JP6538936B2 - Protective element and battery pack - Google Patents

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Description

本発明は、電流経路を溶断することにより、電流経路上に接続された回路を保護する保護素子及びバッテリパックに関する。   The present invention relates to a protection device and a battery pack that protect circuits connected on a current path by melting the current path.

充電して繰り返し利用することのできる二次電池の多くは、バッテリパックに加工されてユーザに提供される。特に重量エネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池においては、ユーザ及び電子機器の安全を確保するために、一般的に、過充電保護、過放電保護等のいくつもの保護回路をバッテリパックに内蔵し、所定の場合にバッテリパックの出力を遮断する機能を有している。   Many of secondary batteries that can be charged and repeatedly used are processed into a battery pack and provided to the user. In particular, in lithium ion secondary batteries with high weight energy density, in order to ensure the safety of users and electronic devices, a number of protection circuits such as overcharge protection and overdischarge protection are generally incorporated in the battery pack, It has a function to shut off the output of the battery pack in a predetermined case.

多くのリチウムイオン二次電池を用いた電子装置においては、バッテリパックに内蔵されたＦＥＴスイッチを用いて出力のＯＮ／ＯＦＦを行うことにより、バッテリパックの過充電保護又は過放電保護動作を行う。しかしながら、何らかの原因でＦＥＴスイッチが短絡破壊した場合、雷サージ等が印加され、瞬間的な大電流が流れた場合、或いはバッテリセルの寿命によって出力電圧が異常に低下したり、逆に過大異常電圧を出力した場合であってもバッテリパックや電子機器は、発火等の事故から保護されなければならない。そこで、このような想定し得るいかなる異常状態においても、バッテリセルの出力を安全に遮断するために、外部からの信号によって電流経路を遮断する機能を有するヒューズ素子からなる保護素子が用いられる。   In an electronic device using many lithium ion secondary batteries, overcharge protection or overdischarge protection operation of the battery pack is performed by performing ON / OFF of the output using an FET switch built in the battery pack. However, if the FET switch is short-circuit-broken for some reason, a lightning surge or the like is applied and a momentary large current flows, or the output voltage drops abnormally due to the life of the battery cell, or conversely, the excessive abnormal voltage Even when the battery pack and the battery pack or the electronic device are output, they must be protected from an accident such as ignition. Therefore, in order to safely shut off the output of the battery cell under any such conceivable abnormal condition, a protection element consisting of a fuse element having a function of shutting off the current path by an external signal is used.

このようなリチウムイオン二次電池等向けの保護回路の保護素子として、特許文献１に記載されているように、保護素子内部に発熱体を有し、この発熱体の発熱によって電流経路上の可溶導体を溶断する構造が一般的に用いられている。   As described in Patent Document 1, as a protection element of a protection circuit for such a lithium ion secondary battery etc., a heating element is provided inside the protection element, and the heat generation of this heating element causes a problem on the current path. A structure that melts a molten conductor is generally used.

特開２０１０−３６６５号公報JP, 2010-3665, A

特許文献１に記載されている保護素子において、携帯電話やノートパソコンのような電流容量が比較的低い用途に用いるために、可溶導体（ヒューズ）は、最大でも１５Ａ程度の電流容量を有している。リチウムイオン二次電池の用途は、近年拡大しており、より大電流の用途、例えば電動ドライバ等の電動工具や、ハイブリッドカー、電気自動車、電動アシスト自転車等の輸送機器に採用が検討され、一部採用が開始されている。これらの用途において、特に起動時等には、数１０Ａ〜１００Ａを超えるような大電流が流れる場合がある。このような大電流容量に対応した保護素子の実現が望まれている。   In the protective element described in Patent Document 1, the soluble conductor (fuse) has a current capacity of about 15 A at maximum for use in applications where the current capacity is relatively low, such as a mobile phone or a notebook computer. ing. Applications of lithium ion secondary batteries are expanding in recent years, and their application to higher current applications, such as electric tools such as electric drivers, and transportation devices such as hybrid cars, electric cars, and electric assist bicycles, are being studied. Recruitment has been started. In these applications, a large current exceeding several tens of amps to 100 amps may flow, particularly at start-up and the like. It is desirable to realize a protective element that can handle such a large current capacity.

大電流に対応する保護素子を実現するためには、可溶導体の断面積を増大させればよい。しかしながら、保護素子は、過電流状態により溶断させる場合以外にも、電池セルの過電圧状態を検出して、抵抗体で形成された発熱体に電流を流して、その発熱によって可溶導体を切断する必要がある。大電流に対応するために断面積を増大させると、溶断時の可溶導体の溶融量が多くなるため、可溶導体を安定して溶断することが困難となる。また、可溶導体の溶融量が多くなると過電流による電流遮断の直前に、溶融導体が凝集量も増大し、遮断時のアーク放電によって溶融導体が多量に飛散し、絶縁抵抗の低下や可溶導体の搭載位置の周辺回路の短絡等のリスクも高まる。さらに、保護素子の配置される姿勢によって溶断動作が変動することも問題である。   In order to realize a protection element corresponding to a large current, the cross sectional area of the fusible conductor may be increased. However, the protective element detects the overvoltage state of the battery cell and also causes a current to flow through the heating element formed of the resistor to cut the soluble conductor due to the heat generation other than when the protective element is melted down due to the overcurrent state. There is a need. When the cross-sectional area is increased to cope with a large current, the amount of melting of the soluble conductor at the time of melting is increased, which makes it difficult to stably melt the soluble conductor. In addition, if the melt amount of the fusible conductor increases, the melt conductor also increases the cohesion amount immediately before the current interruption due to an overcurrent, and the arc conductor at the time of interruption causes a large amount of the molten conductor to scatter, which lowers the insulation resistance The risk of short circuiting of peripheral circuits at the mounting position of the conductor also increases. Furthermore, it is also a problem that the melting operation fluctuates depending on the posture in which the protective element is disposed.

そこで、本発明は、過電流保護時の電流容量を確保しつつ、過電流による電流遮断の際にアーク放電による溶融導体の飛散を抑制できる保護素子及びバッテリパックを得ることを目的とする。また、本発明は、過電流保護時の電流容量を確保しつつ、発熱体による発熱によって可溶導体を確実に溶断させることができる保護素子及びバッテリパックを得ることを目的とする。   Then, an object of the present invention is to obtain a protection element and a battery pack which can control scattering of a fusion conductor by arc discharge at the time of current interruption by overcurrent, securing current capacity at the time of overcurrent protection. Another object of the present invention is to obtain a protection element and a battery pack capable of reliably melting and melting a soluble conductor by heat generation by a heat generating element while securing a current capacity at the time of overcurrent protection.

上述した課題を解決する本発明に係る保護素子は、第１、第２の外部電極と、上記第１、第２の外部電極間にわたって接続された可溶導体と、上記可溶導体に接続され、溶融した上記可溶導体を吸引する吸引部材とを有し、上記吸引部材は、上記第１、第２の外部電極間に配設された第１の絶縁基板と、上記第1の絶縁基板の上記可溶導体と対向する表面に形成された発熱体と、上記発熱体を覆う絶縁部材と、上記発熱体と接続されるとともに、上記第１の絶縁基板の上記表面に形成され、上記可溶導体の一部と接続された発熱体引出電極と、上記第１の絶縁基板の厚さ方向に設けられ、上記発熱体引出電極と連続する貫通孔とを備え、上記吸引部材を複数有し、上記可溶導体が溶融することにより上記第１の外部電極と上記第２の外部電極との間の電流経路を遮断するものである。   A protection element according to the present invention for solving the problems described above comprises: a first and a second external electrode; a fusible conductor connected across the first and the second external electrode; A suction member for suctioning the melted fusible conductor, wherein the suction member is a first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes, and the first insulating substrate A heating element formed on the surface facing the fusible conductor, an insulating member covering the heating element, and the heating element, and being formed on the surface of the first insulating substrate; A heating element lead-out electrode connected to a part of a molten conductor, and a through hole provided in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the heating element lead-out electrode, and having a plurality of suction members By melting the fusible conductor, the first external electrode and the second external electrode; Block the current path between

また、本発明に係るバッテリパックは、１つ以上のバッテリセルと、上記バッテリセルの充放電経路上に接続され、該充放電経路を遮断する保護素子と、上記バッテリセルの電圧値を検出して上記保護素子への通電を制御する電流制御素子とを備え、上記保護素子は、第１、第２の外部電極と、上記第１、第２の外部電極間にわたって接続された可溶導体と、上記可溶導体に接続され、溶融した上記可溶導体を吸引する吸引部材とを有し、上記吸引部材は、上記第１、第２の外部電極間に配設された第１の絶縁基板と、上記第１の絶縁基板の上記可溶導体と対向する表面に形成された発熱体と、上記発熱体を覆う絶縁部材と、上記発熱体と接続されるとともに、上記第１の絶縁基板の上記表面に形成され、上記可溶導体の一部と接続された発熱体引出電極と、上記第１の絶縁基板の厚さ方向に設けられ、上記発熱体引出電極と連続する貫通孔とを備え、上記吸引部材を複数有し、上記可溶導体が溶融することにより上記第１の外部電極と上記第２の外部電極との間の電流経路を遮断するものである。   Further, the battery pack according to the present invention is connected to one or more battery cells, a charge / discharge path of the battery cell, and a protection element for interrupting the charge / discharge path, and detects a voltage value of the battery cell. Current control element for controlling energization of the protection element, the protection element includes first and second external electrodes, and a soluble conductor connected between the first and second external electrodes A suction member connected to the fusible conductor for suctioning the melted fusible conductor, wherein the suction member is a first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes A heating element formed on the surface of the first insulating substrate facing the soluble conductor, an insulating member covering the heating element, and the heating element, and the first insulating substrate A pulse formed on the surface and connected to a portion of the fusible conductor A body extraction electrode, and a through hole provided in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the heating element extraction electrode, having a plurality of suction members, and melting the soluble conductor The current path between the first external electrode and the second external electrode is cut off.

本発明によれば、可溶導体が溶融すると、溶融した可溶導体が第１の絶縁基板に形成された吸引孔に引き込まれるため、溶融導体が多量に発生した場合にも確実に溶断される。したがって、定格を向上させるために可溶導体の断面積を増大させた場合にも、電流経路を確実に切断することができる。   According to the present invention, when the fusible conductor is melted, the melted fusible conductor is drawn into the suction holes formed in the first insulating substrate, so that even when a large amount of the melted conductor is generated, melting is reliably cut off . Therefore, even when the cross-sectional area of the fusible conductor is increased to improve the rating, the current path can be reliably cut.

図１本発明が適用された保護素子を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a protective element to which the present invention is applied. 図２は、本発明が適用された保護素子において、溶融導体が吸引されている状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the molten conductor is drawn in the protective element to which the present invention is applied. 図３は、本発明が適用された保護素子において、可溶導体が溶断された状態を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the soluble conductor is fused and cut in the protective element to which the present invention is applied. 図４は、保護素子が用いられたバッテリパックの構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a battery pack in which a protection element is used. 図５は、本発明が適用された保護素子の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a protection device to which the present invention is applied. 図６は、第１の絶縁基板の表面側に発熱体を備えた保護素子を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a heating element on the surface side of a first insulating substrate. 図７は、第１の絶縁基板の裏面側に発熱体を備えた保護素子を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a heating element on the back surface side of the first insulating substrate. 図８は、第１の絶縁基板内に発熱体を備えた保護素子を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a heating element in a first insulating substrate. 図９は、保護素子が用いられたバッテリパックの構成例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a battery pack in which a protection element is used. 図１０は、本発明が適用された保護素子の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a protection device to which the present invention is applied. 図１１（Ａ）は、本発明が適用された保護素子の平面図である。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＡＡ’線断面図である。FIG. 11A is a plan view of a protective element to which the present invention is applied. FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 図１２は、本発明が適用された保護素子の応用例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing an application example of a protection element to which the present invention is applied. 図１３は、本発明が適用された保護素子の回路構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration example of a protection element to which the present invention is applied. 図１４（Ａ）は、本発明が適用された保護素子の発熱体の動作時を示す断面図である。図１４（Ｂ）は、可溶導体が溶断した状態を示す断面図である。FIG. 14A is a cross-sectional view showing the operation of the heat generating element of the protective element to which the present invention is applied. FIG. 14 (B) is a cross-sectional view showing a fusible conductor in a fused state. 図１５（Ａ）−（Ｅ）は、本発明が適用された保護素子の使用態様の姿勢を示す図である。15 (A) to 15 (E) are views showing the posture of the usage of the protection element to which the present invention is applied. 図１６は、図１５（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢における可溶導体の溶断時間を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing the melting time of the soluble conductor in each posture of FIGS. 15 (A) to (E). 図１７（Ａ）は、参考例となる凝集式の保護素子の平面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のＡＡ’線断面図である。図１７（Ｃ）は、溶断した状態の断面図である。FIG. 17 (A) is a plan view of an aggregation type protective element as a reference example, and FIG. 17 (B) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 17 (A). FIG. 17C is a cross-sectional view of a fused state. 図１８（Ａ）−（Ｅ）は、図１７に示す参考例の保護素子の使用態様における姿勢を示す図である。18 (A) to 18 (E) are views showing a posture in a use mode of the protection element of the reference example shown in FIG. 図１９は、図１８（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢における可溶導体の溶断時間を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the melting time of the soluble conductor in each posture of FIGS. 18 (A)-(E). 図２０は、第１の絶縁基板の中間電極に設けられる貫通孔の変形例を示す図であり、（Ａ）は、貫通孔を２列に設けた例を示し、（Ｂ）は、貫通孔をスリットにした例を示す。FIG. 20 is a view showing a modification of the through holes provided in the intermediate electrode of the first insulating substrate, in which (A) shows an example in which the through holes are provided in two rows, and (B) shows the through holes. Here is an example of using a slit. 図２１は、第１の絶縁基板の表面側に発熱体を備えた保護素子を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a heating element on the surface side of a first insulating substrate. 図２２（Ａ）−（Ｅ）は、本発明が適用された保護素子の使用態様の姿勢を示す図である。22 (A)-(E) are views showing the posture of the usage of the protection element to which the present invention is applied. 図２３は、図２２（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢における可溶導体の溶断時間を示す図である。FIG. 23: is a figure which shows the melting time of the soluble conductor in each attitude | position of FIG. 22 (A)-(E). 図２４は、凝集部材を備えた保護素子を示す断面図であり、（Ａ）は可溶導体の溶断前、（Ｂ）は可溶導体の溶断後を示す。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the protective element provided with the aggregation member, in which (A) shows the soluble conductor before melting and (B) shows the soluble conductor after melting. 図２５は、凝集部材を備えた保護素子を示す回路図である。FIG. 25 is a circuit diagram showing a protective element provided with an aggregation member. 図２６は、吸引部材を複数備えた保護素子を示す断面図であり、（Ａ）は可溶導体の溶断前、（Ｂ）は可溶導体の溶断後を示す。FIG. 26 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a plurality of suction members, in which (A) shows the soluble conductor before melting and (B) shows the soluble conductor after melting. 図２７は、吸引部材を複数備えた保護素子を示す回路図である。FIG. 27 is a circuit diagram showing a protective element provided with a plurality of suction members. 図２８は、高融点金属層と低融点金属層を有し、被覆構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は高融点金属層を内層とし低融点金属層で被覆した構造を示し、（Ｂ）は低融点金属層を内層とし高融点金属層で被覆した構造を示す。FIG. 28 is a perspective view showing a soluble conductor having a high melting point metal layer and a low melting point metal layer and provided with a covering structure, wherein (A) is a structure in which the high melting point metal layer is an inner layer and is covered with the low melting point metal layer. (B) shows a structure in which a low melting point metal layer is an inner layer and is covered with a high melting point metal layer. 図２９は、高融点金属層と低融点金属層の積層構造を備える可溶導体を示す斜視図であり、（Ａ）は上下２層構造、（Ｂ）は内層及び外層の３層構造を示す。FIG. 29 is a perspective view showing a soluble conductor having a laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, wherein (A) shows a two-layer structure of upper and lower layers, and . 図３０は、高融点金属層と低融点金属層の多層構造を備える可溶導体を示す断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view showing a soluble conductor provided with a multilayer structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer. 図３１は、高融点金属層の表面に線状の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図であり、（Ａ）は長手方向に沿って開口部が形成されたもの、（Ｂ）は幅方向に沿って開口部が形成されたものである。FIG. 31 is a plan view showing a soluble conductor in which linear openings are formed on the surface of the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed, and (A) shows the openings along the longitudinal direction. In the case of (B), an opening is formed along the width direction. 図３２は、高融点金属層の表面に円形の開口部が形成され低融点金属層が露出されている可溶導体を示す平面図である。FIG. 32 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed on the surface of the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed. 図３３は、高融点金属層に円形の開口部が形成され、内部に低融点金属が充填された可溶導体を示す平面図である。FIG. 33 is a plan view showing a fusible conductor in which a circular opening is formed in the high melting point metal layer and the low melting point metal is filled therein. 図３４は、高融点金属に被覆され肉厚な第１の側縁部と、低融点金属が露出する第２の側縁部が設けられた可溶導体を示す平面図である。FIG. 34 is a plan view showing a fusible conductor provided with a thick first side edge covered with a high melting point metal and a second side edge where the low melting point metal is exposed.

