KR101598778B1 - 보호소자 및 이차전지장치 - Google Patents

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요시히로 요네다
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 가용도체 상의 플럭스를 안정하게 소정의 위치에 지지할 수 있고, 이상 시에 있어서의 가용도체의 확실한 용단을 가능하게 하는 보호소자와 이것을 사용한 이차전지장치에 관한 것이다.
절연성의 베이스 기판(11) 상에 배치되고 보호대상기기의 전력공급경로에 접속되어 소정의 이상전력에 의하여 용단되는 가용도체(13)와, 가용도체(13) 표면에 도포된 플럭스(19)와, 가용도체(13)를 덮어서 베이스 기판(11)에 부착된 절연커버부재(14)를 구비한다. 가용도체(13)와 대향하여 절연커버부재(14)의 내면에 형성되고, 플럭스(19)와 접촉하여 플럭스(19)를 소정의 위치에 지지하는 단차부(20a)가 형성된 돌출부(20)를 구비한다. 단차부(20a)는 절연커버부재(14) 내면에서 가용도체(13)의 중앙부와 대향하여 형성되어 있다.

Description

보호소자 및 이차전지장치{PROTECTION ELEMENT AND SECONDARY BATTERY DEVICE}
본 발명은, 과대한 전류 또는 전압이 인가된 경우에, 그 열에 의하여 가용도체(可溶導體)가 용단(溶斷)되어 전류를 차단하는 보호소자(保護素子)와 이것을 사용한 이차전지장치(二次電池裝置)에 관한 것이다.
종래에 있어서 이차전지장치 등에 탑재되는 보호소자는, 과전류뿐만 아니라 과전압 방지의 기능도 구비하는 것이 사용되고 있다. 이 보호소자는, 기판(基板) 상에 발열체(發熱體)와 저융점 금속체(低融點 金屬體)로 이루어지는 가용도체가 적층(積層)되어 과전류에 의하여 가용도체가 용단되도록 형성되어 있음과 아울러, 과전압이 발생한 경우에도 보호소자 내의 발열체에 통전(通電)되어 발열체의 열에 의하여 가용도체가 용단되는 것이다. 가용도체의 용단은, 저융점 금속인 가용도체의 용융 시에 접속된 전극(電極) 표면에 대한 흡습성(吸濕性)이 우수한 것에 기인하여, 용융된 저융점 금속이 전극 상으로 이동되어, 그 결과 가용도체가 절단되어 전류가 차단되는 것이다.
한편 최근의 휴대기기 등 전자기기의 소형화에 따라 이러한 종류의 보호소자에도 소형화·박형화(小型化·薄型化)가 요구되고 또한 동작의 안정성과 고속화가 요구되어, 그 수단으로서 절연기판(絶緣基板) 상에 저융점 금속체의 가용도체를 배치함과 아울러, 이것을 절연커버부재(絶緣 cover 部材)에 의하여 밀봉하고 가용도체에는 플럭스(flux)를 도포(塗布)하여 이루어지는 것이 있다. 이 플럭스는, 가용도체의 표면의 산화방지를 도모함과 아울러, 가용도체의 가열 시에 신속하고 안정하게 용단되도록 형성되어 있다.
이러한 보호소자로서, 도28에 나타나 있는 구조의 것이 있다. 이 보호소자는, 베이스 기판(base 基板)(1)의 양단(兩端) 상에 형성된 한 쌍의 전극(2) 사이에, 저융점 금속으로 이루어지는 가용도체(3)가 설치되고, 베이스 기판(1) 상의 가용도체(3)와 대면(對面)하여 절연커버부재(絶緣 cover 部材)(4)가 설치된 것이다. 또한 이 보호소자의 베이스 기판(1) 상에는, 한 쌍의 전극(2)과 직교하는 대향 테두리부에, 도면에 나타나 있지 않은 한 쌍의 전극이 더 설치되어 있고, 그 사이에 저항체(抵抗體)로 이루어지는 발열체(發熱體)(5)가 설치되어 있다. 발열체(5)는 절연층(絶緣層)(6) 및 도체층(導體層)(7)을 사이에 두고 가용도체(3)에 근접하게 적층되어 있다. 그리고 베이스 기판(1)에 부착된 절연커버부재(4)는 가용도체(3)로부터 소정의 공간(8)을 형성하여 씌워져 있다. 또한 가용도체(3)에는 플럭스(9)가 도포 되어 있고, 플럭스(9)는 이 공간(8) 내에 수용되어 있다.
또한 가용도체를 절연커버부재로 밀봉한 보호소자로서, 특허문헌1에 개시되어 있는 구조의 것도 있다. 이 보호소자는, 박형화에 의하여 가용도체의 용단 시에 용융금속이 전극 상으로 모이는 공간이 좁기 때문에, 각 전극 부분으로 용융금속이 이동하는 것을 확실하게 하기 위하여 절연커버판 내면의 각 전극과 대면하는 부위에 금속패턴(金屬 pattern)을 형성한 것이다.
이 이외에 특허문헌2에 개시되어 있는 것과 같이 동작온도의 편차를 방지하기 위하여 가용합금편(可溶合金片)에 플럭스를 도포함과 아울러, 가용합금이 접속된 전극의 주위로 용융합금이 흘러서 퍼지는 것을 방지하는 홈이나 글래스(glass)의 밴드(band)를 설치한 것도 제안되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2004-265617호 공보
특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2007-294117호 공보
(해결하고자 하는 과제)
상기의 도28에 나타나 있는 것이나 특허문헌1, 2에 개시된 보호소자에 있어서는, 플럭스가 가용도체의 산화방지 및 이상전류·이상전압에 의하여 용단하기 위한 활성제(活性劑)로서 작용하는 것으로서, 플럭스의 보류상태(플럭스가 소정의 위치에 머물고 있는가 아닌가를 말하는 것이다. 플럭스의 위치에 따라 플럭스의 작용 방법이 달라지는 것을 말한다)가 동작속도에 영향을 미치는 것이었다. 특히 환경에 대한 부하를 경감시키기 위하여 브롬(Br) 등의 할로겐 성분을 함유하지 않는 할로겐 프리 플럭스(halogen free flux)를 사용하였을 경우에, 이러한 종류의 플럭스는 활성도가 낮아 가용도체의 용단속도에 플럭스의 상태가 크게 영향을 주는 것이었다.
