DE112021000167T5

DE112021000167T5 - Schutzelement

Info

Publication number: DE112021000167T5
Application number: DE112021000167.1T
Authority: DE
Inventors: Shintaro Nakajima; Masayuki Matsumoto; Tokihiro Yoshikawa; Shuichi Hori
Original assignee: Schott Japan Corp
Current assignee: Schott Japan Corp
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-07-28
Also published as: JP2021168272A; CN114762070A; JP7349954B2; WO2021210536A1; US20220293371A1; US20240029976A1

Abstract

Ein Schutzelement (10) umfasst: wenigstens zwei Elektrodenteile (Hauptelektroden (13)), die durch einen isolierenden Halteteil (isolierendes Substrat (11)) gehalten werden; ein Sicherungselement (15), das die Elektrodenteile verbindet; und ein Flussmittel (16), das an dem Sicherungselement (15) vorgesehen ist. Das Flussmittel (16) weist an einer Oberfläche eine Deckschicht (17) auf, die das Flussmittel (16) bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels (16) zu verhindern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzelement, das in elektrischen Einrichtungen und elektronischen Geräten verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Mit der in den letzten Jahren zunehmenden Verbreitung von kleinen elektronischen Geräten wie etwa Mobilgeräten wird ein Schutzelement mit ebenfalls einer kleineren Größe und Dicke an einer Schutzschaltung für eine montierte Stromversorgung montiert. Zum Beispiel wird für eine Schutzschaltung für einen Sekundärbatteriepack ein Chipschutzelement für ein oberflächenmontiertes Bauelement (Surface Mount Device bzw. SMD) verwendet. Das Chipschutzelement umfasst ein einmalig nutzbares Schutzelement, das eine durch einen Überstrom in einer geschützten Einrichtung verursachte übermäßige Wärmeerzeugung erfasst und eine Sicherung zum Durchschmelzen bringt, um einen Stromkreis unter einer vorbestimmten Bedingung zu unterbrechen, oder eine Sicherung zum Durchschmelzen bringt, um einen Stromkreis unter einer vorbestimmten Bedingung in Reaktion auf einen anormalen Anstieg der Umgebungstemperatur zu unterbrechen.
Wenn die Schutzschaltung das Auftreten einer anormalen Bedingung in einer Einrichtung erfasst, veranlasst das Schutzelement mit einem Signalstrom, dass ein Widerstandselement Wärme erzeugt, um die Sicherheit der Einrichtung sicherzustellen. Das Schutzelement unterbricht den Stromkreis durch das Durchschmelzen eines Sicherungselements, das aus einem Legierungsmaterial besteht, das durch die erzeugte Wärme des Widerstandselements geschmolzen werden kann, oder unterbricht den Stromkreis durch das Durchschmelzen des Sicherungselements mittels eines Überstroms.
Das offengelegte japanische Patent Nr. 2013-239405 (PTL 1) gibt ein Schutzelement an, in dem ein Widerstandselement, das Wärme beim Auftreten einer anormalen Bedingung erzeugt, auf einem isolierenden Substrat wie etwa einem Keramiksubstrat vorgesehen ist.
Die das Sicherungselement des Schutzelements bildende schmelzbare Legierung ist vorzugsweise bleifrei, um die strengeren Regeln zu chemischen Substanzen gemäß der abgeänderten RoHS-Richtlinie usw. zu erfüllen. Es ist ein Sicherungselement verfügbar, das aus einem bleifreien Metallverbundmaterial wie in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2015-079608 (PTL 2) beschrieben besteht. Das Sicherungselement besteht aus einem schmelzbaren Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt, das bei einer Arbeitstemperatur für das Löten während einer Oberflächenmontage des Schutzelements an einem externen Schaltungssubstrat schmelzen kann, und einem Metallmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt, das bei der Arbeitstemperatur für das Löten in einer festen Phase ist, in das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt in einer flüssigen Phase gelöst werden kann. In dem Sicherungselement sind das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt und das Metallmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt integriert vorgesehen, sodass das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt, das zu der flüssigen Phase gewandelt wurde, unter Verwendung des Metallmaterials mit einem hohen Schmelzpunkt in der festen Phase gehalten wird, bis die Lötarbeit abgeschlossen ist.
Das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt und das Metallmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt des Sicherungselements werden in einem miteinander verbundenen Zustand vorgesehen. Während das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt, das bei der Arbeitstemperatur für das Löten zu der flüssigen Phase gewandelt wurde, durch das Metallmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt, das bei der Arbeitstemperatur für das Löten in der festen Phase ist, gehalten wird und nicht durchschmilzt, wird das Sicherungselement mit einem Elektrodenmuster des Schutzelements verbunden, während das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt in der flüssigen Phase ist. Es wird also ein Durchschmelzen des Sicherungselements bei der Arbeitstemperatur für ein Löten während der Oberflächenmontage des Schutzelements an dem Schaltungssubstrat verhindert. Das Schutzelement führt eine Durchschmelzoperation durch, indem ein darin enthaltenes Widerstandselement Wärme für das Diffundieren oder Lösen des Metallmaterials mit einem hohen Schmelzpunkt des Sicherungselements in das Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt, das als ein Medium dient, erzeugt.