以下、本発明を実施するための形態について、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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

［第１の実施の形態］
本発明が適用された保護素子１は、図１に示すように、第１の絶縁基板１０と、第１の絶縁基板１０の表面１０ａに搭載された可溶導体１３とを有し、第１の絶縁基板１０の表面１０ａには、溶融した可溶導体１３を吸引する吸引孔２０が開口されている。そして、保護素子１は、外部回路に組み込まれることにより、可溶導体１３が当該外部回路の電流経路の一部を構成し、定格を超える過電流によって溶断することにより電流経路を遮断するものである。 First Embodiment
As shown in FIG. 1, the protection element 1 to which the present invention is applied has a first insulating substrate 10 and a fusible conductor 13 mounted on the surface 10 a of the first insulating substrate 10. In the surface 10a of the insulating substrate 10, a suction hole 20 for sucking the molten fusible conductor 13 is opened. Then, the protective element 1 is incorporated in the external circuit, whereby the fusible conductor 13 constitutes a part of the current path of the external circuit, and cuts off the current path by melting due to overcurrent exceeding the rating. is there.

第１の絶縁基板１０は、たとえば、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によって方形状に形成される。その他、第１の絶縁基板１０は、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 first insulating substrate 10 is formed in a rectangular shape, for example, by an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, or zirconia. In addition, the first insulating substrate 10 may be made of a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy substrate or a phenol substrate.

第１の絶縁基板１０の表面１０ａの相対向する両端部には、第１、第２の電極１１，１２が形成されている。第１、第２の電極１１，１２は、それぞれ、Ｃｕ配線等の導電パターンによって形成され、表面に適宜、酸化防止対策としてＳｎメッキ等の保護層が設けられている。また、第１、第２の電極１１，１２は、第１の絶縁基板１０の側面を介して裏面１０ｂに至る導電層１１ｂ，１２ｂを介して、裏面１０ｂに形成された第１、第２の外部接続電極１１ａ，１２ａと接続されている。保護素子１は、第１、第２の外部接続電極１１ａ，１２ａが外部回路を構成する回路基板に接続されることにより、当該回路基板の電流経路上に接続される。そして、保護素子１は、第１、第２の電極１１，１２間にわたって後述する可溶導体１３が搭載されることにより、可溶導体１３が第１、第２の外部接続電極１１ａ，１２ａを介して回路基板の電流経路の一部となる。   First and second electrodes 11 and 12 are formed at opposite ends of the surface 10 a of the first insulating substrate 10. Each of the first and second electrodes 11 and 12 is formed of a conductive pattern such as Cu wiring, and a protective layer such as Sn plating is appropriately provided on the surface as a countermeasure against oxidation. The first and second electrodes 11 and 12 are formed on the back surface 10 b via the conductive layers 11 b and 12 b reaching the back surface 10 b via the side surface of the first insulating substrate 10. The external connection electrodes 11a and 12a are connected. The protection element 1 is connected on the current path of the circuit board by connecting the first and second external connection electrodes 11a and 12a to the circuit board forming the external circuit. And by mounting the soluble conductor 13 mentioned later over the 1st, 2nd electrodes 11 and 12 between the protection elements 1, the soluble conductor 13 makes the 1st, 2nd external connection electrodes 11a and 12a. It becomes part of the current path of the circuit board.

また、第１の絶縁基板１０は、第１、第２の電極１１，１２の間に、吸引孔２０が形成されている。吸引孔２０は、可溶導体１３が過電流による自己発熱により溶融すると、毛管現象によってこの溶融導体１３ａを吸引し、溶融導体１３ａの体積を減少させるものである（図２参照）。保護素子１は、大電流用途に対応するために可溶導体１３の断面積を増大させることにより、溶融量が増大した場合にも、吸引孔２０に吸引させることで、溶融導体１３ａの体積を減少させることができる。これにより、保護素子１は、遮断時のアーク放電による溶融導体１３ａの飛散を軽減し、絶縁抵抗の低下を防止し、また、可溶導体１３の搭載位置の周辺回路への付着による短絡故障を防止することができる。   Further, in the first insulating substrate 10, a suction hole 20 is formed between the first and second electrodes 11 and 12. When the fusible conductor 13 melts due to self-heating due to an overcurrent, the suction hole 20 sucks the molten conductor 13a by capillary action to reduce the volume of the molten conductor 13a (see FIG. 2). The protection element 1 increases the cross-sectional area of the fusible conductor 13 in order to cope with high current applications, thereby attracting the volume of the melting conductor 13a by attracting the suction hole 20 even when the amount of melting increases. It can be reduced. Thereby, the protection element 1 reduces scattering of the molten conductor 13a due to arc discharge at the time of interruption, prevents a decrease in the insulation resistance, and causes a short circuit failure due to adhesion of the mounting position of the soluble conductor 13 to peripheral circuits. It can be prevented.

吸引孔２０は、内面に導電層２１が形成されている。導電層２１が形成されることにより、吸引孔２０は、溶融導体１３ａを吸引しやすくすることができる。導電層２１は、例えば銅、銀、金、鉄、ニッケル、パラジウム、鉛、錫のいずれか、又はいずれかを主成分とする合金によって形成され、吸引孔２０の内面を電解メッキや導電ペーストの印刷等の公知の方法により形成することができる。また、導電層２１は、複数の金属線や、導電性を有するリボンの集合体を吸引孔２０内に挿入することにより形成してもよい。   In the suction hole 20, a conductive layer 21 is formed on the inner surface. By forming the conductive layer 21, the suction holes 20 can facilitate suction of the molten conductor 13 a. The conductive layer 21 is formed of, for example, copper, silver, gold, iron, nickel, palladium, lead, tin, or an alloy containing any of these as a main component, and the inner surface of the suction hole 20 is formed by electrolytic plating or conductive paste. It can be formed by a known method such as printing. Alternatively, the conductive layer 21 may be formed by inserting a plurality of metal wires or an aggregate of conductive ribbons into the suction hole 20.

また、吸引孔２０は、第１の絶縁基板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔として形成されることが好ましい。これにより、吸引孔２０は、溶融導体１３ａを第１の絶縁基板１０の裏面１０ｂ側まで吸引することができ、より多くの溶融導体１３ａを吸引し、溶断部位における溶融導体１３ａの体積を減少させることができる。なお、吸引孔２０は、非貫通孔として形成してもよい。   The suction holes 20 are preferably formed as through holes penetrating in the thickness direction of the first insulating substrate 10. Thereby, the suction hole 20 can suction the molten conductor 13a to the side of the back surface 10b of the first insulating substrate 10, suctions more molten conductor 13a, and reduces the volume of the molten conductor 13a at the melting portion. be able to. The suction holes 20 may be formed as non-through holes.

第１の絶縁基板１０の表面１０ａには、吸引孔２０の導電層２１と接続された表面電極２２が形成されている。表面電極２２は、可溶導体１３が接続される支持電極となる。また、表面電極２２は、導電層２１と連続することにより、可溶導体１３が溶融すると、溶融導体１３ａが凝集し吸引孔２０内に導きやすくする。   A surface electrode 22 connected to the conductive layer 21 of the suction hole 20 is formed on the surface 10 a of the first insulating substrate 10. The surface electrode 22 becomes a support electrode to which the soluble conductor 13 is connected. Further, the surface electrode 22 is continuous with the conductive layer 21 so that when the fusible conductor 13 is melted, the molten conductor 13 a coagulates and easily leads into the suction hole 20.

また、第１の絶縁基板１０の裏面１０ｂには、吸引孔２０の導電層２１と接続された裏面電極２３が形成されている。裏面電極２３は、導電層２１と連続することにより、可溶導体１３が溶融すると、吸引孔２０を介して移動した溶融導体１３ａが凝集する（図３参照）。これにより、保護素子１は、より多くの溶融導体１３ａを吸引し、溶断部位における溶融導体１３ａの体積を減少させることができる。   Further, on the back surface 10 b of the first insulating substrate 10, a back surface electrode 23 connected to the conductive layer 21 of the suction hole 20 is formed. Since the back surface electrode 23 is continuous with the conductive layer 21, when the soluble conductor 13 is melted, the molten conductor 13a moved through the suction holes 20 is aggregated (see FIG. 3). Thereby, the protection element 1 can draw in more melting conductors 13a, and can reduce the volume of the melting conductors 13a in a fusion cutting site.

なお、保護素子１は、吸引孔２０を複数形成することにより、可溶導体１３の溶融導体１３ａを吸引する経路を増やし、より多くの溶融導体１３ａを吸引することで、溶断部位における溶融導体１３ａの体積を減少させるようにしてもよい。   In addition, the protection element 1 increases the path | pass which attracts | melts the fusion | melting conductor 13a of the soluble conductor 13 by forming multiple suction holes 20, By attracting | fluxing more fusion | melting conductors 13a, the fusion | melting conductor 13a in a fusion cutting site is carried out. You may make it reduce the volume of

次いで、可溶導体１３について説明する。可溶導体１３は、第１及び第２の電極１１，１２間にわたって実装され、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、第１の電極１１と第２の電極１２との間の電流経路を遮断するものである。   Next, the soluble conductor 13 will be described. The fusible conductor 13 is mounted across the first and second electrodes 11 and 12 and is melted off by self-heating (Joule heat) when a current exceeding the rated current flows, and the first electrode 11 and the second electrode It cuts off the current path between 12 and 12.

可溶導体１３は、過電流状態によって溶融する導電性の材料であればよく、例えば、ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリーハンダのほか、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金、ＰｂＡｇＳｎ合金等を用いることができる。   The soluble conductor 13 may be any conductive material that melts in an overcurrent state, for example, in addition to SnAgCu-based Pb-free solder, BiPbSn alloy, BiPb alloy, BiSn alloy, SnPb alloy, PbIn alloy, ZnAl alloy, InSn alloy, PbAgSn alloy, etc. can be used.

また、可溶導体１３は、高融点金属と、低融点金属とを含有する構造体であってもよい。例えば、図１に示すように、可溶導体１３は、内層と外層とからなる積層構造体であり、内層として低融点金属層１３ｂ、低融点金属層１３ｂに積層された外層として高融点金属層１３ｃを有する。可溶導体１３は、第１、第２の電極１１，１２及び表面電極２２上にハンダ等の接合材料を介して接続される。   Alternatively, the soluble conductor 13 may be a structure containing a high melting point metal and a low melting point metal. For example, as shown in FIG. 1, the soluble conductor 13 is a laminated structure including an inner layer and an outer layer, and a high melting point metal layer as an outer layer laminated on the low melting metal layer 13b as the inner layer and the low melting metal layer 13b. It has 13c. The soluble conductor 13 is connected on the first and second electrodes 11 and 12 and the surface electrode 22 via a bonding material such as solder.

低融点金属層１３ｂは、好ましくは、ハンダ又はＳｎを主成分とする金属であり、「Ｐｂフリーハンダ」と一般的に呼ばれる材料である（たとえば千住金属工業製、Ｍ７０５等）。低融点金属層１３ｂの融点は、必ずしもリフロー炉の温度よりも高い必要はなく、２００℃程度で溶融してもよい。高融点金属層１３ｃは、低融点金属層１３ｂの表面に積層された金属層であり、例えば、Ａｇ若しくはＣｕ又はこれらのうちのいずれかを主成分とする金属であり、保護素子１をリフロー炉によって外部回路基板上に実装を行う場合においても溶融しない高い融点を有する。   The low melting point metal layer 13b is preferably a solder or a metal containing Sn as a main component, and is a material generally called "Pb free solder" (for example, M705 manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.). The melting point of the low melting point metal layer 13 b is not necessarily higher than the temperature of the reflow furnace, and may be melted at about 200 ° C. The high melting point metal layer 13c is a metal layer laminated on the surface of the low melting point metal layer 13b, and is, for example, Ag, Cu, or a metal containing any of these as a main component. Have a high melting point that does not melt even when mounting on an external circuit board.

このような可溶導体１３は、低融点金属箔に、高融点金属層をメッキ技術を用いて成膜することによって形成することができ、あるいは、他の周知の積層技術、膜形成技術を用いて形成することもできる。なお、可溶導体１３は、高融点金属層を内層とし、低融点金属層を外層として構成してもよく、また低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された４層以上の多層構造とするなど、後に説明するように、様々な構成によって形成することができる。   Such a soluble conductor 13 can be formed by depositing a high melting point metal layer on a low melting point metal foil using a plating technique, or using other known lamination technique and film forming technique Can also be formed. The soluble conductor 13 may have a high melting point metal layer as an inner layer and a low melting point metal layer as an outer layer, or four or more layers in which low melting point metal layers and high melting point metal layers are alternately stacked. It can be formed by various configurations as described later, such as a multilayer structure.

可溶導体１３は、内層となる低融点金属層１３ｂに、外層として高融点金属層１３ｃを積層することによって、リフロー温度が低融点金属層１３ｂの溶融温度を超えた場合であっても、可溶導体１３として溶断するに至らない。したがって、保護素子１は、リフローによって効率よく実装することができる。   The soluble conductor 13 may be formed by laminating the high melting point metal layer 13c as the outer layer on the low melting point metal layer 13b to be the inner layer, even if the reflow temperature exceeds the melting temperature of the low melting point metal layer 13b. It does not lead to melting and cutting as the molten conductor 13. Therefore, the protection element 1 can be efficiently mounted by reflow.

また、可溶導体１３は、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、定格よりも高い値の電流が流れると、自己発熱によって溶融し、第１、第２の電極１１，１２間の電流経路を遮断する。このとき、可溶導体１３は、溶融した低融点金属層１３ｂが高融点金属層１３ｃを浸食することにより、高融点金属層１３ｃが溶融温度よりも低い温度で溶融する。したがって、可溶導体１３は、低融点金属層１３ｂによる高融点金属層１３ｃの浸食作用を利用して短時間で溶断することができる。また、可溶導体１３の溶融導体１３ａは、上述した吸引孔２０による吸引作用に加えて、表面電極２２及び第１、第２の電極１１，１２の物理的な引き込み作用により分断されることから、速やかに、かつ確実に、第１、第２の電極１１，１２間の電流経路を遮断することができる。   Further, the fusible conductor 13 does not melt even by self-heating while a predetermined rated current flows. Then, when a current having a value higher than the rated current flows, it melts by self heat generation, and cuts off the current path between the first and second electrodes 11 and 12. At this time, the low melting point metal layer 13b of the soluble conductor 13 corrodes the high melting point metal layer 13c, whereby the high melting point metal layer 13c melts at a temperature lower than the melting temperature. Therefore, the soluble conductor 13 can be fused in a short time by utilizing the erosion action of the high melting point metal layer 13c by the low melting point metal layer 13b. In addition to the suction action by the suction holes 20 described above, the molten conductor 13a of the fusible conductor 13 is divided by the physical drawing action of the surface electrode 22 and the first and second electrodes 11 and 12 The current path between the first and second electrodes 11 and 12 can be cut off promptly and surely.

また、可溶導体１３は、内層となる低融点金属層１３ｂに高融点金属層１３ｃが積層されて構成されているため、溶断温度を従来の高融点金属からなるチップヒューズ等よりも大幅に低減することができる。したがって、可溶導体１３は、同一サイズのチップヒューズ等に比して、断面積を大きくでき電流定格を大幅に向上させることができる。また、同じ電流定格をもつ従来のチップヒューズよりも小型化、薄型化を図ることができ、速溶断性に優れる。   Moreover, since the soluble conductor 13 is configured by laminating the high melting point metal layer 13c on the low melting point metal layer 13b to be the inner layer, the melting temperature is significantly reduced compared to a conventional chip fuse or the like made of high melting point metal. can do. Therefore, the fusible conductor 13 can have a larger cross-sectional area and can greatly improve the current rating, as compared with a chip fuse or the like of the same size. In addition, the size and thickness can be reduced as compared with the conventional chip fuse having the same current rating, and the rapid melting property is excellent.

また、可溶導体１３は、保護素子１が組み込まれた電気系統に異常に高い電圧が瞬間的に印加されるサージへの耐性（耐パルス性）を向上することができる。すなわち、可溶導体１３は、例えば１００Ａの電流が数ｍｓｅｃ流れたような場合にまで溶断してはならない。この点、極短時間に流れる大電流は導体の表層を流れることから（表皮効果）、可溶導体１３は、外層として抵抗値の低いＡｇメッキ等の高融点金属層１３ｃが設けられているため、サージによって印加された電流を流しやすく、自己発熱による溶断を防止することができる。したがって、可溶導体１３は、従来のハンダ合金からなるヒューズに比して、大幅にサージに対する耐性を向上させることができる。   Moreover, the soluble conductor 13 can improve the tolerance (pulse resistance) to the surge to which an abnormally high voltage is momentarily applied to the electrical system in which the protection element 1 is incorporated. That is, the fusible conductor 13 should not be melted down, for example, when a current of 100 A flows for several milliseconds. In this respect, since a large current flowing in a very short time flows in the surface layer of the conductor (skin effect), the soluble conductor 13 is provided with the high melting point metal layer 13c such as Ag plating having a low resistance value as the outer layer. The current applied by the surge can easily flow, and melting due to self-heating can be prevented. Therefore, the fusible conductor 13 can significantly improve the resistance to surge as compared with the fuse made of a conventional solder alloy.

なお、可溶導体１３は、酸化防止、及び溶断時の濡れ性の向上等のため、フラックス１４が塗布されている。また、保護素子１は、第１の絶縁基板１０がカバー部材１５に覆われることによりその内部が保護されている。カバー部材１５は、上記第１の絶縁基板１０と同様に、たとえば、熱可塑性プラスチック，セラミックス，ガラスエポキシ基板等の絶縁性を有する部材を用いて形成することができる。   The soluble conductor 13 is coated with a flux 14 in order to prevent oxidation and improve wettability at the time of melting and the like. The inside of the protection element 1 is protected by covering the first insulating substrate 10 with the cover member 15. Similar to the first insulating substrate 10, the cover member 15 can be formed using, for example, an insulating member such as a thermoplastic plastic, a ceramic, a glass epoxy substrate, or the like.

［回路構成］
このような保護素子１は、図４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。 [Circuit configuration]
Such a protective element 1 is used by being incorporated in a circuit in a battery pack 30 of a lithium ion secondary battery, for example, as shown in FIG. The battery pack 30 has, 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１と、各バッテリセル３１〜３４の電圧を検出する検出回路３６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 1 to which the present invention is applied that interrupts charging when the battery stack 35 is abnormal, and each battery cell And a detection circuit 36 for detecting voltages 31 to 34.

