CN108780718B

CN108780718B - 保护元件

Info

Publication number: CN108780718B
Application number: CN201780016317.6A
Authority: CN
Inventors: 木村裕二; 川津雅巳
Original assignee: Dexerials Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2037-02-27
Also published as: JP2017174654A; KR20180107234A; WO2017163766A1; TW201805984A; KR102089582B1; CN108780718A; TWI731050B; JP6801974B2

Abstract

提供一边防止熔丝单元的体积增大一边对应大电流且速熔性及熔断后的绝缘性优异的保护元件。熔丝元件1具备：绝缘基板2；设置在绝缘基板2的第1电极3及第2电极4；发热体5；与发热体5电连接的发热体引出电极6；熔丝单元7，跨在第1电极3、第2电极4及发热体引出电极6而连接，且因发热体5的加热而熔化，从而截断第1电极3及第2电极4之间的电流路径；以及对应于熔丝单元7和发热体引出电极6重叠的区域而与熔丝单元7电连接的辅助导体8，从而使流过熔丝单元7的一部分电流分流到辅助导体8。

Description

保护元件

技术领域

本发明涉及安装在电流路径上并在流过超过额定的电流时用加热器的加热来熔断熔丝单元（fuse element）从而截断该电流路径的保护元件。本申请以在日本于2016年3月24日申请的日本专利申请号特愿2016－059900为基础主张优先权，该申请通过被参照而被引入至本申请。

背景技术

一直以来，采用保护元件，以在超过额定的电流流过时利用加热器的加热熔断熔丝单元，从而截断该电流路径。关于这样的保护元件，已知形成于在基板上搭载电极、熔丝单元的功能型芯片，而该芯片安装于电路基板上的表面安装型的保护元件。

在如上述的保护元件中，基于来自外部电路的信号向加热器通电而进行加热，从而熔断熔丝单元，因此能够使用以基于外部电路的控制的定时截断电流路径的开关这样的用法。这样的保护元件作为例如锂离子电池等的二次电池的保护电路而被采用。

近年来，例如电动自行车、电动工具等在锂离子电池等的二次电池的用途上要求大电流输出的设备日益增多，保护电路的额定电流上升，会采用能耐受大电流的熔丝单元。

熔丝单元为了耐受大电流而具有这样的倾向：以降低电阻值为目的而截面积变大、即用加热器熔断的熔丝单元的体积增大。

熔化的熔丝单元（以下，也仅记为熔化体。）会凝聚于保护元件的基板上。然而，如果熔丝单元的熔化体积增大，则直至熔化所花费的时间增多而熔断特性会变差，另外难以在电极间的绝缘的空间不保持熔丝单元的熔化体而使电极间电性分离，存在绝缘性变差的情况。

在专利文献1记载的技术中，公开了对熔化的熔丝单元在基板上不进行保持，而通过设置在基板的通孔吸引，从而适当分离熔丝单元的熔化体和电极的技术。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－053260号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1记载的技术中，有必要在基板设置通孔而设置熔丝单元的熔化体的吸引路径，基板会大型化设置通孔的部分，从而出现保护元件难以小型化的课题。

另外，在上述专利文献1记载的技术中，需要在基板背面保持吸引的熔丝单元的空间，出现保护元件的高度变高的课题。

进而，在上述专利文献1记载的技术中，为了提高额定以能对应大电流，熔丝单元的熔断体积会变大，因此难以缩短从加热器过热到熔断为止的时间，难以消除速熔性的变差。

因此，本发明目的在于提供能够对应大电流且不会阻碍小型化而速熔性及熔断后的绝缘性优异的保护元件。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明所涉及的保护元件具备：绝缘基板；第1电极及第2电极，设置在绝缘基板；发热体；发热体引出电极，与发热体电连接；熔丝单元，跨在第1电极、第2电极及发热体引出电极而连接，通过发热体的加热而熔化，从而截断第1电极及第2电极之间的通电路径；以及辅助导体，对应于熔丝单元和发热体引出电极重叠的区域而与熔丝单元电连接。

发明效果

依据本发明，利用具有与熔丝单元并行的通电路径的辅助导体电性支持熔丝单元，从而能够减少熔丝单元的熔断部的体积，且无需确保用于保持熔丝单元的熔化体的空间较大，并且通过发热体的过热能够迅速熔断熔丝单元，能够提高保护元件的熔断特性。由此保护元件在用发热体加热后迅速截断电流路径，并切断电路，从而能够适当地保护保护对象免受过电流影响，也能确保绝缘性。