In dem Schutzelement muss ein Flussmittel auf eine Oberfläche des Sicherungselements aufgetragen werden und muss das Flussmittel an der Oberfläche gehalten werden, bis das Sicherungselement durchgeschmolzen wird, um ein normales Durchschmelzen des Sicherungselements zu garantieren. Weil ein herkömmliches Flussmittel für ein Schutzelement eine große thermische Fluidität aufweist, fließt das auf die Oberfläche des Sicherungselements aufgetragene Flussmittel von einer Oberfläche einer Sicherungslegierung, wenn das Schutzelement einer thermischen Umgebung wie etwa in einem Rückflussofen während des Montierens des Schutzelements an dem Schaltungssubstrat ausgesetzt wird. Deshalb kann das Flussmittel unter Umständen von der Oberfläche der Sicherungslegierung verloren gehen.
Wenn das Flussmittel von der Oberfläche der Sicherungslegierung verloren geht, wird ein sphärisches Durchschmelzen der Sicherungslegierung verhindert, was zu einem nicht-Durchschmelzen oder einem schlechten Durchschmelzen wie etwa einer Fadenbildung, die durch ein Oxid oder eine ähnliche an der Legierungsoberfläche zurückbleibende Substanz verursacht wird, führt. Deshalb ist zum Beispiel wie in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2010-0036645 (PTL 3) beschrieben ein isolierendes Abdeckungsglied, das ein Sicherungselement eines Schutzelements bedeckt, mit einem gestuften Teil versehen, der ein Flussmittel an einer gewünschten Position hält. Der gestufte Teil wird durch einen vorstehenden Streifen gebildet. Das Flussmittel wird aufgetragen, während es in einem Kontakt mit dem kreisförmig gebildeten gestuften Teil und einem mittleren Teil einer Sicherungslegierung gebracht wird, und das Flussmittel wird unter Verwendung einer Grenzflächenspannung zwischen dem Flussmittel und dem isolierenden Abdeckungsglied gehalten.
Wie in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2014-091162 (PTL 4) gezeigt, ist ein Schutzelement verfügbar, das eine Haftung aufweist, die dadurch verbessert wird, dass ein organischer Füller in einem Flussmittel enthalten ist.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2013-239405
PTL 2: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2015-079608
PTL 3: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2010-003665
PTL 4: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2014-091162

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Ein herkömmliches Flussmittel enthält ein organisches Thixotropiermittel. Wenn die Temperatur des Flussmittels zu einer Rückflusstemperatur (einer maximalen Temperatur von 250 bis 260°C) erhöht wird, verliert das Flussmittel die Thixotropie und kann die Form für das Fließen nicht aufrechterhalten. Deshalb ist wie in der PTL 3 beschrieben eine Einschränkung eines Flussbereichs des Flussmittels, das unter einer normalen thermischen Umgebung fließt, erforderlich. Um den Flussbereich zu beschränken, muss ein besonderer Packungsaufbau verwendet werden, wie etwa ein Aufbau, in dem der gestufte Teil an einem dem mittleren Teil des Sicherungselements zugewandten Teil des isolierenden Abdeckungsglieds vorgesehen ist. Außerdem muss, wie in der PTL 4 beschrieben, das unter der thermischen Umgebung verflüssigte Flussmittel mit Füllerpartikeln getragen werden und muss die Haltekraft durch das Hinzufügen der Füllerpartikel zu dem Flussmittel verbessert werden.
Wenn jedoch das isolierende Abdeckungsglied wie in der PTL 3 beschrieben mit dem gestuften Teil versehen ist, macht der gestufte Teil des isolierenden Abdeckungsglieds einen internen Raum schmäler, insbesondere in einer kleinen und dünnen Packung. Wenn also die Sicherungslegierung durchschmilzt, wird die geschmolzene Sicherungslegierung von einem Elektrodenteil nach außen geschoben, um eine Brücke zwischen Elektroden zu bilden, oder wird ein Nassfließen der geschmolzenen Sicherungslegierung zu dem Elektrodenteil unterbunden, was zu einem schlechten Durchschmelzen führt.
Insbesondere sammelt sich die geschmolzene Sicherungslegierung aufgrund einer Oberflächenspannung kuppelförmig an der erhitzten Elektrode und wird verschmolzen, wobei es den erhitzten Elektrodenteil benetzt. Die Höhe der kuppelförmig geformten geschmolzenen Legierung wird durch den an dem Abdeckungsglied vorgesehenen gestuften Teil (vorstehenden Streifen) beschränkt. Dabei fließt die überständige geschmolzene Legierung um die Elektrode herum und bildet eine Brücke zwischen den Elektroden, was zu einem nicht-Durchschmelzen führt.
Und wenn das isolierende Abdeckungsglied mit dem gestuften Teil versehen ist, weist das isolierende Abdeckungsglied eine größere Dicke auf. Dieser Aufbau ist nachteilig hinsichtlich einer Reduktion des Profils eines Produkts. Außerdem verkompliziert das Ausbilden eines Teils der Packung zu einer besonderen Form den Aufbau der Packung, was zu einer Erhöhung der Komponentenkosten führt.
In dem Flussmittel, das wie in der PTL 4 beschrieben die hinzugefügten Füllerpartikel aufweist, ist der anorganische Füller in dem Flussmittel vorgesehen, um eine Paste mit einer geringen Fluidität zu bilden. Weil das Flussmittel zwischen den Füllerpartikeln gehalten wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass das auf die Oberfläche der Sicherungslegierung aufgetragene Flussmittel von der Oberfläche der Sicherungslegierung fließt, auch wenn das Schutzelement einer thermischen Umgebung ausgesetzt wird. Jedoch nimmt die Oberflächenspannung des Flussmittels bei einer erhöhten Temperatur ab. Deshalb erreicht die Haltekapazität des Füllers unter einer schwierigen Erhitzungsbedingung eine Grenze, wenn eine vorbestimmte Temperatur überschritten wird, sodass also ein Fließen nicht vollständig unterdrückt werden kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schutzelement für elektrische Einrichtungen und elektronische Geräte vorzusehen, das ein Fließen eines auf eine Oberfläche eines Sicherungselements aufgetragenen Flussmittels von der Oberfläche des Sicherungselements auch dann verhindert, wenn das Schutzelement einer schwierigen thermischen Umgebung ausgesetzt wird.