즉 도29에 나타나 있는 바와 같이 절연커버부재(4) 내에서, 가용도체(3) 상의 플럭스(9)가 공간(8)의 중앙부에서 안정하게 지지되지 않고 좌우로 치우치는 경우가 있다. 이러한 경우에 가용도체(3)의 용융금속은, 플럭스(9)가 지지된 장소로 유입되기 쉬워서 플럭스(9)가 부족한 부분에서는 가용도체(3)가 용융되기 어렵다는 현상이 나타나게 되어 확실하게 용단될 때까지의 시간이 길어지게 된다는 문제가 있었다.
또한 특허문헌1에 기재된 발명과 같이 절연커버에 금속패턴을 형성한 구조나, 특허문헌2에 기재된 발명과 같이 전극 주변에 홈이나 밴드를 설치한 구조에서는, 가용도체 상의 플럭스를 안정하게 멈추게 할 수 없다. 또한 특허문헌1에 개시된 구조 즉 절연커버부재에 금속패턴을 형성하는 방법에서는, 절연커버를 성형한 후에 금속패턴을 인쇄하여야 하므로 재료 비용이 높아진다. 마찬가지로 특허문헌2에 개시된 구조에 있어서도 가용합금이 접속된 전극의 주위로 용융합금이 흘러서 퍼지는 것을 방지하기 위한 홈이나 글래스의 밴드를 설치하여야 하기 때문에 비용이 든다. 또한 특허문헌1의 구조에서는, 절연커버측이 열변형(熱變形) 등을 일으켰을 때에 절연커버와의 거리도 근접하게 되어, 절연커버의 금속패턴과 전극이 쇼트(short)될 우려가 있다.
본 발명은 상기 배경기술을 고려하여 이루어진 것으로서, 가용도체 상의 플럭스를 안정하게 소정의 위치에 지지할 수 있고, 이상 시에 있어서 가용도체의 확실한 용단을 가능하게 하는 보호소자와 이것을 사용한 이차전지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제해결수단)
본 발명은, 절연성(絶緣性)의 베이스 기판(base 基板) 상에 배치되고 보호대상기기의 전력공급경로에 접속되어 소정의 이상전력(異常電力)에 의하여 용단(溶斷)되는 가용도체(可溶導體)와, 상기 가용도체를 소정의 공간을 사이에 두고 덮고 상기 베이스 기판에 부착된 절연커버부재(絶緣 cover 部材)와, 상기 가용도체 표면에 도포(塗布)되고 상기 공간 내에 위치하는 플럭스(flux)를 구비하고, 상기 보호대상기기에 상기 이상전력이 공급된 경우에 상기 가용도체가 용단되어 그 전류경로를 차단하는 보호소자(保護素子)에 있어서, 상기 가용도체와 대향(對向)하여 상기 절연커버부재의 내면(內面)에 형성되고, 상기 플럭스와 접촉하여 상기 플럭스를 상기 공간 내의 소정의 위치에 지지하는 단차부(段差部)를 구비한 보호소자이다.
상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에 형성된 볼록부(凸部)에 의하여 형성된 것이다. 상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에서, 상기 가용도체 중앙부를 둘러싸는 것과 같은 고리 모양으로 형성된 돌출부(突出部)로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에서, 상기 가용도체 중앙부를 둘러싸는 것과 같은 원통(圓筒) 모양으로 형성된 돌출부가 바람직하다.
또는 상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에 형성된 오목부(凹部)에 의하여 형성된 것이어도 좋다. 또한 상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에 형성된 다각형(多角形) 모양의 돌출부에 의하여 형성된 것이어도 좋다.
상기 단차부의 상기 가용도체측의 단면(端面)은, 상기 가용도체가 용융된 상태에서 그 용융가용도체의 정상부가 접촉하지 않는 위치에 형성된 것이 바람직하고, 표면장력에 의하여 부풀어 오른 상기 가용도체가 용융되어 전류경로를 차단하는 것이면 좋다.
또한 상기 가용도체의 단부(端部)에는, 상기 단차부와 대향하는 볼록부가 형성되어 있는 것이어도 좋다.
상기 단차부는, 상기 절연커버부재에 형성된 투과구멍의 개구부(開口部)이어도 좋다. 또한 상기 단차부는, 상기 절연커버부재에 형성된 복수의 투과구멍의 개구부이어도 좋다.
상기 돌출부에는, 상기 절연커버부재 내면측의 공간으로 연결되는 홈부가 형성되어 있는 것이다. 또한 상기 홈부는, 상기 절연커버부재의 중심축(中心軸)과 대칭인 위치에 형성되어 있는 것이어도 좋다.
상기 베이스 기판 상에는 발열체(發熱體)를 사이에 두고 절연층(絶緣層)이 적층(積層)되고, 상기 베이스 기판 상에 형성된 복수의 전극(電極) 사이에 상기 가용도체와 상기 발열체가 접속되고, 상기 베이스 기판 상의 상기 전극을 3개 장소 이하로 한 것이다.
상기 베이스 기판의 크기는, 그 치수비가, 길이 : 두께 = 1080 : 50∼78, 또한 폭 : 두께 = 640 : 50∼78의 조건을 충족시킨다. 또한 상기 치수비는, 길이 : 두께 = 1080 : 50∼56, 또한 폭 : 두께 = 640 : 50∼56의 조건을 충족시키면 좋다.
또 본 발명은, 상기 보호소자를 이차전지의 전력공급경로에 설치한 이차전지장치이다.
(발명의 효과)
본 발명의 보호소자에 의하면, 절연커버부재의 내측에 플럭스 지지용 단차부를 형성하였기 때문에, 플럭스를 소정의 위치에서 안정하게 지지시키는 것이 가능하다. 이에 따라 특히 활성도가 낮은 플럭스(할로겐 프리의 것 등)를 사용하였을 경우에, 플럭스를 도포한 후에 지지상태의 불균일에 의한 활성도의 편재(偏在)를 방지할 수 있어, 가용도체의 용단동작 특히 저전력(低電力)의 발열동작특성에 있어서 동작의 편차를 매우 작게 할 수 있다. 또한 할로겐 프리의 플럭스를 사용함으로써 환경에 대한 부하가 작은 보호소자를 형성하는 것이 가능하다.