附图说明

[图1]图1是示出适用本发明的熔丝元件的一个例子的平面图。

[图2]图2是图1所示的A－A’线上的截面图。

[图3]图3是示出图1所示的熔丝元件工作、熔丝单元熔化的状态的平面图。

[图4]图4是图3所示的A－A’线上的截面图。

[图5]图5是说明图1所示的熔丝元件的电路结构的等效电路图，图5（A）示出熔丝元件动作前的状态，图5（B）示出熔丝元件动作后、熔丝单元熔化的状态。

[图6]图6是示出比较例所涉及的熔丝元件的平面图。

[图7]图7是图6所示的A－A’线上截面图。

[图8]图8是示出比较例所涉及的熔丝元件工作、熔丝单元熔化的状态的平面图。

[图9]图9是图8所示的A－A’线上的截面图。

[图10]图10是示出变形例1所涉及的熔丝元件的平面图。

[图11]图11是图10所示的A－A’线上的截面图。

[图12]图12是示出比较例1所涉及的熔丝元件工作、熔丝单元熔化的状态的平面图。

[图13]图13是图12所示的A－A’线上的截面图。

[图14]图14是示出变形例2所涉及的熔丝元件的平面图。

[图15]图15是示出变形例3所涉及的熔丝元件的平面图。

[图16]图16是图15所示的A－A’线上的截面图。

[图17]图17是示出变形例4所涉及的熔丝元件的平面图。

[图18]图18是图17所示的A－A’线上的截面图。

[图19]图19是示出变形例4所涉及的熔丝元件工作、熔丝单元熔化的状态的平面图。

[图20]图20是图19所示的A－A’线上的截面图。

[图21]图21是示出变形例5所涉及的熔丝元件的平面图。

[图22]图22是图21所示的A－A’线上的截面图。

[图23]图23是从右侧面观察图21所示的熔丝元件的平面图。

[图24]图24是变更图21所示的熔丝元件的辅助导体的形状并从右侧面观察的平面图。

[图25]图25是示出变形例6所涉及的熔丝元件的平面图。

[图26]图26是从右侧面观察图25所示的熔丝元件的平面图。

具体实施方式

以下，作为适用本发明的保护元件，一边参照附图一边对熔丝元件详细地进行说明。此外，本发明并不仅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。

如图1及图2所示，适用本发明的熔丝元件1，例如通过回流焊表面安装到锂离子二次电池的保护电路等的电路基板，从而将熔丝单元7组装到锂离子二次电池的充放电路径上。

该保护电路在流过超过熔丝元件1的额定的大电流时，熔丝单元7因自发热（焦耳热）而熔断，从而截断电流路径。另外，该保护电路通过设置在安装有熔丝元件1的电路基板等的电流控制元件以既定定时向发热体5通电，利用发热体5的发热使熔丝单元7熔断，从而能够截断电流路径。此外，图1是省略外壳而示出适用本发明的熔丝元件1的平面图，图2是该熔丝元件1的截面图。

[熔丝元件]

如图1及图2所示，熔丝元件1具备：绝缘基板2；设置在绝缘基板2的第1电极3及第2电极4；发热体5；与发热体5电连接的发热体引出电极6；熔丝单元7，跨在第1电极3、第2电极4及发热体引出电极6而连接，且因发热体5的加热而熔化，从而截断第1电极3及第2电极4之间的通电路径；以及对应于熔丝单元7和发热体引出电极6重叠的区域而与熔丝单元7电连接的辅助导体8。

熔丝元件1配置成使辅助导体8介于熔丝单元7与发热体引出电极6之间，但是既可以配置在熔丝单元7的上部，也可以介于熔丝单元7与发热体引出电极6之间并且还配置在熔丝单元7的上部。

熔丝元件1能够使流过熔丝单元7的电流的一部分在与发热体引出电极6重叠的区域、即熔断部中分流到辅助导体8，以使作为元件整体能够对应大电流。

另外，熔丝元件1具备：覆盖发热体5并阻碍发热体5与发热体引出电极6的接触的绝缘体9；以及在绝缘基板2上设置于发热体5的两端的第1发热体电极10及第2发热体电极11。发热体引出电极6一端与第2发热体电极11连接，另一端与熔丝单元7的中途部分连接。

[绝缘基板]

绝缘基板2利用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的构件以四角形状形成。此外，绝缘基板2也可以采用用于环氧玻璃基板、苯酚基板等的印刷布线基板的材料。

[第1电极及第2电极]

第1电极3及第2电极4，在绝缘基板2的表面2a上在相对置的侧缘附近分别分离配置而开路，通过搭载熔丝单元7，经由熔丝单元7电连接。另外，在熔丝元件1流过超过额定的大电流并且熔丝单元7因自发热（焦耳热）熔断、或者发热体5随着通电而发热从而使熔丝单元7熔断，由此第1电极3及第2电极4的电流路径被截断。

