KR102115999B1 - 단락 소자, 및 이것을 사용한 회로 - Google Patents

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Abstract

복수의 배터리 셀이나 전자 부품으로 구성된 전자 기기의 이상 셀이나 이상 전자 부품만을 배제하고, 기능을 유지하면서 바이패스 경로를 형성함으로써 저저항화를 도모한다. 절연 기판(2)과, 절연 기판(2)에 설치된 발열 저항체(3)와, 절연 기판(2)에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극(4, 5)과, 절연 기판(2)에, 제1 전극(4)과 인접해서 설치됨과 함께, 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극(6)과, 제1, 제3 전극(4, 6) 사이에 걸쳐 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 발열 저항체(3)로부터의 가열에 의해, 제1, 제3 전극(4, 6) 사이의 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체(8)를 구비한다. 발열 저항체(3)로부터의 가열에 의해 용융되고, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집된 제1 가용 도체(8)에 의해, 제1 전극(4)과 제2 전극(5)이 단락된다.

Description

단락 소자, 및 이것을 사용한 회로{SHORT-CIRCUIT ELEMENT AND CIRCUIT USING SAME}
본 발명은, 기판 위에 발열 저항체와 퓨즈 엘리먼트를 설치한 단락 소자를 사용하여, 전자 기기 내의 이상(異常) 부품만을 배제하는 단락 소자 및 이것을 사용한 회로에 관한 것이다.
충전하여 반복해 이용할 수 있는 이차 전지의 대부분은, 배터리 팩으로 가공되어 유저에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬이온 이차 전지에 있어서는, 유저 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로, 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 가지 보호 회로를 배터리 팩에 내장하고, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다.
이런 종류의 보호 소자에는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용해서 출력의 ON/OFF를 행함으로써, 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 행하는 경우가 있다. 그러나, 어떠한 원인으로 FET 스위치가 단락 파괴된 경우, 낙뢰 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐르게 된 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 매우 저하되거나, 반대로 과대한 이상 전압을 출력한 경우이더라도, 배터리 팩이나 전자 기기는, 발화 등의 사고로부터 보호되어야만 한다. 따라서, 이와 같이 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자를 포함하는 보호 소자가 사용되고 있다.
이와 같은 리튬이온 이차 전지 등에 적합한 보호 회로의 보호 소자로서는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 전류 경로 상의 제1 전극, 발열체에 연결되는 도체층, 제2 전극 간에 걸쳐서 가용 도체를 접속하여 전류 경로의 일부를 이루고, 이 전류 경로 상의 가용 도체를, 과전류에 의한 자기 발열, 혹은 보호 소자 내부에 설치한 발열체에 의해 용단하는 것이 있다. 이와 같은 보호 소자에서는, 용융한 액체 상태의 가용 도체를 발열체에 연결되는 도체층 위에 모음으로써 전류 경로를 차단한다.
또한, LED 조명 장치에 있어서는, 직렬 접속된 LED 소자의 하나하나에 단락 소자를 병렬로 접속하고, LED의 이상 시에 소정의 전압으로 단락 소자가 단락하여 정상적인 LED를 발광시키는 구성이 제안되어 있다(특허문헌 2). 특허문헌 2에 기재된 단락 소자는, 소정 막 두께의 절연 장벽층을, 금속을 사이에 두고 끼워 구성된 소자를, 복수 개 직렬로 접속시키고 있다.
일본 특허공개 제2010-003665호 공보 일본 특허공개 제2007-12381호 공보
최근 들어, 배터리와 모터를 사용한 HEV(Hybrid Electric Vehicle)나 EV(Electric Vehicle)가 급속하게 보급되고 있다. HEV나 EV의 동력원으로서는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬이온 이차 전지가 사용되고 있다. 자동차 용도로는 고전압, 대전류가 필요해진다. 이로 인해, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀이 개발되고 있지만, 제조 비용상의 문제로부터 대부분의 경우, 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용하여 필요한 전압 전류를 확보하고 있다.
그런데, 고속 이동 중인 자동차 등에서는, 급격한 구동력의 저하나 급정지는 오히려 위험한 경우가 있으며, 비상 시를 상정한 배터리 관리가 요구되고 있다. 예를 들어, 주행 중에 배터리 시스템의 이상이 일어날 때에도, 수리 공장 혹은 안전한 장소까지 이동하기 위한 구동력, 혹은 비상등이나 에어컨용 구동력을 공급할 수 있는 것이, 위험 방지상 바람직하다.
그러나, 특허문헌 1과 같은 복수의 배터리 셀이 직렬로 접속된 배터리 팩에 있어서는, 충방전 경로 상에만 보호 소자를 설치한 경우, 배터리 셀의 일부에 이상이 발생해 보호 소자를 작동시키면, 배터리 팩 전체의 충방전 경로가 차단되어버려, 이 이상 전력을 공급할 수 없다.
또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 단락 소자에 있어서는, 전류 전압 특성 곡선에 의하면, 10V 인가 시의 저항값이 약 17㏀으로 높아, 오픈 상태의 LED 소자를 효율적으로 바이패스하기 위해서는 더욱 저항값을 내리는 것이 요망된다.
따라서, 본 발명은, 복수 셀로 구성된 배터리 팩 내의 이상 배터리 셀만을 배제하고, 정상적인 배터리 셀을 유효하게 활용할 수 있는 보호 소자에 있어서, 바이패스 경로를 형성할 수 있는 단락 소자, 및 이것을 사용한 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 설치된 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체를 구비하고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 구비하고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와, 전자 부품을 구비하고, 상기 스위치는, 양 단자가 상기 전자 부품과 병렬로 접속되고, 상기 발열 저항체의 개방 단자가, 상기 스위치 단자 중 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 퓨즈가 용융됨으로써 상기 스위치가 단락되고, 상기 전자 부품을 우회하는 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호에 의해 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고, 상기 발열 저항체의 개방 단자와 상기 보호 소자의 상기 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와, 상기 스위치의 단자 중 적어도 한쪽의 단자에 접속된 보호 저항을 구비하고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와, 상기 스위치의 단자 중, 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와, 전자 부품을 구비하고, 상기 스위치와 상기 퓨즈가 접속된 단자 및 상기 보호 저항의 개방 단자와, 상기 전자 부품을, 병렬로 접속하고, 상기 발열 저항체는, 상기 보호 저항과 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 퓨즈가 용융됨으로써 상기 스위치가 온으로 되고, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와, 상기 스위치의 단자 중, 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 상기 퓨즈와의 접속 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고, 상기 발열 저항체의 개방 단자와 상기 보호 소자의 상기 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실장체는, 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서, 상기 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 설치된 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와, 상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와, 상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 구비하고, 상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1 내지 제3 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고, 상기 제1, 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 각각 상기 제1 내지 제3 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1 내지 제3 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고, 상기 제1 발열 저항체의 단자를 상기 제1 제어 소자에 접속하고, 상기 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제2 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와, 상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치가, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와, 상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1 내지 제3 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고, 상기 제1, 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 각각 상기 제1 내지 제3 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1 내지 제3 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와, 상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고, 상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고, 상기 제1 발열 저항체의 단자를 상기 제1 제어 소자에 접속하고, 상기 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제2 제어 소자에 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실장체는, 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서, 상기 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와, 상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체와, 상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과, 상기 제4 전극에 인접해서 설치된 제5 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와, 상기 제2 전극으로부터 상기 제4 전극을 경유해서 상기 제5 전극에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극의 사이, 및 상기 제4 전극과 상기 제5 전극 사이의 각 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 구비하고, 상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점과 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고, 상기 제2, 제3 퓨즈와 상기 전자 부품을 직렬로 접속해서 전류 경로를 구성하고, 상기 스위치와 상기 제1 퓨즈의 접속점을 상기 전자 부품의 개방 단부에 바이패스하도록 접속하고, 상기 제1 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제1 제어 소자를 접속하고, 상기 제2 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제2 제어 소자를 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 단락 소자 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치와 상기 제1 퓨즈와의 접속점과 접속된 보호 저항과, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 보상 회로는, 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치와 상기 제1 퓨즈와의 접속점과 접속된 보호 저항과, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 단락 소자와, 전자 부품과, 상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과, 상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고, 상기 제2, 제3 퓨즈와 상기 전자 부품을 직렬로 접속해서 전류 경로를 구성하고, 상기 보호 저항의 개방 단부를 상기 전자 부품의 개방 단부에 바이패스하도록 접속하고, 상기 제1 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제1 제어 소자를 접속하고, 상기 제2 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제2 제어 소자를 접속하고, 상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실장체는, 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서, 상기 단락 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와, 상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과, 상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과, 상기 제4 전극에 인접해서 설치된 제5 전극과, 상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와, 상기 제2 내지 상기 제4 전극을 경유해서 상기 제5 전극에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극의 사이, 및 상기 제4 전극과 상기 제5 전극 사이의 각 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체와, 상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고, 상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 의하면, 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 제1, 제2 전극 위에 응집된 용융 도체에 의해, 절연되어 있던 제1 전극과 제2 전극이 단락됨으로써, 새로운 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 제1, 제2 전극 위에 응집된 용융 도체에 의해, 절연되어 있던 제1 전극과 제2 전극이 단락됨으로써, 새로운 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다.
도 1은, 본 발명이 적용된 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 2는 단락 소자의 회로도이며, (A)는 스위치가 끊어진 상태, (B)는 스위치가 단락된 상태를 나타낸다.
도 3은 절연되어 있던 제1, 제2 전극이 용융 도체에 의해 단락된 상태를 나타내는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 4는 제2 가용 도체가 먼저 용융되고 있는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 5는 제2 가용 도체를 폭 좁게 형성한 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 6은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 제4 전극 및 제2 가용 도체를 생략해서 형성된 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 10은 제4 전극 및 제2 가용 도체를 생략해서 형성된 단락 소자에 있어서, 절연되어 있던 제1, 제2 전극이 용융 도체에 의해 단락된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 가용 도체의 용융 전, (B)는 가용 도체의 용융 후 상태를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 13은 단락 소자를 사용한 LED 조명 장치의 회로도이며, (A), (B)는 정상 시, (C)는 이상 발생 시, (D)는 바이패스 전류 경로가 형성된 상태를 나타낸다.
도 14는 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이며, (A), (B)는 정상 시, (C)는 이상 발생 시, (D)는 바이패스 전류 경로가 형성된 상태를 나타낸다.
도 15는 보호 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 단면도, (B)는 평면도이다.
도 16은 보호 소자의 회로도이다.
도 17은 보호 저항을 내장한 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 18은 보호 저항을 내장한 단락 소자의 회로도이다.
도 19는 보호 저항을 내장한 단락 소자를 사용한 LED 조명 장치의 회로도이다.
도 20은 보호 저항을 내장한 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이다.
도 21은 본 발명이 적용된 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 22는 단락 소자의 회로도이며, (A)는 스위치가 끊어진 상태, (B)는 스위치가 단락된 상태를 나타낸다.
도 23은 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 절연되어 있던 제1, 제2 전극이 용융 도체에 의해 단락된 상태를 나타내는 평면도이며, (B)는 단면도이다.
도 24는 단락 소자에 있어서, 제2 가용 도체가 먼저 용융되어 있는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 25는 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 26은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 27은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 28은 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 단면도이며, (A)는 가용 도체의 용융 전, (B)는 가용 도체의 용융 후 상태를 나타낸다.
도 29는 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 30은 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이며, (A)는 정상 시, (B)는 보호 소자를 동작시킨 상태, (C), (D)는 단락 소자를 동작시켜 바이패스 전류 경로가 형성된 상태를 나타낸다.
도 31은 보호 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 단면도, (B)는 평면도이다.
도 32는 보호 소자의 회로도이다.
도 33은 보호 저항을 구비하는 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 34는 보호 저항을 구비하는 단락 소자의 회로도이며, (A)는 스위치가 끊어진 상태, (B)는 스위치가 단락된 상태를 나타낸다.
도 35는 보호 저항을 구비하는 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이다.
도 36은 보호 저항을 구비하는 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 변형예를 나타내는 회로도이다.
도 37은 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 평면도, (B)는 단면도이다.
도 38은 단락 소자의 회로도이다.
도 39는 단락 소자에 있어서, 제2 가용 도체가 먼저 용융된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 40은 단락 소자를 나타내는 도면이며, (A)는 절연되어 있던 제1, 제2 전극이 용융 도체에 의해 단락된 상태를 나타내는 평면도이며, (B)는 단면도이다.
도 41은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 42는 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 43은 단락 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 44는 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 단면도이며, (A)는 가용 도체의 용융 전, (B)는 가용 도체의 용융 후의 상태를 나타낸다.
도 45는 본 발명이 적용된 다른 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 46은 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이며, (A)는 정상 시, (B)는 이상 발생 시, (C)는 바이패스 전류 경로가 형성된 상태를 나타낸다.
도 47은 보호 저항을 구비하는 단락 소자를 나타내는 평면도이다.
도 48은 보호 저항을 구비하는 단락 소자의 회로도이다.
도 49는 보호 저항을 구비하는 단락 소자를 사용한 배터리 팩의 회로도이다.
이하, 본 발명이 적용된 단락 소자 및 이것을 사용한 회로에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태만으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다. 또한, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호 간에서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
[제1 실시 형태]
[단락 소자]
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1의 (A)에, 단락 소자(1)의 평면도를 도시하고, 도 1의 (B)에, 단락 소자(1)의 단면도를 도시한다. 단락 소자(1)는, 절연 기판(2)과, 절연 기판(2)에 설치된 발열 저항체(3)와, 절연 기판(2)에, 서로 인접해서 설치된 제1 전극(4) 및 제2 전극(5)과, 제1 전극(4)과 인접해서 설치됨과 함께, 발열 저항체(3)에 전기적으로 접속된 제3 전극(6)과, 제2 전극(5)과 인접해서 설치된 제4 전극(7)과, 제1, 제3 전극(4, 6) 사이에 걸쳐 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 발열 저항체(3)로부터의 가열에 의해, 제1, 제3 전극(4, 6) 사이의 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체(8)와, 제2, 제4 전극(5, 7) 사이에 걸쳐 설치되고, 발열 저항체(3)로부터의 가열에 의해, 제2, 제4 전극(5, 7) 사이의 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체(9)를 구비한다. 그리고, 단락 소자(1)는, 절연 기판(2) 위에 내부를 보호하는 커버 부재(10)가 설치되어 있다.
절연 기판(2)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 절연 기판(2)은, 그 밖에도, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용하여도 되지만, 퓨즈 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다. 또한, 절연 기판(2)은, 이면에 외부 단자(12)가 형성되어 있다.
발열 저항체(3)는, 비교적 저항값이 높아 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 등을 포함한다. 이들 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체(粉狀體)를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(2) 위에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다.
발열 저항체(3)는, 절연 기판(2) 위에 있어서 절연층(11)에 피복되어 있다. 절연층(11)은, 발열 저항체(3)의 열을 효율적으로 제1 내지 제4 전극(4 내지 7)으로 전달하기 위해 설치되고, 예를 들어 유리층을 포함한다. 발열 저항체(3)는, 제1 내지 제4 전극(4 내지 7)을 가열함으로써, 용융 도체를 응집하기 쉽게 할 수 있다.
발열 저항체(3)를 피복하는 절연층(11) 위에는, 제1 내지 제4 전극(4, 5, 6, 7)이 형성되어 있다. 제1 전극(4)은, 일방측에 있어서 제2 전극(5)과 인접해서 형성됨과 함께, 절연되어 있다. 제1 전극(4)의 타방측에는 제3 전극(6)이 형성되어 있다. 제1 전극(4)과 제3 전극(6)은, 후술하는 제1 가용 도체(8)가 접속됨으로써 도통되고, 단락 소자(1)의 전류 경로를 구성한다. 또한, 제1 전극(4)은, 절연 기판(2)의 측면을 향하는 제1 전극 단자부(4a)가 형성되어 있다. 제1 전극 단자부(4a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(2)의 이면에 설치된 외부 단자(12)와 접속되어 있다.
또한, 제3 전극(6)은, 절연 기판(2) 혹은 절연층(11)에 설치된 발열체 인출 전극(13)을 개재해서 발열 저항체(3)와 접속되어 있다. 또한, 발열 저항체(3)는, 발열체 인출 전극(13)을 개재하여, 절연 기판(2)의 측연부를 향하는 저항체 단자부(3a)가 형성되어 있다. 저항체 단자부(3a)는, 스루홀을 통하여, 절연 기판(2)의 이면에 설치된 외부 단자(12)와 접속되어 있다.
제2 전극(5)의 제1 전극(4)과 인접하는 일방측과 반대의 타방측에는, 제4 전극(7)이 형성되어 있다. 제2 전극(5)과 제4 전극(7)은, 후술하는 제2 가용 도체(9)가 접속되어 있다. 또한, 제2 전극(5)은, 절연 기판(2)의 측면을 향하는 제2 전극 단자부(5a)가 형성되어 있다. 제2 전극 단자부(5a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(2)의 이면에 설치된 외부 단자(12)와 접속되어 있다.
또한, 제1 내지 제4 전극(4, 5, 6, 7)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성할 수 있지만, 적어도 제1, 제2 전극(4, 5)의 표면 위에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이, 공지된 도금 처리에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(4, 5)의 산화를 방지하고, 용융 도체를 확실하게 유지시킬 수 있다. 또한, 단락 소자(1)를 리플로우 실장하는 경우에, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)를 접속하는 땜납 혹은 제1, 제2 가용 도체(8, 9)의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융됨으로써 제1, 제2 전극(4, 5)을 용식(溶食: 땜납 잠식)하여 절단하는 것을 방지할 수 있다.
[가용 도체]
제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 발열 저항체(3)의 발열에 의해 신속하게 용단되는 저융점 금속을 포함하고, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하여도 된다. 저융점 금속으로서는, Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 단락 소자(1)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)로서 용단하는 데 이르지 않는다. 이러한 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 고융점 금속에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성하여도 되며, 다른 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써 형성하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1 및 제3 전극(4, 6) 또는 제2 및 제4 전극(5, 7)에, 땜납 접속할 수 있다.
제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 내층을 저융점 금속으로 하고, 외층을 고융점 금속으로 하여도 된다. 내층의 저융점 금속층의 전체 표면을 외층의 고융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 리플로우 온도보다도 융점이 낮은 저융점 금속을 사용한 경우에도, 리플로우 실장 시에, 내층의 저융점 금속의 외부로의 유출을 억제할 수 있다. 또한, 용단 시에도, 내층의 저융점 금속이 용융됨으로써, 외층의 고융점 금속을 용식(땜납 잠식)하고, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 내층을 고융점 금속으로 하고, 외층을 저융점 금속으로 하는 피복 구조로 하여도 된다. 내층의 고융점 금속층의 전체 표면을 외층의 저융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 외층의 저융점 금속층을 개재하여 전극 위에 접속할 수 있으며, 또한 용단 시에도, 저융점 금속층이 신속하게 용융되어 고융점 금속을 용식하기 때문에, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 적층된 적층 구조로 하여도 된다. 또한, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조로 하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 저융점 금속층의 표면에 고융점 금속층이 면 방향으로 스트라이프 형상으로 적층하여도 된다. 이들 구조에 의해서도, 저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용식/용단을 단시간에 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속으로 구성하여도 된다. 이에 의해, 용융되는 저융점 금속층에 접하는 고융점 금속층의 면적이 증대되므로, 보다 단시간에 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용식할 수 있게 된다. 따라서, 보다 신속하며, 또한 확실하게 가용 도체를 용단시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 고융점 금속의 체적보다도 저융점 금속의 체적을 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)는, 효과적으로 고융점 금속층의 용식에 의한 단시간에의 용단을 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)의 산화 방지 및 제1, 제2 가용 도체(8, 9)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)의 위에는 플럭스(15)가 도포되어 있다.
