JP2015053271A

JP2015053271A - 保護装置

Info

Publication number: JP2015053271A
Application number: JP2014210266A
Authority: JP
Inventors: 鐘雄王; Shoyu O; 鴻銘林; Hung Ming Lin; 朗一江; Lang-Yi Chiang; 文翔羅; Wen Shiang Luo; 國樞陳; Kuo-Shu Chen
Original assignee: Cyntec Co Ltd
Current assignee: Cyntec Co Ltd
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2030-09-03
Also published as: JP5624183B2; US20110058295A1; JP2011060762A; US20130250470A1; JP5923153B2; US8675333B2; JP5351860B2; JP2013179096A; US8472158B2

Abstract

【課題】過電流および過電圧を効果的に防止する。【解決手段】基板、導電部分および第１補助媒体を含む保護装置を提供する。導電部分は基板によって支持され、この導電部分は第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備える。金属素子は、第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する。補助媒体は金属素子と基板との間に配置され、該補助媒体は金属素子の融点よりも低い融点を有する。補助媒体は、金属素子の融解時の破断を促進する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、電子機器に適用される保護装置および特に過電流および過電圧を防止することができる保護装置に関する。

近年、情報技術（ＩＴ）開発の時流により、携帯電話、コンピュータおよび個人情報端末のようなＩＴ製品はありふれている。それらによって、食品、衣類、住居、旅行、教育および娯楽といったさまざまな側面での要望が満たされており、人々はますますＩＴ製品に依存している。しかしながら、最近、充電および放電中における、携帯用電子製品のバッテリーの爆発に関する報道があった。それ故、業界は、過電圧または過電流が原因で、充電および放電中にバッテリーが爆発しないように、バッテリーの充電および放電中に用いられる保護手段を強化している。

従来の技術によって提供される保護装置の保護方法によれば、保護装置の温度ヒューズはバッテリー回路と直列接続され、保護装置の温度ヒューズおよびヒーターは、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）および集積回路（ＩＣ）といった制御装置に電気的に接続されている。このようなやり方では、ＩＣが過電圧を検知すると、このＩＣはＦＥＴを作動させるため、温度ヒューズを融解させるまで加熱する電流がヒーターに流れるように、それによってバッテリー回路を非接続とし、過電圧から保護する。加えて、過電流が生じたときには、温度ヒューズに大量の電流が流れ、温度ヒューズが融解し、それによってバッテリー回路を非接続とし、過電流からの保護がなされる。

本発明の目的は、過電流および過電圧を効果的に防止する、保護装置を提供することにある。

一態様において、本発明は、電気回路の保護装置を提供する。該保護装置は、第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を有する導電部分を支持する基板、および金属素子と基板との間に配置された補助媒体を備え、金属素子は、第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能し、補助媒体は金属素子の融解時の破断を促進して、電気回路を過電圧および／または過電流から保護する。保護装置には、基板に支持された発熱素子を設けることができ、少なくとも補助媒体に対して熱を与える。発熱素子は金属素子と基板との間に支持させる、または、基板の発熱素子とは反対側に支持させることができる。

本発明の他の実施形態において、保護装置は更に金属素子と基板との間に配置される中間支持部（例えば、もう１つの電極）を備え、補助媒体は中間支持部の少なくとも一方の側面に配置する。中間支持部は更に、金属素子の融解時の破断を促進し、電子回路を保護する。中間支持部は、もしあれば、発熱素子によって熱を与えられる。

本発明の実施形態において、保護装置は金属素子と基板との間に配置される第１中間層（例えば、はんだ層）を更に備え、中間層は金属素子の融点よりも低い第１融点を有する。第１中間層は、更に金属素子と溶融し、金属素子の融解時の破断を促進し、電気回路を保護する。更に、第１融点よりも低い融点を有する第２中間層（例えば、もう１つのはんだ層）を金属素子と第１および第２電極との間に設けることができる。

本発明の更なる実施形態において、保護装置は、金属素子と第１および第２電極との間に位置する断熱部分を更に有し、中間支持部への熱伝達速度が第１および第２電極への熱伝達速度よりも高い。

本発明の更なる実施形態において、少なくとも第１電極が、金属素子に向かって延在する突起部を備え、該突起部によって融解した金属素子と更に接触させ、金属素子の溶融時の破断を促進し、回路を保護する。

本発明の実施形態において、本発明は、基板、第１電極、第２電極、補助媒体および金属素子を備えた保護装置を提供する。第１電極は、基板上に配置し、第２電極は、基板上に配置する。補助媒体は、基板上および第１電極と第２電極との間に配置する。金属素子は、第１および第２電極と接続し、補助媒体は基板と金属素子との間に配置する。

本発明の実施形態において、保護装置は、第３電極、第４電極、および発熱素子を更に備える。第３電極は、基板の第３周辺部上に配置する。第４電極は、基板の第４周辺部上に配置する。発熱素子は基板上に配置し、第３電極と第４電極との間に配置する。

本発明の実施形態において、保護装置は、基板の第１表面上に配置され、かつ金属素子を覆うハウジングを更に備える。

本発明の実施形態において、中間支持部は、金属素子と接続した中間支持部の表面上にノッチ構造を備える。

本発明の実施形態において、基板は、第１断熱ブロックおよび第１断熱ブロックと接続させた第２断熱ブロックを有し、第１断熱ブロックの熱伝導係数が第２断熱ブロックの熱伝導係数よりも大きい。