PROBLEMLÖSUNG
Ein Schutzelement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: wenigstens zwei Elektrodenteile, die durch ein isolierendes Halteteil gehalten werden; ein Sicherungselement, das die Elektrodenteile verbindet; und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist. Das Flussmittel weist an seiner Oberfläche eine Deckschicht auf, die das Flussmittel bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels zu verhindern.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht ein Film sein, der durch das Aushärten einer Oberfläche des Flussmittels selbst gebildet wird.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem Deckmaterial, das eine Oberfläche des Flussmittels bedeckt, bestehen, wobei das Deckmaterial verschieden von dem Flussmittel ist.
In dem Schutzelement kann das Deckmaterial schichtförmig sein.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem wärmehärtenden Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem durch Ultraviolettlicht aushärtbaren Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem durch einen Elektrodenstrahl aushärtbaren Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem Epoxidharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem Acrylharz oder einem Acrylesterharz bestehen.
In dem Schutzelement kann das Flussmittel teilweise auf einer Fläche des Sicherungselements vorgesehen sein.
Ein Schutzelement gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein isolierendes Substrat; ein Wärmeerzeugungselement, das an dem isolierenden Substrat vorgesehen ist; wenigstens zwei Hauptelektroden, die an dem isolierenden Substrat vorgesehen sind; eine stromleitende Elektrode, die an dem isolierenden Substrat für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement vorgesehen ist; ein Sicherungselement, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden und der stromleitenden Elektrode vorgesehen ist; und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist. Das Flussmittel weist, an einer Oberfläche, eine Deckschicht auf, die das Flussmittel bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels zu verhindern.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem wärmehärtenden Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem durch Ultraviolettlicht aushärtbaren Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem durch einen Elektrodenstrahl aushärtbaren Kunstharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem Epoxidharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem Acrylharz oder einem Acrylesterharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die stromleitende Elektrode zwischen den wenigstens zwei Hauptelektroden angeordnet sein, wobei dazwischen Abstandsteile vorgesehen sind, und kann das Flussmittel an einem Teil des Sicherungselements, der mit der stromleitenden Elektrode überlappt, und an einem Teil des Sicherungselements, der mit den sich von der stromleitenden Elektrode zu Enden der wenigstens zwei Hauptelektroden erstreckenden Abstandsteilen überlappt, vorgesehen sein.
In dem Schutzelement kann das Sicherungselement aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall und ein zweites schmelzbares Metall umfasst, bestehen.
In dem Schutzelement kann das erste schmelzbare Metall oder das zweite schmelzbare Metall aus einer zinnbasierten Legierung, die Silber und/oder Kupfer enthält, bestehen.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall aus einem bleifreien, zinnbasierten Lotmaterial bestehen.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sein, das aus einer Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und einer Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, ausgewählt ist.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sein, das aus einer 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, einer 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, einer 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung und einer 42Sn-58Bi-Legierung ausgewählt ist.
Ein Schutzelement gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein isolierendes Substrat, ein Wärmeerzeugungselement, das an dem isolierenden Substrat vorgesehen ist; wenigstens zwei Hauptelektroden, die an dem isolierenden Substrat vorgesehen sind; eine stromleitende Elektrode, die an dem isolierenden Substrat für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement vorgesehen ist; ein Sicherungselement, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden und der stromleitenden Elektrode vorgesehen ist; und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist. Das Flussmittel enthält eine aushärtbare Kunstharzkomponente und weist eine Deckschicht auf, die eine Oberfläche des Flussmittels bedeckt, wobei die Deckschicht aus der aushärtbaren Kunstharzkomponente ausgebildet ist.
In dem Schutzelement kann die Deckschicht aus einem durch das Aushärten der Oberfläche des Flussmittels gebildeten Film bestehen.
In dem Schutzelement kann die aushärtbare Kunstharzkomponente aus einem Epoxidharz bestehen.
In dem Schutzelement kann die stromleitende Elektrode zwischen den wenigstens zwei Hauptelektroden angeordnet sein, wobei dazwischen Abstandsteile vorgesehen sind und das Flussmittel an einem Teil des Sicherungselements, der mit der stromleitenden Elektrode überlappt, und einem Teil des Sicherungselements, der mit den sich von der stromleitenden Elektrode zu Enden der wenigstens zwei Hauptelektroden erstreckenden Abstandsteilen überlappt, vorgesehen sein kann.
In dem Schutzelement kann das Sicherungselement aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall und ein zweites schmelzbares Metall umfasst, bestehen.
In dem Schutzelement kann das erste schmelzbare Metall oder das zweite schmelzbare Metall aus einer zinnbasierten Legierung, die Silber und/oder Kupfer enthält, bestehen.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall aus einem bleifreien, zinnbasierten Lotmaterial bestehen.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sein, das aus einer Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und einer Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, ausgewählt ist.
In dem Schutzelement können das erste schmelzbare Metall und das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sein, das aus einer 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, einer 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, einer 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung und einer 42Sn-58Bi-Legierung ausgewählt ist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Schutzelement vorgesehen werden, das ein Fließen eines auf eine Oberfläche eines Sicherungselements aufgetragenen Flussmittels von der Oberfläche des Flussmittels auch dann verhindert, wenn das Schutzelement einer schwierigen thermischen Umgebung ausgesetzt wird.
