KR102523229B1 - Protection element and mounted body - Google Patents
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Abstract
리튬 이온 이차 전지 등의 고정격화에 대응하여, 정격을 향상시킬 수 있는 소형의 보호 소자 및 회로 기판에 보호 소자가 실장된 실장체를 제공한다.
절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 에 배치된 발열체 (11) 와, 발열체 (11) 와 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극 (13) 과, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부 (20) 를 갖고, 1 쌍의 단자부 (20) 사이가 용단됨으로써 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 가용 도체 (15) 를 구비한다.In response to the high rating of lithium ion secondary batteries, etc., a compact protection element capable of improving the rating and a mounting body in which the protection element is mounted on a circuit board are provided.
An insulating substrate 10, a heating element 11 disposed on the insulating substrate 10, a heating element lead-out electrode 13 electrically connected to the heating element 11, and a pair of terminal portions 20 connected to an external circuit and is provided with a soluble conductor 15 that cuts off the current path of the external circuit by melting between the pair of terminal portions 20.
Description
본 발명은, 전류 경로 상에 실장되고, 발열체의 발열에 수반하여 가용 도체를 용단시킴으로써 당해 전류 경로를 차단하는 보호 소자, 및 회로 기판에 보호 소자가 실장된 실장체에 관한 것이다.The present invention relates to a protection element that is mounted on a current path and blocks the current path by melting a soluble conductor along with heat generation from a heating element, and a mounting body in which the protection element is mounted on a circuit board.
본 출원은, 일본에 있어서 2014년 9월 12일에 출원된 일본 특허출원 번호 특원 2014-186881을 기초로서 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다. This application claims priority on the basis of Japanese Patent Application No. Japanese Patent Application No. 2014-186881 for which it applied on September 12, 2014 in Japan, and this application is incorporated into this application by reference.
충전하여 반복 이용할 수 있는 이차 전지의 대부분은, 배터리 팩으로 가공되어 유저에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 유저 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 가지 보호 회로를 배터리 팩에 내장하고, 소정 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 갖고 있다. Most of the secondary batteries that can be charged and used repeatedly are processed into battery packs and provided to users. In particular, in lithium ion secondary batteries with high gravimetric energy density, in order to ensure the safety of users and electronic devices, several protection circuits such as overcharge protection and overdischarge protection are generally built into the battery pack, and in certain cases, the battery pack It has the function of blocking the output of
이러한 종류의 보호 소자에서는, 배터리 팩에 내장된 FET 스위치를 사용하여 출력의 ON/OFF 를 실시함으로써, 배터리 팩의 과충전 보호 또는 과방전 보호 동작을 실시한다. 그러나, 어떠한 원인으로 FET 스위치가 단락 파괴된 경우, 뇌 서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐른 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 이상하게 저하하거나, 반대로 과대 이상 전류를 출력한 경우라도, 배터리 팩이나 전자 기기는 발화 등의 사고로부터 보호되어야만 한다. 그래서, 이와 같은 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 보호 소자로 이루어지는 보호 소자가 이용된다.In this type of protection element, overcharge protection of the battery pack or overdischarge protection operation is performed by turning on/off the output using the FET switch incorporated in the battery pack. However, even if the FET switch is short-circuited or destroyed for some reason, if a lightning surge or the like is applied and a large current flows in an instant, or if the output voltage drops abnormally due to the life of the battery cell, or if an excessive abnormal current is output, Battery packs or electronic devices must be protected from accidents such as ignition. Therefore, in order to safely cut off the output of the battery cell in any conceivable abnormal state, a protection element comprising a protection element having a function of blocking a current path by an external signal is used.
이와 같은 리튬 이온 이차 전지 등 용도의 보호 회로의 보호 소자로서, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 보호 소자 내부에 발열체를 갖고, 이 발열체에 의해 전류 경로 상의 가용 도체를 용단하는 구조가 일반적으로 이용되고 있다.As a protection element of a protection circuit for applications such as lithium ion secondary batteries, as described in
본 발명의 관련 기술로서, 도 26(A)(B) 에 보호 소자 (100) 를 나타낸다. 보호 소자 (100) 는, 절연 기판 (101) 과, 절연 기판 (101) 에 적층되고, 유리 등의 절연 부재 (102) 로 덮인 발열체 (103) 와, 절연 기판 (101) 의 양단 (兩端) 에 형성된 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 과, 절연 부재 (101) 상에 발열체 (103) 와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극 (105) 과, 양단이 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 에 각각 접속되고, 중앙부가 발열체 인출 전극 (105) 에 접속된 가용 도체 (106) 를 구비한다. As a related art of the present invention, the
발열체 인출 전극 (105) 의 일단은, 제 1 발열체 전극 (107) 에 접속된다. 또, 발열체 (103) 의 타단은, 제 2 발열체 전극 (108) 에 접속된다. 또한, 보호 소자 (100) 는, 가용 도체 (106) 의 산화 방지를 위해서, 가용 도체 (106) 상의 대략 전체면에 플럭스 (111) 가 도포되어 있다. 또, 보호 소자 (100) 는, 내부를 보호하기 위해서 커버 부재를 절연 기판 (101) 상에 재치 (載置) 해도 된다. One end of the heating
이와 같은 보호 소자 (100) 는, 절연 기판 (101) 의 표면에 형성된 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 이, 절연 기판의 측면에 형성된 도전 스루홀 (109) 을 통하여, 절연 기판 (101) 의 이면에 형성된 외부 접속 전극 (110) 과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 보호 소자 (100) 는, 리튬 이온 이차 전지 등 용도 보호 회로의 기판 상에, 외부 접속 전극 (110) 이 접속됨으로써, 당해 보호 회로의 전류 경로의 일부를 구성한다.In such a
그런데, 최근 배터리와 모터를 사용한 HEV (Hybrid Electric Vehicle) 나 EV (Electric Vehicle) 가 급속히 보급되고 있다. HEV 나 EV 의 동력원으로는, 에너지 밀도와 출력 특성으로부터 리튬 이온 이차 전지가 사용되도록 되어 오고 있다. 또, 리튬 이온 이차 전지는, 전동 공구나 전동 어시스트 자전거, 항공기 등에 있어서도 실용이 개시되고 있다. 이러한 종류의 용도에서는, 고전압, 대전류가 필요로 된다. 이 때문에, 고전압, 대전류에 견딜 수 있는 전용 셀도 개발되고 있지만, 제조 비용상의 문제로부터 많은 경우 복수의 배터리 셀을 직렬, 병렬로 접속함으로써, 범용 셀을 사용하여 필요한 전압, 전류를 확보하고 있다.However, hybrid electric vehicles (HEVs) and electric vehicles (EVs) using batteries and motors are rapidly gaining popularity. As a power source for HEVs and EVs, lithium ion secondary batteries have been used because of their energy density and output characteristics. In addition, practical use of lithium ion secondary batteries has also been disclosed in power tools, electric assist bicycles, aircraft, and the like. In this type of application, high voltage and large current are required. For this reason, a dedicated cell capable of withstanding high voltage and large current has also been developed, but in many cases, a plurality of battery cells are connected in series or parallel to secure the necessary voltage and current due to manufacturing cost problems.
이와 같은 리튬 이온 이차 전지 등의 대전류 용도에 있어서는, 보호 소자에 있어서도, 전류 정격의 추가적인 향상이 요구된다. 즉, 리튬 이온 이차 전지 등이 고전압화, 대전류화하는 한편, 보호 회로에 탑재되는 보호 소자가, 당해 고전압화, 고전류화에 대응한 정격을 구비하고 있지 않은 경우, 통상적인 사용 상태에 있어서 전류 경로 상의 가용 도체가 용단될 우려나, 보호 소자의 발열에 의해 접속 불량이나 주변의 소자 등에 악영향을 미칠 우려가 생긴다.In high-current applications such as such lithium ion secondary batteries, further improvement in current rating is required also in protection elements. That is, when a lithium ion secondary battery or the like has high voltage and high current, and the protection element mounted in the protection circuit does not have a rating corresponding to the high voltage and high current, the current path under normal use conditions. There is a fear that the soluble conductor of the phase will be cut by melting, and there is a possibility of adversely affecting connection defects or peripheral elements due to heat generation of the protection element.
그리고, 보호 소자 (100) 에 있어서도, 가용 도체에 의해 접속된 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 간의 도통 저항은 전류 정격 향상에 응할 수 있을 정도로 충분히 낮출 수 있다 (예를 들어 1 mΩ 미만). And also in the
그러나, 절연 기판 (101) 의 이면에 외부 접속 전극 (110) 을 형성하고, 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 과 당해 외부 접속 전극 (110) 을 도전 스루홀 (109) 에 의해 접속하는 보호 소자 (100) 에 있어서는, 1 쌍의 전극 (104a, 104b) 의 각각과 외부 접속 전극 (110) 간의 도통 저항이 높아, 예를 들어 편측의 스루홀 (109) 만으로 0.5 ∼ 1.0 mΩ 이상이 되어, 도전 스루홀 내에 도체를 충전했다고 해도, 절연 기판측의 도통 저항을 낮추는 데는 한계가 있다. However, a protection element in which an
또, 예를 들어 UL 등의 안전 규격에 있어서, 퓨즈의 정격 전류를 정의하는 지표로서 디바이스 표면이나 단자의 온도 상승이 규정되고, 통전에 의해 스루홀이 가열됨으로써 단자나 디바이스 표면의 온도도 상승하는 것으로부터, 스루홀의 발열량분도 포함하여 안전 규격을 만족하도록 전류 정격을 설정해야 하여, 고정격화를 저해하는 요인이 되고 있었다.In addition, for example, in safety standards such as UL, the temperature rise of the device surface or terminal is specified as an index that defines the rated current of the fuse, and through-holes are heated by energization, so that the temperature of the terminal or device surface also rises. From this, it is necessary to set the current rating so as to satisfy the safety standards, including the calorific value of the through hole, which has become a factor hindering fixed rating.
또한, 전자 기기의 소형화, 고전류 정격화에 수반하여, 소형 또한 고전류 정격의 보호 소자가 요구되도록 되었다. In addition, with the miniaturization and high current rating of electronic devices, a small size and high current rating protection element has been required.
그래서, 본 발명은, 리튬 이온 이차 전지 등의 고전압화, 대전류화, 및 전자 기기의 소형화, 고정격화에 대응해, 전류 정격을 향상시킬 수 있는 소형의 보호 소자 및 회로 기판에 보호 소자가 실장된 실장체를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is a small protection element capable of improving the current rating and a protection element mounted on a circuit board in response to high voltage and high current of lithium ion secondary batteries, and miniaturization and high rating of electronic devices. It aims at providing a mounting body.
상기 서술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관련된 보호 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 배치된 발열체와, 상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부를 갖고, 상기 1 쌍의 단자부 사이가 용단됨으로써 상기 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 가용 도체를 구비하는 것이다.In order to solve the problems described above, a protection element according to the present invention comprises an insulating substrate, a heating element disposed on the insulating substrate, a heating element drawing electrode electrically connected to the heating element, and a pair connected to an external circuit. It is provided with a soluble conductor which has a terminal part and cuts off the current path of the said external circuit by melting between said pair of terminal parts.
또, 본 발명에 관련된 실장체는, 회로 기판에 보호 소자가 실장된 실장체에 있어서, 상기 보호 소자는, 절연 기판과, 상기 절연 기판에 배치된 발열체와, 상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부를 갖고, 상기 1 쌍의 단자부 사이가 용단됨으로써 상기 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 가용 도체를 구비하는 것이다. Further, in the mounting body according to the present invention, in a mounting body in which a protection element is mounted on a circuit board, the protection element includes an insulating substrate, a heating element disposed on the insulating substrate, and a heating element electrically connected to the heating element. It has an electrode and a pair of terminal parts connected to an external circuit, and is equipped with the soluble conductor which cuts off the current path of the said external circuit by melting between said pair of terminal parts.
본 발명에 의하면, 절연 기판에 스루홀을 형성하여 가용 도체의 통전 경로를 외부 회로로 인출하는 것이 아니라, 가용 도체에 외부 회로와의 접속 단자가 되는 단자부가 형성되어 있으므로, 외부 회로와 가용 도체 간의 도통 저항이 가용 도체 그 자체의 저항값에 의해 정해져, 절연 기판측의 구성에 좌우되지 않는다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소자 전체의 통전 경로를 저저항화하여, 용이하게 전류 정격의 향상을 도모할 수 있다. According to the present invention, since a terminal portion serving as a connection terminal with an external circuit is formed in the soluble conductor instead of forming a through hole in an insulating substrate to lead the current supply path of the soluble conductor to an external circuit, there is a gap between the external circuit and the soluble conductor. The conduction resistance is determined by the resistance value of the soluble conductor itself, and is not influenced by the configuration on the insulating substrate side. Therefore, according to the present invention, the current rating can be easily improved by reducing the resistance of the current passing path of the entire element.
도 1(A) 는 보호 소자의 상면측을 나타내는 외관 사시도이고, 도 1(B) 는 보호 소자의 저면측을 나타내는 외관 사시도이다.
도 2(A) 는 보호 소자의 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도, 도 2(B) 는 도 2(A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 3(A) 는 가용 도체의 용단 후의 보호 소자를 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도, 도 3(B) 는 도 3(A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 4 는, 보호 소자의 제조 공정을 나타내는 사시도이고, (A) 는 절연 기판, (B) 는 절연 기판에 가용 도체가 끼워 맞춰진 상태, (C) 는 가용 도체에 플럭스가 형성된 상태, (D) 는 커버 부재가 설치된 상태를 나타낸다.
도 5 는, 보호 소자가 접속된 배터리 팩의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 보호 소자의 회로 구성을 나타내는 도면이고, (A) 는 가용 도체의 용단 전, (B) 는 가용 도체의 용단 후를 나타낸다.
도 7 은, 본 발명이 적용된 보호 소자의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 8(A) 는 복수의 용단부가 형성된 가용 도체를 구비하는 보호 소자를 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 8(B) 는 도 8(A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 9 는, 복수의 용단부를 구비하는 가용 도체의 제조 공정을 설명하기 위한 평면도이고, (A) 는 용단부의 양측을 단자부에서 일체로 지지한 것, (B) 는 용단부의 편측을 단자부에서 일체로 지지한 것을 나타낸다.