上記のように、本発明の保護装置には補助媒体を配置し、この補助媒体を金属素子と発熱素子との間に配置する。ゆえに、発熱素子が熱を発生させたとき、第１補助媒体２７０は、金属素子２８０の融解を促進する。更に、保護装置の第１電極および第２電極の少なくとも１つは突起部を有する。従って、発熱素子が熱を発生させたとき、効率的に熱せられる補助媒体が金属素子の融解を促進し、融解した金属素子が表面張力によって突起部に向かって流出し、突起部が融解した金属素子の流出領域および付着領域を増大させ、延在部分と電極とを電気的に接続する融解した金属によって短絡が生ずるのを防止することができる。加えて、本発明の保護装置は低熱伝導層を有し、発熱素子が熱を発生させたとき、その熱を、基板を介して集中的に第３電極に伝達することができるため、第３電極の上方に位置する金属素子の融解量を低減し、過電圧保護または過電流保護を達成することができる。

本発明の、上述のおよび他の特徴および特長をわかりやすくするために、いくつかの実施形態を図面と共に以下に詳細に記載する。

添付図面を本発明の更なる理解のために含め、また本明細書に加えてその一部とする。図面は本発明の実施形態を例示し、図面の説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。

本発明の実施形態による保護装置の概略上面図である。図１Ａの保護装置の概略底面図である。断面線Ｉ〜Ｉに沿った図１Ａの保護装置の概略横断面図である。断面線ＩＩ〜ＩＩに沿った図１Ａの保護装置の概略横断面図である。図１Ａの金属素子の他の構造を示す図である。本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。図３Ａ〜図３Ｃの保護装置の製造工程を例示する概略底面図である。図３Ａ〜図３Ｃの保護装置の製造工程を例示する概略底面図である。図３Ａ〜図３Ｃの保護装置の製造工程を例示する概略底面図である。本発明の実施形態による保護装置の概略略上面図である。図５Ａの保護装置の概略底面図である。断面線Ｉ〜Ｉ’に沿った図５Ａの保護装置の概略横断面図である。断面線ＩＩ〜ＩＩ’に沿った図５Ａの保護装置の概略横断面図である。本発明の実施形態による保護装置の概略上面図である。図６Ａの保護装置の概略底面図である。断面Ｉ〜Ｉ’に沿った図６Ａの保護装置の概略横断面図である。本発明の実施形態による保護装置の概略上面図である。図７Ａの保護装置の概略底面図である。断面Ｉ〜Ｉ’に沿った図７Ａの保護装置の概略横断面図である。断面ＩＩ〜ＩＩ’に沿った図７Ａの保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略上面図である。図８Ａの保護装置の概略底面図である。断面ＩＩＩ〜ＩＩＩ’に沿った図８Ａの保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。破断後の図９Ａの保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本発明の更に他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本発明の更に他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。

本発明の好適な実施形態を詳細に記し、その実施形態を添付図面に例示する。可能な限り、同じ参照番号を、図面中および説明中において、同一のまたは同様の部分を示すために用いる。

図１Ａ〜図１Ｄを参照するに、本発明の実施形態において、保護装置２００を提供する。本発明の保護装置２００は、基板２１０、第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０、第４電極２５０、発熱素子２６０、第１補助媒体２７０、および導電部分を含む。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、それぞれ基板２１０上に配置されている。ここで、導電部分は基板２１０に支持され、第１電極２２０と第２電極２３０との間に電気的に接続される金属素子２８０を含む。

詳細には、本実施形態において、基板２１０は、中央部分Ｃと、この中央部分Ｃを囲む、第１周辺部２１２、第２周辺部２１４、第３周辺部２１６および第４周辺部２１８を有する。第１周辺部２１２は、第２周辺部２１４に対応して配置され、第３周辺部２１６は、第４周辺部２１８に対応して配置される。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、それぞれ、第１周辺部２１２、第２周辺部２１４、第３周辺部２１６および第４周辺部２１８上に配置される。基板２１０は、第１表面Ｓ１、および、第１表面Ｓ１と反対側の第２表面Ｓ２を有する。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、第１表面Ｓ１から第２表面Ｓ２まで延在する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではなく、第１表面Ｓ１もしくは第２表面Ｓ２上での各々の電極の割り当て、または、各々の電極の有無は、必要に応じて決定される。別の実施形態において、第４電極２５０は、第２表面Ｓ２上のみに配置することができる。

更にまた、本実施形態によれば、中間支持部２４２、第３電極２４０の第２延在部２４４は、それぞれ第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２上に配置することができ、それぞれ中央部分Ｃ上の位置まで延在させることができる。本実施形態によれば、中間支持部２４２および第２延在部２４４は、それぞれ２つの平面上に配置する。これら２つの平面はほぼ平行であるが互いに重ならない。第４電極２５０の第３延在部２５２は、第２表面Ｓ２上に配置され、中央部分Ｃ上の位置まで延在する。中間支持部２４２、第２延在部２４４および第３延在部２５２は、それぞれ第１電極２２０と第２電極２３０との間に配置される。加えて、中間支持部２４２の形状は本発明において限定されず、中間支持部を電極との接触がない基板上で独立した部分とすることができ、金属素子の融解時の破断を促進するために良好な熱伝導率を有する材料を含むということに留意すべきである。

基板２１０の材料は、セラミック（例えばアルミナ）、ガラスエポキシ樹脂、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ボロン（ＢＮ）または他の無機材料等を含む。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０の材料は、例えば、銀、銅、金、ニッケル、銀白金合金、ニッケル合金および良好な電気伝導率を有する他の材料とする。

発熱素子２６０は、第２表面Ｓ２上に配置され、第２延在部２４４と第３延在部２５２との間に接続され、第３電極２４０の中間支持部２４２は、発熱素子２６０の上方に配置される（図１Ｃに示す）。発熱素子２６０の材料は、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）、無機付着剤中にドープすることができるカーボンブラック、銅、チタン、ニッケルクロム合金およびニッケル銅合金等を含む。更に、発熱素子２６０を、その後の製造プロセス、周囲環境の湿度、酸度およびアルカリ度による影響から守るために、発熱素子２６０はフリット付着剤製またはエポキシ樹脂製の断熱層２９０によって覆う。