단락 소자(1)는, 절연 기판(2)이 커버 부재(10)에 덮임으로써 그 내부가 보호되어 있다. 커버 부재(10)는, 단락 소자(1)의 측면을 구성하는 측벽(16)과, 단락 소자(1)의 상면을 구성하는 천장면부(17)를 갖고, 측벽(16)이 절연 기판(2) 위에 접속됨으로써, 단락 소자(1)의 내부를 폐색하는 덮개체로 된다. 이 커버 부재(10)는, 상기 절연 기판(2)과 마찬가지로, 예를 들어 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 형성되어 있다.
또한, 커버 부재(10)는, 천장면부(17)의 내면측에, 커버부 전극(18)이 형성되어도 된다. 커버부 전극(18)은, 제1, 제2 전극(4, 5)과 중첩되는 위치에 형성되어 있다. 이 커버부 전극(18)은, 발열 저항체(3)가 발열하고, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용융되면, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집된 용융 도체가 접촉해서 번짐으로써, 용융 도체를 유지하는 허용량을 증가시킬 수 있다.
[단락 소자 회로]
이상과 같은 단락 소자(1)는, 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 단락 소자(1)는, 제1 전극(4a)과 제2 전극(5a)이, 정상 시에는 절연되고(도 2의 (A)), 발열 저항체(3)의 발열에 의해 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용융되면, 그 용융 도체를 개재해서 단락되는 스위치(20)를 구성한다(도 2의 (B)). 그리고, 제1 전극 단자부(4a)와 제2 전극 단자부(5a)는, 스위치(20)의 양 단자를 구성한다. 또한, 제1 가용 도체(8)는, 제3 전극(6) 및 발열체 인출 전극(13)을 개재해서 발열 저항체(3)와 접속되어 있다.
그리고, 단락 소자(1)는, 후술하는 바와 같이, 전자 기기 등에 내장됨으로써, 스위치(20)의 양 단자(4a, 5a)가, 그 전자 기기의 전류 경로와 병렬로 접속되고, 그 전류 경로 상의 전자 부품에 이상이 발생한 경우에, 스위치(20)를 단락시켜서, 그 전자 부품을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성한다.
구체적으로, 단락 소자(1)는, 병렬 접속되어 있는 전자 부품에 이상이 발생하면, 저항체 단자부(3a) 측으로부터 전력이 공급되고, 발열 저항체(3)가 통전함으로써 발열한다. 이 열에 의해 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용융되면, 용융 도체는, 도 3의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집된다. 제1, 제2 전극(4, 5)은 인접해서 형성되어 있기 때문에, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집된 용융 도체가 결합하고, 이에 의해 제1, 제2 전극(4, 5)이 단락된다. 즉, 단락 소자(1)는, 스위치(20)의 양 단자 간이 단락된다(도 2의 (B)).
또한, 발열 저항체(3)에의 통전은, 제1 가용 도체(8)가 용단됨으로써 제1, 제3 전극(4, 6) 사이가 차단되기 때문에, 정지된다.
[제2 가용 도체의 선 용융]
여기서, 단락 소자(1)는, 제2 가용 도체(9)가 제1 가용 도체(8)보다도 선행하여 용융되는 것이 바람직하다. 제1 가용 도체(8)가 제2 가용 도체(9)보다도 선행하여 용융되면, 제2 가용 도체(9)가 용융되기 전에 제1, 제3 전극(4, 6) 사이가 차단되고, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에서의 용융 도체의 결합이 불충분해질 우려가 있다.
이로 인해, 단락 소자(1)는, 도 1의 (A)에 도시한 바와 같이, 발열 저항체(3)는, 제2 가용 도체(9)와의 중첩 면적이, 제1 가용 도체(8)와의 중첩 면적보다도 넓어지도록, 제2 가용 도체(9) 측에 형성되어 있다. 이에 의해, 발열 저항체(3)는, 제2 가용 도체(9)의 거의 전체면에 걸쳐서 가열할 수 있지만, 제1 가용 도체(8)는 가열 면적이 적어져서, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 가용 도체(9)가 제1 가용 도체(8)보다도 선행하여 용융시킬 수 있다.
또한, 단락 소자(1)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 가용 도체(9)를, 제1 가용 도체(8)보다도 폭 좁게 형성함으로써, 제2 가용 도체(9)를 제1 가용 도체보다도 먼저 용단하도록 하여도 된다. 제2 가용 도체(9)를 폭 좁게 형성함으로써, 용단 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 제2 가용 도체(9)가 제1 가용 도체(8)보다도 선행하여 용융시킬 수 있다.
[전극 면적]
또한, 단락 소자(1)는, 제1 전극(4)의 면적을 제3 전극(6)보다도 넓게 하고, 제2 전극(5)의 면적을 제4 전극(7)보다도 넓게 하는 것이 바람직하다. 용융 도체의 유지량은, 전극 면적에 비례해서 커지기 때문에, 제1, 제2 전극(4, 5)의 면적을 제3, 제4 전극(6, 7)보다도 넓게 형성함으로써, 보다 많은 용융 도체를 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집시킬 수 있어, 제1, 제2 전극(4, 5) 사이를 확실하게 단락시킬 수 있다(도 1의 (B), 도 3의 (B)).
[단락 소자의 변형예]
또한, 단락 소자(1)는, 반드시, 발열 저항체(3)를 절연층(11)에 의해 피복할 필요는 없으며, 도 6에 도시한 바와 같이, 발열 저항체(3)가 절연 기판(2)의 내부에 설치되어도 된다. 절연 기판(2)의 재료로서 열전도성이 우수한 것을 사용함으로써, 발열 저항체(3)를 유리층 등의 절연층(11)을 개재한 경우와 동등하게 가열할 수 있다.
또한, 단락 소자(1)는, 전술한 바와 같이 발열 저항체(3)를 절연 기판(2) 위의 제1 내지 제4 전극(4, 5, 6, 7)의 형성면측에 형성하는 외에도, 도 7에 도시한 바와 같이, 발열 저항체(3)가 절연 기판(2)의 제1 내지 제4 전극(4, 5, 6, 7)의 형성면과 반대의 면에 설치되어도 된다. 발열 저항체(3)를 절연 기판(2)의 이면에 형성함으로써, 절연 기판(2) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우, 발열 저항체(3) 위에는, 절연층(11)이 형성되면 저항체의 보호나 실장 시의 절연성 확보라는 의미에서 바람직하다.
또한, 단락 소자(1)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 발열 저항체(3)가 절연 기판(2)의 제1 내지 제4 전극(4, 5, 6, 7)의 형성면 위에 설치되어도 된다. 발열 저항체(3)를 절연 기판(2)의 표면에 형성함으로써, 절연 기판(2) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 발열 저항체(3) 위에는, 절연층(11)이 형성되는 것이 바람직하다.
[제4 전극, 제2 가용 도체의 생략]
또한, 본 발명에 따른 단락 소자는, 도 9의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(1)의 제4 전극(7) 및 제2 가용 도체(9)를 생략하여 형성하여도 된다. 이 단락 소자(1)에서는, 제1, 제3 전극(4, 6) 사이에 걸쳐 접속된 제1 가용 도체(8)가 용융됨으로써, 그 용융 도체가 제2 전극(5)까지 번지고, 제1, 제2 전극(4, 5)을 단락시킨다. 단락 소자(1)는, 제4 전극(7) 및 제2 가용 도체(9)가 생략되어 있는 외에는 전술한 구성과 동일하기 때문에, 동일한 부호를 부여하여 상세를 생략한다.
단락 소자(1)에 있어서도, 제1, 제2 전극(4, 5)은, 제3 전극(6)보다도 넓은 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 도 10에 도시한 바와 같이, 단락 소자(1)는, 보다 많은 용융 도체를 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집시킬 수 있어, 제2 가용 도체(9)가 없더라도 제1, 제2 전극(4, 5) 사이를 확실하게 단락시킬 수 있다.
또한, 도 9의 (A), (B)에 도시한 단락 소자에 있어서, 제2 전극(5)에 제2 가용 도체를 설치할 수도 있다. 제2 전극(5) 위의 제2 가용 도체는, 발열 저항체(3)로부터의 가열에 의해 제1 가용 도체(8)와 함께 용융되고, 제1 가용 도체(8)를 가까이 끌어당긴다. 이에 의해, 제1 전극(4)과 제2 전극(5)을 단락시킬 수 있다.
또한, 제1 전극(4) 또는 제2 전극(5) 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는 구성으로 하여도 된다. 여기서, 보호 저항은, 단락 소자에 접속되는 전자 부품의 내부 저항 상당의 저항값으로 한다.
또한, 본 발명이 적용된 단락 소자는, 절연 기판(2)의 이면에 제1, 제2 전극과 스루홀을 통해 연속하는 외부 단자(12)를 설치하는 이외에도, 도 11의 (A), (B)에 도시한 단락 소자(25)와 같이, 절연 기판(2)의 제1, 제2 전극(4, 5)이 형성된 표면에, 제1 전극(4)과 연속하는 제1 외부 접속 전극(21), 제1 외부 접속 전극(21) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제1 외부 접속 단자(22), 제2 전극(5)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(23), 제2 외부 접속 전극(23) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제2 외부 접속 단자(24)를 형성하도록 하여도 된다.
제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)은, 단락 소자(25)와 단락 소자(25)가 내장되는 전자 기기의 회로를 접속하는 전극이며, 제1 외부 접속 전극(21)은 제1 전극(4)과 연속되고, 제2 외부 접속 전극(23)은 제2 전극(5)과 연속되어 있다.
제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성되고, 절연 기판(2)의 제1, 제2 전극(4, 5)의 형성면과 동일면에 형성되어 있다. 즉, 도 11에 도시한 단락 소자(25)는, 가용 도체(13)가 설치되는 표면이 실장면으로 된다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)은, 제1, 제2 전극(4, 5)과 동시에 형성할 수 있다.
제1 외부 접속 전극(21) 위에는, 제1 외부 접속 단자(22)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 외부 접속 전극(23) 위에는, 제2 외부 접속 단자(24)가 설치되어 있다. 이들 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 전자 기기에 실장하기 위한 접속 단자이며, 예를 들어 금속 범프나, 금속 포스트를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 도 11의 (A)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(2) 위에 설치된 커버 부재(10)보다도 돌출된 높이를 갖고, 단락 소자(25)의 실장 대상물로 되는 기판측에 실장 가능하게 되어 있다.
또한, 단락 소자(25)의 발열 저항체(3)는, 발열체 인출 전극(13), 및 저항체 단자부(3a)를 개재하여, 저항체 접속 단자(3b)가 형성되어 있다. 저항체 접속 단자(3b)는, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)와 마찬가지로, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성되고, 절연층(11)을 개재하여 상방으로 돌출되어 있다.
이와 같이, 단락 소자(25)는, 상기 단락 소자(1)와 같이 절연 기판(2)의 이면에 외부 단자(12)를 설치해서 제1, 제2 전극(4, 5)과 그 외부 단자(12)를 스루홀에 의해 접속하는 것이 아니라, 제1, 제2 전극(4, 5)과 동일 표면에, 외부 접속 전극(21, 23)을 개재해서 외부 접속 단자(22, 24)를 형성하고 있다. 그리고, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(25)는, 제1 전극(4)과 제2 전극(5)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(22)와 제2 외부 접속 단자(24)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
이에 의해, 단락 소자(25)는, 제1, 제2 전극(4, 5)이 단락되어 바이패스 전류 경로를 구성했을 때에 있어서의 정격을 향상시켜서, 대전류에 대응할 수 있다. 즉, HEV나 EV 등의 동력원으로서 사용되는 리튬이온 이차 전지 등의 대전류 용도에 있어서는, 단락 소자의 정격의 더 한층의 향상이 요구되고 있다. 그리고, 가용 도체에 의해 단락된 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23) 사이의 도통 저항은 정격 향상에 대응할 수 있을 정도로 충분히 내릴 수 있다(예를 들어 0.4mΩ 미만).
그러나, 절연 기판(2)의 이면에 외부 단자(12)를 설치하고, 제1, 제2 전극(4, 5)과 그 외부 단자(12)를 스루홀에 의해 접속하는 단락 소자(1)에 있어서는, 제1, 제2 전극(4, 5)과 외부 단자(12) 사이의 도통 저항이 높고(예를 들어 0.5 내지 1.0mΩ), 스루홀 내에 도체를 충전했다고 해도, 단락 소자 전체의 도통 저항을 내리는 데는 한계가 있다.
또한, 고저항의 제1, 제2 전극(4, 5)과 외부 단자(12)의 사이에 대전류를 흘림으로써 발열에 의한, 바이패스 전류 경로의 파괴나, 다른 주변 기기에의 열 영향도 염려된다.
이러한 점에서, 단락 소자(25)는, 제1, 제2 전극(4, 5)과 동일 표면에 외부 접속 단자(22, 24)를 설치하고 있다. 이 외부 접속 단자(22, 24)는, 외부 접속 전극(21, 23) 위에 설치하는 것이며, 형상이나 사이즈 등의 자유도가 높아, 도통 저항이 낮은 단자를 용이하게 설치할 수 있다. 이에 의해, 단락 소자(25)는, 제1 전극(4)과 제2 전극(5)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(22)와 제2 외부 접속 단자(24)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
따라서, 단락 소자(25)에 의하면, 단락 소자(1)의 구성에 있어서는 높아지는 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)으로부터 먼저 도통 저항을 용이하게 내릴 수 있어, 정격의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)로서는 , 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 포함하는 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 구성할 수 있다. 금속 범프나 금속 포스트의 형상은 구애받지 않는다. 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)의 저항값은 재료나 형상, 사이즈로부터 구할 수 있다. 일례로서, Cu 코어의 표면에 땜납을 코팅한 직육면체의 금속 포스트(Cu 코어: 0.6㎜×0.6㎜, 단면적 0.36㎟, 높이 1㎜, 비저항 17.2㎛Ω·㎜)를 사용한 경우, 그 1 단자의 Cu 코어부 저항값은 약 0.048mΩ이며, 땜납 코팅분을 고려하면 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)를 직렬 접속시킨 저항값이 0.096mΩ 미만으로 낮아, 단락 소자(25) 전체의 정격을 향상할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 단락 소자(25)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24) 사이에 걸치는 저항값으로부터 소자 전체의 전체 저항값을 구하고, 이 전체 저항값과 기지인 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)의 합성 저항과의 차로부터, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23) 사이의 도통 저항을 구할 수 있다. 또한, 단락 소자(25)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23) 사이의 저항을 측정하고, 단락 시에 있어서의 소자 전체의 전체 저항값과의 차로부터, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)의 합성 저항을 구할 수 있다.
또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 단락 소자(25)는, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)을 직사각 형상으로 형성하는 등에 의해 넓게 설치하고, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)를 복수 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다. 그 밖에도, 단락 소자(25)는, 넓게 설치한 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)에 대직경의 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)를 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 코어로 되는 고융점 금속(22a, 24a)의 표면에 저융점 금속층(22b, 24b)을 설치함으로써 형성하여도 된다. 저융점 금속층(22b, 24b)을 구성하는 금속으로서는, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 적합하게 사용할 수 있고, 고융점 금속(22a, 24a)으로서는, Cu나 Ag를 주성분으로 하는 합금 등을 적합하게 사용할 수 있다.
고융점 금속(22a, 24a)의 표면에 저융점 금속층(22b, 24b)을 설치함으로써, 단락 소자(25)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층(22b, 24b)의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)로서 용융되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)에 접속할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 고융점 금속(22a, 24a)에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성할 수 있으며, 또한 그 밖의 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써도 형성할 수 있다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성하는 외에도, 도전 도금층이나, 도전 페이스트를 도포함으로써 형성된 도전층에 의해 형성하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(22, 24)는, 단락 소자(25)가 실장되는 기판 등의 실장 대상물측에 미리 설치되고, 단락 소자가 실장된 실장체에 있어서, 제1, 제2 외부 접속 전극(21, 23)과 접속되도록 하여도 된다.
[LED 보상 회로]
계속해서, 단락 소자(1)를 내장한 전자 기기의 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 13은, 전자 기기의 예로서 LED 조명 장치(30)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 도 13의 (A)에 도시한 바와 같이, LED 조명 장치(30)는, 전류 경로 상에 복수의 발광 다이오드(31)가 직렬로 접속되어 있다. 또한, LED 조명 장치(30)는, 각 발광 다이오드(31)와, 단락 소자(1)의 스위치(20)의 양 단자(4a, 5a)가 보호 저항(34)을 개재해서 병렬로 접속됨과 함께, 단락 소자(1)의 저항체 단자부(3a)가 전류 경로 상에 접속되고, 이에 의해 LED 유닛(32)을 구성한다. LED 조명 장치(30)는, 복수의 LED 유닛(32)이 직렬로 접속되어 구성되어 있다.
보호 저항(34)은, 발광 다이오드(31)의 내부 저항 상당의 저항값을 갖는다. 또한, 발열 저항체(3)의 저항값은, 발광 다이오드(31)의 내부 저항보다도 크다. 따라서, 발광 다이오드(31)가 정상적으로 작동하고 있는 경우, LED 조명 장치(30)는, 도 13의 (B)에 도시한 바와 같이, 전류 E는 단락 소자(1) 측으로는 흐르지 않고, 발광 다이오드(31) 측으로 흐른다.
그러나, 발광 다이오드(31)에 이상이 나타나서, 전기적으로 개방되어 버리면, 도 13의 (C)에 도시한 바와 같이, LED 조명 장치(30)는, 전류 E가 단락 소자(1)의 저항체 단자부(3a) 측으로 흐른다. 이에 의해, 단락 소자(1)는, 발열 저항체(3)가 발열하고, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용융되고, 이 용융 도체가 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 응집된다. 따라서, 단락 소자(1)는, 도 13의 (D)에 도시한 바와 같이, 스위치(20)의 양 단자(4a, 5a)가 단락됨으로써, 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용단됨으로써, 발열 저항체(3)로의 급전은 정지된다.
이와 같은 LED 조명 장치(30)에 의하면, 하나의 발광 다이오드(31)에 이상이 일어난 경우에도, 그 발광 다이오드(31)를 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 발광 다이오드(31)에 의해 조명 기능을 유지할 수 있다. 이때, LED 조명 장치(30)는, 보호 저항(34)이 발광 다이오드(31)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖기 때문에, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 거의 동일한 전류값으로 할 수 있다.