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の正極端子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 in series battery cells 31 to 34 requiring control for protection from overcharge and overdischarge, and is detachable via the positive electrode terminal 30a and the negative electrode terminal 30b of the battery pack 30. To the charging device 45, and the charging voltage from the charging device 45 is applied. The electronic device can be operated by connecting the positive electrode terminal 30 a and the negative electrode terminal 30 b of the battery pack 30 charged by the charging device 45 to an electronic device operated by a 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という。）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 and discharge control circuit 40 includes two current control elements 41 and 42 connected in series in a current path flowing from the battery stack 35 to the charging device 45, and a control unit 43 for controlling the operation of the current control elements 41 and 42. Equipped with Current control elements 41 and 42 are formed of, for example, field effect transistors (hereinafter referred to as FET), and control of gate voltage by control unit 43 to control conduction and interruption of the current path of battery stack 35. Control unit 43 operates by receiving power supply from charging device 45 and, depending on the detection result by detection circuit 36, cuts off the current path when battery stack 35 is overdischarged or overcharged. The operation of the elements 41 and 42 is controlled.

保護素子１は、例えば、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る。   The protection element 1 is connected, for example, on a charge and discharge current path between the battery stack 35 and the charge and discharge control circuit 40.

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。   The detection circuit 36 is connected to 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 and discharge control circuit 40.

以上のような構成からなるバッテリパック３０に用いられる、本発明が適用された保護素子１は、図５に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子１は、第１の外部接続電極１１ａがバッテリスタック３５側と接続され、第２の外部接続電極１２ａが正極端子３０ａ側と接続され、これにより可溶導体１３がバッテリスタック３５の充放電経路上に直列に接続される。   The protection element 1 to which the present invention is applied, which is used for the battery pack 30 configured as described above, has a circuit configuration as shown in FIG. That is, in the protective element 1, the first external connection electrode 11 a is connected to the battery stack 35 side, and the second external connection electrode 12 a is connected to the positive electrode terminal 30 a side. It is connected in series on the charge and discharge path.

［保護素子の動作］
バッテリパック３０に定格を超える過電流が通電されると、保護素子１は、可溶導体１３が自己発熱により溶融し、バッテリパック３０の充放電経路を遮断する。このとき、図２、図３に示すように、保護素子１は、溶融導体１３ａが毛管現象により表面電極２２を介して吸引孔２０に吸引されるため、大電流用途に対応するために可溶導体１３の断面積を増大させた場合にも、遮断時における溶融導体１３ａの体積を減少させ、アーク放電による溶融導体１３ａの飛散を軽減することができる。また、保護素子１は、可溶導体１３を高融点金属と低融点金属とを含有させて形成することにより、高融点金属の溶断前に低融点金属が溶融し、効率よく可溶導体１３を吸引孔２０に吸引することができる。 [Operation of protection element]
When an overcurrent exceeding the rating is applied to battery pack 30, protection element 1 melts soluble conductor 13 by self heat generation, and interrupts the charge / discharge path of battery pack 30. At this time, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the protective element 1 is soluble in order to cope with high current applications since the molten conductor 13a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by capillary action. Even when the cross-sectional area of the conductor 13 is increased, the volume of the molten conductor 13a at the time of interruption can be reduced, and scattering of the molten conductor 13a due to arc discharge can be reduced. Further, by forming the soluble conductor 13 containing the high melting point metal and the low melting point metal, the protective element 1 melts the low melting point metal before melting and cutting the high melting point metal, and the soluble conductor 13 is efficiently formed. The suction hole 20 can be suctioned.

なお、本発明に係る保護素子１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、過電流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 protective element 1 according to the present invention is of course applicable not only to the case where it is used in a battery pack of a lithium ion secondary battery, but also to various applications that require interruption of the current path due to overcurrent.

［発熱体］
また、本発明が適用された保護素子は、図６に示すように、第１の絶縁基板１０に可溶導体１３を溶断する発熱体２５を設けてもよい。なお、以下の説明において上述した保護素子１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。 [Heating element]
Further, as shown in FIG. 6, the protective element to which the present invention is applied may be provided with a heating element 25 that melts and cuts the soluble conductor 13 in the first insulating substrate 10. The same members as those of the protective element 1 described above in the following description are given the same reference numerals, and the details thereof will be omitted.

発熱体２５が設けられた保護素子２４は、例えばバッテリパックに組み込まれると、過電流時における可溶導体１３の自己溶断に加え、バッテリセルの過電圧を検知して発熱体２５を通電、発熱させ、可溶導体１３を溶断させることにより、バッテリパックの充放電経路を遮断することができる。   For example, when incorporated in a battery pack, the protection element 24 provided with the heating element 25 detects the overvoltage of the battery cell in addition to self-fusion of the soluble conductor 13 at the time of an overcurrent, and causes the heating element 25 to conduct electricity and generate heat. By cutting the soluble conductor 13, the charge and discharge path of the battery pack can be shut off.

発熱体２５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、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。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、第１の絶縁基板１０の表面１０ａ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。   The heating element 25 is a member having a conductivity that generates heat when a relatively high resistance value is applied, and is made of, for example, W, Mo, Ru or the like. The powder form of the alloy, the composition, or the compound is mixed with a resin binder or the like to form a paste, which is pattern-formed on the surface 10a of the first insulating substrate 10 using a screen printing technique and then fired. It forms by etc.

発熱体２５は、第１の絶縁基板１０の表面１０ａ上において絶縁層２６に被覆されている。絶縁層２６上には、表面電極２２が積層される。絶縁層２６は、発熱体２５の保護及び絶縁を図るとともに、発熱体２５の熱を効率よく表面電極２２及び可溶導体１３へ伝えるために設けられ、例えばガラス層からなる。表面電極２２は、発熱体２５によって加熱されることにより、可溶導体１３の溶融導体１３ａを凝集しやすくするとともに、吸引孔２０内へ吸引させやすくすることができる。   The heat generating body 25 is covered with the insulating layer 26 on the surface 10 a of the first insulating substrate 10. The surface electrode 22 is stacked on the insulating layer 26. The insulating layer 26 is provided to protect and insulate the heat generating body 25 and efficiently transmit the heat of the heat generating body 25 to the surface electrode 22 and the soluble conductor 13, and is made of, for example, a glass layer. The surface electrode 22 can be heated easily by the heating element 25 so that the molten conductor 13 a of the soluble conductor 13 can be easily aggregated and can be easily drawn into the suction hole 20.

発熱体２５は、一端が表面電極２２と接続され、表面電極２２を介して、表面電極２２上に搭載された可溶導体１３と電気的に接続される。また、発熱体２５は、他端が図示しない発熱体電極と接続されている。発熱体電極は、第１の絶縁基板１０の表面１０ａに形成されるとともに、裏面１０ｂに形成された第３の外部接続電極２７（図９参照）と接続され、この第３の外部接続電極２７を介して外部回路と接続される。そして、保護素子１は、外部回路を構成する回路基板に実装されることにより、第３の外部接続電極２７を介して発熱体２５が回路基板に形成された発熱体２５への給電経路に組み込まれる。   The heating element 25 has one end connected to the surface electrode 22 and is electrically connected to the soluble conductor 13 mounted on the surface electrode 22 through the surface electrode 22. The other end of the heating element 25 is connected to a heating element electrode (not shown). The heat generating electrode is formed on the front surface 10a of the first insulating substrate 10 and connected to the third external connection electrode 27 (see FIG. 9) formed on the back surface 10b. The third external connection electrode 27 Connected to the external circuit via Then, the protection element 1 is mounted on a circuit board that constitutes an external circuit, so that the heating element 25 is incorporated in the feed path to the heating element 25 formed on the circuit board via the third external connection electrode 27. Be

また、図７に示すように、保護素子２４は、発熱体２５を第１の絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成してもよい。発熱体２５は、第１の絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成されるとともに、裏面１０ｂ上において絶縁層２６に被覆される。絶縁層２６上には、裏面電極２３が積層される。   Further, as shown in FIG. 7, in the protective element 24, the heating element 25 may be formed on the back surface 10 b of the first insulating substrate 10. The heating element 25 is formed on the back surface 10 b of the first insulating substrate 10 and is covered with the insulating layer 26 on the back surface 10 b. The back electrode 23 is stacked on the insulating layer 26.

発熱体２５は、一端が裏面電極２３と接続され、吸引孔２０に形成された導電層２１及び表面電極２２を介して、表面電極２２上に搭載された可溶導体１３と電気的に接続される。また、発熱体２５は、他端が図示しない発熱体電極を介して第３の外部接続電極２７と接続される。   Heating element 25 has one end connected to back surface electrode 23 and is electrically connected to soluble conductor 13 mounted on surface electrode 22 through conductive layer 21 and surface electrode 22 formed in suction hole 20. Ru. The heating element 25 is connected at the other end to the third external connection electrode 27 via a heating element electrode (not shown).

発熱体２５を第１の絶縁基板１０の裏面１０ｂに形成することにより、保護素子２４は、裏面電極２３が発熱体２５によって加熱されることにより、より多くの溶融導体１３ａを凝集しやすくなる。したがって、保護素子２４は、表面電極２２から導電層２１を介して裏面電極２３へ溶融導体１３ａを吸引する作用を促進させ、確実に可溶導体１３を溶断することができる。   By forming the heat generating body 25 on the back surface 10 b of the first insulating substrate 10, the back surface electrode 23 of the protective element 24 is heated by the heat generating body 25, and thus more molten conductors 13 a are easily aggregated. Therefore, the protection element 24 can promote the function of attracting the molten conductor 13a from the front surface electrode 22 to the back surface electrode 23 through the conductive layer 21, and can reliably melt the soluble conductor 13.

また、図８に示すように、保護素子２４は、発熱体２５を第１の絶縁基板１０の内部に形成してもよい。この場合、発熱体２５は、ガラス等の絶縁層によって被覆する必要はない。また、発熱体２５は、一端が表面電極２２又は裏面電極２３と接続され、表面電極２２上に搭載された可溶導体１３と電気的に接続される。また、発熱体２５は、他端が図示しない発熱体電極を介して第３の外部接続電極２７と接続される。   Further, as shown in FIG. 8, in the protective element 24, the heating element 25 may be formed inside the first insulating substrate 10. In this case, the heating element 25 does not have to be covered with an insulating layer such as glass. In addition, one end of the heat generating body 25 is connected to the front surface electrode 22 or the back surface electrode 23, and is electrically connected to the soluble conductor 13 mounted on the front surface electrode 22. The heating element 25 is connected at the other end to the third external connection electrode 27 via a heating element electrode (not shown).

発熱体２５を第１の絶縁基板１０の内部に形成することにより、保護素子２４は、導電層２１を介して表面電極２２及び裏面電極２３が発熱体２５によって加熱されることにより、より多くの溶融導体１３ａを凝集しやすくなる。したがって、保護素子２４は、表面電極２２から導電層２１を介して裏面電極２３へ溶融導体１３ａを吸引する作用を促進させ、確実に可溶導体１３を溶断することができる。   By forming the heat generating body 25 inside the first insulating substrate 10, the protective element 24 can be made more by heating the front surface electrode 22 and the back surface electrode 23 by the heat generating body 25 through the conductive layer 21. It becomes easy to condense fusion conductor 13a. Therefore, the protection element 24 can promote the function of attracting the molten conductor 13a from the front surface electrode 22 to the back surface electrode 23 through the conductive layer 21, and can reliably melt the soluble conductor 13.

なお、発熱体２５は、第１の絶縁基板１０の表面１０ｂ、裏面１０ｂ又は内部に形成するいずれの場合においても、吸引孔２０の両側に形成することが、表面電極２２及び裏面電極２３を加熱し、またより多くの溶融導体１３ａを凝集、吸引するうえで好ましい。   The heating element 25 is formed on both sides of the suction hole 20 in any case where the heating element 25 is formed on the surface 10 b, the back surface 10 b or the inside of the first insulating substrate 10 so that the surface electrode 22 and the back electrode 23 are heated. And is preferable in aggregating and attracting more molten conductors 13a.

［回路構成］
このような保護素子２４は、図９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。なお、以下の説明においては、上述したバッテリパック３０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。 [Circuit configuration]
Such a protection element 24 is used, for example, by being incorporated in a circuit in a battery pack 30 of a lithium ion secondary battery, as shown in FIG. In the following description, the same members as those of the above-described battery pack 30 will be assigned the same reference numerals and details thereof will be omitted.

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２４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２４の動作を制御するスイッチ素子となる電流制御素子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 24 to which the present invention is applied that interrupts charging when the battery stack 35 is abnormal, and each battery cell A detection circuit 36 for detecting voltages 31 to 34 and a current control element 37 serving as a switch element for controlling the operation of the protection element 24 according to the detection result of the detection circuit 36 are provided.

保護素子２４は、例えば、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 24 is connected, for example, on a charge / discharge current path between the battery stack 35 and the charge / discharge control circuit 40, and the operation thereof 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 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 and discharge control circuit 40. Further, 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 the overcharge voltage or the 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２４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。   Current control element 37 is formed of, for example, an FET, and is a protection element when the voltage value of battery cells 31 to 34 becomes a voltage exceeding a predetermined overdischarge or overcharge state by a detection signal output from detection circuit 36. 24 is operated to control the charge / discharge current path of the battery stack 35 to be shut 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に用いられる、本発明が適用された保護素子２４は、図１０に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子２４は、第１の外部接続電極１１ａがバッテリスタック３５側と接続され、第２の外部接続電極１２ａが正極端子３０ａ側と接続され、これにより可溶導体１３がバッテリスタック３５の充放電経路上に直列に接続される。また、保護素子２４は、発熱体２５が発熱体電極及び第３の外部接続電極２７を介して電流制御素子３７と接続されるとともに、発熱体２５がバッテリスタック３５の開放端と接続される。これにより、発熱体２５は、一端を表面電極２２を介して可溶導体１３及びバッテリスタック３５の一方の開放端と接続され、他端を第３の外部接続電極２７を介して電流制御素子３７及びバッテリスタック３５の他方の開放端と接続され、電流制御素子３７によって通電が制御される発熱体２５への給電経路が形成される。   The protection element 24 to which the present invention is applied, which is used for the battery pack 30 configured as described above, has a circuit configuration as shown in FIG. That is, in the protection element 24, the first external connection electrode 11a is connected to the battery stack 35 side, and the second external connection electrode 12a is connected to the positive electrode terminal 30a side, whereby the fusible conductor 13 is in the battery stack 35. It is connected in series on the charge and discharge path. In the protective element 24, the heating element 25 is connected to the current control element 37 via the heating element electrode and the third external connection electrode 27, and the heating element 25 is connected to the open end of the battery stack 35. Thus, heating element 25 has one end connected to soluble conductor 13 and one open end of battery stack 35 via surface electrode 22, and the other end connected to current control element 37 via third external connection electrode 27. A current feeding path is formed to the heating element 25 which is connected to the other open end of the battery stack 35 and whose current supply is controlled by the current control element 37.

［保護素子の動作］
バッテリパック３０に定格を超える過電流が通電されると、保護素子２４は、可溶導体１３が自己発熱により溶融し、バッテリパック３０の充放電経路を遮断する。このとき、保護素子２４は、溶融導体１３ａが毛管現象により表面電極２２を介して吸引孔２０に吸引されるため、大電流用途に対応するために可溶導体１３の断面積を増大させた場合にも、遮断時における溶融導体１３ａの体積を減少させ、アーク放電による溶融導体１３ａの飛散を軽減することができる。また、保護素子２４は、可溶導体１３を高融点金属と低融点金属とを含有させて形成することにより、高融点金属の溶断前に低融点金属が溶融し、効率よく可溶導体１３を吸引孔２０に吸引することができる。 [Operation of protection element]
When an overcurrent exceeding the rating is applied to the battery pack 30, the protection element 24 melts the fusible conductor 13 due to the self-heating to interrupt the charge and discharge path of the battery pack 30. At this time, in the case of the protective element 24, the molten conductor 13 a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by capillary action, and thus the cross-sectional area of the fusible conductor 13 is increased to cope with large current applications. Also, the volume of the melting conductor 13a at the time of interruption can be reduced, and scattering of the melting conductor 13a due to arc discharge can be reduced. Further, by forming the soluble conductor 13 containing the high melting point metal and the low melting point metal, the protective element 24 melts the low melting point metal before melting and cutting the high melting point metal, and the soluble conductor 13 is efficiently formed. The suction hole 20 can be suctioned.

また、検出回路３６がバッテリセル３１〜３４のいずれかの異常電圧を検出すると、電流制御素子３７へ遮断信号を出力する。すると、電流制御素子３７は、発熱体２５に通電するよう電流を制御する。保護素子２４は、バッテリスタック３５から、第１の電極１１、可溶導体１３及び表面電極２２を介して発熱体２５に電流が流れ、これにより発熱体２５が発熱を開始する。保護素子２４は、発熱体２５の発熱により可溶導体１３が溶断し、バッテリスタック３５の充放電経路を遮断する。   In addition, when the detection circuit 36 detects an abnormal voltage of any of the battery cells 31 to 34, it outputs a shutoff signal to the current control element 37. Then, the current control element 37 controls the current so that the heating element 25 is energized. In the protective element 24, a current flows from the battery stack 35 to the heating element 25 through the first electrode 11, the fusible conductor 13 and the surface electrode 22, whereby the heating element 25 starts generating heat. In the protective element 24, the soluble conductor 13 is melted and cut by the heat generation of the heat generating body 25, and the charge and discharge path of the battery stack 35 is interrupted.

