CN108475602B - 熔丝元件 - Google Patents

Abstract

利用熔丝元件的小型化，也确保发热体的形成区域并稳定地使可熔导体熔断，并且确保安装电极的连接面积并确保与安装基板的连接强度。具备：绝缘基板10；形成在绝缘基板10的表面10a的第1电极11及第2电极12；跨在第1、第2电极11、12间而连接的可熔导体13；形成在绝缘基板10的背面10b并通过通电发热从而熔断可熔导体13的发热体14；以及形成在绝缘基板10的背面10b的背面电极15，发热体14和背面电极15隔着绝缘层17重叠。

Description

熔丝元件

技术领域

本发明涉及通过截断电源线或信号线来保护电路的熔丝元件。本申请以日本于2015年12月18日申请的日本申请号特愿2015－247288及在日本于2016年6月1日申请的日本申请号特愿2016－110506为基础而主张优先权，这些申请通过被参照而引用到本申请。

背景技术

例如作为用于针对锂离子二次电池的保护电路的熔丝元件，有跨在形成于绝缘基板的第1电极、与发热体相连的发热体引出电极、第2电极间连接可熔导体而形成电流路径的一部分、利用过电流产生的自发热来熔断该电流路径上的可熔导体的熔丝元件；或者利用来自外部的信号向设置于熔丝元件内部的发热体通电而以电路侧希望的定时熔断可熔导体的熔丝元件。

图30中示出熔丝元件的一个例子。图30～图32所示的熔丝元件80具备：绝缘基板85；形成在绝缘基板85表面85a的两端的第1、第2电极81、82；层叠在绝缘基板85的背面85b并被绝缘层86覆盖的发热体84；层叠在绝缘基板85的表面85a上并与发热体84电连接的中间电极88；以及两端与第1、第2电极81、82分别连接且中央部与中间电极88连接的可熔导体83。

第1、第2电极81、82经由通孔90与设置在绝缘基板85的背面85b的第1、第2安装电极91、92连接。另外，发热体84一端与设置在绝缘基板85的背面85b的发热体引出电极87连接，另一端与设置在绝缘基板85的背面85b的发热体电极93连接。发热体引出电极87经由通孔94与中间电极88连接。另外，可熔导体83由利用发热体84的发热迅速熔断的材料构成，例如由焊锡或以Sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属构成。

熔丝元件80在探测到过充电、过放电等的异常时，从与外部电路连接的发热体电极93向发热体84通电。熔丝元件80因发热体84发热而使可熔导体83熔化，该熔化导体集中于第1、第2电极81、82及中间电极88，从而截断第1及第2电极81、82间的电流路径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2790433号公报。

发明内容

发明要解决的课题

因为搭载锂离子二次电池的设备的小型化要求、或为了对应电动工具或电动汽车这一大电流用途而需要搭载多个锂离子二次电池所伴随的省空间化要求等，要求熔丝元件进一步小型化。

如图32所示，熔丝元件80在绝缘基板85的背面85b形成有发热体84、发热体引出电极87及第1、第2安装电极91、92。然而，若进行熔丝元件80的小型化，则可以设想如下风险：因为第1、第2安装电极91、92而能够配置发热体84的区域变窄，即使利用通电发热也无法迅速熔断可熔导体83，或者局部过热而在可熔导体83熔断前发热体84自己被烧断，不能稳定地熔断可熔导体83。例如，熔丝元件在设想将绝缘基板的尺寸小型到3mm×2mm的情况时，发热体84的尺寸会变小到0.8mm×0.8mm，对能够稳定熔断的可熔导体的大小产生限制，难以对应大电流用途。

另一方面，若想要将发热体84的形成区域确保到某种程度，则发热体引出电极87或第1、第2安装电极91、92会变小，通过凹凸状结构（castellation）或通孔取得与形成在绝缘基板85的表面85a的中间电极88或第1、第2电极81、82的导通的空间将会不充分。或者，因为第1、第2安装电极91、92变窄而出现对安装基板的连接面积不足、不能确保充分的连接强度这一问题。

因此，本发明的目的在于提供熔丝元件，即便熔丝元件被小型化，也能确保发热体的形成区域而稳定地熔断可熔导体，并且能够确保安装电极的连接面积而确保与安装基板的连接强度。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的熔丝元件具备：绝缘基板；形成在上述绝缘基板的表面的第1电极及第2电极；跨在上述第1、第2电极间而连接的可熔导体；形成在上述绝缘基板的背面并通过通电发热从而熔断上述可熔导体的发热体；以及形成在上述绝缘基板的背面的背面电极，上述发热体和上述背面电极隔着绝缘层而重叠。

发明效果

依据本发明，在将元件小型化的情况下，也能将发热体的有效面积和安装电极两者最大化。因而，发热体的发热也从隔着绝缘层而重叠的电极传热，因此可熔导体的熔断更加迅速、稳定。另外，能够充分地确保安装电极的面积，提高与电路基板的连接强度，另外能够防止熔丝电阻的上升。

附图说明

[图1]图1是示出适用本发明的熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图。

[图2]图2（A）是示出适用本发明的熔丝元件的绝缘基板的背面侧的仰视图，图2（B）是图2（A）的A－A’截面图。

[图3]图3是示出采用适用本发明的熔丝元件的电池电路的一结构例的电路图。

[图4]图4是适用本发明的熔丝元件的电路图。

[图5]图5（A）是示出适用本发明的其他熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图5（B）是图5（A）的A－A’截面图。

[图6]图6是示出图5所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体引出电极、第1、第2安装电极的下层部及发热体电极，在下层部上形成第1绝缘层的状态的仰视图。

[图7]图7是示出图5所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出通过在第1绝缘层上形成发热体而使发热体和下层部重叠的状态的仰视图。