[배터리 보상 회로]
계속해서, 단락 소자(1)를 내장한 다른 전자 기기의 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 14는, 자동차나 전동 공구 등의 각종 전자 기기에 탑재되어 사용되는 리듐 이온 배터리가 내장된 배터리 팩(40)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 배터리 팩(40)은, 전류 경로 상에 복수의 배터리 셀(41)이 직렬로 접속됨으로써, 고전압, 대전류를 확보하고 있다. 또한, 배터리 팩(40)은, 각 배터리 셀(41)에, 그 배터리 셀(41)의 과충전 혹은 과방전 등의 이상 시에 전류 경로를 차단하는 보호 소자(42)가 접속되어 있다.
[보호 소자의 구성]
보호 소자(42)는, 도 15의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(44)과, 절연 기판(44)에 적층되고, 절연 부재(45)에 덮인 발열 저항체(46)와, 절연 기판(44)의 양단부에 형성된 전극[47(A1), 47(A2)]과, 절연 부재(45) 위에 발열 저항체(46)와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극(48)과, 양단부가 전극[47(A1), 47(A2)]에 각각 접속되고, 중앙부가 발열체 인출 전극(48)에 접속된 가용 도체(49)를 구비한다.
절연 기판(44)은, 전술한 절연 기판(2)과 마찬가지의 재료를 사용하여, 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 발열 저항체(46)는, 전술한 발열 저항체(3)와 마찬가지의 재료를 사용하여, 마찬가지의 제법에 의해 형성된다. 보호 소자(42)는, 발열 저항체(46)를 덮도록 절연 부재(45)가 배치되고, 이 절연 부재(45)를 개재해서 발열 저항체(46)에 대향하도록 발열체 인출 전극(48)이 배치된다. 발열 저항체(46)의 열을 효율적으로 가용 도체(49)에 전달하기 위해서, 발열 저항체(46)와 절연 기판(44)의 사이에 절연 부재(45)를 적층하여도 된다. 발열체 인출 전극(48)의 일단부는, 발열체 전극[50(P1)]에 접속된다. 또한, 발열 저항체(46)의 타단부는, 다른 쪽의 발열체 전극[50(P2)]에 접속된다. 가용 도체(49)는, 전술한 제1, 제2 가용 도체(8, 9)와 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 보호 소자(42)에 있어서도, 상기 단락 소자(1)와 마찬가지로, 가용 도체(49)의 산화 방지를 위해서, 가용 도체(49) 위의 거의 전체면에 플럭스를 도포하여도 된다. 또한, 보호 소자(42)는, 내부를 보호하기 위해서 커버 부재를 절연 기판(44) 위에 적재하여도 된다.
이상과 같은 보호 소자(42)는, 도 16에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자(42)는, 발열체 인출 전극(48)을 개재해서 직렬 접속된 가용 도체(49)와, 가용 도체(49)의 접속점을 개재해서 통전하여 발열시킴으로써 가용 도체(49)를 용융하는 발열 저항체(46)를 포함하는 회로 구성이다. 보호 소자(42)의 2개의 전극(47) 중, 한쪽은 A1에 접속되고, 다른 쪽은 A2에 접속된다. 또한, 발열체 인출 전극(48)과 이에 접속된 발열체 전극(50)은, P1에 접속되고, 다른 쪽의 발열체 전극(50)은, P2에 접속된다.
[배터리 팩의 회로 구성]
그리고, 보호 소자(42)는, 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 리튬이온 이차 전지의 배터리 팩(40) 내의 회로에 사용된다. 배터리 팩(40)은, 배터리 셀(41)과, 보호 소자(42)와, 단락 소자(1)와, 보호 소자(42)의 동작을 제어하는 제1 전류 제어 소자(52)와, 단락 소자(1)의 동작을 제어하는 제2 전류 제어 소자(53)와, 보호 저항(54)으로 구성되는 배터리 유닛(51)을 복수 구비하고, 이들 복수의 배터리 유닛(51)이 직렬로 접속되어 있다.
또한, 배터리 팩(40)은, 배터리 유닛(51)과, 배터리 유닛(51)의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로(55)와, 각 배터리 유닛(51)의 배터리 셀(41)의 전압을 검출함과 함께, 보호 소자(42)나 단락 소자(1)의 동작을 제어하는 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)에 이상 신호를 출력하는 검출 회로(56)를 구비한다.
각 배터리 유닛(51)은, 보호 소자(42)의 전극[47(A1)]이 배터리 셀(41)과 직렬로 접속되고, 전극[47(A2)]이 배터리 팩(40)의 충방전 전류 경로에 접속된다. 또한, 배터리 유닛(51)은, 단락 소자(1)의 제2 전극 단자부(5a)가 보호 소자(42)의 개방 단부와, 보호 저항(54)을 개재해서 접속되고, 제1 전극 단자부(4a)가 배터리 셀(41)의 개방 단부와 접속됨으로써, 보호 소자(42) 및 배터리 셀(41)과, 단락 소자(1)가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 배터리 유닛(51)은, 보호 소자(42)의 발열체 전극[50(P2)]이 제1 전류 제어 소자(52)와 접속되고, 단락 소자(1)의 저항체 단자부(3a)가 제2 전류 제어 소자(53)와 접속되어 있다.
검출 회로(56)는, 각 배터리 셀(41)과 접속되고, 각 배터리 셀(41)의 전압값을 검출하여, 각 전압값을 충방전 제어 회로(55)의 제어부(59)에 공급한다. 또한, 검출 회로(56)는, 배터리 셀(41)이 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때, 그 배터리 셀(41)을 갖는 배터리 유닛(51)의 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)에 이상 신호를 출력한다.
제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터(이하, FET라 칭함)에 의해 구성되고, 검출 회로(56)로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀(41)의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과한 전압으로 되었을 때, 보호 소자(42) 및 단락 소자(1)를 동작시켜서, 배터리 유닛(51)의 충방전 전류 경로를 제3, 제4 전류 제어 소자(57, 58)의 스위치 동작에 의하지 않고, 차단 함과 함께, 단락 소자(1)의 스위치(20)를 단락시켜서, 그 배터리 유닛(51)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성하도록 제어한다.
또한, 배터리 팩(40)은, 정극 단자(40a), 부극 단자(도시생략)를 개재하여, 착탈 가능하게 충전 장치에 접속되고, 각 배터리 셀(41)에 충전 장치로부터의 충전 전압이 인가된다. 충전 장치에 의해 충전된 배터리 팩(40)은, 정극 단자(40a), 부극 단자를 배터리로 동작하는 전자 기기에 접속함으로써, 이 전자 기기를 동작시킬 수 있다.
충방전 제어 회로(55)는, 배터리 유닛(51)으로부터 충전 장치에 흐르는 전류 경로에 직렬 접속된 제3, 제4 전류 제어 소자(57, 58)와, 이 전류 제어 소자(57, 58)의 동작을 제어하는 제어부(59)를 구비한다. 제3, 제4 전류 제어 소자(57, 58)는, 예를 들어 FET에 의해 구성되고, 제어부(59)에 의해 게이트 전압을 제어함으로써, 배터리 유닛(51)의 전류 경로의 도통과 차단을 제어한다. 제어부(59)는, 충전 장치로부터 전력 공급을 받아서 동작하고, 검출 회로(56)에 의한 검출 결과에 따라, 배터리 유닛(51)이 과방전 또는 과충전일 때, 전류 경로를 차단하도록, 전류 제어 소자(57, 58)의 동작을 제어한다.
이와 같은 배터리 팩(40)은, 정상 시에는, 단락 소자(1)의 스위치(20)가 단락되어 있지 않기 때문에, 도 14의 (B)에 도시한 바와 같이, 전류 E는 보호 소자(42) 및 배터리 셀(41) 측으로 흐른다.
그러나, 배터리 팩(40)은, 배터리 셀(41)에 전압 이상 등이 검지되면, 검출 회로(56)로부터 제1 전류 제어 소자(52)에 이상 신호가 출력되고, 보호 소자(42)의 발열 저항체(46)가 발열된다. 도 14의 (C)에 도시한 바와 같이, 보호 소자(42)는, 발열 저항체(46)에 의해, 가용 도체(49)를 가열, 용융시킴으로써, 전극[47(A1), 47(A2)] 사이를 차단한다. 이에 의해, 이상한 배터리 셀(41)을 갖는 그 배터리 유닛(51)을, 배터리 팩(40)의 충방전 전류 경로 상으로부터 차단할 수 있다. 또한, 가용 도체(49)가 용단됨으로써, 발열 저항체(46)로의 급전은 정지된다.
계속해서, 배터리 팩(40)은, 검출 회로(56)에 의해 그 배터리 유닛(51)의 제2 전류 제어 소자(53)에도 이상 신호가 출력되고, 단락 소자(1)의 발열 저항체(3)도 발열한다. 도 14의 (D)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(1)는, 발열 저항체(3)에 의해 제1, 제2 가용 도체(8, 9)를 가열, 용융시킴으로써, 제1, 제2 전극(4, 5) 위에 용융 도체가 응집되고, 스위치(20)의 제1 전극 단자부(4a) 및 제2 전극 단자부(5a)가 단락된다. 이에 의해, 단락 소자(1)는, 그 배터리 유닛(51)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(8, 9)가 용단됨으로써, 발열 저항체(3)로의 급전은 정지된다.
또한, 보호 저항(54)은, 배터리 셀(41)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 용량으로 할 수 있다.
이와 같은 배터리 팩(40)에 의하면, 하나의 배터리 유닛(51)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(51)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(51)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 보호 소자는, 리튬이온 이차 전지의 배터리 팩에 사용하는 경우에 한하지 않고, 전기 신호에 의한 전류 경로의 차단 및 바이패스를 필요로 하는 다양한 용도에도 물론 응용 가능하다. 또한, 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)나 제3, 제4 전류 제어 소자(57, 58)의 작동 조건은, 배터리 셀(41)의 전압 이상의 경우에 한하지 않고, 예를 들어 주위 온도의 이상한 상승이나, 수몰 등, 모든 액시던트를 검지함으로써 작동시킬 수 있다.
[단락 소자(보호 저항 내장)]
또한, 단락 소자는, 미리 보호 저항을 내장시켜서 형성하여도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 전술한 단락 소자(1)나 보호 소자(42), LED 조명 장치(30)나 배터리 팩(40)과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 그 상세를 생략한다.
도 17은, 절연 기판(2) 위에 보호 저항(61)이 형성된 단락 소자(60)의 평면도이다. 단락 소자(60)는, 전술한 단락 소자(1)의 구성 외에, 제2 전극(5)과 접속된 보호 저항(61)이 형성되고, 이 보호 저항(61)을 개재해서 제2 전극 단자부(5a)가 형성되어 있다. 보호 저항(61)은, 전술한 발열 저항체(3)와 동일한 재료를 사용하여, 동일한 프로세스에 의해 동시에 형성할 수 있다.
이와 같이 전자 기기나 배터리 팩(40)에 있어서의 내부 저항이 결정되어 있는 경우, 미리 보호 저항(61)을 내장한 단락 소자(60)를 사용함으로써, 실장 등의 공정을 생력화할 수 있다.
도 18은, 단락 소자(60)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 단락 소자(60)의 회로 구성은, 스위치(20)가 단락됨으로써, 제1 전극 단자부(4a)와 제2 전극 단자부(5a)가, 보호 저항(61)을 개재해서 접속된다. 즉, 단락 소자(60)의 회로 구성은, 퓨즈(8, 9)와, 퓨즈(8, 9)의 일단부에 접속된 발열 저항체(3)와, 퓨즈(8, 9)의 발열 저항체(3)가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치(20)와, 스위치(20)의 단자 중 적어도 한쪽 단자에 접속된 보호 저항(61)을 구비하고, 스위치(20)가, 퓨즈(8, 9)의 용단에 연동하여 단락되는 것이다.
[LED 보상 회로(보호 저항 내장)]
도 19는, 단락 소자(60)를 내장한 LED 조명 장치(62)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. LED 조명 장치(62)의 회로 구성은, 단락 소자(1) 대신에 단락 소자(60)를 사용한 점을 제외하고, 전술한 LED 조명 장치(30)와 동일한 구성을 갖는다. 즉, LED 조명 장치(62)의 회로 구성은, 전술한 단락 소자(60)와, 발광 다이오드(31)를 구비하고, 스위치(20)와 퓨즈(8, 9)가 접속된 단자(4a) 및 보호 저항(61)의 개방 단자(5a)와, 발광 다이오드(31)를, 병렬로 접속하고, 발열 저항체(3)는, 보호 저항(61)과 접속하고, 발광 다이오드(31)의 이상 시에는, 퓨즈(8, 9)가 용융됨으로써 스위치(20)가 온으로 되고, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다. LED 조명 장치(62)의 회로 구성에 있어서, 단락 소자(60)의 보호 저항(61)은, 각 LED 유닛(32)의 발광 다이오드(31)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖는다.
이와 같은 LED 조명 장치(62)에 의하면, 하나의 발광 다이오드(31)에 이상이 일어난 경우에도, 그 발광 다이오드(31)를 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 발광 다이오드(31)에 의해 조명 기능을 유지할 수 있다. 이때, LED 조명 장치(62)는, 보호 저항(61)이 발광 다이오드(31)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖기 때문에, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 거의 동일한 전류값으로 할 수 있다.
[배터리 보상 회로(보호 저항 내장)]
도 20은, 단락 소자(60)를 내장한 배터리 팩(65)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 배터리 팩(65)의 회로 구성은, 단락 소자(1) 대신에 단락 소자(60)를 사용한 점을 제외하고, 전술한 배터리 팩(40)의 회로 구성과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 배터리 팩(65)의 회로 구성은, 전술한 단락 소자(60)와, 배터리 셀(41)과, 배터리 셀(41)의 전류 경로 상에 접속되고, 배터리 셀(41)의 이상 시에 그 배터리 셀(41)로의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자(42)와, 배터리 셀(41)의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 검출 회로(56)와, 검출 회로(56)의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)를 구비하고, 배터리 셀(41) 및 보호 소자(42)의 양단부와, 스위치(20)의 퓨즈(8, 9)와의 접속 단자(4a) 및 보호 저항(61)의 개방 단자(5a)를 병렬로 접속하고, 발열 저항체(3)의 저항체 단자부(3a)와 보호 소자(42)의 전기 신호의 입력 단자 P2를, 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)에 접속하고, 배터리 셀(41)의 이상 시에는, 검출 회로(56)로부터의 이상 신호를 받아서 제1, 제2 전류 제어 소자(52, 53)가 동작하고, 보호 소자(42)에 의한 배터리 셀(41)의 전류 경로의 차단과, 퓨즈(8, 9)의 용단에 연동한 스위치(20)의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다. 배터리 팩(65)의 회로 구성에 있어서, 각 배터리 유닛(51)에 설치된 단락 소자(60)의 보호 저항(61)은, 그 배터리 유닛(51)의 배터리 셀(41)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖는다.
이와 같은 배터리 팩(65)에 의하면, 하나의 배터리 유닛(51)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(51)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(51)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다. 이때, 배터리 팩(65)은, 보호 저항(61)이, 배터리 셀(41)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 전류값으로 할 수 있다.
또한, 단락 소자(60)에 있어서도, 절연 기판(2)의 이면에 외부 단자(12)를 설치하여 제1 전극 단자부(4a) 및 제2 전극 단자부(5a)와 그 외부 단자(12)를 스루홀에 의해 접속하는 이외에도, 전술한 단락 소자(25)와 마찬가지로, 절연 기판(2)의 제1, 제2 전극(4, 5)이 형성된 표면에, 제1 전극(4)과 연속하는 제1 외부 접속 전극(21), 제1 외부 접속 단자(22), 보호 저항(61)을 개재해서 제2 전극(5)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(23) 및 제2 외부 접속 단자(24)를 형성하도록 하여도 된다.
[제2 실시 형태]
[단락 소자]
계속해서, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 21의 (A)에 단락 소자(101)의 평면도 및 도 21의 (B)에 단락 소자(101)의 단면도를 나타낸다. 단락 소자(101)는, 절연 기판(102)과, 절연 기판(102)에 설치된 제1 발열 저항체(121) 및 제2 발열 저항체(122)와, 절연 기판(102)에, 서로 인접해서 설치된 제1 전극(104) 및 제2 전극(105)과, 제1 전극(104)과 인접해서 설치됨과 함께, 제1 발열 저항체(121)에 전기적으로 접속된 제3 전극(106)과, 제2 전극(105)과 인접해서 설치됨과 함께, 제2 발열 저항체(122)에 전기적으로 접속된 제4 전극(107)과, 제1, 제3 전극(104, 106) 사이에 걸쳐 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 제1 발열 저항체(121)로부터의 가열에 의해, 제1, 제3 전극(104, 106) 사이의 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체(108)와, 제2, 제4 전극(105, 107) 사이에 걸쳐 설치되고, 제2 발열 저항체(122)로부터의 가열에 의해, 제2, 제4 전극(105, 107) 사이의 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체(109)를 구비한다. 그리고, 단락 소자(101)는, 절연 기판(102) 위에 내부를 보호하는 커버 부재(110)가 설치되어 있다.
절연 기판(102)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 절연 기판(102)은, 그 밖에도, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용하여도 되지만, 퓨즈 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다. 또한, 절연 기판(102)은, 이면에 외부 단자(112)가 형성되어 있다.
제1, 제2 발열 저항체(121, 122)는, 비교적 저항값이 높아 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 을 포함한다. 이 합금 또는 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(102) 위에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다.
또한, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)는, 절연 기판(102) 위에 있어서 절연층(111)에 피복되어 있다. 제1 발열 저항체(121)를 피복하는 절연층(111) 위에는, 제1, 제3 전극(104, 106)이 형성되고, 제2 발열 저항체(122)를 피복하는 절연층(111) 위에는, 제2, 제4 전극(105, 107)이 형성되어 있다. 제1 전극(104)은, 일방측에 있어서 제2 전극(105)과 인접해서 형성됨과 함께, 절연되어 있다. 제1 전극(104)의 타방측에는 제3 전극(106)이 형성되어 있다. 제1 전극(104)과 제3 전극(106)은, 제1 가용 도체(108)가 접속됨으로써 도통되고, 단락 소자(101)의 전류 경로를 구성한다. 또한, 제1 전극(104)은, 절연 기판(102)의 측면을 향하는 제1 전극 단자부(104a)에 접속되어 있다. 제1 전극 단자부(104a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(102)의 이면에 설치된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.
또한, 제3 전극(106)은, 절연 기판(102) 혹은 절연층(111)에 설치된 제1 발열체 인출 전극(123)을 개재해서 제1 발열 저항체(121)와 접속되어 있다. 또한, 제1 발열 저항체(121)는, 제1 발열체 인출 전극(123)을 개재하여, 절연 기판(102)의 측연부를 향하는 제1 저항체 단자부(121a)에 접속되어 있다. 제1 저항체 단자부(121a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(102)의 이면에 설치된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.
제2 전극(105)의 제1 전극(104)과 인접하는 일방측과 반대의 타방측에는, 제4 전극(107)이 형성되어 있다. 제2 전극(105)과 제4 전극(107)은, 제2 가용 도체(109)가 접속되어 있다. 또한, 제2 전극(105)은, 절연 기판(102)의 측면을 향하는 제2 전극 단자부(105a)에 접속되어 있다. 제2 전극 단자부(105a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(102)의 이면에 설치된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.