또한 청구항9, 청구항10에 기재된 바와 같이 절연커버부재에 개구부를 형성함으로써 내부의 플럭스 모양을 육안(肉眼)으로 검사할 수 있다.
또한 청구항11, 청구항12에 기재된 바와 같이 지지용단부에 홈부를 형성함으로써, 인쇄 시에 발생하는 플럭스 내부의 보이드(void)를 공간으로 내보낼 수 있어 일정한 위치에서 더 안정하게 지지할 수 있다. 특히 활성도가 낮은 플럭스(할로겐 프리)를 사용하였을 경우에, 플럭스를 도포한 후에 지지상태의 불균일에 의한 활성도 불균일을 방지할 수 있다.
또한 청구항13에 기재된 바와 같이 보호소자를 실장기판(實裝基板)에 고정하기 위해서만 사용하고 있는 전극측의 단자를 베이스 기판 상에서 개방하여, 상기 발열체나 가용도체와 접속되는 상기 베이스 기판 상의 전극을 3개 장소 이하로 함으로써, 베이스 기판으로부터 전극을 거쳐서 나가는 열을 억제할 수 있어 용단시간을 단축시킬 수 있다.
또한 청구항14, 청구항15에 기재된 바와 같이 기판의 치수비를 소정의 비율 내로 제한함으로써 기판의 강도를 유지하면서 베이스 기판의 열용량을 내리게 하여, 용단시간을 종래보다 대폭적으로 단축하고 보호소자의 저배화(低背化)를 달성하여 용단시간의 단축과 보호소자의 저배화라고 하는 상반되는 목적을 양립시킨 보호소자를 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 이차전지장치에 의하면, 과전압·과전류로부터 보호소자가 안정하고 확실하게 작동하여 이차전지를 보호함으로써, 이차전지의 과열이나 발화(發火) 등의 사고를 미연에 확실하게 방지할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 있어서 보호소자의 절연커버부재를 벗긴 상태의 평면도이다.
도2는 절연커버부재를 부착한 상태에서의 도1의 A-A 단면도이다.
도3은 이 실시예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도4는 이 실시예의 보호소자를 설치한 이차전지장치의 회로도이다.
도5는 본 발명의 제2실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도6은 본 발명의 제3실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도7은 본 발명의 제3실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도8은 본 발명의 제3실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도9는 본 발명의 제4실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도10은 본 발명의 제4실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도11은 본 발명의 제5실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도12는 본 발명의 제6실시예에 있어서 절연커버부재의 종단면도이다.
도13은 본 발명의 제7실시예에 있어서 절연커버부재를 벗긴 상태의 평면도이다.
도14는 본 발명의 제7실시예에 있어서 보호소자의 종단면도이다.
도15는 본 발명의 제8실시예에 있어서 보호소자의 변형예의 종단면도이다.
도16은 본 발명의 제9실시예에 있어서 보호소자의 변형예의 종단면도(a)와, 다른 변형예의 종단면도(b)이다.
도17은 본 발명의 제10실시예에 있어서 보호소자의 종단면도이다.
도18은 본 발명의 제10실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도19는 본 발명의 제10실시예에 있어서 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도20은 본 발명의 제10실시예에 있어서 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도21은 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도22는 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도23은 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재 의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도24는 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도25는 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도26은 본 발명의 제10실시예에 있어서 다른 변형예의 절연커버부재의 밑면도(a)와, 이 밑면도의 A-A 단면도(b)이다.
도27은 본 발명의 제11실시예에 있어서 보호소자의 절연커버부재를 벗긴 상태의 평면도이다.
도28은 종래의 보호소자의 종단면도이다.
도29는 종래의 보호소자의 플럭스 모양을 나타내는 종단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 보호소자 11 : 베이스 기판
12, 21 : 전극 13 : 가용도체
14 : 절연커버부재 14a : 내면
15 : 발열체 16 : 절연층
18 : 공간 19 : 플럭스
20 : 돌출부 20a : 단차부
23 : 이차전지 35 : 과전류·과전압 보호회로
이하에서는, 본 발명의 보호소자의 제1실시예에 대하여 도1∼도4를 기초로 하여 설명한다. 이 실시예의 보호소자(保護素子)(10)에는, 절연성(絶緣性)의 베이스 기판(base 基板)(11)의 상면 양단(兩端)에 형성된 한 쌍의 전극(電極)(12) 사이에, 저융점 금속(低融點 金屬)으로 이루어지는 퓨즈(fuse)인 가용도체(可溶導體)(13)가 설치되어 있다. 베이스 기판(11)에는, 가용도체(13)와 대면(對面)하여 절연체인 절연커버부재(絶緣 cover 部材)(14)가 설치되어 있다. 또한 보호소자(10)의 베이스 기판(11) 상에는, 한 쌍의 전극(12)과 직교하는 대향 테두리부에 다른 한 쌍의 전극(21)이 형성되어 있고, 그 사이에 저항체(抵抗體)로 이루어지는 발열체(發熱體)(15)가 접속되어 있다. 발열체(15)는 절연층(絶緣層)(16) 및 도체층(17)을 사이에 두고 가용도체(13) 밑에 적층(積層)되어 있다.
여기에서 베이스 기판(11)의 재질로서는, 절연성을 구비하는 것이면 좋아, 예를 들면 세라믹 기판(ceramic 基板), 글래스 에폭시 기판(glass epoxy 基板)과 같은 프린트 배선기판(print 配線基板)에 사용되는 절연기판(絶緣基板)이 바람직하다. 이 이외에 적절하게 용도에 따라 글래스 기판(glass 基板), 수지기판(樹脂基板), 절연처리 금속기판(絶緣處理 金屬基板) 등을 사용할 수 있지만, 내열성(耐熱性)이 우수하고 열전도성(熱傳導性)이 좋은 세라믹 기판이 더 바람직하다.
