KR20160040567A - Protective element and battery pack - Google Patents

Protective element and battery pack Download PDF

Info

Publication number
KR20160040567A
KR20160040567A KR1020167003293A KR20167003293A KR20160040567A KR 20160040567 A KR20160040567 A KR 20160040567A KR 1020167003293 A KR1020167003293 A KR 1020167003293A KR 20167003293 A KR20167003293 A KR 20167003293A KR 20160040567 A KR20160040567 A KR 20160040567A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulating substrate
electrode
conductor
heating element
usable conductor
Prior art date
Application number
KR1020167003293A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102251913B1 (en
Inventor
다케오 기무라
고지 사토
요시히로 요네다
Original Assignee
데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 filed Critical 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Publication of KR20160040567A publication Critical patent/KR20160040567A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102251913B1 publication Critical patent/KR102251913B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/74Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00Thermally-actuated switches
    • H01H37/74Switches in which only the opening movement or only the closing movement of a contact is effected by heating or cooling
    • H01H37/76Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
    • H01H37/761Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material with a fusible element forming part of the switched circuit
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/0241Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/165Casings
    • H01H85/175Casings characterised by the casing shape or form
    • H01M2/1016
    • H01M2/348
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/46Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device
    • H01H2085/466Circuit arrangements not adapted to a particular application of the protective device with remote controlled forced fusing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H61/00Electrothermal relays
    • H01H61/02Electrothermal relays wherein the thermally-sensitive member is heated indirectly, e.g. resistively, inductively
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/122

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

과전류 보호시의 전류 용량을 확보하면서 발열체의 발열에 의해 확실하게 용단시킨다. 제 1 절연 기판 (55) 과, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 과, 제 1 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측에 형성된 발열체 (57) 와, 제 1 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 의 제 1 외부 전극 (51) 과 제 2 외부 전극 (52) 사이에 형성된 표리면 전극 (56, 64) 과, 표면 (55a) 에, 표면 전극 (56) 과 중첩되도록, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 에 걸쳐 적층되는 가용 도체 (53) 와, 내측면에 도전층 (65) 이 형성된 관통공 (58) 과, 관통공 (58) 내에 충전된 예비 땜납 (66) 을 구비한다. 발열체 (57) 의 열에 의해, 예비 땜납 (66) 및 가용 도체 (53) 가 용융되어, 표리면 전극 (56, 64), 관통공 (58) 내의 도전층 (65) 등의 젖음성에 의해, 온도가 높은 제 1 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측으로, 용융된 예비 땜납 (66) 및 가용 도체 (53) 가 이동한다.While ensuring the current capacity at the time of overcurrent protection, it is surely fused by the heat of the heating element. The first insulating substrate 55 and the first and second external electrodes 51 and 52 and the heating element 57 formed on the back surface 55b side of the first insulating substrate 55 and the first insulating substrate 55 Front and back surface electrodes 56 and 64 formed between the first external electrode 51 and the second external electrode 52 on the surface 55a of the surface 55a and the surface electrode 55 on the surface 55a, A through hole 58 in which an electrically conductive layer 65 is formed on the inner side surface and a through hole 58 which is filled in the through hole 58 are formed on the first and second external electrodes 51 and 52, (66). The preliminary solder 66 and the usable conductor 53 are melted by the heat of the heating element 57 and the temperature of the conductive layer 65 and the like in the front and back surface electrodes 56 and 64, The molten preliminary solder 66 and the usable conductor 53 move to the side of the back surface 55b of the first insulating substrate 55 having a high temperature.

Description

보호 소자 및 배터리 팩{PROTECTIVE ELEMENT AND BATTERY PACK}[0001] PROTECTIVE ELEMENT AND BATTERY PACK [0002]

본 발명은, 전류 경로를 용단함으로써, 전류 경로 상에 접속된 회로를 보호하는 보호 소자 및 배터리 팩에 관한 것이다. 본 출원은, 일본에서 2013년 8월 7일에 출원된 일본 특허출원번호 특원 2013-163950호, 및 2014년 5월 30일에 출원된 일본 특허출원번호 특원 2014-113044호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이들 출원은 참조됨으로써, 본 출원에 원용된다.The present invention relates to a protection element and a battery pack which protect a circuit connected on a current path by fusing an electric current path. This application is based on and claims priority to Japanese Patent Application No. 2013-163950, filed on August 7, 2013, and Japanese Patent Application No. 2014-113044, filed on May 30, 2014, Which are hereby incorporated by reference in their entirety.

충전하여 반복 이용할 수 있는 이차 전지의 상당수는, 배터리 팩에 가공되어 사용자에게 제공된다. 특히 중량 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 사용자 및 전자 기기의 안전을 확보하기 위해서, 일반적으로, 과충전 보호, 과방전 보호 등의 몇 개나 되는 보호 회로를 배터리 팩에 내장하고, 소정의 경우에 배터리 팩의 출력을 차단하는 기능을 가지고 있다.A large number of rechargeable secondary batteries that are recharged and recharged are processed into battery packs and provided to the user. Particularly, in a lithium ion secondary battery having a high weight energy density, in order to secure the safety of a user and an electronic device, several protection circuits such as overcharge protection and over discharge protection are built in a battery pack, And the output of the battery pack is cut off.

많은 리튬 이온 이차 전지를 사용한 전자 장치에 있어서는, 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, 뇌서지 등이 인가되어 순간적인 대전류가 흐른 경우, 혹은 배터리 셀의 수명에 의해 출력 전압이 비정상적으로 저하되거나, 반대로 과대 이상 전압을 출력한 경우라도, 배터리 팩이나 전자 기기는 발화 등의 사고로부터 보호되어야 한다. 그래서, 이와 같은 상정할 수 있는 어떠한 이상 상태에 있어서도, 배터리 셀의 출력을 안전하게 차단하기 위해서, 외부로부터의 신호에 의해 전류 경로를 차단하는 기능을 갖는 퓨즈 소자로 이루어지는 보호 소자가 사용된다.In an electronic device using many lithium ion secondary batteries, an output switch is turned ON / OFF using an FET switch incorporated in the battery pack to perform overcharge protection or over-discharge protection operation of the battery pack. However, even if the FET switch is short-circuited for some reason, an instantaneous large current flows due to a brain surge or the like, or the output voltage abnormally decreases due to the life of the battery cell, or an over- , Battery packs or electronic devices must be protected from accidents such as ignition. In order to safely shut off the output of the battery cell even in such an assumed abnormal state, a protection element composed of a fuse element having a function of cutting off the current path by an external signal is used.

이와 같은 리튬 이온 이차 전지 등을 위한 보호 회로의 보호 소자로서, 특허문헌 1 에 기재되어 있는 바와 같이, 보호 소자 내부에 발열체를 갖고, 이 발열체의 발열에 의해 전류 경로 상의 가용 도체를 용단하는 구조가 일반적으로 사용되고 있다.As a protection element for a protection circuit for such a lithium ion secondary battery and the like, as disclosed in Patent Document 1, there is a structure in which a heating element is provided inside a protection element and the usable conductor on the current path is fused by heat generation of the heating element It is generally used.

일본 공개특허공보 2010-3665호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-3665

특허문헌 1 에 기재되어 있는 보호 소자에 있어서, 휴대 전화나 노트북 PC 와 같은 전류 용량이 비교적 낮은 용도에 사용하기 위해서, 가용 도체 (퓨즈) 는, 최대 15 A 정도의 전류 용량을 가지고 있다. 리튬 이온 이차 전지의 용도는 최근 확대되고 있으며, 보다 대전류의 용도, 예를 들어 전동 드라이버 등의 전동 공구나, 하이브리드카, 전기 자동차, 전동 어시스트 자전거 등의 수송 기기에 채용이 검토되고, 일부 채용이 개시되고 있다. 이러한 용도에 있어서, 특히 기동시 등에는, 수십 A ∼ 100 A 를 초과하는 대전류가 흐르는 경우가 있다. 이와 같은 대전류 용량에 대응한 보호 소자의 실현이 요망되고 있다.In the protection device described in Patent Document 1, the usable conductor (fuse) has a current capacity of about 15 A at maximum for use in applications where the current capacity is comparatively low such as a cellular phone or a notebook PC. The use of lithium ion secondary batteries has recently been expanded, and applications for larger currents, such as electric power tools such as electric drivers, and transportation devices such as hybrid cars, electric vehicles, and electric assist bicycles, . In such applications, large currents exceeding tens of A to 100 A sometimes flow, particularly at startup. It has been desired to realize a protection device corresponding to such a large current capacity.

대전류에 대응하는 보호 소자를 실현하기 위해서는, 가용 도체의 단면적을 증대시키면 된다. 그러나, 보호 소자는, 과전류 상태에 의해 용단시키는 경우 이외에도, 전지 셀의 과전압 상태를 검출하여, 저항체로 형성된 발열체에 전류를 흘리고, 그 발열에 의해 가용 도체를 절단할 필요가 있다. 대전류에 대응하기 위해서 단면적을 증대시키면, 용단시의 가용 도체의 용융량이 많아지기 때문에, 가용 도체를 안정적으로 용단하는 것이 곤란해진다. 또, 가용 도체의 용융량이 많아지면 과전류에 의한 전류 차단의 직전에 용융 도체가 응집량도 증대되고, 차단시의 아크 방전에 의해 용융 도체가 다량으로 비산하여, 절연 저항의 저하나 가용 도체의 탑재 위치의 주변 회로의 단락 등의 리스크도 높아진다. 또한, 보호 소자가 배치되는 자세에 따라 용단 동작이 변동되는 것도 문제이다.In order to realize a protective element corresponding to a large current, it is sufficient to increase the cross-sectional area of the usable conductor. However, in addition to the case where the protection element is fused by the overcurrent state, it is necessary to detect the overvoltage state of the battery cell, to supply current to the heating element formed of the resistor, and to cut the usable conductor by the heat generation. If the cross-sectional area is increased in order to cope with a large current, the melting amount of the usable conductor at the time of melting becomes large, and it becomes difficult to stably fuse the usable conductor. If the melting amount of the usable conductor is large, the amount of aggregation of the molten conductor also increases immediately before the current interruption due to the overcurrent, and the molten conductor is scattered by a large amount due to the arc discharge at the time of interruption, The risk of short circuit of the peripheral circuit at the position becomes high. It is also a problem that the fusing operation varies depending on the posture in which the protection element is disposed.

그래서, 본 발명은, 과전류 보호시의 전류 용량을 확보하면서, 과전류에 의한 전류 차단시에 아크 방전에 의한 용융 도체의 비산을 억제할 수 있는 보호 소자 및 배터리 팩을 얻는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 과전류 보호시의 전류 용량을 확보하면서, 발열체에 의한 발열에 의해 가용 도체를 확실하게 용단시킬 수 있는 보호 소자 및 배터리 팩을 얻는 것을 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to obtain a protection element and a battery pack capable of suppressing the scattering of the molten conductor due to arc discharge when the current is cut by the overcurrent while securing the current capacity at the time of overcurrent protection. It is another object of the present invention to provide a protection element and a battery pack which can surely fuse a usable conductor by heat generated by a heating element while securing current capacity at the time of overcurrent protection.

상기 서술한 과제를 해결하는 본 발명에 관련된 보호 소자는, 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 탑재된 가용 도체를 갖고, 상기 제 1 절연 기판의 표면에는, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인공 (吸引孔) 이 개구되어 있는 것이다.A protective element according to the present invention for solving the above-mentioned problems has a first insulating substrate and a usable conductor mounted on a surface of the first insulating substrate, and on the surface of the first insulating substrate, (Suction holes) for sucking the suction holes.

또, 본 발명에 관련된 배터리 팩은, 1 개 이상의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 충방전 경로 상에 접속되고, 그 충방전 경로를 차단하는 보호 소자를 구비하고, 상기 보호 소자는, 제 1 과, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 탑재되고, 상기 충방전 경로가 되는 가용 도체를 갖고, 상기 제 1 절연 기판의 표면에는, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인공이 개구되어 있는 것이다.The battery pack according to the present invention includes at least one battery cell and a protection element connected to the charge and discharge path of the battery cell for blocking the charge and discharge path, And a usable conductor mounted on a surface of the first insulating substrate and serving as the charging / discharging path, and a suction hole for sucking the melted usable conductor is opened on the surface of the first insulating substrate.

또, 본 발명에 관련된 보호 소자는, 제 1, 제 2 외부 전극과, 상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 걸쳐 접속된 가용 도체와, 상기 가용 도체에 접속되고, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인 부재를 갖고, 상기 흡인 부재는, 상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 배치 형성된 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 상기 가용 도체의 일부와 접속된 표면 전극과, 상기 제 1 절연 기판에 형성된 발열체와, 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 상기 표면 전극과 연속되는 관통공을 구비하고, 상기 가용 도체가 용융됨으로써 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 차단하는 것이다.The protection element according to the present invention is a protection element comprising first and second external electrodes, a usable conductor connected between the first and second external electrodes, and a second electrode connected to the usable conductor, And the suction member includes a first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes, a second insulating substrate formed on the surface of the first insulating substrate and having a surface electrode connected to a part of the usable conductor, And a through hole continuous with the surface electrode, the through hole being formed in the thickness direction of the first insulating substrate, wherein the first external electrode and the second external electrode are formed by melting the usable conductor, 2, the current path between the external electrodes is cut off.