第１補助媒体２７０は、基板２１０の第１表面Ｓ１上および中間支持部２４２の周囲に配置され、第１補助媒体２７０は金属素子２８０と基板２１０の間に配置する。詳細には、本実施形態によれば、第１補助媒体２７０は、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２の中に充填される。特に、第１補助媒体２７０は、第１電極２２０、中間支持部２４２、および基板２１０によって形成される第１トレンチＲ１の中に充填すると共に、第２電極２３０、中間支持部２４２、および基板２１０によって形成される第２トレンチＲ２の中に充填する。言い換えれば、第１補助媒体２７０は中間支持部２４２の両側に配置される。第１補助媒体２７０は、金属素子２８０の融点よりも低い融点を有し、第１補助媒体２７０は金属素子２８０の融解時の破断を促進する。第１補助媒体２７０は、樹脂、松脂等でできている。

金属素子２８０は、第１電極２２０、中間支持部２４２および第２電極２３０の上方に配置され、第１補助媒体２７０の一部を覆い、第１補助媒体２７０および中間支持部２４２は共に、発熱素子２６０と金属素子２８０との間に配置され、第１補助媒体２７０の融点は金属素子２８０の融点よりも低い。ゆえに、制御素子（例示せず）が過電圧状態を検出し、発熱素子２６０を作動させ、金属素子２８０を飛ばす（ｂｌｏｗ）ための熱を発生させると、補助媒体２７０は、金属素子２８０に覆われ、また第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２によって囲まれるため、補助媒体２７０は、補助媒体２７０の上方に配置した金属素子２８０を効果的に飛ばしやすくし、これにより保護装置の過電圧保護がなされる。言い換えれば、本実施形態の補助媒体２７０は保護装置２００に組み込まれるため、補助媒体２７０は、金属素子２８０の融解および流出を容易にし、金属素子２８０の飛ばしを促進する。第１補助媒体２７０の利点は、融解した金属素子２８０が各々の電極上に流れて集まることができるように、融解した金属素子２８０と各々の電極との間のぬれ性を増大させ、融解した金属素子２８０自体の凝集力を高め、金属素子２８０を効果的に飛ばすことができることにある。

金属素子２８０の材料は、錫鉛合金、錫銀鉛合金、錫インジウムビスマス鉛合金、錫アンチモン合金、錫銀銅合金および低融点を有する他の合金を含む。更に、他の実施形態では、補助媒体Ｆ（図２に示す）を、金属素子２８０ａ内に埋め込んで、金属素子２８０ａを熱によって飛ばしやすくすることができる。本発明は、過電圧保護および過電流保護を同時になすために、発熱素子を有する保護装置を用いて記載されるが、金属素子２８０の効果的に飛ばすことの安定性を高めるために、金属素子２８０の下方に第１補助媒体２７０を配置することをも、発熱素子を有さない構造に対しても適用して、過電流が生じ金属素子２８０が熱によって融解されるときに、金属素子２８０を飛ばすことの安定性を高めることができるということは、当業者であれば理解できるという点に留意されたい。

本実施形態では、補助媒体２７０が金属素子２８０を融解しやすくするため、金属素子２８０の断面積の補助媒体２７０と各電極との全接触領域に対する割合を適切に調節して、金属素子の飛ばしの良好な安定性を得ることが必要とされる。例えば、金属素子２８０の断面積の補助媒体２７０と各電極との間の全接触領域に対する割合は１．３未満とすることができる。特に、保護装置のサイズを小さくしてサージ保護要件は変わらないままとする場合は、補助媒体２７０と各電極との全接触領域を調整して、よりよい形態とすることができる。例えば、本実施形態では、金属素子２８０の断面積は、金属素子２８０中の電流方向に対して垂直な部分の面積（図１Ｄに示す部分）である。補助媒体２７０と各電極との間の全接触領域とは、それぞれが、第１電極２２０、中間支持部２４２、および第２電極２３０と接触している第１トレンチＲ１および第２トレンチＲ２内の補助媒体２７０の全表面領域（図１Ａおよび図１Ｃに示す）のことをいう。

更に、補助媒体２７０は、融解した金属素子２８０と各電極との間のぬれ性も凝集力も増大させるため、金属素子２８０が飛ばされたときに、融解した金属素子２８０は、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２上に集まりこれにより融解した金属が、中間支持部２４２、第１電極２２０または第２電極２３０を短絡するのを防止する。このようにして、更に確実に、過電圧および過電流を防止するために金属素子２８０を効率的に飛ばすことができる。要するに、金属素子２８０の断面積の補助媒体２７０と各電極との全接触領域に対する割合を１．３未満にすると、金属素子２８０を効果的に飛ばすことの信頼性が向上する。

保護装置２００の製造方法を以下に詳述する。図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の１つの実施形態による保護装置を製造するための工程を例示する上面図であり、図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃの保護装置の底面図である。図１Ａ〜図１Ｄにおける各要素は、図３Ａ〜図３Ｃおよび図４Ａ〜図４Ｃにおけるものと同一の名称、同一の符号により表されるが、類似した素材をも表す点に留意されたい。従って、本願明細書においては詳細な説明を繰り返さない。

最初に、図３Ａおよび図４Ａに示すように、第１表面Ｓ１およびその反対側に第２表面Ｓ２を有する、基板２１０を準備する。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４の電極２５０を、基板２１０の上に形成し、かつ第１表面Ｓ１から第２表面Ｓ２まで延在させる。電極は、印刷、電気めっき、スパッタリングまたは他の手段によって形成する。

本実施形態では、第３電極２４０の中間支持部２４２および第２延在部分２４４をそれぞれ、第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２の上に配置する。第４電極２５０の第３延在部分２５２も第２表面Ｓ２上に配置さする。中間支持部２４２、第２延在部分２４４、および第３延在部分２５２はそれぞれ、第１電極２２０と第２電極２３０との間に配置する。