Figurenliste

1 zeigt ein Schutzelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht auf einen Zustand ist, in dem ein kappenförmiger Deckel entlang der Linie Ia-Ia von (b) geschnitten ist, (b) eine Querschnittansicht eines Zustands ist, in dem das Schutzelement entlang der Linie Ib-Ib von (a) geschnitten ist, und (c) eine Ansicht von unten des Schutzelements ist.
2 zeigt ein Schutzelement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Draufsicht auf einen Zustand ist, in dem ein kappenförmiger Deckel entlang der Linie IIa-IIa von (b) geschnitten ist, (b) eine Querschnittansicht eines Zustands ist, in dem das Schutzelement entlang der Linie IIb-IIb von (a) geschnitten ist, und (c) eine Ansicht von unten des Schutzelements ist.
3 zeigt eine Modifikation des Schutzelements von 1, wobei (a) eine Draufsicht auf einen Zustand ist, in dem ein kappenförmiger Deckel entlang der Linie IIIa-IIIa von (b) geschnitten ist, (b) eine Querschnittansicht eines Zustands ist, in dem das Schutzelement entlang der Linie IIIb-IIIb von (a) geschnitten ist, und (c) eine Ansicht von unten des Schutzelements ist.
4 zeigt eine Modifikation des Schutzelements von 2, wobei (a) eine Draufsicht auf einen Zustand ist, in dem ein kappenförmiger Deckel entlang der Linie IVa-IVa von (b) geschnitten ist, (b) eine Querschnittansicht eines Zustands ist, in dem das Schutzelement entlang der Linie IVb-IVb von (a) geschnitten ist, und (c) eine Ansicht von unten des Schutzelements ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Schutzelement gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: wenigstens zwei Elektrodenteile, die durch einen isolierenden Halteteil gehalten werden; ein Sicherungselement, das die Elektrodenteile verbindet; und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist. Das Flussmittel weist eine Deckschicht auf, die das Flussmittel bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels zu verhindern.
Es kann eine beliebige Deckschicht als die Deckschicht verwendet werden, solange sie die gesamte Oberfläche des Flussmittels bedecken kann. Die Deckschicht kann ein Film sein, der durch das Aushärten einer Oberfläche des Flussmittels selbst gebildet wird. Die Deckschicht kann ein Deckmaterial sein, das verschieden von dem Flussmittel ist und die Oberfläche des Flussmittels nach dem Auftreten des Flussmittels bedeckt.
Die Deckschicht kann durch das Auftragen eines flüssigen Deckmaterials auf das Flussmittel und dann das Ausbilden eines Films ausgebildet werden. Die Deckschicht kann durch das Auftragen eines flexiblen und einfach verformbaren, solid-schichtförmigen Deckmaterials oder eines flexiblen und einfach verformbaren semisolid-schichtförmigen Deckmaterials (etwa eines semipolymerisierten Kunstharzes) auf das Flussmittel ausgebildet werden. Das schichtförmige Deckmaterial wird an die Oberfläche des Flussmittels adsorbiert oder komprimierend mit dieser verbunden. Während der Adsorption oder der komprimierenden Verbindung kann das Deckmaterial erhitzt werden. Das Deckmaterial kann ein wärmeaushärtendes Kunstharz sein, das eine Fluidität bei einer gewünschten Temperatur aufweist.
Als ein Beispiel für das Schutzelement umfasst ein in 1 gezeigtes Schutzelement 10 ein isolierendes Substrat 11, ein Wärmeerzeugungselement 12, das an einem isolierenden Substrat 11 vorgesehen ist, wenigstens zwei Hauptelektroden 13, die an dem isolierenden Substrat 11 vorgesehen sind, eine stromleitende Elektrode 14, die an dem isolierenden Substrat 11 für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement 12 vorgesehen ist; ein Sicherungselement 15, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden 13 und der Stromleitungselektrode 14 vorgesehen ist; und ein Flussmittel 16, das an dem Sicherungselement 15 vorgesehen ist. Das Sicherungselement 15 besteht aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall 15a und ein zweites schmelzbares Metall 15b umfasst. Das Flussmittel 16 weist auf einer Oberfläche eine Deckschicht 17 auf, die das Flussmittel 16 bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels 16 zu verhindern.
Das isolierende Substrat 11 bildet einen isolierenden Halteteil, der die Hauptelektroden 13 (Elektrodenteile) hält. Der isolierende Halteteil ist nicht auf das isolierende Substrat beschränkt.
Das Flussmittel 16 muss nicht auf die gesamte freiliegende Fläche des Sicherungselements 15 aufgetragen werden. Das Flussmittel 16 kann teilweise auf einen für den Betrieb benötigten Teil der Oberfläche des Sicherungselements 15 aufgetragen werden.
Die Deckschicht 17 erstreckt sich auf einer Oberfläche des Flussmittels 16 und auf einem Teil des Sicherungselements 15 über eine Endfläche, wo das Flussmittel 16 aufgetragen ist, hinaus. Es kann eine beliebige Legierung als das erste schmelzbare Metall 15a und das zweite schmelzbare Metall 15b verwendet werden, solange es sich um ein schmelzbares Metall handelt, das bei einer Erhitzung durch das Wärmeerzeugungselement12 schmelzen kann. Es werden hier keine besonderen Vorgaben für die Legierung gemacht, wobei eine Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, eine Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält (Silber ist nicht ausschlaggebend und kann bei Bedarf hinzufügt werden), eine Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und eine Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, als ein erstes Beispiel verwendet werden kann. Ein zinnbasiertes Lotmaterial wie etwa eine 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, eine 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, eine 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, eine 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung oder eine 42Sn-58Bi-Legierung kann als ein zweites Beispiel der Legierung verwendet werden (die Koeffizienten jedes Legierungsmaterials geben die Massenprozente der Elemente an).