このとき、保護素子２４は、溶融導体１３ａが毛管現象により表面電極２２を介して吸引孔２０に吸引されるため、大電流用途に対応するために可溶導体１３の断面積を増大させた場合にも、確実にバッテリパック３０の充放電経路を遮断することができる。また、保護素子２４は、可溶導体１３を高融点金属と低融点金属とを含有させて形成することにより、溶融した低融点金属による高融点金属の溶食作用を利用して短時間で溶断することができる。   At this time, in the case of the protective element 24, the molten conductor 13 a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by capillary action, and thus the cross-sectional area of the fusible conductor 13 is increased to cope with large current applications. Also, the charge / discharge path of the battery pack 30 can be reliably shut off. Further, the protective element 24 is formed by melting the melting conductor 13 by containing the high melting point metal and the low melting point metal, and melting is performed in a short time by utilizing the erosion action of the high melting point metal by the molten low melting point metal. can do.

なお、保護素子２４は、可溶導体１３が溶断することにより、発熱体２５への給電経路も遮断されるため、発熱体２５の発熱が停止される。   In addition, since the feed path to the heat generating body 25 is also cut off by melting the soluble conductor 13, the heat generation of the heat generating body 25 is stopped.

本発明に係る保護素子２４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 protective element 24 according to the present invention is of course applicable not only to the case of use in a battery pack of a lithium ion secondary battery, but also to various applications that require interruption of a current path by an electrical signal.

［第２の実施の形態］
［保護素子の構成］
次いで、第２の実施の形態について説明する。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、保護素子５０は、第１及び第２の外部電極５１，５２と、第１及び第２の外部電極５１，５２間にわたって積層された可溶導体５３と、可溶導体５３に接続され、可溶導体５３の溶融導体５３ａを吸引する吸引部材５４とを備える。吸引部材５４は、第１、第２の外部電極５１，５２間に配設された絶縁基板５５と、絶縁基板５５の表面５５ａに形成され、可溶導体５３の一部と接続された表面電極５６と、絶縁基板５５に設けられた発熱体５７と、絶縁基板５５の厚さ方向に設けられ、表面電極５６と連続する貫通孔５８とを備える。保護素子５０は、発熱体５７が発熱することにより可溶導体５３を溶融させる。このとき、保護素子５０は、吸引部材５４によって可溶導体５３が溶融した溶融導体５３ａを吸引し、確実に可溶導体５３を溶断させ、第１の外部電極５１と第２の外部電極５２との間の電流経路を遮断する。 Second Embodiment
[Configuration of protection element]
Next, a second embodiment will be described. As shown in FIGS. 11A and 11B, the protection element 50 is stacked between the first and second external electrodes 51 and 52 and the first and second external electrodes 51 and 52. A fusible conductor 53, and a suction member 54 connected to the fusible conductor 53 and sucking the molten conductor 53a of the fusible conductor 53 are provided. The suction member 54 is formed on the surface 55 a of the insulating substrate 55 and the insulating substrate 55 disposed between the first and second external electrodes 51 and 52, and a surface electrode connected to a part of the fusible conductor 53. 56, a heating element 57 provided on the insulating substrate 55, and a through hole 58 provided in the thickness direction of the insulating substrate 55 and continuous with the surface electrode 56. The protection element 50 melts the soluble conductor 53 when the heating element 57 generates heat. At this time, the protection element 50 sucks the molten conductor 53 a in which the soluble conductor 53 is melted by the suction member 54 and reliably melts the soluble conductor 53, and the first external electrode 51 and the second external electrode 52 Interrupt the current path between

第１及び第２の外部電極５１，５２は、保護素子５０を外部回路に接続する接続端子であり、保護素子５０の内部で可溶導体５３を介して接続されている。第１及び第２の外部電極５１，５２は、保護素子５０の外筐体に支持されることにより保護素子５０の内外にわたって配設されている。なお、第１及び第２の外部電極５１，５２は、吸引部材５４の絶縁基板５５上に形成してもよく、或いは絶縁基板５５と隣接あるいは一体となったエポキシ樹脂等からなる絶縁素材に形成するようにしてもよい。   The first and second external electrodes 51 and 52 are connection terminals for connecting the protective element 50 to an external circuit, and are connected via the soluble conductor 53 inside the protective element 50. The first and second external electrodes 51 and 52 are disposed on the inside and the outside of the protection element 50 by being supported by the outer casing of the protection element 50. The first and second external electrodes 51, 52 may be formed on the insulating substrate 55 of the suction member 54, or formed of an insulating material made of epoxy resin adjacent to or integral with the insulating substrate 55. You may do it.

可溶導体５３は、過電流状態によって、及び発熱体５７の発熱によって溶融するものであり、したがって、溶断する導電性の材料であればよく、例えば、ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリーハンダのほか、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金、ＰｂＡｇＳｎ合金等を用いることができる。なお、可溶導体５３は、Ａｇ若しくはＣｕ又はＡｇ若しくはＣｕを主成分とする金属からなる高融点金属と、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーハンダ等の低融点金属との積層体であってもよく、また、低融点金属層と高融点金属層とが交互に積層された４層以上の多層構造とするなど、後に説明するように、様々な構成によって形成することができる。   The soluble conductor 53 is melted by an overcurrent condition and by the heat generation of the heating element 57. Therefore, any conductive material may be used as long as it melts and breaks. For example, in addition to SnAgCu-based Pb-free solder, BiPbSn alloy BiPb alloy, BiSn alloy, SnPb alloy, PbIn alloy, ZnAl alloy, InSn alloy, PbAgSn alloy, etc. can be used. The soluble conductor 53 may be a laminate of a high melting point metal consisting of Ag, Cu, or a metal containing Ag or Cu as a main component, and a low melting metal such as Pb-free solder mainly containing Sn. It may be formed in various configurations as will be described later, such as a multi-layer structure of four or more layers in which low melting point metal layers and high melting point metal layers are alternately stacked.

絶縁基板５５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によって形成される。その他、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が、ヒューズ溶断時の温度に留意する必要がある。   The insulating substrate 55 is formed of, for example, an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, or zirconia. In addition, although materials used for printed wiring boards such as glass epoxy substrates and phenol substrates may be used, it is necessary to be careful of the temperature at the time of fuse blowout.

発熱体５７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Ｗ、Ｍｏ、Ｒｕ等からなる。これらの合金或いは組成物、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５５の裏面５５ｂ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。発熱体５７は、両端が、第１、第２の発熱体電極５９，６０と接続されている。第１、第２の発熱体電極５９，６０は、発熱体５７と同じ絶縁基板５５の裏面５５ｂに設けられている。第１の発熱体電極５９は、後述する発熱体引出電極６３を介して可溶導体５３と接続され、第２の発熱体電極６０は、第３の外部接続電極６１（図１２、図１３参照）と接続され、これにより発熱体５７を発熱させるための電源に接続する。   The heating element 57 is a member having a relatively high resistance value and having conductivity that generates heat when energized, and is made of, for example, W, Mo, Ru or the like. Powders of these alloys, compositions, or compounds are mixed with a resin binder or the like to form a paste, which is pattern-formed on the back surface 55b of the insulating substrate 55 using a screen printing technique, and fired or the like. Form. Both ends of the heating element 57 are connected to the first and second heating element electrodes 59 and 60. The first and second heating element electrodes 59 and 60 are provided on the back surface 55 b of the same insulating substrate 55 as the heating element 57. The first heat generating electrode 59 is connected to the soluble conductor 53 through a heat generating electrode lead electrode 63 described later, and the second heat generating electrode 60 is connected to the third external connection electrode 61 (see FIGS. 12 and 13). ) And thereby connected to a power supply for generating heat from the heating element 57.

発熱体５７は、ガラス等の絶縁部材６２によって覆われ、この絶縁部材６２を介して発熱体５７に対向するように発熱体引出電極６３が配置される。この絶縁部材６２は、発熱体５７が内部に一体的に積層された積層基板であってもよい。また、発熱体５７は、後述する裏面電極６４の両側に設ける他に、裏面電極６４の一方の側のみ、又は、裏面電極６４を囲むように設けてもよい。   The heat generating body 57 is covered with an insulating member 62 such as glass, and the heat generating body lead-out electrode 63 is disposed to face the heat generating body 57 via the insulating member 62. The insulating member 62 may be a laminated substrate in which the heating elements 57 are integrally laminated inside. The heating element 57 may be provided only on one side of the back electrode 64 or may be provided to surround the back electrode 64, in addition to being provided on both sides of the back electrode 64 described later.

絶縁基板５５の表面５５ａには表面電極５６が形成されている。表面電極５６は、半田等の接続材料を介して、第１、第２の外部電極５１，５２間を接続する可溶導体５３と接続されている。また、表面電極５６は、絶縁基板５５の厚さ方向に形成された貫通孔５８と連続されている。表面電極５６は、可溶導体５３が発熱体５７の発熱により溶融すると、溶融導体５３ａが凝集し、毛管現象により貫通孔５８内に吸引させることができる。これにより、保護素子５０は、大電流用途に対応するために可溶導体５３の断面積を増大させた場合にも、溶融導体５３ａが絶縁基板５５の表面５５ａ上に過剰に凝集することが無く、確実に第１、第２の外部電極５１，５２間の電流経路を遮断することができる。   A surface electrode 56 is formed on the surface 55 a of the insulating substrate 55. The surface electrode 56 is connected to the soluble conductor 53 connecting the first and second external electrodes 51 and 52 via a connecting material such as solder. Further, the surface electrode 56 is continuous with the through hole 58 formed in the thickness direction of the insulating substrate 55. When the soluble conductor 53 melts due to the heat generation of the heating element 57, the surface conductor 56 causes the molten conductor 53a to aggregate and can be drawn into the through hole 58 by capillary action. As a result, the protective element 50 does not excessively condense the molten conductor 53a on the surface 55a of the insulating substrate 55 even when the cross-sectional area of the soluble conductor 53 is increased in order to cope with high current applications. Thus, the current path between the first and second external electrodes 51 and 52 can be reliably cut off.

図１１（Ａ）に示すように、貫通孔５８は、表面電極５６の幅方向に中央に設けられている。なお、貫通孔５８は、複数設けてもよい。ここでは、複数の貫通孔５８が直線状に一列に並んで設けられている。   As shown in FIG. 11A, the through hole 58 is provided at the center of the surface electrode 56 in the width direction. A plurality of through holes 58 may be provided. Here, a plurality of through holes 58 are provided in line in a straight line.

貫通孔５８の内周面には、表面電極５６と連続する導電層６５が設けられている。導電層６５は、例えば、溶融導体５３ａがぬれ広がる金属材料で、ペースト処理、メッキ処理等で形成される。これにより、保護素子５０は、表面電極５６に凝集した溶融導体５３ａを貫通孔５８内に引き込みやすくなり、より多くの溶融導体５３ａを吸引させることができる。   A conductive layer 65 continuous with the surface electrode 56 is provided on the inner peripheral surface of the through hole 58. The conductive layer 65 is, for example, a metal material in which the molten conductor 53a wets and spreads, and is formed by a paste process, a plating process, or the like. As a result, the protective element 50 can easily draw the molten conductor 53a aggregated on the surface electrode 56 into the through hole 58, and can attract more molten conductor 53a.

また、保護素子５０は、絶縁基板５５の裏面５５ｂに貫通孔５８及び導電層６５と連続する裏面電極６４が設けられている。保護素子５０は、裏面電極６４を設けることにより、導電層６５を伝って貫通孔５８内に吸引された溶融導体５３ａが裏面電極６４に凝集することから、さらにより多くの溶融導体５３ａを吸引させることができる。   In the protection element 50, a back surface electrode 64 continuous with the through hole 58 and the conductive layer 65 is provided on the back surface 55 b of the insulating substrate 55. The protective element 50 causes the back surface electrode 64 to cause the molten conductor 53a drawn into the through hole 58 along the conductive layer 65 to condense on the back surface electrode 64, thereby attracting more molten conductor 53a. be able to.

また、上述したように、裏面電極６４の近傍、例えば両側、一方側又は周囲には、上述した発熱体５７が設けられている。これにより、保護素子５０は、発熱体５７の熱が効率よく裏面電極６４、導電層６５、及び表面電極５６へ伝達され、速やかに可溶導体５３を加熱、溶断させることができる。   Further, as described above, the heating element 57 described above is provided in the vicinity of the back surface electrode 64, for example, on both sides, one side or the periphery. Thereby, the protective element 50 can efficiently transmit the heat of the heating element 57 to the back electrode 64, the conductive layer 65, and the surface electrode 56, and can heat and melt the soluble conductor 53 promptly.

また、保護素子５０は、貫通孔５８内の一部又は全部に可溶導体５３と同一若しくは類似の材料又は可溶導体５３より融点の低い予備ハンダ６６が充填されている。予備ハンダ６６は、発熱体５７が発熱したとき、絶縁基板５５の裏面５５ｂ側の温度が表面５５ａ側の温度より高くなり、更に、導電層６５や表面電極５６や裏面電極６４や発熱体引出電極６３が絶縁基板５５より先に温度が高くなることによって、可溶導体５３より先に溶融し、次いで溶融導体５３ａを貫通孔５８に呼び込むことができる。これにより、溶融導体５３ａは、絶縁基板５５の表面５５ａから裏面５５ｂに移動し、姿勢に拘わらず、第１の外部電極５１と第２の外部電極５２との間の電流経路を確実に遮断することができる。   In the protective element 50, a part or all of the through holes 58 is filled with a pre-solder 66 having a melting point lower than that of the same or similar material as the soluble conductor 53 or the soluble conductor 53. In the preliminary solder 66, when the heating element 57 generates heat, the temperature on the back surface 55b side of the insulating substrate 55 becomes higher than the temperature on the surface 55a side, and further, the conductive layer 65, the surface electrode 56, the back surface electrode 64, the heating element lead electrode As the temperature 63 is raised earlier than the insulating substrate 55, the soluble conductor 53 can be melted earlier, and then the molten conductor 53a can be drawn into the through hole 58. Thus, molten conductor 53a moves from surface 55a to back surface 55b of insulating substrate 55, and reliably cuts off the current path between first external electrode 51 and second external electrode 52 regardless of the posture. be able to.

絶縁基板５５の裏面５５ｂに設けられる発熱体引出電極６３は、裏面５５ｂの裏面電極６４と重畳して電気的に接続される。また、発熱体引出電極６３は、裏面電極６４，貫通孔５８及び予備ハンダ６６、表面電極５６を介して可溶導体５３と接続され、一端に形成されたタブ６３ａが第１の発熱体電極５９に接続されている。   The heat generating body lead electrode 63 provided on the back surface 55 b of the insulating substrate 55 is electrically connected to the back surface electrode 64 of the back surface 55 b in an overlapping manner. Further, the heating element lead electrode 63 is connected to the soluble conductor 53 through the back surface electrode 64, the through hole 58 and the preliminary solder 66, and the surface electrode 56, and the tab 63a formed at one end is the first heating element electrode 59. It is connected to the.

なお、絶縁基板５５の表面５５ａの表面電極５６の外側には、離間して島状電極６７ａ，６７ｂが設けられている。島状電極６７ａ，６７ｂは、可溶導体５３が溶断したとき、ぬれ性によって、溶融導体５３ａの一部を、表面電極５６や第１、第２の外部電極５１，５２と離間して保持する。   Note that island-shaped electrodes 67a and 67b are provided apart from each other on the outer side of the surface electrode 56 on the surface 55a of the insulating substrate 55. The island-like electrodes 67a and 67b keep part of the molten conductor 53a apart from the surface electrode 56 and the first and second external electrodes 51 and 52 due to wettability when the soluble conductor 53 is melted down. .

以上のような保護素子５０では、発熱体５７を絶縁基板５５の裏面５５ｂ側に設けることで、発熱体５７が発熱したとき、裏面５５ｂ側が表面５５ａ側より温度が高くなる。加えて、導電層６５、表面電極５６及び裏面電極６４や発熱体引出電極６３は、一般に銅パターン等の導電材料で熱伝導性にも優れている。また、裏面５５ｂの裏面電極６４は、発熱体５７の間に設けられ、発熱体５７の熱が効率よく伝わる構成となっている。したがって、保護素子５０は、より多くの溶融導体５３ａを絶縁基板５５の裏面５５ｂ側に吸引させることができ、大電流に対応するために可溶導体５３の断面積を増大させ、溶断時の溶融導体５３ａの溶融量が多くなった場合にも、可溶導体５３を安定して溶断することができる。   In the protective element 50 as described above, by providing the heat generating body 57 on the back surface 55 b side of the insulating substrate 55, when the heat generating body 57 generates heat, the temperature on the back surface 55 b side becomes higher than the surface 55 a side. In addition, the conductive layer 65, the front surface electrode 56, the back surface electrode 64, and the heating element lead electrode 63 are generally conductive materials such as copper patterns and are also excellent in thermal conductivity. Further, the back surface electrode 64 of the back surface 55b is provided between the heating elements 57, and the heat of the heating elements 57 is efficiently transmitted. Therefore, the protective element 50 can draw more molten conductor 53a to the back surface 55b side of the insulating substrate 55, and increases the cross-sectional area of the soluble conductor 53 to cope with a large current, and melts at the time of melting Even when the amount of melting of the conductor 53a increases, the soluble conductor 53 can be stably fused.

