JP2015035281A - 保護素子、及びこれを用いた保護回路基板 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明が適用された保護回路基板1は、図1に示すように、回路基板2と、回路基板2上に実装される保護素子3とを有する。この保護回路基板1は、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパックに内蔵され、電流経路の一部を構成するとともに、過充電、過放電等の異常が検知されると速やかに保護素子3の可溶導体13を溶融させて電流経路を遮断する。
保護素子3は、図1(A)に示すように、絶縁基板11と、絶縁基板11に積層され、絶縁部材15に覆われた発熱体14と、絶縁基板11の両端に形成された第1の電極12(A1)及び第2の電極12(A2)と、絶縁部材15上に発熱体14と重畳するように積層された発熱体引出電極16と、両端が第1、第2の電極12(A1),12(A2)にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極16に接続された可溶導体13とを備える。
第1の電極12(A1)と第1の外部接続端子21(A1)とを接続するハーフスルーホール20は、絶縁基板11の第1の辺11bの中央部C1に形成されている。これにより、ハーフスルーホール20が第1の辺11bの一端側に偏倚して形成されている場合に比して(図17参照)、放熱経路が短く、発熱体14の熱が第1の電極12(A1)に拡散することを防止し、効率よく発熱体14の熱を可溶導体13に集中させることができる。
また、このとき、可溶導体13は、絶縁基板11の第1の辺11b及び第2の辺11cの中央部C1、C2を結ぶ絶縁基板11の中心線C0上に搭載されることが好ましい。これにより、可溶導体13は、絶縁基板11の最も高温となる基板中央部上に搭載されるため、効率よく発熱体の熱が伝達され、速やかに溶断することができる。
[第1の形態]
次いで、保護素子3が接続される回路基板2について説明する。回路基板2は、例えばガラスエポキシ基板やガラス基板、セラミック基板等のリジッド基板や、フレキシブル基板等、公知の絶縁基板が用いられ、図3に示すように、保護素子3が実装される実装領域Rを有し、実装領域R内に保護素子3との接続電極が設けられている。実装領域Rは、保護素子3の絶縁基板11と同形、同面積である。なお、回路基板2は、保護素子3の発熱体14に通電させるFET等の素子が実装される。
ここで、接続電極25(A1),25(A2),25(P2)は、図3、図6に示すように、接続対象となる保護素子3の外部接続端子21(A1),21(A2),21(P2)の幅と略同じ幅で形成されている。これにより、回路基板2は、実装領域Rにおける熱容量の大きな電極パターンの面積を必要最小限に抑え、保護素子3からの放熱を抑制して効率よく可溶導体13を加熱、溶断することができる。
また、回路基板2は、接続電極25(A1),25(A2)の実装領域R外の幅を、実装領域R内における幅よりも拡幅してもよい。例えば、図7に示すように、回路基板2は、接続電極25(A1),25(A2)の実装領域R内の幅W1を保護素子3の外部接続端子21(A1),21(A2)と略同じ幅に形成するとともに、実装領域R外の幅W2を絶縁基板11の第1、第2の辺11b,11cと同じ幅に形成してもよい。
なお、上述した実施の形態では、接続電極25(A1),25(A2)の実装領域R外の幅W2を、絶縁基板11の第1、第2の辺11b,11cと同じ幅に形成したが、図9に示すように、保護回路基板1は、実装領域Rを除いて、回路基板2の広範囲にわたって接続電極25(A1),25(A2)を形成してもよい。
また、保護回路基板1は、回路基板2を絶縁層を介して複数の導電層を積層することにより多層化を図るとともに、実装領域Rの下方の導電パターンを削除してもよい。すなわち、図12に示すように、回路基板を、銅箔が貼付されたガラスエポキシ基板等を積層して多層化した積層板30として形成する。図13に示すように、保護素子3が実装される第1導電層31は、接続電極25(A1),25(A2),25(P2)がパターニングされている。第1導電層31の直下の第2導電層32では、図14に示すように、実装領域Rの投影面内における導電パターンが除去されている。
次いで、保護回路基板1の使用方法について説明する。図15に示すように、上述した保護回路基板1は、例えば、リチウムイオン二次電池のバッテリパック内の回路として用いられる。
Claims (4)
- 絶縁基板と、
上記絶縁基板に形成された発熱体と、
上記絶縁基板の表面の第1の側縁部に形成された第1の電極と、上記絶縁基板の表面の第2の側縁部に形成された第2の電極と、
上記絶縁基板の裏面の上記第1の側縁部に設けられ、上記第1の電極と連続する第1の接続端子と、
上記絶縁基板の裏面の上記第2の側縁部に設けられ、上記第2の電極と連続する第2の接続端子と、
上記絶縁基板の表裏面を貫通し、上記第1の電極と上記第1の接続端子とを接続する第1のスルーホールと、
上記絶縁基板の表裏面を貫通し、上記第2の電極と上記第2の接続端子とを接続する第2のスルーホールと、
上記第1及び第2の電極の間の電流経路上に設けられ、上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により溶断することにより、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を遮断する可溶導体とを備え、
上記第1、第2のスルーホールは、上記絶縁基板の上記第1、第2の電極が設けられた第1の側縁部及び第2の側縁部の中央部に形成されている保護素子。 - 上記可溶導体は、上記絶縁基板の上記第1の側縁部及び第2の側縁部の中央部を結ぶ中心線上に搭載されている請求項1記載の保護素子。
- 上記第1、第2の電極は、上記絶縁基板の上記第1の側縁部及び第2の側縁部の中央部に設けられている請求項1又は2に記載の保護素子。
- 回路基板と、上記回路基板上に実装される保護素子とを有する保護回路基板において、
上記保護素子は、
絶縁基板と、
上記絶縁基板に形成された発熱体と、
上記絶縁基板の表面の第1の側縁部に形成された第1の電極と、上記絶縁基板の表面の第2の側縁部に形成された第2の電極と、
上記絶縁基板の裏面の上記第1の側縁部に設けられ、上記第1の電極と連続する第1の接続端子と、
上記絶縁基板の裏面の上記第2の側縁部に設けられ、上記第2の電極と連続する第2の接続端子と、
上記絶縁基板の表裏面を貫通し、上記第1の電極と上記第1の接続端子とを接続する第1のスルーホールと、
上記絶縁基板の表裏面を貫通し、上記第2の電極と上記第2の接続端子とを接続する第2のスルーホールと、
上記第1及び第2の電極の間の電流経路上に設けられ、上記発熱体に電気的に接続された発熱体引出電極と、
上記発熱体引出電極から上記第1及び第2の電極にわたって積層され、熱により溶断することにより、該第1の電極と該第2の電極との間の電流経路を遮断する可溶導体とを備え、
上記第1、第2のスルーホールは、上記絶縁基板の上記第1、第2の電極が設けられた第1の側縁部及び第2の側縁部の中央部に形成されている保護回路基板。
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