[图8]图8是示出图5所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在发热体上形成第2绝缘层的状态的仰视图。

[图9]图9是示出图5所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在第2绝缘层上形成第1、第2安装电极的上层部的状态的仰视图。

[图10]图10（A）是示出适用本发明的其他熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图10（B）是图10（A）的A－A’截面图。

[图11]图11是示出图10所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体引出电极及发热体电极的状态的仰视图。

[图12]图12是示出图10所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体的状态的仰视图。

[图13]图13是示出图10所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在发热体上形成第2绝缘层的状态的仰视图。

[图14]图14是示出图10所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在第2绝缘层上形成第1、第2安装电极的上层部的状态的仰视图。

[图15]图15（A）是示出适用本发明的其他熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图15（B）是图15（A）的A－A’截面图。

[图16]图16是示出图15所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体引出电极、第1、第2安装电极的下层部及发热体电极，并在发热体引出电极及下层部上形成第3绝缘层的状态的仰视图。

[图17]图17是示出图15所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在第3绝缘层上形成发热体的状态的仰视图。

[图18]图18是示出图15所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在发热体上形成第4绝缘层的状态的仰视图。

[图19]图19是示出图15所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在第4绝缘层上形成第1、第2安装电极的上层部的状态的仰视图。

[图20]图20（A）是示出适用本发明的其他熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图20（B）是图20（A）的A－A’截面图。

[图21]图21是示出图20所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体引出电极发热体电极的状态的仰视图。

[图22]图22是示出图20所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在绝缘基板的背面形成发热体的状态的仰视图。

[图23]图23是示出图20所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在发热体上形成第4绝缘层的状态的仰视图。

[图24]图24是示出图20所示的熔丝元件的制造工序的图，并且是示出在第4绝缘层上形成第1、第2安装电极的上层部的状态的仰视图。

[图25]图25（A）是省略盖而示出变形例所涉及的熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图25（B）是图25（A）的A－A’截面图。

[图26]图26是图25（A）的B－B’截面图。

[图27]图27是示出向外部电路基板安装的状态的截面图。

[图28]图28是省略盖而示出其他变形例所涉及的熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图。

[图29]图29（A）是省略盖而示出变形例所涉及的熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图，图29（B）是图29（A）的B－B’截面图。

[图30]图30是示出参考例所涉及的熔丝元件的绝缘基板的表面侧的平面图。

[图31]图31是图30的A－A’截面图。

[图32]图32是示出图30所示的熔丝元件的绝缘基板的背面侧的仰视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对适用本发明的熔丝元件详细地进行说明。此外，本发明并不仅限于以下的实施方式，显然在不脱离本发明的要点的范围内能够进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体尺寸等应该参考以下的说明进行判断。另外，显然附图相互之间也包含彼此尺寸的关系或比例不同的部分。

适用本发明的熔丝元件具备：绝缘基板；形成在绝缘基板的表面的第1电极及第2电极；跨在第1、第2电极间而连接的可熔导体；形成在绝缘基板的背面并通过通电发热从而熔断可熔导体的发热体；以及形成在绝缘基板的背面的背面电极，发热体和背面电极隔着绝缘层而重叠。

在绝缘基板的背面与发热体重叠的背面电极，例如与发热体连接，是构成对发热体的通电路径的发热体引出电极。另外，背面电极与第1、第2电极连接，是安装在电路基板的第1、第2安装电极。或者，背面电极是发热体引出电极及第1、第2安装电极。此外，背面电极也可为不以通电为目的的散热用或对电路基板的粘接用的电极。

[第1实施方式]

在图1及图2示出重叠作为背面电极的发热体引出电极和发热体的熔丝元件1。图1所示的熔丝元件1具备：绝缘基板10；形成在绝缘基板10的表面10a的第1电极11及第2电极12；形成在绝缘基板10的表面10a并且与形成在背面10b的发热体14电连接的中间电极16；两端与第1、第2电极11、12分别连接并且中央部与中间电极16连接的可熔导体13；层叠在绝缘基板10的背面10b并与中间电极16及发热体14连接的发热体引出电极15；隔着绝缘层17层叠在发热体引出电极15的发热体14；以及形成在绝缘基板10的背面10b的、与第1电极11电连接的第1安装电极18及与第2电极12电连接的第2安装电极19。

绝缘基板10例如通过氧化铝、氧化铝陶瓷、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的构件以大致方形状形成。绝缘基板10除此之外也可以采用环氧玻璃基板、苯酚基板等的用于印刷布线基板的材料。另外，熔丝元件1由于伴随所搭载的电气设备的小型化等的要求而谋求小型化，绝缘基板10例如设为3mm×2mm、厚度0.3mm的大小。

[第1、第2电极]

关于第1、第2电极11、12，通过在绝缘基板10的表面10a上分别分离地配置在相对置的侧缘附近而开路，并且通过搭载有后述的可熔导体13而经由可熔导体13电连接。另外，第1、第2电极11、12因为以下原因而截断：在熔丝元件1流过超过额定值的大电流，从而可熔导体13因自发热（焦耳热）而熔断；或者发热体14伴随通电而发热，从而可熔导体13熔断。

如图2（A）所示，第1、第2电极11、12分别经由贯通绝缘基板10的通孔20而与设置在背面10b的第1、第2安装电极18、19连接。连接第1、第2电极11、12及第1、第2安装电极18、19间的通孔20，构成熔丝元件1的通电路径的一部分，成为决定电流额定值的要素，因此具有既定尺寸（例如0.3mmφ），在内部形成有连接第1电极11和第1安装电极18、第2电极12和第2安装电极19的导电层。