도 10 은, 복수의 용단부가 형성된 가용 도체를 구비하는 보호 소자의 제조 공정을 나타내는 사시도이고, (A) 는 절연 기판, (B) 는 절연 기판에 가용 도체가 끼워 맞춰진 상태, (C) 는 가용 도체에 플럭스가 형성된 상태, (D) 는 커버 부재가 설치된 상태를 나타낸다.
도 11(A) 는 복수의 가용 도체를 구비하는 보호 소자를 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 11(B) 는 도 11(A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 12(A) 는 단자부를 절연 기판의 표면측으로 돌출시킨 보호 소자의 상면측을 나타내는 외관 사시도이고, 도 12(B) 는 보호 소자의 저면측을 나타내는 외관 사시도이다.
도 13(A) 는 복수의 용단부가 형성된 가용 도체를 구비하고, 단자부를 절연 기판의 표면측으로 돌출시킨 보호 소자를 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 13(B) 는 도 13(A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 14 는, 복수의 용단부가 형성된 가용 도체를 구비하고, 단자부를 절연 기판의 표면측으로 돌출시킨 보호 소자의 제조 공정을 나타내는 사시도이고, (A) 는 절연 기판, (B) 는 절연 기판에 가용 도체 및 외부 접속 단자가 접속된 상태, (C) 는 가용 도체에 플럭스가 형성된 상태, (D) 는 커버 부재가 설치된 상태를 나타낸다.
도 15 는 발열체를 절연 기판의 이면측에 형성한 보호 소자를 나타내는 단면도이고, (A) 는 단자부를 절연 기판의 이면측으로 돌출시킨 보호 소자를 나타내며, (B) 는 단자부를 절연 기판의 표면측으로 돌출시킨 보호 소자를 나타낸다.
도 16 은 발열체를 절연 기판의 내부에 형성한 보호 소자를 나타내는 단면도이고, (A) 는 단자부를 절연 기판의 이면측으로 돌출시킨 보호 소자를 나타내며, (B) 는 단자부를 절연 기판의 표면측으로 돌출시킨 보호 소자를 나타낸다.
도 17 은 절연 기판의 표면에 있어서 발열체와 가용 도체를 인접시킨 보호 소자를 나타내는 도면이고, (A) 는 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도, (B) 는 (A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 18 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층을 갖고, 피복 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A) 는 저융점 금속층을 내층으로 하여 고융점 금속층으로 피복한 구조를 나타내고, (B) 는 고융점 금속층을 내층으로 하여 저융점 금속층으로 피복한 구조를 나타낸다.
도 19 는, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 적층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A) 는 상하 2 층 구조, (B) 는 내층 및 외층의 3 층 구조를 나타낸다.
도 20 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 다층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 21 은, 고융점 금속층에 선상의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이고, (A) 는 길이 방향을 따라 개구부가 형성된 것, (B) 는 폭 방향을 따라 개구부가 형성된 것이다.
도 22 는, 고융점 금속층에 원형의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 23 은, 고융점 금속층에 원형의 개구부가 형성되어, 내부에 저융점 금속이 충전된 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 24 는, 고융점 금속에 의해 둘러싸인 저융점 금속이 노출된 가용 도체를 나타내는 사시도이다.
도 25 는 도 24 에 나타내는 가용 도체가 접속된 보호 소자를 나타내는 도면이고, (A) 는 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도, (B) 는 (A) 에 나타내는 보호 소자의 A-A' 단면도이다.
도 26 은, 종래의 보호 소자를 커버 부재를 생략하고 나타내는 도면이고, (A) 는 평면도, (B) 는 (A) 의 A-A' 단면도이다. Fig. 1(A) is an external appearance perspective view showing the upper surface side of the protection element, and Fig. 1(B) is an external appearance perspective view showing the bottom surface side of the protection element.
Fig. 2(A) is a plan view showing the cover member of the protection element omitted, and Fig. 2(B) is an AA' sectional view of the protection element shown in Fig. 2(A).
3(A) is a plan view which omits and shows the protection element after melting of a soluble conductor, and shows a cover member, FIG. 3(B) is AA' sectional drawing of the protection element shown in FIG. 3(A).
4 : is a perspective view which shows the manufacturing process of a protection element, (A) is an insulating substrate, (B) is the state in which the soluble conductor was fitted to the insulating substrate, (C) is the state in which flux was formed in the soluble conductor, (D) indicates a state in which the cover member is installed.
5 : is a figure which shows the circuit configuration example of the battery pack to which the protection element was connected.
6 : is a figure which shows the circuit structure of a protection element, (A) shows before melting of a soluble conductor, (B) shows after melting of a soluble conductor.
Fig. 7 is a plan view showing a modified example of a protection element to which the present invention is applied.
Fig. 8(A) is a plan view showing a protection element provided with a soluble conductor having a plurality of fusing ends with the cover member omitted, and Fig. 8(B) is an AA' sectional view of the protection element shown in Fig. 8(A).
9 is a plan view for explaining a manufacturing process of a soluble conductor having a plurality of fusing parts, (A) is that both sides of the fusing part are integrally supported by the terminal part, (B) is that one side of the fusing part is integrally supported by the terminal part. indicate support.
10 is a perspective view showing a manufacturing process of a protection element provided with a soluble conductor in which a plurality of fusing ends are formed, (A) is an insulating substrate, (B) is a state where the soluble conductor is fitted to the insulating substrate, (C) is a soluble A state in which flux is formed in the conductor, and (D) shows a state in which a cover member is installed.
Fig. 11(A) is a plan view showing a protection element provided with a plurality of soluble conductors with the cover member omitted, and Fig. 11(B) is an AA' sectional view of the protection element shown in Fig. 11(A).
Fig. 12(A) is an external appearance perspective view showing the upper surface side of the protection element in which terminal portions protrude toward the surface side of the insulating substrate, and Fig. 12(B) is an external appearance perspective view showing the bottom surface side of the protection element.
Fig. 13(A) is a plan view showing a protection element provided with a soluble conductor having a plurality of fusing ends and protruding terminal parts toward the surface side of an insulating substrate, omitting the cover member, and Fig. 13(B) is shown in Fig. 13(A). It is AA' cross section of the protection element shown.
14 is a perspective view showing a manufacturing process of a protection element provided with a soluble conductor having a plurality of fusing ends and protruding terminal portions toward the surface side of an insulating substrate, (A) is an insulating substrate, (B) is a soluble conductor to the insulating substrate And external connection terminal is connected state, (C) shows the state in which the flux was formed in the soluble conductor, (D) shows the state in which the cover member was installed.
15 is a cross-sectional view showing a protection element in which a heating element is formed on the back side of an insulating substrate, (A) shows a protection element in which terminal portions protrude from the back side of the insulation substrate, and (B) shows terminal portions protruding toward the front surface side of the insulation substrate. Indicates the protective element made.
Fig. 16 is a cross-sectional view showing a protection element in which a heating element is formed inside an insulating substrate, (A) shows a protection element in which terminal parts protrude toward the back side of the insulating substrate, and (B) shows terminal parts protruding toward the surface side of the insulating substrate. Indicates a protection element.
17 : is a figure which shows the protection element which made the heating element and the soluble conductor adjoin on the surface of an insulating substrate, (A) is a plan view which abbreviate|omits and shows a cover member, (B) is AA' cross section view of the protection element shown to (A) am.
18 is a perspective view showing a soluble conductor having a high melting point metal layer and a low melting point metal layer and having a coating structure, (A) showing a structure in which a low melting point metal layer is used as an inner layer and covered with a high melting point metal layer, (B) represents a structure in which a high melting point metal layer is coated with a low melting point metal layer as an inner layer.
19 : is a perspective view which shows the soluble conductor provided with the laminated structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer, (A) shows a 2-layer structure above and below, and (B) shows a 3-layer structure of an inner layer and an outer layer.
Fig. 20 is a cross-sectional view showing a soluble conductor having a multilayer structure of a high melting point metal layer and a low melting point metal layer.
Fig. 21 is a plan view showing a soluble conductor in which linear openings are formed in the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed, (A) is an opening formed along the longitudinal direction, and (B) is an opening along the width direction. is formed
Fig. 22 is a plan view showing a soluble conductor in which circular openings are formed in the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed.
Fig. 23 is a plan view showing a soluble conductor in which a circular opening is formed in a high melting point metal layer and a low melting point metal is filled therein.
24 : is a perspective view which shows the soluble conductor in which the low melting point metal surrounded by the high melting point metal was exposed.
25 : is a figure which shows the protection element to which the soluble conductor shown in FIG. 24 was connected, (A) is a plan view which abbreviate|omits and shows a cover member, (B) is AA' cross section of the protection element shown to (A).
26 : is a figure which shows the conventional protection element with the cover member omitted, (A) is a top view, (B) is AA' cross section view of (A).
이하, 본 발명이 적용된 보호 소자, 및 실장체에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시형태에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. 또, 도면은 모식적인 것이고, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 상이한 경우가 있다. 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작해 판단해야할 것이다. 또, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the protection element and mounting body to which this invention was applied are demonstrated in detail, referring drawings. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment, Of course, various changes are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, the drawing is typical, and the ratio of each dimension may differ from an actual thing. Specific dimensions and the like should be judged in consideration of the following description. In addition, it is needless to say that even between the drawings, portions having different dimensional relationships and ratios are included.