また、保護素子５０は、貫通孔５８内に予備ハンダ６６を充填することにより、導電層６５や表面電極５６や裏面電極６４や発熱体引出電極６３が絶縁基板５５より先に温度が高くなることによって、予備ハンダ６６が可溶導体５３より先に溶融し、溶融導体５３ａを貫通孔５８に呼び込むことができる。これにより、溶融導体５３ａを、効率よく絶縁基板５５の表面５５ａから裏面５５ｂに吸引し、姿勢に拘わらず、第１の外部電極５１と第２の外部電極５２との間の電流経路を確実に遮断することができる。なお、吸引部材５４は、予備ハンダ６６と共に、又は予備ハンダ６６に代えて、フラックスを貫通孔５８内の一部又は全部に充填させてもよい。フラックスを充填させることによっても、可溶導体５３の濡れ性を高め、効率よく溶融導体５３ａを貫通孔５８に呼び込むことができる。   In addition, in the protective element 50, the temperature of the conductive layer 65, the surface electrode 56, the back electrode 64, and the heating element lead electrode 63 becomes higher than that of the insulating substrate 55 by filling the through holes 58 with the auxiliary solder 66. Thus, the preliminary solder 66 can be melted before the soluble conductor 53, and the molten conductor 53a can be drawn into the through hole 58. Thereby, the molten conductor 53a is efficiently attracted from the surface 55a to the back surface 55b of the insulating substrate 55, and the current path between the first external electrode 51 and the second external electrode 52 is reliably made regardless of the posture. It can be shut off. The suction member 54 may be filled with a flux in part or all of the through holes 58 together with the preliminary solder 66 or in place of the preliminary solder 66. Also by filling the flux, the wettability of the soluble conductor 53 can be enhanced, and the molten conductor 53 a can be efficiently drawn into the through hole 58.

［保護素子の使用方法］
保護素子５０は、図１２に示すように、上述したリチウムイオン二次電池のバッテリパック３０内の回路に用いられる。保護素子５０は、保護素子１０と同様に、バッテリスタック３１と充放電制御回路３２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３４によって制御される。 [How to use protection element]
The protection element 50 is used for the circuit in the battery pack 30 of the lithium ion secondary battery mentioned above, as shown in FIG. Similar to the protection element 10, the protection element 50 is connected on the charge / discharge current path between the battery stack 31 and the charge / discharge control circuit 32, and the operation thereof is controlled by the current control element 34.

バッテリパック３０において、保護素子５０は、図１３に示すような回路構成を有する。すなわち、保護素子５０は、第１、第２の外部電極５１，５２間にわたって接続されるとともに絶縁基板５５の表面５５ａに形成された表面電極５６と接続された可溶導体５３と、表面電極５６を介して通電、発熱されることにより可溶導体５３を溶融する発熱体５７とからなる回路構成である。発熱体５７は、一端が第１の発熱体電極５９、発熱体引出電極６３、裏面電極６４及び導電層６５を介して表面電極５６に接続され、他方が第２の発熱体電極６０を介して第３の外部接続電極６１に接続される。保護素子５０では、可溶導体５３が第１、第２の外部電極５１，５２の間の充放電電流経路上に直列接続され、発熱体５７が表面電極５６を介して可溶導体５３と接続されるとともに、第３の外部接続電極６１を介して電流制御素子３４と接続される。   In the battery pack 30, the protection element 50 has a circuit configuration as shown in FIG. That is, the protective element 50 is connected across the first and second external electrodes 51 and 52 and is connected to the fusible conductor 53 connected to the surface electrode 56 formed on the surface 55 a of the insulating substrate 55, and the surface electrode 56. The circuit configuration is composed of a heating element 57 that melts the fusible conductor 53 by being energized and generating heat. One end of the heating element 57 is connected to the surface electrode 56 via the first heating element electrode 59, the heating element lead electrode 63, the back surface electrode 64, and the conductive layer 65, and the other is via the second heating element electrode 60. It is connected to the third external connection electrode 61. In the protection element 50, the soluble conductor 53 is connected in series on the charge / discharge current path between the first and second external electrodes 51 and 52, and the heating element 57 is connected to the soluble conductor 53 via the surface electrode 56. And is connected to the current control element 34 via the third external connection electrode 61.

このような回路構成からなるバッテリパック３０は、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、電流制御素子３７が保護素子５０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。具体的に、保護素子５０は、発熱体５７が発熱し、図１４（Ａ）に示すように、可溶導体５３及び貫通孔５８内の予備ハンダ６６を加熱する。この際、絶縁基板５５は、発熱体５７が配設された裏面５５ｂ側の方が表面５５ａ側より温度が高い温度勾配となる。絶縁基板５５の裏面５５ｂ側の裏面電極６４や発熱体引出電極６３や貫通孔５８の導電層６５や絶縁基板５５の表面５５ａの表面電極５６は、セラミック等の絶縁基板５５より熱伝導性に優れる。   In the battery pack 30 having such a circuit configuration, when the voltage value of the battery cells 31 to 34 becomes a voltage exceeding a predetermined overdischarge or overcharge state, the current control element 37 operates the protection element 50, The charge / discharge current path of the battery stack 35 is controlled to be cut off regardless of the switch operation of the current control elements 41 and 42. Specifically, in the protection element 50, the heating element 57 generates heat, and as shown in FIG. 14A, the soluble conductor 53 and the preliminary solder 66 in the through hole 58 are heated. At this time, in the insulating substrate 55, the temperature gradient is higher at the back surface 55b side where the heating element 57 is disposed than at the front surface 55a side. The back surface electrode 64 on the back surface 55b side of the insulating substrate 55, the heat generating body lead electrode 63, the conductive layer 65 of the through hole 58, and the surface electrode 56 of the surface 55a of the insulating substrate 55 have better thermal conductivity than the insulating substrate 55 such as ceramic. .

したがって、発熱体５７の熱は、主に、発熱体５７の間に設けられた裏面電極６４、発熱体５７上の発熱体引出電極６３、貫通孔５８の導電層６５、表面５５ａの表面電極５６の経路で、絶縁基板５５の表面５５ａに伝達され、経路にある予備ハンダ６６と可溶導体５３を溶融する。勿論、可溶導体５３は、効率は劣るが、絶縁基板５５のセラミック等の絶縁層を介して伝わる熱によっても溶融される。これにより、図１４（Ｂ）に示すように、予備ハンダ６６は、可溶導体５３より先に溶融開始し、次第に、表面電極５６、導電層６５、裏面電極６４、発熱体引出電極６３のぬれ性によって、絶縁基板５５の裏面１１ｂへ移動し、予備ハンダ６６に遅れて溶融した可溶導体５３も、ぬれ性によって貫通孔５８を介して絶縁基板５５の裏面５５ｂ側に引きずられるようにして移動する。また、溶融導体５３ａの一部は、絶縁基板５５の表面５５ａの島状電極６７ａ,６７ｂにも保持される（図１４（Ａ）中矢印参照）。これにより、保護素子５０は、第１及び第２の外部電極５１，５２間の電流経路上にある可溶導体５３を確実に溶断することができる。   Therefore, the heat of the heating element 57 mainly depends on the back surface electrode 64 provided between the heating elements 57, the heating element lead electrode 63 on the heating element 57, the conductive layer 65 of the through holes 58, and the surface electrode 56 of the surface 55a. Is transmitted to the surface 55a of the insulating substrate 55, and the preliminary solder 66 and the fusible conductor 53 in the path are melted. Of course, the soluble conductor 53 is also melted by heat transmitted through the insulating layer such as ceramic of the insulating substrate 55 although the efficiency is low. Thereby, as shown in FIG. 14B, the preliminary solder 66 starts melting earlier than the soluble conductor 53 and gradually wets the surface electrode 56, the conductive layer 65, the back surface electrode 64, and the heating element lead electrode 63. The soluble conductor 53 moves to the back surface 11b of the insulating substrate 55 by melting and is also melted behind the auxiliary solder 66 so as to be dragged toward the back surface 55b of the insulating substrate 55 through the through hole 58 by wettability. Do. Further, a part of the molten conductor 53a is also held by the island electrodes 67a and 67b on the surface 55a of the insulating substrate 55 (see the arrow in FIG. 14A). As a result, the protection element 50 can reliably melt the soluble conductor 53 on the current path between the first and second outer electrodes 51 and 52.

本発明の保護素子５０は、上述したように、大量の可溶導体５３（ハンダ）を絶縁基板５５の表面５５ａから裏面５５ｂに導くことにより、可溶導体５３を容易に溶断することができる。ここでは、保護素子５０が配置された姿勢に拘わらず安定して可溶導体５３を溶断できるかを確認するため、図１５及び図１６に示す実験を行った。ここで、図１６は、図１５（Ａ）−（Ｅ）に示した本発明の保護素子５０の各姿勢と溶断時間の関係を示す。なお、ここでは、保護素子５０を１５Ｗで動作させている。   As described above, the protective element 50 of the present invention can easily melt the soluble conductor 53 by guiding a large amount of the soluble conductor 53 (solder) from the surface 55 a to the back surface 55 b of the insulating substrate 55. Here, in order to confirm whether the soluble conductor 53 can be fused stably regardless of the posture in which the protective element 50 is disposed, the experiment shown in FIGS. 15 and 16 was performed. Here, FIG. 16 shows the relationship between each posture of the protection element 50 of the present invention shown in FIGS. 15 (A) to (E) and the melting time. Here, the protection element 50 is operated at 15 W.

・図１５（Ａ）は、絶縁基板５５の表面５５ａ側を上向きにして、絶縁基板５５の裏面５５ｂ側を下向きにして載置した保護素子５０の溶断後の状態を示す平面図である。
・図１５（Ｂ）は、保護素子５０を図１５（Ａ）の姿勢から９０°倒立させて貫通孔５８を水平方向に向けるとともに、第２の外部電極５２を上向きにして上下方向に可溶導体５３を支持した保護素子５０の溶断後の状態を示す側面図である。
・図１５（Ｃ）は、更に図１５（Ｂ）の姿勢から９０°回転し、貫通孔５８を上下方向に並列させるとともに、可溶導体５３を水平方向に支持した保護素子５０の溶断後の状態を示す側面図である。
・図１５（Ｄ）は、図１５（Ａ）の姿勢を裏向きにした状態である。すなわち、絶縁基板５５の表面５５ａ側を下向きにして、絶縁基板５５の裏面５５ｂ側を上向きにして載置した保護素子５０の溶断後の状態を示す平面図である。
・図１５（Ｅ）は、第１の外部電極５１を上向きに倒立させた姿勢から絶縁基板５５を面内方向に４５°回転し、貫通孔５８が斜めに並列するとともに、可溶導体５３を斜めに支持した保護素子５０の溶断後の状態を示す側面図である。 FIG. 15A is a plan view showing the state after melting of the protection element 50 placed with the front surface 55a side of the insulating substrate 55 facing upward and the back surface 55b side of the insulating substrate 55 facing downward.
In FIG. 15B, the protection element 50 is inverted 90 ° from the posture of FIG. 15A to turn the through hole 58 horizontally, and the second external electrode 52 is upward and soluble in the vertical direction. It is a side view which shows the state after melting of the protection element 50 which supported the conductor 53. FIG.
15C is further rotated by 90 ° from the attitude of FIG. 15B, and the through holes 58 are arranged in parallel in the vertical direction, and the protection element 50 supporting the soluble conductor 53 in the horizontal direction after melting is cut. It is a side view which shows a state.
FIG. 15D shows a state in which the attitude of FIG. 15A is turned face down. That is, it is a plan view showing a state after melting and cutting of the protective element 50 placed with the surface 55 a side of the insulating substrate 55 facing downward and the back surface 55 b side of the insulating substrate 55 facing upward.
In FIG. 15E, the insulating substrate 55 is rotated by 45 ° in the in-plane direction from the posture in which the first external electrode 51 is inverted upward, and the through holes 58 are diagonally arranged, and the fusible conductor 53 is It is a side view which shows the state after melting of the protection element 50 supported diagonally.

図１６に示すように、本発明の保護素子５０は、どの様な姿勢であっても、溶断時間にバラツキが無く、確実に、可溶導体５３を溶断できることを確認することができる。   As shown in FIG. 16, in the protective element 50 of the present invention, it is possible to confirm that the fusible conductor 53 can be reliably fused without causing any variation in the fusing time regardless of the posture.

図１７は、本発明の比較例となる保護素子１００で、凝集方式のものを示す。この保護素子１００は、図１７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、絶縁基板１０１と、絶縁基板１０１の表面１０１ａの端に形成された第１及び第２の外部電極１０２，１０３と、絶縁基板１０１の表面１０１ａに設けられた発熱体１０４と、第１及び第２の外部電極１０２，１０３にわたって積層され、発熱体１０４を横断し、発熱体１０４による加熱により、第１の外部電極１０２と第２の外部電極１０３との間の電流経路を溶断する可溶導体１０５とを備える。発熱体１０４は、両端が絶縁基板１０１の表面１０１ａに設けられ、発熱体１０４に電流を流して発熱させるために電源を接続する第１、第２の発熱体電極１０６，１０７と接続されている。   FIG. 17 shows an aggregation type protective device 100 according to a comparative example of the present invention. As shown in FIGS. 17A and 17B, the protective element 100 includes an insulating substrate 101, and first and second external electrodes 102 and 103 formed at the end of the surface 101a of the insulating substrate 101. The heating element 104 provided on the surface 101 a of the insulating substrate 101 and the first and second external electrodes 102 and 103 are stacked, traverse the heating element 104, and are heated by the heating element 104 to form the first external electrode 102. And a second conductor 103 for melting the current path between the second external electrode 103 and the second external electrode 103. Both ends of the heating element 104 are provided on the surface 101 a of the insulating substrate 101, and are connected to first and second heating element electrodes 106 and 107 for connecting a power source to cause a current to flow through the heating element 104 to generate heat. .

第１、第２の発熱体電極１０６，１０７は、絶縁基板１０１の表面１０１ａに形成されている。第１の発熱体電極１０６は、発熱体１０４と接続されるとともに発熱体引出電極１０８のタブ１０８ａが接続されている。第２の発熱体電極１０７は、発熱体１０４と接続されるとともに、図示しない外部接続電極と接続されている。   The first and second heating element electrodes 106 and 107 are formed on the surface 101 a of the insulating substrate 101. The first heat generating body electrode 106 is connected to the heat generating body 104 and to the tab 108 a of the heat generating body lead electrode 108. The second heat generating electrode 107 is connected to the heat generating body 104 and to an external connection electrode (not shown).

発熱体引出電極１０８は、一端が可溶導体１０５と接続され、他端が発熱体引出電極１０８のタブ１０８ａによって第１の発熱体電極１０６に接続されている。また、発熱体１０４の外側には、発熱体１０４と離間して島状電極１０９ａ，１０９ｂが設けられている。島状電極１０９ａ，１０９ｂは、可溶導体１０５が溶断したとき、ぬれ性によって、可溶導体１０５が溶融した溶融導体１０５ａを保持し、第１の外部電極１０２と第２の外部電極１０３との間の電流経路を溶断する。すなわち、この保護素子１００は、絶縁基板１０１に貫通孔が設けられておらず、溶融導体１０５ａが絶縁基板１０１の裏面１０１ｂに移動することはない。   One end of the heating element lead electrode 108 is connected to the soluble conductor 105, and the other end is connected to the first heating element electrode 106 by the tab 108 a of the heating element lead electrode 108. Further, island-shaped electrodes 109a and 109b are provided outside the heating element 104 so as to be separated from the heating element 104. The island electrodes 109a and 109b retain the molten conductor 105a in which the soluble conductor 105 is melted by the wettability when the soluble conductor 105 is melted and broken, and the first outer electrode 102 and the second outer electrode 103 Melt the current path between them. That is, in the protective element 100, the through hole is not provided in the insulating substrate 101, and the molten conductor 105a does not move to the back surface 101b of the insulating substrate 101.

この保護素子１００も、保護素子５０と同様な用い方がされ、図１２に示すように、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、電流制御素子３７は、保護素子１００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。これにより、発熱体１０４は発熱し、図１７（Ｃ）に示すように、可溶導体１０５を溶断し、溶融導体１０５ａの一部は、島状電極１０９ａ，１０９ｂに保持され、電流経路を遮断する。   The protection element 100 is also used in the same manner as the protection element 50, and as shown in FIG. 12, the voltage value of the battery cells 31 to 34 is overdischarged or overdetermined according to the detection signal output from the detection circuit 36. When the voltage exceeds the charge state, the current control element 37 operates the protection element 100 to interrupt the charge / discharge current path of the battery stack 35 regardless of the switch operation of the current control elements 41 and 42. Thereby, the heating element 104 generates heat, and as shown in FIG. 17C, the soluble conductor 105 is melted and cut, and a part of the molten conductor 105a is held by the island electrodes 109a and 109b to block the current path. Do.

図１９は、参考例となる保護素子１００の姿勢と溶断時間の関係を示す。なお、ここでは、保護素子１００を１５Ｗで動作させている。また、図１８（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢は、図１５（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢と対応している。   FIG. 19 shows the relationship between the posture of the protection element 100 as a reference example and the melting time. Here, the protection element 100 is operated at 15 W. The postures in FIGS. 18A to 18E correspond to the postures in FIGS. 15A to 15E.

・図１８（Ａ）は、絶縁基板１０１の表面１０１ａ側を上向きにして、絶縁基板１０１の裏面１０１ｂ側を下向きにして載置した保護素子１００の溶断後の状態を示す平面図である。
・図１８（Ｂ）は、保護素子１００を図１８（Ａ）の姿勢から９０°倒立させて、第１の外部電極１０２を上向きにして上下方向に可溶導体１０５を支持した保護素子１００の溶断後の状態を示す側面図である。
・図１８（Ｃ）は、更に図１８（Ｂ）の姿勢から９０°回転し、可溶導体１０５を水平方向に支持した保護素子１００の溶断後の状態を示す側面図である。
・図１８（Ｄ）は、図１８（Ａ）の姿勢を裏向きにした状態である。すなわち、絶縁基板１０１の表面１０１ａ側を下向きにして、絶縁基板１０１の裏面１０１ｂ側を上向きにして載置した保護素子１００の溶断後の状態を示す平面図である。
・図１８（Ｅ）は、第１の外部電極１０２を上向きに倒立させた姿勢から絶縁基板１０１を面内方向に４５°回転し、可溶導体１０５を斜めに支持した保護素子１００の溶断後の状態を示す側面図である。
・図１９は、本発明の保護素子１００を図１８（Ａ）−（Ｅ）のような姿勢にしたときの可溶導体１０５の溶断時間を示す。 FIG. 18A is a plan view showing a state after melting of the protection element 100 placed with the front surface 101 a side of the insulating substrate 101 facing upward and the back surface 101 b side of the insulating substrate 101 facing downward.
18B shows the protection element 100 supporting the soluble conductor 105 vertically with the first external electrode 102 facing upward with the protection element 100 inverted 90 ° from the posture of FIG. 18A. It is a side view which shows the state after melting.
FIG. 18C is a side view showing a state after melting of the protection element 100 supporting the fusible conductor 105 in the horizontal direction by further rotating 90 ° from the attitude of FIG. 18B.
FIG. 18D shows a state in which the attitude of FIG. 18A is turned face down. That is, it is a plan view showing a state after melting and cutting of the protective element 100 placed with the surface 101 a side of the insulating substrate 101 facing downward and the back surface 101 b side of the insulating substrate 101 facing upward.
18E shows a state in which the insulating substrate 101 is rotated 45 ° in the in-plane direction from the posture in which the first external electrode 102 is turned upward, and the melting element 105 supporting the fusible conductor 105 is melted and cut. It is a side view showing the state of.
FIG. 19 shows the melting time of the soluble conductor 105 when the protection element 100 of the present invention is in the posture as shown in FIG. 18 (A)-(E).