Anstatt des oben beschriebenen schmelzbaren Metalls kann ein Metallmaterial, das durch das Heizen des Wärmeerzeugungselements 12 in das erste schmelzbare Metall 15a gelöst wird, als das zweite schmelzbare Metall 15b verwendet werden. Es werden hier keine besonderen Vorgaben hinsichtlich des Metallmaterials gemacht, wobei Silber, Kupfer oder eine diese enthaltende Legierung als ein Beispiel verwendet werden können. Zum Beispiel kann ein bleifreies, zinnbasiertes Lotmaterial wie etwa eine Sn-Ag-Legierung, die 25 bis 40 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, als eine Silberlegierung verwendet werden.
In dem Schutzelement 10 schließt eine filmartige Deckschicht 17 einen äußeren Schichtteil des Flussmittels 16 und bedeckt ein Ende des Sicherungselements 15. Das durch die Wärme während des Durchschmelzens verflüssigte Flussmittel 16 kann in der Deckschicht 17 gehalten werden, um ein Fließen des Flussmittels 16 von der Oberfläche des Sicherungselements 15, wo es aufgetragen wurde, zu verhindern, bis das Sicherungselement 15 schmilzt.
Als ein anderes Beispiel des Schutzelements umfasst ein in 2 gezeigtes Schutzelement 20 ein isolierendes Substrat 21, ein Wärmerzeugungselement 22, das an dem isolierenden Substrat 21 vorgesehen ist, wenigstens zwei Hauptelektroden 23, die an dem isolierenden Substrat 21 vorgesehen sind, eine stromleitende Elektrode 24, die an dem isolierenden Substrat 21 für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement 22 vorgesehen ist, ein Sicherungselement 25, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden 23 und der stromleitenden Elektrode 24 vorgesehen ist, und ein Flussmittel 26, das an dem Sicherungselement 25 vorgesehen ist. Das Sicherungselement 25 besteht aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall 25a und ein zweites schmelzbares Metall 25b umfasst. Das Flussmittel 26 enthält eine aushärtbare Kunstharzkomponente. Nach dem das Flussmittel 26 auf dem Sicherungselement 25 aufgetragen wurde, wird eine Oberfläche des Flussmittels 26 ausgehärtet, um eine Deckschicht 27 zu erzeugen, die das Flussmittel 26 bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels 26 zu verhindern. Das Schutzelement 20 umfasst eine Deckschicht 27, die aus einer aushärtbaren Kunstharzkomponente ausgebildet ist und vorgesehen ist, um die Oberfläche des Flussmittels 26 zu bedecken.
Das Flussmittel 26 muss nicht notwendigerweise auf der gesamten freiliegenden Oberfläche des Sicherungselements 25 aufgetragen werden. Das Flussmittel 26 kann teilweise auf wenigstens einem für den Betrieb benötigten Teil der Oberfläche des Sicherungselements 25 aufgetragen werden.
Die Deckschicht 27 ist ein Film, der durch das Aushärten der Oberfläche des Flussmittels 26 ausgebildet wird. Es kann eine beliebige Legierung als das erste schmelzbare Metall 25a und das zweite schmelzbare Metall 25b verwendet werden, solange es sich um ein schmelzbares Metall 25b handelt, das bei einer Erhitzung durch das Wärmeerzeugungselement 22 schmelzen kann. Es werden hier keine besonderen Vorgaben für die Legierung gemacht, wobei eine Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, eine Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält (Silber ist nicht ausschlaggebend und kann bei Bedarf hinzugefügt werden), eine Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und eine Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, als ein erstes Beispiel verwendet werden kann. Ein zinnbasiertes Lotmaterial wie etwa eine 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, eine 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, eine 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, eine 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung oder eine 42Sn-58Bi-Legierung kann als ein zweites Beispiel der Legierung verwendet werden (die Koeffizienten jedes Legierungsmaterials geben die Massenprozente der Elemente an).
Anstatt des oben beschriebenen schmelzbaren Metalls kann ein Metallmaterial, das durch das Erhitzen des Wärmeerzeugungselements 22 in das erste schmelzbare Metall 25a gelöst wird, als das zweite schmelzbare Metall 25b verwendet werden. Es werden hier keine besonderen Vorgaben hinsichtlich des Metallmaterials gemacht, wobei Silber, Kupfer oder eine diese enthaltende Legierung als ein Beispiel verwendet werden kann. Zum Beispiel kann ein bleifreies, zinnbasiertes Lotmaterial wie etwa eine Sn-Ag-Legierung, die 25 bis 40 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, als eine Silberlegierung verwendet werden.
In dem Schutzelement 20 wird die aushärtbare Kunstharzkomponente, die ein in dem Flussmittel 26 enthaltener Zusatz ist, an der Oberfläche ausgehärtet, um eine filmartige Deckschicht 27 zu erzeugen. Die Deckschicht 27 schließt einen äußeren Schichtteil des Flussmittels 26 ein und ist an einem umfänglichen Ende des Sicherungselements 25 fixiert. Das durch die Hitze während des Durchschmelzens verflüssigte Flussmittel 26 kann in der Deckschicht 27 gehalten werden, um ein Fließen des Flussmittels 26 von der Oberfläche des Sicherungselements 25, auf die es aufgetragen wurde, zu verhindern, bis das Sicherungselement 25 schmilzt.
