JP2018018835A - Protection element and fuse element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain stable fusing characteristics by preventing a fuse element from being deformed even when exposed to a high temperature environment such as reflow mounting.SOLUTION: The protection element includes: an insulating substrate 11; a heating element 14; a first electrode 12 and a second electrode 13 formed at both ends of the insulating substrate 11; a fuse element 17 whose both ends are connected to the first and second electrodes 12 and 13 via a connection material 21; and a regulating wall 82 for regulating wet spreading of a solder for connection with a circuit board to the first electrode 12 and the second electrode 13.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、電流経路上に実装され、定格を超える電流が流れた時の自己発熱、あるいは発熱体の発熱により溶断し電流経路を遮断するヒューズエレメントを用いた保護素子、ヒューズ素子に関し、特に加熱環境に曝されてもヒューズエレメントの溶断特性のバラつきが抑制された保護素子、ヒューズ素子に関する。   The present invention relates to a protection element and a fuse element that are mounted on a current path and use a fuse element that cuts off the current path by fusing due to self-heating when a current exceeding the rating flows, or heat generated by a heating element, and in particular heating. The present invention relates to a protective element and a fuse element in which variation in fusing characteristics of the fuse element is suppressed even when exposed to the environment.

従来、定格を超える電流が流れた時に自己発熱により溶断し、当該電流経路を遮断するヒューズエレメントが用いられている。ヒューズエレメントとしては、例えば、ハンダをガラス管に封入したホルダー固定型ヒューズや、セラミック基板表面にAg電極を印刷したチップヒューズ、銅電極の一部を細らせてプラスチックケースに組み込んだねじ止め又は差し込み型ヒューズ等が多く用いられている。   Conventionally, a fuse element that melts by self-heating when a current exceeding the rating flows and interrupts the current path has been used. As the fuse element, for example, a holder-fixed fuse in which solder is enclosed in a glass tube, a chip fuse in which an Ag electrode is printed on the surface of a ceramic substrate, or a screw fixing in which a part of a copper electrode is thinned and incorporated in a plastic case or Plug-in fuses are often used.

しかし、上記既存のヒューズエレメントにおいては、リフローによる表面実装ができない、電流定格が低く、また大型化によって定格を上げると速断性に劣る、といった問題点が指摘されている。   However, it has been pointed out that the above-mentioned existing fuse element cannot be surface-mounted by reflow, has a low current rating, and is inferior in quick disconnection when the rating is increased by increasing the size.

また、リフロー実装用の速断ヒューズ素子を想定した場合、リフローの熱によって溶融しないように、一般的には、ヒューズエレメントには融点が300℃以上のPb入り高融点ハンダが溶断特性上好ましい。しかしながら、RoHS指令等においては、Pb含有ハンダの使用は、限定的に認められているに過ぎず、今後Pbフリー化の要求は、強まるものと考えられる。   Further, when a fast-acting fuse element for reflow mounting is assumed, generally, a high melting point solder containing Pb having a melting point of 300 ° C. or more is preferable for the fuse element from the viewpoint of fusing characteristics so as not to melt by the heat of reflow. However, in the RoHS directive and the like, the use of Pb-containing solder is only limitedly recognized, and it is considered that the demand for Pb-free solder will increase in the future.

このような要請から、図17に示すように、Pbフリーハンダ等の低融点金属層101に銀や銅等の高融点金属層102が積層されたヒューズエレメント100が用いられている。このようなヒューズエレメント100によれば、リフローによる表面実装が可能でヒューズ素子への実装性に優れ、高融点金属被覆されていることで定格を上げて大電流に対応可能であり、さらに溶断時には低融点金属による高融点金属の溶食作用により速やかに電流経路を遮断することができる。   In view of such a demand, as shown in FIG. 17, a fuse element 100 is used in which a high melting point metal layer 102 such as silver or copper is laminated on a low melting point metal layer 101 such as Pb-free solder. According to such a fuse element 100, surface mounting by reflow is possible, it is excellent in mountability to the fuse element, and it is possible to cope with a large current by raising the rating by being coated with a high melting point metal. The current path can be quickly interrupted by the erosion action of the high melting point metal by the low melting point metal.

特開2013−229293号公報JP 2013-229293 A

ヒューズエレメント100は、低融点金属層101にメッキ技術を用いて高融点金属層102を成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント100は、例えば、長尺状のハンダ箔にAgメッキを施すことによりエレメントフィルムを製造し、使用時には、サイズに応じて切断することで、効率よく製造でき、また容易に用いることができる。   The fuse element 100 can be manufactured by forming the high melting point metal layer 102 on the low melting point metal layer 101 using a plating technique. For example, the fuse element 100 can be manufactured efficiently by easily producing an element film by applying Ag plating to a long solder foil, and cutting it in accordance with the size at the time of use. .

そして、ヒューズエレメント100は、例えば図18に示すように、絶縁基板103上に離間して形成された第1、第2の電極104,105間にわたって、接続用ハンダ106等の接続材料を介して接続されて、これにより第1、第2の電極104,105間を導通させる。ヒューズエレメント100は、第1、第2の電極104,105上に接続用ハンダ106を介して搭載した後、リフロー炉を通すことにより効率よく回路基板に実装することができる。   Then, for example, as shown in FIG. 18, the fuse element 100 is connected to the first and second electrodes 104 and 105 formed on the insulating substrate 103 with a connection material such as a connection solder 106 therebetween. As a result, the first and second electrodes 104 and 105 are electrically connected. The fuse element 100 can be efficiently mounted on the circuit board by being mounted on the first and second electrodes 104 and 105 via the connecting solder 106 and then passing through a reflow furnace.

ここで、従来の低融点金属層101と高融点金属層102との積層構造からなるヒューズエレメント100は、エレメントフィルムの切断面に高融点金属によって被覆された低融点金属が露出しているため、リフロー実装等の高温環境下において、溶融した回路基板への実装用ハンダが絶縁基板表面の第1、第2の電極104,105に濡れ拡がることにより、その表面張力によって低融点金属が流出し、実使用時において、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまうなど、所定の溶断特性を維持することができなくなる恐れがある。   Here, in the fuse element 100 having a laminated structure of the conventional low melting point metal layer 101 and the high melting point metal layer 102, the low melting point metal covered with the high melting point metal is exposed on the cut surface of the element film. Under a high temperature environment such as reflow mounting, the solder for mounting on the molten circuit board wets and spreads on the first and second electrodes 104 and 105 on the surface of the insulating substrate, so that the low melting point metal flows out by the surface tension, In actual use, it may not be possible to maintain the predetermined fusing characteristics, such as not fusing depending on the predetermined temperature and overcurrent, or the fusing time will be extended, and conversely fusing at a temperature lower than the predetermined temperature or current value. There is.

そこで、本発明は、リフロー実装等の高温環境に曝された場合によってもヒューズエレメントの変形を防止し、安定した溶断特性を維持することができる保護素子、ヒューズ素子を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a protection element and a fuse element that can prevent deformation of the fuse element and maintain stable fusing characteristics even when exposed to a high temperature environment such as reflow mounting. .

上述した課題を解決するために、本発明に係る保護素子は、絶縁基板と、発熱体と、上記絶縁基板に形成された第1の電極及び第2の電極と、両端が上記第1の電極及び上記第2の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントと、回路基板との接続用ハンダの、上記ヒューズエレメントへの濡れ拡がりを規制する規制壁とを備えるものである。   In order to solve the above-described problems, a protection element according to the present invention includes an insulating substrate, a heating element, a first electrode and a second electrode formed on the insulating substrate, and both ends of the first electrode. And a fuse element connected to the second electrode via a connecting material, and a regulation wall for restricting wetting and spreading of the solder for connection to the circuit board to the fuse element.

また、本発明に係るヒューズ素子は、絶縁基板と、上記絶縁基板に形成された第1の電極及び第2の電極と、両端が上記第1の電極及び上記第2の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントと、回路基板との接続用ハンダの、上記ヒューズエレメントへの濡れ拡がりを規制する規制壁とを備えるものである。   Further, the fuse element according to the present invention includes an insulating substrate, a first electrode and a second electrode formed on the insulating substrate, and connecting materials for the first electrode and the second electrode at both ends. And a regulating wall that regulates the wetting and spreading of the solder for connection to the circuit board to the fuse element.

本発明によれば、規制壁を設けることにより、外部回路基板の接続電極に設けられた接続用ハンダが第1、第2の電極上に濡れ広がってきた場合にも、規制壁で堰き止め、ヒューズエレメントと接触することを防止できる。   According to the present invention, by providing the regulating wall, even when the connecting solder provided on the connection electrode of the external circuit board spreads wet on the first and second electrodes, it is dammed by the regulating wall, Contact with the fuse element can be prevented.