如图1及图2所示，第1电极3及第2电极4分别经由设置在绝缘基板2的第1侧面2c及第2侧面2d的凹凸状结构（castellation）而与设置在背面2b的第1外部连接电极3a及第2外部连接电极4a连接。熔丝元件1经由这些第1外部连接电极3a及第2外部连接电极4a而与形成有外部电路的电路基板连接，构成该外部电路的通电路径的一部分。

第1电极3及第2电极4能够采用Cu或Ag等的一般电极材料形成。另外，优选利用镀层处理等的公知方法，在第1电极3及第2电极4的表面上镀敷Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等的覆膜。由此，熔丝元件1防止第1电极3及第2电极4的氧化，并能防止额定伴随导通电阻的上升而发生变动。

另外，在回流焊安装熔丝元件1的情况下，能够防止第1电极3及第2电极4因连接熔丝单元7的连接用焊锡或者在熔丝单元7的外层形成有低熔点金属层的情况下该低熔点金属熔化而被熔蚀（焊锡侵蚀）。

[发热体]

发热体5是通电时发热的具有导电性的构件，例如由镍铬、W、Mo、Ru、Cu、Ag、或者以这些为主成分的合金等构成。发热体5能够通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合而做成膏状，并利用网版印刷技术来图案形成在绝缘基板2上、进行烧结等而形成。另外，发热体5一端与第1发热体电极10连接，另一端与第2发热体电极11连接。

熔丝元件1以覆盖发热体5的方式配置绝缘体9，隔着该绝缘体9以与发热体5对置的方式形成有发热体引出电极6。为了有效率地向熔丝单元7传递发热体5的热，也可以在发热体5与绝缘基板2之间层叠绝缘体。作为绝缘体9，能够采用例如玻璃材料。

发热体引出电极6的一端与第2发热体电极11连接，并且经由第2发热体电极11而与发热体5的一端连续。此外，第2发热体电极11形成在绝缘基板2的表面2a侧，第1发热体电极10从绝缘基板2的表面2a侧形成到第3侧面2e侧。另外，第1发热体电极10经由形成在第3侧面2e的凹凸状结构而与形成在绝缘基板2的背面2b的第3外部连接电极10a连接。

发热体5中，熔丝元件1安装在电路基板，从而经由第3外部连接电极10a而与形成在电路基板的外部电路连接。而且，发热体5以截断外部电路的通电路径的既定定时经由第3外部连接电极10a被通电并发热，从而能够熔断连接第1电极3及第2电极4的熔丝单元7。另外，熔丝单元7熔断，发热体5本身的通电路径也被截断，因此停止发热。

[熔丝单元]

熔丝单元7由因为发热体5的发热而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。

另外，熔丝单元7既可以采用In、Pb、Ag、Cu或以这些之中任一种为主成分的合金等的高熔点金属，或者也可以是内层为低熔点金属层而外层为高熔点金属层等的低熔点金属和高熔点金属的层叠体。通过含有高熔点金属和低熔点金属，在回流焊安装熔丝元件1的情况下，即便回流焊温度超过低熔点金属的熔化温度而低熔点金属熔化，也抑制低熔点金属向外部流出，能够维持熔丝单元7的形状。另外，熔断时，也因低熔点金属的熔化而将高熔点金属熔蚀（焊锡侵蚀），从而能够在高熔点金属的熔点以下的温度下迅速熔断。

此外，熔丝单元7利用焊锡等来对辅助导体8及第1电极3及第2电极4连接。熔丝单元7能够通过回流焊来容易连接。熔丝单元7经由辅助导体8搭载到发热体引出电极6上，从而与发热体引出电极6重叠，另外还与发热体5重叠。另外，经由辅助导体8而跨在第1电极3及第2电极4间连接的熔丝单元7，在辅助导体8与第1电极3之间、以及辅助导体8与第2电极4之间熔断，从而截断第1电极3及第2电极4间。即，熔丝单元7的中央部经由辅助导体8被发热体引出电极6支撑，并且被发热体引出电极6支撑的中央部被设为熔断部。

另外，熔丝单元7为了防氧化、提高润湿性等而涂敷有未图示的焊剂。熔丝单元7保持有焊剂，从而防止熔丝单元7的氧化及伴随氧化的熔断温度的上升，并抑制熔断特性的变动，能够迅速熔断。

熔丝单元7在与发热体引出电极6重叠的区域具有第1电极3及第2电极4间的一部分与其他部分相比截面积小的小截面积部7b。即，熔丝单元7形成为利用来自发热体5的加热而熔断的部位的体积变少。