図１９に示すように、比較例の保護素子１００は、保護素子１００の配線姿勢によって溶断時間にバラツキが大きいことを確認することができる。すなわち、本発明の保護素子５０は、参考例の保護素子１００と比較して姿勢に拘わらず溶断時間のバラツキを小さくすることができ、したがって、姿勢に拘わらず、略一定の時間で確実に可溶導体５３を溶断することができる。   As shown in FIG. 19, in the protective element 100 of the comparative example, it can be confirmed that variation in melting time is large depending on the wiring attitude of the protective element 100. That is, the protective element 50 of the present invention can reduce the variation of the melting time regardless of the posture as compared with the protective element 100 of the reference example. The molten conductor 53 can be melted and cut.

なお、図２０に示すように、貫通孔５８は、図１１（Ｂ）に示すように、直線状に一列設ける場合の他、図２０（Ａ）に示すように、２列にしても良いし、それ以上設けても良い。また、図２０（Ｂ）に示すように、複数の貫通孔で構成するのではなく、細長いスリット５８ａで構成するようにしても良く、複数本であってもよい。   As shown in FIG. 20, the through holes 58 may be provided in two lines as shown in FIG. 20 (A) in addition to the case where they are provided in a straight line as shown in FIG. 11 (B). You may provide more than that. Further, as shown in FIG. 20 (B), instead of the plurality of through holes, the elongated slits 58a may be used, or a plurality of slits may be used.

［発熱体］
また、本発明が適用された保護素子は、図２１に示すように、発熱体５７を絶縁基板５５の表面５５ａ側に形成した吸引部材７０を用いてもよい。なお、以下の説明において、上述した保護素子５０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。発熱体５７が絶縁基板５５の表面５５ａ側に形成された吸引部材７０を用いた保護素子７１は、発熱体５７が絶縁基板５５の表面５５ａに形成されるとともに、絶縁部材６２によって被覆されている。 [Heating element]
In addition, as shown in FIG. 21, a suction member 70 in which the heating element 57 is formed on the surface 55 a side of the insulating substrate 55 may be used as the protective element to which the present invention is applied. In the following description, the same members as those of the protective element 50 described above are denoted by the same reference numerals, and the details thereof will be omitted. In the protection element 71 using the suction member 70, the heating element 57 is formed on the surface 55a side of the insulating substrate 55, the heating element 57 is formed on the surface 55a of the insulating substrate 55 and covered by the insulating member 62. .

発熱体５７は、両端が同じく絶縁基板５５の表面５５ａに形成された第１、第２の発熱体電極５９，６０と接続されている。第１の発熱体電極５９は、発熱体引出電極６３を介して可溶導体５３と接続され、これにより発熱体５７が可溶導体５３と接続される。また、第２の発熱体電極６０は、第３の外部接続電極６１（図１２、図１３参照）と接続され、これにより発熱体５７が発熱させるための電源に接続される。   The heating element 57 is connected to first and second heating element electrodes 59 and 60, both ends of which are similarly formed on the surface 55a of the insulating substrate 55. The first heat generating body electrode 59 is connected to the soluble conductor 53 through the heat generating body lead electrode 63, whereby the heat generating body 57 is connected to the soluble conductor 53. Further, the second heat generating electrode 60 is connected to the third external connection electrode 61 (see FIGS. 12 and 13), and thereby connected to a power supply for causing the heat generating member 57 to generate heat.

発熱体５７は、絶縁部材６２によって覆われ、この絶縁部材６２を介して発熱体５７に対向するように発熱体引出電極６３が配置される。この絶縁部材６２は、発熱体５７が内部に一体的に積層された積層基板であってもよい。また、発熱体５７は、表面電極５６の両側に設ける他に、表面電極５６の一方の側のみ、又は、表面電極５６を囲むように設けてもよい。   The heat generating body 57 is covered by the insulating member 62, and the heat generating body lead-out electrode 63 is disposed to face the heat generating body 57 via the insulating member 62. The insulating member 62 may be a laminated substrate in which the heating elements 57 are integrally laminated inside. In addition to providing the heating element 57 on both sides of the surface electrode 56, the heating element 57 may be provided to surround only the one side of the surface electrode 56 or the surface electrode 56.

また、発熱体引出電極６３は、絶縁基板５５の表面５５ａに、絶縁部材６２を介して発熱体５７と重畳して形成されている。発熱体引出電極６３は、表面電極５６を介して可溶導体５３と接続され、一端に形成されたタブ６３ａが第１の発熱体電極５９に接続されている。   Further, the heat generating body lead electrode 63 is formed on the surface 55 a of the insulating substrate 55 so as to overlap the heat generating body 57 with the insulating member 62 interposed therebetween. The heating element lead-out electrode 63 is connected to the soluble conductor 53 via the surface electrode 56, and a tab 63 a formed at one end is connected to the first heating element electrode 59.

なお、保護素子７１は、上述した保護素子５０と同様に貫通孔５８が形成されるとともに、導電層６５や裏面電極６４を設け、貫通孔５８内の一部又は全部には予備ハンダ６６を充填させてもよい。また、吸引部材７０は、予備ハンダ６６と共に、又は予備ハンダ６６に代えて、フラックスを貫通孔５８内の一部又は全部に充填させてもよい。フラックスを充填させることによっても、可溶導体５３の濡れ性を高め、効率よく溶融導体５３ａを貫通孔５８に呼び込むことができる。   In the protective element 71, the through hole 58 is formed as in the case of the protective element 50 described above, and the conductive layer 65 and the back surface electrode 64 are provided, and a part or all of the through hole 58 is filled with the preliminary solder 66. You may Also, the suction member 70 may be filled with a flux in part or all of the through holes 58 together with or instead of the preliminary solder 66. Also by filling the flux, the wettability of the soluble conductor 53 can be enhanced, and the molten conductor 53 a can be efficiently drawn into the through hole 58.

保護素子７１は、発熱体５７を絶縁基板５５の表面５５ａ側に設けることにより、発熱体５７が発熱したとき、熱を効率よく可溶導体５３に伝えることができ、速やかに可溶導体５３を溶断させることができる。また、保護素子７１は、発熱初期においては、絶縁基板５５の表面５５ａ側が裏面５５ｂ側よりも温度が高い温度勾配となる。したがって、保護素子７１は、溶融導体５３ａが高温の表面電極５６上に凝集するとともに、表面電極５６と連続する導電層６５を介して貫通孔５８内に速やかに吸引させることができ、断面積が大きく多量の溶融導体５３ａが溶融した場合にも、確実に可溶導体５３を溶断させることができる。   By providing the heat generating body 57 on the surface 55 a side of the insulating substrate 55, the protective element 71 can efficiently transmit the heat to the soluble conductor 53 when the heat generating body 57 generates heat, and the soluble conductor 53 can be rapidly obtained. It can be melted. Further, in the protective element 71, at the initial stage of heat generation, the surface 55a side of the insulating substrate 55 has a temperature gradient higher in temperature than the back surface 55b side. Therefore, the protective element 71 can be quickly attracted into the through hole 58 via the conductive layer 65 continuous with the surface electrode 56 while the molten conductor 53a condenses on the high temperature surface electrode 56, and the cross-sectional area Even when a large amount of the molten conductor 53a is melted, the soluble conductor 53 can be reliably fused.

［実施例］
本発明の保護素子７１は、上述したように、大量の可溶導体５３を絶縁基板５５の表面５５ａから裏面５５ｂに導くことにより、可溶導体５３を容易に溶断することができる。ここでは、保護素子７１が配置された姿勢に拘わらず安定して可溶導体５３を溶断できるかを確認するため、図２２及び図２３に示す実験を行った。実験に用いた保護素子７１は、絶縁基板５５として厚さ０．６３５ｍｍのアルミナ系基板に、０．８５φの貫通孔５８を形成し、内側面にＮｉ／Ａｕめっき処理を施した。また、可溶導体５３として、厚さ０．３５ｍｍのＳｎ‐Ａｇ‐Ｃｕ系金属箔に厚さ６μｍのＡｇメッキ処理を施したものを用いた。 [Example]
As described above, the protective element 71 of the present invention can easily melt the soluble conductor 53 by guiding a large amount of the soluble conductor 53 from the surface 55 a to the back surface 55 b of the insulating substrate 55. Here, in order to confirm whether the soluble conductor 53 can be melted and cut stably regardless of the posture in which the protection element 71 is disposed, the experiment shown in FIGS. 22 and 23 was performed. In the protective element 71 used in the experiment, a through hole 58 of 0.85φ was formed in an alumina-based substrate having a thickness of 0.635 mm as the insulating substrate 55, and the inner side surface was subjected to Ni / Au plating treatment. In addition, as the soluble conductor 53, an Ag-Cu-based metal foil having a thickness of 0.35 mm and subjected to Ag plating treatment with a thickness of 6 μm was used.

このような保護素子７１を３１Ｗで動作させたときの、図２２に示す各姿勢における可溶導体５３の溶断時間を計測した。ここで、図２３は、図２２（Ａ）−（Ｅ）に示した本発明の保護素子７１の各姿勢と溶断時間の関係を示す。また、図２２（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢は、図１５（Ａ）−（Ｅ）の各姿勢と対応している。   The melting time of the soluble conductor 53 in each posture shown in FIG. 22 was measured when such a protection element 71 was operated at 31 W. Here, FIG. 23 shows the relationship between the postures of the protection element 71 of the present invention shown in FIGS. 22 (A) to 22 (E) and the melting time. Further, each posture in FIGS. 22 (A) to (E) corresponds to each posture in FIGS. 15 (A) to (E).

・図２２（Ａ）は、絶縁基板５５の表面５５ａ側を上向きにして、絶縁基板５５の裏面５５ｂ側を下向きにして載置した保護素子７１の溶断後の状態を示す平面図である。
・図２２（Ｂ）は、保護素子７１を図２２（Ａ）の姿勢から９０°倒立させて貫通孔５８を水平方向に向けるとともに、第２の外部電極５２を上向きにして上下方向に可溶導体５３を支持した保護素子７１の溶断後の状態を示す側面図である。
・図２２（Ｃ）は、更に図２２（Ｂ）の姿勢から９０°回転し、貫通孔５８を上下方向に並列させるとともに、可溶導体５３を水平方向に支持した保護素子７１の溶断後の状態を示す側面図である。
・図２２（Ｄ）は、図２２（Ａ）の姿勢を裏向きにした状態である。すなわち、絶縁基板５５の表面５５ａ側を下向きにして、絶縁基板５５の裏面５５ｂ側を上向きにして載置した保護素子７１の溶断後の状態を示す平面図である。
・図２２（Ｅ）は、第２の外部電極５２を上向きに倒立させた姿勢から絶縁基板５５を面内方向に４５°回転し、貫通孔５８が斜めに並列するとともに、可溶導体５３を斜めに支持した保護素子７１の溶断後の状態を示す側面図である。 FIG. 22A is a plan view showing a state after melting of the protection element 71 placed with the front surface 55a side of the insulating substrate 55 facing upward and the back surface 55b side of the insulating substrate 55 facing downward.
22B, the protection element 71 is turned 90 ° from the posture of FIG. 22A to turn the through hole 58 horizontally, and the second external electrode 52 is upward and soluble in the vertical direction. It is a side view which shows the state after melting of the protection element 71 which supported the conductor 53. FIG.
22C further rotates by 90 ° from the attitude of FIG. 22B, parallelizes the through holes 58 in the vertical direction, and after melting of the protection element 71 supporting the soluble conductor 53 in the horizontal direction. It is a side view which shows a state.
FIG. 22D shows a state in which the posture of FIG. 22A is turned backward. That is, it is a plan view showing a state after melting and cutting of the protection element 71 placed with the surface 55 a side of the insulating substrate 55 facing downward and the back surface 55 b side of the insulating substrate 55 facing upward.
In FIG. 22E, the insulating substrate 55 is rotated 45 ° in the in-plane direction from the posture in which the second external electrode 52 is inverted upward, and the through holes 58 are obliquely aligned, and the fusible conductor 53 is It is a side view which shows the state after melting of the protection element 71 supported diagonally.

図２３に示すように、本発明の保護素子７１は、どの様な姿勢であっても、溶断時間にバラツキが無く、確実に、可溶導体５３を溶断できることを確認することができる。   As shown in FIG. 23, in the protective element 71 of the present invention, it is possible to confirm that the soluble conductor 53 can be melted and cut without any variation in the melting time regardless of the posture.

なお、本発明が適用された保護素子は、発熱体５７を絶縁基板５５の表面５５ａや裏面５５ｂに形成する他、絶縁基板５５の内部に形成してもよい。この場合、発熱体５７は絶縁部材６２で被覆する必要はなく、また、発熱体５７は導電層６５を介して表面電極５６又は裏面電極６４と接続される。   In the protective element to which the present invention is applied, the heating element 57 may be formed on the surface 55 a and the back surface 55 b of the insulating substrate 55, or may be formed inside the insulating substrate 55. In this case, the heating element 57 does not have to be covered with the insulating member 62, and the heating element 57 is connected to the front electrode 56 or the back electrode 64 via the conductive layer 65.

［凝集基板］
また、本発明が適用された保護素子は、吸引部材５４，７０に加え、溶融導体５３ａを凝集し、可溶導体５３の溶断を補助する凝集部材７５を併用してもよい。図２４（Ａ）（Ｂ）は、吸引部材７０及び凝集部材７５を併用した保護素子７４の断面図である。図２４（Ａ）（Ｂ）に示すように、凝集部材７５は、第２の絶縁基板７６と、第２の絶縁基板７６の表面７６ａ上に設けられた発熱体７７と、発熱体７７を被覆する絶縁部材７８と、絶縁部材７８上に積層され、溶融導体５３ａを凝集する集電極７９とを備える。 [Flocculated substrate]
In addition to the suction members 54 and 70, the protective element to which the present invention is applied may be used in combination with the aggregation member 75 which aggregates the molten conductor 53a and assists the melting and cutting of the soluble conductor 53. FIGS. 24A and 24B are cross-sectional views of the protection element 74 in which the suction member 70 and the aggregation member 75 are used in combination. As shown in FIGS. 24A and 24B, the aggregation member 75 covers the second insulating substrate 76, the heating element 77 provided on the surface 76a of the second insulating substrate 76, and the heating element 77. An insulating member 78, and a collector electrode 79 laminated on the insulating member 78 and aggregating the molten conductor 53a.

凝集部材７５は、第２の絶縁基板７６、発熱体７７及び絶縁部材７８として、保護素子５０の絶縁基板５５、発熱体５７及び絶縁部材６２と同様の部材を用いることができる。また、集電極７９は、例えばＡｇやＣｕ等の高融点金属ペーストを印刷、焼成すること等により形成することができる。   The aggregation member 75 can use the same members as the insulating substrate 55 of the protection element 50, the heating member 57 and the insulating member 62 as the second insulating substrate 76, the heating member 77 and the insulating member 78. The collector electrode 79 can be formed, for example, by printing and baking a high melting point metal paste such as Ag or Cu.

図２５に保護素子７４の回路図を示す。凝集部材７５は、発熱体５７と同様に、発熱体７７が図示しない発熱体電極を介して第３の外部接続電極６１と電気的に接続され、外部回路に設けられた電流制御素子３７等によって、吸引部材７０の発熱体５７と連動して通電が制御されている。また、凝集部材７５は、発熱体７７が図示しない発熱体電極を介して集電極７９と接続され、集電極７９を介して可溶導体５３と電気的に接続されている。   The circuit diagram of the protection element 74 is shown in FIG. Similar to the heating element 57, the aggregation member 75 is electrically connected to the third external connection electrode 61 via the heating element electrode (not shown) and the current control element 37 or the like provided in the external circuit. The energization is controlled in conjunction with the heating element 57 of the suction member 70. In addition, the aggregation member 75 is connected to the collecting electrode 79 via the heating element electrode (not shown) of the heating element 77 and is electrically connected to the soluble conductor 53 via the collection electrode 79.

凝集部材７５は、集電極７９が可溶導体５３の吸引部材７０が設けられた面と反対側の面に接続されている。したがって、保護素子７４は、吸引部材７０の発熱体５７が通電、発熱されると、同時に凝集部材７５の発熱体７７も通電、発熱し、可溶導体５３を両側から加熱することにより、速やかに溶融させる。   The aggregation member 75 is connected to the surface of the fusible conductor 53 opposite to the surface of the fusible conductor 53 on which the suction member 70 is provided. Therefore, when the heat generating body 57 of the suction member 70 is energized and generates heat, the protective element 74 is also energized and generates heat simultaneously with the heat generating body 77 of the aggregation member 75, thereby rapidly heating the fusible conductor 53 from both sides. Let it melt.