Beispiele
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Schutzelement 10 in einem Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ein isolierendes Substrat 11 aus Aluminiumoxid. Das Schutzelement 10 umfasst ein Wärmeerzeugungselement 12, das aus einem Dickfilmwiderstand auf einer unteren Fläche des isolierenden Substrats 11 besteht. Das Schutzelement 10 umfasst zwei Hauptelektroden 13, die aus gesintertem Silber bestehen und an einer oberen Fläche des isolierenden Substrats 11 vorgesehen sind, und eine stromleitende Elektrode 14, die aus gesintertem Silber besteht und an der oberen Fläche des isolierenden Substrats 11 für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement 12 vorgesehen ist.
Das Schutzelement 10 umfasst ein Sicherungselement 15, das an den Hauptelektroden 13 und der stromleitenden Elektrode 14 vorgesehen ist, und aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall 15a und ein zweites schmelzbares Metall 15b umfasst, besteht, wobei das erste schmelzbare Metall 15a aus einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung besteht und das zweite schmelzbare Metall 15b aus Silber besteht. Das Schutzelement 10 umfasst ein Flussmittel 16, das auf das Sicherungselement 15 aufgetragen ist. Das Flussmittel 16 weist an einer Oberfläche eine Deckschicht 17 auf, die aus einem Epoxidharz besteht und vorgesehen ist, um das Flussmittel 16 zu bedecken und ein Fließen des Flussmittels 16 zu verhindern.
Das Schutzelement 10 umfasst einen kappenförmigen Deckel 18, der aus einem Flüssigkristallpolymer besteht und an dem isolierenden Substrat 11 fixiert ist, um das Sicherungselement 15 und das Flussmittel 16 zu bedecken. Ein isolierender Schutzfilm aus einer Glasglasur ist an einer Oberfläche des Wärmeerzeugungselements 12 vorgesehen. Das Schutzelement 10 umfasst eine Verdrahtungseinrichtung 110, die aus einem Halbdurchgangsloch aus gesintertem Silber besteht. Die Verdrahtungseinrichtung 110 sieht eine elektrische Verbindung der Hauptelektroden 13 und der stromleitenden Elektrode 14, die an der oberen Fläche des isolierenden Substrats 11 vorgesehen sind, zu Musterelektroden 19 und einer stromführenden Elektrode 14, die an der unteren Fläche des isolierenden Substrats 11 vorgesehen sind, vor. Anstatt aus dem wärmeaushärtenden Epoxidharz kann die Deckschicht 17 aus einem durch Ultraviolettlicht aushärtbaren Kunstharz wie etwa einem Acrylsäure-basierten Kunstharz oder einem Acrylester-basierten Kunstharz oder aus einem durch einen Elektronenstrahl aushärtbaren Kunstharz bestehen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst das Schutzelement 20 in dem Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung ein isolierendes Substrat 21 aus Aluminiumoxid. Das Schutzelement 20 umfasst ein Wärmeerzeugungselement 22, das aus einem Dickfilmwiderstand besteht und an einer oberen Fläche des isolierenden Substrats 21 vorgesehen ist. Das Schutzelement 20 umfasst zwei Hauptelektroden 23, die aus gesintertem Silber bestehen und an der oberen Fläche des isolierenden Substrats 21 vorgesehen sind, und eine stromleitende Elektrode 24, die aus gesintertem Silber ausgebildet ist und an der oberen Fläche des isolierenden Substrats 21 für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement 22 vorgesehen ist.
Das Schutzelement 20 umfasst ein Sicherungselement 25, das an den Hauptelektroden 23 und der stromleitenden Elektrode 24 vorgesehen ist und aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall 25a und ein zweites schmelzbares Metall 25b umfasst, besteht, wobei das erste schmelzbare Metall 25a aus einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung besteht und das zweite schmelzbare Metall 25b aus einer 70Sn-30Ag-Legierung besteht. Das Flussmittel 26 enthält eine Epoxidharzkomponente als eine gemischte Komponente und weist eine Deckschicht 27 auf, die aus einer Epoxidharzkomponente besteht und vorgesehen ist, um die Oberfläche des Flussmittels 26 zu bedecken.
Das Schutzelement 20 umfasst einen kappenförmigen Deckel 28, der aus einem Flüssigkristallpolymer ausgebildet ist und an dem isolierenden Substrat 21 fixiert ist, um das Sicherungselement 25 und das Flussmittel 26 einschließlich der Deckschicht 27 zu bedecken. Eine Glasglasur (schützender Isolationsfilm) ist an einer Fläche des Wärmeerzeugungselements 22 vorgesehen. Die Hauptelektroden 23 und die stromleitende Elektrode 24, die an der oberen Fläche des isolierenden Substrats 21 vorgesehen sind, umfassen eine Verdrahtungseinrichtung 210, die durch ein Halbdurchgangsloch aus gesintertem Silber gebildet wird und eine elektrische Verbindung zu einer an der unteren Fläche des isolierenden Substrats 21 vorgesehenen Musterelektrode 29 vorsieht. Das Wärmeerzeugungselement 22 des Schutzelements in dem Beispiel 2 ist an der Fläche (oberen Fläche) des isolierenden Substrats 21 vorgesehen, an der auch das Sicherungselement 25 vorgesehen ist.