次に、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、発熱素子２６０を基板２１０の第２表面Ｓ２上に形成し、第２延在部分２４４および第３延在部分２５２に、例えば、厚膜印刷により電気的に接続する。その後、発熱素子２６０を、その後の製造プロセス、周囲環境の湿度、酸度およびアルカリ度による影響から守るために、発熱素子２６０を、断熱層２９０によって被覆する。

次いで、図３Ｂに示すように、第１電極２２０、第２電極２３０、および第３電極２４０の中間支持部２４２の上に、例えばコーティングすることによって、中間層としてのはんだ層Ｄを形成する。その後、補助媒体２７０を、第１電極２２０と、第２電極２３０と、中間支持部２４２との間に、基板２１０の上に、例えばコーティングにより形成する。はんだ層Ｄの素材は、錫−鉛合金、錫−銀合金、金、銀、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、パラジウム、ニッケル、銅、それらの合金、および他の金属素材を含み、はんだ層Ｄは、融解したはんだ層Ｄと金属素子２８０との間の表面張力を低減させると共に、金属素子２８０を膨張させて確実に飛ばすために、更に１０％〜１５％の補助媒体を含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、金属素子２８０は、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２に、はんだ層Ｄを配置することなく、超音波溶着技術を用いて固定させることができる。更に、他の実施形態では、はんだ層Ｄの材料が、はんだ合金と、例えば１０〜１５％の補助媒体材料とを含む場合に、第１補助媒体２７０の形成は、補助媒体材料を軟化して、第１電極２２０と、第２電極２３０と、中間支持部２４２との間を基板２１０に流れるように、はんだ層Ｄを加熱する（例えば１２０°Ｃ以上）工程を含む。補助媒体材料の量が不十分な場合には、第２補助媒体（例示せず）を選択的に加えることができる。

その後、図３Ｃに示すように、金属素子２８０を、補助媒体２７０が金属素子２８０と基板２１０との間に挟まれるように、第１電極２２０、第２電極２３０、および第３電極２４０の中間支持部２４２上に、はんだ層Ｄを介して配置する。特に、はんだ層Ｄは金属素子２８０の融点よりも低い融点を有する。これにより、基板２１０の下方の発熱素子２６０が熱を発生させるときに、基板２１０の上方の補助媒体２７０は、この補助媒体の上方に配置された金属素子２８０を融解しやすくする。

図５Ａ〜図５Ｄには、本発明の他の実施形態の保護装置２００ａを示している。本実施形態の保護装置２００ａは、図１Ａ〜図１Ｄの保護装置２００と類似しているが、保護装置２００ａの、発熱素子２６０、第２延在部２４４、第３延在部分２５２、および断熱層２９０の全てを、基板２１０の第１表面Ｓ１上に配置する点が、主な相違点である。

詳細には、第２延在部分２４４および第３延在部分２５２は、第１表面Ｓ１上で、第１電極２２０と第２電極２３０との間に配置する。発熱素子２６０は、第２延在部２４４と第３延在部２５２との間に配置し、断熱層２９０は、発熱素子２６０、第２延在部２４４および第３延在部２５２を覆う。第３電極２４０の中間支持部２４２は、断熱層２９０上にまで延びて位置する。補助媒体２７０は、断熱層２９０で、中間支持部２４２の周囲に配置する。金属素子２８０は、第１補助媒体２７０が金属素子２８０と断熱層２９０との間に配置されるように、第１電極２２０および第２電極２３０に渡って、補助媒体２７０および中間支持部２４２を覆う。従って、発熱素子２６０が熱を発生させると、金属素子２８０を融解させるように、補助媒体２７０および断熱層２９０を経て金属素子２８０へ熱が伝達される。このように、金属素子２８０に直接接触している補助媒体２７０は金属素子２８０の融解を容易にする。本実施形態によれば、中間支持部２４２および第２延在部２４４を、ほぼ平行であるが互いに重ならない２つの平面上にそれぞれ配置する（図５Ｃおよび図５Ｄに示す）。

更に、保護装置２００ａの製造方法は、図１Ａ〜図１Ｄに示した保護装置２００の製造方法（図３Ａ〜図３Ｃおよび図４Ａ〜図４Ｃに示す）と類似しているが、保護装置２００ａの製造方法において、第２延在部分２４４、第３延在部分２５２、発熱素子２６０、および断熱層２９０を、基板２１０の第１表面Ｓ１上に形成する工程が最初に施され、その後断熱層２９０の上または上方に延在して位置する中間支持部２４２を形成させる工程が施される点が、相違点である。それから、補助媒体２７０を中間支持部２４２の周囲に形成し、第１電極２２０、中間媒体２７０、中間支持部２４２、および第２電極２３０を覆う金属素子２８０を形成する。

図６Ａ〜図６Ｃは、本発明の実施形態の保護装置３００ａを示す。図６Ａ〜図６Ｃの保護装置３００ａは、図１Ａ〜図１Ｄに示した保護装置２００と類似しているが、図６Ａ〜図６Ｃの保護装置３００ａでは、第１電極３２０は第１突起部３２２を有し、第２突起部３３０は第２電極３３０を有する点が、主な相違点である。

より詳細には、第１突起部３２２および第２突起部３３２の両方が中間支持部３４２および第３電極３４０の間に配置され、距離Ｌが第１突起部３２２と第２突起部３３２との間に存在する。本実施形態において、距離Ｌは０．１ｍｍ〜０．４ｍｍであることが好ましく、第１電極３２０と第２電極３３０との短絡を避けることができる。

本発明の実施形態によれば、第１電極３２０および第２電極３３０は、それぞれ、第１突起部３２２および第２突起部３３２を有するため、融解した金属素子３８０は表面張力の影響を受けて、第１突起部３２２および第２突起部３３０に向かって流れる。言い換えれば、第１突起部３２２および第２突起部３３２は、融解した金属素子３８０の流出領域および付着領域を増大させる。ゆえに、融解した金属素子３８０は、第１電極３２０と中間支持部３４２との間、または第２電極３３０と中間支持部３４２との間に、滞留または残存しないため、短絡現象を防止することができる。