가용도체(13)의 저융점 금속으로서는, 소정의 전력에 의하여 용융(溶 融)되는 것이면 좋고, 퓨즈 재료로서 공지된 여러 가지의 저융점 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면 BiSnPb합금, BiPbSn합금, BiPb합금, BiSn합금, SnPb합금, SnAg합금, PbIn합금, ZnAl합금, InSn합금, PbAgSn합금 등을 사용할 수 있다.
발열체(15)를 형성하는 저항체는, 예를 들면 산화루테늄(酸化 ruthenium), 카본블랙(carbon black) 등의 도전재료(導電材料)와, 글래스 등의 무기계 바인더(無機系 binder) 혹은 열경화성 수지(熱硬化性 樹脂) 등의 유기계 바인더(有機系 binder)로 이루어지는 저항 페이스트(抵抗 paste)를 도포(塗布)하여 소성(燒成)한 것이다. 또한 산화루테늄, 카본블랙 등의 박막(薄膜)을 인쇄하고 가열하여 부착한 것 또는 도금(鍍金), 증착(蒸着), 스퍼터링(sputtering)에 의하여 형성한 것이어도 좋고, 이들 저항체 재료의 필름을 부착, 적층 등을 하여 형성한 것이어도 좋다.
베이스 기판(11)에 부착된 절연커버부재(14)는, 한쪽 측면부가 개구(開口)된 상자 모양으로 형성되어 있고, 가용도체(13)로부터 소정의 공간(空間)(18)을 형성하여 베이스 기판(11)에 씌워져 있다. 절연커버부재(14)의 내면(14a)에는 가용도체(13)의 중앙부와 대면하는 위치에, 절연커버부재(14)와 동심(同心)으로 원형의 단차부(段差部)(20a)를 구비한 원통 모양의 돌출부(突出部)(20)가 형성되어 있다. 돌출부(20)는 절연커버부재(14)와 일체로 형성되어 있고, 베이스 기판(11)으로의 투영위치(投影位置)가 발열체(15)의 주위에 위치하도록 형성되어 있다.
절연커버부재(14)의 재질은, 가용도체(13)의 용단 시의 열에 견딜 수 있는 내열성과, 보호소자(10)로서의 기계적인 강도(强度)를 구비하는 절연재료이면 좋다. 예를 들면 글래스, 세라믹스, 플라스틱, 글래스 에폭시 수지와 같은 프린트 배선기판에 사용되는 기판재료 등 여러 가지 재료를 적용할 수 있다. 또한 금속판을 사용하여 베이스 기판(11)과의 대향면(對向面)에 절연성 수지 등의 절연층을 형성한 것이어도 좋다. 바람직하게는 세라믹스와 같은 기계적 강도 및 절연성이 높은 재료이면, 보호소자 전체의 박형화(薄型化)에도 기여하여 바람직하다.
가용도체(13)의 표면 전체 면에는, 그 표면의 산화를 방지하기 위하여 플럭스(flux)(19)가 형성되어 있다. 플럭스(19)는 브롬(bromine) 등의 할로겐 원소를 구비하지 않는 할로겐 프리(halogen free)의 플럭스가 바람직하다. 플럭스(19)는 가용도체(13) 상에서 표면장력(表面張力)에 의하여 지지되어 공간(18) 내에 수용됨과 아울러, 도2에 나타나 있는 바와 같이 절연커버부재(14)의 내면(14a)에 형성된 돌출부(20)에 부착되고, 그 흡습성(吸濕性)으로 인하여 단차부(20a)에 의하여 안정하게 지지된다. 이에 따라 가용도체(13)의 중앙부에서 위치가 어긋나지 않고 플럭스(19)가 안정하게 지지된다.
여기에서 돌출부(20)가 내면(14a)으로부터 돌출되는 높이는, 가용도체(13)에 도포된 플럭스(19)의 표면이 접촉하여 그 흡습성과 표면장력에 의하여 플럭스(19)를 멈추게 하는 것이 가능한 높이로서, 이상전력(異常電 力)에 의하여 용융된 저융점 금속의 용융가용도체가, 그 표면장력에 의하여 구상(球狀)으로 부풀어 오른 정상부가 정확하게 접촉하는 정도를 한도로 하고, 바람직하게는 접촉하지 않는 정도의 돌출높이가 바람직하다.
이 실시예의 보호소자(10)를 사용한 이차전지장치(二次電池裝置)의 과전류·과전압 보호회로(過電流·過電壓 保護回路)(35)는, 예를 들면 도4에 나타나 있는 바와 같은 회로구성을 구비한다. 이 과전류·과전압 보호회로(35)는, 보호소자(10)의 한 쌍의 전극(12)이 출력단자(A1)와 입력단자(B1) 사이에 직렬로 접속되어 있고, 보호소자(10)의 한 쌍의 전극(12)에 있어서 일방(一方)의 전극(12)이 입력단자(B1)에 접속되어 있고, 타방(他方)의 전극(12)이 출력단자(A1)에 접속되어 있다. 그리고 가용도체(13)의 중점(中點)이 발열체(15)의 일단(一端)에 접속되어 있고, 전극(21)의 일방의 단자가 발열체(15)의 타방의 단자에 접속되어 있다. 발열체(15)의 타방의 단자는 트랜지스터(Tr)의 컬렉터(collector)에 접속되어 있고, 트랜지스터(Tr)의 에미터(emitter)가 타방의 입력단자(B2)와 출력단자(A2) 사이에 접속되어 있다. 또한 트랜지스터(Tr)의 베이스(base)에는, 저항(R)을 사이에 두고 제너다이오드(ZD)의 애노드(anode)가 접속되어 있고, 제너다이오드(ZD)의 캐소드(cathod)가 출력단자(A1)에 접속되어 있다.
저항(R)은 출력단자(A1, A2) 사이에 이상(異常)이라고 설정된 소정의 전압이 인가되었을 때에, 제너다이오드(ZD)에 항복전압(降伏電壓) 이상의 전압이 인가되도록 설정되어 있다. 또한 도4의 회로도와 같이 가용도체(13) 는, 발열체(15)에 의하여 2개의 장소에서 용단되도록 형성되어 있으면 좋다.