또, 본 발명에 관련된 배터리 팩은, 1 개 이상의 배터리 셀과, 상기 배터리 셀의 충방전 경로 상에 접속되고, 그 충방전 경로를 차단하는 보호 소자와, 상기 배터리 셀의 전압값을 검출하여 상기 보호 소자로의 통전을 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고, 상기 보호 소자는, 제 1, 제 2 외부 전극과, 상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 걸쳐 접속된 가용 도체와, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인 부재를 갖고, 상기 흡인 부재는, 상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 배치 형성된 제 1 절연 기판과, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 상기 가용 도체의 일부와 접속된 표면 전극과, 상기 제 1 절연 기판에 형성된 발열체와, 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 상기 표면 전극과 연속되는 관통공을 구비하고, 상기 가용 도체가 용융됨으로써 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 차단하는 것이다.A battery pack according to the present invention includes at least one battery cell, a protection element connected to the charging / discharging path of the battery cell, for blocking a charging / discharging path thereof, And a current control element for controlling energization to the protection element, wherein the protection element includes first and second external electrodes, a usable conductor connected between the first and second external electrodes, And a suction member for sucking a conductor, wherein the suction member includes: a first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes; and a second insulating substrate formed on a surface of the first insulating substrate, And a through-hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the surface electrode, wherein the through-hole is formed by melting the usable conductor, The first outer electrode and to interrupt the current path between the second external electrode.

또, 상기 서술한 과제를 해결하는 본 발명에 관련된 보호 소자는, 제 1 절연 기판과, 제 1 및 제 2 외부 전극과, 상기 제 1 절연 기판의 일방의 면측에 있는, 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이에 형성된 중간 전극과, 상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성된 발열체와, 상기 제 1 절연 기판의 일방의 면에, 상기 중간 전극과 접속됨과 함께 상기 제 1 및 제 2 외부 전극에 걸쳐 접속되고, 상기 발열체에 의한 가열에 의해, 그 제 1 외부 전극과 그 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 가용 도체와, 상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성되고, 상기 발열체의 일방의 단자에 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 내측면에 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극과 연속되는 도전층이 형성된 관통공을 구비한다.A protection element according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes a first insulating substrate, first and second external electrodes, a first external electrode on one surface side of the first insulating substrate, An intermediate electrode formed between the second external electrodes, a heating element formed on the other surface side of the first insulating substrate, and a second insulating substrate connected to the intermediate electrode on one surface of the first insulating substrate, And a second external electrode formed on the other surface of the first insulating substrate and electrically connected to the first external electrode and the second external electrode, A heating element lead-out electrode electrically connected to one terminal of the heating element, and a heating element lead-out electrode formed in the thickness direction of the first insulating substrate between the middle electrode and the heating element lead- And a through hole having a conductive layer continuous with the heating-element lead-out electrode.

본 발명에 관련된 배터리 팩은, 1 개 이상의 배터리 셀과, 배터리 셀에 흐르는 전류를 차단하도록 접속된 보호 소자와, 배터리 셀 각각의 전압값을 검출하여 보호 소자를 가열하는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비한다. 그리고, 보호 소자는, 제 1 절연 기판과, 제 1 및 제 2 외부 전극과, 상기 제 1 절연 기판의 일방의 면측에 있는, 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이에 형성된 중간 전극과, 상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성된 발열체와, 상기 제 1 절연 기판의 일방의 면에, 상기 중간 전극과 접속됨과 함께 상기 제 1 및 제 2 외부 전극에 걸쳐 접속되고, 상기 발열체에 의한 가열에 의해, 그 제 1 외부 전극과 그 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 가용 도체와, 상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성되고, 상기 발열체의 일방의 단자에 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과, 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 내측면에 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극과 연속되는 도전층이 형성된 관통공을 구비한다.A battery pack according to the present invention includes at least one battery cell, a protection element connected to cut off current flowing in the battery cell, and a current control element for detecting a voltage value of each battery cell and controlling a current for heating the protection element Respectively. The protection element includes a first insulating substrate, first and second external electrodes, an intermediate electrode formed between the first external electrode and the second external electrode on one surface side of the first insulating substrate, , A heating element formed on the other surface side of the first insulating substrate, and a heating element connected to the intermediate electrode on one surface of the first insulating substrate and connected to the first and second external electrodes, And a second external electrode formed on the other surface of the first insulating substrate and electrically connected to one terminal of the first heating substrate, And a conductive layer which is formed on the inner surface of the intermediate insulating layer in a thickness direction between the intermediate electrode and the heating element lead-out electrode and which is continuous with the intermediate electrode and the heating-element lead- Provided with a through hole formed.

본 발명에 의하면, 가용 도체가 용융되면, 용융된 가용 도체가 제 1 절연 기판에 형성된 흡인공으로 인입되기 때문에, 용융 도체가 다량으로 발생한 경우에도 확실하게 용단된다. 따라서, 정격을 향상시키기 위해서 가용 도체의 단면적을 증대시킨 경우에도, 전류 경로를 확실하게 절단할 수 있다.According to the present invention, when the soluble conductor is melted, the molten soluble conductor is drawn into the suction hole formed in the first insulating substrate, so that it is surely fused even when a large amount of the molten conductor is generated. Therefore, even when the cross-sectional area of the usable conductor is increased to improve the rating, the current path can be reliably cut.

도 1 은, 본 발명이 적용된 보호 소자를 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 본 발명이 적용된 보호 소자에 있어서, 용융 도체가 흡인되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3 은, 본 발명이 적용된 보호 소자에 있어서, 가용 도체가 용단된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4 는, 보호 소자가 사용된 배터리 팩의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 5 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 회로도이다.
도 6 은, 제 1 절연 기판의 표면측에 발열체를 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 제 1 절연 기판의 이면측에 발열체를 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이다.
도 8 은, 제 1 절연 기판 내에 발열체를 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 보호 소자가 사용된 배터리 팩의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 10 은, 본 발명이 적용된 보호 소자의 회로도이다.
도 11(A) 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 평면도이다. 도 11(B) 는, 도 11(A) 의 AA' 선 단면도이다.
도 12 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 응용예를 나타내는 블록도이다.
도 13 은, 본 발명이 적용된 보호 소자의 회로 구성예를 나타내는 도면이다.
도 14(A) 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 발열체의 동작시를 나타내는 단면도이다. 도 14(B) 는, 가용 도체가 용단된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15(A) - (E) 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 사용 양태의 자세를 나타내는 도면이다.
도 16 은, 도 15(A) - (E) 의 각 자세에 있어서의 가용 도체의 용단 시간을 나타내는 도면이다.
도 17(A) 는, 참고예가 되는 응집식 보호 소자의 평면도이고, 도 17(B) 는, 도 17(A) 의 AA' 선 단면도이다. 도 17(C) 는, 용단된 상태의 단면도이다.
도 18(A) - (E) 는, 도 17 에 나타내는 참고예의 보호 소자의 사용 양태에 있어서의 자세를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 도 18(A) - (E) 의 각 자세에 있어서의 가용 도체의 용단 시간을 나타내는 도면이다.
도 20 은, 제 1 절연 기판의 중간 전극에 형성되는 관통공의 변형예를 나타내는 도면이고, (A) 는, 관통공을 2 열로 형성한 예를 나타내고, (B) 는, 관통공을 슬릿으로 한 예를 나타낸다.
도 21 은, 제 1 절연 기판의 표면측에 발열체를 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이다.
도 22(A) - (E) 는, 본 발명이 적용된 보호 소자의 사용 양태의 자세를 나타내는 도면이다.
도 23 은, 도 22(A) - (E) 의 각 자세에 있어서의 가용 도체의 용단 시간을 나타내는 도면이다.
도 24 는, 응집 부재를 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이고, (A) 는 가용 도체의 용단 전, (B) 는 가용 도체의 용단 후를 나타낸다.
도 25 는, 응집 부재를 구비한 보호 소자를 나타내는 회로도이다.
도 26 은, 흡인 부재를 복수 구비한 보호 소자를 나타내는 단면도이고, (A) 는 가용 도체의 용단 전, (B) 는 가용 도체의 용단 후를 나타낸다.
도 27 은, 흡인 부재를 복수 구비한 보호 소자를 나타내는 회로도이다.
도 28 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층을 갖고, 피복 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 사시도이고, (A) 는 고융점 금속층을 내층으로 하여 저융점 금속층으로 피복한 구조를 나타내고, (B) 는 저융점 금속층을 내층으로 하여 고융점 금속층으로 피복한 구조를 나타낸다.
도 29 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 30 은, 고융점 금속층과 저융점 금속층의 다층 구조를 구비하는 가용 도체를 나타내는 단면도이다.
도 31 은, 고융점 금속층의 표면에 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 32 는, 고융점 금속층의 표면에 원형의 개구부가 형성되어 저융점 금속층이 노출되어 있는 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 33 은, 고융점 금속층에 원형의 개구부가 형성되고, 내부에 저융점 금속이 충전된 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
도 34 는, 고융점 금속에 피복되어 두꺼운 제 1 측가장자리부와, 저융점 금속이 노출되는 제 2 측가장자리부가 형성된 가용 도체를 나타내는 평면도이다.
1 is a cross-sectional view showing a protective element to which the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view showing a state in which a molten conductor is sucked in a protective element to which the present invention is applied.
3 is a cross-sectional view showing a state in which a usable conductor is fused in a protection element to which the present invention is applied.
4 is a block diagram showing a configuration example of a battery pack in which a protection element is used.
5 is a circuit diagram of a protection device to which the present invention is applied.
6 is a cross-sectional view showing a protective element having a heating element on the surface side of the first insulating substrate.
7 is a cross-sectional view showing a protective element having a heating element on the back side of the first insulating substrate.
8 is a cross-sectional view showing a protective element having a heating element in a first insulating substrate.
9 is a block diagram showing a configuration example of a battery pack in which a protection element is used.
10 is a circuit diagram of a protection device to which the present invention is applied.
11 (A) is a plan view of a protection device to which the present invention is applied. 11B is a sectional view taken along the line AA 'in Fig. 11A.
Fig. 12 is a block diagram showing an application example of a protection element to which the present invention is applied.
13 is a diagram showing an example of the circuit configuration of a protection element to which the present invention is applied.
14 (A) is a cross-sectional view showing the operation of a heating element of a protection element to which the present invention is applied. 14 (B) is a cross-sectional view showing a state in which the usable conductor is fused.
Figs. 15A to 15E are diagrams showing attitudes of a usage pattern of a protection device to which the present invention is applied.
Fig. 16 is a diagram showing the fusing time of the usable conductor in each posture of Figs. 15 (A) - (E).
FIG. 17A is a plan view of the agglomerated protective device for reference, and FIG. 17B is a sectional view taken along line AA 'of FIG. 17A. Fig. 17 (C) is a cross-sectional view in a fused state.
18A to 18E are diagrams showing the posture in the use mode of the protection element of the reference example shown in Fig.
Fig. 19 is a diagram showing the fusing time of the usable conductor in each posture of Figs. 18 (A) - (E).
Fig. 20 is a view showing a modified example of the through hole formed in the intermediate electrode of the first insulating substrate, Fig. 20 (A) showing an example in which the through holes are formed in two rows, Fig. 20 (B) An example is shown.
21 is a cross-sectional view showing a protective element having a heating element on the surface side of the first insulating substrate.
Figs. 22A to 22E are diagrams showing attitudes of the usage pattern of the protection device to which the present invention is applied. Fig.
Fig. 23 is a diagram showing the fusing time of the usable conductor in each posture of Figs. 22 (A) - (E).
Fig. 24 is a cross-sectional view showing a protective element provided with a coagulating member, in which (A) shows the state before the fusing of the usable conductor, and (b) after the fusing of the fusible conductor.
Fig. 25 is a circuit diagram showing a protective element provided with a coagulating member. Fig.
Fig. 26 is a cross-sectional view showing a protection element having a plurality of suction members, wherein (A) shows a state before the melting of the usable conductor, and (B) after the melting of the usable conductor.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a protection device having a plurality of suction members. FIG.
28 is a perspective view showing a usable conductor having a high melting point metal layer and a low melting point metal layer and having a covering structure, (A) showing a structure in which a high melting point metal layer is covered with a low melting point metal layer as an inner layer, Shows a structure in which a low melting point metal layer is covered with a high melting point metal layer as an inner layer.
Fig. 29 is a perspective view showing an available conductor having a laminated structure of a refractory metal layer and a refractory metal layer. Fig. 29A shows a three-layer structure of an upper and a lower two-layer structure, and Fig.
30 is a cross-sectional view showing an available conductor having a multilayer structure of a refractory metal layer and a refractory metal layer.
Fig. 31 is a plan view showing a usable conductor in which a line-shaped opening is formed on the surface of the refractory metal layer to expose the refractory metal layer. Fig. 31 (A) shows an opening formed along the longitudinal direction, And an opening portion is formed.
32 is a plan view showing a usable conductor in which a circular opening is formed on the surface of the high melting point metal layer and the low melting point metal layer is exposed.
33 is a plan view showing a usable conductor in which a circular opening is formed in the refractory metal layer and a low melting point metal is filled in the refractory metal layer.
34 is a plan view showing a thick conductor covered with a refractory metal and a usable conductor formed with a second side edge portion where a low melting point metal is exposed;

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경이 가능한 것은 물론이다. Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

[제 1 실시형태][First Embodiment]

본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 절연 기판 (10) 과, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 탑재된 가용 도체 (13) 를 갖고, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에는, 용융된 가용 도체 (13) 를 흡인하는 흡인공 (20) 이 개구되어 있다. 그리고, 보호 소자 (1) 는, 외부 회로에 장착됨으로써, 가용 도체 (13) 가 당해 외부 회로의 전류 경로의 일부를 구성하고, 정격을 초과하는 과전류에 의해 용단됨으로써 전류 경로를 차단하는 것이다.The protective element 1 to which the present invention is applied has a first insulating substrate 10 and an available conductor 13 mounted on the surface 10a of the first insulating substrate 10, On the surface 10a of the first insulating substrate 10, a suction hole 20 for sucking the melted solder 13 is opened. The protective element 1 is mounted on an external circuit so that the usable conductor 13 constitutes a part of the current path of the external circuit and is cut off by the overcurrent exceeding the rated value to thereby cut off the current path.