[보호 소자의 구성][Configuration of protection element]
도 1, 도 2 에 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 를 나타낸다. 도 1(A) 는 보호 소자 (1) 의 상면측을 나타내는 외관 사시도이고, 도 1(B) 는 보호 소자 (1) 의 저면측을 나타내는 외관 사시도이다. 도 2(A) 는 보호 소자 (1) 의 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 2(B) 는 도 2(A) 에 나타내는 A-A' 단면도이다. 또, 도 3 은 가용 도체의 용단 후에 있어서의 보호 소자 (1) 의 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 3(B) 는 도 3(A) 에 나타내는 A-A' 단면도이다. 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층되고, 절연 부재 (12) 로 덮인 발열체 (11) 와, 절연 부재 (12) 상에 발열체 (11) 와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극 (13) 과, 절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리에 끼워 맞춰지고, 중앙부가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속된 가용 도체 (15) 와, 가용 도체 (15) 가 형성된 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 을 덮는 커버 부재 (19) 를 구비한다. The
보호 소자 (1) 는, 소형 또한 고전류 정격의 보호 소자를 실현하는 것이고, 예를 들어 절연 기판 (10) 의 치수로서 1 변의 길이가 3 ∼ 6 ㎜ 정도로 소형이면서, 소자 전체의 저항값이 0.5 ∼ 1 mΩ, 30 ∼ 60 A 정격으로 고정격화가 도모되어 있다. 또한, 본 발명은, 모든 사이즈, 저항값 및 전류 정격을 구비하는 보호 소자에 적용할 수 있는 것은 물론이다. The
절연 기판 (10) 은, 예를 들어 방형상 (方形狀) 으로 형성되고, 알루미나, 유리세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 그 외, 유리에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 가용 도체 (15) 의 용단 시의 온도에 유의할 필요가 있다.The insulating
발열체 (11) 는, 통전하면 발열하는 도전성을 갖는 부재이고, 예를 들어 니크롬, W, Mo, Ru 등 또는 이들을 포함하는 재료로 이루어진다. 발열체 (11) 는, 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하고, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판 (10) 에 적층된 절연 부재 (12) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하고, 소성하는 등에 의해 형성할 수 있다. The
또, 발열체 (11) 는 절연 부재 (12) 에 의해 피복되고, 절연 부재 (12) 를 개재하여 발열체 인출 전극 (13) 및 발열체 인출 전극 (13) 과 접속된 가용 도체 (15) 와 대향된다. 절연 부재 (12) 는, 발열체 (11) 의 보호 및 절연을 도모함과 함께, 발열체 (11) 의 열을 효율적으로 가용 도체 (15) 에 전하기 위해서 형성되고, 예를 들어 유리층으로 이루어진다. 보호 소자 (1) 는, 발열체 (11) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층된 절연 부재 (12) 상에 형성됨과 함께, 절연 부재 (12) 로 피복됨으로써, 발열체 (11) 의 열을 효율적으로 가용 도체 (15) 에 전할 수 있다. 또한, 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 발열체 (11) 를 적층하고, 발열체 (11) 의 표면을 절연 부재 (12) 에 의해 피복해도 된다. In addition, the
또, 발열체 (11) 는, 일단이 발열체 인출 전극 (13) 과 접속되고, 타단이 발열체 전극 (16) 과 접속되어 있다. 발열체 인출 전극 (13) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성됨과 함께 발열체 (11) 와 접속된 하층부 (13a) 와, 발열체 (11) 와 대향해 절연 부재 (12) 상에 적층됨과 함께 가용 도체 (15) 와 접속되는 상층부 (13b) 를 갖는다. 이로써, 발열체 (11) 는, 발열체 인출 전극 (13) 을 개재하여 가용 도체 (15) 와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 발열체 인출 전극 (13) 은, 절연 부재 (12) 를 개재하여 발열체 (11) 에 대향 배치됨으로써, 가용 도체 (15) 를 용융시킴과 함께, 용융 도체를 응집하기 쉽게 할 수 있다. In addition, the
또, 발열체 전극 (16) 은, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성되고, 도전층이 형성된 스루홀 (17) 을 통하여 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 외부 접속 단자 (18) 와 연속되어 있다.In addition, the
이들 발열체 인출 전극 (13) 및 발열체 전극 (16) 은, 예를 들어 Ag 나 Cu 등의 도전 패턴에 의해 형성되고, 산화 방지 대책으로서 적절히, 표면에 Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 등의 보호막이 형성되어 있다. These heating element lead-out
그리고, 보호 소자 (1) 는, 발열체 전극 (16), 발열체 (11), 발열체 인출 전극 (13) 및 가용 도체 (15) 에 이르는 발열체 (11) 로의 통전 경로가 형성된다. 또, 보호 소자 (1) 는, 발열체 전극 (16) 이 외부 접속 단자 (18) 를 개재하여 발열체 (11) 에 통전시키는 외부 회로와 접속되어, 당해 외부 회로에 의해 발열체 전극 (16) 과 가용 도체 (15) 에 걸치는 통전이 제어된다. And in the
또, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 가 발열체 인출 전극 (13) 과 접속 됨으로써, 발열체 (11) 로의 통전 경로의 일부를 구성한다. 따라서, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 가 용융하여, 외부 회로와의 접속이 차단되면, 발열체 (11) 로의 통전 경로도 차단되기 때문에, 발열을 정지시킬 수 있다.Moreover, the
[가용 도체][Fusible conductor]
절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리에 끼워 맞춰짐과 함께, 중앙부가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속된 가용 도체 (15) 는, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부 (20) 를 갖고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 발열체 인출 전극 (13) 과 접속된 중앙부가 용해되어, 발열체 인출 전극 (13) 과 단자부 (20) 사이가 용단됨으로써 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 것이다. A
가용 도체 (15) 는, 판상으로 형성되고, 양단부에 외부 회로와 접속되는 단자부 (20) 가 형성되어 있다. 가용 도체 (15) 는, 단자부 (20) 가, 보호 소자 (1) 가 실장되는 회로 기판의 랜드부와 접속됨으로써, 당해 회로 기판의 전류 경로의 일부를 구성하고, 용단됨으로써 전류 경로를 차단한다. The
가용 도체 (15) 는, 중앙부가 접속용 땜납 등의 접합재에 의해 발열체 인출 전극 (13) 과 전기적, 기계적으로 접속되어 있다. 또, 가용 도체 (15) 는, 양단부가 절연 기판 (10) 의 측면을 따라 구부러짐으로써, 절연 기판 (10) 에 끼워 맞춰짐과 함께, 단자부 (20) 가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 향하게 되어 있다. 이로써, 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 을 외부의 회로 기판에 대한 실장면이 되고, 가용 도체 (15) 의 1 쌍의 단자부 (20) 및 스루홀 (17) 을 통하여 발열체 전극 (16) 과 접속된 상기 외부 접속 단자 (18) 가, 회로 기판의 랜드부와 접속됨으로써, 외부 회로에 장착된다.As for the
보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 에 외부 회로와의 접속 단자가 되는 단자부 (20) 를 형성하고 있기 때문에, 전류 정격의 향상을 도모할 수 있다. 즉, 상기 서술한 바와 같이, 절연 기판에 가용 도체의 통전 경로를 외부 회로로 인출하는 표면 전극, 이면 전극, 및 표리면 전극을 연결하는 스루홀을 형성하는 구성에 있어서는, 스루홀이나 캐스틸레이션의 구멍 직경이나 구멍수의 제한이나, 도전 페이스트의 저항률이나 막두께의 제한에 의해, 가용 도체의 저항값 이하의 실현이 어려워, 전류의 고정격화가 곤란해진다. 또, 절연 기판에 형성한 가용 도체의 통전 경로의 저항을 낮추기 위해서 대면적화를 도모하면, 보호 소자 전체가 대형화해 버린다. Since the
한편, 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 에 스루홀 등을 형성하여 가용 도체 (15) 의 통전 경로를 외부 회로로 인출하는 것이 아니라, 가용 도체 (15) 에 외부 회로와의 접속 단자가 되는 단자부 (20) 가 형성되어 있으므로, 외부 회로와 가용 도체 (15) 간의 도통 저항이 가용 도체 (15) 그 자체의 저항값에 의해 정해지고, 절연 기판 (10) 측의 구성에 좌우되지 않는다. 따라서, 보호 소자 (1) 에 의하면, 소자 전체의 통전 경로를 저저항화하여, 용이하게 전류 정격의 향상을 도모할 수 있다. 또, 보호 소자 (1) 에 의하면, 절연 기판 (10) 에 가용 도체 (15) 의 통전 경로를 형성할 필요가 없어, 소자 전체의 소형화를 도모할 수 있다. On the other hand, the
단자부 (20) 가 형성된 가용 도체 (15) 는, 예를 들어 판상의 가용 도체 (15) 의 양단부를 절곡시킴으로써 제조할 수 있다. 또한, 보호 소자 (1) 는, 단자부 (20) 를 개재하여 가용 도체 (15) 와 외부 회로가 접속되기 때문에, 절연 기판 (10) 에 별도 외부 회로와의 접속용 전극을 형성하지 않아도 된다.The
[끼워 맞춤 오목부][Fitting Recess]
또, 절연 기판 (10) 은, 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 가 끼워 맞춰지는 1 쌍의 측가장자리부에 끼워 맞춤 오목부 (21) 가 형성되어 있다. 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 에 끼워 맞춤 오목부 (21) 를 형성함으로써, 회로 기판에의 실장 면적이 넓어지지도 않고, 또 가용 도체 (15) 의 끼워 맞춤 위치를 고정할 수 있다. 또한, 끼워 맞춤 오목부 (21) 를 형성함으로써, 보호 소자 (1) 의 제조 프로세스에 있어서 절연 기판 (10) 을 다면 형성 기판 대응으로 할 수 있어, 생산성 향상 및 가공 비용의 저감에도 기여할 수 있다. Moreover, as for the insulating
[가용 도체의 층 구성][Layer structure of soluble conductor]
여기서, 보호 소자 (1) 는, 외부 회로의 전류 경로 상에 장착되는 것이고, 전류 정격의 향상을 도모함과 함께, 긴급 시 등에는 발열체 (11) 의 발열에 의해 신속하게 가용 도체 (15) 가 용단되어, 외부 회로의 전류 경로를 차단할 필요가 있다. 그래서, 가용 도체 (15) 는, 저저항화에 의한 전류 정격의 향상, 및 발열체 (11) 의 발열에 의한 용단 시간 단축의 양립을 도모하기 위해, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 함유하는 것이 바람직하다.Here, the
고융점 금속으로는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등이고, 리플로우로에 의해 기판 실장을 실시하는 경우에 있어서도 용융되지 않는 높은 융점을 갖는 것이 바람직하다. 저융점 금속으로는, 땜납이나, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등을 사용하는 것이 바람직하다. 저융점 금속의 융점은, 반드시 리플로우로의 온도보다 높을 필요는 없고, 200 ℃ 정도에서 용융되어도 된다. The high-melting-point metal is preferably Ag, Cu, or an alloy containing these as a main component, and has a high melting point that does not melt even when mounting a substrate in a reflow furnace. As the low melting point metal, it is preferable to use solder, Pb-free solder having Sn as a main component, or the like. The melting point of the low melting point metal is not necessarily higher than the temperature in the reflow furnace, and may be melted at about 200°C.
고융점 금속과 저융점 금속을 함유함으로써, 보호 소자 (1) 를 리플로우 실장 등에 의해 회로 기판에 실장하는 경우에, 실장 온도가 저융점 금속의 용융 온도를 초과하여 저융점 금속이 용융되어도, 고융점 금속이 저융점 금속의 외부로의 유출을 억제하여, 가용 도체 (15) 의 형상을 유지해 전류 정격이나 용단 시간의 변동을 방지할 수 있다. 또, 용융 시에는, 저융점 금속이 용융하는 것에 의해, 고융점 금속을 용식 (땜납 침식) 함으로써, 고융점 금속의 융점 이하의 온도에서 신속하게 용융할 수 있다. 또한, 가용 도체 (15) 는, 후에 설명하는 바와 같이 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다. By containing a high melting point metal and a low melting point metal, when the
또, 가용 도체 (15) 는, 내층이 되는 저융점 금속층에 고융점 금속층이 적층되어 구성함으로써, 종래의 납계 고융점 땜납을 사용한 가용 도체에 비해 전기 저항률이 절반 이하로 낮아지고, 그 결과 전류 정격을 크게 할 수 있다.In addition, since the
또, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속을 고융점 금속에 의해 피복하는 구성으로 함으로써, 단자부 (20) 를 형성하여 실장용 땜납을 개재하여 회로 기판에 접속한 경우에도, 당해 실장용 땜납에 의한 용융을 억제할 수 있다. 예를 들어, 납 등의 가용 도체를 납 프리 땜납을 개재하여 실장한 경우, 가용 도체는, 납 프리 땜납을 구성하는 주석에 의해 리플로우 온도인 250 ℃ 정도에서 용이하게 용융되어, 가용 도체가 용단되어 버린다. 이 점, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속이 고융점 금속에 의해 피복되어 있기 때문에, 리플로우 온도에 노출된 경우에도, 실장용 땜납에 의한 용융이 억제되어, 용단이나 변형을 방지할 수 있다. Moreover, also when the
또한, 가용 도체 (15) 는, 보호 소자 (1) 가 장착된 전기 계통에 이상하게 높은 전압이 순간적으로 인가되는 서지에 대한 내성 (내펄스성) 을 향상시킬 수 있다. 즉, 가용 도체 (15) 는, 예를 들어 100 A 의 전류가 수 msec 흐른 경우에까지 용단되어서는 안된다. 이 점, 극히 단시간에 흐르는 대전류는 도체의 표층을 흐르므로 (표피 효과), 가용 도체 (15) 는, 외층으로서 저항값이 낮은 Ag 도금 등의 고융점 금속층을 형성함으로써, 서지에 의해 인가된 전류를 흘리기 쉽고, 자기 발열에 의한 용단을 방지할 수 있다. 따라서, 가용 도체 (15) 는, 종래의 땜납 합금으로 이루어지는 퓨즈에 비해, 대폭적으로 서지에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.Moreover, the
[방열 전극] [heat dissipation electrode]
또, 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 제 1 방열 전극 (23) 이 형성되어 있다. 제 1 방열 전극 (23) 은, 가용 도체 (15) 가 끼워 맞춰지는 절연 기판 (10) 의 1 쌍의 측가장자리 근방에 형성되고, 가용 도체 (15) 와 접속됨으로써 단자부 (20) 의 근방에 있어서의 가용 도체 (15) 의 열을 효율적으로 흡수하는 것이다. 제 1 방열 전극 (23) 은, 예를 들어 Ag 나 Cu 등의 전극 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 접속용 땜납 등의 접속 재료를 개재하여 가용 도체 (15) 와 접속되어 있다. Moreover, in the
제 1 방열 전극 (23) 을 형성함으로써, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 의 근방에 있어서의 열을 절연 기판 (10) 측으로 방열시켜, 가용 도체 (15) 의 발열 영역을 발열체 인출 전극 (13) 과 접속된 중앙부에 집중시킨다. 이로써, 가용 도체 (15) 는, 용단 부위가 중앙부로 한정되어, 신속하게 전류 경로를 차단할 수 있다. 또, 가용 도체 (15) 는, 과전류에 수반하는 자기 발열 차단 시에 아크 방전을 수반하는 경우에도, 발열 부위가 한정됨으로써, 폭발적인 용단 및 용융 도체의 비산을 방지할 수 있어, 절연 특성을 저해하지 않는다. By forming the 1st