출력단자(A1, A2) 사이에는 예를 들면 리튬이온전지(lithium ion battery) 등의 피보호장치인 이차전지(23)의 전극단자가 접속되고, 입력단자(B1, B2)에는 이차전지(23)에 접속하여 사용되는 도면에 나타내지 않은 충전기(充電器) 등의 장치의 전극단자가 접속된다.
다음에 이 실시예의 보호소자(10)의 동작에 대하여 설명한다. 이 실시예의 과전류·과전압 보호회로(35)가 부착된 리튬이온전지 등의 이차전지장치에 있어서, 그 충전 시에 이상전압(異常電壓)이 출력단자(A1, A2)에 인가되면, 이상이라고 설정된 소정의 전압에 의하여 제너다이오드(ZD)에 항복전압(降伏電壓) 이상의 역전압(逆電壓)이 인가되어 제너다이오드(ZD)가 도통(導通)한다. 제너다이오드(ZD)의 도통에 의하여 트랜지스터(TR)의 베이스에 베이스 전류(ib)가 흐르고, 이에 따라 트랜지스터(Tr)가 온 되어 컬렉터 전류(ic)가 발열체(15)에 흘러서 발열체(15)가 발열한다. 이 열이 발열체(15) 상의 저융점 금속인 가용도체(13)로 전달되어 가용도체(13)가 용단됨으로써, 입력단자(B1)와 출력단자(A1) 사이의 도통이 차단되어 출력단자(A1, A2)에 과전압이 인가되는 것을 방지한다.
이 때에 플럭스(19)는 가용도체(13)의 중앙부에서 지지되고, 소정의 용단위치에서 신속하고 또한 확실하게 용단된다. 또한 도4의 회로와 같이 예를 들면 저융점 금속의 가용도체(13)가 2개의 장소에서 용단되도록 배치 되어 있으면, 용단에 의하여 발열체(15)로의 통전(通電)이 완전하게 차단된다. 또한 이상전류가 출력단자(A1)를 향하여 흐른 경우에도 가용도체(13)가 그 전류에 의하여 발열되어 용단되도록 설정되어 있다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의하면 절연커버부재(14)의 내면(14a)에, 가용도체(13)와 대향시켜서 볼록한 모양의 원통형의 돌출부(20)를 형성하여, 플럭스(19)를 돌출부(20)의 단차부(20a)에 의하여 일정한 위치에 안정하게 지지시키는 것이 가능하게 된다. 이에 따라 특히 활성도(活性度)가 낮은 할로겐 프리 플럭스(halogen free flux) 등의 플럭스(19)를 사용하였을 경우에도, 플럭스(19)의 도포상태(塗布狀態)의 불균일이나 편차에 의한 활성도의 불균일을 방지할 수 있어 가용도체(13)의 용단을 확실하게 한다. 특히 저전력(低電力)의 발열동작특성에 있어서, 종래의 동작편차보다 매우 작게 할 수 있어 환경에 대한 대응을 고려한 보호소자(10)를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한 닫힌 고리 모양의 원통형의 돌출부(20)를 형성하였기 때문에, 플럭스(19)는 자체의 표면장력에 의하여 안정하고 또한 균등하게 돌출부(20)에 지지되어, 가용도체(13) 상을 이동하여 편재(偏在)되는 경우는 없다.
또한 이 실시예의 이차전지장치에 의하면, 안정하고 확실하게 과전압·과전류에 대한 이차전지(23)의 보호가 도모되어, 이차전지(23)의 과열이나 발화(發火) 등의 사고를 확실하게 방지할 수 있다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제2실시예에 대하여 도5를 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다.
이 실시예의 보호소자(10)에 있어서 절연커버부재(14)의 내면(14a)에는, 장변(長邊)을 따라 평행하게, 중앙부에서 서로 평행한 2개의 돌출부(22)가 형성되어 단차부(22a)가 형성되어 있다. 돌출부(22)는, 베이스 기판(11)으로의 투영위치가 발열부의 중앙부를 둘러싸도록 형성되어 있다.
이 실시예의 보호소자(10)의 절연커버부재(14)에 의하면, 돌출부(22)의 단차부(22a)에 의하여 플럭스(19)를 안정하게 일정한 위치에 지지시키는 것이 가능하게 된다. 평행한 돌출부(22)가 베이스 기판(11)의 장변의 1/4∼1/3 정도의 길이로 형성되어 있기 때문에, 플럭스(19)가 필요 이상으로 편재되는 경우는 없어 확실하게 돌출부(22) 사이에 지지된다. 이에 따라 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제3실시예에 대하여 도6∼도8을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 도6은 본 발명의 실시예에 있어서 절연커버부재(14)의 내면(14a)에, 2중의 동심원 모양의 돌출부(25, 26)에 의하여 단차부(25a, 26a)가 형성된 것이다. 이 실시예의 절연커버부재(14)의 돌출부(25, 26)에 의해서도 플럭스(19)의 표면장력에 의하여 안정하게 가용도체(13)의 중앙부에서 플럭스(19)를 지지시키는 것이 가능하게 된다. 이에 따라 상기 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한 도7에 나타나 있는 바와 같이 절연커버부재(14)의 내면(14a)에 하나의 돌기부(突起部)(24)가 형성된 것이어도 좋다. 이 실시예에 있어서 절연커버부재(14)의 돌기부(24)의 단차부(24a)에 의해서도 플럭스(19)의 표면장력에 의하여 안정하게 가용도체(13)의 중앙부에서 플럭스(19)를 지지시키는 것이 가능하게 된다. 또한 도8에 나타나 있는 바와 같이 원통 모양의 오목부(27)와 그 중앙부에 돌기부(24)를 형성함으로써 단차부(24a, 27a)를 형성한 것이어도 좋다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제4실시예에 대하여 도9, 도10을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 도9는 본 발명의 실시예에 있어서 절연커버부재(14)의 내면(14a)에, 북(鼓 ; drum) 모양의 돌출부(28)가 형성된 것이다. 이 실시예에 있어서 절연커버부재(14)의 돌출부(28)의 단차부(28a)에 의해서도 플럭스(19)의 표면장력에 의하여 안정하게 가용도체(13)의 중앙부에서 플럭스(19)를 지지시키는 것이 가능하게 된다. 또한 도10에 나타나 있는 바와 같이 평행한 돌출부(29)와 그 사이에 형성되어 만곡(彎曲)한 오목홈부(30)를 조합시킴으로써 단차부(29a, 30a)를 형성한 것이어도 좋다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제5실시예에 대하여 도11을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙 이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예에 있어서 절연커버부재(14)의 내면(14a)은, 도11에 나타나 있는 바와 같이 삼각형 등의 다각형(多角形) 돌출부(32)에 의하여 단차부(32a)를 형성한 것이다. 