제 1 절연 기판 (10) 은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 방 (方) 형상으로 형성된다. 그 밖에, 제 1 절연 기판 (10) 은, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 된다.The first insulating substrate 10 is formed in a shape of an insulating member such as alumina, glass ceramics, mullite, or zirconia, for example. In addition, as the first insulating substrate 10, a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy substrate, a phenol substrate, or the like may be used.

제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 의 서로 대향하는 양단부에는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이 형성되어 있다. 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 각각 Cu 배선 등의 도전 패턴에 의해 형성되고, 표면에 적절히 산화 방지 대책으로서 Sn 도금 등의 보호층이 형성되어 있다. 또, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 은, 제 1 절연 기판 (10) 의 측면을 개재하여 이면 (10b) 에 이르는 도전층 (11b, 12b) 을 개재하여, 이면 (10b) 에 형성된 제 1, 제 2 외부 접속 전극 (11a, 12a) 과 접속되어 있다. 보호 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 외부 접속 전극 (11a, 12a) 이 외부 회로를 구성하는 회로 기판에 접속됨으로써, 당해 회로 기판의 전류 경로 상에 접속된다. 그리고, 보호 소자 (1) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이에 걸쳐 후술하는 가용 도체 (13) 가 탑재됨으로써, 가용 도체 (13) 가 제 1, 제 2 외부 접속 전극 (11a, 12a) 을 개재하여 회로 기판의 전류 경로의 일부가 된다.First and second electrodes 11 and 12 are formed on opposite ends of the surface 10a of the first insulating substrate 10, respectively. The first and second electrodes 11 and 12 are each formed by a conductive pattern such as Cu wiring and a protective layer such as Sn plating is appropriately formed on the surface as an anti-oxidation measure. The first and second electrodes 11 and 12 are formed on the back surface 10b with the conductive layers 11b and 12b reaching the back surface 10b through the side surface of the first insulating substrate 10, And is connected to the first and second external connection electrodes 11a and 12a. The protection element 1 is connected on the current path of the circuit board by connecting the first and second external connection electrodes 11a and 12a to the circuit board constituting the external circuit. The usable conductor 13, which will be described later, is mounted between the first and second electrodes 11 and 12 so that the usable conductor 13 is electrically connected to the first and second external connection electrodes 11a And 12a of the circuit board.

또, 제 1 절연 기판 (10) 은, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이에 흡인공 (20) 이 형성되어 있다. 흡인공 (20) 은, 가용 도체 (13) 가 과전류에 의한 자기 발열에 의해 용융되면, 모세관 현상에 의해 이 용융 도체 (13a) 를 흡인하여, 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시키는 것이다 (도 2 참조). 보호 소자 (1) 는, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (13) 의 단면적을 증대시킴으로써, 용융량이 증대된 경우에도, 흡인공 (20) 에 흡인시킴으로써, 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시킬 수 있다. 이로써, 보호 소자 (1) 는, 차단시의 아크 방전에 의한 용융 도체 (13a) 의 비산을 경감하여, 절연 저항의 저하를 방지하고, 또, 가용 도체 (13) 의 탑재 위치의 주변 회로에의 부착에 의한 단락 고장을 방지할 수 있다.In the first insulating substrate 10, a suction hole 20 is formed between the first and second electrodes 11 and 12. The suction hole 20 sucks the molten conductor 13a by the capillary phenomenon and reduces the volume of the molten conductor 13a when the soluble conductor 13 is melted by the self heat generated by the overcurrent 2). The protection element 1 can reduce the volume of the molten conductor 13a by increasing the cross-sectional area of the usable conductor 13 in order to cope with the application of a large current, even when the amount of melting is increased, . As a result, the protection element 1 can prevent scattering of the molten conductor 13a due to arc discharge at the time of interruption to prevent lowering of the insulation resistance, It is possible to prevent short-circuit failure due to adhesion.

흡인공 (20) 은, 내면에 도전층 (21) 이 형성되어 있다. 도전층 (21) 이 형성됨으로써, 흡인공 (20) 은, 용융 도체 (13a) 를 쉽게 흡인할 수 있다. 도전층 (21) 은, 예를 들어 구리, 은, 금, 철, 니켈, 팔라듐, 납, 주석 중 어느 것, 또는 어느 것을 주성분으로 하는 합금에 의해 형성되고, 흡인공 (20) 의 내면을 전해 도금이나 도전 페이스트의 인쇄 등의 공지된 방법에 의해 형성할 수 있다. 또, 도전층 (21) 은, 복수의 금속선이나, 도전성을 갖는 리본의 집합체를 흡인공 (20) 내에 삽입함으로써 형성해도 된다.The suction hole 20 has a conductive layer 21 formed on the inner surface thereof. Since the conductive layer 21 is formed, the suction hole 20 can easily suck the molten conductor 13a. The conductive layer 21 is formed of an alloy mainly composed of any one of copper, silver, gold, iron, nickel, palladium, lead and tin, It can be formed by a known method such as plating or printing of a conductive paste. The conductive layer 21 may be formed by inserting a plurality of metal wires or an aggregate of conductive ribbons into the suction holes 20. [

또, 흡인공 (20) 은, 제 1 절연 기판 (10) 의 두께 방향으로 관통하는 관통공으로서 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 흡인공 (20) 은, 용융 도체 (13a) 를 제 1 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 측까지 흡인할 수 있으며, 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 흡인하여, 용단 부위에 있어서의 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시킬 수 있다. 또한, 흡인공 (20) 은, 비관통공으로서 형성해도 된다.It is preferable that the suction hole 20 is formed as a through hole penetrating in the thickness direction of the first insulating substrate 10. As a result, the suction holes 20 can suck up the molten conductor 13a to the side of the back surface 10b of the first insulating substrate 10, attract more molten conductors 13a, The volume of the molten conductor 13a can be reduced. The suction hole 20 may be formed as a non-through hole.

제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에는, 흡인공 (20) 의 도전층 (21) 과 접속된 표면 전극 (22) 이 형성되어 있다. 표면 전극 (22) 은, 가용 도체 (13) 가 접속되는 지지 전극이 된다. 또, 표면 전극 (22) 은, 도전층 (21) 과 연속됨으로써, 가용 도체 (13) 가 용융되면, 용융 도체 (13a) 가 응집되어 흡인공 (20) 내에 유도되기 쉽게 한다.A surface electrode 22 connected to the conductive layer 21 of the suction hole 20 is formed on the surface 10a of the first insulating substrate 10. The surface electrode 22 is a support electrode to which the usable conductor 13 is connected. The surface electrode 22 is continuous with the conductive layer 21 so that when the usable conductor 13 is melted, the molten conductor 13a is easily agglomerated and guided in the suction hole 20. [

또, 제 1 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에는, 흡인공 (20) 의 도전층 (21) 과 접속된 이면 전극 (23) 이 형성되어 있다. 이면 전극 (23) 은, 도전층 (21) 과 연속됨으로써, 가용 도체 (13) 가 용융되면, 흡인공 (20) 을 통해 이동한 용융 도체 (13a) 가 응집된다 (도 3 참조). 이로써, 보호 소자 (1) 는, 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 흡인하여, 용단 부위에 있어서의 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시킬 수 있다.A back electrode 23 connected to the conductive layer 21 of the suction hole 20 is formed on the back surface 10b of the first insulating substrate 10. The back electrode 23 is continuous with the conductive layer 21 so that when the usable conductor 13 is melted, the molten conductor 13a moved through the suction hole 20 is agglomerated (see Fig. 3). As a result, the protection element 1 can attract more molten conductor 13a and reduce the volume of the molten conductor 13a at the melting end portion.

또한, 보호 소자 (1) 는, 흡인공 (20) 을 복수 형성함으로써, 가용 도체 (13) 의 용융 도체 (13a) 를 흡인하는 경로를 늘려, 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 흡인함으로써, 용단 부위에 있어서의 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시키도록 해도 된다.The protective element 1 is formed by forming a plurality of suction holes 20 so that the path for sucking the molten conductor 13a of the usable conductor 13 is increased to attract more molten conductor 13a, The volume of the molten conductor 13a may be reduced.

이어서, 가용 도체 (13) 에 대해 설명한다. 가용 도체 (13) 는, 제 1 및 제 2 전극 (11, 12) 사이에 걸쳐 실장되고, 정격을 초과하는 전류가 통전됨으로써 자기 발열 (줄열) 에 의해 용단되어, 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 사이의 전류 경로를 차단하는 것이다.Next, the usable conductor 13 will be described. The usable conductor 13 is mounted between the first and second electrodes 11 and 12 and is fused by self heat generation (juxtaposition) by passing a current exceeding the rated value, The current path between the two electrodes 12 is cut off.

가용 도체 (13) 는, 과전류 상태에 의해 용융되는 도전성의 재료이면 되고, 예를 들어, SnAgCu 계의 Pb 프리 땜납 외에, BiPbSn 합금, BiPb 합금, BiSn 합금, SnPb 합금, PbIn 합금, ZnAl 합금, InSn 합금, PbAgSn 합금 등을 사용할 수 있다.For example, in addition to SnAgCu-based Pb-free solder, the usable conductor 13 may be a BiPbSn alloy, a BiPb alloy, a BiSn alloy, a SnPb alloy, a PbIn alloy, a ZnAl alloy, an InSn Alloy, a PbAgSn alloy, or the like can be used.

또, 가용 도체 (13) 는, 고융점 금속과 저융점 금속을 함유하는 구조체여도 된다. 예를 들어, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (13) 는, 내층과 외층으로 이루어지는 적층 구조체이고, 내층으로서 저융점 금속층 (13b), 저융점 금속층 (13b) 에 적층된 외층으로서 고융점 금속층 (13c) 을 갖는다. 가용 도체 (13) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 및 표면 전극 (22) 상에 땜납 등의 접합 재료를 개재하여 접속된다.The usable conductor 13 may be a structure containing a refractory metal and a refractory metal. For example, as shown in Fig. 1, the usable conductor 13 is a laminated structure composed of an inner layer and an outer layer, and as the inner layer, a low melting point metal layer 13b and an outer layer laminated on the low melting point metal layer 13b, (13c). The usable conductor 13 is connected to the first and second electrodes 11 and 12 and the surface electrode 22 via a bonding material such as solder.

저융점 금속층 (13b) 은, 바람직하게는, 땜납 또는 Sn 을 주성분으로 하는 금속이고, 「Pb 프리 땜납」 이라고 일반적으로 불리는 재료이다 (예를 들어 센쥬 금속 공업 제조, M705 등). 저융점 금속층 (13b) 의 융점은, 반드시 리플로로의 온도보다 높을 필요는 없고, 200 ℃ 정도에서 용융되어도 된다. 고융점 금속층 (13c) 은, 저융점 금속층 (13b) 의 표면에 적층된 금속층이고, 예를 들어, Ag 혹은 Cu 또는 이들 중 어느 것을 주성분으로 하는 금속이며, 보호 소자 (1) 를 리플로로에 의해 외부 회로 기판 상에 실장을 실시하는 경우에 있어서도 용융되지 않는 높은 융점을 갖는다.The low-melting-point metal layer 13b is preferably a solder or a metal containing Sn as a main component and is generally called a "Pb-free solder" (for example, M705 manufactured by Senju Metal Industries Co., Ltd.). The melting point of the low melting point metal layer 13b is not necessarily higher than the temperature of the reflow furnace, and may be melted at about 200 캜. The refractory metal layer 13c is a metal layer laminated on the surface of the low melting point metal layer 13b and is made of, for example, Ag or Cu or a metal mainly composed of any of them, and the protective element 1 is placed on a reflow furnace Even when mounting is carried out on an external circuit board, it has a high melting point which is not melted.