第1、第2安装电极18、19是与安装有熔丝元件1的保护电路等的电路基板连接的外部连接电极，在绝缘基板10的背面10b在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧分离地形成。熔丝元件1经由这些第1、第2安装电极18、19而与形成有外部电路的电路基板连接，经第1安装电极18、通孔20、第1电极11、可熔导体13、第2电极12、通孔20、第2安装电极19的路径，构成该外部电路的通电路径的一部分。

此外，第1、第2安装电极18、19也可以取代通孔20或与通孔20一起在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d设置凹凸状结构，经由该凹凸状结构而与第1、第2电极11、12导通。另外，第1、第2安装电极18、19为了确保经由通孔20或凹凸状结构取得导通的空间并且扩大对电路基板的连接面积以确保连接强度或既定额定值，具备充分的面积，另外，谋求了元件整体的熔丝电阻的低电阻化（例如7mΩ）。

第1、第2电极11、12或第1、第2安装电极18、19，能够采用Cu或Ag等的一般电极材料形成，例如，能够通过印刷Ag－Pd膏，在850℃、30分钟烧结而形成。另外，优选在第1、第2电极11、12或第1、第2安装电极18、19的表面上，利用镀层处理等的公知方法镀敷Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等的覆膜。由此，熔丝元件1能够防止第1、第2电极11、12或第1、第2安装电极18、19的氧化，并能防止额定值伴随导通电阻的上升的变动。另外，在将熔丝元件1回流安装的情况下，能够防止因连接可熔导体13的连接用焊锡或者形成可熔导体13的低熔点金属熔化而熔蚀（焊锡腐蚀）第1、第2电极11、12，另外，能够防止因将第1、第2安装电极连接到电路基板的电极的连接用焊锡熔化而熔蚀第1、第2安装电极18、19。

另外，在绝缘基板10的表面10a，在第1、第2电极11、12间层叠有中间电极16。中间电极16经由通孔21而与层叠在绝缘基板10的背面10b的发热体引出电极15连接。通孔21也在内部形成有连接发热体引出电极15和中间电极16的导电层。

[可熔导体]

关于熔丝元件1，跨在第1电极11、中间电极16、第2电极12而连接有可熔导体13。可熔导体13由利用发热体14的发热迅速熔断的材料构成，能够优选采用例如焊锡或以Sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属。作为一个例子，可熔导体13能够设计为Sn：Sb＝95：5、液相点240℃、尺寸1mm×2mm。

另外，可熔导体13可以采用In、Pb、Ag、Cu或以这些中的任一种为主成分的合金等的高熔点金属，或者也可以采用使内层为低熔点金属而外层为高熔点金属的层叠体。通过含有高熔点金属和低熔点金属，在将熔丝元件1回流安装的情况下，即便回流温度超过低熔点金属的熔化温度而低熔点金属熔化，也能够抑制低熔点金属向外部流出，维持可熔导体13的形状，能够维持既定额定值并且抑制截断特性的变动。另外，熔断时，低熔点金属也熔化，从而将高熔点金属熔蚀（焊锡腐蚀），由此能够在高熔点金属的熔点以下的温度迅速熔断。

可熔导体13向中间电极16及第1、第2电极11、12连接。可熔导体13能够通过回流焊接容易连接。作为连接可熔导体13的连接材料，能够优选采用焊锡，例如，能够采用Sn/Ag/Cu＝96.5/3/0.5、熔点219℃的连接焊锡膏。

另外，可熔导体13为了防氧化、提高润湿性等，优选涂敷有助熔剂。

在绝缘基板10的背面10b，形成有发热体14、发热体引出电极15、第1、第2安装电极18、19和发热体电极23，发热体14和发热体引出电极15隔着绝缘层17重叠。

[发热体引出电极]

发热体引出电极15在绝缘基板10的背面10b从绝缘基板的第3侧缘10e朝着中央形成。另外，发热体引出电极15能够采用Cu或Ag等的一般电极材料形成，例如，能够通过印刷Ag－Pd膏，在850℃、30分钟烧结而形成。另外，发热体引出电极15与发热体14的一端连接，并且经由通孔21而与形成在绝缘基板10的表面10a的中间电极16连接。

此外，发热体引出电极15也可以取代通孔21或与通孔21一起在绝缘基板10的第3侧缘10e设置凹凸状结构，经由该凹凸状结构而与中间电极16导通。

[发热体]

发热体14是若通电就发热的具有导电性的构件，例如由W、Mo、Ru、Cu、Ag、或者以这些为主成分的合金等构成。发热体14能够通过将这些合金或者组成物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合，并做成膏状采用网版印刷技术进行图案形成，然后烧结（例如850℃、30分钟）等而形成。图案形成的发热体14的电阻值例如为1Ω。另外，发热体14一端与发热体引出电极15连接，另一端与发热体电极23连接。

熔丝元件1安装在电路基板，从而发热体14经由发热体电极23而与形成在电路基板的外部电路连接。而且，发热体14在截断外部电路的通电路径的既定定时经由发热体电极23通电、发热，从而能够熔断连接第1、第2电极11、12的可熔导体13。另外，可熔导体13熔断，从而发热体14自身的通电路径也被截断，所以停止发热。

在此，熔丝元件1以覆盖发热体引出电极15的一部分的方式配置在绝缘层17，发热体14隔着该绝缘层17重叠在发热体引出电极15上。作为构成绝缘层17的绝缘材料，能够采用例如热传导率良好的玻璃，可以通过在形成发热体引出电极15后，印刷玻璃膏并加以烧结（例如850℃、30分钟）而形成。在形成绝缘层17后，发热体14层叠在绝缘基板10的背面10b上及绝缘层17上，并且隔着绝缘层17而与发热体引出电极15重叠，与发热体引出电极15的未被绝缘层17包覆的一部分连接。