형성되는 다각형은, 바람직하게는 내면(14a) 상의 가로·세로방향과 대칭인 사각형, 6각형 또는 8각형 등의 형상이 플럭스(19)의 불균일을 방지하는 의미에서 좋다. 이 실시예의 절연커버부재(14)의 돌출부(28)에 의해서도 플럭스(19)의 표면장력에 의하여 안정하게 가용도체(13)의 중앙부에서 플럭스(19)를 지지시키는 것이 가능하게 된다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제6실시예에 대하여 도12를 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예는, 도12에 나타나 있는 바와 같이 절연커버부재(14)의 돌출부(20) 등에 추가하여, 가용도체(13)의 양단부에 볼록부(34)를 형성한 것이다. 이에 따라 플럭스(19)의 지지효과가 더 높아진다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제7실시예에 대하여 도13, 도14를 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예의 절연커버부재(14)에는, 도14에 나타나 있는 바와 같이 투과구멍인 개구부(開口部)(36)가 형성되어 있고, 개구부(36) 및 돌출부(20)에 의한 단차부(20a)가 형성되어 있다. 또 개구부(36)로부터는 플럭스(19) 중의 용제(溶劑)가 휘발(揮 發)하여, 도14의 파선으로 나타나 있는 바와 같이 플럭스(19)의 표면은 원호 모양의 오목한 모양으로 형성된다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의하면, 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 플럭스(19)의 지지상태를 개구부(36)를 통하여 육안(肉眼)으로 확인할 수 있어 제품검사를 더 용이하고 또한 확실하게 할 수 있다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제8실시예에 대하여 도15를 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예의 절연커버부재(14)에는, 도15에 나타나 있는 바와 같이 다수의 작은 투과구멍인 개구부(37)가 형성되어 있다. 또 개구부(37)로부터는 플럭스(19) 중의 용제가 휘발하여, 도15의 파선으로 나타나 있는 바와 같이 플럭스(19)의 표면은 개구부(37)별로 원호 모양의 오목한 모양으로 형성된다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의해서도 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 플럭스(19)의 지지상태를 개구부(37)를 통하여 육안으로 확인할 수 있어 제품검사를 더 용이하고 또한 확실하게 할 수 있다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제9실시예에 대하여 도16을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예의 절연커버부재(14)는, 상기 실시예와 마찬가지로 절연커버부재(14)에 투과구멍인 개구부(36)를 형성하고, 그 절연커버부재(14)의 표면에 투명한 필름(40)을 부착한 것이 다(도16(a)). 또한 다수의 투과구멍으로 이루어지는 개구부(37)를 형성하고, 그 절연커버부재(14)의 표면에 투명한 필름(40)을 부착한 것이어도 좋다(도16(b)). 이 경우에도 다수의 투과구멍의 개구부(37)를 형성한 절연커버부재(14)의 내면(14a)에 돌출부(20)를 형성하여도 좋고, 또한 가용도체(13)의 둘레에 볼록부(34)를 형성하여도 좋다(도16(b)).
이 실시예의 보호소자(10)에 의해서도 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 플럭스(19)의 지지상태를 육안으로 확인할 수 있고, 또한 필름(40)에 의하여 개구부(36, 37)로부터 먼지 등이 플럭스(19)에 부착되거나 내부로 침입하는 경우는 없다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제10실시예에 대하여 도17, 도18을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 본 발명의 실시예의 절연커버부재(14)는, 돌출부(20)가 일부에서 절단되어 홈부(42)가 형성된 것이다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의하면, 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 플럭스(19) 중에 인쇄 시에 섞여 들어온 공기 등에 의한 보이드(void)(44)를, 플럭스(19)로부터 홈부(42)를 거쳐서 절연커버부재(14) 내의 주위의 공간(18)으로 내보낼 수 있다. 이에 따라 플럭스(19) 내에 보이드에 의한 가용도체(13)의 용단동작 지연이나 편차를 제거할 수 있다.
또 이 실시예의 돌출부(20)에 형성된 홈부(42)의 위치나 개수는 적절하게 설정할 수 있고, 도19, 도20에 나타나 있는 바와 같이 서로 대 칭인 위치의 2개 장소 또는 4개 장소에 홈부(42)를 적절하게 배치하여도 좋다.
또한 도21에 나타나 있는 바와 같이 홈부(42)가 돌출부(20)의 높이보다 낮게 절단된 것이어도 좋다. 마찬가지로 이러한 비교적 얕은 홈부(42)의 위치도, 도22에 나타나 있는 바와 같이 돌출부(20)의 2개 장소에 형성한 것이나, 도23에 나타나 있는 바와 같이 돌출부(20)의 4개 장소에 형성한 것이어도 좋다. 또한 도24, 도25, 도26에 나타나 있는 바와 같이 홈부(42)의 폭이나 크기, 깊이도 임의로 설정 가능한 것이고, 이들을 적절하게 조합시킨 것이어도 좋다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의하면, 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 플럭스(19) 중에 인쇄 시에 섞여 들어온 공기 등에 의한 보이드(44)를, 더 확실하게 플럭스(19)로부터 절연커버부재(14) 내의 주위의 공간(18)으로 용이하게 내보낼 수 있다. 이에 따라 플럭스(19) 내에 보이드(44)에 의한 가용도체(13)의 용단동작 지연이나 편차를 제거할 수 있다.
다음에 본 발명의 보호소자의 제11실시예에 대하여 도27을 기초로 하여 설명한다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 그에 대한 설명을 생략한다. 이 실시예의 보호소자(10)의 발열체(15)에 있어서 일방의 단자가 한 쌍의 전극(21)의 일방에 접촉하고, 타방의 단자는 전극(21)에 접촉하지 않고 가용도체(13)에 접촉하는 것이다.