図1は、本発明が適用された保護素子を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。1A and 1B are diagrams showing a protective element to which the present invention is applied, in which FIG. 1A is a plan view with a cover member omitted, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図2は、ヒューズエレメントを示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the fuse element. 図3は、バッテリパックの回路構成の一例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of the battery pack. 図4は、保護素子の回路図であり、(A)はヒューズエレメントの溶断前、(B)はヒューズエレメントの溶断後を示す。4A and 4B are circuit diagrams of the protection element, where FIG. 4A shows before the fuse element is blown, and FIG. 4B shows the fuse element after the fuse element is blown. 図5は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。5A and 5B are views showing a modification of the protection element to which the present invention is applied, in which FIG. 5A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図6は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。6A and 6B are views showing a modification of the protective element to which the present invention is applied, in which FIG. 6A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図7は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。7A and 7B are views showing a modification of the protection element to which the present invention is applied. FIG. 7A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図8は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。8A and 8B are views showing a modification of the protection element to which the present invention is applied, in which FIG. 8A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図9は、本発明が適用された保護素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。9A and 9B are views showing a modification of the protection element to which the present invention is applied, in which FIG. 9A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図10は、本発明が適用されたヒューズ素子を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。10A and 10B are diagrams showing a fuse element to which the present invention is applied, in which FIG. 10A is a plan view with the cover member omitted, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図11は、ヒューズ素子の回路図であり、(A)はヒューズエレメントの溶断前、(B)はヒューズエレメントの溶断後を示す。FIG. 11 is a circuit diagram of the fuse element, where (A) shows before the fuse element is blown and (B) shows after the fuse element is blown. 図12は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。12A and 12B are views showing a modification of the fuse element to which the present invention is applied, in which FIG. 12A is a plan view in which a cover member is omitted, and FIG. 12B is a cross-sectional view along A-A ′. 図13は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。13A and 13B are views showing a modification of the fuse element to which the present invention is applied. FIG. 13A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図14は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。14A and 14B are views showing a modification of the fuse element to which the present invention is applied. FIG. 14A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図15は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。15A and 15B are diagrams showing a modification of the fuse element to which the present invention is applied, in which FIG. 15A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図16は、本発明が適用されたヒューズ素子の変形例を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はA−A’断面図である。16A and 16B are views showing a modification of the fuse element to which the present invention is applied. FIG. 16A is a plan view showing the cover member omitted, and FIG. 16B is a cross-sectional view taken along line A-A ′. 図17は、低融点金属層が高融点金属層に被覆されたヒューズエレメントを示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a fuse element in which a low melting point metal layer is covered with a high melting point metal layer. 図18は、従来の保護素子を示す図であり、(A)はカバー部材を省略して示す平面図、(B)はX−X’断面図である。18A and 18B are diagrams showing a conventional protection element, in which FIG. 18A is a plan view in which a cover member is omitted, and FIG. 18B is a cross-sectional view along X-X ′.

以下、本発明が適用された保護素子及びヒューズ素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, a protection element and a fuse element to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

[保護素子の構成]
図1(A)(B)に示すように、本発明が適用された保護素子10は、絶縁基板11と、絶縁基板11に積層され、絶縁層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及び第2の電極13と、絶縁層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12,13にそれぞれ接続され、中央部が発熱体引出電極16に接続されたヒューズエレメント17とを備え、絶縁基板11上に内部を保護するカバー部材18が取り付けられている。
[Configuration of protection element]
As shown in FIGS. 1A and 1B, a protection element 10 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 11, a heating element 14 laminated on the insulating substrate 11 and covered with an insulating layer 15, and an insulating substrate. 11, the first electrode 12 and the second electrode 13 formed at both ends, the heating element extraction electrode 16 stacked on the insulating layer 15 so as to overlap the heating element 14, and both ends of the first and second electrodes. The fuse element 17 is connected to each of the electrodes 12 and 13, and the central portion is connected to the heating element extraction electrode 16. A cover member 18 that protects the inside is mounted on the insulating substrate 11.

絶縁基板11は、例えば、アルミナ、ガラスセラミックス、ムライト、ジルコニアなどの絶縁性を有する部材を用いて、例えば略方形状に形成されている。絶縁基板11は、その他にも、ガラスエポキシ基板、フェノール基板等のプリント配線基板に用いられる材料を用いてもよい。   The insulating substrate 11 is formed in, for example, a substantially square shape using an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, zirconia. In addition, the insulating substrate 11 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy board or a phenol board.

絶縁基板11の相対向する両端部には、第1、第2の電極12,13が形成されている。第1、第2の電極12,13は、それぞれ、AgやCu等の導電パターンによって形成されている。また、第1、第2の電極12,13は、絶縁基板11の表面11aより、キャスタレーションを介して裏面11bに形成された第1、第2の外部接続電極12a,13aと連続されている。保護素子10は、裏面11bに形成された第1、第2の外部接続電極12a,13aが、保護素子10が実装される外部回路基板に設けられた接続電極に接続されることにより、回路基板上に形成された電流経路の一部に組み込まれる。   First and second electrodes 12 and 13 are formed on opposite ends of the insulating substrate 11. The first and second electrodes 12 and 13 are each formed of a conductive pattern such as Ag or Cu. The first and second electrodes 12 and 13 are continuous from the front surface 11a of the insulating substrate 11 with the first and second external connection electrodes 12a and 13a formed on the back surface 11b through castellation. . The protective element 10 is configured such that the first and second external connection electrodes 12a and 13a formed on the back surface 11b are connected to connection electrodes provided on the external circuit board on which the protective element 10 is mounted, thereby It is incorporated into a part of the current path formed above.

発熱体14は、比較的抵抗値が高く通電すると発熱する導電性を有する部材であって、例えばニクロム、W、Mo、Ru等又はこれらを含む材料からなる。発熱体14は、これらの合金あるいは組成物、化合物の粉状体を樹脂バインダ等と混合して、ペースト状にしたものを絶縁基板11上にスクリーン印刷技術を用いてパターン形成して、焼成する等によって形成することができる。   The heating element 14 is a conductive member that has a relatively high resistance value and generates heat when energized, and is made of, for example, nichrome, W, Mo, Ru, or the like or a material containing these. The heating element 14 is obtained by mixing a powdery body of these alloys, compositions, or compounds with a resin binder or the like, forming a paste on the insulating substrate 11 using a screen printing technique, and firing it. Etc. can be formed.

また、保護素子10は、発熱体14を覆うように絶縁層15が設けられ、この絶縁層15を介して発熱体14に対向するように発熱体引出電極16が形成される。発熱体引出電極16はヒューズエレメント17が接続され、これにより発熱体14は、絶縁層15及び発熱体引出電極16を介してヒューズエレメント17と重畳される。絶縁層15は、発熱体14の保護及び絶縁を図るとともに、発熱体14の熱を効率よくヒューズエレメント17へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。なお、保護素子10は、発熱体14の熱を効率良くヒューズエレメント17に伝えるために、発熱体14と絶縁基板11の間にも絶縁層15を積層しても良い。   In addition, the protection element 10 is provided with an insulating layer 15 so as to cover the heating element 14, and a heating element extraction electrode 16 is formed so as to face the heating element 14 through the insulating layer 15. The heating element lead electrode 16 is connected to the fuse element 17, whereby the heating element 14 is superimposed on the fuse element 17 via the insulating layer 15 and the heating element lead electrode 16. The insulating layer 15 is provided to protect and insulate the heating element 14 and to efficiently transmit the heat of the heating element 14 to the fuse element 17 and is made of, for example, a glass layer. In addition, the protective element 10 may laminate an insulating layer 15 between the heating element 14 and the insulating substrate 11 in order to efficiently transmit the heat of the heating element 14 to the fuse element 17.

なお、保護素子10は、発熱体14を、第1、第2の電極12,13が形成された絶縁基板11の表面11aと反対側の裏面11bに形成してもよく、あるいは、絶縁基板11の表面11aに第1、第2の電極12,13と隣接して形成してもよい。また、保護素子10は、発熱体14を、絶縁基板11の内部に形成してもよい。   In the protection element 10, the heating element 14 may be formed on the back surface 11b opposite to the front surface 11a of the insulating substrate 11 on which the first and second electrodes 12 and 13 are formed. It may be formed adjacent to the first and second electrodes 12 and 13 on the surface 11a. Further, the protection element 10 may have the heating element 14 formed inside the insulating substrate 11.

また、発熱体14は、一端が発熱体引出電極16と接続され、他端が発熱体電極19と接続されている。発熱体引出電極16は、絶縁基板11の表面11a上に形成されるとともに発熱体14と接続された下層部16aと、発熱体14と対向して絶縁層15上に積層されるとともにヒューズエレメント17と接続される上層部16bとを有する。これにより、発熱体14は、発熱体引出電極16を介してヒューズエレメント17と電気的に接続されている。なお、発熱体引出電極16は、絶縁層15を介して発熱体14に対向配置されることにより、ヒューズエレメント17を溶融させるとともに、溶融導体を凝集しやすくすることができる。   The heating element 14 has one end connected to the heating element extraction electrode 16 and the other end connected to the heating element electrode 19. The heating element lead electrode 16 is formed on the surface 11 a of the insulating substrate 11 and is laminated on the insulating layer 15 so as to face the heating element 14 and the lower layer portion 16 a connected to the heating element 14, and the fuse element 17. And an upper layer portion 16b connected to the. Thus, the heating element 14 is electrically connected to the fuse element 17 via the heating element extraction electrode 16. Note that the heating element extraction electrode 16 is disposed opposite to the heating element 14 with the insulating layer 15 interposed therebetween, whereby the fuse element 17 can be melted and the molten conductor can be easily aggregated.

また、発熱体電極19は、絶縁基板11の表面11a上に形成され、キャスタレーションを介して絶縁基板11の裏面11bに形成された発熱体給電電極19aと連続されている。   The heating element electrode 19 is formed on the front surface 11a of the insulating substrate 11, and is continuous with the heating element power supply electrode 19a formed on the back surface 11b of the insulating substrate 11 through castellation.