关于熔丝元件1，发热体14和发热体引出电极15隔着绝缘层17而重叠，从而在小型化的绝缘基板10也能较大地确保发热体14的形成空间。因而，熔丝元件1能够将发热体14的有效面积最大化，能使可熔导体13迅速且稳定地熔断。例如，关于熔丝元件1，若设想将绝缘基板的尺寸小型化到3mm×2mm的情况，则发热体14的尺寸例如能够大型化为0.8mm×1.2mm。此外，本发明显然能够在所有尺寸的绝缘基板形成所有尺寸的发热体。

此外，发热体14优选与形成在发热体引出电极15的通孔21的一部分或全部重叠。发热体14和通孔21重叠，从而发热体14的热也经由通孔21传递到中间电极16及搭载在中间电极16上的可熔导体13，能够迅速熔断可熔导体13。

另外，熔丝元件1也可以进一步设置保护发热体14的保护层（未图示）。保护层能够优选使用玻璃等的绝缘构件。由此，熔丝元件1能够防止与外部设备等的短路，并且防止发热体14的摩耗或损伤，并能提高操作性。

此外，如图2（B）所示，熔丝元件1在绝缘基板10的表面10a上搭载有保护内部的盖24。由此，熔丝元件1能够防止熔化的可熔导体13的飞散，并且防止与外部设备等的短路。盖24能够利用尼龙或LCP树脂（液晶聚合物）等的合成树脂形成。此外，盖24以与绝缘基板10的尺寸对应的尺寸形成，例如为2.8×1.8、厚度0.5mm的大小。

[熔丝元件的使用方法]

如图3所示，这样的熔丝元件1被装入到例如锂离子二次电池的电池组30内的电路而被采用。电池组30例如具有由共计4个锂离子二次电池的电池单元31～34组成的电池堆35。

电池组30具备：电池堆35；控制电池堆35的充放电的充放电控制电路40；在电池堆35异常时截断充电的适用本发明的熔丝元件1；检测各电池单元31～34的电压的检测电路36；以及对应检测电路36的检测结果控制熔丝元件1的动作的电流控制元件37。

电池堆35串联连接了需要用于从过充电及过放电状态进行保护的控制的电池单元31～34，经由电池组30的正极端子30a、负极端子30b，可装卸地连接在充电装置45，被施加来自充电装置45的充电电压。将通过充电装置45充电的电池组30的正极端子30a、负极端子30b与因电池而动作的电子设备连接，从而能够使该电子设备动作。

充放电控制电路40具备：在从电池堆35流到充电装置45的电流路径串联连接的两个电流控制元件41、42；以及控制这些电流控制元件41、42的动作的控制部43。电流控制元件41、42例如通过场效应晶体管（以下，称为FET。）构成，利用控制部43来控制栅极电压，从而控制电池堆35的电流路径向充电方向和/或放电方向的导通和截断。控制部43从充电装置45接受电力供给而动作，对应检测电路36的检测结果，以在电池堆35处于过放电或过充电时截断电流路径的方式，控制电流控制元件41、42的动作。

熔丝元件1例如在电池堆35与充放电控制电路40之间的充放电电流路径上连接，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，并将各电压值向充放电控制电路40的控制部43供给。另外，检测电路36在任一个电池单元31～34成为过充电电压或过放电电压时输出控制电流控制元件37的控制信号。

电流控制元件37例如通过FET构成，根据从检测电路36输出的检测信号，当电池单元31～34的电压值成为超过既定过放电或过充电状态的电压时，使熔丝元件1动作，以与电流控制元件41、42的开关动作无关地截断电池堆35的充放电电流路径的方式控制。

在由以上那样的结构构成的电池组30中，适用本发明的熔丝元件1，具有如图4所示的电路结构。即，熔丝元件1为由经由中间电极16串联连接的可熔导体13、和经由发热体引出电极15、中间电极16及可熔导体13而通电并发热从而熔化可熔导体13的发热体14构成的电路结构。另外，熔丝元件1中，例如，可熔导体13串联连接在充放电电流路径上，发热体14经由发热体电极23而与电流控制元件37连接。熔丝元件1的2个电极11、12之中，一个与电池堆35的一个开路端连接，另一个与电池组30的正极端子30a侧连接。

由这样的电路结构构成的熔丝元件1，利用发热体14的发热熔断可熔导体13，从而能够可靠地截断电流路径。

此外，本发明的保护元件不限于在锂离子二次电池的电池组中采用的情况，当然还可以应用到需要用电信号进行电流路径的截断的各种用途。

[第2实施方式]

接着，对适用本发明的熔丝元件的其他实施例进行说明。适用本发明的熔丝元件，也可以使作为背面电极的第1、第2安装电极和发热体重叠。此外，在以下说明的熔丝元件50、55中，对于与上述的熔丝元件1相同的构件标注相同的标号并省略其详细说明。图5（A）（B）所示的熔丝元件50，在发热体14和第1、第2安装电极18、19隔着第1、第2绝缘层51、52重叠这一点上与熔丝元件1相异。

熔丝元件50中的第1、第2安装电极18、19，分别具有层叠在绝缘基板10的背面10b的下层部18a、19a和层叠在第2绝缘层52上的上层部18b、19b。下层部18a、19a在绝缘基板10的背面10b在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧分离地形成。下层部18a、19a能够采用Cu或Ag等的一般电极材料形成，例如，能够通过印刷Ag－Pd膏，在850℃、30分钟烧结而形成。另外，下层部18a、19a分别经由贯通绝缘基板10的通孔20而与第1、第2电极11、12连接。

另外，下层部18a、19a除了绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分之外，被第1绝缘层51包覆。作为构成第1绝缘层51的绝缘材料，能够采用例如热传导率良好的玻璃，能够通过印刷玻璃膏并加以烧结（例如850℃、30分钟）而形成。