加えて、第１電極３２０および第２電極３３０の形状は、本発明において限定されないということに留意されたい。第１電極３２０および第２電極３３０は、それぞれの一部として、第１突起部３２２および第２突起部３３２を有するが、第１電極３２０および第２電極３３０は、本明細書に示されない他の実施形態によれば、単一のまたは複数の突起部を有することができる。この実施形態も、本発明を適用することのできる技術的範囲に属し、ゆえに本発明の範囲内にある。

図７Ａは、本発明の実施形態による保護装置の概略上面図である。図７Ｂは、図７Ａの保護装置の概略底面図である。図７Ｃは、図７Ａの断面Ｉ〜Ｉ’に沿った概略横断面図である。図７Ｄは、図７Ａの断面ＩＩ〜ＩＩ’に沿った概略横断面図である。本発明のもう実施形態によれば、図７Ａ〜図７Ｄの保護装置３００ｂは図６Ａ〜図６Ｃの保護装置３００ａと類似しているが、図７Ａ〜図７Ｄの保護装置３００ｂが、第１電極３２０、第２電極３３０、第２電極３３０および中間支持部３４２の上に中間層を有し、この中間層は金属素子３８０の融点よりも低い融点を有する点が、主な相違点である。

詳細には、中間層が、金属素子３８０と中間支持部３４２との間にある第１中間層３８２、および第１電極３２０と第２電極３３０との間に配置する第２中間層３８４を有する。ゆえに、発熱素子３６０が熱を発生させ、第１補助媒体３７０、金属素子３８０、および中間層の全てを融解状態とするとき、融解した金属素子３８０は、融解状態にある中間層および補助媒体３７０によってぬれ効果を有し、表面張力の影響を受け第１突起部３２２および第２突起部３３２に向かって流れる。言い換えれば、融解状態の中間層および補助媒体３７０により、融解した金属素子３８０が第１電極３２０と中間支持部３４２との間、または第２電極３３０と中間支持部３４２との間に滞留または残存しないため、短絡現象を防止することができる。従って、保護装置３００ｂの信頼性は更に向上する。

加えて、中間層ははんだ材料、例えば、錫−鉛合金、錫／銀合金（９６．５％錫、３．５％銀）、または、金、銀、錫、鉛、ビスマス、インジウム、ガリウム、パラジウム、ニッケルといった金属、または銅とすることができ、はんだ材料には更にフラックスを含めることができる。本実施形態では、第１中間層３８２および第２中間層３８４は、それぞれ第１融点を有する第１はんだ層および第２融点を有する第２はんだ層を含む。

特に、本発明の実施形態によれば、金属素子３８０の融点を第２中間層３８４の融点よりも高くし、第２中間層３８４の融点を保護装置３００ｃが回路板（例示せず）上に集まる際の温度（集合物の融点）よりも高くする。更に、金属素子３８０の融点を第２中間層３８４の融点よりも高くし、第２中間層３８４の融点を第１中間層３８２の融点よりも高くする。

本発明の実施形態によれば、第１中間層３８２の融点は第２中間層３８４の融点よりも低い。そのため、発熱素子３６０が熱を発生させるときに、第１中間層３８２を金属素子３８０と溶融し、金属素子３８０の融点が低下し、金属素子３８０の融解時間が低減される。詳細には、第１中間層３８２の融点が、第２中間層３８４の融点を保護装置３００ｃが回路板（例示せず）上に集まる際の温度（集合物の融点）よりも低い場合、保護装置３００ｃ上において第１中間層３８２が集まる際、第１中間層３８２が最初に金属素子３８０と溶融し、金属素子３８０の融点が低下し、金属素子３８０の融解時間を低減させる。加えて、高い融点を有する第２中間層３８４を第１電極３２０上および第２電極３３０上に形成し、保護装置３００ｃが回路版（例示せず）に集まる際に、第２中間層３８４の融解による金属素子３８０の移動を防止することができ、集合後の抵抗が影響を受けないようにする。

図８Ａ〜図８Ｃに示すように、本発明の実施形態によれば、図８Ａ〜図８Ｃの保護装置３００ｄは図６Ａ〜図６Ｃの保護装置３００ａと類似しているが、図８Ａ〜図８Ｃの保護装置３００ｄでは、発熱素子３６０、第２延在部分３４４、および第３延在部分３５２に全てが基板３１０の第１表面Ｓ１上に配置する点が、主な相違点である。

より具体的には、本実施形態によれば、第２延在部分３４４および第３延在部分３５２を第１電極３２０および第２電極３３０の間に配置し、発熱素子３６０を基板３１０の第１表面Ｓ１上に配置すると共に、第２延在部分３４４および第３延在部分３５２と電気的に接続する。断熱層３９０を中間支持部３４２と第２延在部分３４４および第３延在部分３５２との間に、すなわち中間支持部３４２を断熱層３９０の一方の表面に配置し、第２延在部分３４４および第３延在部分３５２を断熱層３９０の反対側の表面に配置する。特に、断熱層３９０上の、中間支持部３４２、第２延在部分３４４および第３延在部分３５２の正投影が重ならない。

更に、補助媒体３７０を断熱層３９０の上に配置すると共に、中間支持部３４２と第１電極３２０との間、および中間支持部３４２と第２電極３３０の間に配置する。金属素子３８０によって第１電極３２０の一部、補助媒体３７０、中間支持部３４２、および第２電極３３０を覆い、補助媒体３７０を金属素子３８０と断熱層３９０との間に配置する。従って、発熱素子３６０が熱を発生させたとき、熱は断熱層３９０を介して補助媒体３７０および金属素子３８０に導通され、金属素子３８０を融解させる。一方、金属素子３８０と直接接触する補助媒体３７０も金属素子３８０の融解を促進する。