Der Teil des Schutzelements 10 in dem Beispiel 1, an dem das Flussmittel 16 aufgetragen wird, kann geändert werden, und es kann ein Flussmittel 36 wie in 3 gezeigt aufgetragen werden. In einem Schutzelement 30 ist eine stromleitende Elektrode 34 zwischen zwei Hauptelektroden 33 angeordnet und sind dazwischen Abstandsteile vorgesehen. Mit anderen Worten ist ein Abstandsteil zwischen einer Hauptelektrode 33 und der stromleitenden Elektrode 34 vorgesehen und ist auch ein Abstandsteil zwischen der anderen Hauptelektrode 33 und der stromleitenden Elektrode 34 vorgesehen. Das Flussmittel 36 des Schutzelements 30 wird auf einen Teil eines Sicherungselements 35, der mit der stromleitenden Elektrode 34 überlappt, und auf Teilen, die mit den sich von der stromleitenden Elektrode 34 zu Enden der Hauptelektroden 33 erstreckenden Abstandsteilen überlappen, aufgetragen. Die Konfiguration des Schutzelements 30 ist ansonsten mit Ausnahme der oben beschriebenen Teile, auf denen das Flussmittel 36 aufgetragen wird, gleich der Konfiguration des Schutzelements 10 in dem Beispiel 1, wobei die einander entsprechenden Komponenten durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
Der Teil des Schutzelements 20 in dem Beispiel 2, auf den das Flussmittel 26 aufgetragen wird, kann geändert werden, und es kann ein Flussmittel 46 wie in 4 gezeigt aufgetragen werden. In einem Schutzelement 40 ist eine stromleitende Elektrode 44 zwischen zwei Hauptelektroden 43 angeordnet und sind dazwischen Abstandsteile vorgesehen. Mit anderen Worten ist ein Abstandsteil zwischen einer Hauptelektrode 43 und der stromleitenden Elektrode 44 vorgesehen und ist auch ein Abstandsteil zwischen der anderen Hauptelektrode 43 und der stromleitenden Elektrode 44 vorgesehen. Das Flussmittel 46 des Schutzelements 40 wird auf einen Teil eines Sicherungselements 45, der mit der stromleitenden Elektrode 44 überlappt, und auf einen Teil des Sicherungselements 45, der mit dem sich von der stromleitenden Elektrode 44 zu einem Ende jeder der Hauptelektroden 43 erstreckenden Abstandsteil überlappt, aufgetragen. Die Konfiguration des Schutzelements 40 ist ansonsten mit Ausnahme der oben beschriebenen Teile, auf denen das Flussmittel 46 aufgetragen wird, gleich der Konfiguration des Schutzelements 20 in dem Beispiel 2, wobei die einander entsprechenden Komponenten durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
In dem Schutzelement des Beispiels 1 und des Beispiels 2 kann die Verdrahtungseinrichtung, die die Hauptelektroden und die stromleitende Elektrode mit der Musterelektrode, die durch das isolierende Substrat getrennt werden, verbindet, ein sich durch das isolierende Substrat erstreckendes Leiterdurchgangsloch oder eine mit einem planaren Elektrodenmuster versehende Flächenverdrahtung anstatt des Halbdurchgangslochs sein. Anstatt von Silber oder Kupfer kann eine zinnbasierte Legierung, die Silber und/oder Kupfer enthält, als das zweite Metallmaterial mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden.
Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei jedoch deutlich sein sollte, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen in jeder Beziehung beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen sind. Der Erfindungsumfang wird durch die Ansprüche definiert und umfasst verschiedene durch die Ansprüche abgedeckte Modifikationen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Schutzelement gemäß der vorliegenden Erfindung kann an einer anderen Leiterplatte durch zum Beispiel ein Rückflusslöten montiert werden und kann in einer Schutzeinrichtung für eine Sekundärbatterie wie etwa einen Batteriepack verwendet werden.
Bezugszeichenliste

10, 20, 30, 40: Schutzelement
11, 21, 31, 41: isolierendes Substrat
12, 22, 32, 42: Wärmeerzeugungselement
13, 23, 33, 43: Hauptelektrode
14, 24, 34, 44: stromleitende Elektrode
15, 25, 35, 45, 200: Sicherungselement
15a, 25a, 35a, 45a: erstes schmelzbares Metall
15b, 25b, 35b, 45b: zweites schmelzbares Metall
16, 26, 36, 46: Flussmittel
17, 27, 37, 47: Deckschicht
18, 28, 38, 48: kappenförmiger Deckel
19, 29, 39, 49: Musterelektrode
110, 210, 310, 410: Verdrahtungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013239405 [0004, 0009]
JP 2015079608 [0005, 0009]
JP 20100036645 [0008]
JP 2014091162 [0009]
JP 2010003665 [0009]

Claims

Schutzelement, umfassend: wenigstens zwei Elektrodenteile, die durch einen isolierenden Halteteil gehalten werden, ein Sicherungselement, das die Elektrodenteile verbindet, und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist, wobei das Flussmittel, an einer Oberfläche, eine Deckschicht aufweist, die das Flussmittel bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels zu verhindern.
Schutzelement nach Anspruch 1, wobei die Deckschicht ein Film ist, der durch das Aushärten einer Oberfläche des Flussmittels selbst gebildet wird.
Schutzelement nach Anspruch 1, wobei die Deckschicht aus einem Deckmaterial, das die Oberfläche des Flussmittels bedeckt, besteht, wobei das Deckmaterial verschieden von dem Flussmittel ist.
Schutzelement nach Anspruch 3, wobei das Deckmaterial schichtförmig ist.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht aus einem wärmeaushärtenden Kunstharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht aus einem durch Ultraviolettlicht aushärtbaren Kunstharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht aus einem durch einen Elektronenstrahl aushärtbaren Kunstharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht aus einem Epoxidharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Deckschicht aus einem Acrylharz oder einem Acrylesterharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Flussmittel teilweise an einer Fläche des Sicherungselements vorgesehen ist.