또한, 제4 전극(107)은, 절연 기판(102) 혹은 절연층(111)에 설치된 제2 발열체 인출 전극(124)을 개재해서 제2 발열 저항체(122)와 접속되어 있다. 또한, 제2 발열 저항체(122)는, 제2 발열체 인출 전극(124)을 개재하여, 절연 기판(102)의 측연부를 향하는 제2 저항체 단자부(122a)에 접속되어 있다. 제2 저항체 단자부(122a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(102)의 이면에 설치된 외부 단자(112)와 접속되어 있다.
또한, 제1 내지 제4 전극(104, 105, 106, 107)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성할 수 있지만, 적어도 제1, 제2 전극(104, 105)의 표면 위에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이, 공지된 도금 처리에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(104, 105)의 산화를 방지하고, 용융 도체를 확실하게 유지시킬 수 있다. 또한, 단락 소자(101)를 리플로우 실장하는 경우에, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)를 접속하는 땜납 혹은 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융됨으로써 제1, 제2 전극(104, 105)을 용식(땜납 잠식)하여 절단하는 것을 방지할 수 있다.
[가용 도체]
제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)의 발열에 의해 신속하게 용단되는 저융점 금속을 포함하고, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하여도 된다. 저융점 금속으로서는, Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 단락 소자(101)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)로서 용단하는 데 이르지 않는다. 이러한 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 고융점 금속에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성하여도 되며, 다른 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써 형성하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1 및 제3 전극(104, 106), 또는 제2 및 제4 전극(105, 107)에, 땜납 접속할 수 있다.
제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 내층을 저융점 금속으로 하고, 외층을 고융점 금속으로 하여도 된다. 내층의 저융점 금속층의 전체 표면을 외층의 고융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 리플로우 온도보다도 융점이 낮은 저융점 금속을 사용한 경우에도, 리플로우 실장 시에, 내층의 저융점 금속의 외부에의 유출을 억제할 수 있다. 또한, 용단 시에도, 내층의 저융점 금속이 용융됨으로써, 외층의 고융점 금속을 용식(땜납 잠식)하고, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 내층을 고융점 금속으로 하고, 외층을 저융점 금속으로 하는 피복 구조로 하여도 된다. 내층의 고융점 금속층의 전체 표면을 외층의 저융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 외층의 저융점 금속층을 개재하여 전극 위에 접속할 수 있으며, 또한 용단 시에도, 저융점 금속층이 신속하게 용융되어 고융점 금속을 용식하기 때문에, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 적층된 적층 구조로 하여도 된다. 또한, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조로 하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 저융점 금속층의 표면에 고융점 금속층이 면 방향으로 스트라이프 형상으로 적층되어도 된다. 이 구조에 의해서도, 저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용식/용단을 단시간에 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속으로 구성하여도 된다. 이에 의해, 용융되는 저융점 금속층에 접하는 고융점 금속층의 면적이 증대되므로, 보다 단시간에 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용식할 수 있게 된다. 따라서, 보다 신속하고, 또한 확실하게 가용 도체를 용단시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 고융점 금속의 체적보다도 저융점 금속의 체적을 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)는, 효과적으로 고융점 금속층의 용식에 의한 단시간에의 용단을 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 산화 방지 및 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 위에는 플럭스(115)가 도포되어 있다.
단락 소자(101)는, 절연 기판(102)이 커버 부재(110)에 덮임으로써 그 내부가 보호되어 있다. 커버 부재(110)는, 단락 소자(101)의 측면을 구성하는 측벽(116)과, 단락 소자(101)의 상면을 구성하는 천장면부(117)를 갖고, 측벽(116)이 절연 기판(102) 위에 접속됨으로써, 단락 소자(101)의 내부를 폐색하는 덮개체로 된다. 이 커버 부재(110)는, 상기 절연 기판(102)과 마찬가지로 , 예를 들어 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 형성되어 있다.
또한, 커버 부재(110)는, 천장면부(117)의 내면측에, 커버부 전극(118)이 형성되어도 된다. 커버부 전극(118)은, 제1, 제2 전극(104, 105)과 중첩되는 위치에 형성되어 있다. 이 커버부 전극(118)은, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 발열하고, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)가 용융되면, 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 응집된 용융 도체가 접촉해서 번짐으로써, 용융 도체를 유지하는 허용량을 증가시킬 수 있다.
[단락 소자 회로]
이상과 같은 단락 소자(101)는, 도 22의 (A), (B)에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 단락 소자(101)는, 제1 전극(104)과 제2 전극(105)이, 정상 시에는 절연되고, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)의 발열에 의해 제1, 제2 가용 도체(108, 109)가 용융되면, 그 용융 도체를 개재해서 단락되는 스위치(120)를 구성한다(도 22의 (B)). 그리고, 제1 전극 단자부(104a)와 제2 전극 단자부(105a)는, 스위치(120)의 양 단자를 구성한다. 또한, 제1 가용 도체(108)는, 제3 전극(106) 및 제1 발열체 인출 전극(123)을 개재해서 제1 발열 저항체(121)와 접속되어 있다. 마찬가지로, 제2 가용 도체(109)는, 제4 전극(107) 및 제2 발열체 인출 전극(124)을 개재해서 제2 발열 저항체(122)와 접속되어 있다.
그리고, 단락 소자(101)는, 후술하는 바와 같이, 전자 기기 등에 내장됨으로써, 스위치(120)의 양 단자(104a, 105a)가, 그 전자 기기의 전류 경로와 병렬로 접속되고, 그 전류 경로 상의 전자 부품에 이상이 발생한 경우에, 스위치(120)를 단락시켜서, 그 전자 부품을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성한다.
구체적으로, 단락 소자(101)는, 병렬 접속되어 있는 전자 부품에 이상이 발생하면, 제1, 제2 저항체 단자부(121a, 122a) 측으로부터 전력이 공급되고, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 통전함으로써 발열한다. 이 열에 의해 제1, 제2 가용 도체(108, 109)가 용융되면, 용융 도체는, 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 응집된다. 제1, 제2 전극(104, 105)은 인접해서 형성되어 있기 때문에, 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 응집된 용융 도체가 결합하고, 이에 의해 제1, 제2 전극(104, 105)이 단락된다. 즉, 단락 소자(101)는, 스위치(120)의 양 단자 간이 단락된다(도 22의 (B)).
또한, 제1 발열 저항체(121)로의 통전은, 제1 가용 도체(108)가 용단됨으로써 제1, 제3 전극(104, 106) 사이가 차단되기 때문에, 정지되고, 제2 발열 저항체(122)에의 통전은, 제2 가용 도체(109)가 용단됨으로써, 제2, 제4 전극(105, 107) 사이가 차단되기 때문에, 정지된다.
[제2 가용 도체의 선 용융]
여기서, 단락 소자(101)는, 제2 가용 도체(109)가 제1 가용 도체(108)보다도 선행하여 용융되는 것이 바람직하다. 단락 소자(101)는, 제1 발열 저항체(121)와 제2 발열 저항체(122)가, 따로따로 발열되는 점에서, 통전의 타이밍으로서 제2 발열 저항체(122)를 먼저 발열시키고, 그 후에 제1 발열 저항체(121)를 발열시킴으로써, 도 24에 도시한 바와 같이, 용이하게 제2 가용 도체(109)를 제1 가용 도체(108)보다도 선행하여 용융시키고, 도 23의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 확실하게 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 용융 도체를 응집, 결합시켜서, 제1, 제2 전극(104, 105)을 단락시킬 수 있다.
또한, 단락 소자(101)는, 제2 가용 도체(109)를, 제1 가용 도체(108)보다도 폭 좁게 형성함으로써, 제2 가용 도체(109)를 제1 가용 도체(108)보다도 먼저 용단하도록 하여도 된다. 제2 가용 도체(109)를 폭 좁게 형성함으로써, 용단 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 제2 가용 도체(109)가 제1 가용 도체(108)보다도 선행하여 용융시킬 수 있다.
[전극 면적]
또한, 단락 소자(101)는, 제1 전극(104)의 면적을 제3 전극(106)보다도 넓게 하고, 제2 전극(105)의 면적을 제4 전극(107)보다도 넓게 하는 것이 바람직하다. 용융 도체의 유지량은, 전극 면적에 비례해서 커지기 때문에, 제1, 제2 전극(104, 105)의 면적을 제3, 제4 전극(106, 107)보다도 넓게 형성함으로써, 보다 많은 용융 도체를 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 응집시킬 수 있어, 제1, 제2 전극(104, 105) 사이를 확실하게 단락시킬 수 있다.
[단락 소자의 변형예]
또한, 단락 소자(101)는, 반드시, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)를 절연층(111)에 의해 피복할 필요는 없으며, 도 25에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 절연 기판(102)의 내부에 설치되어도 된다. 절연 기판(102)의 재료로서 열전도성이 우수한 것을 사용함으로써, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)는, 유리층 등의 절연층(111)을 개재한 경우와 동등하게 가열할 수 있다.
또한, 단락 소자(101)는, 도 26에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 절연 기판(102)의 제1 내지 제4 전극(104, 105, 106, 107)의 형성면과 반대의 이면에 설치되어도 된다. 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)를 절연 기판(102)의 이면에 형성함으로써, 절연 기판(102) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122) 위에는, 절연층(111)이 형성되면 저항체의 보호나 실장 시의 절연성 확보라는 의미에서 바람직하다.
또한, 단락 소자(101)는, 도 27에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 절연 기판(2)의 제1 내지 제4 전극(104, 105, 106, 107)의 형성면 위에 설치되어도 된다. 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)를 절연 기판(102)의 표면에 형성함으로써, 절연 기판(102) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122) 위에는, 절연층(111)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극(104) 또는 제2 전극(105) 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는 구성으로 하여도 된다. 여기서, 보호 저항은, 단락 소자에 접속하는 전자 부품의 내부 저항 상당의 저항값으로 하고, 발열 저항체(121, 122)의 저항값보다도 작게 한다. 즉, 전자 부품이 정상적으로 작동하고 있는 경우, 전류는 단락 소자측으로는 흐르지 않고 전자 부품측으로 흐른다.
또한, 본 발명이 적용된 단락 소자(101)는, 절연 기판(102)의 이면에 제1, 제2 전극(104, 105)과 스루홀을 통해 연속하는 외부 단자(112)를 설치하는 이외에도, 도 28의 (A), (B)에 도시한 단락 소자(130)와 같이, 절연 기판(102)의 제1, 제2 전극(104, 105)이 형성된 표면에, 제1 전극(104)과 연속하는 제1 외부 접속 전극(131), 제1 외부 접속 전극(131) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제1 외부 접속 단자(132), 제2 전극(105)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(133), 제2 외부 접속 전극(133) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제2 외부 접속 단자(134)를 형성하도록 하여도 된다.
제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)은, 단락 소자(130)와 단락 소자(130)가 내장되는 전자 기기의 회로를 접속하는 전극이며, 제1 외부 접속 전극(131)은 제1 전극(104)과 연속되고, 제2 외부 접속 전극(133)은 제2 전극(105)과 연속되어 있다.
제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성되고, 절연 기판(102)의 제1, 제2 전극(104, 105)의 형성면과 동일면에 형성되어 있다. 즉, 도 28에 도시한 단락 소자(130)는, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)가 설치되는 표면이 실장면으로 된다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)은, 제1, 제2 전극(104, 105)과 동시에 형성할 수 있다.
제1 외부 접속 전극(131) 위에는, 제1 외부 접속 단자(132)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 외부 접속 전극(133) 위에는, 제2 외부 접속 단자(134)가 설치되어 있다. 이들 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 전자 기기에 실장하기 위한 접속 단자이며, 예를 들어 금속 범프나, 금속 포스트를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 도 28의 (A)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(102) 위에 설치된 커버 부재(110)보다도 돌출된 높이를 갖고, 단락 소자(130)의 실장 대상물로 되는 기판측에 실장 가능하게 되어 있다.
또한, 단락 소자(130)의 제1 발열 저항체(121)는, 제1 발열체 인출 전극(123) 및 제1 저항체 단자부(121a)를 개재하여, 제1 저항체 접속 단자(121b)가 형성되어 있다. 또한, 단락 소자(130)의 제2 발열 저항체(122)는, 제2 발열체 인출 전극(124) 및 제2 저항체 단자부(122a)를 개재하여, 제2 저항체 접속 단자(122b)가 형성되어 있다. 제1, 제2 저항체 접속 단자(121b, 122b)는, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)와 마찬가지로, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성되고, 절연층(111)을 개재해서 상방으로 돌출되어 있다.
이와 같이, 단락 소자(130)는, 상기 단락 소자(101)와 같이 절연 기판(102)의 이면에 외부 단자(112)를 설치하여 제1, 제2 전극(104, 105)과 그 외부 단자(112)를 스루홀에 의해 접속하는 것이 아니라, 제1, 제2 전극(104, 105)과 동일 표면에, 외부 접속 전극(131, 133)을 개재해서 외부 접속 단자(132, 134)를 형성하고 있다. 그리고, 도 28의 (B)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(130)는, 제1 전극(104)과 제2 전극(105)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(132)와 제2 외부 접속 단자(134)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
이에 의해, 단락 소자(130)는, 제1, 제2 전극(104, 105)이 단락되어 바이패스 전류 경로를 구성했을 때에 있어서의 정격을 향상시켜서, 대전류에 대응할 수 있다. 즉, HEV나 EV 등의 동력원으로서 사용되는 리튬이온 이차 전지 등의 대전류 용도에 있어서는, 단락 소자의 정격의 더 한층의 향상이 요구되고 있다. 그리고, 가용 도체에 의해 단락된 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133) 사이의 도통 저항은 정격 향상에 대응할 수 있는 정도로 충분히 내릴 수 있다(예를 들어 0.4mΩ 미만).
그러나, 절연 기판(102)의 이면에 외부 단자(112)를 설치하고, 제1, 제2 전극(104, 105)과 그 외부 단자(112)를 스루홀에 의해 접속하는 단락 소자(101)에 있어서는, 제1, 제2 전극(104, 105)과 외부 단자(112) 사이의 도통 저항이 높아(예를 들어 0.5 내지 1.0mΩ), 스루홀 내에 도체를 충전했다고 하여도, 단락 소자 전체의 도통 저항을 내리는 데는 한계가 있다.
또한, 고저항의 제1, 제2 전극(104, 105)과 외부 단자(112)의 사이에 대전류를 흘림으로써 발열에 의한, 바이패스 전류 경로의 파괴나, 다른 주변 기기에의 열 영향도 우려된다.
이러한 점에서, 단락 소자(130)는, 제1, 제2 전극(104, 105)과 동일 표면에 외부 접속 단자(132, 134)를 설치하고 있다. 이 외부 접속 단자(132, 134)는, 외부 접속 전극(131, 133) 위에 설치하는 것이며, 형상이나 사이즈 등의 자유도가 높아, 도통 저항이 낮은 단자를 용이하게 설치할 수 있다. 이에 의해, 단락 소자(130)는, 제1 전극(104)과 제2 전극(105)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(132)와 제2 외부 접속 단자(134)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
따라서, 단락 소자(130)에 의하면, 단락 소자(101)의 구성에 있어서는 높아지는 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)으로부터 먼저 도통 저항을 용이하게 내릴 수 있어, 정격의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)로서는, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 포함하는 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 구성할 수 있다. 금속 범프나 금속 포스트의 형상은 구애받지 않는다. 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)의 저항값은 재료나 형상, 사이즈로부터 구할 수 있다. 일례로서, Cu 코어의 표면에 땜납을 코팅한 직육면체의 금속 포스트(Cu 코어: 0.6㎜×0.6㎜, 단면적 0.36㎟, 높이 1㎜, 비저항 17.2μΩ·㎜)를 사용한 경우, 그 1 단자의 Cu 코어부 저항값은 약 0.048mΩ이며, 땜납 코팅분을 고려하면 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)를 직렬 접속시킨 저항값이 0.096mΩ 미만으로 낮아, 단락 소자(130) 전체의 정격을 향상할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 단락 소자(130)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134) 사이에 걸치는 저항값으로부터 소자 전체의 전체 저항값을 구하고, 이 전체 저항값과 기지인 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)의 합성 저항과의 차로부터, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133) 사이의 도통 저항을 구할 수 있다. 또한, 단락 소자(130)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133) 사이의 저항을 측정하고, 단락 시에 있어서의 소자 전체의 전체 저항값과의 차로부터, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)의 합성 저항을 구할 수 있다.
또한, 도 29에 도시한 바와 같이, 단락 소자(130)는, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)을 직사각 형상으로 형성하는 등에 의해 넓게 설치하고, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)를 복수 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다. 그 밖에도, 단락 소자(130)는, 넓게 설치한 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)에 대직경의 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)를 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 코어로 되는 고융점 금속 (132a, 134a)의 표면에 저융점 금속층(132b, 134b)을 설치함으로써 형성하여도 된다. 저융점 금속층(132b, 134b)을 구성하는 금속으로서는, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 적합하게 사용할 수 있고, 고융점 금속(132a, 134a)으로서는, Cu나 Ag를 주성분으로 하는 합금 등을 적합하게 사용할 수 있다.
고융점 금속(132a, 134a)의 표면에 저융점 금속층(132b, 134b)을 설치함으로써, 단락 소자(130)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층 (132b, 134b)의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)로서 용융되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133)에 접속할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 고융점 금속(132a, 134a)에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성할 수 있으며, 또한 그 밖의 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써도 형성할 수 있다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성하는 외에도, 도전 도금층이나, 도전 페이스트를 도포함으로써 형성된 도전층에 의해 형성하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(132, 134)는, 단락 소자(130)가 실장되는 기판 등의 실장 대상물측에 미리 설치하고, 단락 소자가 실장된 실장체에 있어서, 제1, 제2 외부 접속 전극(131, 133), 또는 제1, 제2 전극(104, 105)과 접속되도록 하여도 된다.
[배터리 팩의 회로 구성]
계속해서, 단락 소자(101)를 내장한 전자 기기의 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 30은, 자동차나 전동 공구 등의 각종 전자 기기에 탑재되어 사용되는 리튬이온 배터리가 내장된 배터리 팩(140)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 도 30의 (A)에 도시한 바와 같이, 배터리 팩(140)은, 전류 경로 상에 복수의 배터리 셀(141)이 직렬로 접속됨으로써, 고전압, 대전류를 확보하고 있다. 또한, 배터리 팩(140)은, 각 배터리 셀(141)에, 그 배터리 셀(141)의 과충전 혹은 과방전 등의 이상 시에 전류 경로를 차단하는 보호 소자(142)가 접속되어 있다.
보호 소자(142)는, 도 31의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(144)과, 절연 기판(144)에 적층되고, 절연 부재(145)에 덮인 발열 저항체(146)와, 절연 기판(144)의 양단부에 형성된 전극[147(A1), 147(A2)]과, 절연 부재(145) 위에 발열 저항체(146)와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극(148)과, 양단부가 전극[147(A1), 147(A2)]에 각각 접속되고, 중앙부가 발열체 인출 전극(148)에 접속된 가용 도체(149)를 구비한다.