而且，关于熔丝元件50，第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a和发热体14隔着该第1绝缘层51而重叠。发热体14层叠在绝缘基板10的背面10b上，并且与形成在绝缘基板10的背面10b的发热体引出电极15及发热体电极23连接。另外，关于发热体14，层叠了第2绝缘层52。第2绝缘层52具有发热体14的面积以上的面积，包覆发热体14整体。作为构成第2绝缘层52的绝缘材料，能够采用例如热传导率良好的玻璃，能够通过印刷玻璃膏并加以烧结（例如850℃、30分钟）而形成。而且，熔丝元件50隔着该第2绝缘层52在发热体14上重叠有第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。发热体14隔着第1、第2绝缘层51、52而与第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a及上层部18b、19b重叠，从而与第1、第2安装电极18、19绝缘。

上层部18b、19b与从第1绝缘层51露出的下层部18a、19a连接。另外，上层部18b、19b是与安装有熔丝元件50的保护电路等的电路基板连接的外部连接电极。熔丝元件50经由这些第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b与形成有外部电路的电路基板连接，经上层部18b、下层部18a、通孔20、第1电极11、可熔导体13、第2电极12、通孔20、下层部19a、上层部19b的路径，构成该外部电路的通电路径的一部分。

关于这样的熔丝元件50，隔着第1、第2绝缘层51、52而重叠发热体14和第1、第2安装电极18、19的上下层部18a、18b、19a、9b，从而在小型化的绝缘基板10中，能够较大确保发热体14的形成空间。因此，熔丝元件50能够使发热体14的有效面积最大化，能将可熔导体13迅速且稳定地熔断。另外，熔丝元件50能够确保第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b的充分的面积，以最大限度扩大对电路基板的安装面积而能够具备连接强度或既定额定值。

此外，发热体14优选与形成在下层部18a、19a的通孔20的一部分或全部重叠。发热体14和通孔20重叠，从而使得发热体14的热经由通孔20还传递到第1、第2电极11、12及搭载在第1、第2电极11、12上的可熔导体13，能够迅速熔断可熔导体13。

另外，第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a，也可以取代通孔20、或与通孔20一起在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d设置凹凸状结构，经由该凹凸状结构也与第1、第2电极11、12导通。

此外，熔丝元件50中，第1绝缘层51如图5（B）所示那样设置在下层部18a、19a的每一个上，跨在各第1绝缘层51上间而重叠有发热体14，但是也可以将一个第1绝缘层51跨在下层部18a、19a间而设置，发热体14整体形成在第1绝缘层51上。在绝缘基板10的背面10b与发热体14之间也设置第1绝缘层51，从而能够使发热体的热有效率地向绝缘基板10侧传热。

这样的熔丝元件50能够通过图6～图9所示的工序制造。首先，如图6所示，在绝缘基板10的背面10b形成发热体引出电极15、第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a及发热体电极23。接着，在下层部18a、19a上，除了绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分之外，形成第1绝缘层51。

接着，如图7所示，形成发热体14。发热体14通过形成在第1绝缘层51上而与下层部18a、19a重叠。另外，发热体14与发热体引出电极15及发热体电极23连接。

接着，如图8所示，在发热体14上形成第2绝缘层52。第2绝缘层52覆盖发热体14整体，并且除了绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分之外，使下层部18a、19a露出。

而且，如图9所示，在第2绝缘层52上形成第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。上层部18b、19b在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分中与下层部18a、19a连接。

[第3实施方式]

另外，如图10（A）（B）所示，熔丝元件也可以不设置第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a，而经由凹凸状结构53连接第1、第2电极11、12和上层部18b、19b。图10所示的熔丝元件55相对于熔丝元件50，在不具备第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a这一点上相异。在该情况下，无需设置将发热体14和下层部18a、19a绝缘的第1绝缘层51，但是也可以在绝缘基板10的背面10b与发热体14之间设置绝缘层。

这样的熔丝元件55能够通过图11～图14所示的工序制造。首先，如图11所示，在绝缘基板10的背面10b形成发热体引出电极15及发热体电极23。接着，如图12所示，形成发热体14。发热体14与发热体引出电极15及发热体电极23连接。

接着，如图13所示，在发热体14上形成第2绝缘层52。第2绝缘层52覆盖发热体14整体。而且，如图14所示，在第2绝缘层52上形成第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。上层部18b、19b经由形成在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d的凹凸状结构53，与形成在绝缘基板10的表面10a的第1、第2电极11、12连接。

[第4实施方式]

另外，适用本发明的熔丝元件，也可以使作为背面电极的发热体引出电极及第1、第2安装电极与发热体重叠。此外，在以下说明的熔丝元件60中，对于与上述的熔丝元件1及熔丝元件50相同的构件标注相同的标号并省略其详细。图15（A）（B）所示的熔丝元件60在发热体14和发热体引出电极15隔着第3绝缘层61重叠，发热体14和第1、第2安装电极18、19隔着第3、第4绝缘层61、62重叠这一点上与熔丝元件1相异。

熔丝元件60中的第1、第2安装电极18、19，分别具有在绝缘基板10的背面10b层叠的下层部18a、19a和在第4绝缘层62上层叠的上层部18b、19b。

在发热体引出电极15及下层部18a、19a上，层叠有第3绝缘层61。由此，发热体引出电极15除了绝缘基板10的第3侧缘10e侧的一部分之外被第3绝缘层61包覆，下层部18a、19a除了绝缘基板10的第1、第2侧面10c、10d侧的一部分之外被第3绝缘层61包覆。作为构成第3绝缘层61的绝缘材料，能够采用例如热传导率良好的玻璃，能够通过印刷玻璃膏并加以烧结（例如850℃、30分钟）而形成。而且，关于熔丝元件60，发热体引出电极15及第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a与发热体14隔着该第3绝缘层61而重叠。