図９Ａは、本発明の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図９Ｂは、破断後の図９Ａの保護装置の概略横断面図である。本実施形態において、図９Ａの保護装置４００ａは図１Ａ〜図１Ｄの保護装置２００ａと類似しているが、図９Ａの４００ａが、第１断熱層５１０を更に有する点が、主な相違点である。

より詳細には、保護装置４００ａの第１断熱層５１０は、基板４１０の第１表面Ｓ１に配置され、第１低熱伝導部分５１２および第１低熱伝導部分５１２と非接触の第２低熱伝導部分５１４を有する。ここで、第１低熱伝導部分５１２を発熱素子４６０と第１電極４２０との間に位置付け、第２低熱伝導部分５１４を発熱素子４６０と第２電極４３０との間に位置付け、補助媒体４７０により第１断熱層５１０の少なくとも一部を覆う。具体的には、第１低熱伝導部分５１２を基板４１０と第１電極４２０との間に位置付け、第２低熱伝導部分５１４を基板４１０と第２電極４３０との間に位置付ける。第１スペースＤ１を第１低熱伝導部分５１２と第２低熱伝導部分５１４との間に存在させ、第３電極４４０の中間支持部４４２を基板４１０上の第１スペースＤ１に配置する。ここで、第１断熱層５１０の材料を、例えば、ガラス材料または高分子材料とする。第１断熱層５１０の熱伝導係数を基板４１０の熱伝導係数よりも小さくし、第１断熱層５１０の熱伝導係数を２Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることが好ましい。例えば、ガラス材料を、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＭｇＯまたはＣａＯ、等とすることができる。例えば、ガラス材料の熱伝導係数は、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。高分子材料は、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド、エポキシ樹脂または紫外線硬化性樹脂である。高分子材料の熱伝導係数は０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。

特に、基板４１０の熱伝導係数は、第１断熱層５１０の熱伝導係数よりも大きい。すなわち、第１断熱層５１０と比較して基板４１０は高熱伝導性層とみなし、発熱素子４６０によって発生された熱を基板４１０の中心部を直接通過させることができ、中間支持部４４２へ迅速に伝達させることができる。確かに、基板４１０および第１断熱層５１０を同一材料で作り、すなわち、基板４１０を低熱伝導性層とみなすことができる。しかしながら、基板４１０の厚さおよび第１断熱層５４０の厚さの合計を、実質的に基板４１０の厚さより大きくする。従って、発熱素子４６０によって発生された熱を、直接基板４１０の中心部を通過させることができるため、中間支持部４４２へ迅速に伝達させることができ、その後、中間支持部４４２上に配置した金属素子４８０を最初に融解して、図９Ｂに示すように、電気回路を過電圧および／または過電流から保護する。言い換えれば、基板４１０の材料を、本実施形態の効果に影響させることなく、実施要件に従って選択することができる。

本実施形態の保護装置４００ａは、第１断熱層５１０を有する。従って、発熱素子４６０が熱を発生させ、その熱を、基板４１０を通じて電極へ伝えるときに、発熱素子４６０によって発生された熱の一部は、第１断熱層５１０によって阻まれ、第１電極４２０および第２電極４３０に与えられる熱が低減され、発熱素子４６０によって発生された熱の残りは、第３電極４４０を通じて金属素子４８０に直接伝導され、第３電極４４０の上方に位置する金属素子４８０を飛ばす。すなわち金属素子４８０の融解量を低減させることができる。結果的に、融解した金属素子４８０の付着領域は、融解した金属素子４８０の付着領域を、効果的に制御して安定した融解時間と融解条件をつくり、発熱素子４６０と第３電極４４０との間の調整誤差を低減することができ、過電圧保護および過電流保護を得る。

他の実施形態において、金属素子４８０の溶融解量が低減するため、過電圧保護時における保護装置４００ａの作動時間が低減し、また、中間支持部４４２と第１電極４２０を、または、中間支持部４４２と第２電極４３０を、電気的に接続する融解した金属素子４８０によって生じた短絡現象を軽減する。このことにより、保護装置４００ａの信頼性も向上する。更に、中間支持部４４２を、第１低熱伝導部分５１２と第２低熱伝導部分５１４との間に存在する第１スペースＤ１に配置させるため、補助媒体４７０は中間支持部４４２の周辺部へ効果的に充填することができる。ゆえに、中間支持部４４２は、金属素子４８０を融解させるための融解時間の安定性を確保するために、より良好なぬれ効果を有することができる。

図１０は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本実施形態によれば、図１０の保護装置４００ｂは図９Ａの防護装置４００ａに類似しているが、図１０の保護装置４００ｂの中間支持部４４２’の電極設計が異なっているという点が、主な相違点である。

詳細には、中間支持部４４２’の一部は、第１スペースＤ１’上に位置付け、中間支持部４４２’の残りの部分は第１低熱伝導部分５１２上および第２低熱伝導部分５１４上に位置付ける。具体的には、本実施形態では、第１スペースＤ１’の距離は第１スペースＤ１の距離よりも大きく、電極を製作する間に重力によって、中間支持部４４２’中にノッチ構造Ｃが製造される。すなわち、中間支持部４４２’は、第１スペースＤ１’に位置するノッチ構造Ｃを有し、同じスペースに三次元構造を形成することができる。ゆえに、融解した金属素子４８０の付着領域を増大させることができる。更に、ノッチ構造Ｃを第１補助媒体４７０によって充填し、中間支持部４４２’が融解した金属素子４８０を吸着するためのより良好な吸着性を有するようにすることもできる。

図１１は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本実施形態によれば、図１１の保護装置４００ｃは図９Ａの保護装置４００ａと類似しているが、図９Ａの保護装置４００ｃにおいては、発熱素子４６０、第２延在部４４４および第３延在部４５２の全てが基盤４１０の第１表面Ｓ１上に配置され、また保護装置４００ｃが第２断熱層５５０ａを更に含むという点が、主な相違点である。ここで、第２断熱層５２０ａの熱伝導係数は、第１断熱層５１０ａの熱伝導係数よりも大きい。