절연 기판(144)은, 전술한 절연 기판(102)과 마찬가지의 재료를 사용하여, 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 발열 저항체(146)는, 전술한 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)와 마찬가지의 재료를 사용하여, 마찬가지의 제법에 의해 형성된다. 보호 소자(142)는, 발열 저항체(146)를 덮도록 절연 부재(145)가 배치되고, 이 절연 부재(145)를 개재해서 발열 저항체(146)에 대향하도록 발열체 인출 전극(148)이 배치된다. 발열 저항체(146)의 열을 효율적으로 가용 도체(149)에 전달하기 위해서, 발열 저항체(146)와 절연 기판(144)의 사이에 절연 부재(145)를 적층하여도 된다. 발열체 인출 전극(148)의 일단부는, 발열체 전극[150(P1)]에 접속된다. 또한, 발열 저항체(146)의 타단부는, 다른 쪽의 발열체 전극[150(P2)]에 접속된다. 가용 도체(149)는, 전술한 제1, 제2 가용 도체(108, 109)와 동일한 것을 사용할 수 있다.
또한, 보호 소자(142)에 있어서도, 상기 단락 소자(101)와 마찬가지로, 가용 도체(149)의 산화 방지를 위해서, 가용 도체(149) 위의 거의 전체면에 플럭스를 도포하여도 된다. 또한, 보호 소자(142)는, 내부를 보호하기 위해서 커버 부재를 절연 기판(144) 위에 적재하여도 된다.
이상과 같은 보호 소자(142)는, 도 32에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자(142)는, 발열체 인출 전극(148)을 개재해서 직렬 접속된 가용 도체(149)와, 가용 도체(149)의 접속점을 개재해서 통전하여 발열시킴으로써 가용 도체(149)를 용융하는 발열 저항체(146)를 포함하는 회로 구성이다. 보호 소자(142)의 2개의 전극(147) 중, 한쪽은 A1에 접속되고, 다른 쪽은 A2에 접속된다. 또한, 발열체 인출 전극(148)과 이에 접속된 발열체 전극(150)은, P1에 접속되고, 다른 쪽의 발열체 전극(150)은, P2에 접속된다.
그리고, 보호 소자(142)는, 도 30의 (A)에 도시한 바와 같이, 리튬이온 이차 전지의 배터리 팩(140) 내의 회로에 사용된다. 배터리 팩(140)은, 직렬로 접속된 복수의 배터리 유닛(184)을 갖는다. 각 배터리 유닛(184)은, 배터리 셀(141)과, 보호 소자(142)와, 단락 소자(101)와, 보호 소자(142)의 동작을 제어하는 제1 전류 제어 소자(181)와, 단락 소자(101)의 동작을 제어하는 제2, 제3 전류 제어 소자(182, 183)와, 보호 저항(154)으로 구성된다.
또한, 배터리 팩(140)은, 배터리 유닛(184)과, 배터리 유닛(184)의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로(155)와, 각 배터리 유닛(184)의 배터리 셀(141)의 전압을 검출함과 함께, 보호 소자(142)나 단락 소자(101)의 동작을 제어하는 제1 내지 제3 전류 제어 소자(181 내지 183)에 이상 신호를 출력하는 검출 회로(156)를 구비한다.
각 배터리 유닛(184)은, 보호 소자(142)의 전극[147(A1)]이 배터리 셀(141)과 직렬로 접속되고, 전극[147(A2)]이 배터리 팩(140)의 충방전 전류 경로에 접속된다. 또한, 배터리 유닛(184)은, 단락 소자(101)의 제2 전극 단자부(105a)가 보호 소자(142)의 개방 단부와, 보호 저항(154)을 개재해서 접속되고, 제1 전극 단자부(104a)가 배터리 셀(141)의 개방 단부와 접속됨으로써, 보호 소자(142) 및 배터리 셀(141)과, 단락 소자(101)가 병렬로 접속되어 있다. 또한, 배터리 유닛(184)은, 보호 소자(142)의 발열체 전극[150(P2)]이 제1 전류 제어 소자(181)와 접속되고, 단락 소자(101)의 제1 저항체 단자부(121a)가 제2 전류 제어 소자(182)와 접속되고, 단락 소자(101)의 제2 저항체 단자부(122a)가 제3 전류 제어 소자(183)와 접속되어 있다.
검출 회로(156)는, 각 배터리 셀(141)과 접속되고, 각 배터리 셀(141)의 전압값을 검출하여, 각 전압값을 충방전 제어 회로(155)의 제어부(159)에 공급한다. 또한, 검출 회로(156)는, 배터리 셀(141)이 과충전 전압 혹은 과방전 전압이 되었을 때, 그 배터리 셀(141)을 갖는 배터리 유닛(184)의 제1 내지 제3 전류 제어 소자(181 내지 183)에 이상 신호를 출력한다.
제1 내지 제3 전류 제어 소자(181 내지 183)는, 예를 들어 FET에 의해 구성되어, 검출 회로(156)로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀(141)의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과한 전압이 되었을 때, 보호 소자(142) 및 단락 소자(101)를 동작시켜서, 배터리 유닛(184)의 충방전 전류 경로를 제3, 제4 전류 제어 소자(157, 158)의 스위치 동작에 의하지 않고 차단함과 함께, 단락 소자(101)의 스위치(120)를 단락시켜서, 그 배터리 유닛(184)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성하도록 제어한다.
이와 같은 배터리 팩(140)은, 정상 시에는, 단락 소자(101)의 스위치(120)가 단락되어 있지 않기 때문에, 도 30의 (A)에 도시한 바와 같이, 전류 E는 보호 소자(142) 및 배터리 셀(141) 측으로 흐른다.
배터리 셀(141)에 전압 이상 등이 검지되면, 검출 회로(156)로부터 제1 전류 제어 소자(181)로 이상 신호가 출력되고, 보호 소자(142)의 발열 저항체(146)가 발열된다. 도 30의 (B)에 도시한 바와 같이, 보호 소자(142)는, 발열 저항체(146)에 의해, 가용 도체(149)를 가열, 용융시킴으로써, 전극[147(A1), 147(A2)] 사이를 차단한다. 이에 의해, 이상한 배터리 셀(141)을 갖는 그 배터리 유닛(184)을, 배터리 팩(140)의 충방전 전류 경로 상에서 차단할 수 있다. 또한, 가용 도체(149)가 용단됨으로써, 발열 저항체(146)로의 급전은 정지된다.
계속해서, 배터리 팩(140)은, 검출 회로(156)에 의해 그 배터리 유닛(184)의 제2 전류 제어 소자(182)로도 이상 신호가 출력되고, 단락 소자(101)의 제1 발열 저항체(121)도 발열한다. 도 30의 (C)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(101)는, 제1 발열 저항체(121)에 의해 제1 가용 도체(108)를 가열, 용융시킴으로써, 제1 전극(104) 위에 용융 도체가 응집된다. 또한, 배터리 팩(140)은, 제2 전류 제어 소자(182)로의 출력에 이어서, 제3 전류 제어 소자(183)로 이상 신호를 출력하고, 제2 발열 저항체(122)를 발열시킨다. 단락 소자(101)는, 제2 발열 저항체(122)에 의해 제2 가용 도체(109)를 가열, 용융시킴으로써, 제2 전극(104) 위에 용융 도체가 응집된다.
이에 의해, 배터리 팩(140)은, 도 30의 (D)에 도시한 바와 같이, 스위치(120)의 제1 전극 단자부(104a) 및 제2 전극 단자부(105a)가 단락되고, 그 배터리 유닛(184)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)가 용단됨으로써, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)로의 급전은 정지된다.
또한, 보호 저항(154)은, 배터리 셀(141)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 용량으로 할 수 있다.
이와 같은 배터리 팩(140)에 의해서도, 하나의 배터리 유닛(184)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(184)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(184)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다.
[단락 소자(보호 저항 내장)]
또한, 단락 소자는, 미리 보호 저항을 내장시켜서 형성하여도 된다. 도 33은, 절연 기판(102) 위에 보호 저항(161)이 형성된 단락 소자(160)의 평면도이다. 단락 소자(160)는, 전술한 단락 소자(101)의 구성 외에, 제2 전극(105)과 접속된 보호 저항(161)이 형성되고, 이 보호 저항(161)을 개재해서 제2 전극 단자부(105a)가 형성되어 있다. 보호 저항(161)은, 전술한 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)와 동일한 재료를 사용하여, 동일한 프로세스에 의해 동시에 형성할 수 있다.
이와 같이 전자 기기나 배터리 팩에 있어서의 내부 저항이 결정되어 있는 경우, 미리 보호 저항(161)을 내장한 단락 소자(160)를 사용함으로써, 실장 등의 공정을 생력화할 수 있다.
도 34의 (A), (B)는 단락 소자(160)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 단락 소자(160)의 회로 구성은, 스위치(120)가 단락됨으로써, 제1 전극 단자부(104a)와 제2 전극 단자부(105a)가, 보호 저항(161)을 개재해서 접속된다. 즉, 단락 소자(160)의 회로 구성은, 제1, 제2 가용 도체(퓨즈: 108, 109)와, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 일단부에 접속된 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)와, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치(120)와, 스위치(120)의 단자 중 적어도 한쪽의 단자에 접속된 보호 저항(161)을 구비하고, 스위치(120)가, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 용단에 연동하여 단락되는 것이다.
또한, 단락 소자(160)에 있어서도, 절연 기판(102)의 이면에 외부 단자(112)를 설치하여 제1 전극 단자부(104a) 및 제2 전극 단자부(105a)와 그 외부 단자(112)를 스루홀에 의해 접속하는 이외에도, 전술한 단락 소자(130)와 마찬가지로, 절연 기판(102)의 제1, 제2 전극(104, 105)이 형성된 표면에, 제1 전극(104)과 연속하는 제1 외부 접속 전극(131), 제1 외부 접속 단자(132), 보호 저항(161)을 개재해서 제2 전극(105)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(133) 및 제2 외부 접속 단자(134)를 형성하도록 하여도 된다.
[배터리 팩의 회로 구성(보호 저항 내장)]
도 35는, 단락 소자(160)를 내장한 배터리 팩(170)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 배터리 팩(170)은, 단락 소자(160)를 사용한 점을 제외하고, 전술한 배터리 팩(140)과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 배터리 팩(170)의 회로 구성은, 전술한 단락 소자(160)와, 배터리 셀(141)과, 배터리 셀(141)의 전류 경로 상에 접속되고, 배터리 셀(141)의 이상 시에 그 배터리 셀(141)로의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자(142)와, 배터리 셀(141)의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 검출 회로(156)와, 검출 회로(156)의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1 내지 제3 전류 제어 소자(181, 182, 183)를 구비하고, 배터리 셀(141) 및 보호 소자(142)의 양단부와, 스위치(120)의 제1, 제2 가용 도체(108, 109)와의 접속 단자(104a) 및 보호 저항(161)의 개방 단자(105a)를 병렬로 접속하고, 제1, 제2 발열 저항체(121, 122)의 제1, 제2 저항체 단자부(121a, 122a)를 제2, 제3 전류 제어 소자(182, 183)에 접속하고, 보호 소자(142)의 전기 신호의 입력 단자로 되는 발열체 전극[150(P2)]을 제1 제어 소자(181)에 접속하고, 배터리 셀(141)의 이상 시에는, 검출 회로(156)로부터의 이상 신호를 받아서 제1 내지 제3 전류 제어 소자(181, 182, 183)가 동작하고, 보호 소자(142)에 의한 배터리 셀(141)의 전류 경로의 차단과, 제1, 제2 가용 도체(108, 109)의 용단에 연동한 스위치(120)의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 것이다. 배터리 팩(170)에 있어서, 각 배터리 유닛(184)에 설치된 단락 소자(160)의 보호 저항(161)은, 그 배터리 유닛(184)의 배터리 셀(141)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖는다.
이와 같은 배터리 팩(170)에 의하면, 하나의 배터리 유닛(184)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(184)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(184)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다. 이때, 배터리 팩(170)은, 보호 저항(161)이, 배터리 셀(141)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 용량으로 할 수 있다.
[배터리 팩의 회로 구성(제어 소자 공유)]
또한, 도 36에 도시한 단락 소자(160)를 내장한 배터리 팩(190)은, 제1 내지 제3 전류 제어 소자 중, 보호 소자(142)와 접속하는 전류 제어 소자와, 제1 저항체 단자부(121a)와 접속하는 전류 제어 소자를 공유로 한 것이다. 즉, 도 36에 도시한 바와 같이, 배터리 팩(190)은, 보호 소자(142)의 발열체 전극[150(P2)] 및 단락 소자(160)의 제1 저항체 단자부(121a)가 제1 전류 제어 소자(191)와 접속되고, 단락 소자(160)의 제2 저항체 단자부(122a)가 제2 전류 제어 소자(192)와 접속되어 있다. 제1, 제2 전류 제어 소자(191, 192)는, 검출 회로(156)와 접속되고, 검출 회로(156)에 의해 배터리 셀(141)의 과충전 전압 또는 과방전 전압이 검출되면, 이상 신호가 출력된다.
제1, 제2 전류 제어 소자(191, 192)는, 예를 들어 FET에 의해 구성되고, 검출 회로(156)로부터 출력되는 이상 신호에 의해, 배터리 셀(141)의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과한 전압이 되었을 때, 보호 소자(142) 및 단락 소자(160)를 동작시킨다.
이때 검출 회로(156)는, 우선 제1 전류 제어 소자(191)로 이상 신호를 출력하고, 계속해서, 제2 전류 제어 소자(192)로 이상 신호를 출력한다. 제1 전류 제어 소자(191)가 이상 신호를 수신하면, 보호 소자(142)의 발열 저항체(146) 및 단락 소자(160)의 제1 발열 저항체(121)에 통전하고, 발열시킨다. 이에 의해, 배터리 팩(190)은, 보호 소자(142)의 가용 도체(149)가 용단됨으로써 배터리 유닛(184)의 충방전 전류 경로를 차단함과 함께, 단락 소자(160)의 제1 가용 도체(108)가 용융된다. 계속해서, 제2 전류 제어 소자(192)가 이상 신호를 수신하면, 단락 소자(160)의 제2 발열 저항체(122)에 통전하고, 발열시킨다. 이에 의해, 배터리 팩(190)은, 단락 소자(160)의 제2 가용 도체(109)가 용융되고, 먼저 용융되어 있는 제1 가용 도체(108)와 결합하여, 제1, 제2 전극(104, 105) 위에 응집된다. 따라서, 단락 소자(160)는, 스위치(120)를 단락시켜서, 그 배터리 유닛(184)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성한다. 이러한 배터리 팩(190)에 의하면, 전류 제어 소자를 저감시킬 수 있어, 회로 구성을 단순화할 수 있다.
[제3 실시 형태]
[단락 소자]
계속해서, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 37의 (A)에 단락 소자(201)의 평면도, 및 도 37의 (B)에 단락 소자(201)의 단면도를 도시한다. 단락 소자(201)는, 절연 기판(202)과, 절연 기판(202)에 설치된 제1 발열 저항체(221) 및 제2 발열 저항체(222)와, 절연 기판(202)에, 서로 인접해서 설치된 제1 전극(204) 및 제2 전극[205(A1)]과, 제1 전극(204)과 인접해서 설치됨과 함께, 제1 발열 저항체(221)에 전기적으로 접속된 제3 전극(206)과, 제2 전극[205(A1)]과 인접해서 설치됨과 함께, 제2 발열 저항체(222)에 전기적으로 접속된 제4 전극[207(P1)]과, 제4 전극[207(P1)]에 인접해서 설치되는 제5 전극[231(A2)]과, 제1, 제3 전극(204, 206) 사이에 걸쳐 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 제1 발열 저항체(221)로부터의 가열에 의해, 제1, 제3 전극(204, 206) 사이의 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체(208)와, 제2 전극[205(A1)]으로부터 제4 전극[207(P1)]을 거쳐서 제5 전극[231(A2)]에 걸쳐 설치되고, 제2 발열 저항체(222)로부터의 가열에 의해, 제2, 제4, 제5 전극[205(A1), 207(P1), 231(A2)] 사이의 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체(209)를 구비한다. 그리고, 단락 소자(201)는, 절연 기판(202) 위에 내부를 보호하는 커버 부재(210)가 설치되어 있다.
절연 기판(202)은, 예를 들어 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 대략 사각형 형상으로 형성되어 있다. 절연 기판(202)은, 그 밖에도, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용하여도 되지만, 퓨즈 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다. 또한, 절연 기판(202)은, 이면에 외부 단자(212)가 형성되어 있다.
제1, 제2 발열 저항체(221, 222)는, 비교적 저항값이 높아 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이며, 예를 들어 W, Mo, Ru 등을 포함한다. 이들 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판(2) 위에 스크린 인쇄 기술을 이용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성한다.
또한, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)는, 절연 기판(202) 위에 있어서 절연층(211)에 피복되어 있다. 제1 발열 저항체(221)를 피복하는 절연층(211) 위에는, 제1, 제3 전극(204, 206)이 형성되고, 제2 발열 저항체(222)를 피복하는 절연층(211) 위에는, 제2, 제4, 제5 전극(205, 207, 231)이 형성되어 있다. 제1 전극(204)은, 일방측에 있어서 제2 전극(205)과 인접하여 형성됨과 함께, 절연되어 있다. 제1 전극(204)의 타방측에는 제3 전극(206)이 형성되어 있다. 제1 전극(204)과 제3 전극(206)은, 제1 가용 도체(208)가 접속됨으로써 도통되고, 단락 소자(201)의 전류 경로를 구성한다. 또한, 제1 전극(204)은, 절연 기판(202)의 측면을 향하는 제1 전극 단자부(204a)에 접속되어 있다. 제1 전극 단자부(204a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(202)의 이면에 설치된 외부 단자(212)와 접속되어 있다.
또한, 제3 전극(206)은, 절연 기판(202) 또는 절연층(211)에 설치된 제1 발열체 인출 전극(223)을 개재해서 제1 발열 저항체(221)와 접속되어 있다. 또한, 제1 발열 저항체(221)는, 제1 발열체 인출 전극(223)을 개재하여, 절연 기판(202)의 측연부를 향하는 제1 저항체 단자부(221a)에 접속되어 있다. 제1 저항체 단자부(221a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(202)의 이면에 설치된 외부 단자(212)와 접속되어 있다.
제2 전극[205(A1)]의 제1 전극(204)과 인접하는 일방측과 반대의 타방측에는, 제4 전극[207(P1)]이 형성되어 있다. 또한, 제4 전극[207(P1)]의 제2 전극[205(A1)]과 인접하는 일방측과 반대의 타방측에는, 제5 전극[231(A2)]이 형성되어 있다. 제2 전극[205(A1)], 제4 전극[207(P1)] 및 제5 전극[231(A2)]은 제2 가용 도체(209)와 접속되어 있다. 또한, 제2 전극[205(A1)]은 절연 기판(202)의 측면을 향하는 제2 전극 단자부(205a)에 접속되어 있다. 제2 전극 단자부(205a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(202)의 이면에 설치된 외부 단자(212)와 접속되어 있다.