이와 같은 가용 도체 (13) 는, 저융점 금속박에 고융점 금속층을 도금 기술을 사용하여 성막함으로써 형성할 수 있고, 혹은 다른 주지된 적층 기술, 막형성 기술을 사용하여 형성할 수도 있다. 또한, 가용 도체 (13) 는, 고융점 금속층을 내층으로 하고, 저융점 금속층을 외층으로 하여 구성해도 되고, 또 저융점 금속층과 고융점 금속층이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조로 하는 등, 이후에 설명하는 바와 같이, 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다.Such a usable conductor 13 can be formed by forming a refractory metal layer on the low melting point metal foil by a plating technique or by using other well known lamination techniques and film forming techniques. The usable conductor 13 may be constituted by an inner layer of a refractory metal layer and an outer layer of a refractory metal layer or a multilayer structure of four or more layers in which a refractory metal layer and a refractory metal layer are alternately laminated, And can be formed by various structures as will be described later.

가용 도체 (13) 는, 내층이 되는 저융점 금속층 (13b) 에, 외층으로서 고융점 금속층 (13c) 을 적층함으로써, 리플로 온도가 저융점 금속층 (13b) 의 용융 온도를 초과한 경우에도, 가용 도체 (13) 로서 용단되는 데에 이르지 않는다. 따라서, 보호 소자 (1) 는, 리플로에 의해 효율적으로 실장할 수 있다.The soluble conductor 13 is formed by laminating a refractory metal layer 13c as an outer layer on a refractory metal layer 13b serving as an inner layer and a refractory metal layer 13b as a refractory metal layer 13b, It does not reach the melting point of the conductor 13. Therefore, the protection element 1 can be efficiently mounted by the reflow process.

또, 가용 도체 (13) 는, 소정의 정격 전류가 흐르고 있는 동안은, 자기 발열에 의해서도 용단되는 경우가 없다. 그리고, 정격보다 높은 값의 전류가 흐르면, 자기 발열에 의해 용융되어, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이의 전류 경로를 차단한다. 이 때, 가용 도체 (13) 는, 용융된 저융점 금속층 (13b) 이 고융점 금속층 (13c) 을 침식함으로써, 고융점 금속층 (13c) 이 용융 온도보다 낮은 온도에서 용융된다. 따라서, 가용 도체 (13) 는, 저융점 금속층 (13b) 에 의한 고융점 금속층 (13c) 의 침식 작용을 이용하여 단시간에 용단할 수 있다. 또, 가용 도체 (13) 의 용융 도체 (13a) 는, 상기 서술한 흡인공 (20) 에 의한 흡인 작용에 더하여, 표면 전극 (22) 및 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 물리적인 인입 작용에 의해 분단되므로, 신속하게, 또한 확실하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이의 전류 경로를 차단할 수 있다.The permissible conductor 13 is not fused by self heat generation while a predetermined rated current is flowing. Then, when a current having a value higher than the rated value flows, it is melted by the self-heating and blocks the current path between the first and second electrodes 11 and 12. At this time, in the usable conductor 13, the refractory metal layer 13c is melted at a temperature lower than the melting point by melting the refractory metal layer 13c by melting the refractory metal layer 13b. Therefore, the usable conductor 13 can be fused in a short time by utilizing the erosion action of the refractory metal layer 13c by the refractory metal layer 13b. The molten conductor 13a of the usable conductor 13 has a function of absorbing the physical force of the surface electrode 22 and the first and second electrodes 11 and 12 in addition to the attracting action of the above- The current path between the first and second electrodes 11 and 12 can be shut off quickly and reliably.

또, 가용 도체 (13) 는, 내층이 되는 저융점 금속층 (13b) 에 고융점 금속층 (13c) 이 적층되어 구성되어 있기 때문에, 용단 온도를 종래의 고융점 금속으로 이루어지는 칩 퓨즈 등보다 대폭 저감시킬 수 있다. 따라서, 가용 도체 (13) 는, 동일 사이즈의 칩 퓨즈 등에 비해, 단면적을 크게 할 수 있어 전류 정격을 대폭 향상시킬 수 있다. 또, 동일한 전류 정격을 갖는 종래의 칩 퓨즈보다 소형화, 박형화를 도모할 수 있고, 속(速)용단성이 우수하다.Since the fusible conductor 13 is formed by laminating the refractory metal layer 13c on the refractory metal layer 13b serving as the inner layer, the refractory temperature can be significantly reduced as compared with a chip fuse made of a conventional refractory metal . Therefore, the usable conductor 13 can have a larger cross-sectional area than the chip fuse of the same size, and the current rating can be greatly improved. In addition, the chip fuse can be made smaller and thinner than the conventional chip fuse having the same current rating, and is excellent in fast wire cutting.

또, 가용 도체 (13) 는, 보호 소자 (1) 가 장착된 전기 계통에 비정상적으로 높은 전압이 순간적으로 인가되는 서지에 대한 내성 (내펄스성) 을 향상시킬 수 있다. 즉, 가용 도체 (13) 는, 예를 들어 100 A 의 전류가 수 msec 흐른 경우까지 용단해서는 안 된다. 이 점에서, 극히 단시간에 흐르는 대전류는 도체의 표층을 흐르는 점에서 (표피 효과), 가용 도체 (13) 는, 외층으로서 저항값이 낮은 Ag 도금 등의 고융점 금속층 (13c) 이 형성되어 있기 때문에, 서지에 의해 인가된 전류를 흐르게 하기 쉬워, 자기 발열에 의한 용단을 방지할 수 있다. 따라서, 가용 도체 (13) 는, 종래의 땜납 합금으로 이루어지는 퓨즈에 비해, 대폭 서지에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.In addition, the usable conductor 13 can improve resistance (resistance to impulse) to surges to which an abnormally high voltage is instantaneously applied to an electrical system in which the protective element 1 is mounted. That is, the usable conductor 13 should not be fused, for example, until a current of 100 A flows for several milliseconds. In this respect, since the high current flowing in a very short time flows through the surface layer of the conductor (skin effect), and the soluble conductor 13 has the refractory metal layer 13c such as Ag plating having a low resistance value as the outer layer , It is easy to flow the current applied by the surge, and it is possible to prevent the melting due to the self heat generation. Therefore, the usable conductor 13 can greatly improve the resistance to surge as compared with the conventional fuse made of the solder alloy.

또한, 가용 도체 (13) 는, 산화 방지, 및 용단시의 젖음성의 향상 등을 위해서, 플럭스 (14) 가 도포되어 있다. 또, 보호 소자 (1) 는, 제 1 절연 기판 (10) 이 커버 부재 (15) 로 덮임으로써 그 내부가 보호되어 있다. 커버 부재 (15) 는, 상기 제 1 절연 기판 (10) 과 동일하게, 예를 들어, 열가소성 플라스틱, 세라믹스, 유리 에폭시 기판 등의 절연성을 갖는 부재를 사용하여 형성할 수 있다.In addition, the flux conductor 14 is applied to the usable conductor 13 in order to prevent oxidation and improve wettability at the time of fusing. The protection element 1 is protected by covering the first insulating substrate 10 with the cover member 15. The cover member 15 can be formed by using a member having an insulating property such as thermoplastic plastic, ceramics, or glass epoxy substrate in the same manner as the first insulating substrate 10 described above.

[회로 구성][Circuit configuration]

이와 같은 보호 소자 (1) 는, 도 4 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.Such a protection element 1 is used by being mounted on a circuit in a battery pack 30 of, for example, a lithium ion secondary battery as shown in Fig. The battery pack 30 has, for example, a battery stack 35 composed of battery cells 31 to 34 of a total of four lithium ion secondary batteries.

배터리 팩 (30) 은, 배터리 스택 (35) 과, 배터리 스택 (35) 의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로 (40) 와, 배터리 스택 (35) 의 이상시에 충전을 차단하는 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 와, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압을 검출하는 검출 회로 (36) 를 구비한다.The battery pack 30 includes a battery stack 35, a charge / discharge control circuit 40 for controlling charge and discharge of the battery stack 35, A protection element 1 and a detection circuit 36 for detecting the voltages of the battery cells 31 to 34, respectively.

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 개재하여, 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 배터리로 동작시키는 전자 기기에 접속함으로써, 이 전자 기기를 동작시킬 수 있다.The battery stack 35 is connected in series with battery cells 31 to 34 requiring control to protect against overcharging and overdischarging and is connected in series between the positive terminal 30a and the negative terminal 30b And the charging voltage from the charging device 45 is applied thereto. The electronic device can be operated by connecting the positive electrode terminal 30a and the negative electrode terminal 30b of the battery pack 30 charged by the charging device 45 to an electronic device that operates with the battery.

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 한다) 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 charging / discharging control circuit 40 includes two current control devices 41 and 42 connected in series to the current path from the battery stack 35 to the charging device 45, And a control unit 43 for controlling the operation. The current control elements 41 and 42 are constituted by, for example, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and by controlling the gate voltage by the control section 43, And blocking. The control unit 43 operates in response to the supply of power from the charging device 45 so as to interrupt the current path when the battery stack 35 is overdischarged or overcharged in accordance with the detection result of the detection circuit 36, And controls the operation of the current control elements 41 and 42.

보호 소자 (1) 는, 예를 들어, 배터리 스택 (35) 과 충방전 제어 회로 (40) 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속된다.The protection element 1 is connected on the charge / discharge current path between the battery stack 35 and the charge / discharge control circuit 40, for example.

검출 회로 (36) 는, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 과 접속되고, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값을 검출하여, 각 전압값을 충방전 제어 회로 (40) 의 제어부 (43) 에 공급한다.The detection circuit 36 is connected to each of the battery cells 31 to 34 and detects the voltage value of each battery cell 31 to 34 and supplies the respective voltage values to the control section 43 of the charge / .

이상과 같은 구성으로 이루어지는 배터리 팩 (30) 에 사용되는 본 발명이 적용된 보호 소자 (1) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자 (1) 는, 제 1 외부 접속 전극 (11a) 이 배터리 스택 (35) 측과 접속되고, 제 2 외부 접속 전극 (12a) 이 정극 단자 (30a) 측과 접속되고, 이로써 가용 도체 (13) 가 배터리 스택 (35) 의 충방전 경로 상에 직렬로 접속된다.The protection element 1 to which the present invention applied to the battery pack 30 constructed as described above has the circuit configuration as shown in Fig. That is, in the protection element 1, the first external connection electrode 11a is connected to the battery stack 35 side and the second external connection electrode 12a is connected to the positive terminal 30a side, (13) are connected in series on the charge / discharge path of the battery stack (35).

[보호 소자의 동작][Operation of protective device]

배터리 팩 (30) 에 정격을 초과하는 과전류가 통전되면, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (13) 가 자기 발열에 의해 용융되어, 배터리 팩 (30) 의 충방전 경로를 차단한다. 이 때, 도 2, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (1) 는, 용융 도체 (13a) 가 모세관 현상에 의해 표면 전극 (22) 을 개재하여 흡인공 (20) 에 흡인되기 때문에, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (13) 의 단면적을 증대시킨 경우에도, 차단시에 있어서의 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시켜, 아크 방전에 의한 용융 도체 (13a) 의 비산을 경감시킬 수 있다. 또, 보호 소자 (1) 는, 가용 도체 (13) 를 고융점 금속과 저융점 금속을 함유시켜 형성함으로써, 고융점 금속의 용단 전에 저융점 금속이 용융되어, 효율적으로 가용 도체 (13) 를 흡인공 (20) 에 흡인할 수 있다.When the overcurrent exceeding the rating is energized in the battery pack 30, the protection element 1 melts the usable conductor 13 by self heat generation, and cuts off the charge / discharge path of the battery pack 30. [ 2 and 3, since the molten conductor 13a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by the capillary phenomenon, the protective element 1 is used for the large current application It is possible to reduce the volume of the molten conductor 13a at the time of interruption and reduce scattering of the molten conductor 13a due to arc discharge even when the cross-sectional area of the usable conductor 13 is increased in order to cope with the arc discharge. The protective element 1 is formed by containing the high-melting-point metal and the low-melting-point metal so that the low-melting-point metal is melted before the melting of the high-melting-point metal, And can be sucked into the hole 20.

또한, 본 발명에 관련된 보호 소자 (1) 는, 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩에 사용하는 경우에 한정되지 않고, 과전류에 의한 전류 경로의 차단을 필요로 하는 여러 가지 용도에도 물론 응용 가능하다.Further, the protection element 1 according to the present invention is not limited to the case where it is used for a battery pack of a lithium ion secondary battery, and can be applied to various applications requiring interruption of an electric current path due to an overcurrent.

[발열체][Heating element]

또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 절연 기판 (10) 에 가용 도체 (13) 를 용단하는 발열체 (25) 를 형성해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서 상기 서술한 보호 소자 (1) 와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세를 생략한다.6, the protection element to which the present invention is applied may be formed with a heating element 25 for melting the usable conductor 13 on the first insulating substrate 10. [ In the following description, the same members as those of the above-described protection element 1 are denoted by the same reference numerals, and the details thereof are omitted.

발열체 (25) 가 형성된 보호 소자 (24) 는, 예를 들어 배터리 팩에 장착되면, 과전류시에 있어서의 가용 도체 (13) 의 자기 용단에 더하여, 배터리 셀의 과전압을 검지하여 발열체 (25) 를 통전, 발열시켜, 가용 도체 (13) 를 용단시킴으로써, 배터리 팩의 충방전 경로를 차단할 수 있다.The protection element 24 in which the heating element 25 is formed can detect the overvoltage of the battery cell in addition to the magnetic flux of the usable conductor 13 at the time of overcurrent, The charging and discharging path of the battery pack can be cut off by energizing and heating and melting the usable conductor 13.