Schutzelement, umfassend: ein isolierendes Substrat, ein Wärmeerzeugungselement, das an dem isolierenden Substrat vorgesehen ist, wenigstens zwei Hauptelektroden, die an dem isolierenden Substrat vorgesehen sind, eine stromleitende Elektrode, die an dem isolierenden Substrat für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement vorgesehen ist, ein Sicherungselement, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden und der stromleitenden Elektrode vorgesehen ist, und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist, wobei das Flussmittel, an einer Oberfläche, eine Deckschicht aufweist, die das Flussmittel bedeckt, um ein Fließen des Flussmittels zu verhindern.
Schutzelement nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem wärmeaushärtenden Kunstharz besteht.
Schutzelement nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem durch Ultraviolettlicht aushärtbaren Kunstharz besteht.
Schutzelement nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem durch einen Elektronenstrahl aushärtbaren Kunstharz besteht.
Schutzelement nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem Epoxidharz besteht.
Schutzelement nach Anspruch 11, wobei die Deckschicht aus einem Acrylharz oder einem Acrylesterharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei: die stromleitende Elektrode zwischen den wenigstens zwei Hauptelektroden angeordnet ist und dazwischen Abstandsteile vorgesehen sind, und das Flussmittel an einem Teil des Sicherungselements, der mit der stromleitenden Elektrode überlappt, und an einem Teil des Sicherungselements, der mit den sich von der stromleitenden Elektrode zu Enden der wenigstens zwei Hauptelektroden erstreckenden Abstandsteilen überlappt, vorgesehen ist.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei das Sicherungselement aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall und ein zweites schmelzbares Metall umfasst, besteht.
Schutzelement nach Anspruch 18, wobei das erste schmelzbare Metall oder das zweite schmelzbare Metall aus einer zinnbasierten Legierung, die Silber und/oder Kupfer enthält, besteht.
Schutzelement nach Anspruch 18 oder 19, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall aus einem bleifreien, zinnbasierten Lotmaterial bestehen.
Schutzelement nach Anspruch 18 oder 19, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial ist, das aus einer Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und einer Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, ausgewählt ist.
Schutzelement nach Anspruch 18 oder 19, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sind, das aus einer 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, einer 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, einer 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung und einer 42Sn-58Bi-Legierung ausgewählt ist.
Schutzelement, umfassend: ein isolierendes Substrat, ein Wärmeerzeugungselement, das an dem isolierenden Substrat vorgesehen ist, wenigstens zwei Hauptelektroden, die an dem isolierenden Substrat vorgesehen sind, eine stromleitende Elektrode, die an dem isolierenden Substrat für eine Stromleitung durch das Wärmeerzeugungselement vorgesehen ist, ein Sicherungselement, das an den wenigstens zwei Hauptelektroden und der stromleitenden Elektrode vorgesehen ist, und ein Flussmittel, das an dem Sicherungselement vorgesehen ist, wobei: das Flussmittel eine aushärtbare Kunstharzkomponente enthält, und das Flussmittel eine Deckschicht aufweist, die eine Oberfläche des Flussmittels bedeckt, wobei die Deckschicht aus der aushärtbaren Kunstharzkomponente ausgebildet ist.
Schutzelement nach Anspruch 23, wobei die Deckschicht aus einem Film besteht, der durch das Aushärten der Oberfläche des Flussmittels gebildet wird.
Schutzelement nach Anspruch 23 oder 24, wobei die aushärtbare Kunstharzkomponente aus einem Epoxidharz besteht.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei: die stromleitende Elektrode zwischen den wenigstens zwei Hauptelektroden angeordnet ist und dazwischen Abstandsteile vorgesehen sind, und das Flussmittel an einem Teil des Sicherungselements, der mit der stromleitenden Elektrode überlappt, und an einem Teil des Sicherungselements, der mit den sich von der stromleitenden Elektrode zu Enden der wenigstens zwei Hauptelektroden erstreckenden Abstandsteilen überlappt, vorgesehen ist.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei das Sicherungselement aus einem Verbundmaterial, das ein erstes schmelzbares Metall und ein zweites schmelzbares Metall umfasst, besteht.
Schutzelement nach Anspruch 27, wobei das erste schmelzbare Metall oder das zweite schmelzbare Metall aus einer zinnbasierten Legierung, die Silber und/oder Kupfer enthält, besteht.
Schutzelement nach Anspruch 27 oder 28, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall aus einem bleifreien, zinnbasierten Lotmaterial bestehen.
Schutzelement nach Anspruch 27 oder 28, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sind, das aus einer Sn-Ag-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Cu-Ag-Legierung, die 0,5 bis 0,7 Massenprozent Cu, 0 bis 1 Massenprozent Ag und ansonsten Sn enthält, einer Sn-Ag-Cu-Legierung, die 3 bis 4 Massenprozent Ag, 0,5 bis 1 Massenprozent Cu und ansonsten Sn enthält, und einer Sn-Bi-Legierung, die 10 bis 60 Massenprozent Bi und ansonsten Sn enthält, ausgewählt ist.
Schutzelement nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei das erste schmelzbare Metall und/oder das zweite schmelzbare Metall ein Legierungsmaterial sind, das aus einer 96,5Sn-3,5Ag-Legierung, einer 99,25Sn-0,75Cu-Legierung, einer 96,5Sn-3Ag-0,5Cu-Legierung, einer 95,5Sn-4Ag-0,5Cu-Legierung und einer 42Sn-58Bi-Legierung ausgewählt ist.