이 경우, 절연 기판 (10) 은, 가용 도체 (15) 의 열을 방열하기 위해서 이용되고, 열전도성이 양호한 세라믹 기판이 바람직하게 사용된다. 또, 가용 도체 (15) 를 제 1 방열 전극 (23) 에 접속하는 접착제로는, 도전성의 유무는 불문하고, 열전도성이 우수한 것이 바람직하다. In this case, the insulating
제 1 방열 전극 (23) 은, 스루홀 (24) 을 통하여 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 제 2 방열 전극 (25) 과 접속되어 있다. 스루홀 (24) 은, 열전도성이 우수한 도전 재료 등에 의해 열전도층이 형성되어 있다. 또, 제 2 방열 전극 (25) 은, 제 1 방열 전극 (23) 과 동일한 재료에 의해 형성할 수 있다. 제 1 방열 전극 (23) 과 연속하는 스루홀 (24) 및 제 2 방열 전극 (25) 을 형성함으로써, 보호 소자 (1) 는, 더욱 효율적으로 가용 도체 (15) 의 열을 방열할 수 있다. 또한, 제 2 방열 전극 (25) 은, 외부 회로의 전류 경로를 구성하는 것이 아니라, 외부 회로와 접속되어 있을 필요는 없지만, 효율적으로 방열하는 데에 있어 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 와 함께 외부 회로와 접속해도 된다.The first
[플럭스] [flux]
또, 가용 도체 (15) 는, 외층인 고융점 금속층 또는 저융점 금속층의 산화 방지와, 용단 시의 산화물 제거 및 땜납의 유동성 향상을 위해서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (15) 의 표리면 전체면에 플럭스 (27) 를 도포해도 된다. 플럭스 (27) 를 도포함으로써, 저융점 금속 (예를 들어 땜납) 의 젖음성을 높임과 함께, 저융점 금속이 용해되고 있는 동안의 산화물을 제거하고, 고융점 금속 (예를 들어 은) 으로의 침식 작용을 이용하여 속용단성 (速溶斷性) 을 향상시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
또, 플럭스 (27) 를 도포함으로써, 최외층인 고융점 금속층의 표면에, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 산화 방지막을 형성한 경우에도, 당해 산화 방지막의 산화물을 제거할 수 있어, 고융점 금속층의 산화를 효과적으로 방지하여, 속용단성을 유지, 향상시킬 수 있다.In addition, by applying the
[커버 부재][Cover member]
또, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 가 형성된 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에, 내부를 보호함과 함께 용융된 가용 도체 (15) 의 비산을 방지하는 커버 부재 (19) 가 장착되어 있다. 커버 부재 (19) 는, 각종 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 형성할 수 있다. 커버 부재 (19) 는, 대향하는 1 쌍의 측벽 (19a) 이 형성되고, 이 측벽 (19a) 이 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 설치됨과 함께, 개방된 2 측면으로부터 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측으로 돌출되어 있다.Moreover, the
이 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 회로 기판을 향하여 실장된다. 이로써, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 가 커버 부재 (19) 에 의해 덮이기 때문에, 발열체 (11) 의 발열에 의한 용단 시나, 과전류에 의한 아크 방전의 발생을 수반하는 자기 발열 차단 시에 있어서도, 용융 금속이 커버 부재 (19) 에 의해 포착되어, 주위로의 비산을 방지할 수 있다. This
[보호 소자의 제조 공정][Manufacturing process of protection element]
보호 소자 (1) 는, 이하의 공정에 의해 제조된다. 가용 도체 (15) 가 탑재되는 절연 기판 (10) 은, 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 표면 (10a) 에 발열체 (11), 절연 부재 (12), 발열체 인출 전극 (13), 발열체 전극 (16) 및 1 쌍의 제 1 방열 전극 (23) 이 형성되어 있다. 또, 절연 기판 (10) 은, 이면 (10b) 에 스루홀 (17) 을 통하여 발열체 전극 (16) 과 연속되고 있는 외부 접속 단자 (18) 가 형성되어 있다. 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 이 절연 기판 (10) 의 1 쌍의 측가장자리에 형성된 끼워 맞춤 오목부 (21) 에, 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 를 끼워 맞춤과 함께, 발열체 인출 전극 (13) 및 제 1 방열 전극 (23) 에 접속용 땜납 등의 접합재를 개재하여 가용 도체 (15) 를 접속한다. 이로써, 가용 도체 (15) 는, 단자부 (20) 의 선단부가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측으로 돌출된다. The
이어서, 도 4(C) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (15) 상에는 플럭스 (27) 가 형성된다. 플럭스 (27) 가 형성됨으로써, 가용 도체 (15) 의 산화 방지, 젖음성의 향상을 도모하고, 신속하게 용단시킬 수 있다. 또, 플럭스 (27) 를 형성함으로써, 용융 금속의 절연 기판 (10) 에의 부착을 억제하여, 용단 후에 있어서의 절연성을 향상시킬 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 4(C), the
그리고, 도 4(D) 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상을 보호함과 함께, 가용 도체 (15) 의 용융 도체의 비산을 방지하는 커버 부재 (19) 가 탑재됨으로써 보호 소자 (1) 가 완성된다. 커버 부재 (19) 는, 대향하는 1 쌍의 측벽 (19a) 이 형성되고, 이 측벽 (19a) 이 표면 (10a) 상에 설치됨과 함께, 개방된 2 측면으로부터 가용 도체 (15) 의 단자부 (20) 가 이면 (10b) 측으로 도출되어 있다. And as shown in FIG. 4(D), while protecting the
이 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 회로 기판을 향하여 실장된다. 이로써, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 의 양 단자부 (20) 및 외부 접속 단자 (18) 가 회로 기판에 형성된 랜드부와 접속된다. This
[보호 소자의 사용 방법] [How to use the protection element]
보호 소자 (1) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩 (30) 내의 회로에 장착되어 사용된다. 배터리 팩 (30) 은, 예를 들어 합계 4 개의 리튬 이온 이차 전지의 배터리 셀 (31 ∼ 34) 로 이루어지는 배터리 스택 (35) 을 갖는다. As shown in FIG. 5, the
배터리 팩 (30) 은, 배터리 스택 (35) 과, 배터리 스택 (35) 의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로 (40) 와, 배터리 스택 (35) 의 이상 시에 충전을 차단하는 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 와, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압을 검출하는 검출 회로 (36) 와, 검출 회로 (36) 의 검출 결과에 따라 보호 소자 (1) 의 동작을 제어하는 전류 제어 소자 (37) 를 구비한다. The
배터리 스택 (35) 은, 과충전 및 과방전 상태로부터 보호하기 위한 제어를 필요로 하는 배터리 셀 (31 ∼ 34) 이 직렬 접속된 것이고, 배터리 팩 (30) 의 정극 단자 (30a), 부극 단자 (30b) 를 통해 착탈 가능하게 충전 장치 (45) 에 접속되고, 충전 장치 (45) 로부터의 충전 전압이 인가된다. 충전 장치 (45) 에 의해 충전된 배터리 팩 (30) 의 정극 단자 (30a), 부극 단자 (30b) 를 배터리에 의해 동작하는 전자 기기에 접속시킴으로써, 이 전자 기기를 동작시킬 수 있다. The
충방전 제어 회로 (40) 는, 배터리 스택 (35) 으로부터 충전 장치 (45) 로 흐르는 전류 경로에 직렬 접속된 2 개의 전류 제어 소자 (41, 42) 와, 이들 전류 제어 소자 (41, 42) 의 동작을 제어하는 제어부 (43) 를 구비한다. 전류 제어 소자 (41, 42) 는, 예를 들어 전계 효과 트랜지스터 (이하, FET 라고 부른다) 에 의해 구성되고, 제어부 (43) 에 의해 게이트 전압을 제어함으로써, 배터리 스택 (35) 의 전류 경로의 도통과 차단을 제어한다. 제어부 (43) 는, 충전 장치 (45) 로부터 전력 공급을 받아 동작하고, 검출 회로 (36) 에 의한 검출 결과에 따라, 배터리 스택 (35) 이 과방전 또는 과충전일 때, 전류 경로를 차단하도록 전류 제어 소자 (41, 42) 의 동작을 제어한다.The charge/
보호 소자 (1) 는, 예를 들어 배터리 스택 (35) 과 충방전 제어 회로 (40) 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속되고, 그 동작이 전류 제어 소자 (37) 에 의해 제어된다. The
검출 회로 (36) 는, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 과 접속되어, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값을 검출하고, 각 전압값을 충방전 제어 회로 (40) 의 제어부 (43) 에 공급한다. 또, 검출 회로 (36) 는, 어느 1 개의 배터리 셀 (31 ∼ 34) 이 과충전 전압 또는 과방전 전압이 되었을 때에 전류 제어 소자 (37) 를 제어하는 제어 신호를 출력한다. The
전류 제어 소자 (37) 는, 예를 들어 FET 에 의해 구성되고, 검출 회로 (36) 로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 보호 소자 (1) 를 동작시켜, 배터리 스택 (35) 의 충방전 전류 경로를 전류 제어 소자 (41, 42) 의 스위치 동작에 의하지 않고 차단하도록 제어한다. The
이상과 같은 구성으로 이루어지는 배터리 팩 (30) 에 있어서, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 는, 도 6(A) 에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자 (1) 는, 발열체 인출 전극 (13) 을 개재하여 직렬 접속된 가용 도체 (15) 와, 가용 도체 (15) 의 접속점을 개재하여 통전하여 발열시키는 것에 의해 가용 도체 (15) 를 용융하는 발열체 (11) 로 이루어지는 회로 구성이다. 또, 보호 소자 (1) 에서는, 예를 들어 가용 도체 (15) 가 단자부 (20) 를 개재하여 배터리 팩 (30) 의 충방전 전류 경로 상에 직렬 접속되고, 발열체 (11) 가 전류 제어 소자 (37) 와 접속된다. 가용 도체 (15) 의 1 쌍의 단자부 (20) 중, 일방은 배터리 스택 (35) 의 개방단과 접속되고, 타방은 배터리 팩의 정극 단자 (30a) 측의 개방단과 접속된다. 또, 발열체 (11) 는, 발열체 인출 전극 (13) 을 개재하여 가용 도체 (15) 와 접속됨으로써 배터리 팩 (30) 의 충방전 전류 경로와 접속되고, 또 발열체 전극 (16) 및 외부 접속 단자 (18) 를 개재하여 전류 제어 소자 (37) 와 접속된다.In the
이와 같은 보호 소자 (1) 가 실장된 실장체인 배터리 팩 (30) 의 회로 구성에 있어서, 보호 소자 (1) 는, 절연 기판 (10) 에 스루홀을 형성하여 가용 도체 (15) 의 통전 경로를 외부 회로로 인출하는 것이 아니라, 가용 도체 (15) 에 외부 회로와의 접속 단자가 되는 단자부 (20) 가 형성되어 있으므로, 외부 회로와 가용 도체 (15) 간의 도통 저항이 가용 도체 (15) 그 자체의 저항값에 의해 정해지고, 절연 기판 (10) 측의 구성에 좌우되지 않는다. 따라서, 보호 소자 (1) 에 의하면, 소자 전체의 통전 경로를 저저항화하여, 용이하게 전류 정격의 향상을 도모할 수 있다. 이로써, 배터리 팩 (30) 은, 보호 소자 (1) 가 소자 전체적으로 전류 정격이 향상되어, 대전류에 대응할 수 있다.In the circuit configuration of the
또, 배터리 팩 (30) 은, 보호 소자 (1) 의 발열체 (11) 가 발열되면, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (15) 가 용융하고, 그 젖음성에 의해 발열체 인출 전극 (13) 상으로 끌어당겨진다. 그 결과, 도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 가 용단함으로써, 확실하게 전류 경로를 차단할 수 있다. 또, 가용 도체 (15) 가 용단함으로써 발열체 (11) 로의 급전 경로도 차단되기 때문에, 발열체 (11) 의 발열도 정지한다. Moreover, when the
또한, 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 는, 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩에 사용하는 경우에 한정하지 않고, 전기 신호에 의한 전류 경로의 차단을 필요로 하는 여러 가지 용도에도 물론 적용 가능하다. In addition, the
또, 보호 소자 (1) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (10) 에 끼워 맞춤 오목부 (21) 를 형성하지 않고, 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리에 가용 도체 (15) 를 끼워 맞춰도 된다. Moreover, as shown in FIG. 7, the
[병렬 타입/절연벽][Parallel type/insulation wall]
또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 단자부 (52) 사이에 복수의 용단부 (53) 가 병렬된 가용 도체 (51) 를 사용해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 보호 소자 (1) 와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다. Moreover, as shown in FIG. 8, the protection element to which this invention was applied may use the
도 8 에 나타내는 보호 소자 (50) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층되고, 절연 부재 (12) 로 덮인 발열체 (11) 와, 절연 부재 (12) 상에 발열체 (11) 와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극 (13) 과, 절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리에 끼워 맞춰지고, 중앙부가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속된 가용 도체 (51) 와, 가용 도체 (51) 가 형성된 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 을 덮는 커버 부재 (19) 를 구비한다. The
가용 도체 (51) 는, 판상으로 형성되고, 양단부에 외부 회로와 접속되는 단자부 (52) 가 형성되어 있다. 가용 도체 (51) 는, 단자부 (52) 가, 보호 소자 (50) 가 실장되는 회로 기판의 랜드부와 접속됨으로써, 당해 회로 기판의 전류 경로의 일부를 구성하고, 용단함으로써 전류 경로를 차단한다. 단자부 (52) 는, 절연 기판 (10) 의 측가장자리에 형성된 끼워 맞춤 오목부 (21) 에 끼워 맞춤으로써, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 향하게 되어 있다. The
또, 가용 도체 (51) 는, 1 쌍의 단자부 (52) 사이에 걸쳐서 복수의 용단부 (53) 가 형성되어 있다. 각 용단부 (53) 는, 접속용 땜납 등의 접합 부재를 개재하여 발열체 인출 전극 (13) 상에 접속되어 있다. 또한, 가용 도체 (51) 는, 상기 서술한 가용 도체 (15) 와 마찬가지로 저융점 금속층과 고융점 금속층을 함유하는 것이 바람직하고, 또 후에 설명하는 바와 같이 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다.Moreover, as for the
이하에서는, 3 개의 용단부 (53A ∼ 53C) 가 병렬된 가용 도체 (51) 를 사용한 경우를 예로 설명한다. 도 8(A) 에 나타내는 바와 같이, 각 용단부 (53A ∼ 53C) 는, 단자부 (52) 사이에 걸쳐서 탑재됨으로써, 가용 도체 (51) 의 복수의 통전 경로를 구성한다. 그리고, 복수의 용단부 (53A ∼ 53C) 는, 발열체 (11) 의 열에 의해 용단되고, 모든 용단부 (53A ∼ 53C) 가 용단됨으로써, 단자부 (52) 사이에 걸치는 전류 경로를 차단한다.Below, the case where the
또한, 가용 도체 (51) 는, 정격을 초과하는 전류가 통전하는 것에 의해 용단 할 때에도, 각 용단부 (53A ∼ 53C) 가 순차 용단하므로, 마지막에 남은 용단부 (53) 의 용단 시에 발생하는 아크 방전도 소규모의 것이 되어, 용융된 퓨즈 엘리먼트가 광범위에 걸쳐 비산하고, 비산한 금속에 의해 새롭게 전류 경로가 형성되거나, 혹은 비산한 금속이 단자나 주위의 전자 부품 등에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또, 가용 도체 (51) 는, 복수의 용단부 (53A ∼ 53C) 마다 용단되므로, 각 용단부 (53A ∼ 53C) 의 용단에 필요한 열에너지는 적어도 되어, 단시간에 차단할 수 있다. In addition, since each fusing
가용 도체 (51) 는, 복수의 용단부 (53) 중, 하나의 용단부 (53) 의 일부 또는 전부의 단면적을 다른 용단부의 단면적보다 작게 함으로써, 상대적으로 고저항화해도 된다. 하나의 용단부 (53) 를 상대적으로 고저항화시킴으로써, 가용 도체 (51) 는, 정격을 초과하는 전류가 통전되면, 비교적 저저항의 용단부 (53) 로부터 많은 전류가 통전하여 용단되어 간다. 그 후, 남은 당해 고저항화된 용단부 (53) 에 전류가 집중되고, 마지막에 아크 방전을 수반하여 용단된다. 따라서, 가용 도체 (51) 는, 용단부 (53) 를 순차 용단시킬 수 있다. 또, 단면적이 작은 용단부 (53) 의 용단 시에 아크 방전이 발생하기 때문에, 용단부 (53) 의 체적에 따라 소규모의 것이 되어, 용융 금속의 폭발적인 비산을 방지할 수 있다. The