발열체 (25) 는, 비교적 저항값이 높고 통전되면 발열하는 도전성을 갖는 부재로서, 예를 들어 W, Mo, Ru 등으로 이루어진다. 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체 (粉狀體) 를 수지 바인더 등과 혼합하여 페이스트상으로 한 것을, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하여, 소성하는 등에 의해서 형성한다.The heating element 25 is made of, for example, W, Mo, Ru or the like, which is a conductive member having a relatively high resistance and generates heat when energized. A powder of a compound or a compound thereof is mixed with a resin binder or the like to form a paste and a pattern is formed on the surface 10a of the first insulating substrate 10 by using a screen printing technique, And then baked.

발열체 (25) 는, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 상에 있어서 절연층 (26) 에 피복되어 있다. 절연층 (26) 상에는, 표면 전극 (22) 이 적층된다. 절연층 (26) 은, 발열체 (25) 의 보호 및 절연을 도모함과 함께, 발열체 (25) 의 열을 효율적으로 표면 전극 (22) 및 가용 도체 (13) 에 전달하기 위해서 형성되고, 예를 들어 유리층으로 이루어진다. 표면 전극 (22) 은, 발열체 (25) 에 의해 가열됨으로써, 가용 도체 (13) 의 용융 도체 (13a) 를 쉽게 응집함과 함께, 흡인공 (20) 내에 쉽게 흡인시킬 수 있다.The heat generating element 25 is covered on the insulating layer 26 on the surface 10a of the first insulating substrate 10. [ On the insulating layer 26, surface electrodes 22 are laminated. The insulating layer 26 is formed in order to protect and insulate the heating element 25 and to efficiently transmit the heat of the heating element 25 to the surface electrode 22 and the usable conductor 13, Glass layer. The surface electrode 22 is heated by the heating element 25 so that the molten conductor 13a of the usable conductor 13 can be easily agglomerated and easily sucked into the suction hole 20. [

발열체 (25) 는, 일단이 표면 전극 (22) 과 접속되고, 표면 전극 (22) 을 개재하여, 표면 전극 (22) 상에 탑재된 가용 도체 (13) 와 전기적으로 접속된다. 또, 발열체 (25) 는, 타단이 도시되지 않은 발열체 전극과 접속되어 있다. 발열체 전극은, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10a) 에 형성됨과 함께, 이면 (10b) 에 형성된 제 3 외부 접속 전극 (27) (도 9 참조) 과 접속되고, 이 제 3 외부 접속 전극 (27) 을 개재하여 외부 회로와 접속된다. 그리고, 보호 소자 (1) 는, 외부 회로를 구성하는 회로 기판에 실장됨으로써, 제 3 외부 접속 전극 (27) 을 개재하여 발열체 (25) 가 회로 기판에 형성된 발열체 (25) 로의 급전 경로에 장착된다.The heating element 25 is connected at one end to the surface electrode 22 and electrically connected to the usable conductor 13 mounted on the surface electrode 22 via the surface electrode 22. [ The other end of the heating element 25 is connected to a heating element electrode (not shown). The heating element electrode is formed on the surface 10a of the first insulating substrate 10 and connected to the third external connecting electrode 27 (see FIG. 9) formed on the back surface 10b, (27). The protection element 1 is mounted on the circuit board constituting the external circuit so that the heating element 25 is mounted on the feeding path to the heating element 25 formed on the circuit board via the third external connection electrode 27 .

또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (24) 는, 발열체 (25) 를 제 1 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성해도 된다. 발열체 (25) 는, 제 1 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성됨과 함께, 이면 (10b) 상에 있어서 절연층 (26) 에 피복된다. 절연층 (26) 상에는, 이면 전극 (23) 이 적층된다.7, the protection element 24 may be formed on the back surface 10b of the first insulating substrate 10 with the heat generating element 25. [ The heat generating element 25 is formed on the back surface 10b of the first insulating substrate 10 and is covered on the insulating layer 26 on the back surface 10b. On the insulating layer 26, the back electrode 23 is laminated.

발열체 (25) 는, 일단이 이면 전극 (23) 과 접속되고, 흡인공 (20) 에 형성된 도전층 (21) 및 표면 전극 (22) 을 개재하여, 표면 전극 (22) 상에 탑재된 가용 도체 (13) 와 전기적으로 접속된다. 또, 발열체 (25) 는, 타단이 도시되지 않은 발열체 전극을 개재하여 제 3 외부 접속 전극 (27) 과 접속된다.The heating element 25 has one end connected to the back electrode 23 and connected to the surface electrode 22 via the conductive layer 21 and the surface electrode 22 formed on the suction hole 20, (13). The other end of the heating element 25 is connected to the third external connection electrode 27 via a heating element electrode (not shown).

발열체 (25) 를 제 1 절연 기판 (10) 의 이면 (10b) 에 형성함으로써, 보호 소자 (24) 는, 이면 전극 (23) 이 발열체 (25) 에 의해 가열됨으로써, 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 응집하기 쉬워진다. 따라서, 보호 소자 (24) 는, 표면 전극 (22) 으로부터 도전층 (21) 을 개재하여 이면 전극 (23) 으로 용융 도체 (13a) 를 흡인하는 작용을 촉진시켜, 확실하게 가용 도체 (13) 를 용단할 수 있다.By forming the heating element 25 on the back surface 10b of the first insulating substrate 10, the protection element 24 is heated by the heating element 25 of the back electrode 23, . The protective element 24 promotes the action of sucking the molten conductor 13a from the surface electrode 22 via the conductive layer 21 to the back electrode 23 to reliably move the usable conductor 13 It can be fried.

또, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (24) 는, 발열체 (25) 를 제 1 절연 기판 (10) 의 내부에 형성해도 된다. 이 경우, 발열체 (25) 는, 유리 등의 절연층에 의해 피복할 필요는 없다. 또, 발열체 (25) 는, 일단이 표면 전극 (22) 또는 이면 전극 (23) 과 접속되고, 표면 전극 (22) 상에 탑재된 가용 도체 (13) 와 전기적으로 접속된다. 또, 발열체 (25) 는, 타단이 도시되지 않은 발열체 전극을 개재하여 제 3 외부 접속 전극 (27) 과 접속된다.8, the protective element 24 may be formed in the first insulating substrate 10 with the heat generating element 25. In this case, In this case, the heat generating element 25 need not be covered with an insulating layer such as glass. The heating element 25 is connected to the surface electrode 22 or the back electrode 23 at one end and is electrically connected to the usable conductor 13 mounted on the surface electrode 22. [ The other end of the heating element 25 is connected to the third external connection electrode 27 via a heating element electrode (not shown).

발열체 (25) 를 제 1 절연 기판 (10) 의 내부에 형성함으로써, 보호 소자 (24) 는, 도전층 (21) 을 개재하여 표면 전극 (22) 및 이면 전극 (23) 이 발열체 (25) 에 의해 가열됨으로써, 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 응집하기 쉬워진다. 따라서, 보호 소자 (24) 는, 표면 전극 (22) 으로부터 도전층 (21) 을 개재하여 이면 전극 (23) 으로 용융 도체 (13a) 를 흡인하는 작용을 촉진시켜, 확실하게 가용 도체 (13) 를 용단할 수 있다.The surface element 22 and the back surface electrode 23 are electrically connected to the heating element 25 via the conductive layer 21 by forming the heating element 25 inside the first insulating substrate 10. [ As a result, more melted conductors 13a are easily agglomerated. The protective element 24 promotes the action of sucking the molten conductor 13a from the surface electrode 22 via the conductive layer 21 to the back electrode 23 to reliably move the usable conductor 13 It can be fried.

또한, 발열체 (25) 는, 제 1 절연 기판 (10) 의 표면 (10b), 이면 (10b) 또는 내부에 형성하는 어느 경우에 있어서도, 흡인공 (20) 의 양측에 형성하는 것이, 표면 전극 (22) 및 이면 전극 (23) 을 가열하고, 또 보다 많은 용융 도체 (13a) 를 응집, 흡인하는 데에 있어서 바람직하다.The heat generating element 25 is formed on both sides of the suction hole 20 in any of the surfaces 10b and 10b of the first insulating substrate 10 or in the inner surface thereof, 22 and the back electrode 23 and to agglomerate and attract more melted conductors 13a.

[회로 구성][Circuit configuration]

이와 같은 보호 소자 (24) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩 (30) 내의 회로에 장착되어 사용된다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 상기 서술한 배터리 팩 (30) 과 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 상세를 생략한다.Such a protection element 24 is used by being mounted on a circuit in the battery pack 30 of, for example, a lithium ion secondary battery as shown in Fig. In the following description, the same members as those of the above-described battery pack 30 are denoted by the same reference numerals, and the details thereof are omitted.

배터리 팩 (30) 은, 배터리 스택 (35) 과, 배터리 스택 (35) 의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로 (40) 와, 배터리 스택 (35) 의 이상시에 충전을 차단하는 본 발명이 적용된 보호 소자 (24) 와, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압을 검출하는 검출 회로 (36) 와, 검출 회로 (36) 의 검출 결과에 따라 보호 소자 (24) 의 동작을 제어하는 스위치 소자가 되는 전류 제어 소자 (37) 를 구비한다.The battery pack 30 includes a battery stack 35, a charge / discharge control circuit 40 for controlling charge and discharge of the battery stack 35, A detection circuit 36 for detecting the voltages of the battery cells 31 to 34 and a switch element for controlling the operation of the protection element 24 in accordance with the detection result of the detection circuit 36 And the current control element 37 is provided.

보호 소자 (24) 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 protection element 24 is connected, for example, on the charging / discharging current path between the battery stack 35 and the charging / discharging control circuit 40, and its operation is controlled by the current control element 37.

검출 회로 (36) 는, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 과 접속되고, 각 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값을 검출하여, 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 detection circuit 36 is connected to each of the battery cells 31 to 34 and detects the voltage value of each battery cell 31 to 34 and supplies the respective voltage values to the control section 43 of the charge / . The detection circuit 36 outputs a control signal for controlling the current control element 37 when any one of the battery cells 31 to 34 becomes an overcharge voltage or an overdischarge voltage.

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 (24) 를 동작시켜, 배터리 스택 (35) 의 충방전 전류 경로를 전류 제어 소자 (41, 42) 의 스위치 동작에 상관없이 차단하도록 제어한다.The current control element 37 is constituted by, for example, an FET, and the detection signal output from the detection circuit 36 causes the voltage value of the battery cells 31 to 34 to exceed the predetermined overdischarge or overcharge state The protection element 24 is operated to control the charging / discharging current path of the battery stack 35 to shut off regardless of the switching operation of the current control elements 41 and 42. [

이상과 같은 구성으로 이루어지는 배터리 팩 (30) 에 사용되는 본 발명이 적용된 보호 소자 (24) 는, 도 10 에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자 (24) 는, 제 1 외부 접속 전극 (11a) 이 배터리 스택 (35) 측과 접속되고, 제 2 외부 접속 전극 (12a) 이 정극 단자 (30a) 측과 접속되며, 이로써 가용 도체 (13) 가 배터리 스택 (35) 의 충방전 경로 상에 직렬로 접속된다. 또, 보호 소자 (24) 는, 발열체 (25) 가 발열체 전극 및 제 3 외부 접속 전극 (27) 을 개재하여 전류 제어 소자 (37) 와 접속됨과 함께, 발열체 (25) 가 배터리 스택 (35) 의 개방단과 접속된다. 이로써, 발열체 (25) 는, 일단을 표면 전극 (22) 을 개재하여 가용 도체 (13) 및 배터리 스택 (35) 의 일방의 개방단과 접속하고, 타단을 제 3 외부 접속 전극 (27) 을 개재하여 전류 제어 소자 (37) 및 배터리 스택 (35) 의 타방의 개방단과 접속하며, 전류 제어 소자 (37) 에 의해 통전이 제어되는 발열체 (25) 로의 급전 경로가 형성된다.The protection element 24 to which the present invention applied to the battery pack 30 having the above-described configuration is applied has a circuit configuration as shown in Fig. That is, in the protection element 24, the first external connection electrode 11a is connected to the battery stack 35 side and the second external connection electrode 12a is connected to the positive electrode terminal 30a side, (13) are connected in series on the charge / discharge path of the battery stack (35). The protection element 24 is connected to the current control element 37 via the heating element electrode and the third external connection electrode 27 and the heating element 25 is connected to the current control element 37 via the heating element 25, And is connected to the open end. Thereby, the heat generating element 25 has one end connected to one end of the openable conductor 13 and the open end of the battery stack 35 via the surface electrode 22 and the other end connected via the third external connecting electrode 27 A feed path to the heating element 25 connected to the other open end of the current control element 37 and the battery stack 35 and to which current is controlled by the current control element 37 is formed.