[ヒューズエレメント]
保護素子10は、第1の電極12から発熱体引出電極16を介して第2の電極13に跨ってヒューズエレメント17が接続されている。ヒューズエレメント17は、保護素子10の可溶導体として用いられ、通常使用時には第1、第2の電極12,13間を導通させ、保護素子10が組み込まれた外部回路の電流経路の一部を構成する。そして、ヒューズエレメント17は、定格を超える電流が通電することによって自己発熱(ジュール熱)により溶断し、あるいは発熱体14の発熱により溶断し、第1、第2の電極12,13間を遮断する。
[Fuse element]
The protection element 10 has a fuse element 17 connected from the first electrode 12 to the second electrode 13 via the heating element extraction electrode 16. The fuse element 17 is used as a fusible conductor of the protection element 10. In normal use, the fuse element 17 conducts between the first and second electrodes 12 and 13, and part of the current path of the external circuit in which the protection element 10 is incorporated. Configure. The fuse element 17 is blown by self-heating (Joule heat) when a current exceeding the rating is applied, or is blown by the heat generated by the heating element 14 to cut off between the first and second electrodes 12 and 13. .

ヒューズエレメント17は、発熱体14の発熱や自己発熱により速やかに溶断される材料からなり、低融点金属層23と高融点金属層24とが積層されてなる。低融点金属としては、Pbフリーハンダなどのハンダを用いることが好ましく、高融点金属としては、Ag、Cu又はこれらを主成分とする合金などを用いることが好ましい。高融点金属と低融点金属とを含有することによって、保護素子10をリフロー実装する場合に、リフロー温度が低融点金属層の溶融温度を超えて、低融点金属が溶融しても、ヒューズエレメント17として溶断するに至らない。   The fuse element 17 is made of a material that is quickly melted by heat generated by the heat generating element 14 or self-heating, and is formed by laminating a low melting point metal layer 23 and a high melting point metal layer 24. As the low melting point metal, it is preferable to use solder such as Pb-free solder, and as the high melting point metal, it is preferable to use Ag, Cu or an alloy containing these as a main component. By including the high melting point metal and the low melting point metal, when the protective element 10 is reflow mounted, even if the reflow temperature exceeds the melting temperature of the low melting point metal layer and the low melting point metal melts, the fuse element 17 Will not blow out.

図2に示すように、ヒューズエレメント17は、内層を低融点金属とし、外層を高融点金属としてもよい。内層の低融点金属層23の全表面を外層の高融点金属層24で被覆した可溶導体を用いることにより、リフロー温度よりも融点の低い低融点金属を用いた場合でも、リフロー実装時に、内層の低融点金属の外部への流出を抑制することができる。また、溶断時も、内層の低融点金属が溶融することにより、外層の高融点金属を溶食(ハンダ食われ)し、速やかに溶断することができる。   As shown in FIG. 2, the fuse element 17 may have an inner layer made of a low melting point metal and an outer layer made of a high melting point metal. By using a soluble conductor in which the entire surface of the inner low melting point metal layer 23 is covered with the outer high melting point metal layer 24, even when a low melting point metal having a melting point lower than the reflow temperature is used, The outflow of the low melting point metal to the outside can be suppressed. Further, when the inner layer low melting point metal melts, the outer layer high melting point metal is also eroded (soldered) and can be quickly melted.

ヒューズエレメント17は、低融点金属層23に高融点金属をメッキ技術を用いて成膜することにより製造できる。ヒューズエレメント17は、例えば、長尺状のハンダ箔の表面にAgメッキを施すことによりエレメントフィルムを製造し、使用時には、サイズに応じて切断することで、効率よく製造でき、また容易に用いることができる。また、ヒューズエレメント17は、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いることによって、低融点金属層23と高融点金属層24との積層体からなるエレメントフィルムを形成してもよい。   The fuse element 17 can be manufactured by forming a high melting point metal on the low melting point metal layer 23 using a plating technique. For example, the fuse element 17 can be manufactured efficiently by using an Ag film on the surface of a long solder foil, and can be efficiently manufactured by cutting according to the size when used. Can do. Further, the fuse element 17 may form an element film made of a laminate of the low-melting-point metal layer 23 and the high-melting-point metal layer 24 by using another known lamination technique or film formation technique.

このようなヒューズエレメント17は、エレメントフィルムを使用するサイズに切断することにより形成されることから、相対向する一対の端面(切断面)が、高融点金属層24に囲まれた低融点金属層23が露出する露出面25とされている。また、ヒューズエレメント17は、露出面25と直交する相対向する一対の側面が、高融点金属層24によって被覆された被覆面26とされている。   Since such a fuse element 17 is formed by cutting into a size that uses an element film, a pair of opposing end surfaces (cut surfaces) are surrounded by a refractory metal layer 24. The exposed surface 25 is exposed. In addition, the fuse element 17 has a covered surface 26 in which a pair of opposite side surfaces orthogonal to the exposed surface 25 are covered with the refractory metal layer 24.

また、ヒューズエレメント17は、低融点金属層23と、高融点金属層24とが積層された積層構造としてもよい。また、低融点金属層23と、高融点金属層24とが交互に積層された4層以上の多層構造としてもよい。   The fuse element 17 may have a laminated structure in which a low melting point metal layer 23 and a high melting point metal layer 24 are laminated. Moreover, it is good also as a multilayered structure of four or more layers by which the low melting metal layer 23 and the high melting metal layer 24 were laminated | stacked alternately.

また、ヒューズエレメント17は、高融点金属の体積よりも低融点金属の体積を多くすることが好ましい。これにより、ヒューズエレメント17は、効果的に高融点金属層の溶食による短時間での溶断を行うことができる。   Further, the fuse element 17 preferably has a volume of the low melting point metal larger than that of the high melting point metal. As a result, the fuse element 17 can be effectively blown in a short time by the erosion of the refractory metal layer.

ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13及び発熱体引出電極16に設けられた接続用ハンダ21を介して、リフローはんだ付けによって容易に接続することができる。   The fuse element 17 can be easily connected by reflow soldering via the connection solder 21 provided on the first and second electrodes 12 and 13 and the heating element lead electrode 16.

保護素子10は、ヒューズエレメント17が、絶縁層15及び発熱体引出電極16を介して、発熱体14と重畳した位置に設けられることにより、発熱体14が発した熱を効率よくヒューズエレメント17に伝え、速やかに溶断させることができる。   The protection element 10 is provided with the fuse element 17 at a position overlapping the heating element 14 via the insulating layer 15 and the heating element extraction electrode 16, so that the heat generated by the heating element 14 is efficiently supplied to the fuse element 17. It can be reported and blown out quickly.

なお、保護素子10は、定格を向上させ、より多くの電流を流すために、ヒューズエレメント17の導体抵抗を下げることが求められる。そのため、保護素子10は、ヒューズエレメント17の体積が増加し、大型化されている。   Note that the protective element 10 is required to reduce the conductor resistance of the fuse element 17 in order to improve the rating and allow more current to flow. Therefore, the protective element 10 is increased in size by increasing the volume of the fuse element 17.

ここで、ヒューズエレメント17は、露出面25より外方に露出されている低融点金属層23が接続用ハンダ21に触れないように配置されている。例えば、図1に示すように、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、第1、第2の電極12,13上に設けられた接続用ハンダ21によって、露出面25以外の領域が接続されている。これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25と第1、第2の電極12,13との間に間隙が形成されるとともに、露出面25が接続用ハンダ21や第1、第2の電極12,13に接触することがない。   Here, the fuse element 17 is arranged so that the low melting point metal layer 23 exposed outward from the exposed surface 25 does not touch the connecting solder 21. For example, as shown in FIG. 1, the fuse element 17 has exposed surfaces 25 on both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and on the first and second electrodes 12 and 13. A region other than the exposed surface 25 is connected by the connecting solder 21 provided on the surface. Thereby, in the fuse element 17, a gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 is connected to the connecting solder 21 and the first and second electrodes 12. , 13 is not touched.

このように、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13や接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、あるいは接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thus, since the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by the insulator (gap), a high temperature environment such as a reflow process is performed. Below, it is possible to prevent the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 from getting wet on the first and second electrodes 12 and 13 or being attracted by the surface tension of the connecting solder 21. . Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

[フラックス]
また、保護素子10は、ヒューズエレメント17の酸化防止と、溶断時の酸化物除去及びハンダの流動性向上のために、ヒューズエレメント17の表面や裏面にフラックス22をコーティングしてもよい。フラックス22をコーティングすることにより、保護素子10の実使用時において、ヒューズエレメント17(例えばハンダ)の濡れ性を高めるとともに、ヒューズエレメント17が溶解している間の酸化物を除去し、速溶断性を向上させることができる。
[flux]
Further, the protection element 10 may be coated with a flux 22 on the front surface or the back surface of the fuse element 17 in order to prevent the fuse element 17 from being oxidized, remove the oxide at the time of fusing, and improve the fluidity of the solder. By coating the flux 22, the wettability of the fuse element 17 (for example, solder) is enhanced during the actual use of the protection element 10, and the oxide is removed while the fuse element 17 is dissolved, thereby quickly fusing. Can be improved.

また、フラックス22をコーティングすることにより、ヒューズエレメント17の表面に、Snを主成分とするPbフリーハンダ等の酸化防止膜を形成した場合にも、当該酸化防止膜の酸化物を除去することができ、ヒューズエレメント17の酸化を効果的に防止し、速溶断性を維持、向上することができる。   Further, by coating the flux 22, even when an antioxidant film such as Pb-free solder mainly composed of Sn is formed on the surface of the fuse element 17, the oxide of the antioxidant film can be removed. Thus, the oxidation of the fuse element 17 can be effectively prevented, and the fast fusing property can be maintained and improved.