또한 이 실시예에서는 베이스 기판(11)의 길이가 예를 들면 10.8mm인 경우에, 종래의 일반적인 베이스 기판의 두께가 0.4mm∼1.0mm이고 그 두께를 100%라고 하면, L(길이) : T(두께) = 1080% : 50∼78%, W(폭) : T(두께) = 640% : 50∼78%의 범위로 설정된 베이스 기판(11)을 사용한다.
이 실시예의 보호소자(10)에 의하면, 상기 실시예와 동일한 효과에 추가하여, 기판의 강도(强度)를 유지하면서 베이스 기판(11)의 열용량(熱容量)을 작게 하여 발열체(15)로부터의 열이 외부로 나가서 가용도체(13)의 용단시간이 길어지거나 편차가 발생하거나 하는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 용단시간을 종래의 것보다 30% 단축하고 보호소자(10)의 저배화(低背化)를 할 수 있다.
또 본 발명의 보호소자와 그 제조방법은, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라 절연커버부재 내면의 소정의 위치에 플럭스를 지지할 수 있는 단차부를 구비한 것이면 좋고, 그 지지형상은 어떤 것이든 관계없다. 또한 플럭스나 절연커버부재의 재료는 어떤 것이든 관계없이 적절한 재료를 선택할 수 있다.
(실시예1)
다음에 본 발명의 보호소자 및 이것을 사용한 이차전지장치의 동작회로의 실시예에 대하여 이하에서 설명한다. 이 실시예에서는, 실제의 이차전지장치에 사용되는 전원회로와 동일한 회로를 구성하여 실험을 하였다. 도28에 나타나 있는 종래 구조의 보호소자와, 상기 제1실시예의 절연커버부재에 원통 모양의 돌출부를 구비한 보호소자에 대하여 그 동작의 비교실 험을 하였다.
돌출부의 돌출높이는 식(1)의 조건을 충족시키는 것이다.
B-A ≥ C ‥‥‥ (1)
여기에서 A는 절연커버부재(14)의 내측 천장으로부터 돌출부(20)의 돌출량이고, B는 베이스 기판(11)으로부터 절연커버부재(14)의 내측 천장 사이의 간격이고, C는 베이스 기판(11)으로부터 가용도체(13)의 용융 후의 높이이다.
돌출부(20)의 지름은, 플럭스(19)가 도포된 저융점 금속체인 가용도체(13)의 단변(短邊) 길이를 100%로 하여, 외경(外徑)이 60∼70%, 내경(內徑)이 45∼55%로 하였다. 플럭스(19)는 할로겐 함유의 것을 사용하였다.
표1은, 종래의 커버판 구조에 있어서의 가용도체 용단시간의 각 MAX·MIN·AVE·3σ를 100%라고 하였을 때에, 본 발명의 제1실시예의 구조(본 발명1)에 대한 용단시간의 비율을 상대평가한 결과이다. 실험은 저전력동작의 5W, 6W의 전력과, 고전력의 35W에서 실험을 하였고, 각 50개의 소자를 사용하였다.
이 실험결과에 있어서, MAX 동작시간이 저전력인 경우에 평균 24.5% 단축되고, 편차(3σ)가 평균 66% 작아지게 되어, 실용적인 동작전력범위를 넓히는 측면에서 효과가 있다는 것을 알았다. 또한 고전력에 있어서도 편차가 작아지는 효과가 있다는 것을 알았다.
(표1)
실험결과 상대비교(N = 50pcs)
저전력 고전력
발열저항체로의
인가전압		 5W 6W 35W
절연커버판 구조 종래 본 발명1 종래 본 발명1 종래 본 발명1
가용도체
용단시간		 MAX 100% 74% 100% 77% 100% 93%
MIN 100% 74% 100% 105% 100% 100%
AVE 100% 99% 100% 91% 100% 100%
3σ 100% 34% 100% 34% 100% 80%
(실시예2)
마찬가지로 종래의 커버판 구조에 있어서의 가용도체 용단시간의 각 MAX·MIN·AVE·3σ를 100%라고 하였을 때에, 본 발명의 제2실시예의 구조(본 발명2)에 대한 용단시간의 비율을 상대비교한 결과를 표2에 나타내었다. 돌출부의 높이는 실시예1과 동일하다. 실험은 저전력동작의 6W의 전력과, 고전력의 35W에서 실험을 하였고, 각 50개의 소자를 사용하였다. 플럭스는 할로겐 함유의 것을 사용하였다.
이 실험결과에 있어서도 MAX 동작시간이 저전력에서 14% 단축되고, 편차(3σ)가 45% 작아졌다.
(표2)
실험결과 상대비교(N = 50pcs)
저전력 고전력
발열저항체로의
인가전압		 6W 35W
절연커버판 구조 종래 본 발명2 종래 본 발명1
가용도체
용단시간		 MAX 100% 86% 100% 93%
MIN 100% 98% 100% 100%
AVE 100% 98% 100% 100%
3σ 100% 55% 100% 80%
(실시예3)
마찬가지로 종래의 커버판 구조에 있어서의 가용도체 용단시간의 각 MAX·MIN·AVE·3σ를 100%라고 하였을 때에, 본 발명의 제1실시예의 구조(본 발명1)와 상기 실시예의 도9에 나타나 있는 구조의 돌출부를 구비하는 보호소자에 대한 용단시간의 비율을 상대비교한 결과를 표3에 나타내었다. 실험은 저전력동작의 6W의 전력에서 실험을 하였고, 각 20개의 소자를 사용하였다. 플럭스는 할로겐을 함유하지 않는 것을 사용하였다.
이 실험에서는, 종래의 구조와 비교하여 돌출부를 형성한 것이 용단시간의 편차(3σ)가 작았다. 또한 돌출부의 형상에 대해서는, 제1실시예의 원통형 구조(본 발명1)가 제4실시예의 북 형상의 구조(도9)와 비교하여 용단시간에 있어서 MAX·MIN·AVE·3σ의 각 항목에서 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 할로겐 프리의 플럭스에 있어서, 종래의 구조와 비교하여 절연커버부재에 돌출부를 형성한 것이 동작의 펀차가 적고, 특히 원통형의 돌출부를 구비한 것이 동작시간에 있어서 큰 단축효과가 있었다.