또한, 제4 전극[207(P1)]은 절연 기판(202) 혹은 절연층(211)에 설치된 제2 발열체 인출 전극(224)을 개재해서 제2 발열 저항체(222)와 접속되어 있다. 또한, 제2 발열 저항체(222)는, 제2 발열체 인출 전극(224)을 개재하여, 절연 기판(202)의 측연부를 향하는 제2 저항체 단자부[222a(P2)]에 접속되어 있다. 제2 저항체 단자부[222a(P2)]는 스루홀을 통하여, 절연 기판(202)의 이면에 설치된 외부 단자(212)와 접속되어 있다.
또한, 제5 전극[231(A2)]은 절연 기판(202)의 측면을 향하는 제5 전극 단자부(231a)에 접속되어 있다. 제5 전극 단자부(231a)는, 스루홀을 통해 절연 기판(202)의 이면에 설치된 외부 단자(212)와 접속되어 있다.
또한, 제1 내지 제5 전극(204, 205, 206, 207, 231)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성할 수 있지만, 적어도 제1, 제2 전극(204, 205)의 표면 위에는, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 피막이, 공지된 도금 처리에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 전극(204, 205)의 산화를 방지하고, 용융 도체를 확실하게 유지시킬 수 있다. 또한, 단락 소자(201)를 리플로우 실장하는 경우에, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)를 접속하는 땜납 혹은 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 외층을 형성하는 저융점 금속이 용융됨으로써 제1, 제2 전극(204, 205)을 용식(땜납 잠식)해서 절단하는 것을 방지할 수 있다.
[가용 도체]
제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)의 발열에 의해 신속하게 용단되는 저융점 금속을 포함하고, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하여도 된다. 저융점 금속으로서는, Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로서는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 단락 소자(201)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)로서 용단하는 데 이르지 않는다. 이러한 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 고융점 금속에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성하여도 되며, 다른 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써 형성하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1 및 제3 전극(204, 206), 또는 제2, 제4 및 제5 전극(205, 207, 231)에, 땜납 접속할 수 있다.
제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 내층을 저융점 금속으로 하고, 외층을 고융점 금속으로 하여도 된다. 내층의 저융점 금속층의 전체 표면을 외층의 고융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 리플로우 온도보다도 융점이 낮은 저융점 금속을 사용한 경우에도, 리플로우 실장 시에, 내층의 저융점 금속의 외부에의 유출을 억제할 수 있다. 또한, 용단 시에도, 내층의 저융점 금속이 용융됨으로써, 외층의 고융점 금속을 용식(땜납 잠식)하고, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 내층을 고융점 금속으로 하고, 외층을 저융점 금속으로 하는 피복 구조로 하여도 된다. 내층의 고융점 금속층의 전체 표면을 외층의 저융점 금속층으로 피복한 가용 도체를 사용함으로써, 외층의 저융점 금속층을 개재해서 전극 위에 접속할 수 있고, 또한 용단 시에도, 저융점 금속층이 신속하게 용융되어 고융점 금속을 용식하기 때문에, 신속하게 용단할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 적층된 적층 구조로 하여도 된다. 또한, 저융점 금속층과, 고융점 금속층이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조로 하여도 된다. 또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 내층을 구성하는 저융점 금속층의 표면을 고융점 금속층으로 스트라이프 형상으로 부분적으로 적층하여도 된다. 이 구조에 의해서도, 저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용식에 의한 단시간에의 용단을 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속으로 구성하여도 된다. 이에 의해, 용융되는 저융점 금속층에 접하는 고융점 금속층의 면적이 증대되므로, 보다 단시간에 저융점 금속층이 고융점 금속층을 용식할 수 있게 된다. 따라서, 보다 신속하고, 또한 확실하게 가용 도체를 용단시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 고융점 금속의 체적보다도 저융점 금속의 체적을 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)는, 효과적으로 고융점 금속층의 용식에 의한 단시간에의 용단을 행할 수 있다.
또한, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 산화 방지, 및 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 용융 시에 있어서의 습윤성을 향상시키기 위해서, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 위에는 플럭스(215)가 도포되어 있다.
단락 소자(201)는, 절연 기판(202)이 커버 부재(210)에 덮임으로써 그 내부가 보호되어 있다. 커버 부재(210)는, 단락 소자(201)의 측면을 구성하는 측벽(216)과, 단락 소자(201)의 상면을 구성하는 천장면부(217)를 갖고, 측벽(216)이 절연 기판(202) 위에 접속됨으로써, 단락 소자(201)의 내부를 폐색하는 덮개체로 된다. 이 커버 부재(210)는, 상기 절연 기판(202)과 마찬가지로, 예를 들어 열 가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용해서 형성되어 있다.
또한, 커버 부재(210)는, 천장면부(217)의 내면측에, 커버부 전극(218)이 형성되어 있어도 된다. 커버부 전극(218)은, 제1, 제2 전극(204, 205)과 중첩되는 위치에 형성되어 있다. 이 커버부 전극(218)은, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)가 발열하여, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)가 용융되면, 제1, 제2 전극(204, 205) 위에 응집된 용융 도체가 접촉해서 번짐으로써, 용융 도체를 유지하는 허용량을 증가시킬 수 있다.
[단락 소자 회로]
이상과 같은 단락 소자(201)는, 도 38에 도시한 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 단락 소자(201)는, 제1 전극(204)과 제2 전극(205)이, 정상 시에는 절연되고, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)의 발열에 의해 제1, 제2 가용 도체(208, 209)가 용융되면, 그 용융 도체를 개재해서 단락되는 스위치(220)를 구성한다. 그리고, 제1 전극 단자부(204a)와 제2 전극 단자부(205a)는, 스위치(220)의 양 단자를 구성한다.
또한, 제1 가용 도체(208)는, 제3 전극(206) 및 제1 발열체 인출 전극(223)을 개재해서 제1 발열 저항체(221)와 접속되어 있다. 제2 가용 도체(209)는, 제4 전극[207(P1)] 및 제2 발열체 인출 전극(224)을 개재해서 제2 발열 저항체(222) 및 제2 저항체 단자부[222a(P2)]와 접속되어 있다. 즉, 제2 가용 도체(209)가 접속되는 제2 전극[205(A1)], 제4 전극[207(P1)] 및 제5 전극[231(A2)]은 보호 소자로서 기능한다.
그리고, 단락 소자(201)는, 제2 저항체 단자부[222a(P2)]로부터 통전되면, 도 39에 도시한 바와 같이, 제2 발열 저항체(222)가 발열하고, 제2 가용 도체(209)를 용융시킴으로써, 제4 전극[207(P1)]을 개재해서 접속되어 있는 제2 전극[205(A1)]과 제5 전극[231(A2)]에 걸치는 전류 경로를 차단한다. 또한, 단락 소자(201)은, 제1 저항체 단자부(221a)로부터 통전되면, 제1 발열 저항체(221)가 발열하여, 제1 가용 도체(208)를 용융시킨다. 이에 의해, 단락 소자(201)는, 도 40에 도시한 바와 같이, 제1 전극(204)과 제2 전극(205)에 응집된 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 용융 도체가 결합함으로써, 절연되어 있던 제1 전극(204)과 제2 전극(205)을 단락시키는, 즉 스위치(220)를 단락시킬 수 있다.
또한, 제1 발열 저항체(221)로의 통전은, 제1 가용 도체(208)가 용단됨으로써 제1, 제3 전극(204, 206) 사이가 차단되기 때문에, 정지되고, 제2 발열 저항체(222)로의 통전은, 제2 가용 도체(209)가 용단됨으로써, 제2, 제4 전극(205, 207) 사이 및 제4, 제5 전극(207, 231) 사이가 차단되기 때문에, 정지된다.
[제2 가용 도체의 선 용융]
여기서, 단락 소자(201)는, 제2 가용 도체(209)가 제1 가용 도체(208)보다도 선행하여 용융되는 것이 바람직하다. 단락 소자(201)는, 제1 발열 저항체(221)와 제2 발열 저항체(222)가, 따로따로 발열되는 점에서, 통전의 타이밍으로서 제2 발열 저항체(222)를 먼저 발열시키고, 그 후에 제1 발열 저항체(221)를 발열시킴으로써, 도 39에 도시한 바와 같이, 용이하게 제2 가용 도체(209)를 제1 가용 도체(208)보다도 선행하여 용융시키고, 도 40에 도시한 바와 같이, 확실하게 제1, 제2 전극(204, 205) 위에 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 용융 도체를 응집, 결합시켜서, 제1, 제2 전극(204, 205)을 단락시킬 수 있다.
또한, 단락 소자(201)는, 제2 가용 도체(209)를, 제1 가용 도체(208)보다도 폭 좁게 형성함으로써, 제2 가용 도체(209)를 제1 가용 도체(208)보다도 먼저 용단하게 하여도 된다. 제2 가용 도체(209)를 폭 좁게 형성함으로써, 용단 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 제2 가용 도체(209)를 제1 가용 도체(208)보다도 선행하여 용융시킬 수 있다.
[전극 면적]
또한, 단락 소자(201)는, 제1 전극(204)의 면적을 제3 전극(206)보다도 넓게 하고, 제2 전극(205)의 면적을 제4, 제5 전극(207, 231)보다도 넓게 하는 것이 바람직하다. 용융 도체의 유지량은, 전극 면적에 비례해서 많아지기 때문에, 제1, 제2 전극(204, 205)의 면적을 제3, 제4, 제5 전극(206, 207, 231)보다도 넓게 형성함으로써, 보다 많은 용융 도체를 제1, 제2 전극(204, 205) 위에 응집시킬 수 있어, 제1, 제2 전극(204, 205) 사이를 확실하게 단락시킬 수 있다.
[단락 소자의 변형예]
또한, 단락 소자(201)는, 반드시, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)를 절연층(211)에 의해 피복할 필요는 없으며, 도 41에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)가 절연 기판(202)의 내부에 설치되어도 된다. 절연 기판(202)의 재료로서 열전도성이 우수한 것을 사용함으로써, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)는, 유리층 등의 절연층(211)을 개재한 경우와 동등하게 가열할 수 있다.
또한, 단락 소자(201)는, 도 42에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)가 절연 기판(202)의 제1 내지 제5 전극(204, 205, 206, 207, 231)의 형성면과 반대의 이면에 설치되어도 된다. 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)를 절연 기판(202)의 이면에 형성함으로써, 절연 기판(202) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222) 위에는, 절연층(211)이 형성되면 저항체의 보호나 실장 시의 절연성 확보라는 의미에서 바람직하다.
또한, 단락 소자(201)는, 도 43에 도시한 바와 같이, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)가 절연 기판(2)의 제1 내지 제5 전극(204, 205, 206, 207, 231)의 형성면 위에 설치되어도 된다. 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)를 절연 기판(202)의 표면에 형성함으로써, 절연 기판(202) 내에 형성하는 것보다도 간이한 공정으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 제1, 제2 발열 저항체(221, 222) 위에는, 절연층(211)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 전극(204) 또는 제2 전극(205) 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는 구성으로 하여도 된다. 여기서, 보호 저항은, 단락 소자에 접속하는 전자 부품의 내부 저항 상당의 저항값으로 하고, 제1 또는 제2 발열 저항체(221, 222)의 저항값보다도 작게 한다. 즉, 전자 부품이 정상적으로 작동하고 있는 경우, 전류는 단락 소자측으로는 흐르지 않고 전자 부품 측으로 흐른다.
또한, 본 발명이 적용된 단락 소자는, 절연 기판(202)의 이면에 제1, 제2 전극(204, 205)과 스루홀을 통해 연속하는 외부 단자(212)를 설치하는 이외에도, 도 44의 (A), (B)에 도시한 단락 소자(233)와 같이, 절연 기판(202)의 제1, 제2 전극(204, 205)이 형성된 표면에, 제1 전극(204)과 연속하는 제1 외부 접속 전극 (234), 제1 외부 접속 전극(234) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제1 외부 접속 단자(235), 제2 전극(205)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(236), 제2 외부 접속 전극(236) 위에 설치된 1개 또는 복수 개로 이루어지는 제2 외부 접속 단자(237)를 형성하도록 하여도 된다.
제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)은, 단락 소자(233)와 단락 소자(233)가 내장되는 전자 기기의 회로를 접속하는 전극이며, 제1 외부 접속 전극(234)은 제1 전극(204)과 연속되고, 제2 외부 접속 전극(236)은 제2 전극(205)과 연속되어 있다.
제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)은, Cu나 Ag 등의 일반적인 전극 재료를 사용해서 형성되고, 절연 기판(202)의 제1, 제2 전극(204, 205)의 형성면과 동일면에 형성되어 있다. 즉, 도 44에 도시한 단락 소자(233)는, 제1, 제2 가용 도체(208, 209)가 설치되는 표면이 실장면이 된다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)은, 제1, 제2 전극(204, 205)과 동시에 형성할 수 있다.
제1 외부 접속 전극(234) 위에는, 제1 외부 접속 단자(235)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 외부 접속 전극(236) 위에는, 제2 외부 접속 단자(237)가 설치되어 있다. 이들 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 전자 기기에 실장하기 위한 접속 단자이며, 예를 들어 금속 범프나, 금속 포스트를 사용해서 형성되어 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 도 44의 (A)에 도시한 바와 같이, 절연 기판(202) 위에 설치된 커버 부재(210)보다도 돌출된 높이를 갖고, 단락 소자(233)의 실장 대상물이 되는 기판측에 실장 가능하게 되어 있다.
또한, 단락 소자(233)의 제1 발열 저항체(221)는, 제1 발열체 인출 전극(223) 및 제1 저항체 단자부(221a)를 개재하여, 제1 저항체 접속 단자(221b)가 형성되어 있다. 또한, 단락 소자(233)의 제2 발열 저항체(222)는, 제2 발열체 인출 전극(224) 및 제2 저항체 단자부(222a)를 개재하여, 제2 저항체 접속 단자(222b)가 형성되어 있다. 또한, 제5 전극(231)은, 제5 전극 단자부(231a) 위에 제3 외부 접속 단자(231b)가 형성되어 있다. 제1, 제2 저항체 접속 단자(221b, 222b) 및 제3 외부 접속 단자(231b)는, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)와 마찬가지로, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성되고, 절연층(211)을 개재하여 상방으로 돌출되어 있다.
이와 같이, 단락 소자(233)는, 상기 단락 소자(201)와 같이 절연 기판(202)의 이면에 외부 단자(212)를 설치해서 제1, 제2 전극(204, 205)과 그 외부 단자(212)를 스루홀에 의해 접속하는 것이 아니라, 제1, 제2 전극(204, 205)과 동일 표면에, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)을 개재하여 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)를 형성하고 있다. 그리고, 도 44의 (B)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(233)는, 제1 전극(204)과 제2 전극(205)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(235)와 제2 외부 접속 단자(237)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
이에 의해, 단락 소자(233)는, 제1, 제2 전극(204, 205)이 단락되어 바이패스 전류 경로를 구성했을 때에 있어서의 정격을 향상시켜서, 대전류에 대응할 수 있다. 즉, HEV나 EV 등의 동력원으로서 사용되는 리튬이온 이차 전지 등의 대전류 용도에 있어서는, 단락 소자의 정격의 더 한층의 향상이 요구되고 있다. 그리고, 가용 도체에 의해 단락된 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236) 사이의 도통 저항은 정격 향상에 대응할 수 있을 정도로 충분히 내릴 수 있다(예를 들어 0.4mΩ 미만).
그러나, 절연 기판(202)의 이면에 외부 단자(212)를 설치하고, 제1, 제2 전극(204, 205)과 그 외부 단자(212)를 스루홀에 의해 접속하는 단락 소자(201)에 있어서는, 제1, 제2 전극(204, 205)과 외부 단자(212) 사이의 도통 저항이 높아(예를 들어 0.5 내지 1.0mΩ), 스루홀 내에 도체를 충전했다고 해도, 단락 소자 전체의 도통 저항을 내리는 데는 한계가 있다.
또한, 고저항의 제1, 제2 전극(204, 205)과 외부 단자(212)의 사이에 대전류를 흘림으로써 발열에 의해, 바이패스 전류 경로의 파괴나, 다른 주변 기기에의 열 영향도 우려된다.
이러한 점에서, 단락 소자(233)는, 제1, 제2 전극(204, 205)과 동일 표면에 외부 접속 단자(235, 237)를 설치하고 있다. 이 외부 접속 단자(235, 237)는, 외부 접속 전극(234, 236) 위에 설치하는 것이며, 형상이나 사이즈 등의 자유도가 높고, 도통 저항이 낮은 단자를 용이하게 설치할 수 있다. 이에 의해, 단락 소자(233)는, 제1 전극(204)과 제2 전극(205)이 단락되었을 때의, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236) 사이의 도통 저항보다도, 제1 외부 접속 단자(235)와 제2 외부 접속 단자(237)의 합성 저항이 낮게 구성되어 있다.
따라서, 단락 소자(233)에 의하면, 단락 소자(201)의 구성에 있어서는 높아지는 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)으로부터 먼저 도통 저항을 용이하게 내릴 수 있어, 정격의 비약적인 향상을 도모할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(232, 234)로서는, 예를 들어 Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납을 포함하는 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 구성할 수 있다. 금속 범프나 금속 포스트의 형상은 구애받지 않는다. 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)의 저항값은 재료나 형상, 사이즈로부터 구할 수 있다. 일례로서, Cu 코어의 표면에 땜납을 코팅한 직육면체의 금속 포스트(Cu 코어: 0.6㎜×0.6㎜, 단면적 0.36㎟, 높이 1㎜, 비저항 17.2μΩ·㎜)를 사용한 경우, 그 1 단자의 Cu 코어부 저항값은 약 0.048mΩ이며, 땜납 코팅분을 고려하면 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)를 직렬 접속시킨 저항값이 0.096mΩ 미만으로 낮아, 단락 소자(233) 전체의 정격을 향상할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 단락 소자(233)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237) 사이에 걸치는 저항값으로부터 소자 전체의 전체 저항값을 구하고, 이 전체 저항값과 기지의 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)의 합성 저항과의 차로부터, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236) 사이의 도통 저항을 구할 수 있다. 또한, 단락 소자(233)는, 단락 시에 있어서의 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236) 사이의 저항을 측정하고, 단락 시에 있어서의 소자 전체의 전체 저항값과의 차로부터, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)의 합성 저항을 구할 수 있다.
또한, 도 45에 도시한 바와 같이, 단락 소자(233)는, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)을 직사각 형상으로 형성하는 등에 의해 넓게 설치하고, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)를 복수 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다. 그 밖에도, 단락 소자(233)는, 넓게 설치한 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)에 대직경의 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)를 설치함으로써 도통 저항을 내리도록 하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 코어로 되는 고융점 금속 (235a, 237a)의 표면에 저융점 금속층(235b, 237b)을 설치함으로써 형성하여도 된다. 저융점 금속층(235b, 237b)을 구성하는 금속으로서는, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 적합하게 사용할 수 있고, 고융점 금속(235a, 237a)으로서는, Cu나 Ag를 주성분으로 하는 합금 등을 적합하게 사용할 수 있다.
고융점 금속(235a, 237a)의 표면에 저융점 금속층(235b, 237b)을 설치함으로써, 단락 소자(233)를 리플로우 실장하는 경우에, 리플로우 온도가 저융점 금속층 (235b, 237b)의 용융 온도를 초과하여, 저융점 금속이 용융되어도, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)로서 용융되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 외층을 구성하는 저융점 금속을 사용하여, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236)에 접속할 수 있다.