发热体14层叠在第3绝缘层61上，并且与未被第3绝缘层61包覆的发热体引出电极15及形成在绝缘基板10的背面10b的发热体电极23连接。另外，发热体14层叠有第4绝缘层62。第4绝缘层62是防止发热体14与第1、第2安装电极18、19的短路的部件，至少包覆形成第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b的区域上的发热体14，优选包覆发热体14整体。作为构成第4绝缘层62的绝缘材料，能够采用例如热传导率良好的玻璃，能够通过印刷玻璃膏并加以烧结（例如850℃、30分钟）而形成。

而且，关于熔丝元件60，隔着该第4绝缘层62在发热体14上重叠有第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。发热体14隔着第3、第4绝缘层61、62与第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a及上层部18b、19b重叠，从而以与第1、第2安装电极18、19绝缘的状态重叠。

上层部18b、19b与从第3绝缘层61露出的下层部18a、19a连接。另外，上层部18b、19b是与安装有熔丝元件60的保护电路等的电路基板连接的外部连接电极。熔丝元件60经由这些第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b而与形成有外部电路的电路基板连接，经上层部18b、下层部18a、通孔20、第1电极11、可熔导体13、第2电极12、通孔20、下层部19a、上层部19b的路径，构成该外部电路的通电路径的一部分。

关于这样的熔丝元件60，隔着第3绝缘层61重叠了发热体14和发热体引出电极15，并且隔着第3、第4绝缘层61、62重叠了第1、第2安装电极18、19的上下层部18ab、19ab，从而在小型化的绝缘基板10中，能够较大地确保发热体14的形成空间。因而，熔丝元件60能够使发热体14的有效面积最大化，并且能够将可熔导体13迅速且稳定地熔断。例如，熔丝元件60在设想将绝缘基板的尺寸小型化到3mm×2mm的情况下，发热体14的尺寸能够大型化为例如2.5mm×1.4mm。另外，熔丝元件60能够确保第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b的充分的面积，以最大限度扩大对电路基板的安装面积而能够具备连接强度或既定额定值。

此外，发热体14优选与形成在发热体引出电极15及下层部18a、19a的通孔20、21的一部分或全部重叠。发热体14和通孔20、21重叠，从而使发热体14的热经由通孔20、21还传递到第1、第2电极11、12、中间电极16及搭载在第1、第2电极11、12、中间电极16上的可熔导体13，能够迅速熔断可熔导体13。

另外，发热体引出电极15及第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a，也可以取代通孔20、21或与通孔20、21一起在绝缘基板10的第1～第3侧缘10c～10e设置凹凸状结构，经由该凹凸状结构也与第1、第2电极11、12、中间电极16导通。

这样的熔丝元件60能够通过图16～图19所示的工序制造。首先，如图16所示，在绝缘基板10的背面10b形成发热体引出电极15、第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a及发热体电极23。接着，除去下层部18a、19a上的绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分及发热体引出电极15上的绝缘基板10的第3侧缘10e侧的一部分，形成第3绝缘层61。

接着，如图17所示，形成发热体14。发热体14通过形成在第3绝缘层61上而与发热体引出电极15及下层部18a、19a重叠。另外，发热体14与未被第3绝缘层61包覆的发热体引出电极15的一部分及发热体电极23连接。

接着，如图18所示，在发热体14上形成第4绝缘层62。第4绝缘层62覆盖发热体14整体，并且除了绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分之外，使下层部18a、19a露出。

而且，如图19所示，在第4绝缘层62上形成第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。上层部18b、19b在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d侧的一部分中与下层部18a、19a连接。

[第5实施方式]

另外，如图20（A）（B）所示，熔丝元件也可不设置第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a，而经由凹凸状结构63连接第1、第2电极11、12和上层部18b、19b。图20所示的熔丝元件65相对于熔丝元件60，在不具备第1、第2安装电极18、19的下层部18a、19a这一点上相异。在该情况下，无需设置将发热体14和下层部18a、19a绝缘的第3绝缘层61，但是也可以在绝缘基板10的背面10b与发热体14之间设置绝缘层。

这样的熔丝元件65能够通过图21～图24所示的工序制造。首先，如图21所示，在绝缘基板10的背面10b形成发热体引出电极15及发热体电极23。接着，如图22所示，形成发热体14。发热体14与发热体引出电极15及发热体电极23连接。

接着，如图23所示，在发热体14上形成第4绝缘层62。第4绝缘层62覆盖发热体14整体。而且，如图24所示，在第4绝缘层62上形成第1、第2安装电极18、19的上层部18b、19b。上层部18b、19b经由形成在绝缘基板10的第1、第2侧缘10c、10d的凹凸状结构63，与形成在绝缘基板10的表面10a的第1、第2电极11、12连接。

[变形例]

在此，为了对应大电流而要谋求提高熔丝元件的额定值，不仅要求可熔导体13本身低电阻化，而且要求从形成在绝缘基板10的表面10a的第1、第2电极11、12到形成在绝缘基板10的背面10b的第1、第2安装电极18、19的电流路径低电阻化。

而且，在经由设置在绝缘基板10的侧面的凹凸状结构连接第1、第2电极11、12和第1、第2安装电极18、19的方法中，难以充分地得到形成凹凸状结构的镀层的厚度，熔丝元件整体的额定值由从第1、第2电极11、12到第1、第2安装电极18、19的电流路径规定，出现难以对应大电流的不良。