[보호 소자의 동작][Operation of protective device]

배터리 팩 (30) 에 정격을 초과하는 과전류가 통전되면, 보호 소자 (24) 는, 가용 도체 (13) 가 자기 발열에 의해 용융되어, 배터리 팩 (30) 의 충방전 경로를 차단한다. 이 때, 보호 소자 (24) 는, 용융 도체 (13a) 가 모세관 현상에 의해 표면 전극 (22) 을 개재하여 흡인공 (20) 에 흡인되기 때문에, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (13) 의 단면적을 증대시켰을 경우에도, 차단시에 있어서의 용융 도체 (13a) 의 체적을 감소시켜, 아크 방전에 의한 용융 도체 (13a) 의 비산을 경감시킬 수 있다. 또, 보호 소자 (24) 는, 가용 도체 (13) 를 고융점 금속과 저융점 금속을 함유시켜 형성함으로써, 고융점 금속의 용단 전에 저융점 금속이 용융되어, 효율적으로 가용 도체 (13) 를 흡인공 (20) 에 흡인할 수 있다.When the overcurrent exceeding the rating is energized in the battery pack 30, the protection element 24 melts the usable conductor 13 by self heat generation and cuts off the charge / discharge path of the battery pack 30. [ At this time, in the protection element 24, since the molten conductor 13a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by the capillary phenomenon, in order to cope with the application of the large current, Even when the cross-sectional area is increased, the volume of the molten conductor 13a at the time of interruption can be reduced, and scattering of the molten conductor 13a due to arc discharge can be reduced. The protective element 24 is formed by containing the high-melting-point metal and the low-melting-point metal so that the low-melting-point metal is melted before the melting of the high-melting-point metal to efficiently attract the usable conductor 13 And can be sucked into the hole 20.

또, 검출 회로 (36) 가 배터리 셀 (31 ∼ 34) 중 어느 것의 이상 전압을 검출하면, 전류 제어 소자 (37) 에 차단 신호를 출력한다. 그러면, 전류 제어 소자 (37) 는, 발열체 (25) 에 통전하도록 전류를 제어한다. 보호 소자 (24) 는, 배터리 스택 (35) 으로부터, 제 1 전극 (11), 가용 도체 (13) 및 표면 전극 (22) 을 통해 발열체 (25) 에 전류가 흐르고, 이로써 발열체 (25) 가 발열을 개시한다. 보호 소자 (24) 는, 발열체 (25) 의 발열에 의해 가용 도체 (13) 가 용단되어, 배터리 스택 (35) 의 충방전 경로를 차단한다.When the detection circuit 36 detects an abnormal voltage of any one of the battery cells 31 to 34, it outputs a shutoff signal to the current control element 37. Then, the current control element 37 controls the current so as to energize the heating element 25. [ A current flows from the battery stack 35 to the heating element 25 through the first electrode 11, the usable conductor 13 and the front surface electrode 22 so that the heating element 25 generates heat . In the protection element 24, the usable conductor 13 is fused by the heat of the heating element 25, and the charge / discharge path of the battery stack 35 is cut off.

이 때, 보호 소자 (24) 는, 용융 도체 (13a) 가 모세관 현상에 의해 표면 전극 (22) 을 개재하여 흡인공 (20) 에 흡인되기 때문에, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (13) 의 단면적을 증대시켰을 경우에도, 확실하게 배터리 팩 (30) 의 충방전 경로를 차단할 수 있다. 또, 보호 소자 (24) 는, 가용 도체 (13) 를 고융점 금속과 저융점 금속을 함유시켜 형성함으로써, 용융된 저융점 금속에 의한 고융점 금속의 용식 작용을 이용하여 단시간에 용단할 수 있다.At this time, in the protection element 24, since the molten conductor 13a is attracted to the suction hole 20 via the surface electrode 22 by the capillary phenomenon, in order to cope with the application of the large current, The charge / discharge path of the battery pack 30 can be surely blocked even when the cross-sectional area is increased. The protective element 24 can be fused in a short time by utilizing the solubilization effect of the high melting point metal by the molten low melting point metal by forming the soluble conductor 13 by containing the high melting point metal and the low melting point metal .

또한, 보호 소자 (24) 는, 가용 도체 (13) 가 용단됨으로써, 발열체 (25) 로의 급전 경로도 차단되기 때문에, 발열체 (25) 의 발열이 정지된다.In addition, in the protection element 24, since the feeding path to the heating element 25 is also cut off by the melting of the usable conductor 13, the heating of the heating element 25 is stopped.

본 발명에 관련된 보호 소자 (24) 는, 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩에 사용하는 경우에 한정되지 않고, 전기 신호에 의한 전류 경로의 차단을 필요로 하는 여러 가지 용도에도 물론 응용 가능하다.The protection element 24 according to the present invention is not limited to the case where it is used for a battery pack of a lithium ion secondary battery, and can be applied to various applications requiring interruption of an electric current path by an electric signal.

[제 2 실시형태][Second Embodiment]

[보호 소자의 구성][Configuration of Protection Device]

이어서, 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 도 11(A) 및 도 11(B) 에 나타내는 바와 같이, 보호 소자 (50) 는, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 과, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이에 걸쳐 적층된 가용 도체 (53) 와, 가용 도체 (53) 에 접속되고, 가용 도체 (53) 의 용융 도체 (53a) 를 흡인하는 흡인 부재 (54) 를 구비한다. 흡인 부재 (54) 는, 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이에 배치 형성된 절연 기판 (55) 과, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에 형성되고, 가용 도체 (53) 의 일부와 접속된 표면 전극 (56) 과, 절연 기판 (55) 에 형성된 발열체 (57) 와, 절연 기판 (55) 의 두께 방향에 형성되고, 표면 전극 (56) 과 연속되는 관통공 (58) 을 구비한다. 보호 소자 (50) 는, 발열체 (57) 가 발열함으로써 가용 도체 (53) 를 용융시킨다. 이 때, 보호 소자 (50) 는, 흡인 부재 (54) 에 의해 가용 도체 (53) 가 용융된 용융 도체 (53a) 를 흡인하여, 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단시켜, 제 1 외부 전극 (51) 과 제 2 외부 전극 (52) 사이의 전류 경로를 차단한다.Next, a second embodiment will be described. 11A and 11B, the protection element 50 is provided between the first and second external electrodes 51 and 52 and between the first and second external electrodes 51 and 52 And a suction member 54 which is connected to the usable conductor 53 and sucks the molten conductor 53a of the usable conductor 53. [ The suction member 54 is formed of an insulating substrate 55 formed between the first and second external electrodes 51 and 52 and an insulating substrate 55 formed on the surface 55a of the insulating substrate 55, A heating element 57 formed on the insulating substrate 55 and a through hole 58 formed in the thickness direction of the insulating substrate 55 and continuous with the surface electrode 56 Respectively. In the protection element 50, the heating element 57 generates heat to melt the usable conductor 53. At this time, the protective element 50 sucks the molten conductor 53a in which the usable conductor 53 is molten by the sucking member 54 to reliably fuse the usable conductor 53 to the first external electrode 51) and the second external electrode (52).

제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 은, 보호 소자 (50) 를 외부 회로에 접속하는 접속 단자이고, 보호 소자 (50) 의 내부에서 가용 도체 (53) 를 개재하여 접속되어 있다. 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 은, 보호 소자 (50) 의 외측 케이싱에 지지됨으로써 보호 소자 (50) 의 내외에 걸쳐 배치 형성되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 은, 흡인 부재 (54) 의 절연 기판 (55) 상에 형성해도 되고, 혹은 절연 기판 (55) 과 인접 혹은 일체가 된 에폭시 수지 등으로 이루어지는 절연 소재에 형성하도록 해도 된다.The first and second external electrodes 51 and 52 are connection terminals for connecting the protection element 50 to an external circuit and are connected via the usable conductor 53 inside the protection element 50. [ The first and second external electrodes 51 and 52 are formed on the inside and the outside of the protection element 50 by being supported by the outer casing of the protection element 50. The first and second external electrodes 51 and 52 may be formed on the insulating substrate 55 of the suction member 54 or may be formed of an epoxy resin or the like adjacent to or integral with the insulating substrate 55 It may be formed on an insulating material.

가용 도체 (53) 는, 과전류 상태에 의해, 및 발열체 (57) 의 발열에 의해 용융되는 것이며, 따라서, 용단되는 도전성의 재료이면 되고, 예를 들어, SnAgCu 계의 Pb 프리 땜납 외에, BiPbSn 합금, BiPb 합금, BiSn 합금, SnPb 합금, PbIn 합금, ZnAl 합금, InSn 합금, PbAgSn 합금 등을 사용할 수 있다. 또한, 가용 도체 (53) 는, Ag 혹은 Cu 또는 Ag 혹은 Cu 를 주성분으로 하는 금속으로 이루어지는 고융점 금속과, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 저융점 금속의 적층체여도 되고, 또, 저융점 금속층과 고융점 금속층이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조로 하는 등, 이후에 설명하는 바와 같이, 여러 가지 구성에 의해 형성할 수 있다.The usable conductor 53 is melted by the overcurrent state and by the heat generated by the heating element 57 and can be a conductive material to be melted. For example, in addition to SnAgCu-based Pb-free solder, a BiPbSn alloy, BiPb alloy, BiSn alloy, SnPb alloy, PbIn alloy, ZnAl alloy, InSn alloy, PbAgSn alloy and the like can be used. The usable conductor 53 may be a laminate of a high melting point metal made of Ag or Cu or a metal mainly composed of Ag or Cu and a low melting point metal such as Pb free solder having Sn as a main component, A multilayer structure of four or more layers in which a melting point metal layer and a refractory metal layer are alternately stacked, or the like can be formed by various structures as will be described later.

절연 기판 (55) 은, 예를 들어, 알루미나, 유리 세라믹스, 멀라이트, 지르코니아 등의 절연성을 갖는 부재에 의해 형성된다. 그 밖에, 유리 에폭시 기판, 페놀 기판 등의 프린트 배선 기판에 사용되는 재료를 사용해도 되지만, 퓨즈 용단시의 온도에 유의할 필요가 있다.The insulating substrate 55 is formed of a member having an insulating property such as alumina, glass ceramics, mullite, or zirconia, for example. In addition, a material used for a printed wiring board such as a glass epoxy substrate or a phenol substrate may be used, but it is necessary to pay attention to the temperature at the time of fusing.

발열체 (57) 는, 비교적 저항값이 높고, 통전되면 발열하는 도전성을 갖는 부재로서, 예를 들어 W, Mo, Ru 등으로 이루어진다. 이들의 합금 혹은 조성물, 화합물의 분상체를 수지 바인더 등과 혼합하여, 페이스트상으로 한 것을 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 상에 스크린 인쇄 기술을 사용하여 패턴 형성하여, 소성하는 것 등에 의해서 형성한다. 발열체 (57) 는, 양단이 제 1, 제 2 발열체 전극 (59, 60) 과 접속되어 있다. 제 1, 제 2 발열체 전극 (59, 60) 은, 발열체 (57) 와 동일한 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 에 형성되어 있다. 제 1 발열체 전극 (59) 은, 후술하는 발열체 인출 전극 (63) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속되고, 제 2 발열체 전극 (60) 은, 제 3 외부 접속 전극 (61) (도 12, 도 13 참조) 과 접속되고, 이로써 발열체 (57) 를 발열시키기 위한 전원에 접속한다.The heating element 57 is made of, for example, W, Mo, Ru, or the like, having a relatively high resistance and having conductivity to generate heat when energized. A powder of the alloy or the composition thereof or the compound thereof is mixed with a resin binder or the like to form a paste, and a pattern is formed on the back surface 55b of the insulating substrate 55 by using a screen printing technique, do. The heating element 57 is connected at both ends to the first and second heating element electrodes 59 and 60. The first and second heating element electrodes 59 and 60 are formed on the back surface 55b of the insulating substrate 55 which is the same as the heating element 57. [ The first exothermic electrode 59 is connected to the usable conductor 53 via a heating element lead-out electrode 63 described later and the second exothermic electrode 60 is connected to the third external connection electrode 61 13), thereby connecting to a power source for generating heat of the heating element 57. [

발열체 (57) 는, 유리 등의 절연 부재 (62) 에 의해 덮이고, 이 절연 부재 (62) 를 개재하여 발열체 (57) 에 대향하도록 발열체 인출 전극 (63) 이 배치된다. 이 절연 부재 (62) 는, 발열체 (57) 가 내부에 일체적으로 적층된 적층 기판이어도 된다. 또, 발열체 (57) 는, 후술하는 이면 전극 (64) 의 양측에 형성하는 것 외에, 이면 전극 (64) 의 일방의 측에만, 또는 이면 전극 (64) 을 둘러싸도록 형성해도 된다.The heating element 57 is covered with an insulating member 62 such as glass and the heating element lead-out electrode 63 is disposed so as to face the heating element 57 with the insulating member 62 interposed therebetween. The insulating member 62 may be a laminated substrate in which a heat generating body 57 is integrally laminated inside. The heating element 57 may be formed on both sides of the back electrode 64 or on one side of the back electrode 64 or on the back electrode 64 as well as on both sides of the back electrode 64 described later.