なお、第1、第2の電極12,13、発熱体引出電極16及び発熱体電極19は、例えばAgやCu等の導電パターンによって形成され、適宜、表面にSnメッキ、Ni/Auメッキ、Ni/Pdメッキ、Ni/Pd/Auメッキ等の保護層が形成されていることが好ましい。これにより、表面の酸化を防止するとともに、ヒューズエレメント17の接続用ハンダ21等の接続材料による第1、第2の電極12,13及び発熱体引出電極16の浸食を抑制することができる。   The first and second electrodes 12 and 13, the heating element extraction electrode 16 and the heating element electrode 19 are formed by a conductive pattern such as Ag or Cu, and the surface is appropriately Sn-plated, Ni / Au plated, Ni A protective layer such as / Pd plating or Ni / Pd / Au plating is preferably formed. Thereby, the surface oxidation can be prevented, and the erosion of the first and second electrodes 12 and 13 and the heating element extraction electrode 16 by the connection material such as the connection solder 21 of the fuse element 17 can be suppressed.

[カバー部材]
また、保護素子10は、ヒューズエレメント17が設けられた絶縁基板11の表面11a上に、内部を保護するとともに溶融したヒューズエレメント17の飛散を防止するカバー部材18が取り付けられている。カバー部材18は、各種エンジニアリングプラスチック、セラミックス等の絶縁性を有する部材により形成することができる。カバー部材18は、絶縁基板11の表面11a上に絶縁性接着剤によって接続され、これにより、ヒューズエレメント17を覆う。
[Cover member]
Further, the protective element 10 is provided with a cover member 18 on the surface 11a of the insulating substrate 11 provided with the fuse element 17 so as to protect the inside and prevent the molten fuse element 17 from scattering. The cover member 18 can be formed of an insulating member such as various engineering plastics and ceramics. The cover member 18 is connected to the surface 11 a of the insulating substrate 11 by an insulating adhesive, and thereby covers the fuse element 17.

このような保護素子10は、発熱体給電電極19a、発熱体電極19、発熱体14、発熱体引出電極16、及びヒューズエレメント17に至る発熱体14への通電経路が形成される。また、保護素子10は、発熱体電極19が発熱体給電電極19aを介して発熱体14に通電させる外部回路と接続され、当該外部回路によって発熱体電極19とヒューズエレメント17にわたる通電が制御される。   In such a protection element 10, an energization path to the heating element 14 that reaches the heating element feeding electrode 19 a, the heating element electrode 19, the heating element 14, the heating element extraction electrode 16, and the fuse element 17 is formed. Further, the protection element 10 is connected to an external circuit in which the heating element electrode 19 energizes the heating element 14 via the heating element feeding electrode 19a, and the energization across the heating element electrode 19 and the fuse element 17 is controlled by the external circuit. .

また、保護素子10は、ヒューズエレメント17が発熱体引出電極16と接続されることにより、発熱体14への通電経路の一部を構成する。したがって、保護素子10は、ヒューズエレメント17が溶融し、外部回路との接続が遮断されると、発熱体14への通電経路も遮断されるため、発熱を停止させることができる。   Further, the protection element 10 constitutes a part of a current-carrying path to the heating element 14 by connecting the fuse element 17 to the heating element extraction electrode 16. Therefore, when the fuse element 17 is melted and the connection with the external circuit is interrupted, the protective element 10 can also stop the heat generation because the energization path to the heating element 14 is also interrupted.

[保護素子の使用方法]
次いで、これら保護素子10の使用形態について説明する。保護素子10は、図3に示すように、例えばリチウムイオン二次電池のバッテリパック30内の回路に組み込まれて用いられる。バッテリパック30は、例えば、合計4個のリチウムイオン二次電池のバッテリセル31〜34からなるバッテリスタック35を有する。
[How to use protection elements]
Next, usage forms of the protection elements 10 will be described. As shown in FIG. 3, the protection element 10 is used by being incorporated in a circuit in a battery pack 30 of a lithium ion secondary battery, for example. The battery pack 30 includes, for example, a battery stack 35 including battery cells 31 to 34 of a total of four lithium ion secondary batteries.

バッテリパック30は、バッテリスタック35と、バッテリスタック35の充放電を制御する充放電制御回路40と、バッテリスタック35の異常時に充電を遮断する本発明が適用された保護素子10と、各バッテリセル31〜34の電圧を検出する検出回路36と、検出回路36の検出結果に応じて保護素子10の動作を制御する電流制御素子37とを備える。   The battery pack 30 includes a battery stack 35, a charge / discharge control circuit 40 that controls charging / discharging of the battery stack 35, a protection element 10 to which the present invention that cuts off charging when the battery stack 35 is abnormal, and each battery cell. A detection circuit 36 that detects voltages 31 to 34 and a current control element 37 that controls the operation of the protection element 10 according to the detection result of the detection circuit 36 are provided.

バッテリスタック35は、過充電及び過放電状態から保護するための制御を要するバッテリセル31〜34が直列接続されたものであり、バッテリパック30の正極端子30a、負極端子30bを介して、着脱可能に充電装置45に接続され、充電装置45からの充電電圧が印加される。充電装置45により充電されたバッテリパック30は、正極端子30a、負極端子30bをバッテリで動作する電子機器に接続することによって、この電子機器を動作させることができる。   The battery stack 35 is formed by connecting battery cells 31 to 34 that need to be controlled for protection from overcharge and overdischarge states, and is detachable via the positive electrode terminal 30a and the negative electrode terminal 30b of the battery pack 30. Are connected to the charging device 45, and a charging voltage from the charging device 45 is applied thereto. The battery pack 30 charged by the charging device 45 can operate the electronic device by connecting the positive terminal 30a and the negative terminal 30b to the electronic device operated by the battery.

充放電制御回路40は、バッテリスタック35から充電装置45に流れる電流経路に直列接続された2つの電流制御素子41,42と、これらの電流制御素子41,42の動作を制御する制御部43とを備える。電流制御素子41,42は、たとえば電界効果トランジスタ(以下、FETと呼ぶ。)により構成され、制御部43によりゲート電圧を制御することによって、バッテリスタック35の電流経路の導通と遮断とを制御する。制御部43は、充電装置45から電力供給を受けて動作し、検出回路36による検出結果に応じて、バッテリスタック35が過放電又は過充電であるとき、電流経路を遮断するように、電流制御素子41,42の動作を制御する。   The charge / discharge control circuit 40 includes two current control elements 41 and 42 connected in series to a current path flowing from the battery stack 35 to the charging device 45, and a control unit 43 that controls operations of these current control elements 41 and 42. Is provided. The current control elements 41 and 42 are configured by, for example, field effect transistors (hereinafter referred to as FETs), and control the gate voltage by the control unit 43 to control conduction and interruption of the current path of the battery stack 35. . The control unit 43 operates by receiving power supply from the charging device 45, and controls the current so as to cut off the current path when the battery stack 35 is overdischarged or overcharged according to the detection result by the detection circuit 36. The operation of the elements 41 and 42 is controlled.

保護素子10は、たとえば、バッテリスタック35と充放電制御回路40との間の充放電電流経路上に接続され、その動作が電流制御素子37によって制御される。   The protection element 10 is connected to, for example, a charge / discharge current path between the battery stack 35 and the charge / discharge control circuit 40, and its operation is controlled by the current control element 37.

検出回路36は、各バッテリセル31〜34と接続され、各バッテリセル31〜34の電圧値を検出して、各電圧値を充放電制御回路40の制御部43に供給する。また、検出回路36は、いずれか1つのバッテリセル31〜34が過充電電圧又は過放電電圧になったときに電流制御素子37を制御する制御信号を出力する。   The detection circuit 36 is connected to each of the battery cells 31 to 34, detects the voltage value of each of the battery cells 31 to 34, and supplies each voltage value to the control unit 43 of the charge / discharge control circuit 40. The detection circuit 36 outputs a control signal for controlling the current control element 37 when any one of the battery cells 31 to 34 becomes an overcharge voltage or an overdischarge voltage.

電流制御素子37は、たとえばFETにより構成され、検出回路36から出力される検出信号によって、バッテリセル31〜34の電圧値が所定の過放電又は過充電状態を超える電圧になったとき、保護素子10を動作させて、バッテリスタック35の充放電電流経路を電流制御素子41,42のスイッチ動作によらず遮断するように制御する。   The current control element 37 is configured by, for example, an FET, and when the voltage value of the battery cells 31 to 34 exceeds a predetermined overdischarge or overcharge state by a detection signal output from the detection circuit 36, the protection element 10 is operated to control the charge / discharge current path of the battery stack 35 to be cut off regardless of the switch operation of the current control elements 41 and 42.

以上のような構成からなるバッテリパック30において、本発明が適用された保護素子10は、図4(A)に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子10は、発熱体引出電極16を介して第1、第2の外部接続電極12a,13a間にわたって直列接続されたヒューズエレメント17と、ヒューズエレメント17の接続点を介して通電して発熱させることによってヒューズエレメント17を溶融する発熱体14とからなる回路構成である。また、保護素子10では、たとえば、ヒューズエレメント17が第1、第2の外部接続電極12a,13aを介してバッテリパック30の充放電電流経路上に直列接続され、発熱体14が発熱体電極19の発熱体給電電極19aを介して電流制御素子37と接続される。保護素子10の第1の外部接続電極12aはバッテリスタック35の一方の開放端側に接続され、第2の外部接続電極13aはバッテリパック30の正極端子30a側に接続される。   In the battery pack 30 having the above configuration, the protection element 10 to which the present invention is applied has a circuit configuration as shown in FIG. That is, the protective element 10 is energized through the connecting point between the fuse element 17 and the fuse element 17 connected in series across the first and second external connection electrodes 12 a and 13 a via the heating element extraction electrode 16. The circuit configuration includes a heating element 14 that melts the fuse element 17 by generating heat. In the protection element 10, for example, the fuse element 17 is connected in series on the charge / discharge current path of the battery pack 30 via the first and second external connection electrodes 12 a and 13 a, and the heating element 14 is connected to the heating element electrode 19. Is connected to the current control element 37 through the heating element power supply electrode 19a. The first external connection electrode 12 a of the protection element 10 is connected to one open end side of the battery stack 35, and the second external connection electrode 13 a is connected to the positive electrode terminal 30 a side of the battery pack 30.