因此，如上述，在适用本技术的熔丝元件中，第1、第2电极11、12分别经由贯通绝缘基板10的通孔20而与设置在背面10b的第1、第2安装电极18、19连接。连接第1、第2电极11、12及第1、第2安装电极18、19间的通孔20，构成熔丝元件1、50、60的通电路径的一部分，成为决定电流额定值的要素，因此具有既定尺寸（例如0.3mmφ），在内部形成有连接第1电极11和第1安装电极18、第2电极12和第2安装电极19的导电层。

[熔丝元件70]

另外，作为形成有形成导电层的导电通孔20的熔丝元件，除了发热体14形成在绝缘基板10的背面的上述熔丝元件1、50、60之外，如图25、图26所示，还能够适用于在绝缘基板的表面形成发热体的熔丝元件70。此外，在以下描述的熔丝元件70的说明中，对于与上述的熔丝元件1、50、60相同的构件标注相同的标号并省略其详细。

熔丝元件70具备：绝缘基板10；层叠在绝缘基板10并被绝缘层17覆盖的发热体14；形成在绝缘基板10的两端的第1电极11及第2电极12；在绝缘层17上以与发热体14重叠的方式层叠的中间电极16；以及两端与第1、第2电极11、12分别连接且中央部与中间电极16连接的可熔导体13。

[第1、第2电极]

第1、第2电极11、12分别经由贯通绝缘基板10的通孔20而与设置在背面10b的成为外部连接电极的第1、第2安装电极18、19连接。连接第1、第2电极11、12及第1、第2安装电极18、19间的通孔20，构成熔丝元件70的通电路径的一部分，成为决定电流额定值的要素，因此具有既定尺寸（例如0.3mmφ），在内部形成有连接第1电极11和第1安装电极18、第2电极12和第2安装电极19的导电层。

[发热体]

发热体14能够通过采用网版印刷技术在绝缘基板10的表面10a上进行图案形成并加以烧结等而形成。另外，发热体14一端与发热体引出电极15连接，另一端与发热体电极23连接。

熔丝元件70以覆盖发热体14的方式配置绝缘层17，并以隔着该绝缘层17而与发热体14对置的方式形成中间电极16。为了有效率地向可熔导体13传递发热体14的热，也可以还在发热体14与绝缘基板10之间层叠绝缘层17。作为绝缘层17，能够采用例如玻璃。

中间电极16的一端与从绝缘层17露出的发热体引出电极15的一部分连接，并且经由发热体引出电极15而与发热体14的一端连续。此外，发热体引出电极15形成在绝缘基板10的第3侧面10e侧，发热体电极23形成在绝缘基板10的第4侧面10f侧。另外，发热体电极23经由形成在第4侧面10f的凹凸状结构71而与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接电极23a连接。

熔丝元件70安装在电路基板2，从而发热体14经由外部连接电极23a而与形成在电路基板2的外部电路连接。而且，发热体14以截断外部电路的通电路径的既定定时经由外部连接电极23a通电、发热，从而能够熔断连接第1、第2电极11、12的可熔导体13。另外，可熔导体13熔断，从而发热体14本身的通电路径也被截断，所以停止发热。

此外，在熔丝元件70中，也在绝缘基板10的表面10a上搭载有保护内部的盖24。

依据这样的熔丝元件70，第1、第2电极11、12分别经由导电通孔20与第1、第2安装电极18、19连接，因此与现有的经由凹凸状结构连接的情况相比，能够充分地确保导电层的厚度，能够谋求第1、第2电极11、12与第1、第2安装电极18、19之间的通电路径的低电阻化。因而，关于熔丝元件70，该通电路径也不会妨碍额定值提高，而能够对应大电流用途。

另外，熔丝元件70中，成为向发热体14的通电路径的发热体电极23经由凹凸状结构71而与形成在绝缘基板10的背面10b的外部连接电极23a连接。由此，如图27所示，熔丝元件70在与外部电路基板72焊锡连接时，因为在凹凸状结构71形成有焊脚（filler）73，与使外部连接电极23a面连接的情况相比，能够提高对外部电路基板72的安装强度。另外，在熔丝元件70对外部电路基板72的安装过程中，通过确认焊脚73，能够通过目视或者图像检查等容易地判别熔丝元件70可靠地被连接的情况。

进而，熔丝元件70以凹凸状结构71形成发热体电极23和外部连接电极23a的通电路径，从而与形成导电通孔的情况相比能谋求发热体电极23的窄小化，能实现元件整体的小型化。

另外，熔丝元件70也可以经由利用印刷等形成在绝缘基板10的侧面的侧面电极而连接发热体电极23和外部连接电极23a。在该情况下，也与经由凹凸状结构71连接的情况同样，通过形成有焊脚73而能够谋求连接强度的提高，另外连接确认变得容易。进而，与形成导电通孔的情况相比能谋求发热体电极23的窄小化，实现元件整体的小型化。

此外，到发热体14的通电路径，与可熔导体13的通电路径不同，不会成为决定熔丝元件70的额定值的要素，因此也可以与可熔导体13的通电路径相比为高电阻（例如数Ω级）。因此，熔丝元件70即便采用凹凸状结构71或侧面电极也不会有损额定值的提高。此外，一般形成凹凸状结构71与利用印刷等在绝缘基板10的侧面形成侧面电极的情形相比，安装强度高，另外制造工序简单且在制造成本上也有利。另一方面，为了形成凹凸状结构71需要对发热体电极23和外部连接电极23a设置凹部，相对于此，侧面电极能够将发热体电极23和外部连接电极23a以必要最小限度的面积形成，容易谋求更小型化。

[凹凸状结构]