제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 고융점 금속(235a, 237a)에 저융점 금속을 도금 기술을 이용하여 성막함으로써 형성할 수 있으며, 또한 그 밖의 주지의 적층 기술, 막 형성 기술을 이용함으로써도 형성할 수 있다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 금속 범프나 금속 포스트를 사용해서 형성하는 것 외에도, 도전 도금층이나, 도전 페이스트를 도포함으로써 형성된 도전층에 의해 형성하여도 된다.
또한, 제1, 제2 외부 접속 단자(235, 237)는, 단락 소자(233)가 실장되는 기판 등의 실장 대상물 측에 미리 설치하고, 단락 소자가 실장된 실장체에 있어서, 제1, 제2 외부 접속 전극(234, 236), 혹은 제1, 제2 전극(204, 205)과 접속되도록 하여도 된다.
[배터리 팩의 회로 구성]
계속해서, 단락 소자(201)를 내장한 전자 기기의 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 46은, 자동차나 전동 공구 등의 각종 전자 기기에 탑재되어 사용되는 리튬이온 배터리가 내장된 배터리 팩(240)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 도 46의 (A)에 도시한 바와 같이, 배터리 팩(240)은, 배터리 셀(241)과, 단락 소자(201)와, 단락 소자(201)의 동작을 제어하는 제1, 제2 전류 제어 소자(261, 262)와, 보호 저항(254)으로 구성되는 배터리 유닛(263)을 복수 구비하고, 이들 복수의 배터리 유닛(263)이 직렬로 접속되어 있다.
그 밖에, 배터리 팩(240)은, 배터리 유닛(263)과, 배터리 유닛(263)의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로(255)와, 각 배터리 유닛(263)의 배터리 셀(241)의 전압을 검출함과 함께, 단락 소자(201)의 동작을 제어하는 제1, 제2 전류 제어 소자(261, 262)에 이상 신호를 출력하는 검출 회로(256)를 구비한다. 충방전 제어 회로(255)는, 배터리 유닛(263)으로부터 충전 장치에 흐르는 전류 경로에 직렬 접속된 제3, 제4 전류 제어 소자(257, 258)와, 이 전류 제어 소자(257, 258)의 동작을 제어하는 제어부(259)를 구비한다.
각 배터리 유닛(263)은, 단락 소자(201)의 제2 전극[205(A1)]의 제2 전극 단자부(205a)가 배터리 팩(240)의 충방전 전류 경로와 접속되고, 제5 전극[231(A2)]의 제5 전극 단자부(231a)가 배터리 셀(41)에 접속됨으로써, 단락 소자(201)가 배터리 셀(241)과 직렬로 접속되어 있다. 또한, 배터리 유닛(263)은, 제2 발열 저항체(222)가 제2 저항체 단자부[222a(P2)]를 개재해서 제1 전류 제어 소자(261)에 접속되어 있다.
또한, 배터리 유닛(263)은, 제1 전극(204)의 제1 전극 단자부(204a)가 보호 저항(254)을 개재해서 배터리 셀(241)의 개방 단부와 접속됨으로써, 스위치(220)가 배터리 셀(241)의 충방전 전류 경로로부터 바이패스되어 있다. 또한, 배터리 유닛(263)은, 제1 발열 저항체(221)가 제1 저항체 단자부(221a)를 개재해서 제2 전류 제어 소자(262)에 접속되어 있다.
검출 회로(256)는, 각 배터리 셀(241)과 접속되고, 각 배터리 셀(241)의 전압값을 검출하고, 배터리 셀(241)이 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때, 그 배터리 셀(241)을 갖는 배터리 유닛(263)의 제1, 제2 전류 제어 소자(261, 262)에 이상 신호를 출력한다.
제1, 제2 전류 제어 소자(261, 262)는, 예를 들어 FET에 의해 구성되고, 검출 회로(256)로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀(241)의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과한 전압이 되었을 때, 단락 소자(201)를 동작시키고, 배터리 유닛(263)의 충방전 전류 경로를 제3, 제4 전류 제어 소자(257, 258)의 스위치 동작에 의하지 않고 차단함과 함께, 단락 소자(201)의 스위치(220)를 단락시켜서, 그 배터리 유닛(263)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성하도록 제어한다.
이와 같은 배터리 팩(240)은, 정상 시에는, 도 46의 (A)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(201)의 스위치(220)가 단락되어 있지 않기 때문에, 전류는 제2 가용 도체(209)를 통해서 배터리 셀(241) 측으로 흐른다.
배터리 셀(241)에 전압 이상 등이 검지되면, 검출 회로(256)로부터 제1 전류 제어 소자(261)에 이상 신호가 출력되고, 단락 소자(201)의 제2 발열 저항체(222)가 발열된다. 도 46의 (B)에 도시한 바와 같이, 단락 소자(201)는, 제2 발열 저항체(222)에 의해, 제2 가용 도체(209)를 가열, 용융시킴으로써, 제2 전극[205(A1)]과 제4 전극[207(P1)]의 사이, 및 제4 전극[207(P1)]과 제5 전극[231(A2)]의 사이를 차단한다. 이에 의해, 도 46의 (B)에 도시한 바와 같이, 이상한 배터리 셀(241)을 갖는 그 배터리 유닛(263)을, 배터리 팩(240)의 충방전 전류 경로 상에서 차단할 수 있다. 또한, 제2 가용 도체(209)가 용단됨으로써, 제2 발열 저항체(222)로의 급전은 정지된다.
계속해서, 배터리 팩(240)은, 검출 회로(256)에 의해 제1 전류 제어 소자(261)에 조금 늦게 그 배터리 유닛(263)의 제2 전류 제어 소자(262)에도 이상 신호가 출력되고, 단락 소자(201)의 제1 발열 저항체(221)도 발열한다. 단락 소자(201)는, 제1 발열 저항체(221)에 의해 제1 가용 도체(208)를 가열, 용융시킴으로써, 제1 전극(204)과 제2 전극(205)에 응집된 제1, 제2 가용 도체(208, 209)의 용융 도체가 결합된다. 이에 의해, 절연되어 있던 제1 전극(204)과 제2 전극(205)이 단락되고, 스위치(220)의 제1 전극 단자부(204a) 및 제2 전극 단자부(205a)가 단락된다. 이에 의해, 단락 소자(201)는, 도 46의 (C)에 도시한 바와 같이, 그 배터리 유닛(263)을 바이패스하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다. 또한, 제1 가용 도체(208)가 용단됨으로써, 제1 발열 저항체(221)로의 급전은 정지된다.
또한, 보호 저항(254)은, 배터리 셀(241)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 용량으로 할 수 있다.
이와 같은 배터리 팩(240)에 의하면, 하나의 배터리 유닛(263)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(263)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(263)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다.
[단락 소자(보호 저항 내장)]
또한, 단락 소자는, 미리 보호 저항을 내장시켜서 형성하여도 된다. 도 47은, 절연 기판(202) 위에 보호 저항(271)이 형성된 단락 소자(270)의 평면도이다. 단락 소자(270)는, 전술한 단락 소자(201)의 구성 외에, 제1 전극(204)과 접속된 보호 저항(271)이 형성되고, 이 보호 저항(271)을 개재해서 제1 전극 단자부(204a)가 형성되어 있다. 보호 저항(271)은, 전술한 제1, 제2 발열 저항체(221, 222)와 동일한 재료를 사용하여, 동일한 프로세스에 의해 동시에 형성할 수 있다.
이와 같이 전자 기기나 배터리 팩에 있어서의 내부 저항이 결정되어 있는 경우, 미리 보호 저항(271)을 내장한 단락 소자(270)를 사용함으로써, 실장 등의 공정을 생력화할 수 있다.
도 48은, 단락 소자(270)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 단락 소자(270)의 회로 구성은, 스위치(220)가 단락됨으로써, 제1 전극 단자부(204a)와 제2 전극 단자부(205a)가, 보호 저항(271)을 개재해서 접속된다. 즉, 단락 소자(270)의 회로 구성은, 제1 가용 도체(퓨즈: 208)와, 제1 가용 도체(208)의 일단부에 접속된 제1 발열 저항체(221)와, 제1 가용 도체(208)의 제1 발열 저항체(221)가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치(220)와, 스위치(220)의 단자 중 적어도 한쪽의 단자에 접속된 보호 저항(271)을 구비하고, 스위치(220)가, 제1 가용 도체(208)의 용단에 연동하여 단락되는 것이다.
또한, 단락 소자(270)에 있어서도, 절연 기판(202)의 이면에 외부 단자(212)를 설치해서 제1 전극 단자부(204a) 및 제2 전극 단자부(205a)와 그 외부 단자(212)를 스루홀에 의해 접속하는 이외에도, 전술한 단락 소자(233)와 마찬가지로, 절연 기판(202)의 제1, 제2 전극(204, 205)이 형성된 표면에, 보호 저항(271)을 개재해서 제1 전극(204)과 연속하는 제1 외부 접속 전극(234), 제1 외부 접속 단자(235), 제2 전극(205)과 연속하는 제2 외부 접속 전극(236), 및 제2 외부 접속 단자(237)를 형성하도록 하여도 된다.
[배터리 팩의 회로 구성(보호 저항 내장)]
도 49는, 단락 소자(270)를 내장한 배터리 팩(280)의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 배터리 팩(280)은, 단락 소자(201) 대신에 단락 소자(270)를 사용한 점을 제외하고, 전술한 배터리 팩(240)과 동일한 구성을 갖는다. 즉, 배터리 팩(280)은, 배터리 셀(241)과, 단락 소자(270)와, 단락 소자(270)의 동작을 제어하는 제1, 제2 전류 제어 소자(261, 262)로 구성되는 배터리 유닛(273)을 복수 구비하고, 이들 복수의 배터리 유닛(273)이 직렬로 접속되어 있다. 배터리 팩(280)에 있어서, 각 배터리 유닛에 설치된 단락 소자(270)의 보호 저항(271)은, 그 배터리 유닛(273)의 배터리 셀(241)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 갖는다.
이와 같은 배터리 팩(280)에 의하면, 하나의 배터리 유닛(273)에 이상이 일어난 경우에도, 그 배터리 유닛(273)을 우회하는 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있어, 나머지의 정상적인 배터리 유닛(273)에 의해 충방전 기능을 유지할 수 있다. 이때, 배터리 팩(280)은, 보호 저항(271)이, 배터리 셀(241)의 내부 저항과 거의 동일한 저항값을 가짐으로써, 바이패스 전류 경로 상에 있어서도, 정상 시와 동일한 전류 용량으로 할 수 있다.
1: 단락 소자
2: 절연 기판
3: 발열 저항체
3a: 저항체 단자부
3b: 저항체 접속 단자
4: 제1 전극
4a: 제1 전극 단자부
5: 제2 전극
5a: 제2 전극 단자부
6: 제3 전극
7: 제4 전극
8: 제1 가용 도체
9: 제2 가용 도체
10: 커버 부재
11: 절연층
12: 외부 단자
13: 발열체 인출 전극
15: 플럭스
18: 커버부 전극
20: 스위치
21: 제1 외부 접속 전극
22: 제1 외부 접속 단자
23: 제2 외부 접속 전극
24: 제2 외부 접속 단자
25: 단락 소자
30: LED 조명 장치
31: 발광 다이오드
32: LED 유닛
34: 보호 저항
40: 배터리 팩
41: 배터리 셀
42: 보호 소자
44: 절연 기판
45: 절연 부재
46: 발열 저항체
47: 전극
48: 발열체 인출 전극
49: 가용 도체
50: 발열체 전극
51: 배터리 유닛
52: 제1 전류 제어 소자
53: 제2 전류 제어 소자
54: 보호 저항
55: 충방전 제어 회로
56: 검출 회로
57: 제3 전류 제어 소자
58: 제4 전류 제어 소자
59: 제어부
60: 단락 소자
61: 보호 저항
62: LED 조명 장치
65: 배터리 팩
101: 단락 소자
102: 절연 기판
104: 제1 전극
104a: 제1 전극 단자부
105: 제2 전극
105a: 제2 전극 단자부
106: 제3 전극
107: 제4 전극
108: 제1 가용 도체
109: 제2 가용 도체
110: 커버 부재
111: 절연층
112: 외부 단자
115: 플럭스
118: 커버부 전극
120: 스위치
121: 제1 발열 저항체
121a: 제1 저항체 단자부
121b: 제1 저항체 접속 단자
122: 제2 발열 저항체
122a: 제2 저항체 단자부
122b: 제2 저항체 접속 단자
123: 제1 발열체 인출 전극
124: 제1 발열체 인출 전극
130: 단락 소자
131: 제1 외부 접속 전극
132: 제1 외부 접속 단자
133: 제2 외부 접속 전극
134: 제2 외부 접속 단자
140: 배터리 팩
141: 배터리 셀
142: 보호 소자
144: 절연 기판
145: 절연 부재
146: 발열 저항체
147: 전극
148: 발열체 인출 전극
149: 가용 도체
150: 발열체 전극
154: 보호 저항
155: 충방전 제어 회로
156: 검출 회로
157: 제3 전류 제어 소자
158: 제4 전류 제어 소자
159: 제어부
160: 단락 소자
161: 보호 저항
170: 배터리 팩
181: 제1 전류 제어 소자
182: 제2 전류 제어 소자
183: 제3 전류 제어 소자
184: 배터리 유닛
190: 배터리 팩
191: 제1 전류 제어 소자
192: 제2 전류 제어 소자
201: 단락 소자
202: 절연 기판
204: 제1 전극
204a: 제1 전극 단자부
205: 제2 전극
205a: 제2 전극 단자부
206: 제3 전극
207: 제4 전극
208: 제1 가용 도체
209: 제2 가용 도체
210: 커버 부재
211: 절연층
212: 외부 단자
215: 플럭스
218: 커버부 전극
220: 스위치
221: 제1 발열 저항체
221a: 제1 저항체 단자부
221b: 제1 저항체 접속 단자
222: 제2 발열 저항체
222a: 제2 저항체 단자부
222b: 제2 저항체 접속 단자
223: 제1 발열체 인출 전극
224: 제2 발열체 인출 전극
231: 제5 전극
231a: 제5 전극 단자부
231b: 제3 외부 접속 단자
233: 단락 소자
234: 제1 외부 접속 전극
235: 제1 외부 접속 단자
236: 제2 외부 접속 전극
237: 제2 외부 접속 단자
240: 배터리 팩
241: 배터리 셀
254: 보호 저항
255: 충방전 제어 회로
256: 검출 회로
257: 제3 전류 제어 소자
258: 제4 전류 제어 소자
259: 제어부
261: 제1 전류 제어 소자
262: 제2 전류 제어 소자
263: 배터리 유닛
270: 단락 소자
271: 보호 저항
273: 배터리 유닛
280: 배터리 팩

Claims (121)

  1. 절연 기판과,
    상기 절연 기판에 설치된 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체를 구비하고,
    상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는, 단락 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극에 설치된 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는, 단락 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치된 제4 전극과,
    상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치되고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 갖고,
    상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는, 단락 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 적층된 절연층을 구비하고,
    상기 제1 내지 제3 전극이, 상기 절연층 위에 설치되고,
    상기 발열 저항체가, 상기 절연층의 내부 혹은 상기 절연층과 상기 절연 기판의 사이에 설치되어 있는, 단락 소자.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 내부에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면과 반대의 면에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면 위에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극에 설치된 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 발열 저항체가, 상기 제1 가용 도체 및 상기 제2 가용 도체에 중첩되고, 상기 제2 가용 도체와의 중첩 면적이, 상기 제1 가용 도체와의 중첩 면적보다도 넓은, 단락 소자.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제2 가용 도체의 폭이, 상기 제1 가용 도체보다도 좁은, 단락 소자.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 표면에, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 하나가 피복되어 있는, 단락 소자.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치된 제4 전극과,
    상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치되고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 갖고,
    상기 제1 전극의 면적이, 상기 제3 전극보다도 넓고, 상기 제2 전극의 면적이, 상기 제4 전극보다도 넓은, 단락 소자.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 설치된 내부를 보호하는 커버 부재와,
    상기 커버 부재의 내면에 설치되는 커버부 전극을 구비하고,
    상기 커버부 전극이, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 중첩하는 위치에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는, 단락 소자.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극에 설치된 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납인, 단락 소자.
  15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극에 설치된 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고,
    상기 저융점 금속이, 상기 발열 저항체로부터 발하는 열에 의해 용융됨으로써, 상기 고융점 금속을 용식하는, 단락 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 저융점 금속이, 땜납이며,
    상기 고융점 금속이, Ag, Cu, 또는 Ag 또는 Cu를 주성분으로 하는 합금인, 단락 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이며, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 내층이 상기 고융점 금속이며, 외층이 상기 저융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 단락 소자.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조인, 단락 소자.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 내층을 구성하는 저융점 금속의 표면을 고융점 금속에 의해 스트라이프 형상으로 부분적으로 적층하는, 단락 소자.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속을 포함하는, 단락 소자.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 저융점 금속의 체적이, 고융점 금속의 체적보다도 큰, 단락 소자.
  24. 퓨즈와,
    상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와,
    상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 구비하고,
    상기 스위치가, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는, 단락 소자 회로.
  25. 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품을 구비하고,
    상기 스위치가, 양 단자가 상기 전자 부품과 병렬로 접속되고,
    상기 발열 저항체의 개방 단자가, 상기 스위치 단자 중 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속되고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 퓨즈가 용융됨으로써 상기 스위치가 단락되고, 상기 전자 부품을 우회하는 바이패스 전류 경로가 형성되는 보상 회로.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 전자 부품이, 이상 시에 전기적 개방을 수반하는 발광 다이오드인, 보상 회로.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    상기 바이패스 전류 경로 상에, 상기 전자 부품의 내부 저항 상당의 보호 저항이 접속되어 있는, 보상 회로.
  28. 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치를 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고,
    상기 발열 저항체의 개방 단자와 상기 보호 소자의 상기 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 보상 회로.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 바이패스 전류 경로 상에, 상기 전자 부품의 내부 저항 상당의 보호 저항이 접속되어 있는, 보상 회로.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 소자는, 상기 발열 저항체의 개방 단자에 접속된 제1 제어 소자와, 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자에 접속된 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후, 상기 단락 소자에 의한 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  32. 퓨즈와,
    상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와,
    상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와,
    상기 스위치의 단자 중 적어도 한쪽의 단자에 접속된 보호 저항을 구비하고,
    상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자 회로.
  33. 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와, 상기 스위치의 단자 중, 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품을 구비하고,
    상기 스위치와 상기 퓨즈가 접속된 단자 및 상기 보호 저항의 개방 단자와, 상기 전자 부품을, 병렬로 접속하고,
    상기 발열 저항체는, 상기 보호 저항과 접속되고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 퓨즈가 용융됨으로써 상기 스위치가 온으로 되고, 바이패스 전류 경로가 형성되는 보상 회로.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 개방을 수반하는 발광 다이오드인, 보상 회로.