このとき、保護素子７４は、吸引部材７０によって溶融導体５３ａを貫通孔５８内に吸引するとともに、凝集部材７５によって溶融導体５３ａを集電極７９に凝集させることにより、溶融導体５３ａを吸引、保持する許容量が増大されている。したがって、保護素子７４は、断面積が大きく高定格化された可溶導体５３を用いて、多量の溶融導体５３ａが発生した場合にも、確実に溶断させることができ、定格の向上を図りつつ溶断特性を維持、向上させることができる。   At this time, the protection element 74 sucks the molten conductor 53a into the through hole 58 by the suction member 70 and condenses the molten conductor 53a onto the collector electrode 79 by the aggregation member 75, thereby attracting and holding the molten conductor 53a. The allowance has been increased. Therefore, protection element 74 can be reliably fused and cut even when a large amount of molten conductor 53a is generated using soluble conductor 53 having a large cross-sectional area and a high rating, thereby improving the rating. The fusing characteristics can be maintained and improved.

また、保護素子７４は、可溶導体５３として、内層を構成する低融点金属を高融点金属で被覆する被覆構造を用いた場合にも、可溶導体５３を速やかに溶断させることができる。すなわち、高融点金属で被覆された可溶導体５３は、発熱体５７，７７が発熱した場合にも、外層の高融点金属が溶融する温度まで加熱するのに時間を要する。ここで、保護素子７４は、吸引部材５４及び凝集部材７５を備え、同時に発熱体５７，７７を発熱させることで、外層の高融点金属を速やかに溶融温度まで加熱することができる。したがって、保護素子７４によれば、外層を構成する高融点金属層の厚みを厚くすることができ、さらなる高定格化を図りつつ、速溶断特性を維持することができる。   Further, the protective element 74 can rapidly melt the soluble conductor 53 even when using a coating structure in which the low melting point metal forming the inner layer is covered with the high melting point metal as the soluble conductor 53. That is, even when the heat generating members 57 and 77 generate heat, the soluble conductor 53 coated with the high melting point metal needs time to heat to the temperature at which the high melting point metal of the outer layer melts. Here, the protection element 74 includes the suction member 54 and the aggregation member 75, and can simultaneously heat the high melting point metal of the outer layer to the melting temperature by causing the heat generating members 57 and 77 to generate heat simultaneously. Therefore, according to the protection element 74, the thickness of the high melting point metal layer constituting the outer layer can be increased, and the rapid melting characteristic can be maintained while achieving a further high rating.

また、保護素子７４は、凝集部材７５の集電極７９を吸引部材７０の貫通孔５８と対向させることが好ましい。これにより、貫通孔５８上により多くの溶融導体５３ａが集まり、効率よく溶融導体５３ａを貫通孔５８内に吸引させることができ、速やかに可溶導体５３を溶断することができる。   In addition, it is preferable that the protection element 74 make the collector electrode 79 of the aggregation member 75 face the through hole 58 of the suction member 70. As a result, more molten conductors 53a gather on the through holes 58, so that the molten conductors 53a can be efficiently sucked into the through holes 58, and the fusible conductor 53 can be melted and cut quickly.

［複数の吸引部材］
また、本発明が適用された保護素子は、図２６（Ａ）（Ｂ）に示すように、吸引部材５４，７０を複数備え、可溶導体５３の表面及び裏面に配設してもよい。図２６に示す保護素子８０は、例えば上述した吸引部材５４が、可溶導体５３の表面及び裏面にそれぞれ配設されている。図２７は、保護素子８０の回路図である。可溶導体５３の表面及び裏面に配設された各吸引部材５４は、それぞれ発熱体５７の一端が、第１の発熱体電極５９及び発熱体引出気電極６３を介して可溶導体５３と接続され、発熱体５７の他端が第２の発熱体電極６０及び第３の外部接続電極６１を介して発熱体５７を発熱させるための電源に接続される。 [Multiple suction members]
Further, as shown in FIGS. 26A and 26B, the protective element to which the present invention is applied may be provided with a plurality of suction members 54 and 70, and may be disposed on the front and back surfaces of the fusible conductor 53. In the protective element 80 shown in FIG. 26, for example, the suction members 54 described above are disposed on the front and back surfaces of the fusible conductor 53, respectively. FIG. 27 is a circuit diagram of the protective element 80. As shown in FIG. Each of the suction members 54 disposed on the front and back surfaces of the fusible conductor 53 is connected to the fusible conductor 53 through the first heat generating electrode 59 and the heat generating electrode 63, respectively. The other end of the heating element 57 is connected to a power supply for generating heat from the heating element 57 via the second heating electrode 60 and the third external connection electrode 61.

保護素子８０は、可溶導体５３を溶断する際には、各吸引部材５４，５４の発熱体５７がそれぞれ発熱するとともに溶融導体５３を各貫通孔５８内に吸引する。したがって、保護素子８０は、大電流用途に対応するために可溶導体１３の断面積を増大させ溶融導体５３ａが多量に発生した場合にも、複数の吸引部材５４によって吸引し、確実に可溶導体５３を溶断させることができる。また、保護素子８０は、複数の吸引部材５４によって溶融導体５３ａを吸引することにより、より速やかに可溶導体５３を溶断させることができる。   When the soluble element 53 is melted and cut off, the protective element 80 generates heat from the heat generating members 57 of the suction members 54 and 54 and sucks the molten conductor 53 into the through holes 58. Therefore, the protection element 80 increases the cross-sectional area of the fusible conductor 13 to cope with high current applications, and is attracted by the plurality of suction members 54 even when a large amount of the melting conductor 53a is generated. The conductor 53 can be fused. Further, the protective element 80 can melt the fusible conductor 53 more quickly by attracting the molten conductor 53 a by the plurality of suction members 54.

保護素子８０は、可溶導体５３として、内層を構成する低融点金属を高融点金属で被覆する被覆構造を用いた場合にも、可溶導体５３を速やかに溶断させることができる。すなわち、高融点金属で被覆された可溶導体５３は、発熱体５７が発熱した場合にも、外層の高融点金属が溶融する温度まで加熱するのに時間を要する。ここで、保護素子８０は、複数の吸引部材５４を備え、同時に各発熱体５７を発熱させることで、外層の高融点金属を速やかに溶融温度まで加熱することができる。したがって、保護素子８０によれば、外層を構成する高融点金属層の厚みを厚くすることができ、さらなる高定格化を図りつつ、速溶断特性を維持することができる。   Even when the protective element 80 uses a covering structure in which the low melting point metal forming the inner layer is covered with the high melting point metal as the soluble conductor 53, the soluble conductor 53 can be melted and cut quickly. That is, the soluble conductor 53 coated with the high melting point metal needs time to heat to the temperature at which the high melting point metal of the outer layer melts even when the heat generating body 57 generates heat. Here, the protective element 80 includes a plurality of suction members 54, and can simultaneously heat the high melting point metal of the outer layer to the melting temperature by causing each heating element 57 to generate heat. Therefore, according to the protection element 80, the thickness of the high melting point metal layer constituting the outer layer can be increased, and the rapid melting characteristic can be maintained while achieving a further high rating.

また、保護素子８０は、図２６に示すように、一対の吸引部材５４，５４が対向して可溶導体５３に接続されることが好ましい。これにより、保護素子８０は、一対の吸引部材５４，５４で、可溶導体５３の同一箇所を両面側から同時に加熱するとともに溶融導体５３ａを吸引することができ、より速やかに可溶導体５３を加熱、溶断することができる。   Further, as shown in FIG. 26, in the protection element 80, it is preferable that the pair of suction members 54, 54 be connected to the soluble conductor 53 so as to face each other. As a result, the protection element 80 can simultaneously heat the same portion of the fusible conductor 53 from both sides simultaneously by the pair of suction members 54 and 54 and can attract the molten conductor 53a, thereby more rapidly dissipating the fusible conductor 53. It can be heated and melted.

なお、保護素子８０は、吸引部材として発熱体５７が絶縁基板５５の裏面５５ｂ側に設けられた上記吸引部材５４を用いる他、発熱体５７が絶縁基板５５の表面５５ａ側に設けられた吸引部材７０を複数用いてもよく、あるいは両吸引部材５４，７０を併用してもよい。   The protective element 80 uses a suction member 54 in which the heating element 57 is provided on the back surface 55 b side of the insulating substrate 55 as a suction member, and a suction member in which the heating element 57 is provided on the surface 55 a side of the insulating substrate 55 A plurality of members 70 may be used, or both suction members 54 and 70 may be used in combination.

［可溶導体の構成］
上述したように、可溶導体１３，５３は、低融点金属と高融点金属とを含有してもよい。低融点金属としては、Ｓｎを主成分とする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。このとき、可溶導体１３，５３は、図２８（Ａ）に示すように、内層として高融点金属層９０が設けられ、外層として低融点金属層９１が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合、可溶導体１３，５３は、高融点金属層９０の全面が低融点金属層９１によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。高融点金属層９０や低融点金属層９１による被覆構造は、メッキ等の公知の成膜技術を用いて形成することができる。 [Structure of soluble conductor]
As described above, the soluble conductors 13 and 53 may contain a low melting point metal and a high melting point metal. As the low melting point metal, it is preferable to use a solder such as Pb-free solder mainly containing Sn, and as the high melting point metal, it is preferable to use Ag, Cu or an alloy mainly containing these. At this time, as shown in FIG. 28A, the soluble conductors 13 and 53 are provided with the high melting point metal layer 90 as the inner layer and the soluble conductor having the low melting point metal layer 91 as the outer layer. Good. In this case, the soluble conductors 13 and 53 may have a structure in which the entire surface of the high melting point metal layer 90 is covered with the low melting point metal layer 91, or may have a structure covered except for a pair of opposing side surfaces. . The covering structure of the high melting point metal layer 90 and the low melting point metal layer 91 can be formed using a known film forming technique such as plating.

また、図２８（Ｂ）に示すように、可溶導体１３，５３は、内層として低融点金属層９１が設けられ、外層として高融点金属層９０が設けられた可溶導体を用いてもよい。この場合も、可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１の全面が高融点金属層９０によって被覆された構造としてもよく、相対向する一対の側面を除き被覆された構造であってもよい。   Alternatively, as shown in FIG. 28B, the soluble conductors 13 and 53 may be provided with a low melting point metal layer 91 as an inner layer and a soluble conductor provided with a high melting point metal layer 90 as an outer layer. . Also in this case, the soluble conductors 13 and 53 may have a structure in which the entire surface of the low melting point metal layer 91 is covered with the high melting point metal layer 90, and even if it has a covered structure except a pair of opposite side surfaces. Good.

また、可溶導体１３，５３は、図２９に示すように、高融点金属層９０と低融点金属層９１とが積層された積層構造としてもよい。   Further, as shown in FIG. 29, the soluble conductors 13 and 53 may have a laminated structure in which a high melting point metal layer 90 and a low melting point metal layer 91 are laminated.

この場合、可溶導体１３は、図２９（Ａ）に示すように、第１、第２の電極１１，１２や表面電極２２、あるいは第１、第２の外部電極５１，５２や表面電極５６に接続される下層と、下層の上に積層される上層からなる２層構造として形成され、下層となる高融点金属層９０の上面に上層となる低融点金属層９１を積層してもよく、反対に下層となる低融点金属層９１の上面に上層となる高融点金属層９０を積層してもよい。あるいは、可溶導体１３，５３は、図２９（Ｂ）に示すように、内層と内層の上下面に積層される外層とからなる３層構造として形成してもよく、内層となる高融点金属層９０の上下面に外層となる低融点金属層９１を積層してもよく、反対に内層となる低融点金属層９１の上下面に外層となる高融点金属層９０を積層してもよい。   In this case, as shown in FIG. 29A, the soluble conductor 13 has the first and second electrodes 11, 12 and the surface electrode 22, or the first and second external electrodes 51, 52 and the surface electrode 56. And the low melting point metal layer 91 to be the upper layer may be laminated on the upper surface of the high melting point metal layer 90 to be the lower layer. Conversely, the high melting point metal layer 90 as the upper layer may be stacked on the upper surface of the low melting point metal layer 91 as the lower layer. Alternatively, as shown in FIG. 29B, the soluble conductors 13 and 53 may be formed as a three-layer structure comprising an inner layer and an outer layer laminated on the upper and lower surfaces of the inner layer, and the high melting point metal to be the inner layer. The low melting point metal layer 91 serving as the outer layer may be stacked on the upper and lower surfaces of the layer 90, and the high melting point metal layer 90 serving as the outer layer may be stacked on the upper and lower surfaces of the low melting metal layer 91 serving as the inner layer.

また、可溶導体１３，５３は、図３０に示すように、高融点金属層９０と低融点金属層９１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。この場合、可溶導体１３，５３は、最外層を構成する金属層によって、全面又は相対向する一対の側面を除き被覆された構造としてもよい。   Further, as shown in FIG. 30, the soluble conductors 13 and 53 may have a multilayer structure of four or more layers in which a high melting point metal layer 90 and a low melting point metal layer 91 are alternately stacked. In this case, the fusible conductors 13 and 53 may be covered with the metal layer constituting the outermost layer except for the entire surface or a pair of opposite side surfaces.

また、可溶導体１３，５３は、内層を構成する低融点金属層９１の表面に高融点金属層９０をストライプ状に部分的に積層させてもよい。図３１は、可溶導体１３，５３の平面図である。   In the soluble conductors 13 and 53, the high melting point metal layer 90 may be partially laminated in a stripe shape on the surface of the low melting point metal layer 91 constituting the inner layer. FIG. 31 is a plan view of the fusible conductors 13 and 53.

図３１（Ａ）に示す可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１の表面に、幅方向に所定間隔で、線状の高融点金属層９０が長手方向に複数形成されることにより、長手方向に沿って線状の開口部９２が形成され、この開口部９２から低融点金属層９１が露出されている。可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１が開口部９２より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属層９０の浸食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。開口部９２は、例えば、低融点金属層９１に高融点金属層９０を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。   The soluble conductors 13 and 53 shown in FIG. 31A are formed by forming a plurality of linear high melting point metal layers 90 in the longitudinal direction on the surface of the low melting point metal layer 91 at predetermined intervals in the width direction. A linear opening 92 is formed along the longitudinal direction, and the low melting point metal layer 91 is exposed from the opening 92. In the soluble conductors 13 and 53, when the low melting point metal layer 91 is exposed from the opening 92, the contact area between the molten low melting point metal and the high melting point metal is increased, and the erosion action of the high melting point metal layer 90 is further promoted. It is possible to improve the meltability. The opening 92 can be formed, for example, by partially plating the low melting point metal layer 91 with the metal constituting the high melting point metal layer 90.

また、可溶導体１３，５３は、図３１（Ｂ）に示すように、低融点金属層９１の表面に、長手方向に所定間隔で、線状の高融点金属層９０を幅方向に複数形成することにより、幅方向に沿って線状の開口部９２を形成してもよい。   Further, as shown in FIG. 31B, the soluble conductors 13 and 53 have a plurality of linear high melting point metal layers 90 formed in the width direction on the surface of the low melting point metal layer 91 at predetermined intervals in the longitudinal direction. By doing this, linear openings 92 may be formed along the width direction.

また、可溶導体１３，５３は、図３２に示すように、低融点金属層９１の表面に高融点金属層９０を形成するとともに、高融点金属層９０の全面に亘って円形の開口部９３が形成され、この開口部９３から低融点金属層９１を露出させてもよい。開口部９３は、例えば、低融点金属層９１に高融点金属層９０を構成する金属の部分メッキを施すことにより形成することができる。   Further, as shown in FIG. 32, the soluble conductors 13 and 53 form the high melting point metal layer 90 on the surface of the low melting point metal layer 91, and the circular opening 93 over the entire surface of the high melting point metal layer 90. The low melting point metal layer 91 may be exposed from the opening 93. The opening 93 can be formed, for example, by partially plating the low melting point metal layer 91 with the metal constituting the high melting point metal layer 90.

可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１が開口部９３より露出することにより、溶融した低融点金属と高融点金属との接触面積が増え、高融点金属の浸食作用をより促進させて溶断性を向上させることができる。   As the low melting point metal layer 91 is exposed from the opening 93, the contact area between the melted low melting point metal and the high melting point metal is increased in the soluble conductors 13, 53, thereby further promoting the erosion action of the high melting point metal. The meltability can be improved.

また、可溶導体１３，５３は、図３３に示すように、内層となる高融点金属層９０に多数の開口部９４を形成し、この高融点金属層９０に、メッキ技術等を用いて低融点金属層９１を成膜し、開口部９４内に充填してもよい。これにより、可溶導体１３，５３は、溶融する低融点金属が高融点金属に接する面積が増大するので、より短時間で低融点金属が高融点金属を溶食することができるようになる。   Further, as shown in FIG. 33, the soluble conductors 13 and 53 have a large number of openings 94 formed in the high melting point metal layer 90 to be the inner layer, and the high melting point metal layer 90 is formed by plating or the like. The melting point metal layer 91 may be deposited and filled in the opening 94. As a result, the area of the soluble low melting point metal in contact with the high melting point metal increases in the soluble conductors 13 and 53, so that the low melting point metal can etch the high melting point metal in a shorter time.

また、可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１の体積を、高融点金属層９０の体積よりも多く形成することが好ましい。可溶導体１３，５３は、発熱体２５，５７の発熱によって加熱され、低融点金属が溶融することにより高融点金属を溶食し、これにより速やかに溶融、溶断することができる。したがって、可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１の体積を高融点金属層９０の体積よりも多く形成することにより、この溶食作用を促進し、速やかに第１、第２の電極１１，１２間、あるいは第１、第２の外部電極５１，５２間を遮断することができる。   Moreover, it is preferable that the soluble conductors 13 and 53 form the volume of the low melting point metal layer 91 more than the volume of the high melting point metal layer 90. The soluble conductors 13 and 53 are heated by the heat generation of the heating elements 25 and 57, and by melting the low melting point metal, the high melting point metal is corroded, whereby the melting and melting can be rapidly performed. Therefore, by forming the volume of the low melting point metal layer 91 more than the volume of the high melting point metal layer 90, the soluble conductors 13 and 53 promote this corrosion action, and the first and second electrodes are promptly made. It is possible to block between the terminals 11 and 12 or between the first and second external electrodes 51 and 52.