(표3)
실험결과 상대비교(N = 20pcs)
발열저항체로의
인가전압		 저전력(6W)
절연커버판 구조 종래 닫힌 루프 형상
북 모양(도9) 본 발명1
가용도체
용단시간		 MAX 100% 108% 66%
MIN 100% 105% 82%
AVE 100% 102% 77%
3σ 100% 76% 38%
(실시예4)
다음에 본 발명의 실시예에 있어서 베이스 기판의 두께와 가용도 체(13)의 용단성능에 대하여 실험하였다. 여기에서는 가용도체인 솔더링 퓨즈(soldering fuse)의 용단시간의 각 MAX·MIN·AVE에 있어서 종래의 일반적인 베이스 기판의 두께를 100%라고 하였을 때에, 본 발명의 제11실시예의 구조(본 발명11)에서 기판의 두께를 종래의 56%로 하였을 경우에 대한 용단시간의 비율을 측정한 결과를 표4에 나타내었다.
(표4)

 동작전력 6W 35W
구조 종래
기판두께
(100%)
발열체 단락		 본 발명
기판두께(56%)
발열체 단자
한쪽 개방		 종래
기판두께
(100%)
발열체 단락		 본 발명
기판두께(56%)
발열체 단자
한쪽 개방
솔더링 퓨즈
용단시간
상대비교[%]		 MAX 100 65 100 70
MIN 100 68 100 57
AVE 100 69 100 66
이 실험에 의하여 기판 두께를 종래의 56%로 함으로써, 용단시간을 종래보다 30% 이상 단축하고 보호소자의 저배화를 양립시킨 보호소자를 제공할 수 있다.
또한 베이스 기판의 두께를 여러 가지로 변경하였을 경우에 있어서의 기판 강도와 가용도체(13)의 용단성능에 대하여 실험하였다. 여기에서도 종래의 일반적인 베이스 기판의 두께를 100%로 하여, 본 발명의 제11실시예의 구조(본 발명)의 보호소자에 대한 용단시간의 비율을 측정한 결과를 표5에 나타내었다.
(표5)
종래의 기판 두께(100%) 기판파괴평가
(세라믹 압입량 1mm)		 열용량(기판부피)
*종래 기판두께의 열용량을 100%		 퓨즈 용단시간
* 종래의 기판두께에서의
용단시간을 100%		 효과
기판길이:L
or
기판폭:W		 기판두께
저전력
(6W)		 고전력
(35W)
L:1080%
or
W:640%		 45% 깨어짐 43% - - X
50% 깨어지지 않음 53% 65% 65% ◎
56% 깨어지지 않음 58% 67.5% 67% ◎
76% 깨어지지 않음 77% 90% 108% O
100% 깨어지지 않음 100% 100% 100% 무
이 실험에 의하여 기판 두께를 종래의 대략 50%∼76%로 함으로써 강도와 용단시간의 양방을 대략 만족하고, 특히 기판 두께를 종래의 대략 50%∼56%로 하는 것이 바람직하다는 것을 알았다.

Claims (16)

  1. 절연성(絶緣性)의 베이스 기판(base 基板) 상에 배치되고 보호대상기기의 전력공급경로에 접속되어 소정의 이상전력(異常電力)에 의하여 용단(溶斷)되는 가용도체(可溶導體)와, 상기 가용도체를 소정의 공간을 사이에 두고 덮고 상기 베이스 기판에 부착된 절연커버부재(絶緣 cover 部材)와, 상기 가용도체 표면에 도포(塗布)되고 상기 공간 내에 위치하는 플럭스(flux)를 구비하고, 상기 보호대상기기에 상기 이상전력이 공급된 경우에 상기 가용도체가 용단되어 그 전류경로를 차단하는 보호소자(保護素子)에 있어서,
    상기 가용도체와 대향(對向)하여 상기 절연커버부재의 내면(內面)에 형성되고, 상기 플럭스와 접촉하여 상기 플럭스를 상기 공간 내의 소정의 위치에 지지하며, 상기 가용도체를 둘러싸는 고리 모양의 볼록부(凸部) 또는 개구부(開口部)로 이루어지는 단차부(段差部)를
    구비하는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에서, 상기 가용도체 중앙부를 둘러싸는 것과 같은 고리 모양으로 형성된 돌출부(突出部)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에서, 상기 가용도체 중앙부를 둘러싸는 것과 같은 원통(圓筒) 모양으로 형성된 돌출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에 형성된 오목부(凹部)에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 보호소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단차부는, 상기 절연커버부재 내면에 형성된 다각형(多角形) 모양의 돌출부에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 보호소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단차부의 상기 가용도체측의 단면(端面)은, 상기 가용도체가 용융된 상태에서 그 용융가용도체의 정상부가 접촉하지 않는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 보호소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가용도체의 단부(端部)에는, 상기 단차부와 대향하는 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는, 상기 절연커버부재에 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 돌출부에는, 상기 절연커버부재 내면측의 공간으로 연결되는 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 홈부는, 상기 절연커버부재의 중심축(中心軸)과 대칭인 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판 상에는 발열체(發熱體)를 사이에 두고 절연층(絶緣層)이 적층(積層)되고, 상기 베이스 기판 상에 형성된 복수의 전극(電極) 사이에 상기 가용도체와 상기 발열체가 접속되고, 상기 베이스 기판 상의 상기 전극을 3개 장소 이하로 한 것을 특징으로 하는 보호소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 크기는, 그 치수비가, 길이 : 두께 = 1080 : 50∼78, 또한 폭 : 두께 = 640 : 50∼78의 조건을 충족시키는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 치수비는, 길이 : 두께 = 1080 : 50∼56, 또한 폭 : 두께 = 640 : 50∼56의 조건을 충족시키는 것을 특징으로 하는 보호소자.
  16. 제1항, 제3항 내지 제8항 및 제10항 내지 제15항의 어느 한 항의 보호소자를, 이차전지의 전력공급경로에 설치한 것을 특징으로 하는 이차전지장치(二次電池裝置).
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