[溶断工程]
このような回路構成からなる保護素子10は、バッテリパック30の電流経路を遮断する必要が生じた場合に、バッテリパック30に設けられた電流制御素子37によって発熱体14が通電、発熱される。これにより、保護素子10は、発熱体14の発熱により、バッテリパック30の電流経路上に組み込まれたヒューズエレメント17が溶融され、ヒューズエレメント17の溶融導体が、濡れ性の高い発熱体引出電極16及び第1、第2の電極12,13に引き寄せられることによりヒューズエレメント17が溶断される。これにより、保護素子10は、確実に第1の電極12〜発熱体引出電極16〜第2の電極13の間を溶断させ(図4(B))、バッテリパック30の電流経路を遮断することができる。また、ヒューズエレメント17が溶断することにより、発熱体14への給電も停止される。
[Fusing process]
In the protection element 10 having such a circuit configuration, when the current path of the battery pack 30 needs to be interrupted, the heating element 14 is energized and heated by the current control element 37 provided in the battery pack 30. As a result, the protection element 10 is melted by the heat generated by the heating element 14, so that the fuse element 17 incorporated on the current path of the battery pack 30 is melted, and the molten conductor of the fuse element 17 is heated by the heating element lead electrode 16 having high wettability. The fuse element 17 is blown by being drawn to the first and second electrodes 12 and 13. As a result, the protection element 10 surely melts the space between the first electrode 12 to the heating element extraction electrode 16 to the second electrode 13 (FIG. 4B), and interrupts the current path of the battery pack 30. Can do. Further, when the fuse element 17 is melted, power supply to the heating element 14 is stopped.

なお、本発明の保護素子10は、リチウムイオン二次電池のバッテリパックに用いる場合に限らず、電気信号による電流経路の遮断を必要とする様々な用途にももちろん応用可能である。   The protection element 10 of the present invention is not limited to use in a battery pack of a lithium ion secondary battery, but can be applied to various uses that require interruption of a current path by an electric signal.

[変形例1]
次いで、本発明が適用された保護素子の変形例について説明する。なお、以下の説明において、上述した保護素子10と同じ部材については、同じ符号を付してその詳細を省略する。
[Modification 1]
Next, modifications of the protection element to which the present invention is applied will be described. In the following description, the same members as those of the protection element 10 described above are denoted by the same reference numerals and the details thereof are omitted.

本発明が適用された保護素子は、ヒューズエレメント17の露出面25を、低融点金属に対する濡れ性を有しない材料によって支持してもよい。図5に示す保護素子50は、ヒューズエレメント17が第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、ヒューズエレメント17の露出面25を絶縁体51によって支持している。絶縁体51は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第1、第2の電極12,13上に印刷等により形成することができる。絶縁体51は、第1、第2の電極12,13上に配置されるヒューズエレメント17の露出面25の延在方向に沿って形成される。   In the protection element to which the present invention is applied, the exposed surface 25 of the fuse element 17 may be supported by a material that does not have wettability with respect to the low melting point metal. In the protection element 50 shown in FIG. 5, the exposed surface 25 is directed to both sides in the energizing direction of the fuse element 17 between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 of the fuse element 17 is insulated by an insulator 51. I support it. The insulator 51 can be formed using an insulating material having no wettability with respect to solder such as glass, solder resist, and insulating adhesive, and is formed on the first and second electrodes 12 and 13 by printing or the like. can do. The insulator 51 is formed along the extending direction of the exposed surface 25 of the fuse element 17 disposed on the first and second electrodes 12 and 13.

露出面25を絶縁体51に支持することにより、ヒューズエレメント17は、リフロー工程等の高温環境下において、接続用ハンダ21が溶融し第1、第2の電極12,13上を濡れ広がった場合にも、絶縁体51によって堰き止められ、ヒューズエレメント17の露出面25に溶融ハンダが接触することが防止される。また、ヒューズエレメント17は、リフロー工程等の高温環境下において、絶縁体51によって露出面25から露出されている低融点金属が第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、接続用ハンダ21と接触することが防止される。   When the exposed surface 25 is supported by the insulator 51, the fuse element 17 is spread over the first and second electrodes 12 and 13 by melting the connecting solder 21 in a high temperature environment such as a reflow process. In addition, the insulation 51 prevents the molten solder from coming into contact with the exposed surface 25 of the fuse element 17. Further, in the fuse element 17, the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 by the insulator 51 wets and spreads on the first and second electrodes 12 and 13 in a high temperature environment such as a reflow process, so that the connection solder Contact with 21 is prevented.

したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属が溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができ、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Therefore, the fuse element 17 can prevent the low melting point metal from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21 and the outer shape of the fuse element 17 is deformed by the outflow of the low melting point metal. Can be prevented from fluctuating in fusing characteristics such as not fusing, fusing time extending, or fusing less than a predetermined temperature or current value.

[変形例2]
また、本発明が適用された保護素子は、図6に示すように、ヒューズエレメント17の露出面25を第1、第2の電極12,13外に張り出させてもよい。図6に示す保護素子60は、第1、第2の電極12,13を絶縁基板11の両側縁より内側に位置するように狭小化させるとともに、導電スルーホール61を介して絶縁基板11の裏面11bに形成された第1、第2の外部接続電極12a,13aと接続されている。そして、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、露出面25が第1、第2の電極12,13外に張り出すことにより、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。
[Modification 2]
Further, in the protection element to which the present invention is applied, the exposed surface 25 of the fuse element 17 may be projected outside the first and second electrodes 12 and 13 as shown in FIG. The protective element 60 shown in FIG. 6 narrows the first and second electrodes 12 and 13 so as to be located on the inner side of both side edges of the insulating substrate 11, and the back surface of the insulating substrate 11 through the conductive through holes 61. 11b is connected to the first and second external connection electrodes 12a and 13a. The fuse element 17 has an exposed surface 25 directed to both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 projects out of the first and second electrodes 12 and 13. As a result, a gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21.

これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13や接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、あるいは接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thereby, since the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by the insulator (gap), the fuse element 17 is subjected to a high temperature environment such as a reflow process. In this case, it is possible to prevent the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 from spreading on the first and second electrodes 12 and 13 or being attracted by the surface tension of the connecting solder 21. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

[変形例3]
また、本発明が適用された保護素子は、図7に示すように、ヒューズエレメント17の露出面25を第1、第2の電極12,13間にわたって配置するとともに、高融点金属層24に被覆された被覆面26の幅が第1、第2の電極12,13に設けられた支持部の幅よりも広くしてもよい。図7に示す保護素子70は、第1、第2の電極12,13に、接続用ハンダ21が設けられるとともにヒューズエレメント17を支持する支持部71が絶縁基板11の内側に向かって張り出し形成されている。また、保護素子70は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側にヒューズエレメント17の被覆面26が向けられる。
[Modification 3]
Further, as shown in FIG. 7, the protective element to which the present invention is applied has the exposed surface 25 of the fuse element 17 disposed between the first and second electrodes 12 and 13 and covers the refractory metal layer 24. The width of the covered surface 26 may be wider than the width of the support portion provided on the first and second electrodes 12 and 13. In the protection element 70 shown in FIG. 7, connection solder 21 is provided on the first and second electrodes 12 and 13, and a support portion 71 that supports the fuse element 17 is formed to protrude toward the inside of the insulating substrate 11. ing. Further, the protective element 70 has the covering surface 26 of the fuse element 17 on both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13.

さらに、保護素子70は、ヒューズエレメント17が搭載される発熱体引出電極16上に絶縁層72が形成されている。絶縁層72は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、発熱体引出電極16上に印刷等により形成することができる。ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁層72に支持される。   Further, in the protective element 70, an insulating layer 72 is formed on the heating element extraction electrode 16 on which the fuse element 17 is mounted. The insulating layer 72 can be formed using an insulating material having no wettability with respect to solder such as glass, solder resist, and insulating adhesive, and can be formed on the heating element extraction electrode 16 by printing or the like. The exposed surface 25 of the fuse element 17 is supported by the insulating layer 72.

ヒューズエレメント17は、被覆面26の幅が第1、第2の電極12,13の支持部71の幅よりも広く形成されることにより、被覆面26の両端と連続する露出面25が第1、第2の電極12,13の支持部71外に張り出し、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。また、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁層72に支持されることにより、発熱体引出電極16及び発熱体引出電極16上に設けられた接続用ハンダ21と隔離されている。   The fuse element 17 is formed so that the width of the covering surface 26 is wider than the width of the support portion 71 of the first and second electrodes 12 and 13, so that the exposed surface 25 continuous with both ends of the covering surface 26 is the first. The second electrode 12, 13 protrudes outside the support portion 71, and a gap is formed between the exposed surface 25, the first and second electrodes 12, 13 and the connection solder 21. Further, the fuse element 17 is isolated from the heating element extraction electrode 16 and the connecting solder 21 provided on the heating element extraction electrode 16 by the exposed surface 25 being supported by the insulating layer 72.

これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙、絶縁層72)によって第1、第2の電極12,13、発熱体引出電極16及び接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13や発熱体引出電極16上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thus, the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13, the heating element lead-out electrode 16, and the connecting solder 21 by the insulator (gap and insulating layer 72). Therefore, in a high temperature environment such as a reflow process, the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 wets and spreads on the first and second electrodes 12 and 13 and the heating element extraction electrode 16 or is melted. Suction by the surface tension of the solder 21 can be prevented. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

なお、保護素子70は、第1、第2の電極12,13上に、溶融した接続用ハンダ21の流動を規制する遮蔽壁73を形成することが好ましい。遮蔽壁73は、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第1、第2の電極12,13上に印刷等により形成することができる。遮蔽壁73を設けることにより、溶融した接続用ハンダ21が第1、第2の外部接続電極12a,13aまで濡れ広がり、外部回路基板との接続用ハンダと接触することが防止され、保護素子70と外部回路基板との接続性を維持することができる。   The protective element 70 preferably forms a shielding wall 73 on the first and second electrodes 12 and 13 for restricting the flow of the molten connecting solder 21. The shielding wall 73 can be formed using, for example, an insulating material having no wettability with respect to solder such as glass, solder resist, and insulating adhesive, and is formed on the first and second electrodes 12 and 13 by printing or the like. can do. By providing the shielding wall 73, it is possible to prevent the molten connecting solder 21 from spreading to the first and second external connecting electrodes 12a and 13a and coming into contact with the connecting solder with the external circuit board, thereby protecting the element 70. And the external circuit board can be connected.

また、保護素子70は、第1、第2の電極12,13に被覆面26より幅の狭い支持部71を設ける他、被覆面26より幅の狭い第1、第2の電極12,13を形成してもよい。   The protective element 70 includes the first and second electrodes 12 and 13 provided with support portions 71 having a width smaller than that of the covering surface 26, and the first and second electrodes 12 and 13 having a width smaller than that of the covering surface 26. It may be formed.

[変形例4]
また、本発明が適用された保護素子は、図8に示すように、ヒューズエレメント17の露出面25と接続用ハンダ21との間に、溶融した接続用ハンダ21の流動を規制する遮蔽壁を設けてもよい。図8に示す保護素子80は、第1、第2の電極12,13に、接続用ハンダ21が設けられるとともに、遮蔽壁81が設けられている。遮蔽壁81は、溶融した接続用ハンダ21の流動を規制するものであり、例えばガラスやソルダーレジスト、絶縁性接着剤等ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料を用いて形成することができ、第1、第2の電極12,13上に印刷等により形成することができる。遮蔽壁81は、第1、第2の電極12,13上に配置されるヒューズエレメント17の露出面25の延在方向に沿って形成される。
[Modification 4]
Further, as shown in FIG. 8, the protective element to which the present invention is applied is provided with a shielding wall that restricts the flow of the molten connecting solder 21 between the exposed surface 25 of the fuse element 17 and the connecting solder 21. It may be provided. In the protection element 80 shown in FIG. 8, the first and second electrodes 12 and 13 are provided with the connecting solder 21 and the shielding wall 81. The shielding wall 81 regulates the flow of the molten connecting solder 21 and can be formed using an insulating material having no wettability with respect to solder such as glass, solder resist, and insulating adhesive. It can be formed on the first and second electrodes 12 and 13 by printing or the like. The shielding wall 81 is formed along the extending direction of the exposed surface 25 of the fuse element 17 disposed on the first and second electrodes 12 and 13.

また、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、露出面25が接続用ハンダ21及び遮蔽壁81外に張り出すことにより、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。   The fuse element 17 has an exposed surface 25 directed to both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 protrudes out of the connecting solder 21 and the shielding wall 81. A gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21.

これにより、保護素子80は、遮蔽壁81によってヒューズエレメント17の露出面25と接続用ハンダ21とが隔てられる。したがって、保護素子80は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した接続用ハンダ21の流動が遮蔽壁81によって堰き止められ、露出面25から露出されている低融点金属と接続用ハンダ21とが接触することにより、接続用ハンダ21の表面張力によって低融点金属が吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   As a result, the protection element 80 separates the exposed surface 25 of the fuse element 17 from the connecting solder 21 by the shielding wall 81. Therefore, the protective element 80 is configured such that the flow of the molten connection solder 21 is blocked by the shielding wall 81 in a high temperature environment such as a reflow process, and the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 and the connection solder 21 , The low melting point metal can be prevented from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

また、保護素子80は、ヒューズエレメント17の露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21といった導電体と隔離されている。したがって、保護素子80は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、ヒューズエレメント17の外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   In the protection element 80, the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by an insulator (gap). Therefore, in the protective element 80, the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 wets and spreads on the first and second electrodes 12 and 13 in a high temperature environment such as a reflow process, and the outer shape of the fuse element 17 is It is possible to prevent the fusing characteristics from fluctuating such as being deformed and not fusing depending on a predetermined temperature or overcurrent, or fusing time being extended, and conversely fusing less than a predetermined temperature or current value.

なお、保護素子80は、図9に示すように、ヒューズエレメントの露出面25の先に規制壁82を設け、露出面25を遮蔽壁81、規制壁82によって囲むようにしてもよい。規制壁82は、遮蔽壁81と同じ材料を用いて同様に形成することができる。   As shown in FIG. 9, the protection element 80 may be provided with a regulating wall 82 at the tip of the exposed surface 25 of the fuse element, and the exposed surface 25 may be surrounded by the shielding wall 81 and the regulating wall 82. The regulation wall 82 can be similarly formed using the same material as the shielding wall 81.

露出面25を遮蔽壁81、規制壁82によって囲むことにより、保護素子80は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した低融点金属の流動を規制し、ヒューズエレメント17の変形を抑制することができる。また、保護素子80は、規制壁82を設けることにより、外部回路基板の接続電極に設けられた接続用ハンダがキャスタレーションを介して第1、第2の電極12,13上に濡れ広がってきた場合にも、規制壁82で堰き止め、露出面25の低融点金属と接触することを防止することができる。   By surrounding the exposed surface 25 with the shielding wall 81 and the regulating wall 82, the protection element 80 regulates the flow of the molten low melting point metal and suppresses deformation of the fuse element 17 in a high temperature environment such as a reflow process. Can do. Further, in the protection element 80, by providing the regulation wall 82, the solder for connection provided on the connection electrode of the external circuit board has spread over the first and second electrodes 12, 13 via the castellation. Even in this case, it is possible to prevent the contact with the low melting point metal of the exposed surface 25 by damming with the regulation wall 82.

[ヒューズ素子]
次いで、本発明が適用されたヒューズ素子について説明する。なお、以下の説明において、上述した保護素子10,50,60,70,80と同様の部材については同一の符号を付してその詳細を省略する。図10に示すように、本発明が適用されたヒューズ素子90は、絶縁基板11と、絶縁基板11の両端に形成された第1の電極12及び第2の電極13と、両端が第1、第2の電極12,13にそれぞれ接続され、第1、第2の電極12,13間を導通させるヒューズエレメント17とを備え、絶縁基板11上に内部を保護するカバー部材18が取り付けられている。
[Fuse element]
Next, a fuse element to which the present invention is applied will be described. In addition, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected about the member similar to the protection element 10,50,60,70,80 mentioned above, and the detail is abbreviate | omitted. As shown in FIG. 10, the fuse element 90 to which the present invention is applied includes an insulating substrate 11, first and second electrodes 12 and 13 formed on both ends of the insulating substrate 11, both ends being first, A fuse element 17 connected to the second electrodes 12 and 13 and conducting between the first and second electrodes 12 and 13 is provided, and a cover member 18 for protecting the inside is mounted on the insulating substrate 11. .

そして、ヒューズ素子90は、上述した保護素子10と同様に、ヒューズエレメント17が第1、第2の電極12,13に設けられた接続用ハンダ21を介して接続されている。ヒューズエレメント17は、リフローはんだ付けによって第1、第2の電極12,13間にわたって容易に接続することができる。   The fuse element 90 is connected to the fuse element 17 via the connection solder 21 provided on the first and second electrodes 12 and 13 in the same manner as the protection element 10 described above. The fuse element 17 can be easily connected between the first and second electrodes 12 and 13 by reflow soldering.

ヒューズ素子90においても、ヒューズエレメント17は、露出面25より外方に露出されている低融点金属層23が接続用ハンダ21に触れないように配置されている。例えば、図10に示すように、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、第1、第2の電極12,13上に設けられた接続用ハンダ21によって、露出面25以外の領域が接続されている。これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25と第1、第2の電極12,13との間に間隙が形成されるとともに、露出面25が接続用ハンダ21や第1、第2の電極12,13に接触することがない。   Also in the fuse element 90, the fuse element 17 is arranged so that the low melting point metal layer 23 exposed outward from the exposed surface 25 does not touch the connecting solder 21. For example, as shown in FIG. 10, the fuse element 17 has exposed surfaces 25 on both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and on the first and second electrodes 12 and 13. A region other than the exposed surface 25 is connected by the connecting solder 21 provided on the surface. Thereby, in the fuse element 17, a gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 is connected to the connecting solder 21 and the first and second electrodes 12. , 13 is not touched.