또, 가용 도체 (51) 는, 3 개 이상의 용단부를 형성함과 함께, 내측의 용단부를 마지막에 용단시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (51) 는, 3 개의 용단부 (53A, 53B, 53C) 를 형성함과 함께, 가운데의 용단부 (53B) 를 마지막으로 용단시키는 것이 바람직하다. Moreover, while the
이 가용 도체 (51) 는, 정격을 초과하는 전류가 통전되면, 먼저 2 개의 용단부 (53A, 53C) 에 많은 전류가 흘러 자기 발열에 의해 용단된다. 용단부 (53A, 53C) 의 용단은 자기 발열에 의한 아크 방전을 수반하는 것이 아니기 때문에, 용융 금속의 폭발적인 비산도 없다.When a current exceeding the rating is passed through this
이어서, 가운데의 용단부 (53B) 에 전류가 집중되어, 아크 방전을 수반하면서 용단된다. 이때, 가용 도체 (51) 는, 가운데의 용단부 (53B) 를 마지막으로 용단시킴으로써, 아크 방전이 발생해도, 용단부 (53B) 의 용융 금속을, 먼저 용단되어 있는 외측의 용단부 (53A, 53C) 에 의해 포착할 수 있다. 따라서, 용단부 (53B) 의 용융 금속의 비산을 억제하여, 용융 금속에 의한 쇼트 등을 방지할 수 있다. Next, current is concentrated on the fusing
이때, 가용 도체 (51) 는, 3 개의 용단부 (53A ∼ 53C) 중, 내측에 위치하는 가운데의 용단부 (53B) 의 일부 또는 전부의 단면적을 외측에 위치하는 다른 용단부 (53A, 53C) 의 단면적보다 작게 함으로써, 상대적으로 고저항화하고, 이로써 가운데의 용단부 (53B) 를 마지막에 용단시켜도 된다. 이 경우도, 단면적을 상대적으로 작게 함으로써 마지막에 용단시키고 있기 때문에, 아크 방전도 용단부 (53B) 의 체적에 따라 소규모의 것이 되어, 용융 금속의 폭발적인 비산을 보다 억제할 수 있다. At this time, in the
[가용 도체의 제법][Manufacturing method of soluble conductor]
이와 같은 복수의 용단부 (53) 가 형성된 가용 도체 (51) 는, 예를 들어 도 9(A) 에 나타내는 바와 같이, 판상의 저융점 금속과 고융점 금속을 포함하는 판상체 (54) 의 중앙부 2 지점을 사각형상으로 타발한 후, 양단부를 절곡시킴으로써 제조할 수 있다. 가용 도체 (51) 는, 병렬하는 3 개의 용단부 (53A ∼ 53C) 의 양측이 단자부 (52) 에 의해 일체로 지지되어 있다. 또, 형성된 가용 도체 (51) 는, 단자부 (52) 를 구성하는 판상체와 용단부 (53) 를 구성하는 복수의 판상체를 접속시킴으로써 제조해도 된다. 또한, 도 9(B) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (51) 는, 병렬하는 3 개의 용단부 (53A ∼ 53C) 의 일단이 단자부 (52) 에 의해 일체로 지지되고, 타단에는 각각 단자부 (52) 가 형성된 것이어도 된다.As shown in FIG. 9(A), for example, the
[방열 전극][heat dissipation electrode]
또한, 보호 소자 (50) 는, 용단부 (53) 에 따라 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 복수의 제 3 방열 전극 (56) 을 형성해도 된다. 제 3 방열 전극 (56) 은, 상기 서술한 제 1 방열 전극 (23) 과 동일하게, 가용 도체 (51) 가 끼워 맞춰지는 절연 기판 (10) 의 1 쌍의 측가장자리 근방에, 각 용단부 (53) 에 대응해 형성되고, 각 용단부 (53) 와 접속됨으로써 단자부 (52) 의 근방에 있어서의 가용 도체 (51) 의 열을 효율적으로 흡수한다. 제 3 방열 전극 (56) 은, 예를 들어 Ag 나 Cu 등의 전극 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 접속용 땜납 등의 접속 재료를 개재하여 용단부 (53) 와 접속되어 있다. Further, the
제 3 방열 전극 (56) 을 형성함으로써, 보호 소자 (50) 는, 가용 도체 (51) 의 단자부 (52) 의 근방에 있어서의 열을 절연 기판 (10) 측으로 방열시켜, 각 용단부 (53) 의 발열 영역을 발열체 인출 전극 (13) 과 접속된 중앙부에 집중시킨다. 이로써, 가용 도체 (51) 는, 용단 부위가 각 용단부 (53) 의 중앙부로 한정되어, 신속하게 전류 경로를 차단할 수 있다. 또, 가용 도체 (51) 는, 과전류에 수반하는 자기 발열 차단 시에 아크 방전을 수반하는 경우에도, 발열 부위가 한정됨으로써, 폭발적인 용단 및 용융 도체의 비산을 방지할 수 있어, 절연 특성을 저해하는 일도 없다. By forming the 3rd
또한, 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (50) 에 있어서도, 제 3 방열 전극 (56) 과 연속하는 스루홀 (57), 및 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성되고, 당해 스루홀 (57) 과 연속된 제 4 방열 전극 (58) 이 형성되어 있다. 이로써, 보호 소자 (50) 는, 더욱 효율적으로 가용 도체 (51) 의 열을 방열할 수 있다. Moreover, as shown in FIG. 8(B), also in the
[절연벽][insulation wall]
또, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (50) 는, 복수의 용단부 (53) 사이에, 병렬하는 용단부 (53) 끼리의 접속을 방지하는 절연벽 (55) 을 형성해도 된다. 절연벽 (55) 을 형성함으로써, 가용 도체 (51) 는, 용단부 (53) 가 용단되어 갈 때에, 발열체 (11) 또는 자신의 발열에 의해 용융, 팽창하여 인접하는 용단부 (53) 에 접촉해 응집하는 것을 방지한다. 이로써, 가용 도체 (51) 는, 인접하는 용단부 (53) 끼리가 용융, 응집함으로써 대형화해, 용단에 필요한 전력이 증가하는 것에 의한 용단 시간의 증가나 용단 후에 있어서의 절연성의 저하, 혹은 과전류에 수반하는 자기 발열에 의한 용단 시에 생기는 아크 방전의 대규모화에 의한 용융 금속의 폭발적 비산을 방지할 수 있다. Moreover, as shown in FIG. 8 , the
절연벽 (55) 은, 예를 들어 발열체 (11) 의 표면을 피복하는 절연 부재 (12) 상에, 발열체 인출 전극 (13) 을 넘도록 형성되어 있다. 또, 절연벽 (55) 은, 솔더 레지스트나 유리 등의 절연 재료를 인쇄하는 것 등에 의해 수직 형성되어 있다. 또한, 절연벽 (55) 은, 절연성을 가지므로, 용융 도체에 대한 젖음성을 갖지 않기 때문에, 반드시 인접하는 용단부 (53) 끼리를 완전하게 격절할 필요는 없다. 즉, 커버 부재 (19) 의 천면 (天面)(19b) 과의 사이에 간극을 가지고 있어도 젖음성에 의한 인입 작용은 작용하지 않아, 용융 도체가 당해 간극으로부터 병렬하는 용단부 (53) 측으로 유입되는 일은 없다. 또, 용단부 (53) 는, 용융하면, 단자부 (52) 사이의 영역에 있어서 단면 (斷面) 돔상으로 팽창한다. 그 때문에, 용단부 (53) 의 간격을 가용 도체 (51) 의 두께의 2 배보다 좁게 배치하는 경우, 절연벽 (55) 은, 발열체 인출 전극 (13) 으로부터 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 까지 이르는 높이의 절반 이상의 높이가 있으면, 용융 도체가 병렬하는 용단부 (53) 와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 물론, 절연벽 (55) 은, 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 까지 이르는 높이로 형성하여, 용단부 (53) 끼리를 격절해도 된다.The insulating
또, 절연벽 (55) 은, 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 에 형성해도 된다. 절연벽 (55) 은, 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 에 일체 형성해도 되고, 또는 천면 (19b) 에 솔더 레지스트나 유리 등의 절연 재료를 인쇄하는 것 등에 의해 수직 형성해도 된다. 이 경우, 절연벽 (55) 은, 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 으로부터 발열체 인출 전극 (13) 까지에 이르는 높이로 함으로써, 용융 도체가 발열체 인출 전극 (13) 을 타고 병렬하는 용단부 (53) 와 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.In addition, the insulating
또, 절연벽 (55) 은, 절연 기판 (10) 이나 커버 부재 (19) 에 형성하는 외에, 병렬하는 복수의 용단부 (53) 사이에 절연벽 (55) 을 구성하는 액상 혹은 페이스트상의 절연 재료를 도포하고, 경화시킴으로써 형성해도 된다. 절연벽 (55) 을 구성하는 절연성의 재료로는, 에폭시 수지 등의 열경화성의 절연성 접착제나 솔더 레지스트, 유리 페이스트를 사용할 수 있다. 이 경우, 절연벽 (55) 을 구성하는 절연 재료는, 가용 도체 (51) 가 절연 기판 (10) 에 접속된 후에 도포, 경화시켜도 되고, 가용 도체 (51) 를 절연 기판 (10) 에 접속시키기 전에 도포, 경화시켜도 된다. In addition, the insulating
액상 혹은 페이스트상의 절연 재료는, 병렬하는 복수의 용단부 (53) 사이에 모세관 작용에 의해 충전되고, 경화함으로써 용단부 (53) 가 용융된 경우에, 병렬하는 용단부 (53) 끼리의 접속을 방지할 수 있다. 이 때문에, 절연벽 (55) 을 구성하는 절연 재료는, 경화함으로써 용단부 (53) 의 발열 온도에 대한 내열성을 구비할 것이 요구된다. The liquid or paste-like insulating material is filled between a plurality of
[절연부의 설치 위치] [Installation position of the insulation part]
또한, 보호 소자 (50) 는, 절연벽 (55) 을 가용 도체 (51) 의 용단 부위에 따라 형성하면 된다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (51) 는, 각 용단부 (53) 가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속됨으로써 발열체 (11) 와 중첩되고, 발열체 인출 전극 (13) 을 개재하여 발열체 (11) 의 열이 각 용단부 (53) 로 전달된다. 또, 가용 도체 (51) 는, 각 용단부 (53) 가 가용 도체 (51) 의 양단부에 형성된 단자부 (52) 사이에 형성되고, 양단부 (52) 에서는 전류가 집중되지 않고, 양단부 (52) 사이에 형성된 각 용단부 (53) 의 단자부 (52) 와 발열체 인출 전극 (13) 사이에 있어서 전류가 집중되어, 고온으로 발열함으로써 용융된다. In addition, the
따라서, 용단부 (53) 의 간격을 가용 도체 (51) 의 두께의 2 배보다 좁게 배치하는 경우, 보호 소자 (50) 는, 절연벽 (55) 을 각 용단부 (53) 의 전역에 인접하여 형성함으로써, 용융 도체가 인접하는 용단부 (53) 에 접촉하는 것을 방지할 수 있다. Therefore, when arranging the space|interval of the fusing
또, 용단부 (53) 의 간격을 가용 도체 (51) 의 두께의 2 배 이상 넓게 배치하는 경우, 절연벽 (55) 을 발열체 인출 전극 (13) 상의 각 용단부 (53) 사이에 형성하여, 적어도 용융물을 발열체 인출 전극 (13) 상에서 연속시키지 않도록 하면 되고, 절연벽 (55) 의 높이는, 발열체 인출 전극 (13) 으로부터 커버 부재 (19) 의 천면 (19b) 까지에 이르는 높이의 절반 이하여도 된다. In addition, when arranging the interval between fusing
[용단 순서의 제어][Control of fusing sequence]
보호 소자 (50) 는, 가용 도체 (51) 의 각 용단부 (53) 사이에 절연벽 (55) 을 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 복수의 용단부 (53) 끼리가 용융, 응집하는 것을 방지하여, 용단에 필요한 전력이 증가하는 것에 의한 용단 시간의 증가나 용단 후에 있어서 용융 도체의 응집체가 단자부 (52) 사이에 걸쳐서 연속하여 절연성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. It is preferable that the
또, 보호 소자 (50) 는, 복수의 용단부 (53) 를 순차 용단시킴과 함께, 적어도 최초로 용단하는 용단부 (53) 와 이 최초로 용단하는 용단부 (53) 에 인접하는 용단부 (53) 사이에 절연벽 (55) 을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 가용 도체 (51) 는, 복수의 용단부 (53) 중, 하나의 용단부 (53) 의 일부 또는 전부의 단면적을 다른 용단부의 단면적보다 작게 하여, 상대적으로 고저항화함으로써, 정격을 초과하는 전류가 통전되면, 먼저 비교적 저저항의 용단부 (53) 로부터 많은 전류가 통전하여 용단되어 간다. In addition, the
이때, 보호 소자 (50) 는, 최초로 용단하는 비교적 저저항의 용단부 (53) 와, 이 용단부 (53) 에 인접하는 용단부 사이에 절연벽 (55) 을 형성함으로써, 자신의 발열에 의해 팽창하여 인접하는 용단부 (53) 에 접촉해 응집하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 보호 소자 (50) 는, 용단부 (53) 를 소정의 용단 순서로 용단시킴과 함께, 인접하는 용단부 (53) 끼리가 일체화하는 것에 의한 용단 시간의 증가나 아크 방전의 대규모화에 의한 절연성 저하를 방지할 수 있다.At this time, the
구체적으로, 도 8 에 나타내는 3 개의 용단부 (53A, 53B, 53C) 로 이루어지는 가용 도체 (51) 가 탑재된 보호 소자 (50) 에 있어서, 상대적으로 가운데의 용단부 (53B) 의 단면적을 작게 하여 고저항화함으로써, 외측의 용단부 (53A, 53C) 부터 우선적으로 많은 전류를 흘려 용단시킨 후, 마지막에 가운데의 용단부 (53B) 를 용단한다. 이때, 보호 소자 (50) 는, 용단부 (53A, 53B) 와의 사이, 및 용단부 (53B, 53C) 와의 사이에 각각 절연벽 (55) 을 형성함으로써, 용단부 (53A, 53C) 가 자기 발열에 의해 용융했을 때에도, 인접하는 용단부 (53B) 와 접촉하는 일 없이 단시간에 용단함과 함께, 마지막에 용단부 (53B) 를 용단시킬 수 있다. 또, 단면적이 작은 용단부 (53B) 는, 인접하는 용단부 (53A, 53C) 와의 접촉도 없어, 용단 시에 있어서의 아크 방전도 소규모의 것에 그친다.Specifically, in the
또한, 가용 도체 (51) 는, 3 개 이상의 용단부를 형성한 경우, 외측의 용단부를 최초로 용단시키고, 내측의 용단부를 마지막에 용단시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (51) 는, 3 개의 용단부 (53A, 53B, 53C) 를 형성함과 함께, 가운데의 용단부 (53B) 를 마지막에 용단시키는 것이 바람직하다.In addition, when the
상기 서술한 바와 같이, 가용 도체 (51) 에 정격을 초과하는 전류가 통전되면, 먼저 외측에 형성된 2 개의 용단부 (53A, 53C) 에 많은 전류가 흘러 자기 발열에 의해 용단된다. 이들 용단부 (53A, 53C) 의 용단은 자기 발열에 의한 아크 방전을 수반하는 것이 아니기 때문에, 용융 금속의 폭발적인 비산도 없다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 용단부 (53A, 53C) 는, 절연벽 (55) 에 의해 인접하는 용단부 (53B) 와의 접촉도 없어, 최초로 용단된다. As described above, when a current exceeding the rating is energized through the
이어서, 내측에 형성된 용단부 (53B) 에 전류가 집중하여, 아크 방전을 수반하면서 용단된다. 이때, 가용 도체 (51) 는, 내측에 형성된 용단부 (53B) 를 마지막에 용단시킴으로써, 아크 방전이 발생해도, 용단부 (53B) 의 용융 금속을, 먼저 용단되어 있는 외측의 용단부 (53A, 53C) 나 용단부 (53A, 53C) 와의 사이에 형성된 절연벽 (55) 에 의해 포착할 수 있다. 따라서, 용단부 (53B) 의 용융 금속의 비산을 억제하여, 용융 금속에 의한 쇼트 등을 방지할 수 있다.Next, the current concentrates on the fusing
이때도, 가용 도체 (51) 는, 3 개의 용단부 (53A ∼ 53C) 중, 내측에 위치하는 가운데의 용단부 (53B) 의 일부 또는 전부의 단면적을 외측에 위치하는 다른 용단부 (53A, 53C) 의 단면적보다 작게 함으로써, 상대적으로 고저항화하고, 이로써 가운데의 용단부 (53B) 를 마지막에 용단시켜도 된다. 이 경우도, 단면적을 상대적으로 작게 함으로써 마지막에 용단시키고 있기 때문에, 아크 방전도 용단부 (53B) 의 체적에 따라 소규모의 것이 되어, 용융 금속의 폭발적인 비산을 보다 억제할 수 있다. Also at this time, the
[보호 소자의 제조 공정][Manufacturing process of protection element]
보호 소자 (50) 는, 이하의 공정에 의해 제조된다. 가용 도체 (51) 가 탑재되는 절연 기판 (10) 은, 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이, 표면 (10a) 에 발열체 (11), 절연 부재 (12), 발열체 인출 전극 (13), 발열체 전극 (16) 및 가용 도체 (51) 의 용단부 (53) 와 동일수의 제 3 방열 전극 (56) 이 형성되어 있다. 또, 절연 기판 (10) 은, 이면 (10b) 에 스루홀 (17) 을 통하여 발열체 전극 (16) 과 연속되어 있는 외부 접속 단자 (18) 가 형성되어 있다. 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이, 이 절연 기판 (10) 의 1 쌍의 측가장자리에 형성된 끼워 맞춤 오목부 (21) 에, 가용 도체 (51) 의 단자부 (52) 를 끼워 맞춤과 함께, 발열체 인출 전극 (13) 및 제 3 방열 전극 (56) 에 접속용 땜납 등의 접합재를 개재하여 각 용단부 (53) 를 접속한다. 이로써, 가용 도체 (51) 는, 단자부 (52) 의 선단부가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측으로 돌출된다. The