在图1中，熔丝单元7设为如下结构，即使小截面积部7b作为相对于熔丝单元7的通电方向使宽度方向变窄的部分而形成，且熔丝单元7的厚度与其他部分相比大致同等。这样的熔丝单元7能够通过冲孔加工等来冲裁矩形的熔丝单元而容易制作。

此外，熔丝单元7的小截面积部7b不只是相对于熔丝单元7的通电方向使宽度方向变窄的结构，也可为截面积变小的其他形状。例如，小截面积部7b既可以沿熔丝单元的宽度方向分散设置多个，也可以较薄地加工熔丝单元7的厚度。

这样，熔丝单元7具有小截面积部7b，从而能够在发热体5的正上方在与发热体引出电极6重叠的区域减少熔断体积。

但是，熔丝单元7具有小截面积部7b，是指与熔丝单元7的其他部分相比，小截面积部7b的电气电阻变高，可能难以对应大电流，但是通过接着说明的向辅助导体8分流在熔丝单元7流过的电流的一部分，在电流路径整体能够降低电气电阻。由此使熔丝元件1能够对应大电流。

[辅助导体]

辅助导体8是介于熔丝单元7与发热体引出电极6之间的良导体，关于熔丝单元7的与小截面积部7b对应的区域，相对于熔丝单元7的通电方向在宽度方向上辅助电流路径。

辅助导体8能够采用例如Cu或Ag等的层叠体或板材、或包含这些的合金的层叠体或板材等。辅助导体8承担流过熔丝单元7的一部分电流，换言之构成为与小截面积部7b并联而进行分流的电流路径，从而防止过大电流流过小截面积部7b，即便在大电流环境下，也能防止熔丝单元7的过度发热或熔化。此外，辅助导体8也可以用与发热体引出电极6相同的材料构成。辅助导体8能够利用网版印刷技术等来对导电性材料进行图案形成等而容易形成。

因而，辅助导体8为了避免电气电阻在熔丝单元7的小截面积部7b上升，被配置成在小截面积部7b的外侧（熔丝单元7的相对于通电方向而言宽度方向）承担通电路径。

另外，如图1所示，辅助导体8在与熔丝单元7的小截面积部7b重叠的区域被分割，各分割片8a、8b不接触。即，辅助导体8的各分割片8a、8b之间的空间形成保持熔丝单元7的熔化体7a的保持凹部20。

如图3及图4所示，保持凹部20在熔丝单元7熔断时，吸引保持熔丝单元7的熔化体7a，能够抑制熔化体7a向其他部位流出。利用保持凹部20保持熔化体7a，从而防止第1电极3及第2电极4间的短路的发生，熔丝元件1能够正常截断通电路径。

此外，作为辅助导体8的分割方法，可为任意的，但是如上述，特别优选在与小截面积部7b重叠的区域进行分割。这是因为通过保持凹部20能够可靠地保持正上方的小截面积部7b的熔化体。

另外，辅助导体8显然也可以由没有分割的1块构件构成。这是因为适用本发明的熔丝元件1中，通过极力减小小截面积部7b的截面积而使得熔化体7a的量为极少量，即便不吸引保持在保持凹部20也能充分保持在辅助导体8上。

此外，熔丝元件1实现小型且高额定的保护元件，例如，一边作为绝缘基板2的尺寸小型到3～4mm×5～6mm左右，一边谋求电阻值为0.5～1mΩ、50～60A额定的高额定化。此外，本发明显然能够适用于具备所有尺寸、电阻值及电流额定的保护元件。

此外，熔丝元件1可在绝缘基板2的表面2a上安装未图示的盖构件，该盖构件保护内部并且防止熔化的熔丝单元7的飞散。盖构件具有搭载到绝缘基板2的表面2a上的侧壁、和构成熔丝元件1的上表面的顶面。该盖构件能够采用例如热塑性塑料、陶瓷、环氧玻璃基板等的具有绝缘性的构件形成。此外，本发明的特征性构造为盖构件的内部构造，因此在以下的说明中省略对盖构件的提及。

[电路结构]

在此，对熔丝元件1的电路结构和通电路径的截断动作进行说明。熔丝元件1如图1及图5（A）所示，熔丝单元7从第1电极3跨到第2电极4连接，在熔丝单元7的中途部分经由辅助导体8而连接有发热体引出电极6。另外，发热体引出电极6在与辅助导体8相反的一侧，按第2发热体电极11、发热体5、第1发热体电极10的顺序连接。因而，熔丝元件1可以说是将分别连到第1电极3、第2电极4及第1发热体电极10的第1外部连接电极3a、第2外部连接电极4a及第3外部连接电极10a作为外部端子的3端子元件。