  35. 퓨즈와, 상기 퓨즈의 일단부에 접속된 발열 저항체와, 상기 퓨즈의 상기 발열 저항체가 접속되어 있지 않은 타단부에 접속된 스위치와, 상기 스위치의 단자 중, 상기 퓨즈가 접속되어 있지 않은 단자에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 퓨즈의 용단에 연동하여 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 상기 퓨즈와의 접속 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고,
    상기 발열 저항체의 개방 단자와 상기 보호 소자의 상기 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는, 보상 회로.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  37. 제35항 또는 제36항에 있어서,
    상기 제어 소자는, 상기 발열 저항체의 개방 단자에 접속된 제1 제어 소자와, 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자에 접속된 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후, 상기 단락 소자에 의한 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  38. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판에는, 상기 가용 도체가 설치된 면과 동일면에, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극과, 상기 제1 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제1 외부 접속 단자와, 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극과, 상기 제2 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제2 외부 접속 단자가 형성되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자와의 합성 저항이 낮은, 단락 소자.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 금속 범프 또는 금속 포스트인, 단락 소자.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 금속 범프 또는 금속 포스트는, 고융점 금속의 표면에 저융점 금속층이 형성되어 있는, 단락 소자.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 고융점 금속은 구리 또는 은을 주성분으로 하고, 상기 저융점 금속은 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납인, 단락 소자.
  42. 제38항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납을 포함하는 금속 범프인, 단락 소자.
  43. 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서,
    상기 단락 소자는,
    절연 기판과,
    상기 절연 기판에 설치된 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와,
    상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고,
    상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고,
    상기 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는, 실장체.
  44. 절연 기판과,
    상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와,
    상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는, 단락 소자.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 제1, 제2 가용 도체의 한쪽을 다른 쪽에 선행하여 용단시키는, 단락 소자.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 제1, 제2 가용 도체의 한쪽의 폭을 다른 쪽의 폭보다도 좁게 함으로써, 그 폭이 좁은 쪽의 가용 도체를 선행하여 용단시키는, 단락 소자.
  47. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 적층된 절연층을 구비하고,
    상기 제1 내지 제4 전극이, 상기 절연층 위에 설치되고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연층의 내부 혹은 상기 절연층과 상기 절연 기판의 사이에 설치되어 있는, 단락 소자.
  48. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 내부에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  49. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면과 반대의 면에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  50. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면 위에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  51. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 표면에, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 하나가 피복되어 있는, 단락 소자.
  52. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 면적이, 상기 제3 전극보다도 넓고, 상기 제2 전극의 면적이, 상기 제4 전극보다도 넓은, 단락 소자.
  53. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 설치된 내부를 보호하는 커버 부재와,
    상기 커버 부재의 내면에 설치되는 커버부 전극을 구비하고,
    상기 커버부 전극이, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 중첩하는 위치에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  54. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는, 단락 소자.
  55. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납인, 단락 소자.
  56. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고,
    상기 저융점 금속이, 상기 발열 저항체로부터 발하는 열에 의해 용융됨으로써, 상기 고융점 금속을 용식하는, 단락 소자.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 저융점 금속이, 땜납이며,
    상기 고융점 금속이, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 합금인, 단락 소자.
  58. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이며, 외층이 상기 고융점 금속인 피복 구조인, 단락 소자.
  59. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 내층이 상기 고융점 금속이며, 외층이 상기 저융점 금속인 피복 구조인, 단락 소자.
  60. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 단락 소자.
  61. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조인, 단락 소자.
  62. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 내층을 구성하는 저융점 금속의 표면을 고융점 금속에 의해 스트라이프 형상으로 부분적으로 적층하는, 단락 소자.
  63. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체가, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속을 포함하는, 단락 소자.
  64. 제56항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가용 도체는, 저융점 금속의 체적이, 고융점 금속의 체적보다도 큰, 단락 소자.
  65. 스위치와,
    상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와,
    상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와,
    상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와,
    상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고,
    상기 스위치가, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는, 단락 소자 회로.
  66. 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1 내지 제3 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체, 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 각각 상기 제1 내지 제3 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1 내지 제3 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는, 보상 회로.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1 내지 제3 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  68. 제66항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  69. 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체를 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자를 병렬로 접속하고,
    상기 제1 발열 저항체의 단자를 상기 제1 제어 소자에 접속하고, 상기 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제2 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 보상 회로.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  71. 제66항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 전류 경로 상에, 상기 전자 부품의 내부 저항 상당의 보호 저항이 접속되어 있는, 보상 회로.
  72. 제69항 또는 제70항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  73. 스위치와,
    상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와,
    상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와,
    상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와,
    상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와,
    상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고,
    상기 스위치가, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자 회로.
  74. 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와, 상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈 의 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1 내지 제3 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체, 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 각각 상기 제1 내지 제3 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1 내지 제3 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는, 보상 회로.
  75. 제74항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1 내지 제3 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  76. 제74항 또는 제75항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  77. 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 스위치의 타단부에 접속된 제2 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 제2 퓨즈의 상기 스위치와 접속된 일단부와 반대측의 타단부에 접속된 제2 발열 저항체와, 상기 스위치에 접속된 보호 저항을 갖고, 상기 스위치는, 상기 제1 및 제2 퓨즈가 용단됨으로써, 상기 제1 및 제2 퓨즈의 용융 도체에 의해 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 전류 경로 상에 접속되고, 상기 전자 부품의 이상 시에 그 전자 부품에의 통전을 전기 신호로 차단하는 보호 소자와,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 전자 부품 및 상기 보호 소자의 양단부와, 상기 스위치의 양 단자 및 상기 보호 저항을 병렬로 접속하고,
    상기 제1 발열 저항체의 단자를 상기 제1 제어 소자에 접속하고, 상기 제2 발열 저항체 및 상기 보호 소자의 전기 신호의 입력 단자를, 상기 제2 제어 소자에 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 보호 소자에 의한 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1, 제2 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는 보상 회로.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 보호 소자에 의한 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  79. 제77항 또는 제78항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  80. 제44항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판에는, 상기 가용 도체가 설치된 면과 동일면에, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극과, 상기 제1 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제1 외부 접속 단자와, 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극과, 상기 제2 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제2 외부 접속 단자가 형성되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자의 합성 저항이 낮은, 단락 소자.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 금속 범프 또는 금속 포스트인, 단락 소자.
  82. 제81항에 있어서,
    상기 금속 범프 또는 금속 포스트는, 고융점 금속의 표면에 저융점 금속층이 형성되어 있는, 단락 소자.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 고융점 금속은 구리 또는 은을 주성분으로 하고, 상기 저융점 금속은 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납인, 단락 소자.
  84. 제80항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납을 포함하는 금속 범프인, 단락 소자.
  85. 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서,
    상기 단락 소자는,
    절연 기판과,
    상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와,
    상기 제2, 제4 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2, 제4 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체와,
    상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고,
    상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자와의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는, 실장체.
  86. 절연 기판과,
    상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과,
    상기 제4 전극에 인접해서 설치된 제5 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와,
    상기 제2 내지 상기 제4 전극을 경유해서 상기 제5 전극에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극의 사이, 및 상기 제4 전극과 상기 제5 전극 사이의 각 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체를 구비하고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되는 것을 특징으로 하는, 단락 소자.
  87. 제86항에 있어서,
    상기 제2 가용 도체가, 상기 제1 가용 도체에 선행하여 용단되는, 단락 소자.
  88. 제87항에 있어서,
    상기 제2 가용 도체의 폭이, 상기 제1 가용 도체보다도 좁은, 단락 소자.
  89. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 적층된 절연층을 구비하고,
    상기 제1 내지 제5 전극이, 상기 절연층 위에 설치되며,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연층의 내부 혹은 상기 절연층과 상기 절연 기판의 사이에 설치되어 있는, 단락 소자.
  90. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 내부에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  91. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면과 반대의 면에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  92. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 발열 저항체가, 상기 절연 기판의 전극 형성면 위에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  93. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 표면에, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 하나가 피복되어 있는, 단락 소자.
  94. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 면적이, 상기 제3 전극보다도 넓고, 상기 제2 전극의 면적이, 상기 제4 및 제5 전극보다도 넓은, 단락 소자.
  95. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에 설치된 내부를 보호하는 커버 부재와,
    상기 커버 부재의 내면에 설치되는 커버부 전극을 구비하고,
    상기 커버부 전극이, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 중첩하는 위치에 설치되어 이루어지는, 단락 소자.
  96. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판 위에, 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 한쪽에 접속되는 보호 저항을 구비하는, 단락 소자.
  97. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, Sn을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납인, 단락 소자.
  98. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하고,
    상기 저융점 금속이, 상기 발열 저항체로부터 발하는 열에 의해 용융됨으로써, 상기 고융점 금속을 용식하는, 단락 소자.
  99. 제98항에 있어서,
    상기 저융점 금속이, 땜납이며,
    상기 고융점 금속이, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu를 주성분으로 하는 합금인, 단락 소자.
  100. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽은, 내층이 상기 저융점 금속층이며, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
  101. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽은, 내층이 상기 고융점 금속이며, 외층이 상기 저융점 금속의 피복 구조인, 단락 소자.
  102. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 단락 소자.
  103. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, 상기 저융점 금속과, 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4층 이상의 다층 구조인, 단락 소자.
  104. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, 내층을 구성하는 저융점 금속의 표면을, 고융점 금속에 의해 스트라이프 형상으로 부분적으로 적층하는, 단락 소자.
  105. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽이, 다수의 개구부를 갖는 고융점 금속과, 상기 개구부에 삽입된 저융점 금속을 포함하는, 단락 소자.
  106. 제98항에 있어서,
    상기 제1 가용 도체 또는 제2 가용 도체 중 적어도 어느 한쪽의 저융점 금속 체적이, 고융점 금속의 체적보다도 큰, 단락 소자.
  107. 스위치와,
    상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와,
    상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와,
    상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와,
    상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고,
    상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고,
    상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는, 단락 소자 회로.
  108. 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 제2, 제3 퓨즈와 상기 전자 부품을 직렬로 접속해서 전류 경로를 구성하고,
    상기 스위치와 상기 제1 퓨즈와의 접속점을 상기 전자 부품의 개방 단부에 바이패스하도록 접속하고,
    상기 제1 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제1 제어 소자를 접속하고,
    상기 제2 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제2 제어 소자를 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는, 보상 회로.
  109. 제108항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  110. 제108항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  111. 제108항 내지 제110항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이패스 전류 경로 상에, 상기 전자 부품의 내부 저항 상당의 보호 저항이 접속되어 있는, 보상 회로.
  112. 스위치와,
    상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와,
    상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와,
    상기 스위치와 상기 제1 퓨즈와의 접속점과 접속된 보호 저항과,
    상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와,
    상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고,
    상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고,
    상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는, 단락 소자 회로.
  113. 스위치와, 상기 스위치의 일단부에 접속된 제1 퓨즈와, 상기 제1 퓨즈의 개방 단부에 접속된 제1 발열 저항체와, 상기 스위치와 상기 제1 퓨즈와의 접속점과 접속된 보호 저항과, 상기 스위치의 개방 단부와 직렬로 접속된 제2, 제3 퓨즈와, 상기 제2, 제3 퓨즈의 접속점에 접속된 제2 발열 저항체를 구비하고, 상기 제2 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제2, 제3 퓨즈가 용단되고, 상기 제1 발열 저항체의 발열에 의해 상기 제1 퓨즈가 용단됨으로써, 그 제1 퓨즈의 용융 도체에 의해 상기 스위치가 단락되는 단락 소자와,
    전자 부품과,
    상기 전자 부품의 이상을 검지하고, 이상 신호를 출력하는 보호 부품과,
    상기 보호 부품의 이상 신호를 받아서 동작하는 제1, 제2 제어 소자를 구비하고,
    상기 제2, 제3 퓨즈와 상기 전자 부품을 직렬로 접속해서 전류 경로를 구성하고,
    상기 보호 저항의 개방 단부를 상기 전자 부품의 개방 단부에 바이패스하도록 접속하고,
    상기 제1 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제1 제어 소자를 접속하고,
    상기 제2 발열 저항체의 개방 단부에 상기 제2 제어 소자를 접속하고,
    상기 전자 부품의 이상 시에는, 상기 보호 부품으로부터의 이상 신호를 받아서 상기 제1, 제2 제어 소자가 동작하고, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단과, 상기 제1 퓨즈의 용단에 연동한 상기 스위치의 단락을 행하여, 바이패스 전류 경로가 형성되는, 보상 회로.
  114. 제113항에 있어서,
    상기 보호 부품 및 상기 제1, 제2 제어 소자를 제어함으로써, 상기 전자 부품의 전류 경로의 차단을 행하고, 그 후 상기 단락 소자에 의한 상기 바이패스 전류 경로를 형성하는, 보상 회로.
  115. 제113항 또는 제114항에 있어서,
    상기 전자 부품은, 이상 시에 전기적 단락 또는 열 폭주를 수반하는 배터리 셀인, 보상 회로.
  116. 제86항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연 기판에는, 상기 가용 도체가 설치된 면과 동일면에, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극과, 상기 제1 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제1 외부 접속 단자와, 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극과, 상기 제2 외부 접속 전극 위에 설치되는 1개 또는 복수의 제2 외부 접속 단자가 형성되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자와의 합성 저항이 낮은, 단락 소자.
  117. 제116항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 금속 범프 또는 금속 포스트인, 단락 소자.
  118. 제117항에 있어서,
    상기 금속 범프 또는 금속 포스트는, 고융점 금속의 표면에 저융점 금속층이 형성되어 있는, 단락 소자.
  119. 제118항에 있어서,
    상기 고융점 금속은 구리 또는 은을 주성분으로 하고, 상기 저융점 금속은 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납인, 단락 소자.
  120. 제116항에 있어서,
    상기 외부 접속 단자가, 주석을 주성분으로 하는 납 프리 땜납을 포함하는 금속 범프인, 단락 소자.
  121. 단락 소자가 실장 대상물에 실장된 실장체에 있어서,
    상기 단락 소자는,
    절연 기판과,
    상기 절연 기판에 형성된 제1 및 제2 발열 저항체와,
    상기 절연 기판에, 서로 인접해서 설치된 제1, 제2 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제1 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제1 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제3 전극과,
    상기 절연 기판에, 상기 제2 전극과 인접해서 설치됨과 함께, 상기 제2 발열 저항체에 전기적으로 접속된 제4 전극과,
    상기 제4 전극에 인접해서 설치된 제5 전극과,
    상기 제1, 제3 전극 간에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제1 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제1, 제3 전극 간의 상기 전류 경로를 용단하는 제1 가용 도체와,
    상기 제2 내지 상기 제4 전극을 경유해서 상기 제5 전극에 걸쳐서 설치됨으로써 전류 경로를 구성하고, 상기 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해, 상기 제2 전극과 상기 제4 전극의 사이, 및 상기 제4 전극과 상기 제5 전극 사이의 각 상기 전류 경로를 용단하는 제2 가용 도체와,
    상기 절연 기판의 상기 제1, 제2 전극이 형성된 면과 동일 표면에 형성되고, 상기 제1 전극과 연속하는 제1 외부 접속 전극 및 상기 제2 전극과 연속하는 제2 외부 접속 전극을 구비하고,
    상기 제1 전극이 상기 제1 외부 접속 전극 위에 접속된 제1 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고, 상기 제2 전극이 상기 제2 외부 접속 전극 위에 접속된 제2 외부 접속 단자를 개재해서 상기 실장 대상물과 접속되고,
    상기 제1, 제2 발열 저항체로부터의 가열에 의해 용융되고, 상기 제1, 제2 전극 위에 응집된 상기 제1, 제2 가용 도체에 의해, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 단락되었을 때의, 상기 제1, 제2 외부 접속 전극 간의 도통 저항보다도, 상기 제1 외부 접속 단자와 상기 제2 외부 접속 단자와의 합성 저항이 낮은 것을 특징으로 하는, 실장체.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6223142B2 (ja) * 2013-11-20 2017-11-01 デクセリアルズ株式会社 短絡素子
TWM512203U (zh) * 2015-02-16 2015-11-11 Sha-Li Chen 複合式保護元件、保護電路、可充放電電池包
CN106208186B (zh) * 2015-05-26 2019-08-30 陈葆萱 二次电池包及其保护元件
EP3166173B1 (de) * 2015-11-05 2019-01-09 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Batteriesystem für ein fahrzeug
DE102015222939A1 (de) * 2015-11-20 2017-05-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrische Überbrückungseinrichtung zum Überbrücken elektrischer Bauelemente, insbesondere einer Energiequelle oder eines Energieverbrauchers
JP6580504B2 (ja) * 2016-03-23 2019-09-25 デクセリアルズ株式会社 保護素子
EP3226291B1 (en) 2016-04-01 2024-04-03 Nichia Corporation Method of manufacturing a light emitting element mounting base member, and light emitting element mounting base member
EP3226290B1 (en) 2016-04-01 2024-04-17 Nichia Corporation Method of manufacturing a light emitting element mounting base member, and light emitting element mounting base member
DE102016208419A1 (de) * 2016-05-17 2017-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrische Überbrückungseinrichtung zum Überbrücken einer elektrischen Energiequelle oder eines Energieverbrauchers
JP6716373B2 (ja) 2016-07-12 2020-07-01 日置電機株式会社 測定装置
JP6811590B2 (ja) * 2016-11-10 2021-01-13 デクセリアルズ株式会社 保護素子
TW201740417A (zh) * 2017-07-07 2017-11-16 Pao-Hsuan Chen 開關元件
JP2019035610A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 Koa株式会社 電流測定装置
DE102018200796A1 (de) * 2018-01-18 2019-07-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Testvorrichtung für eine elektrochemische Zelle, Baugruppe mit einer Testvorrichtung und Verfahren zum Testen einer elektrochemischen Zelle
CN111868871B (zh) * 2019-02-28 2022-07-26 东芝三菱电机产业系统株式会社 保护继电装置及电力转换系统
KR102280596B1 (ko) * 2019-11-28 2021-07-22 주식회사 인세코 이차전지용 대전류 보호소자 및 이를 포함하는 배터리 팩
KR102333913B1 (ko) * 2019-12-09 2021-12-06 한국광기술원 에너지 저장 시스템의 폭발 방지 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5097247A (en) * 1991-06-03 1992-03-17 North American Philips Corporation Heat actuated fuse apparatus with solder link
JP2000133318A (ja) 1998-08-21 2000-05-12 Sony Corp バッテリパック
EP0982830A3 (en) * 1998-08-21 2001-03-21 Sony Corporation Battery pack
JP2001043783A (ja) * 1999-07-29 2001-02-16 Nec Kansai Ltd 保護素子
US6275005B1 (en) * 2000-03-22 2001-08-14 Hughes Electronics Corporation Low-voltage-drop bypass of failed battery cell
WO2002099827A1 (en) * 2001-06-05 2002-12-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Temperature fuse, and battery using the same
JP4112297B2 (ja) * 2002-07-08 2008-07-02 内橋エステック株式会社 サーモプロテクター及びサーモプロテクターの製造方法
JP2007012381A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Sony Corp Ｌｅｄ照明装置
JP5072796B2 (ja) 2008-05-23 2012-11-14 ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 保護素子及び二次電池装置
CN202565576U (zh) * 2012-04-13 2012-11-28 台达电子工业股份有限公司 短路元件及电路板模块及光源模块

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Publication number Publication date
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