이어서, 도 10(C) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (51) 상에는 플럭스 (27) 가 형성된다. 플럭스 (27) 가 형성됨으로써, 가용 도체 (51) 의 산화 방지, 젖음성의 향상을 도모하여, 신속하게 용단시킬 수 있다. 또, 플럭스 (27) 를 형성함으로써, 용융 금속의 절연 기판 (10) 에 대한 부착을 억제하여, 용단 후에 있어서의 절연성을 향상시킬 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 10(C), the
그리고, 도 10(D) 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상을 보호함과 함께, 가용 도체 (51) 의 용융 도체의 비산을 방지하는 커버 부재 (19) 가 탑재됨으로써 보호 소자 (50) 가 완성된다. 커버 부재 (19) 는, 대향하는 1 쌍의 측벽 (19a) 이 형성되고, 이 측벽 (19a) 이 표면 (10a) 상에 설치됨과 함께, 개방된 2 측면으로부터 가용 도체 (15) 의 단자부 (52) 가 이면 (10b) 측으로 도출되어 있다. And as shown in FIG. 10(D), while protecting the
이 보호 소자 (50) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 회로 기판을 향하여 실장된다. 이로써, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (15) 의 양 단자부 (52) 및 외부 접속 단자 (18) 가 회로 기판에 형성된 랜드부와 접속된다. This
[복수의 가용 도체] [Multiple Fusible Conductors]
또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체로서, 용단부 (53) 에 상당하는 복수의 가용 도체를 절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리 사이에 끼워 맞춰, 병렬시켜도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 보호 소자 (1, 50) 와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다. Moreover, as shown in FIG. 11, in the protection element to which this invention was applied, as a soluble conductor, several soluble conductors corresponding to the fusing
도 11 에 나타내는 보호 소자 (60) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층되고, 절연 부재 (12) 로 덮인 발열체 (11) 와, 절연 부재 (12) 상에 발열체 (11) 와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극 (13) 과, 절연 기판 (10) 의 서로 대향하는 1 쌍의 측가장자리에 끼워 맞춰지고, 중앙부가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속된 복수의 가용 도체 (61) 와, 복수의 가용 도체 (61) 가 형성된 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 을 덮는 커버 부재 (19) 를 구비한다.The
가용 도체 (61) 는, 상기 서술한 가용 도체 (15) 와 동일한 재료 및 구성을 갖고, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 복수, 예를 들어 61A, 61B, 61C 의 3 장이 병렬되어 있다. 각 가용 도체 (61A ∼ 61C) 는, 사각형 판상으로 형성됨과 함께, 양단에 단자부 (62) 가 절곡 형성되어 있다. 가용 도체 (61A ∼ 61C) 에 형성된 각 단자부 (62) 는, 외부 회로의 회로 기판에 형성된 랜드부와 각각 접속됨으로써 당해 회로 기판의 전류 경로의 일부를 구성하고, 용단됨으로써 전류 경로를 차단한다. 단자부 (62) 는, 절연 기판 (10) 의 측가장자리에 형성된 끼워 맞춤 오목부 (21) 에 끼워 맞춤으로써, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측을 향하게 되어 있다.The
또, 각 가용 도체 (61) 는, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 재치되는 중앙부가, 접속용 땜납 등의 접합 부재를 개재하여 발열체 인출 전극 (13) 상에 접속되어 있다. 또한, 가용 도체 (61) 는, 상기 서술한 가용 도체 (15) 와 마찬가지로 저융점 금속층과 고융점 금속층을 함유하는 것이 바람직하고, 또 후에 설명하는 바와 같이 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다. Moreover, the central part mounted on the
또한, 보호 소자 (60) 는, 내측에 형성되어 있는 가운데의 가용 도체 (61B) 의 단면적을 외측에 형성되어 있는 다른 가용 도체 (61A, 61C) 의 단면적보다 작게 함으로써 상대적으로 고저항화하여, 과전류에 수반하는 자기 발열 차단 시에 있어서, 마지막에 용단시키도록 해도 된다.Further, the
또, 보호 소자 (60) 는, 상기 서술한 보호 소자 (50) 와 마찬가지로, 각 가용 도체 (61A ∼ 61C) 사이에 절연벽 (55) 을 형성해도 된다. 절연벽 (55) 을 형성함으로써, 보호 소자 (60) 는, 각 가용 도체 (61) 가 용단되어 갈 때에, 발열체 (11) 또는 자신의 발열에 의해 용융, 팽창하여 인접하는 가용 도체 (61) 에 접촉하여 응집하는 것을 방지한다. 이로써, 보호 소자 (60) 는, 인접하는 가용 도체 (61) 끼리가 용융, 응집함으로써 대형화하여, 용단에 필요한 전력이 증가하는 것에 의한 용단 시간의 증가나 용단 후에 있어서의 절연성의 저하, 혹은 과전류에 수반하는 자기 발열에 의한 용단 시에 생기는 아크 방전의 대규모화에 의한 용융 금속의 폭발적 비산을 방지할 수 있다.Moreover, the
또한, 도 11(B) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (60) 에 있어서도, 각 가용 도체 (61) 에 대응해, 절연 기판 (10) 의 측가장자리 근방에 복수의 제 5 방열 전극 (63) 과, 제 5 방열 전극 (63) 과 연속하는 스루홀 (64), 및 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성되고, 당해 스루홀 (64) 과 연속된 제 6 방열 전극 (65) 이 형성되어 있다. 이로써, 보호 소자 (60) 는, 더욱 효율적으로 각 가용 도체 (61) 의 열을 방열할 수 있다.Moreover, as shown in FIG. 11(B), also in the
[플립 타입] [Flip type]
또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 12 및 도 13 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체의 단자부를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측으로 돌출시켜도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 보호 소자 (1, 50, 60) 와 동일 부재에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 상세를 생략한다. 도 12(A) 는 보호 소자 (70) 의 저면측을 나타내는 외관 사시도이고, 도 12(B) 는 보호 소자 (70) 의 상면측을 나타내는 외관 사시도이다. 도 13(A) 는 보호 소자 (70) 의 커버 부재를 생략하고 나타내는 평면도이고, 도 13(B) 는 도 13(A) 에 나타내는 보호 소자 (70) 의 A-A' 단면도이다. Moreover, the protection element to which this invention was applied may project the terminal part of a soluble conductor to the
보호 소자 (70) 는, 절연 기판 (10) 과, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층되고, 절연 부재 (12) 로 덮인 발열체 (11) 와, 절연 부재 (12) 상에 발열체 (11) 와 중첩되도록 적층된 발열체 인출 전극 (13) 과, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 배치되고, 중앙부가 발열체 인출 전극 (13) 에 접속된 가용 도체 (71) 와, 가용 도체 (71) 가 형성된 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 을 덮는 커버 부재 (19) 를 구비한다. The
가용 도체 (71) 는, 상기 서술한 가용 도체 (51) 와 마찬가지로, 판상으로 형성되고, 양단부에 외부 회로와 접속되는 단자부 (72) 가 형성되어 있다. 가용 도체 (71) 는, 단자부 (72) 가, 보호 소자 (70) 가 실장되는 회로 기판의 랜드부와 접속됨으로써, 당해 회로 기판의 전류 경로의 일부를 구성하고, 용단함으로써 전류 경로를 차단한다. 단자부 (72) 는, 가용 도체 (71) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 탑재됨으로써, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측을 향하게 되어 있다. The
또, 가용 도체 (71) 는, 1 쌍의 단자부 (72) 사이에 걸쳐서 복수의 용단부 (73) 가 형성되어 있다. 각 용단부 (73) 는, 접속용 땜납 등의 접합 부재를 개재하여 발열체 인출 전극 (13) 상에 접속되어 있다. 또한, 가용 도체 (71) 는, 상기 서술한 가용 도체 (15) 와 마찬가지로 저융점 금속층과 고융점 금속층을 함유하는 것이 바람직하고, 또 후에 설명하는 바와 같이 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다. Moreover, as for the
또한, 보호 소자 (70) 는, 가용 도체 (71) 로서, 가용 도체 (15) 와 마찬가지로, 복수의 용단부 (73) 를 갖지 않는 평판상의 가용 도체를 사용해도 된다. In addition, the
또, 보호 소자 (70) 는, 발열체 전극 (16) 상에 외부 접속 단자 (74) 가 형성된다. 외부 접속 단자 (74) 는, 발열체 전극 (16) 을 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상으로 인출함으로써 외부 회로와 접속하는 단자이고, 예를 들어 기둥상 또는 구상의 금속 범프 등을 사용할 수 있다. Moreover, in the
이와 같은 보호 소자 (70) 는, 가용 도체 (71) 의 단자부 (72) 및 발열체 전극 (16) 과 접속된 외부 접속 단자 (74) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상으로 돌출됨으로써, 절연 기판의 표면 (10a) 측을 외부 회로의 회로 기판에 대한 실장면으로 하여, 페이스 다운에 의해 접속된다.Such a
또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (70) 에 있어서도, 가용 도체 (71) 의 각 용단부 (73) 에 대응하여, 절연 기판 (10) 의 측가장자리 근방에 복수의 제 7 방열 전극 (75) 이 형성되어 있다. 이로써, 보호 소자 (70) 는, 더욱 효율적으로 각 용단부 (73) 의 양단측의 열을 방열하여, 중앙부를 집중적으로 가열, 용단할 수 있다. Moreover, as shown in FIG. 13, also in the
보호 소자 (70) 는, 이하의 공정에 의해 제조된다. 가용 도체 (71) 가 탑재되는 절연 기판 (10) 은, 도 14(A) 에 나타내는 바와 같이, 표면 (10a) 에 발열체 (11), 절연 부재 (12), 발열체 인출 전극 (13), 발열체 전극 (16) 및 가용 도체 (71) 의 용단부 (73) 에 대응하여 복수의 제 7 방열 전극 (75) 이 형성되어 있다. 도 14(B) 에 나타내는 바와 같이, 이 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성된 발열체 인출 전극 (13) 에 접속용 땜납 등의 접합재를 개재하여 가용 도체 (71) 의 각 용단부 (73) 의 중앙부를 접속한다. 이로써, 가용 도체 (71) 는, 단자부 (72) 의 선단부가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측으로 돌출된다. 또, 발열체 전극 (16) 상에 접속용 땜납 등의 접합재를 개재하여 외부 접속 단자 (74) 를 접속한다.The
이어서, 도 14(C) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (71) 상에는 플럭스 (27) 가 형성된다. 플럭스 (27) 가 형성되는 것에 의해, 가용 도체 (71) 의 산화 방지, 젖음성의 향상을 도모하여, 신속하게 용단시킬 수 있다. 또, 플럭스 (27) 를 형성함으로써, 아크 방전에 의한 용융 금속의 절연 기판 (10) 에 대한 부착을 억제하여, 용단 후에 있어서의 절연성을 향상시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 14(C), the
그리고, 도 14(D) 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상을 보호함과 함께, 가용 도체 (71) 의 용융 도체의 비산을 방지하는 커버 부재 (19) 가 탑재됨으로써 보호 소자 (70) 가 완성된다. 커버 부재 (19) 는, 대향하는 1 쌍의 측벽 (19a) 이 형성되고, 이 측벽 (19a) 이 표면 (10a) 상에 설치됨과 함께, 개방된 2 측면으로부터 가용 도체 (71) 의 단자부 (72) 가 표면 (10a) 측으로 도출되어 있다. And as shown in FIG. 14(D), while protecting the
이 보호 소자 (70) 는, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 측을 회로 기판을 향하여 실장된다. 이로써, 보호 소자 (70) 는, 가용 도체 (71) 의 양 단자부 (72) 및 외부 접속 단자 (74) 가 회로 기판에 형성된 랜드부와 접속된다. This
[발열체 위치][Location of heating element]
상기 서술한 보호 소자 (1, 50, 60, 70) 는, 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 적층하는 외에도, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성해도 된다. 도 15(A) 에 보호 소자 (1, 50, 60) 에 있어서 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성한 구성을 나타내고, 도 15(B) 에 보호 소자 (70) 에 있어서 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성한 구성을 나타낸다.The
어느 경우도, 발열체 (11) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 있어서 절연 부재 (12) 로 피복되어 있다. 또, 발열체 (11) 로의 급전 경로를 구성하는 발열체 전극 (13) 은, 발열체 (11) 와 접속되는 하층부 (13a) 가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성되고, 가용 도체 (15) 와 접속되는 상층부 (13b) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성되고, 하층부 (13a) 와 상층부 (13b) 가, 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 또, 발열체 (11) 는, 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 있어서, 발열체 인출 전극 (13) 과 중첩되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. In either case, the
또, 보호 소자 (1, 50, 60, 70) 는, 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 내부에 형성해도 된다. 도 16(A) 에 보호 소자 (1, 50, 60) 에 있어서 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 내부에 형성한 구성을 나타내고, 도 16(B) 에 보호 소자 (70) 에 있어서 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 내부에 형성한 구성을 나타낸다. Moreover, the
어느 경우도, 발열체 (11) 를 피복하는 절연 부재 (12) 는 형성할 필요가 없다. 또, 발열체 (11) 는, 절연 기판 (10) 의 내부에 있어서, 발열체 인출 전극 (13) 의 상층부 (13b) 와 중첩되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. In either case, it is not necessary to provide the insulating
또, 보호 소자 (1, 50, 60) 에서는, 발열체 전극 (16) 은, 절연 기판 (10) 의 내부에 형성됨으로써 발열체 (11) 의 일단과 접속되고, 도전 스루홀을 통하여 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성된 외부 접속 단자 (18) 와 접속된다. 발열체 인출 전극 (13) 은, 발열체 (11) 와 접속되는 하층부 (13a) 가 절연 기판 (10) 의 내부까지 형성되고, 가용 도체 (15) 가 탑재되는 상층부 (13b) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성되고, 하층부 (13a) 와 상층부 (13b) 가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. In addition, in the
보호 소자 (70) 에서는, 발열체 전극 (16) 은, 절연 기판 (10) 의 내부에 형성됨으로써 발열체 (11) 의 일단과 접속되는 도시하지 않은 하층부와, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성됨과 함께 외부 접속 단자 (74) 가 접속되는 도시하지 않은 상층부를 갖고, 하층부와 상층부가 도전 스루홀을 통하여 연속된다. 마찬가지로, 발열체 인출 전극 (13) 은, 발열체 (11) 와 접속되는 하층부 (13a) 가 절연 기판 (10) 의 내부까지 형성되고, 가용 도체 (15) 가 탑재되는 상층부 (13b) 가 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성되고, 하층부 (13a) 와 상층부 (13b) 가 도전 스루홀을 통하여 연속된다.In the