より具体的には、本実施形態では、第２延在部分４４４および第３延在部分４５２を、第１電極４２０と第３電極４４０との間に配置し、発熱素子４６０を基板４１０の第１表面上に位置づけると共に、第２延在部分４４４および第３延在部分４５２に接続する。特に、基板４１０の第１表面Ｓ１上の、中間支持部４４２、第２延在部分４４４および第３延在部分４５２、の正投影が重ならない。

更に、本実施形態における保護装置４００ｃの第２断熱部分５２０ａは、発熱素子４６０と第３電極４３０の中間支持部４４２との間に配置する。ここで、第１低熱伝導部分５１２ａを第２低熱伝導部分５１４ａに接続し、発熱素子４６０を第２断熱層５２０ａと第１断熱層５１０ａとの間に位置付ける。具体的には、本実施形態における第１断熱層５１０ａは、第３低熱伝導部分５１６ａおよび第４低熱伝導部分５１８ａを更に含む。第３低熱伝導部分５１６ａを第１低熱伝導部分５１２ａに接続すると共に、第３延在部分４５２まで延ばし、第４低熱伝導部分５１８ａを第２低熱伝導部分５１４ａに接続すると共に、第２延在部分４４４まで延ばす。本実施形態において、第２スペースＤ２は第３低熱伝導部分５１６ａと第４低熱伝導部分５１８ａとの間に存在し、第２断熱層５２０ａの一部は第３低熱伝導部分５１６ａ上および第４低熱伝導部分５１８ａ上に配置される。加えて、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分を、中間支持部４４２に伝達するために、第２断熱層５２０ａの熱伝導係数を、第１断熱層５１０ａの熱伝導係数の数倍大きくすることが好ましい。例えば、第２断熱層５２０ａの材料をセラミック材料、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢＮ、ＡｌＮとすることができる。ここでＡｌ_２Ｏ_３の熱伝導係数は２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＢＮの熱伝導係数は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＡｌＮの熱伝導係数は１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。第２断熱層５２０ａの熱伝導係数は、８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることが好ましい。

保護装置４００ｃの第２断熱層５２０ａは中間支持部４４２と発熱素子４６０の間に位置する。従って、発熱素子４６０が熱を発生させたとき、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分が中間支持部４４２へ直接伝達され、中間支持部４４２上に位置する金属素子４８０が迅速に飛ばされ、金属素子４８０の融解量を低減し、回路を遮断して効果的な過電圧保護または過電流保護がなされる。

図１２は、本発明の他の実施形態による保護装置の断面図である。保護装置は図１２の４００ｄは、図１２の第１断熱層５１０ｂおよび保護装置４００ｄの第２断熱層５２０ｂが異なった位置に配置される点を除き、図１１の保護装置４００ｃと類似している。

詳細には、第３低熱伝導部分５１６ｂおよび第４低熱伝導部分５１８ｂは第２断熱層５２０ｂに配置され、第２スペースＤ２’は第３低熱伝導部分５１６ｂと第４低熱伝導部分５１８ｂとの間に存在し、中間支持部４４２は第２スペースＤ２’に配置される。本実施形態における保護装置４００ｄは、第１断熱層５１０ｂと第２断熱層５２０ｂを同時に有する。従って、発熱素子４６０が熱を発生させたとき、発熱素子４６０によって発生された熱の一部は第３低熱伝導部分５１６ｂおよび第４低熱伝導部分５１８ｂによって阻まれ、これにより第３低熱伝導部分５１６ｂおよび第４低熱伝導部分５１８ｂの上方に位置する金属素子４８０へ伝達される熱量を減少させることができる。他の実施形態において、発熱素子４６０によって発生される熱の残りの部分は、第２断熱層５２０ｂおよび中間支持部４４２を介して金属素子４８０へ直接伝達され、中間支持部４４２の上方に位置する金属素子４８０を飛ばすことができる。結果的に、金属素子４８０の融解量を低減し、保護装置４００ｄの過電圧保護時の作動時間を減らし、過電圧保護または過電流保護を同時に達成することができる。

図１３は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本実施形態によれば、図１３の保護装置４００ｅは、図１３の保護装置４００ｅの基板４１０ａが図９Ａの保護装置４００ａと異なっている点を除いて、図９Ａの保護装置４００ａと類似している。

詳細には、本実施形態の基板４１０ａは、第１の断熱ブロック４１２ａおよび第１断熱ブロックに４１２ａに接続している第２断熱ブロック４１４ａを有する。ここで、第２断熱ブロック４１４ａは第１断熱ブロック４１２ａを囲み、第１断熱ブロック４１２ａおよび第２断熱ブロック４１４ａはほぼ同一平面上にある。中間支持部４４２は第１断熱ブロック４１２ａ上に位置付けられ、第１電極４２０および第２電極４３０は第２断熱ブロック４１４ａ上に位置する。補助媒体４７０は、基板４１０ａの第１表面Ｓ１上に配置し、中間支持部４４２と第１電極４２０との間、および中間支持部４４２と第２電極４３０との間に位置付ける。ここで、補助媒体４７０は、第２断熱ブロック４１４ａ一部を覆う。特に、第１の断熱ブロック４１２ａの熱伝導係数は、第２断熱ブロック４１４ａの熱伝導係数よりも大きくする。

具体的には、本実施形態において、第１断熱ブロック４１２ａの材料は、例えば、セラミック材料である。セラミック材料は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢＮまたはＡｌＮである。第１断熱ブロック４１２ａの熱伝導係数は、８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。他の実施形態において、第２断熱ブロック４１４ａの材料は、例えば、ガラス材料または高分子材料である。例えば、ガラス材料はＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＣａＯ等とすることができ、高分子材料はポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド、エポキシ樹脂または紫外線硬化性樹脂とすることができる。第２断熱ブロック４１４ａの熱伝導係数は、２Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満とすることが好ましい。