熔丝元件1构成为使主电路的电流从第1电极3流向第2电极4，在有电流从第1发热体电极10流过的情况下，发热体5发热，如图3、图4及图5（B）所示，熔丝单元7熔化，并且熔化体7a凝聚于辅助导体8上，从而熔丝单元7被切断。由此，熔丝元件1中，第1电极3及第2电极4间的电流路径被截断，并且第1发热体电极10及第2电极4间的电流路径也被截断。

在此，熔丝元件1中，如图4所示，熔化体7a以填埋保持凹部20的方式凝聚于辅助导体8上。熔丝元件1因为小截面积部7b的体积较小，所以还能减小凝聚的熔化体7a的体积。

[比较例]

在此，作为比较例，一边与图6至图9所示的、不具备辅助导体8的熔丝元件100进行比较，一边说明上述熔丝元件1的效果。

如图6至图9所示，不具备辅助导体8的熔丝元件100具备：绝缘基板102；设置在绝缘基板102的第1电极103及第2电极104；发热体105；与发热体105电连接的发热体引出电极106；熔丝单元107，跨在第1电极103、第2电极104及发热体引出电极106而连接，且通过发热体105的加热而熔化，从而截断第1电极103及第2电极104之间的通电路径；覆盖发热体105并阻碍发热体105与发热体引出电极106的接触的绝缘体109；以及在绝缘基板102上设置于发热体5的两端的第1发热体电极110及第2发热体电极111。

若设熔丝元件100中的、额定电流为X[A]、熔断部的通电长度为L[m]、熔断部的截面积为S[m²]、熔断部的体积为V[m³]，则为了对应2倍的电流2X而需要使截面积成为2S、体积成为2V。即，能够理解到为了对应2倍的电流，熔断的体积会增加，即便发热体105动作而开始过热熔丝单元107的熔断也会变慢。

然而，在以上说明的熔丝元件1中，流过熔丝单元7的电流之中一部分分散流过辅助导体8，因此，即便保持熔丝单元7的熔断部的截面积S、熔断部的体积V，也能通过调整辅助导体8的材质、截面积来对应2倍的电流2X。即，熔丝元件1中，通过使分流到辅助导体8的电流量较多，能够不增加熔丝单元7的熔断部的体积地对应大电流。

另外，熔丝元件1能够维持熔丝单元7的熔断部的截面积S、熔断部的体积V，因此与熔丝元件100相比，熔断体积也不增加，所以熔丝单元7的熔断动作不会变慢地完成。进而，熔丝元件1能够尽量减少熔断部的体积，因此能一边对应大电流一边使熔丝单元7的熔断动作加速。

[变形例1]

接着，对以上说明的熔丝元件1的变形例进行说明。另外，对于与以上说明的熔丝元件1大致同等的部位标注相同标号并省略说明，而对于差异进行说明。另外，作为等效电路，由于与以图5说明的结构相同，所以省略说明。

如图10及图11所示，变形例1所涉及的熔丝元件30设为如下结构，即使熔丝单元7的小截面积部7b的厚度形成得比其他部分薄，整体作为矩形状的构件而形成，辅助导体8也没有分割为多个。

熔丝元件30中，可以说熔丝单元7的相对于通电方向而言的宽度方向的长度没有改变，并使熔断部即与发热体引出电极6重叠的部位为薄壁，从而减少截面积，以减少熔断部位的体积。

熔丝元件30中，相对于通电方向，熔丝单元7的熔断部的宽度恒定，因此构成为不分割辅助导体8而支撑熔丝单元7，并构成为相对于通电方向在宽度方向上电气电阻没有差异。因而，熔丝元件30在因通电而熔丝单元7自发热的情况下，也能在熔丝单元7的相对于通电方向而言宽度方向上进行均匀的加热。

如图12及图13所示，熔丝元件30中，在熔丝单元7因发热体5的发热而熔化的情况下，熔化体7a凝聚于辅助导体8上。熔丝元件30由于小截面积部7b的体积较小，所以还能减小凝聚的熔化体7a的体积。

熔丝元件30中的熔丝单元7，能够通过压力加工矩形状的单元等来形成薄壁部分即小截面积部7b而制作。

[变形例2]

另外，对以上说明的熔丝元件1的变形例进行说明。另外，对于与以上说明的熔丝元件1大致同等的部位标注相同标号并省略说明，而对于差异进行说明。另外，作为等效电路，由于与以图5说明的结构相同，所以省略说明。

