体引出电极、15可熔导体、15a主面部、15b第1侧缘部、15c第2侧缘部、16发热体电极、17通孔、18外部连接端子、19盖构件、20端子部、21嵌合凹部、23第1散热电极、24通孔、25第2散热电极、27助焊剂、30电池组、30a正极端子、30b负极端子、31～34电池单元、35电池堆、36检测电路、37电流控制元件、40充放电控制电路、41电流控制元件、42电流控制元件、43控制部、45充电装置、50保护元件、51可熔导体、52端子部、53熔断部、54板状体、55绝缘壁、56第3散热电极、60保护元件、61可熔导体、62端子部、70保护元件、71可熔导体、72端子部、73熔断部、74外部连接端子、90高熔点金属层、91低熔点金属层、92～94开口部、96导体带。

Claims (27)

1.一种保护元件，包括：

绝缘基板；

发热体，其配置于上述绝缘基板；

发热体引出电极，其与所述发热体电连接；以及

可熔导体，其具有与外部电路连接的一对端子部，且通过所述一对端子部之间熔断而将所述外部电路的电流路径切断。

2.根据权利要求1所述的保护元件，所述可熔导体和所述发热体引出电极连接。

3.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述可熔导体具有：熔断部，其配置于所述绝缘基板的表面，因热而熔融；以及所述一对端子部，其设置于所述熔断部的两端，

通过与所述绝缘基板嵌合，从而所述端子部朝向所述绝缘基板的背面侧。

4.根据权利要求3所述的保护元件，其中，

所述绝缘基板形成有所述可熔导体嵌合的嵌合凹部。

5.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述可熔导体具有：熔断部，其配置于所述绝缘基板的表面，因热而熔融；以及所述一对端子部，其设置于所述熔断部的两端，从所述熔断部向所述绝缘基板的表面侧突出，

所述保护元件具有：

发热体电极，其形成于所述绝缘基板的表面，与所述发热体的开放端连接；以及

外部连接端子，其通过与所述发热体电极连接而向所述绝缘基板的表面侧突出。

6.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

在所述绝缘基板的表面设置有散热电极，所述散热电极与所述可熔导体连接并吸收所述可熔导体的热。

7.根据权利要求6所述的保护元件，其中，

所述散热电极经由通孔与设置于所述绝缘基板的背面的端子部相连。

8.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述可熔导体在所述一对端子部之间并联有多个熔断部。

9.根据权利要求8所述的保护元件，其中，

在多个所述熔断部之间设置有绝缘壁、或者设置于所述发热体引出电极上的绝缘层。

10.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

多个所述可熔导体并联，在所述可熔导体之间设置有绝缘壁、或者设置于所述发热体引出电极上的绝缘层。

11.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述发热体形成于所述绝缘基板的表面并且由绝缘构件被覆，或者形成于所述绝缘基板的表面所形成的绝缘构件的内部，

所述发热体引出电极形成于所述绝缘构件上。

12.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述发热体形成于所述绝缘基板的背面，由绝缘构件被覆。

13.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述发热体形成于所述绝缘基板的内部。

14.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

所述发热体形成于所述绝缘基板的表面，

所述可熔导体与所述发热体相邻地配置于所述绝缘基板的表面。

15.根据权利要求1所述的保护元件，其中，

所述可熔导体具有低熔点金属层和高熔点金属层，

所述低熔点金属层侵蚀所述高熔点金属层而将其熔断。

16.根据权利要求15所述的保护元件，其中，

所述低熔点金属是Sn或者含40％以上的Sn的合金，所述高熔点金属是Ag、Cu、或者以Ag或者Cu为主要成分的合金。

17.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体是内层为高熔点金属、外层为低熔点金属的被覆结构。

18.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体是内层为低熔点金属、外层为高熔点金属的被覆结构。

19.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体是层叠有低熔点金属和高熔点金属的层叠结构。

20.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体是低熔点金属和高熔点金属交替层叠的4层以上的多层结构。

21.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体在高熔点金属上设置有开口部，所述高熔点金属形成于构成内层的低熔点金属的表面。

22.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体具有高熔点金属层和低熔点金属层，所述高熔点金属层具有多个开口部，所述低熔点金属层形成于所述高熔点金属层上，在所述开口部填充有低熔点金属。

23.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体具有：

相对的一对第1侧缘部，其通过由所述高熔点金属被覆而形成为比主面部厚；

相对的一对第2侧缘部，其形成为比所述第1侧面部薄的厚度，且构成内层的所述低熔点金属层从构成外层的所述高熔点金属层露出，

将一对所述第1侧缘部设为所述端子部。

24.根据权利要求15或16所述的保护元件，其中，

所述可熔导体的低熔点金属的体积大于高熔点金属的体积。

25.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

在所述发热体引出电极的表面被覆有Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层中的任一种镀层。

26.根据权利要求1或2所述的保护元件，其中，

在所述可熔导体的表面上的一部分或者全部涂布有助焊剂，所述可熔导体的熔断部和所述助焊剂由设置于所述绝缘基板上的盖构件被覆。

27.一种安装体，在电路基板上安装有保护元件，其中，

所述保护元件包括：

绝缘基板；

发热体，其配置于所述绝缘基板；

发热体引出电极，其与所述发热体电连接；以及

可熔导体，其具有与外部电路连接的一对端子部，且通过所述一对端子部之间熔断而将所述外部电路的电流路径切断。