또한, 보호 소자 (1, 50, 60, 70) 는, 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성함과 함께, 발열체 (11) 와 가용 도체 (15, 51, 61, 71) 를 인접하여 배치해도 된다. 도 17 에 보호 소자 (1) 에 있어서, 발열체 (11) 와 가용 도체 (15) 를 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 인접하여 배치한 구성을 나타낸다. 보호 소자 (1, 50, 60, 70) 의 발열체 (11) 는, 절연 부재 (12) 로 피복됨과 함께 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성된 발열체 인출 전극 (13) 의 일단과 접속되어 있다. In addition, while the
보호 소자 (1, 50, 60, 70) 는, 발열체 (11) 가 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 이나 내부에 형성되거나, 혹은 발열체 (11) 와 가용 도체 (15, 51, 61, 71) 가 절연 기판 (10) 의 표면 상에 인접하여 배치됨으로써, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 이 평탄화되고, 이로써 발열체 인출 전극 (13) 을 표면 (10a) 상에 형성할 수 있다. 따라서, 보호 소자 (1, 50, 60, 70) 는, 발열체 인출 전극 (13) 의 제조 공정을 간략화할 수 있음과 함께, 저배화를 도모할 수 있다. In the
또, 보호 소자 (1) 는, 발열체 (11) 를 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 이나 절연 기판 (10) 의 내부에 형성한 경우에도, 절연 기판 (10) 의 재료로서 파인 세라믹 등의 열전도성이 우수한 재료를 사용함으로써, 발열체 (11) 에 의해, 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 적층한 경우와 동등하게 가용 도체 (15, 51, 61, 71) 를 가열, 용단할 수 있다.In addition, in the
[가용 도체의 구성][Configuration of soluble conductor]
상기 서술한 바와 같이, 가용 도체 (15, 51, 61, 71) 는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 이하에서는, 가용 도체 (15) 의 구성에 대해 설명하지만, 가용 도체 (51, 61, 71) 도 동일한 구성으로 할 수 있다. 가용 도체 (15) 는, 도 18(A) 에 나타내는 바와 같이, 내층으로서 저융점 금속층 (91) 이 형성되고, 외층으로서 고융점 금속층 (90) 이 형성된 구성으로 해도 된다. 이 경우, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 의 전체면이 고융점 금속층 (90) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다. 고융점 금속층 (90) 에 의한 저융점 금속층 (91) 의 피복 구조는, 도금 등의 공지된 성막 기술을 사용하여 형성할 수 있다. As described above, the
또, 도 18(B) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (15) 는, 내층으로서 고융점 금속층 (90) 이 형성되고, 외층으로서 저융점 금속층 (91) 이 형성된 구성으로 해도 된다. 이 경우도, 가용 도체 (15) 는, 고융점 금속층 (90) 의 전체면이 저융점 금속층 (91) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다.Moreover, as shown in FIG. 18(B), the
또, 가용 도체 (15) 는, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 고융점 금속층 (90) 과 저융점 금속층 (91) 이 적층된 적층 구조로 해도 된다.Moreover, as shown in FIG. 19, the
이 경우, 가용 도체 (15) 는, 도 19(A) 에 나타내는 바와 같이, 발열체 인출 전극 (13) 과 접속되는 하층과, 하층 상에 적층되는 상층으로 이루어지는 2 층 구조로서 형성되고, 하층이 되는 저융점 금속층 (91) 의 상면에 상층이 되는 고융점 금속층 (90) 을 적층해도 되고, 반대로 하층이 되는 고융점 금속층 (90) 의 상면에 상층이 되는 저융점 금속층 (91) 을 적층해도 된다. 혹은, 가용 도체 (15) 는, 도 19(B) 에 나타내는 바와 같이, 내층과 내층의 상하면에 적층되는 외층으로 이루어지는 3 층 구조로서 형성해도 되고, 내층이 되는 저융점 금속층 (91) 의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층 (90) 을 적층해도 되고, 반대로 내층이 되는 고융점 금속층 (90) 의 상하면에 외층이 되는 저융점 금속층 (91) 을 적층해도 된다. In this case, the
또, 가용 도체 (15) 는, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 고융점 금속층 (90) 과 저융점 금속층 (91) 이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조로 해도 된다. 이 경우, 가용 도체 (15) 는, 최외층을 구성하는 금속층에 의해, 전체면 또는 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조로 해도 된다.Moreover, as shown in FIG. 20, the
또, 가용 도체 (15) 는, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (91) 의 표면에 고융점 금속층 (90) 을 스트라이프상으로 부분적으로 적층시켜도 된다. 도 21 은, 가용 도체 (15) 의 평면도이다. Moreover, the
도 21(A) 에 나타내는 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 의 표면에, 폭 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (90) 이 길이 방향으로 복수 형성됨으로써, 길이 방향을 따라 선상의 개구부 (92) 가 형성되고, 이 개구부 (92) 로부터 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 이 개구부 (92) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속층 (90) 의 용식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다. 개구부 (92) 는, 예를 들어 저융점 금속층 (91) 에 고융점 금속층 (90) 을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다. The
또, 가용 도체 (15) 는, 도 21(B) 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (91) 의 표면에, 길이 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (90) 을 폭 방향으로 복수 형성함으로써, 폭 방향을 따라 선상의 개구부 (92) 를 형성해도 된다. Moreover, as shown in FIG. 21(B), the
또, 가용 도체 (15) 는, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (91) 의 표면에 고융점 금속층 (90) 을 형성함과 함께, 고융점 금속층 (90) 의 전체면에 걸쳐 원형상 또는 사각형상의 개구부 (93) 가 형성되고, 이 개구부 (93) 로부터 저융점 금속층 (91) 을 노출시켜도 된다. 개구부 (93) 는, 예를 들어 저융점 금속층 (91) 에 고융점 금속층 (90) 을 구성하는 금속의 부분 도금을 실시함으로써 형성할 수 있다.Moreover, as shown in FIG. 22, the
가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 이 개구부 (93) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속의 용식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다. In the
또, 가용 도체 (15) 는, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 내층이 되는 고융점 금속층 (90) 에 다수의 개구부 (94) 를 형성하고, 이 고융점 금속층 (90) 에, 도금 기술 등을 사용하여 저융점 금속층 (91) 을 성막하여, 개구부 (94) 내에 충전해도 된다. 이로써, 가용 도체 (15) 는, 용융하는 저융점 금속이 고융점 금속에 접하는 면적이 증대하므로, 보다 단시간에 저융점 금속이 고융점 금속을 용식할 수 있도록 된다. Moreover, as shown in FIG. 23, the
또, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 의 체적을, 고융점 금속층 (90) 의 체적보다 많이 형성하는 것이 바람직하다. 가용 도체 (15) 는, 발열체 (11) 에 의해 가열됨으로써, 저융점 금속이 용융함으로써 고융점 금속을 용식하고, 이로써 신속하게 용융, 용단할 수 있다. 따라서, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 의 체적을, 고융점 금속층 (90) 의 체적보다 많이 형성함으로써, 이 용식 작용을 촉진하여, 신속하게 외부 회로의 전류 경로를 차단할 수 있다. Moreover, it is preferable that the
또, 가용 도체 (15) 는, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형 판상으로 형성되고, 외층을 구성하는 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부 (15a) 보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측가장자리부 (15b) 와, 내층을 구성하는 저융점 금속이 노출되고 제 1 측가장자리부 (15b) 보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측가장자리부 (15c) 를 가져도 된다. Moreover, as shown in FIG. 24, the
제 1 측가장자리부 (15b) 는, 측면이 고융점 금속층 (90) 에 의해 피복됨과 함께, 이로써 가용 도체 (15) 의 주면부 (15a) 보다 두껍게 형성되어 있다. 제 2 측가장자리부 (15c) 는, 측면에, 외주를 고융점 금속층 (90) 에 의해 위요된 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 제 2 측가장자리부 (15c) 는, 제 1 측가장자리부 (15b) 와 인접하는 양단부를 제외하고 주면부 (15a) 와 동일한 두께로 형성되어 있다. While the side surface of the 1st
이상과 같이 구성된 가용 도체 (15) 는, 도 25 에 나타내는 바와 같이, 제 1 측가장자리부 (15b) 가 형성된 양단부를 단자부 (20) 로 하고, 제 2 측가장자리부 (15c) 가 절연 기판 (10) 의 1 쌍의 측가장자리 사이에 걸쳐진다.As shown in FIG. 25, the
이로써, 보호 소자 (1) 는, 리플로우 실장 시나 정격 전류의 통전 시 등에 있어서의 가용 도체 (15) 의 변형에 의한 정격이나 차단 시간의 변동을 방지할 수 있다. 또, 보호 소자 (1) 는, 발열체 (11) 의 발열 후, 가용 도체 (15) 를 신속하게 용융시켜, 외부 회로의 전류 경로를 차단할 수 있다.Thereby, the
즉, 제 1 측가장자리부 (15b) 는, 고융점 금속에 의해 피복되고, 저융점 금속층 (91) 도 노출되어 있지 않기 때문에 용식 작용이 작용하기 어려워, 용융하기까지 많은 열에너지를 필요로 한다. 따라서, 제 1 측가장자리부 (15b) 를 단자부 (20) 로 함으로써, 가용 도체 (15) 는, 리플로우 실장 시 등의 가열이나, 정격 전류의 통전에 의한 자기 발열에 의해 외부 회로의 랜드부에 형성된 접속용 땜납이 용융한 경우에도, 고융점 금속 피복된 제 1 측가장자리부 (15b) 가 용융하여 내층을 구성하는 저융점 금속이 접속용 땜납에 끌어당겨져 젖음성이 우수한 랜드부로 유출되는 것이 방지되어 있다. 따라서, 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속의 유출에 의한 변형이 방지되어, 소정의 정격을 유지함과 함께, 저융점 금속의 유출에 의해 용식 작용이 저해되는 것에 의한 용단 시간의 연장도 방지할 수 있다. In other words, since the first
또, 제 2 측가장자리부 (15c) 는, 제 1 측가장자리부 (15b) 보다 상대적으로 얇게 형성되어 있다. 또, 제 2 측가장자리부 (15c) 의 측면은, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 이로써, 제 2 측가장자리부 (15c) 는, 저융점 금속층 (91) 에 의한 고융점 금속층 (90) 의 용식 작용이 작용하고, 또한 용식되는 고융점 금속층 (90) 의 두께도 제 1 측가장자리부 (15b) 에 비해 얇게 형성되어 있음으로써, 고융점 금속층 (90) 에 의해 두껍게 형성되어 있는 제 1 측가장자리부 (15b) 에 비해, 적은 열에너지로 신속하게 용융시킬 수 있다. In addition, the second
따라서, 보호 소자 (1) 는, 발열체 (11) 가 발열함으로써, 신속하게 제 2 측가장자리부 (15c) 가 용융되고, 용융 도체가 발열체 인출 전극 (13) 상에 응집함과 함께, 1 쌍의 단자부 (20) 사이를 용단하여, 외부 회로의 전류 경로를 차단할 수 있다. Therefore, in the
이와 같은 구성을 갖는 가용 도체 (15) 는, 저융점 금속층 (91) 을 구성하는 땜납박 등의 저융점 금속박을, 고융점 금속층 (90) 을 구성하는 Ag 등의 금속으로 피복함으로써 제조된다. 저융점 금속층박을 고융점 금속 피복하는 공법으로는, 장척상의 저융점 금속박에 연속적으로 고융점 금속 도금을 실시할 수 있는 전해 도금법이, 작업 효율상, 제조 비용상 유리해진다. The
전해 도금에 의해 고융점 금속 도금을 실시하면, 장척상의 저융점 금속박의 에지 부분, 즉 측가장자리부에 있어서 전류 밀도가 상대적으로 강해져, 고융점 금속층 (90) 이 두껍게 도금된다 (도 24 참조). 이로써, 측가장자리부가 고융점 금속층에 의해 두껍게 형성된 장척상의 도체 리본 (96) 이 형성된다. 이어서, 이 도체 리본 (96) 을 길이 방향과 직교하는 폭 방향 (도 24 중 C-C' 방향) 으로, 소정 길이로 절단함으로써, 가용 도체 (15) 가 제조된다. 이로써, 가용 도체 (15) 는, 도체 리본 (96) 의 측가장자리부가 제 1 측가장자리부 (15b) 가 되고, 도체 리본 (96) 의 절단면이 제 2 측가장자리부 (15c) 가 된다. 또, 제 1 측가장자리부 (15b) 는, 고융점 금속에 의해 피복되고, 제 2 측가장자리부 (15c) 는, 단면 (端面)(도체 리본 (96) 의 절단면) 에 외주를 둘러싸는 고융점 금속층 (90) 과 고융점 금속층 (90) 에 의해 협지된 저융점 금속층 (91) 이 바깥쪽으로 노출되어 있다. When high-melting-point metal plating is performed by electrolytic plating, the current density becomes relatively strong in the edge portion of the elongated low-melting-point metal foil, that is, the side edge portion, and the high-melting
1 : 보호 소자
10 : 절연 기판
10a : 표면
10b : 이면
11 : 발열체
12 : 절연 부재
13 : 발열체 인출 전극
15 : 가용 도체
15a : 주면부
15b : 제 1 측가장자리부
15c : 제 2 측가장자리부
16 : 발열체 전극
17 : 스루홀
18 : 외부 접속 단자
19 : 커버 부재
20 : 단자부
21 : 끼워 맞춤 오목부
23 : 제 1 방열 전극
24 : 스루홀
25 : 제 2 방열 전극
27 : 플럭스
30 : 배터리 팩
30a : 정극 단자
30b : 부극 단자
31 ∼ 34 : 배터리 셀
35 : 배터리 스택
36 : 검출 회로
37 : 전류 제어 소자
40 : 충방전 제어 회로
41 : 전류 제어 소자
42 : 전류 제어 소자
43 : 제어부
45 : 충전 장치
50 : 보호 소자
51 : 가용 도체
52 : 단자부
53 : 용단부
54 : 판상체
55 : 절연벽
56 : 제 3 방열 전극
60 : 보호 소자
61 : 가용 도체
62 : 단자부
70 : 보호 소자
71 : 가용 도체
72 : 단자부
73 : 용단부
74 : 외부 접속 단자
90 : 고융점 금속층
91 : 저융점 금속층
92 ∼ 94 : 개구부
96 : 도체 리본 1: protection element
10: insulated substrate
10a: surface
10b: back side
11: heating element
12: insulation member
13: heating element withdrawal electrode
15: fusible conductor
15a: main part
15b: first side edge
15c: second side edge
16: heating element electrode
17: through hole
18: external connection terminal
19: cover member
20: terminal part
21: fitting recess
23: first heat dissipation electrode
24: through hole
25: second heat dissipation electrode
27 : Flux
30: battery pack
30a: positive electrode terminal
30b: negative terminal
31 to 34: battery cell
35: battery stack
36: detection circuit
37: current control element
40: charge and discharge control circuit
41: current control element
42: current control element
43: control unit
45: charging device
50: protection element
51: fusible conductor
52: terminal part
53: fusing part
54: plate body
55: insulation wall