如图14所示，变形例2所涉及的熔丝元件40中，将熔丝单元7的小截面积部分割为多个而作为并行配置的第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂，并使第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂的厚度为与熔丝单元7的其他部分相同的厚度。辅助导体8在与第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂对应的部分被分割，由三个分割片8a、8b、8c构成。

熔丝元件40中，平行地形成2个使熔丝单元7的相对于通电方向的宽度方向的长度变窄的第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂，并以使熔断部即与发热体引出电极6重叠的部位的截面积更小于熔丝元件1的小截面积部7a的截面积的方式分别分配在第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂。与不具备辅助导体8的熔丝元件100相比，熔丝元件40可以说减少了熔断部的截面积，并减少了熔断部位的体积。

熔丝元件40在辅助导体8的各分割片8a、8b、8c之间设置有第1保持凹部20a、第2保持凹部20b，但是其作用与上述的熔丝元件1的保持凹部20同样。

熔丝元件40中，将熔丝元件1的小截面积部7a分割为多个而为第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂，从而能够减小各小截面积部7b₁、7b₂的截面积，并能期待熔断特性的提高。

熔丝元件40在因发热体5的发热而熔丝单元7熔化的情况下，熔化体7a以填埋第1保持凹部20a及第2保持凹部20b的方式凝聚于辅助导体8上。熔丝元件40由于小截面积部7b₁、7b₂的体积较小，所以也能减小凝聚的熔化体7a的体积。

熔丝元件40中的熔丝单元7，能够通过冲孔加工矩形状的单元等而冲裁不要部分，形成第1小截面积部7b₁及第2小截面积部7b₂而制作。即，能够采用与熔丝元件1相同的方法来制作熔丝单元7。

[变形例3]

如图15及图16所示，变形例3所涉及的熔丝元件50设为如下结构，即熔丝单元7的小截面积部7b的厚度形成得比其他部分薄，熔丝单元7整体作为矩形状的构件而形成，不将辅助导体8分割为多个。熔丝单元7的小截面积部7b对应于与发热体引出电极6重叠的区域而设置。

进而，熔丝元件50在熔丝单元7的设为薄壁部分的小截面积部7b在相对于通电方向沿宽度方向具有多个贯通孔7c，利用多个贯通孔7c形成被设为宽度窄的区域的小截面积部7b₁、7b₂、7b₃、7b₄。此外，辅助导体8没有在与小截面积部7b₁、7b₂、7b₃、7b₄对应的部分中进行分割，但是显然也可以进行分割。另外，贯通孔7c在图示中为圆形，但是显然不限于圆形。进而，显然贯通孔7c改变为非贯通的凹部也能达到减少熔断部的截面积的目的。

熔丝元件50构成为：使熔丝单元7的相对于通电方向的宽度方向的长度整体上没有改变，并使熔断部即与发热体5重叠的部位为薄壁，从而减少截面积，减少熔断部位的体积，进而，平行地形成使熔丝单元7的相对于通电方向的宽度方向的长度变窄的小截面积部7b₁、7b₂、7b₃、7b₄，使得熔断部的截面积成为比以变形例1说明的熔丝元件30更小的截面积。可以说与熔丝元件30相比，熔丝元件50使熔断部的截面积更少，从而减少熔断部位的体积。

熔丝元件50在因发热体5的发热而熔丝单元7熔化的情况下，熔化体7a凝聚于辅助导体8上。熔丝元件50由于小截面积部7b₁、7b₂、7b₃、7b₄的体积较小，所以还能减小凝聚的熔化体7a的体积。

熔丝元件50中的熔丝单元7，能够通过压力加工矩形状的单元等来形成薄壁部分即小截面积部7b，并通过冲孔加工等来冲裁贯通孔7c部分，形成小截面积部7b₁、7b₂、7b₃、7b₄而制作。另外，还知道同时进行压力加工和冲孔加工的方法，通过采用这些方法，能够以一个工序进行单元的薄壁部分的形成和不要部分的冲裁。

[变形例4]

如图17及图18所示，变形例4所涉及的熔丝元件60为使熔丝单元7的小截面积部的截面积为0的结构、即熔丝单元7在通电方向完全分离的结构。

熔丝元件60中，熔丝单元7由第1熔丝单元7d和第2熔丝单元7e构成，第1熔丝单元7d和第2熔丝单元7e通过设置在辅助导体8的凸部8d分离。换言之，第1熔丝单元7d和第2熔丝单元7e，以设置在辅助导体8的凸部8d的侧面为对碰面并夹着凸部8对置配置。