此外，如图28所示，熔丝元件70也可以根据小型化的要求或制造成本等的条件在第1、第2电极11、12进一步形成凹凸状结构74。在该情况下，凹凸状结构74和导电通孔20为了确保强度而优选隔开既定间隔（例如导电通孔20的开口直径的一半以上）而设置。熔丝元件70通过在第1、第2电极11、12设置导电通孔20还设置凹凸状结构74，能够进一步降低导通电阻并且通过形成焊脚提高安装强度，另外通过确认焊脚而能够容易进行对外部电路基板72的安装确认。

[独立电极]

另外，如图29所示，熔丝元件70也可以为了提高对外部电路基板72的安装强度，在绝缘基板10的表面10a设置不参与跟第1、第2电极11、12及发热体14的导通的第1独立端子75，并且在绝缘基板10的背面10b设置不参与跟第1、第2电极11、12及发热体14的导通的第2独立端子76，并经由凹凸状结构77连接这些第1、第2独立端子75、76。

通过设置经由凹凸状结构77连接的第1、第2独立端子75、76，至少形成一个焊脚，因此熔丝元件70能够提高对外部电路基板72的安装强度。

此外，熔丝元件70也可以通过设置在绝缘基板的侧面的侧面电极来连接第1、第2独立端子75、76，并沿着该侧面电极形成焊脚。

标号说明

1　熔丝元件；10　绝缘基板；11　第1电极；12　第2电极；13　可熔导体；14　发热体；15　发热体引出电极；16　中间电极；17　绝缘层；18　第1安装电极；18a　下层部；18b　上层部；19　第2安装电极；19a　下层部；19b　上层部；20　通孔；21　通孔；23　发热体电极；24　盖；30　电池组；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、42　电流控制元件；43　控制部；45　充电装置；50熔丝元件；51　第1绝缘层；52　第2绝缘层；53　凹凸状结构；55　熔丝元件；60　熔丝元件；61　第3绝缘层；62　第4绝缘层；63　凹凸状结构；65　熔丝元件；70　熔丝元件；71凹凸状结构；72　外部电路基板；73　焊脚；74　凹凸状结构；75　第1独立端子；76　第2独立端子；77　凹凸状结构。

Claims (15)

1.一种熔丝元件，具备：

绝缘基板；

形成在上述绝缘基板的表面的第1电极及第2电极；

跨在上述第1、第2电极间而连接的可熔导体；

形成在上述绝缘基板的背面并通过通电发热从而熔断上述可熔导体的发热体；以及

形成在上述绝缘基板的背面的背面电极，

上述发热体包括和上述背面电极隔着第1绝缘层而重叠的第一部分以及直接形成在上述绝缘基板的背面的第二部分，

从上述绝缘基板的背面按照上述背面电极、上述第1绝缘层、上述发热体的上述第一部分的顺序依次层叠，

上述背面电极是与上述第1、第2电极连接且安装在电路基板的第1、第2安装电极，

上述第1、第2安装电极具有设置在上述绝缘基板的背面与上述发热体之间的下层部、和与上述下层部连接且安装在上述电路基板的上层部，

从上述绝缘基板的背面依次层叠上述第1、第2安装电极的上述下层部、上述第1绝缘层、上述发热体、第2绝缘层、上述第1、第2安装电极的上述上层部。

2.如权利要求1所述的熔丝元件，其中，上述背面电极是与上述发热体连接的发热体引出电极。

3.如权利要求2所述的熔丝元件，其中，上述发热体引出电极经由贯通上述绝缘基板的导电通孔，与形成在上述绝缘基板的表面并跟上述可熔导体连接的中间电极连接。

4.如权利要求3所述的熔丝元件，其中，上述发热体与上述导电通孔的一部分或全部重叠。

5.如权利要求3或4所述的熔丝元件，其中，上述发热体引出电极经由设置在上述绝缘基板的侧面的凹凸状结构与上述中间电极连接。

6.如权利要求1所述的熔丝元件，其中，上述发热体被保护层包覆。

7.如权利要求1所述的熔丝元件，其中，上述第1、第2安装电极分别经由贯通上述绝缘基板的导电通孔，与形成在上述绝缘基板的表面的上述第1、第2电极连接。

8.如权利要求7所述的熔丝元件，其中，上述发热体与上述导电通孔的一部分或全部重叠。

9.如权利要求7～8的任一项所述的熔丝元件，其中，上述第1、第2安装电极经由设置在上述绝缘基板的侧面的凹凸状结构与上述第1、第2电极连接。

10.如权利要求1所述的熔丝元件，其中，

上述第1绝缘层跨在上述第1、第2安装电极的上述下层部间而形成，

上述发热体形成在上述第1绝缘层上。

11.如权利要求1所述的熔丝元件，其中，上述背面电极是与上述发热体连接的发热体引出电极及与上述第1、第2电极连接且安装在电路基板的第1、第2安装电极。

12.如权利要求11所述的熔丝元件，其中，上述发热体引出电极经由贯通上述绝缘基板的导电通孔，与形成在上述绝缘基板的表面且跟上述可熔导体连接的中间电极连接，

上述第1、第2安装电极分别经由贯通上述绝缘基板的导电通孔，与形成在上述绝缘基板的表面的上述第1、第2电极连接。

13.如权利要求12所述的熔丝元件，其中，上述发热体与上述导电通孔的一部分或全部重叠。

14.如权利要求12或13所述的熔丝元件，其中，

上述发热体引出电极经由设置在上述绝缘基板的侧面的凹凸状结构与上述中间电极连接，

上述第1、第2安装电极经由设置在上述绝缘基板的侧面的凹凸状结构与上述第1、第2电极连接。

15.如权利要求11～13的任一项所述的熔丝元件，其中，

从上述绝缘基板的背面依次层叠上述发热体引出电极及上述第1、第2安装电极的上述下层部、上述第1绝缘层、上述发热体、上述第2绝缘层、上述第1、第2安装电极的上述上层部。

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