発熱素子４６０は第１の断熱ブロック４１２ａ上に位置する。従って、発熱素子４６０が熱を発生させたときに、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分は、第１断熱ブロック４１２ａを介して中間支持部４４２へ直接伝達され、中間支持部４４２上に位置する金属素子４８０は迅速に飛ばされ、金属素子４８０の融解量が低減され、過電圧保護および過電流保護を得る。

図１４は、本発明の更に別の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本実施形態では、図１４の保護装置４００ｆは、図１４の保護装置４００ｆの基板４１０ｂの、第１断熱ブロック４１２ｂおよび第２断熱ブロック４１４ｂが実質的に同一平面上でない点を除いて、図１３の保護装置４００ｅと類似している。

詳細には、第１断熱ブロック４１２ｂの厚さを第２断熱ブロック４１４ｂの厚さよりも小さくし、第１断熱ブロック４１２ｂを第２断熱ブロック４１４ｂとノッチＶとで囲む。中間支持部４４２の一部はノッチＶに位置づけると共に、第１断熱ブロック４１２ｂ上に位置付け、中間支持部４４２の他の部分は第２断熱ブロック４１４ｂに位置付ける。具体的には、本実施形態において、ノッチＶは第１断熱ブロック４１２ｂと第２断熱ブロック４１４ｂの間に存在するため、電極の製作工程の間、ノッチ構造Ｃ’が重力により中間支持部４４２において形成される。従って、中間支持部４４２という同じスペースに三次元構造を形成し、融解した金属素子４８０の付着領域を増大させることができる。更に、ノッチ構造Ｃ’を補助媒体４７０で充填し、中間支持部４４２が融解した金属素子４８０を吸着するためのより良好な吸着性を有するようにすることができる。

図１５は、本発明の更に他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。本実施形態では、図１５の保護装置４００ｇは図９Ａの保護装置４００ａと類似しているが、図１５の保護装置４００ｇはハウジング装置４９５を含む点が、相違点である。詳細には、ハウジング装置４９５を基板４１０の第１表面Ｓ１に配置さし、金属素子４８０を保護するために金属素子４８０を覆い、融解した金属素子４８０、補助媒体４７０、および中間層４８５が溢れ出すことによって生じる回路干渉といった問題を防止する。ここで、ハウジング装置４９５の材料は、例えば、アルミナ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナイロン、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂またはフェノールホルムアルデヒド樹脂を含む。

上記実施形態は、実施形態の例示であることに留意されたい。本明細書に示されない他の実施形態において、当業者は、実施要件に従って上記構成要素を選択し、またはそれらを組み合わせて、所望の技術的効果を得ることができる。上述からみて、以下の請求項およびそれらに相当するものの範囲内にあるならば、本発明の修正変更を、本発明に包含させることを目的とする。

一態様において、本発明は、電気回路の保護装置を提供する。該保護装置は、基板と、該基板によって支持された導電部分であって、第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備え、該金属素子は第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する、導電部分と、金属素子の融点よりも低い融点を有し、金属素子の融解時の破断を促進する第１補助媒体と、少なくとも第１補助媒体に熱を与える発熱素子と、金属素子と基板との間に配置され、発熱素子に結合された電極の延長部分を有する中間支持部と、を備え、第１電極および第２電極のうちの少なくとも一方は、金属素子の方へ延在する突起部を有する。

Claims

基板と、
該基板によって支持された導電部分であって、第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備え、該金属素子は前記第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する、導電部分と、
前記金属素子と前記基板との間に配置され、前記金属素子の融点よりも低い融点を有し、前記金属素子の融解時の破断を促進する第１補助媒体と、
前記基板の前記金属素子側とは反対側で支持され、少なくとも前記第１補助媒体に熱を与える発熱素子と、
前記金属素子と前記基板との間に配置され、前記発熱素子に結合された電極の延長部分を有する中間支持部と、を備える
保護装置。
前記第１補助媒体は前記中間支持部の少なくとも一方の側に配置される、請求項１に記載の保護装置。
前記金属素子と前記中間支持部との間に第１中間層を更に備え、該第１中間層は前記金属素子の融点よりも低い第１融点を有する、請求項２に記載の保護装置。
前記金属素子と前記第１および第２電極の間に第２中間層を更に備え、該第２中間層は前記第１中間層の融点よりも高い第２融点を有する、請求項３に記載の保護装置。
前記第１中間層は前記第１融点を有する第１はんだ材料を備え、前記第２中間層は前記第２融点を有する第２はんだ材料を備える、請求項４に記載の保護装置。
前記基板によって支持され、少なくとも前記中間支持部に熱を与える発熱素子を更に備える、請求項２に記載の保護装置。
前記発熱素子は、前記金属素子と前記基板との間に支持される、請求項６に記載の保護装置。
前記発熱素子は、前記基板の前記金属素子側とは反対側で支持される、請求項６に記載の保護装置。
前記発熱素子と、前記第１および第２電極との間に断熱部を更に備え、前記中間支持部への熱伝達速度が、前記第１および第２電極への熱伝達速度よりも高い、請求項６に記載の保護装置。
少なくとも前記第１電極は、前記金属素子の方へ延在する突起部を有し、該突起部は融解した前記金属素子と追加的に接触する、請求項１に記載の保護装置。
前記中間支持部は、前記金属素子と接触するノッチ構造を備える、請求項１に記載の保護装置。
前記基板は前記第１電極および前記第２電極の下方に第１断熱ブロックおよび第２断熱ブロックを備え、前記第１断熱ブロックの熱伝導係数は前記第２断熱ブロックの熱伝導係数よりも大きい、請求項１に記載の保護装置。