56: third heat dissipation electrode
60: protection element
61: fusible conductor
62: terminal part
70: protection element
71 Fusible conductor
72: terminal part
73: fusing part
74: external connection terminal
90: high melting point metal layer
91: low melting point metal layer
92 to 94: opening
96: conductor ribbon
Claims (27)
상기 절연 기판에 배치된 발열체와,
상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과,
상기 절연 기판의 표면에 배치되고, 열에 의해 용융되는 용단부와, 상기 용단부의 양단에 형성되고, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부를 갖고, 상기 1 쌍의 단자부 사이가 용단됨으로써 상기 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 가용 도체를 구비하고,
1 쌍의 단자부를 갖는 상기 가용 도체는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 갖고,
상기 가용 도체는, 상기 고융점 금속층에 의해 피복됨으로써 상기 가용 도체의 주면부보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측가장자리부와,
상기 제 1 측가장자리부보다 얇은 두께로 형성되고, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속층이 외층을 구성하는 상기 고융점 금속층으로부터 노출된 서로 대향 하는 1 쌍의 제 2 측가장자리부를 추가로 갖고,
1 쌍의 상기 제 1 측가장자리부를 상기 단자부로 하는, 보호 소자.an insulating substrate;
a heating element disposed on the insulating substrate;
a heating element drawing electrode electrically connected to the heating element;
It has a fusing part disposed on the surface of the insulating substrate and melted by heat, and a pair of terminal parts formed on both ends of the fusing part and connected to an external circuit, and melting between the pair of terminal parts makes the external circuit Equipped with a fusible conductor that blocks the current path;
The said soluble conductor which has a pair of terminal part has a low melting point metal layer and a high melting point metal layer,
The soluble conductor is a pair of first side edge portions opposed to each other formed thicker than the principal surface portion of the soluble conductor by being covered with the refractory metal layer,
It is formed to a thickness smaller than the first side edge portion, and the low melting point metal layer constituting the inner layer further has a pair of opposite second side edge portions exposed from the high melting point metal layer constituting the outer layer,
The protection element which makes a pair of said 1st side edge part the said terminal part.
상기 가용 도체와 상기 발열체 인출 전극이 접속되어 있는, 보호 소자.According to claim 1,
The protection element in which the said soluble conductor and the said heat generating-element lead-out electrode are connected.
상기 1 쌍의 단자부가 상기 절연 기판에 끼워 맞춰짐으로써, 상기 단자부를 상기 절연 기판의 이면측을 향하게 하고 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The protection element which orients the said terminal part to the back side of the said insulating board by fitting the said 1 pair of terminal part to the said insulating substrate.
상기 절연 기판은, 상기 가용 도체와 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 오목부가 형성되어 있는, 보호 소자.According to claim 3,
The protection element in which the said insulating substrate is formed with the said soluble conductor and the fitting recessed part fitted.
상기 1 쌍의 단자부는 상기 용단부로부터 상기 절연 기판의 표면측으로 돌출되고,
상기 절연 기판의 표면에 형성되고, 상기 발열체의 개방단과 접속된 발열체 전극과,
상기 발열체 전극에 접속됨으로써 상기 절연 기판의 표면측으로 돌출된 외부 접속 단자를 갖는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The pair of terminal portions protrude from the fusing portion toward the surface of the insulating substrate,
a heating element electrode formed on a surface of the insulating substrate and connected to an open end of the heating element;
The protection element which has an external connection terminal protruding toward the surface side of the said insulating substrate by being connected to the said heating element electrode.
상기 절연 기판의 표면에는, 상기 가용 도체와 접속되고, 상기 가용 도체의 열을 흡수하는 방열 전극이 형성되어 있는, 보호 소자. According to claim 1 or 2,
The protection element in which the surface of the said insulating substrate is connected with the said soluble conductor, and the heat dissipation electrode which absorbs the heat of the said soluble conductor is formed.
상기 방열 전극은, 스루홀을 통하여 상기 절연 기판의 이면에 형성된 단자부와 연속되어 있는, 보호 소자.According to claim 6,
The heat dissipation electrode is continuous with the terminal portion formed on the back surface of the insulating substrate through the through hole, the protection element.
상기 가용 도체는, 상기 1 쌍의 단자부 사이에 복수의 용단부가 병렬되어 있는, 보호 소자. According to claim 1 or 2,
The said soluble conductor is the protection element in which the some fusing part is parallel between the said pair of terminal parts.
복수의 상기 용단부 사이에는 절연벽이 형성되어 있는, 보호 소자.According to claim 8,
A protection element, wherein an insulating wall is formed between the plurality of fusing parts.
복수의 상기 가용 도체가 병렬되고, 상기 가용 도체 사이에는 절연벽이 형성되어 있는, 보호 소자. According to claim 1 or 2,
A protection element in which a plurality of the soluble conductors are arranged in parallel and an insulating wall is formed between the soluble conductors.
상기 발열체는, 상기 절연 기판의 표면에 형성됨과 함께 절연 부재로 피복되거나, 또는 상기 절연 기판의 표면에 형성된 절연 부재의 내부에 형성되고,
상기 발열체 인출 전극은, 상기 절연 부재 상에 형성되어 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The heating element is formed on the surface of the insulating substrate and covered with an insulating member, or is formed inside an insulating member formed on the surface of the insulating substrate,
The protection element wherein the heating element drawing electrode is formed on the insulating member.
상기 발열체는, 상기 절연 기판의 이면에 형성되고, 절연 부재로 피복되어 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The protection element, wherein the heating element is formed on the back surface of the insulating substrate and covered with an insulating member.
상기 발열체는, 상기 절연 기판의 내부에 형성되어 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The protection element wherein the heating element is formed inside the insulating substrate.
상기 발열체는, 상기 절연 기판의 표면에 형성되고,
상기 가용 도체는, 상기 절연 기판의 표면에, 상기 발열체와 인접하여 배치되는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The heating element is formed on the surface of the insulating substrate,
The said soluble conductor is the protection element arrange|positioned adjacent to the said heating element on the surface of the said insulating substrate.
상기 저융점 금속층이, 상기 고융점 금속층을 침식하여 용단하는, 보호 소자.According to claim 1,
The protection element wherein the low melting point metal layer erodes and cuts the high melting point metal layer.
상기 저융점 금속층은, Sn 또는 Sn 을 40 % 이상 포함하는 합금이고, 상기 고융점 금속층은, Ag, Cu, 또는 Ag 혹은 Cu 를 포함하는 합금인, 보호 소자.According to claim 15,
The protection element in which the said low-melting-point metal layer is Sn or an alloy containing 40% or more of Sn, and the said high-melting-point metal layer is Ag, Cu, or an alloy containing Ag or Cu.
상기 가용 도체는, 내층이 저융점 금속층이고, 외층이 고융점 금속층의 피복 구조인, 보호 소자.According to claim 15 or 16,
As for the said soluble conductor, the protection element whose inner layer is a low-melting-point metal layer and whose outer layer is a covering structure of a high-melting-point metal layer.
상기 가용 도체는, 저융점 금속층의 체적이, 고융점 금속층의 체적보다 많은, 보호 소자.According to claim 15 or 16,
As for the said soluble conductor, the volume of a low melting point metal layer is larger than the volume of a high melting point metal layer, a protection element.
상기 발열체 인출 전극의 표면에, Ni/Au 도금, Ni/Pd 도금, Ni/Pd/Au 도금 중 어느 것이 피복되어 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
The protection element in which any one of Ni/Au plating, Ni/Pd plating, and Ni/Pd/Au plating is coated on the surface of the heating element drawing electrode.
상기 가용 도체의 표면 상의 일부 또는 전부에 플럭스가 코팅되고, 상기 가용 도체의 용단부 및 상기 플럭스가 상기 절연 기판 상에 형성된 커버 부재에 의해 피복되어 있는, 보호 소자.According to claim 1 or 2,
A protection element in which flux is coated on a part or all of the surface of the soluble conductor, and the fusing portion and the flux of the soluble conductor are covered with a cover member formed on the insulating substrate.
상기 보호 소자는,
절연 기판과,
상기 절연 기판에 배치된 발열체와,
상기 발열체와 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과,
상기 절연 기판의 표면에 배치되고, 열에 의해 용융되는 용단부와, 상기 용단부의 양단에 형성되고, 외부 회로와 접속되는 1 쌍의 단자부를 갖고, 상기 1 쌍의 단자부 사이가 용단됨으로써 상기 외부 회로의 전류 경로를 차단하는 가용 도체를 구비하고,
1 쌍의 단자부를 갖는 상기 가용 도체는, 저융점 금속층과 고융점 금속층을 갖고,
상기 가용 도체는, 상기 고융점 금속층에 의해 피복됨으로써 상기 가용 도체의 주면부보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측가장자리부와,
상기 제 1 측가장자리부보다 얇은 두께로 형성되고, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속층이 외층을 구성하는 상기 고융점 금속층으로부터 노출된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측가장자리부를 추가로 갖고,
1 쌍의 상기 제 1 측가장자리부를 상기 단자부로 하는, 실장체.In a mounting body in which a protection element is mounted on a circuit board,
The protection element,
an insulating substrate;
a heating element disposed on the insulating substrate;
a heating element drawing electrode electrically connected to the heating element;
It has a fusing part disposed on the surface of the insulating substrate and melted by heat, and a pair of terminal parts formed on both ends of the fusing part and connected to an external circuit, and melting between the pair of terminal parts makes the external circuit Equipped with a fusible conductor that blocks the current path;
The said soluble conductor which has a pair of terminal part has a low melting point metal layer and a high melting point metal layer,
The soluble conductor is a pair of first side edge portions opposed to each other formed thicker than the principal surface portion of the soluble conductor by being covered with the refractory metal layer,
It is formed to a thickness smaller than the first side edge portion, and the low melting point metal layer constituting the inner layer further has a pair of opposite second side edge portions exposed from the high melting point metal layer constituting the outer layer,
A mounting body comprising a pair of said first side edge portions as said terminal portions.
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