절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에는 표면 전극 (56) 이 형성되어 있다. 표면 전극 (56) 은, 땜납 등의 접속 재료를 개재하여, 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이를 접속하는 가용 도체 (53) 와 접속되어 있다. 또, 표면 전극 (56) 은, 절연 기판 (55) 의 두께 방향에 형성된 관통공 (58) 과 연속되어 있다. 표면 전극 (56) 은, 가용 도체 (53) 가 발열체 (57) 의 발열에 의해 용융되면, 용융 도체 (53a) 가 응집되어, 모세관 현상에 의해 관통공 (58) 내에 흡인시킬 수 있다. 이로써, 보호 소자 (50) 는, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (53) 의 단면적을 증대시켰을 경우에도, 용융 도체 (53a) 가 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 상에 과잉으로 응집되지 않고, 확실하게 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이의 전류 경로를 차단할 수 있다.Surface electrodes 56 are formed on the surface 55a of the insulating substrate 55. The surface electrode 56 is connected to the usable conductor 53 connecting between the first and second external electrodes 51 and 52 via a connecting material such as solder. The surface electrode 56 is continuous with the through hole 58 formed in the thickness direction of the insulating substrate 55. The surface electrode 56 can be attracted to the through hole 58 by the capillary phenomenon when the solder conductor 53 is melted by the heat generated by the heat generating body 57 and the melted conductor 53a coagulates. Thus, even when the cross-sectional area of the usable conductor 53 is increased in order to cope with the application of a large current, the protective element 50 does not excessively flocculate the molten conductor 53a on the surface 55a of the insulating substrate 55 The current path between the first and second external electrodes 51 and 52 can be surely blocked.

도 11(A) 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (58) 은, 표면 전극 (56) 의 폭 방향에 중앙에 형성되어 있다. 또한, 관통공 (58) 은, 복수 형성해도 된다. 여기서는, 복수의 관통공 (58) 이 직선상으로 일렬로 늘어서서 형성되어 있다.As shown in Fig. 11 (A), the through-holes 58 are formed at the center in the width direction of the surface electrode 56. As shown in Fig. A plurality of through holes 58 may be formed. In this embodiment, a plurality of through holes 58 are formed in a straight line in a line.

관통공 (58) 의 내주면에는, 표면 전극 (56) 과 연속되는 도전층 (65) 이 형성되어 있다. 도전층 (65) 은, 예를 들어, 용융 도체 (53a) 가 젖어 퍼지는 금속 재료이고, 페이스트 처리, 도금 처리 등으로 형성된다. 이로써, 보호 소자 (50) 는, 표면 전극 (56) 에 응집된 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 내로 인입하기 쉬워져, 보다 많은 용융 도체 (53a) 를 흡인시킬 수 있다.On the inner peripheral surface of the through hole 58, a conductive layer 65 continuous with the surface electrode 56 is formed. The conductive layer 65 is, for example, a metal material in which the molten conductor 53a spreads wet, and is formed by a paste treatment, a plating treatment or the like. As a result, the protective element 50 can easily draw the molten conductor 53a agglomerated in the surface electrode 56 into the through hole 58, thereby attracting more molten conductor 53a.

또, 보호 소자 (50) 는, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 에 관통공 (58) 및 도전층 (65) 과 연속되는 이면 전극 (64) 이 형성되어 있다. 보호 소자 (50) 는, 이면 전극 (64) 을 형성함으로써, 도전층 (65) 을 따라 관통공 (58) 내에 흡인된 용융 도체 (53a) 가 이면 전극 (64) 에 응집되므로, 또한 보다 많은 용융 도체 (53a) 를 흡인시킬 수 있다.The protection element 50 is formed with a back electrode 64 continuous with the through hole 58 and the conductive layer 65 in the back surface 55b of the insulating substrate 55. [ The protective element 50 is formed by forming the back electrode 64 so that the molten conductor 53a sucked into the through hole 58 along the conductive layer 65 is agglomerated in the back electrode 64, The conductor 53a can be sucked.

또, 상기 서술한 바와 같이, 이면 전극 (64) 의 근방, 예를 들어 양측, 일방측 또는 주위에는, 상기 서술한 발열체 (57) 가 형성되어 있다. 이로써, 보호 소자 (50) 는, 발열체 (57) 의 열이 효율적으로 이면 전극 (64), 도전층 (65), 및 표면 전극 (56) 에 전달되어, 신속하게 가용 도체 (53) 를 가열, 용단시킬 수 있다.In addition, as described above, the above-described heating element 57 is formed in the vicinity of, for example, both sides, one side, or the periphery of the back-surface electrode 64. This allows the protection element 50 to efficiently heat the heating element 57 to the back electrode 64, the conductive layer 65 and the surface electrode 56 to quickly heat the usable conductor 53, It can be fused.

또, 보호 소자 (50) 는, 관통공 (58) 내의 일부 또는 전부에 가용 도체 (53) 와 동일 혹은 유사한 재료 또는 가용 도체 (53) 보다 융점이 낮은 예비 땜납 (66) 이 충전되어 있다. 예비 땜납 (66) 은, 발열체 (57) 가 발열했을 때, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측의 온도가 표면 (55a) 측의 온도보다 높아지고, 또한 도전층 (65) 이나 표면 전극 (56) 이나 이면 전극 (64) 이나 발열체 인출 전극 (63) 이 절연 기판 (55) 보다 먼저 온도가 높아짐으로써, 가용 도체 (53) 보다 먼저 용융되고, 이어서 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 에 끌어들일 수 있다. 이로써, 용융 도체 (53a) 는, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 으로부터 이면 (55b) 으로 이동하여, 자세에 관계없이, 제 1 외부 전극 (51) 과 제 2 외부 전극 (52) 사이의 전류 경로를 확실하게 차단할 수 있다.The protective element 50 is filled with a preliminary solder 66 having a melting point lower than that of the usable conductor 53 or a material which is the same or similar to that of the usable conductor 53 in part or all of the through hole 58. [ The temperature of the back surface 55b side of the insulating substrate 55 becomes higher than the temperature of the surface 55a side and the surface of the conductive layer 65 and the front surface electrode 56 and the back electrode 64 and the heating element lead-out electrode 63 become higher in temperature than the insulating substrate 55 so that they are melted before the usable conductor 53 and then the melted conductor 53a is passed through the through- . Thereby, the molten conductor 53a moves from the surface 55a of the insulating substrate 55 to the back surface 55b so that the distance between the first external electrode 51 and the second external electrode 52 The current path can be surely blocked.

절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 에 형성되는 발열체 인출 전극 (63) 은, 이면 (55b) 의 이면 전극 (64) 과 중첩하여 전기적으로 접속된다. 또, 발열체 인출 전극 (63) 은, 이면 전극 (64), 관통공 (58) 및 예비 땜납 (66), 표면 전극 (56) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속되고, 일단에 형성된 탭 (63a) 이 제 1 발열체 전극 (59) 에 접속되어 있다.The heating element lead-out electrode 63 formed on the back surface 55b of the insulating substrate 55 overlaps and is electrically connected to the back electrode 64 of the back surface 55b. The heating element lead-out electrode 63 is connected to the usable conductor 53 via the back electrode 64, the through hole 58, the preliminary solder 66 and the front surface electrode 56, 63a are connected to the first heating element electrode 59.

또한, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 의 표면 전극 (56) 의 외측에는, 이간되어 섬상 전극 (67a, 67b) 이 형성되어 있다. 섬상 전극 (67a, 67b) 은, 가용 도체 (53) 가 용단되었을 때, 젖음성에 의해, 용융 도체 (53a) 의 일부를 표면 전극 (56) 이나 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 과 이간시켜 유지한다.The outer surface of the surface electrode 56 on the surface 55a of the insulating substrate 55 is provided with the island-like electrodes 67a and 67b separated therefrom. The insulator electrodes 67a and 67b are formed in such a manner that a portion of the molten conductor 53a is connected to the surface electrode 56 and the first and second external electrodes 51 and 52 by the wettability when the usable conductor 53 is fused. Keep it separated.

이상과 같은 보호 소자 (50) 에서는, 발열체 (57) 를 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측에 형성함으로써, 발열체 (57) 가 발열했을 때, 이면 (55b) 측이 표면 (55a) 측보다 온도가 높아진다. 또한, 도전층 (65), 표면 전극 (56) 및 이면 전극 (64) 이나 발열체 인출 전극 (63) 은, 일반적으로 구리 패턴 등의 도전 재료이고 열전도성도 우수하다. 또, 이면 (55b) 의 이면 전극 (64) 은, 발열체 (57) 의 사이에 형성되고, 발열체 (57) 의 열이 효율적으로 전달되는 구성으로 되어 있다. 따라서, 보호 소자 (50) 는, 보다 많은 용융 도체 (53a) 를 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측에 흡인시킬 수 있고, 대전류에 대응하기 위해서 가용 도체 (53) 의 단면적을 증대시켜, 용단시의 용융 도체 (53a) 의 용융량이 많아졌을 경우에도, 가용 도체 (53) 를 안정적으로 용단할 수 있다.In the protective element 50 as described above, the heat generating body 57 is formed on the back surface 55b side of the insulating substrate 55, so that when the heat generating body 57 generates heat, the back surface 55b side faces the surface 55a side The temperature becomes higher. The conductive layer 65, the surface electrode 56 and the back electrode 64 and the heating element lead-out electrode 63 are generally conductive materials such as copper patterns and are excellent in heat conductivity. The rear surface electrode 64 of the back surface 55b is formed between the heating elements 57 so that the heat of the heating elements 57 is efficiently transmitted. The protective element 50 can attract more molten conductor 53a to the back surface 55b side of the insulating substrate 55 and increase the cross sectional area of the usable conductor 53 in order to cope with a large current, The soluble conductor 53 can be stably fused even when the melting amount of the melting conductor 53a at the time of melting increases.

또, 보호 소자 (50) 는, 관통공 (58) 내에 예비 땜납 (66) 을 충전함으로써, 도전층 (65) 이나 표면 전극 (56) 이나 이면 전극 (64) 이나 발열체 인출 전극 (63) 이 절연 기판 (55) 보다 먼저 온도가 높아짐으로써, 예비 땜납 (66) 이 가용 도체 (53) 보다 먼저 용융되어, 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 에 끌어들일 수 있다. 이로써, 용융 도체 (53a) 를 효율적으로 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 으로부터 이면 (55b) 으로 흡인하여, 자세에 관계없이, 제 1 외부 전극 (51) 과 제 2 외부 전극 (52) 사이의 전류 경로를 확실하게 차단할 수 있다. 또한, 흡인 부재 (54) 는, 예비 땜납 (66) 과 함께, 또는 예비 땜납 (66) 대신에, 플럭스를 관통공 (58) 내의 일부 또는 전부에 충전시켜도 된다. 플럭스를 충전시키는 것에 의해서도, 가용 도체 (53) 의 젖음성을 높여, 효율적으로 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 에 끌어들일 수 있다.The protection element 50 is formed by filling the through hole 58 with the preliminary solder 66 so that the conductive layer 65 and the surface electrode 56 and the back electrode 64 and the heating element lead- The temperature of the solder 66 is higher than the temperature of the substrate 55 so that the preliminary solder 66 is melted before the usable conductor 53 and the molten conductor 53a can be attracted to the through hole 58. [ As a result, the molten conductor 53a is efficiently sucked from the surface 55a of the insulating substrate 55 to the back surface 55b, so that the gap between the first external electrode 51 and the second external electrode 52 It is possible to reliably cut off the current path of the transistor. The suction member 54 may be filled with some or all of the through holes 58 in place of the preliminary solder 66 or in place of the preliminary solder 66. [ By filling the flux, the wettability of the usable conductor 53 can be increased, and the molten conductor 53a can be attracted to the through hole 58 efficiently.

[보호 소자의 사용 방법][How to use the protection device]

보호 소자 (50) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩 (30) 내의 회로에 사용된다. 보호 소자 (50) 는, 보호 소자 (10) 와 동일하게, 배터리 스택 (31) 과 충방전 제어 회로 (32) 사이의 충방전 전류 경로 상에 접속되고, 그 동작이 전류 제어 소자 (34) 에 의해 제어된다.The protection element 50 is used in a circuit in the battery pack 30 of the above-described lithium ion secondary battery, as shown in Fig. The protection element 50 is connected to the charge and discharge current path between the battery stack 31 and the charge and discharge control circuit 32 in the same manner as the protection element 10 and its operation is connected to the current control element 34 .