このように、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13や接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thus, since the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by the insulator (gap), a high temperature environment such as a reflow process is performed. Below, the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 is prevented from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21 that spreads or melts on the first and second electrodes 12 and 13. Can do. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

[回路構成]
このようなヒューズ素子90は、図11(A)に示す回路構成を有する。ヒューズ素子90は、第1、第2の外部接続電極12a,13aを介して外部回路に実装されることにより、当該外部回路の電流経路上に組み込まれる。ヒューズ素子90は、ヒューズエレメント17に所定の定格電流が流れている間は、自己発熱によっても溶断することがない。そして、ヒューズ素子90は、定格を超える過電流が通電するとヒューズエレメント17が自己発熱によって溶断し、第1、第2の電極12,13間を遮断することにより、当該外部回路の電流経路を遮断する(図11(B))。
[Circuit configuration]
Such a fuse element 90 has a circuit configuration shown in FIG. The fuse element 90 is mounted on the external circuit via the first and second external connection electrodes 12a and 13a, and is incorporated in the current path of the external circuit. The fuse element 90 is not melted by self-heating while a predetermined rated current flows through the fuse element 17. The fuse element 90 cuts off the current path of the external circuit by disconnecting the first and second electrodes 12 and 13 by fusing the fuse element 17 by self-heating when an overcurrent exceeding the rating is applied. (FIG. 11B).

[変形例5]
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、ヒューズエレメント17の露出面25を、低融点金属に対する濡れ性を有しない材料によって支持してもよい。図12に示すヒューズ素子91は、ヒューズエレメント17が第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、ヒューズエレメント17の露出面25を絶縁体51によって支持している。
[Modification 5]
In the fuse element to which the present invention is applied, the exposed surface 25 of the fuse element 17 may be supported by a material that does not have wettability to the low melting point metal. In the fuse element 91 shown in FIG. 12, the exposed surface 25 is directed to both sides in the energization direction of the fuse element 17 between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 of the fuse element 17 is insulated by an insulator 51. I support it.

露出面25を絶縁体51に支持することにより、ヒューズエレメント17は、リフロー工程等の高温環境下において、接続用ハンダ21が溶融し第1、第2の電極12,13上を濡れ広がった場合にも、絶縁体51によって堰き止められ、ヒューズエレメント17の露出面25に溶融ハンダが接触することが防止される。また、ヒューズエレメント17は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、溶融した接続用ハンダ21と接触することが防止される。   When the exposed surface 25 is supported by the insulator 51, the fuse element 17 is spread over the first and second electrodes 12 and 13 by melting the connecting solder 21 in a high temperature environment such as a reflow process. In addition, the insulation 51 prevents the molten solder from coming into contact with the exposed surface 25 of the fuse element 17. Further, the fuse element 17 has a low melting point metal exposed from the exposed surface 25 wetted and spread on the first and second electrodes 12 and 13 in a high temperature environment such as a reflow process, Contact is prevented.

したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属が接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができ、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Therefore, the fuse element 17 can prevent the low melting point metal from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21, the outer shape is deformed by the outflow of the low melting point metal, and is blown out at a predetermined temperature or overcurrent. It is possible to prevent fusing characteristics from fluctuating such that the fusing time is extended or the fusing time is extended, and conversely, fusing is performed at less than a predetermined temperature or current value.

[変形例6]
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、ヒューズエレメント17の露出面25を第1、第2の電極12,13外に張り出させてもよい。図13に示すヒューズ素子92は、第1、第2の電極12,13を絶縁基板11の両側縁より内側に位置するように狭小化させるとともに、導電スルーホール61を介して絶縁基板11の裏面11bに形成された第1、第2の外部接続電極12a,13aと接続されている。そして、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、露出面25が第1、第2の電極12,13外に張り出すことにより、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。
[Modification 6]
In the fuse element to which the present invention is applied, the exposed surface 25 of the fuse element 17 may be projected outside the first and second electrodes 12 and 13. The fuse element 92 shown in FIG. 13 narrows the first and second electrodes 12 and 13 so as to be located on the inner side of both side edges of the insulating substrate 11, and the back surface of the insulating substrate 11 through the conductive through hole 61. 11b is connected to the first and second external connection electrodes 12a and 13a. The fuse element 17 has an exposed surface 25 directed to both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 projects out of the first and second electrodes 12 and 13. As a result, a gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21.

これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13や接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thereby, since the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by the insulator (gap), the fuse element 17 is subjected to a high temperature environment such as a reflow process. In this case, it is possible to prevent the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21 that has spread or melted on the first and second electrodes 12 and 13. it can. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

[変形例7]
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、図14に示すように、ヒューズエレメント17の露出面25を第1、第2の電極12,13間にわたって配置するとともに、高融点金属層24に被覆された被覆面26の幅が第1、第2の電極12,13の支持部の幅よりも広くしてもよい。図14に示すヒューズ素子93は、第1、第2の電極12,13に、接続用ハンダ21が設けられるとともにヒューズエレメント17を支持する支持部71が絶縁基板11の内側に向かって張り出し形成されている。また、保護素子70は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側にヒューズエレメント17の被覆面26が向けられる。
[Modification 7]
In the fuse element to which the present invention is applied, the exposed surface 25 of the fuse element 17 is disposed between the first and second electrodes 12 and 13 and the refractory metal layer 24 is covered as shown in FIG. The width of the covered surface 26 may be wider than the width of the support portion of the first and second electrodes 12 and 13. In the fuse element 93 shown in FIG. 14, connection solder 21 is provided on the first and second electrodes 12 and 13, and a support portion 71 that supports the fuse element 17 is formed to protrude toward the inside of the insulating substrate 11. ing. Further, the protective element 70 has the covering surface 26 of the fuse element 17 on both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13.

ヒューズエレメント17は、被覆面26の幅が第1、第2の電極12,13の幅よりも広く形成されることにより、被覆面26の両端と連続する露出面25が第1、第2の電極12,13の支持部71外に張り出し、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。   The fuse element 17 is formed such that the width of the covering surface 26 is wider than the width of the first and second electrodes 12, 13, so that the exposed surfaces 25 that are continuous with both ends of the covering surface 26 are first and second. The electrode 12, 13 protrudes outside the support portion 71, and a gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12, 13 and the connecting solder 21.

これにより、ヒューズエレメント17は、露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21といった導電体と隔離されているため、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、あるいは溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   Thereby, the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from the conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by the insulator (gap). In this case, it is possible to prevent the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 from being attracted by the surface tension of the connecting solder 21 that has spread or melted on the first and second electrodes 12 and 13. it can. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

なお、ヒューズ素子93は、第1、第2の電極12,13上に、溶融した接続用ハンダ21の流動を規制する規制壁73を形成することが好ましい。また、ヒューズ素子93は、第1、第2の電極12,13に被覆面26より幅の狭い支持部71を設ける他、被覆面26より幅の狭い第1、第2の電極12,13を形成してもよい。   In addition, it is preferable that the fuse element 93 forms a regulation wall 73 that regulates the flow of the molten connecting solder 21 on the first and second electrodes 12 and 13. In addition, the fuse element 93 is provided with the first and second electrodes 12 and 13 having a narrower width than the covering surface 26 and the first and second electrodes 12 and 13 having a width smaller than the covering surface 26. It may be formed.

[変形例8]
また、本発明が適用されたヒューズ素子は、図15に示すように、ヒューズエレメント17の露出面25と接続用ハンダ21との間に、溶融した接続用ハンダ21の流動を規制する遮蔽壁を設けてもよい。図15に示すヒューズ素子94は、第1、第2の電極12,13に、接続用ハンダ21が設けられるとともに、遮蔽壁81が設けられている。
[Modification 8]
Further, as shown in FIG. 15, the fuse element to which the present invention is applied has a shielding wall for restricting the flow of the molten connecting solder 21 between the exposed surface 25 of the fuse element 17 and the connecting solder 21. It may be provided. In the fuse element 94 shown in FIG. 15, the first and second electrodes 12 and 13 are provided with the connecting solder 21 and the shielding wall 81.

また、ヒューズエレメント17は、第1、第2の電極12,13間にわたる通電方向の両側に露出面25が向けられるとともに、露出面25が接続用ハンダ21及び遮蔽壁81外に張り出すことにより、露出面25と第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21との間に間隙が形成される。   The fuse element 17 has an exposed surface 25 directed to both sides in the energizing direction between the first and second electrodes 12 and 13, and the exposed surface 25 protrudes out of the connecting solder 21 and the shielding wall 81. A gap is formed between the exposed surface 25 and the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21.

これにより、ヒューズ素子94は、遮蔽壁81によってヒューズエレメント17の露出面25と接続用ハンダ21とが隔てられる。したがって、ヒューズ素子94は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した接続用ハンダ21の流動が遮蔽壁81によって堰き止められ、露出面25から露出されている低融点金属と接続用ハンダ21とが接触することにより、溶融した接続用ハンダ21の表面張力によって低融点金属が吸引されることを防止することができる。したがって、ヒューズエレメント17は、低融点金属の流出によって外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   As a result, the fuse element 94 separates the exposed surface 25 of the fuse element 17 from the connecting solder 21 by the shielding wall 81. Therefore, in the fuse element 94, in a high temperature environment such as a reflow process, the flow of the molten connecting solder 21 is blocked by the shielding wall 81, and the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 and the connecting solder 21 , The low melting point metal can be prevented from being sucked by the molten surface tension of the connecting solder 21. Accordingly, the outer shape of the fuse element 17 is deformed due to the outflow of the low melting point metal, so that the fuse element 17 is not blown by a predetermined temperature or overcurrent, or the fusing time is extended. It is possible to prevent fluctuations in the fusing characteristics.