在此，设置在第1熔丝单元7d与第2熔丝单元7e之间的空间，对应于与发热体引出电极6重叠的区域而设置，特别是如上述由辅助导体8的凸部8d占据。

第1熔丝单元7d与第1电极3和辅助导体8连接，并经由辅助导体8而与发热体引出电极6及第2熔丝单元7e连接。另外，第2熔丝单元7e与第2电极4和辅助导体8连接，并经由辅助导体8而与发热体引出电极6及第1熔丝单元7d连接。

如图19及图20所示，熔丝元件60在因发热体5的发热而熔丝单元7熔化的情况下，熔化体7a₁及熔化体7a₂在辅助导体8上隔着凸部8d分别凝聚。此外，也有熔化体7a₁及熔化体7a₂形成一个熔化体7a的情况，以下以熔化体7a进行说明。

熔丝元件60没有小截面积部，所以熔断的熔丝单元7的体积仅为第1熔丝单元7d和辅助导体8的连接部及第2熔丝单元7e和辅助导体8的连接部，与上述的变形例1至变形例3相比，也能使凝聚的熔化体7a的体积最小。

熔丝元件60中的第1熔丝单元7d及第2熔丝单元7e，能够通过从矩形状的单元切出而制作。

[变形例5]

另外，对以上说明的熔丝元件1的变形例进行说明。对于与以上说明的熔丝元件1大致同等的部位标注相同标号并省略说明，而对于差异进行说明。另外，作为等效电路，由于与以图5说明的结构相同，所以省略说明。

如图21至图23所示，变形例5所涉及的熔丝元件70具有以从上下夹持熔丝单元7的小截面积部7b的方式配置第1辅助导体8e及第2辅助导体8f的层叠构造。

熔丝元件70中，熔丝单元7的构造与熔丝元件1中的大致同等，可以说是将熔丝元件1中的辅助导体8做成2块结构的构造。

第1辅助导体8e及第2辅助导体8f为具有彼此大致同等的大小的板状构件，从上下夹持熔丝单元7的小截面积部7b。第1辅助导体8e介于熔丝单元7与发热体引出电极6之间，第2辅助导体8f层叠在熔丝单元7的上部。

因而，熔丝元件70在上下形成如在上述说明的熔丝元件1中的辅助导体8那样的电流路径，可以说是分散流过熔丝单元7的电流的效果比熔丝元件1高的结构。

此外，第1辅助导体8e及第2辅助导体8f对应于与发热体引出电极6重叠的位置而设置，构成为至少夹持小截面积部7b。

熔丝元件70在因发热体5的发热而熔丝单元7熔化的情况下，熔化体7a在第1辅助导体8e及第2辅助导体8f之间凝聚。即，熔化体7a被并行配置的第1辅助导体8e及第2辅助导体8f的对置面保持，不会有流出到第1辅助导体8e及第2辅助导体8f的外侧的情况。

熔丝元件70中，当熔丝单元7熔化时，因凝聚到第1辅助导体8e上的熔化体7a而第2辅助导体8f被顶起，因此优选使第1辅助导体8e和第2辅助导体8f分离，但是并不阻碍物理连结。辅助导体8f在熔丝单元7熔化时成为位置不固定的不稳定状态，但是优选构成为通过设置在未图示的盖构件等的限变构件来不会从既定范围脱离地移动。

在此，关于辅助导体8f，如图24所示，也可以采取与辅助导体8e物理连接的结构。图24是从侧面观察熔丝元件70的图，但是对于辅助导体8f根据图23所示的形状加入了变更。

以图24说明的辅助导体8f具有覆盖熔丝单元7的相对于通电方向而言宽度方向的侧面的侧壁，以覆盖熔丝单元7的方式被辅助导体8e盖住。设为辅助导体8f的侧壁的端部与辅助导体8e物理连接的状态。

熔丝元件70以包围熔丝单元7的小截面积部7b的方式设置有第1辅助导体8e及第2辅助导体8f，因此能够使流过熔丝单元7的大部分电流分流到第1辅助导体8e及第2辅助导体8f，所以能够更加减小小截面积部7b的体积，并能减小凝聚的熔化体7a的体积。

熔丝元件70中的辅助导体8e及辅助导体8f各自能够通过利用网版印刷技术等的图案形成来容易形成。

[变形例6]

变形例6所涉及的熔丝元件80中，如图25及图26所示，熔丝单元7使小截面积部7b靠近相对于通电方向而言宽度方向的一端而形成，进而该一端部具有朝着绝缘基板2的表面2a折弯的大致L字状的构造。

熔丝元件80为使熔丝单元7的一端折弯的结构，从而在折弯的前端部分中熔丝单元7和发热体引出电极6直接抵接，来自发热体5的热从发热体引出电极6直接传递到熔丝单元7，因此，在使辅助导体8介于熔丝单元7和发热体引出电极6之间的情况下也能较高地保持热传递效率。