また、可溶導体１３，５３は、図３４に示すように、略矩形板状に形成され、外層を構成する高融点金属によって被覆され主面部９６よりも肉厚に形成された相対向する一対の第１の側縁部９７と、内層を構成する低融点金属が露出され第１の側縁部９７よりも薄い厚さに形成された相対向する一対の第２の側縁部９８とを有してもよい。   In addition, as shown in FIG. 34, soluble conductors 13 and 53 are formed in a substantially rectangular plate shape, and are covered with high melting point metal forming the outer layer, and formed to be thicker than main surface portion 96. A first side edge 97 of the first layer, and a pair of opposing second side edges 98 formed of the low melting point metal constituting the inner layer and having a smaller thickness than the first side edge 97; You may have.

第１の側縁部９７は、側面が高融点金属層９０によって被覆されるとともに、これにより可溶導体１３，５３の主面部９６よりも肉厚に形成されている。第２の側縁部９８は、側面に、外周を高融点金属層９０によって囲繞された低融点金属層９１が露出されている。第２の側縁部９８は、第１の側縁部９７と隣接する両端部を除き主面部９６と同じ厚さに形成されている。   The side surface of the first side edge portion 97 is covered with the high melting point metal layer 90, and thereby, the first side edge portion 97 is formed thicker than the main surface portion 96 of the soluble conductor 13, 53. As for the second side edge 98, the low melting point metal layer 91 surrounded by the high melting point metal layer 90 is exposed on the side surface. The second side edge 98 is formed to have the same thickness as the major surface 96 except for both ends adjacent to the first side edge 97.

保護素子１においては、可溶導体１３は、第１の側縁部９７が第１、第２の電極１１，１２の幅方向に沿って搭載され、第２の側縁部９８が、通電方向の両側端となる向きで、第１、第２の電極１１，１２間に跨って接続されている。同様に、保護素子５０においては、可溶導体５３は、第１の側縁部９７が第１、第２の外部電極５１，５２の幅方向に沿って搭載され、第２の側縁部９８が、通電方向の両側端となる向きで、第１、第２の外部電極５１，５２間に跨って接続されている。   In the protective element 1, the fusible conductor 13 has the first side edge 97 mounted along the width direction of the first and second electrodes 11 and 12, and the second side edge 98 has the current-carrying direction. It is connected across the first and second electrodes 11 and 12 in the direction of the both ends of the first and second electrodes. Similarly, in the protective element 50, the fusible conductor 53 is mounted with the first side edge 97 along the width direction of the first and second outer electrodes 51 and 52, and the second side edge 98 Are connected across the first and second external electrodes 51 and 52 in a direction in which both ends in the direction of current flow.

これにより、保護素子１，５０は、可溶導体１３，５３が速やかに溶断し、外部回路の電流経路を遮断させることができる。   As a result, in the protection elements 1 and 50, the soluble conductors 13 and 53 can be melted and cut quickly, and the current path of the external circuit can be cut off.

すなわち、第２の側縁部９８は、第１の側縁部９７よりも相対的に薄肉に形成されている。また、第２の側縁部９８の側面は、内層を構成する低融点金属層９１が露出されている。これにより、第２の側縁部９８は、低融点金属層９１による高融点金属層９０の溶食作用が働き、かつ、溶食される高融点金属層９０の厚さも第１の側縁部９７に比して薄く形成されていることにより、高融点金属層９０によって肉厚に形成されている第１の側縁部９７に比して、少ない熱エネルギーで速やかに溶融させることができる。これに対し、第１の側縁部９７は、高融点金属層９０によって肉厚に被覆され、第２の側縁部９８に比して溶断するまでに多くの熱エネルギーを要する。   That is, the second side edge 98 is relatively thinner than the first side edge 97. The low melting point metal layer 91 constituting the inner layer is exposed on the side surface of the second side edge 98. As a result, the second side edge 98 is affected by the erosion action of the high melting point metal layer 90 by the low melting point metal layer 91, and the thickness of the high melting point metal layer 90 to be etched is also the first side edge By being thinly formed compared with 97, compared with the 1st side edge part 97 currently formed thickly by the high melting point metal layer 90, it can be rapidly fuse | melted with little thermal energy. On the other hand, the first side edge 97 is thickly covered with the high melting point metal layer 90, and requires a large amount of thermal energy before it is melted and cut compared to the second side edge 98.

したがって、保護素子１，５０は、発熱体２５，５７が発熱することにより、直ちに、第２の側縁部９８がわたされている第１の電極１１と第２の電極１２との間、あるいは第１の外部電極５１と第２の外部電極５２との間が溶断する。これにより、保護素子１，５０は、第１、第２の電極１１，１２間、あるいは第１、第２の外部電極５１，５２間の充放電経路が遮断するとともに、発熱体２５，５７への給電経路が遮断され、発熱体２５，５７の発熱が停止される。   Therefore, the protection elements 1 and 50 are immediately generated between the first electrode 11 and the second electrode 12 to which the second side edge portion 98 is spread as the heat generating members 25 and 57 generate heat, or The fusion between the first external electrode 51 and the second external electrode 52 occurs. As a result, the protection elements 1 and 50 block the charge and discharge paths between the first and second electrodes 11 and 12 or between the first and second external electrodes 51 and 52, and to the heating elements 25 and 57. Power supply path is cut off, and the heat generation of the heating elements 25 and 57 is stopped.

このような構成を有する可溶導体１３，５３は、低融点金属層９１を構成するハンダ箔等の低融点金属箔を、高融点金属層９０を構成するＡｇ等の金属で被覆することにより製造される。低融点金属層箔を高融点金属被覆する工法としては、長尺状の低融点金属箔に連続して高融点金属メッキを施すことができる電解メッキ法が、作業効率上、製造コスト上、有利となる。   The soluble conductors 13 and 53 having such a configuration are manufactured by coating a low melting metal foil such as a solder foil constituting the low melting metal layer 91 with a metal such as Ag constituting the high melting metal layer 90. Be done. As a method for coating a low melting point metal layer foil with a high melting point metal, electrolytic plating capable of continuously applying high melting point metal plating to a long low melting point metal foil is advantageous in terms of working efficiency and manufacturing cost. It becomes.

電解メッキによって高融点金属メッキを施すと、長尺状の低融点金属箔のエッジ部分、すなわち、側縁部において電界強度が相対的に強まり、高融点金属層９０が厚くメッキされる（図３４参照）。これにより、側縁部が高融点金属層によって肉厚に形成された長尺状の導体リボン９５が形成される。次いで、この導体リボン９５を長手方向と直交する幅方向（図３４中Ｃ−Ｃ’方向）に、所定長さに切断することにより、可溶導体１３，５３が製造される。これにより、可溶導体１３，５３は、導体リボン９５の側縁部が第１の側縁部９７となり、導体リボン９５の切断面が第２の側縁部９８となる。また、第１の側縁部９７は、高融点金属によって被覆され、第２の側縁部９８は、端面（導体リボン９５の切断面）に上下一対の高融点金属層９０と高融点金属層９０によって囲繞された低融点金属層９１が外方に露出されている。   When high melting point metal plating is applied by electrolytic plating, the electric field strength is relatively strengthened at the edge portion of the long low melting point metal foil, that is, the side edge, and the high melting point metal layer 90 is thickly plated (FIG. 34) reference). As a result, a long conductor ribbon 95 whose side edge is thickly formed of the high melting point metal layer is formed. Next, the conductor ribbons 95 are cut into a predetermined length in the width direction (C-C 'direction in FIG. 34) orthogonal to the longitudinal direction, whereby the soluble conductors 13 and 53 are manufactured. Thus, in the fusible conductors 13 and 53, the side edge of the conductor ribbon 95 becomes the first side edge 97, and the cut surface of the conductor ribbon 95 becomes the second side edge 98. The first side edge 97 is covered with a refractory metal, and the second side edge 98 is a pair of upper and lower refractory metal layers 90 and a refractory metal layer on the end face (cut surface of the conductor ribbon 95) A low melting point metal layer 91 surrounded by 90 is exposed outward.

１ 保護素子、１０ 第１の絶縁基板、１０ａ 表面、１０ｂ 裏面、１１ 第１の電極、１１ａ 第１の外部接続電極、１１ｂ 導電層、１２ 第２の電極、１２ａ 第２の外部接続電極、１２ｂ 導電層、１３ 可溶導体、１３ａ 溶融導体、１４ フラックス、１５ カバー部材、２０ 吸引孔、２１ 導電層、２２ 表面電極、２３ 裏面電極、２４ 保護素子、２５ 発熱体、２６ 絶縁層、２７ 第３の外部接続電極、３０ バッテリパック、３０ａ 正極端子、３０ｂ 負極端子、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、５０ 保護素子、５１ 第１の外部電極、５２ 第２の外部電極、５３ 可溶導体、５３ａ 溶融導体、５４ 吸引部材、５５ 絶縁部材、５５ａ 表面、５５ｂ 裏面、５６ 表面電極、５７ 発熱体、５８ 貫通孔、５９ 第１の発熱体電極、６０ 第２の発熱体電極、６１ 第３の外部接続電極、６２ 絶縁部材、６３ 発熱体引出電極、６３ａ タブ、６４ 裏面電極、６５ 導電層、６６ 予備ハンダ、６７ 島状電極、７０ 吸引部材、７１ 保護素子、７４ 保護素子、７５ 凝集部材、７６ 第２の絶縁基板、７７ 発熱体、７８ 絶縁部材、７９ 集電極、８０ 保護素子、９０ 高融点金属層、９１ 低融点金属層、９５ 導体リボン、９７ 第１の側縁部、９８ 第２の側縁部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 protection element, 10 1st insulating substrate, 10a surface, 10b back surface, 11 1st electrode, 11a 1st external connection electrode, 11b conductive layer, 12 2nd electrode, 12a 2nd external connection electrode, 12b Conductive layer, 13 soluble conductor, 13a molten conductor, 14 flux, 15 cover member, 20 suction hole, 21 conductive layer, 22 front surface electrode, 23 back surface electrode, 24 protective element, 25 heating element, 26 insulating layer, 27 third External connection electrodes, 30 battery pack, 30a positive terminal, 30b negative terminal, 31 to 34 battery cells, 35 battery stacks, 36 detection circuits, 37 current control elements, 40 charge / discharge control circuits, 41, 42 current control elements, 43 Control unit, 50 protection elements, 51 first external electrode, 52 second external electrode, 53 soluble conductor, 53a molten conductor, 5 Suction member, 55 insulating member, 55a surface, 55b back surface, 56 surface electrode, 57 heating element, 58 through hole, 59 first heating element electrode, 60 second heating element electrode, 61 third external connection electrode, 62 Insulating member, 63 heating element lead electrode, 63a tab, 64 back surface electrode, 65 conductive layer, 66 preliminary solder, 67 island-like electrode, 70 suction member, 71 protection element, 74 protection element, 75 aggregation member, 76 second insulation Substrate, 77 heating element, 78 insulating member, 79 collector electrode, 80 protective element, 90 refractory metal layer, 91 refractory metal layer, 95 conductor ribbon, 97 first side edge, 98 second side edge

Claims (11)

第１、第２の外部電極と、
上記第１、第２の外部電極間にわたって接続された可溶導体と、
上記可溶導体に接続され、溶融した上記可溶導体を吸引する吸引部材とを有し、
上記吸引部材は、
上記第１、第２の外部電極間に配設された第１の絶縁基板と、
上記第1の絶縁基板の上記可溶導体と対向する表面に形成された発熱体と、
上記発熱体を覆う絶縁部材と、
上記発熱体と接続されるとともに、上記第１の絶縁基板の上記表面に形成され、上記可溶導体の一部と接続された発熱体引出電極と、
上記第１の絶縁基板の厚さ方向に設けられ、上記発熱体引出電極と連続する貫通孔とを備え、
上記吸引部材を複数有し、
上記可溶導体が溶融することにより上記第１の外部電極と上記第２の外部電極との間の電流経路を遮断する保護素子。 First and second external electrodes,
A fusible conductor connected across the first and second external electrodes;
A suction member connected to the fusible conductor for attracting the fusible conductor which has been melted;
The suction member is
A first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes;
A heating element formed on the surface of the first insulating substrate facing the fusible conductor;
An insulating member covering the heating element;
A heating element lead-out electrode connected to the heating element and formed on the surface of the first insulating substrate and connected to a part of the soluble conductor;
And a through hole provided in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the heating element lead electrode,
Having a plurality of suction members,
A protection element for interrupting a current path between the first external electrode and the second external electrode by melting the soluble conductor. 上記第１の絶縁基板の上記表面の反対側となる裏面に、上記貫通孔と接続された裏面電極が形成され、
上記発熱体は、上記発熱体引出電極を介して上記可溶導体、上記貫通孔及び上記裏面電極と接続されている請求項１に記載の保護素子。 A back surface electrode connected to the through hole is formed on the back surface opposite to the front surface of the first insulating substrate,
The said heat generating body is a protection element of Claim 1 connected with the said soluble conductor, the said through hole, and the said back surface electrode via the said heat generating body lead electrode. 上記吸引部材は、上記可溶導体の表面及び裏面に各々接続されている請求項１又は２に記載の保護素子。   The protection element according to claim 1, wherein the suction member is connected to the front surface and the back surface of the fusible conductor. 上記可溶導体の表面及び裏面に接続されている一対の上記吸引部材は、上記可溶導体を介して各上記貫通孔が対向する請求項３に記載の保護素子。   The protection element according to claim 3, wherein the pair of suction members connected to the front surface and the back surface of the fusible conductor face each of the through holes via the fusible conductor. 上記貫通孔は、内周面に上記発熱体引出電極と連続する導電層が形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護素子。   The protective element according to any one of claims 1 to 4, wherein the through hole has a conductive layer formed on the inner circumferential surface and continuous with the heating element lead electrode. 上記第１の絶縁基板の上記表面の反対側となる裏面に形成された裏面電極を備え、
上記貫通孔は、上記発熱体引出電極と上記裏面電極との間に上記第１の絶縁基板の厚さ方向に設けられ、上記導電層が上記発熱体引出電極及び上記裏面電極と連続されている請求項５に記載の保護素子。 A back surface electrode formed on the back surface opposite to the front surface of the first insulating substrate;
The through hole is provided between the heating element lead electrode and the back electrode in the thickness direction of the first insulating substrate, and the conductive layer is continuous with the heating element lead electrode and the back electrode. The protection device according to claim 5. 上記貫通孔内の一部又は全部には、予備ハンダ及び／又はフラックスが充填されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の保護素子。   The protection element according to any one of claims 1 to 6, wherein a part or all of the through hole is filled with a preliminary solder and / or a flux. 上記発熱体は、上記貫通孔の両側に配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の保護素子。   The said heat generating body is a protection element of any one of Claims 1-7 arrange | positioned at the both sides of the said through-hole. 複数の上記貫通孔が設けられ、
上記発熱体は、上記複数の貫通孔の両側に配置されている請求項８に記載の保護素子。 A plurality of the through holes are provided;
The protection element according to claim 8, wherein the heating element is disposed on both sides of the plurality of through holes. 上記可溶導体は、内層が低融点金属であり、外層が高融点金属の被覆構造である請求項１〜９のいずれか１項に記載の保護素子。   The protective element according to any one of claims 1 to 9, wherein the soluble conductor has a coating of an inner layer of a low melting point metal and an outer layer of a coating of a high melting point metal. １つ以上のバッテリセルと、
上記バッテリセルの充放電経路上に接続され、該充放電経路を遮断する保護素子と、
上記バッテリセルの電圧値を検出して上記保護素子への通電を制御する電流制御素子とを備え、
上記保護素子は、
第１、第２の外部電極と、
上記第１、第２の外部電極間にわたって接続された可溶導体と、
上記可溶導体に接続され、溶融した上記可溶導体を吸引する吸引部材とを有し、
上記吸引部材は、
上記第１、第２の外部電極間に配設された第１の絶縁基板と、
上記第１の絶縁基板の上記可溶導体と対向する表面に形成された発熱体と、
上記発熱体を覆う絶縁部材と、
上記発熱体と接続されるとともに、上記第１の絶縁基板の上記表面に形成され、上記可溶導体の一部と接続された発熱体引出電極と、
上記第１の絶縁基板の厚さ方向に設けられ、上記発熱体引出電極と連続する貫通孔とを備え、
上記吸引部材を複数有し、
上記可溶導体が溶融することにより上記第１の外部電極と上記第２の外部電極との間の電流経路を遮断する
バッテリパック。 With one or more battery cells,
A protection element connected on a charge / discharge path of the battery cell to interrupt the charge / discharge path;
A current control element that detects the voltage value of the battery cell and controls energization of the protection element;
The above protective element is
First and second external electrodes,
A fusible conductor connected across the first and second external electrodes;
A suction member connected to the fusible conductor for attracting the fusible conductor which has been melted;
The suction member is
A first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes;
A heating element formed on the surface of the first insulating substrate facing the fusible conductor;
An insulating member covering the heating element;
A heating element lead-out electrode connected to the heating element and formed on the surface of the first insulating substrate and connected to a part of the soluble conductor;
And a through hole provided in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the heating element lead electrode,
Having a plurality of suction members,
The battery pack which interrupts | blocks the current pathway between the said 1st exterior electrode and said 2nd exterior electrode by fuse | melting the said soluble conductor.
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