また、ヒューズ素子94は、ヒューズエレメント17の露出面25が絶縁体(間隙)によって第1、第2の電極12,13及び接続用ハンダ21といった導電体と隔離されている。したがって、ヒューズ素子94は、リフロー工程等の高温環境下において、露出面25から露出されている低融点金属が、第1、第2の電極12,13上に濡れ広がり、ヒューズエレメント17の外形が変形し、所定の温度や過電流によっては溶断しない、あるいは溶断時間が延びる、反対に所定の温度や電流値未満で溶断してしまう等の溶断特性の変動を防止することができる。   In the fuse element 94, the exposed surface 25 of the fuse element 17 is isolated from conductors such as the first and second electrodes 12 and 13 and the connecting solder 21 by an insulator (gap). Therefore, in the fuse element 94, the low melting point metal exposed from the exposed surface 25 wets and spreads on the first and second electrodes 12 and 13 in a high temperature environment such as a reflow process, and the outer shape of the fuse element 17 is increased. It is possible to prevent the fusing characteristics from fluctuating such as being deformed and not fusing depending on a predetermined temperature or overcurrent, or fusing time being extended, and conversely fusing less than a predetermined temperature or current value.

なお、ヒューズ素子94は、図16に示すように、ヒューズエレメントの露出面25の先に規制壁82を設け、露出面25を遮蔽壁81、規制壁82によって囲むようにしてもよい。規制壁82は、遮蔽壁81と同じ材料を用いて同様に形成することができる。露出面25を遮蔽壁81、規制壁82によって囲むことにより、ヒューズ素子94は、リフロー工程等の高温環境下において、溶融した低融点金属の流動を規制し、ヒューズエレメント17の変形を抑制することができる。また、ヒューズ素子94は、規制壁82を設けることにより、外部回路基板の接続電極に設けられた接続用ハンダがキャスタレーションを介して第1、第2の電極12,13上に濡れ広がってきた場合にも、規制壁82で堰き止め、露出面25の低融点金属と接触することを防止することができる。   As shown in FIG. 16, the fuse element 94 may be provided with a regulating wall 82 at the tip of the exposed surface 25 of the fuse element, and the exposed surface 25 may be surrounded by the shielding wall 81 and the regulating wall 82. The regulation wall 82 can be similarly formed using the same material as the shielding wall 81. By surrounding the exposed surface 25 with the shielding wall 81 and the regulating wall 82, the fuse element 94 regulates the flow of the molten low melting point metal and suppresses deformation of the fuse element 17 in a high temperature environment such as a reflow process. Can do. Further, in the fuse element 94, by providing the regulation wall 82, the solder for connection provided on the connection electrode of the external circuit board has spread over the first and second electrodes 12, 13 via the castellation. Even in this case, it is possible to prevent the contact with the low melting point metal of the exposed surface 25 by damming with the regulation wall 82.

10 保護素子、11 絶縁基板、12 第1の電極、13 第2の電極、14 発熱体、15 絶縁層、16 発熱体引出電極、17 ヒューズエレメント、18 カバー部材、19 発熱体電極、21 接続用ハンダ、22 フラックス、23 低融点金属層、24 高融点金属層、25 露出面、26 被覆面、30 バッテリパック、31〜34 バッテリセル、35 バッテリスタック、36 検出回路、37 電流制御素子、40 充放電制御回路、41,42 電流制御素子、43 制御部、45 充電装置、50 保護素子、51 絶縁体、60 保護素子、61 導電スルーホール、70 保護素子、71 支持部、72 絶縁層、80 保護素子、81 遮蔽壁、82 規制壁、90〜94 ヒューズ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Protection element, 11 Insulating substrate, 12 1st electrode, 13 2nd electrode, 14 Heating body, 15 Insulating layer, 16 Heating body extraction electrode, 17 Fuse element, 18 Cover member, 19 Heating body electrode, 21 For connection Solder, 22 flux, 23 low melting point metal layer, 24 high melting point metal layer, 25 exposed surface, 26 coated surface, 30 battery pack, 31-34 battery cell, 35 battery stack, 36 detection circuit, 37 current control element, 40 charge Discharge control circuit, 41, 42 Current control element, 43 Control unit, 45 Charging device, 50 Protection element, 51 Insulator, 60 Protection element, 61 Conductive through hole, 70 Protection element, 71 Support part, 72 Insulation layer, 80 Protection Element, 81 shielding wall, 82 regulating wall, 90-94 fuse element

Claims (8)

絶縁基板と、
発熱体と、
上記絶縁基板に形成された第1の電極及び第2の電極と、
両端が上記第1の電極及び上記第2の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントと、
回路基板との接続用ハンダの、上記ヒューズエレメントへの濡れ拡がりを規制する規制壁とを備える保護素子。
An insulating substrate;
A heating element;
A first electrode and a second electrode formed on the insulating substrate;
A fuse element having both ends connected to the first electrode and the second electrode via a connecting material;
A protection element comprising a regulation wall for regulating wetting and spreading of the solder for connection with a circuit board to the fuse element.
上記第1の電極及び上記第2の電極は、上記絶縁基板の表面に形成され、
上記第1の電極は、上記絶縁基板の裏面に設けられ、上記回路基板と上記接続用ハンダを介して接続される第1の外部接続電極と接続され、
上記第2の電極は、上記絶縁基板の裏面に設けられ、上記回路基板と上記接続用ハンダを介して接続される第2の外部接続電極と接続され、
上記規制壁は、上記第1の電極及び上記第2の電極に設けられている請求項1記載の保護素子。
The first electrode and the second electrode are formed on a surface of the insulating substrate,
The first electrode is provided on the back surface of the insulating substrate and is connected to a first external connection electrode connected to the circuit board via the connection solder,
The second electrode is provided on the back surface of the insulating substrate and is connected to a second external connection electrode connected to the circuit board via the connection solder,
The protection element according to claim 1, wherein the restriction wall is provided on the first electrode and the second electrode.
上記規制壁は、上記接続用ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料からなる請求項1又は2に記載の保護素子。   The protection element according to claim 1, wherein the restriction wall is made of an insulating material that does not have wettability to the connection solder. 上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面を上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられ、
上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記規制壁及び上記遮蔽壁によって囲まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護素子。
The fuse element has a low melting point metal layer covered with a high melting point metal layer, and a pair of end faces are exposed surfaces from which the low melting point metal layer is exposed,
Between the exposed surface of the fuse element and the connection material, a shielding wall that regulates the flow of the molten connection material is provided,
The protection element according to claim 1, wherein the exposed surface of the fuse element is surrounded by the restriction wall and the shielding wall.
絶縁基板と、
上記絶縁基板に形成された第1の電極及び第2の電極と、
両端が上記第1の電極及び上記第2の電極にそれぞれ接続材料を介して接続されたヒューズエレメントと、
回路基板との接続用ハンダの、上記ヒューズエレメントへの濡れ拡がりを規制する規制壁とを備えるヒューズ素子。
An insulating substrate;
A first electrode and a second electrode formed on the insulating substrate;
A fuse element having both ends connected to the first electrode and the second electrode via a connecting material;
A fuse element comprising: a regulation wall that regulates wetting and spreading of the solder for connection to the circuit board to the fuse element.
上記第1の電極及び上記第2の電極は、上記絶縁基板の表面に形成され、
上記第1の電極は、上記絶縁基板の裏面に設けられ、上記回路基板と上記接続用ハンダを介して接続される第1の外部接続電極と接続され、
上記第2の電極は、上記絶縁基板の裏面に設けられ、上記回路基板と上記接続用ハンダを介して接続される第2の外部接続電極と接続され、
上記規制壁は、上記第1の電極及び上記第2の電極に設けられている請求項5記載のヒューズ素子。
The first electrode and the second electrode are formed on a surface of the insulating substrate,
The first electrode is provided on the back surface of the insulating substrate and is connected to a first external connection electrode connected to the circuit board via the connection solder,
The second electrode is provided on the back surface of the insulating substrate and is connected to a second external connection electrode connected to the circuit board via the connection solder,
The fuse element according to claim 5, wherein the restriction wall is provided on the first electrode and the second electrode.
上記規制壁は、上記接続用ハンダに対する濡れ性を有しない絶縁材料からなる請求項5又は6に記載のヒューズ素子。   The fuse element according to claim 5 or 6, wherein the restriction wall is made of an insulating material having no wettability with respect to the connection solder. 上記ヒューズエレメントは、低融点金属層が高融点金属層に被覆されるとともに、一対の端面を上記低融点金属層が露出する露出面とされ、
上記ヒューズエレメントの上記露出面と上記接続材料との間に、溶融した上記接続材料の流動を規制する遮蔽壁が設けられ、
上記ヒューズエレメントは、上記露出面が上記規制壁及び上記遮蔽壁によって囲まれている請求項5〜7のいずれか1項に記載のヒューズ素子。
The fuse element has a low melting point metal layer covered with a high melting point metal layer, and a pair of end faces are exposed surfaces from which the low melting point metal layer is exposed,
Between the exposed surface of the fuse element and the connection material, a shielding wall that regulates the flow of the molten connection material is provided,
The fuse element according to any one of claims 5 to 7, wherein the exposed surface of the fuse element is surrounded by the restriction wall and the shielding wall.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020137983A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 デクセリアルズ株式会社 Current sensing element, current sensing element composite, and protection circuit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013229293A (en) * 2012-03-29 2013-11-07 Dexerials Corp Protective element
WO2015025883A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 デクセリアルズ株式会社 Protective element
JP2015111526A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 デクセリアルズ株式会社 Protection element and fuse element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013229293A (en) * 2012-03-29 2013-11-07 Dexerials Corp Protective element
WO2015025883A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 デクセリアルズ株式会社 Protective element
JP2015111526A (en) * 2013-12-06 2015-06-18 デクセリアルズ株式会社 Protection element and fuse element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137983A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 デクセリアルズ株式会社 Current sensing element, current sensing element composite, and protection circuit
JP2020106330A (en) * 2018-12-26 2020-07-09 デクセリアルズ株式会社 Current sensing element, current sensing element complex, and protection circuit

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