熔丝元件80在与发热体引出电极6抵接的位置配置小截面积部7b，因此使小截面积部7b迅速加热、熔化，从而能够熔断熔丝单元7。

熔丝元件80通过在辅助导体8上配置具有小截面积部7b并且端部折弯的形状的熔丝单元7而形成，但是，也可以在辅助导体8上搭载熔丝单元7后进行熔丝单元7的折弯加工。

[总结]

如以上那样以各例进行说明的熔丝元件，通过辅助导体来辅助熔丝单元的电流路径，不使熔丝单元大型化而能够降低电阻值，能一边对应大电流一边达成元件的小型化。

另外，以各例进行说明的熔丝元件，通过在熔丝单元形成小截面积部，从而减小熔断部的体积，能够减少熔化体的体积，由此，能够得到速熔性及熔断后的绝缘性优异的元件。

此外，显然作为熔丝元件的构造，也可为适当组合上述各例的构造，例如，辅助导体的分割、利用辅助导体进行的熔丝单元的包入、小截面积部的形状等、小截面积部的配置位置也可以采用任意的组合。

标号说明

1　熔丝元件；2　绝缘基板；2a　表面；2b　背面；2c　第1侧面；2d　第2侧面；2e第3侧面；3　第1电极；3a　第1外部连接电极；4　第2电极；4a　第2外部连接电极；5　发热体；6　发热体引出电极；7　熔丝单元；7a　熔化体；7b、7b₁、7b₂、7b₃、7b₄　小截面积部；7c贯通孔；7d　第1熔丝单元；7e　第2熔丝单元；8　辅助导体；8a、8b、8c　分割片；8d　凸部；8e　第1辅助导体；8f　第2辅助导体；9　绝缘体；10　第1发热体电极；10a　第3外部连接电极；11　第2发热体电极；20　保持凹部；100　熔丝元件；102　绝缘基板；103　第1电极；104　第2电极；105　发热体；106　发热体引出电极；107　熔丝单元；107a　熔化体；109绝缘体；110　第1发热体电极；111　第2发热体电极。

Claims

1.一种保护元件，具备：

绝缘基板；

第1电极及第2电极，设置在上述绝缘基板；

发热体；

发热体引出电极，与上述发热体电连接；

熔丝单元，跨在上述第1电极、上述第2电极及上述发热体引出电极而连接，通过上述发热体的加热而熔化，从而截断上述第1电极及第2电极之间的电流路径；以及

辅助导体，对应于上述熔丝单元和上述发热体引出电极重叠的区域而与上述熔丝单元电连接，

上述熔丝单元在与上述发热体引出电极重叠的区域，具有上述第1电极及第2电极间的一部分与其他部分相比截面积较小的小截面积部。

2.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述辅助导体介于上述熔丝单元和上述发热体引出电极之间。

3.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述辅助导体配置在上述熔丝单元上部。

4.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述辅助导体介于上述熔丝单元和上述发热体引出电极之间，并且还配置在上述熔丝单元上部。

5.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述小截面积部是上述熔丝单元的通电方向的宽度变窄的部分。

6.如权利要求5所述的保护元件，其中，上述小截面积部在上述熔丝单元的宽度方向设置有多个。

7.如权利要求5至6的任一项所述的保护元件，其中，上述小截面积部是调整上述熔丝单元的厚度后的部分。

8.如权利要求5至6的任一项所述的保护元件，其中，上述辅助导体在与上述熔丝单元的上述小截面积部重叠的区域被分割，各分割片不接触。

9.如权利要求8所述的保护元件，其中，上述辅助导体的各分割片之间的空间，形成保持上述熔丝单元的熔化体的保持凹部。

10.一种保护元件，具备：

绝缘基板；

第1电极及第2电极，设置在上述绝缘基板；

发热体；

发热体引出电极，与上述发热体电连接；

上述熔丝单元具有跨在上述发热体引出电极和上述第1电极而连接的第1构件、和与上述第1构件不接触且跨在上述发热体引出电极和上述第2电极而连接的第2构件。

11.如权利要求10所述的保护元件，其中，上述辅助导体还设置在上述熔丝单元的与上述第1构件和上述第2构件之间空着的区域重叠的区域。

12.如权利要求11所述的保护元件，其中，上述辅助导体设置有填充上述熔丝单元的上述第1构件和上述第2构件之间空着的区域的突出部。

13.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述辅助导体是良导体。

14.如权利要求13所述的保护元件，其中，上述辅助导体是Cu或Ag的层叠体或板材、或包含这些的合金的层叠体或板材。