배터리 팩 (30) 에 있어서, 보호 소자 (50) 는, 도 13 에 나타내는 바와 같은 회로 구성을 갖는다. 즉, 보호 소자 (50) 는, 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이에 걸쳐 접속됨과 함께 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에 형성된 표면 전극 (56) 과 접속된 가용 도체 (53) 와, 표면 전극 (56) 을 개재하여 통전, 발열됨으로써 가용 도체 (53) 를 용융시키는 발열체 (57) 로 이루어지는 회로 구성이다. 발열체 (57) 는, 일단이 제 1 발열체 전극 (59), 발열체 인출 전극 (63), 이면 전극 (64) 및 도전층 (65) 을 개재하여 표면 전극 (56) 에 접속되고, 타방이 제 2 발열체 전극 (60) 을 개재하여 제 3 외부 접속 전극 (61) 에 접속된다. 보호 소자 (50) 에서는, 가용 도체 (53) 가 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이의 충방전 전류 경로 상에 직렬 접속되고, 발열체 (57) 가 표면 전극 (56) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속됨과 함께, 제 3 외부 접속 전극 (61) 을 개재하여 전류 제어 소자 (34) 와 접속된다.In the battery pack 30, the protection element 50 has a circuit configuration as shown in Fig. That is, the protective element 50 is connected to the surface electrode 56 formed on the surface 55a of the insulating substrate 55, and is connected to the first and second external electrodes 51 and 52, And a heating element 57 which melts the usable conductor 53 by energizing and generating heat via the surface electrode 56. [ The heating element 57 has one end connected to the surface electrode 56 via the first heating element electrode 59, the heating element lead-out electrode 63, the back electrode 64 and the conductive layer 65, Is connected to the third external connection electrode (61) via the heating element electrode (60). In the protective element 50, the usable conductor 53 is connected in series on the charging and discharging current path between the first and second external electrodes 51 and 52, and the heating element 57 is connected to the surface electrode 56 And is connected to the current control element 34 via the third external connection electrode 61. [

이와 같은 회로 구성으로 이루어지는 배터리 팩 (30) 은, 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 전류 제어 소자 (37) 가 보호 소자 (50) 를 동작시켜, 배터리 스택 (35) 의 충방전 전류 경로를 전류 제어 소자 (41, 42) 의 스위치 동작에 상관없이 차단하도록 제어한다. 구체적으로, 보호 소자 (50) 는, 발열체 (57) 가 발열하여, 도 14(A) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (53) 및 관통공 (58) 내의 예비 땜납 (66) 을 가열한다. 이 때, 절연 기판 (55) 은, 발열체 (57) 가 배치 형성된 이면 (55b) 측의 쪽이 표면 (55a) 측보다 온도가 높은 온도 구배가 된다. 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측의 이면 전극 (64) 이나 발열체 인출 전극 (63) 이나 관통공 (58) 의 도전층 (65) 이나 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 의 표면 전극 (56) 은, 세라믹 등의 절연 기판 (55) 보다 열전도성이 우수하다.When the voltage value of the battery cells 31 to 34 becomes a voltage exceeding a predetermined overdischarge or overcharge state, the current control element 37 is connected to the protection element 50 To control the charging / discharging current path of the battery stack 35 to shut off regardless of the switching operation of the current control devices 41 and 42. [ Specifically, the heating element 57 of the protection element 50 generates heat to heat the preliminary solder 66 in the usable conductor 53 and the through hole 58 as shown in Fig. 14 (A). At this time, the temperature of the insulating substrate 55 on the side of the back surface 55b on which the heat generating body 57 is arranged becomes higher than that on the surface 55a side. The conductive layer 65 of the back electrode 64 on the side of the back surface 55b of the insulating substrate 55 and the heating electrode lead-out electrode 63 and the through hole 58 and the surface electrode 55a of the surface 55a of the insulating substrate 55, (56) is superior in thermal conductivity to an insulating substrate (55) such as a ceramic.

따라서, 발열체 (57) 의 열은, 주로 발열체 (57) 의 사이에 형성된 이면 전극 (64), 발열체 (57) 상의 발열체 인출 전극 (63), 관통공 (58) 의 도전층 (65), 표면 (55a) 의 표면 전극 (56) 의 경로로 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에 전달되며, 경로에 있는 예비 땜납 (66) 과 가용 도체 (53) 를 용융시킨다. 물론, 가용 도체 (53) 는 효율은 떨어지지만, 절연 기판 (55) 의 세라믹 등의 절연층을 개재하여 전달되는 열에 의해서도 용융된다. 이로써, 도 14(B) 에 나타내는 바와 같이, 예비 땜납 (66) 은, 가용 도체 (53) 보다 먼저 용융 개시하고, 점차 표면 전극 (56), 도전층 (65), 이면 전극 (64), 발열체 인출 전극 (63) 의 젖음성에 의해, 절연 기판 (55) 의 이면 (11b) 으로 이동하고, 예비 땜납 (66) 에 뒤처져서 용융된 가용 도체 (53) 도, 젖음성에 의해 관통공 (58) 을 통해 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측으로 끌려가듯이 하여 이동한다. 또, 용융 도체 (53a) 의 일부는, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 의 섬상 전극 (67a, 67b) 에도 유지된다 (도 14(A) 중 화살표 참조). 이로써, 보호 소자 (50) 는, 제 1 및 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이의 전류 경로 상에 있는 가용 도체 (53) 를 확실하게 용단할 수 있다.Therefore, the heat of the heating body 57 is mainly generated by the back electrode 64 formed between the heating bodies 57, the heating element withdrawing electrode 63 on the heating body 57, the conductive layer 65 of the through hole 58, Is transferred to the surface 55a of the insulating substrate 55 by the path of the surface electrode 56 of the lead 55a to melt the preliminary solder 66 and the usable conductor 53 in the path. Of course, although the efficiency of the usable conductor 53 is lowered, it is melted by the heat transmitted through the insulating layer of the insulating substrate 55 or the like. 14 (B), the preliminary solder 66 starts to melt earlier than the usable conductor 53, and the surface electrode 56, the conductive layer 65, the back electrode 64, The wettability of the lead electrode 63 moves to the backside 11b of the insulating substrate 55 and the soluble conductor 53 which is behind the preliminary solder 66 and melted is also attracted to the through hole 58 To the back surface 55b side of the insulating substrate 55, as shown in Fig. A part of the molten conductor 53a is also held on the island-shaped electrodes 67a and 67b on the surface 55a of the insulating substrate 55 (see arrows in Fig. 14 (A)). Thereby, the protection element 50 can reliably fuse the usable conductor 53 on the current path between the first and second external electrodes 51 and 52.

본 발명의 보호 소자 (50) 는, 상기 서술한 바와 같이, 대량의 가용 도체 (53) (땜납) 를 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 으로부터 이면 (55b) 으로 유도함으로써, 가용 도체 (53) 를 용이하게 용단할 수 있다. 여기서는, 보호 소자 (50) 가 배치된 자세에 관계없이 안정적으로 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있는지를 확인하기 위해서, 도 15 및 도 16 에 나타내는 실험을 실시하였다. 여기서, 도 16 은, 도 15(A) - (E) 에 나타낸 본 발명의 보호 소자 (50) 의 각 자세와 용단 시간의 관계를 나타낸다. 또한, 여기서는, 보호 소자 (50) 를 15 W 로 동작시키고 있다.The protection element 50 of the present invention can prevent the availability of the usable conductor 53 (solder) by guiding a large amount of the usable conductor 53 (solder) from the surface 55a to the backside 55b of the insulating substrate 55, Can be easily fused. Here, in order to confirm whether or not the usable conductor 53 can be stably fused regardless of the attitude in which the protection element 50 is arranged, the experiments shown in Figs. 15 and 16 were carried out. Here, Fig. 16 shows the relationship between each posture and the firing time of the protective element 50 of the present invention shown in Figs. 15 (A) - (E). Here, the protection element 50 is operated at 15 W.

·도 15(A) 는, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측을 상향으로 하고, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측을 하향으로 하여 재치 (載置) 한 보호 소자 (50) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.15A shows a protective element 50 mounted on the surface 55a side of the insulating substrate 55 with the upper surface facing down and the back surface 55b side of the insulating substrate 55 facing downward. Fig.

·도 15(B) 는, 보호 소자 (50) 를 도 15(A) 의 자세로부터 90°도립 (倒立) 시켜 관통공 (58) 을 수평 방향을 향하게 함과 함께, 제 2 외부 전극 (52) 을 상향으로 하여 상하 방향으로 가용 도체 (53) 를 지지한 보호 소자 (50) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.15B shows a state in which the protection element 50 is inverted from the posture of FIG. 15A by 90 degrees so that the through hole 58 is directed in the horizontal direction, and the second external electrode 52, Fig. 5 is a side view showing a state after fusing of the protection element 50 in which the usable conductor 53 is supported in the up-and-down direction upward.

·도 15(C) 는, 다시 도 15(B) 의 자세로부터 90°회전하여, 관통공 (58) 을 상하 방향으로 병렬시킴과 함께, 가용 도체 (53) 를 수평 방향으로 지지한 보호 소자 (50) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.15 (C) again rotates 90 degrees from the posture of Fig. 15 (B) so that the through holes 58 are arranged in parallel in the vertical direction, and the protection element 50 after firing.

·도 15(D) 는, 도 15(A) 의 자세를 뒤를 향하게 한 상태이다. 즉, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측을 하향으로 하고, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측을 상향으로 하여 재치한 보호 소자 (50) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.Fig. 15 (D) shows a state in which the posture of Fig. 15 (A) faces backward. 5 is a plan view showing a state after fusing of the protection element 50 in which the surface 55a side of the insulating substrate 55 is faced down and the back surface 55b side of the insulating substrate 55 is faced upward.

·도 15(E) 는, 제 1 외부 전극 (51) 을 상향으로 도립시킨 자세로부터 절연 기판 (55) 을 면내 방향으로 45°회전하여, 관통공 (58) 이 경사지게 병렬됨과 함께, 가용 도체 (53) 를 경사지게 지지한 보호 소자 (50) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.15E shows a state in which the insulating substrate 55 is rotated in the in-plane direction by 45 degrees from the posture in which the first external electrode 51 is held upside, the through holes 58 are arranged in an inclined manner, 53 after the fuse is blown.

도 16 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 보호 소자 (50) 는, 어떤 자세여도, 용단 시간에 편차가 없고, 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 16, it can be confirmed that the protection element 50 of the present invention is capable of reliably fusing the usable conductor 53 without any variation in the fusing time, regardless of the posture.

도 17 은, 본 발명의 비교예가 되는 보호 소자 (100) 로, 응집 방식의 것을 나타낸다. 이 보호 소자 (100) 는 , 도 17(A) 및 (B) 에 나타내는 바와 같이, 절연 기판 (101) 과, 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 의 단에 형성된 제 1 및 제 2 외부 전극 (102, 103) 과, 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 에 형성된 발열체 (104) 와, 제 1 및 제 2 외부 전극 (102, 103) 에 걸쳐 적층되고, 발열체 (104) 를 횡단하며, 발열체 (104) 에 의한 가열에 의해, 제 1 외부 전극 (102) 과 제 2 외부 전극 (103) 사이의 전류 경로를 용단하는 가용 도체 (105) 를 구비한다. 발열체 (104) 는, 양단이 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 에 형성되고, 발열체 (104) 에 전류를 흘려 발열시키기 위해서 전원을 접속하는 제 1, 제 2 발열체 전극 (106, 107) 과 접속되어 있다.Fig. 17 is a protective element 100 as a comparative example of the present invention, showing a coagulation method. 17A and 17B, the protective element 100 includes an insulating substrate 101 and first and second external electrodes 101 and 102 formed on ends of the surface 101a of the insulating substrate 101, The first external electrode 102 and the second external electrode 103 are laminated over the first and second external electrodes 102 and 103 and the heating element 104 formed on the surface 101a of the insulating substrate 101, And a usable conductor 105 for heating the current path between the first external electrode 102 and the second external electrode 103 by heating by the heating element 104. [ The heating element 104 includes first and second heating element electrodes 106 and 107 which are connected to a power source so that both ends of the heating element 104 are formed on the surface 101a of the insulating substrate 101, Respectively.

제 1, 제 2 발열체 전극 (106, 107) 은, 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 에 형성되어 있다. 제 1 발열체 전극 (106) 은, 발열체 (104) 와 접속됨과 함께 발열체 인출 전극 (108) 의 탭 (108a) 이 접속되어 있다. 제 2 발열체 전극 (107) 은, 발열체 (104) 와 접속됨과 함께, 도시되지 않은 외부 접속 전극과 접속되어 있다.The first and second heating element electrodes 106 and 107 are formed on the surface 101a of the insulating substrate 101. [ The first heating element electrode 106 is connected to the heating element 104 and connected to the tab 108a of the heating element withdrawing electrode 108. [ The second heating element electrode 107 is connected to the heating element 104 and to an external connection electrode (not shown).

발열체 인출 전극 (108) 은, 일단이 가용 도체 (105) 와 접속되고, 타단이 발열체 인출 전극 (108) 의 탭 (108a) 에 의해 제 1 발열체 전극 (106) 에 접속되어 있다. 또, 발열체 (104) 의 외측에는, 발열체 (104) 와 이간되어 섬상 전극 (109a, 109b) 이 형성되어 있다. 섬상 전극 (109a, 109b) 은, 가용 도체 (105) 가 용단되었을 때, 젖음성에 의해, 가용 도체 (105) 가 용융된 용융 도체 (105a) 를 유지하여, 제 1 외부 전극 (102) 과 제 2 외부 전극 (103) 사이의 전류 경로를 용단한다. 즉, 이 보호 소자 (100) 는, 절연 기판 (101) 에 관통공이 형성되어 있지 않아, 용융 도체 (105a) 가 절연 기판 (101) 의 이면 (101b) 으로 이동할 일은 없다.One end of the heating element lead-out electrode 108 is connected to the usable conductor 105 and the other end thereof is connected to the first heating element electrode 106 by the tab 108a of the heating-element lead-out electrode 108. [ In addition, on the outside of the heating element 104, the island-shaped electrodes 109a and 109b are formed so as to be separated from the heating element 104. [ The insulator electrodes 109a and 109b hold the molten conductor 105a in which the soluble conductor 105 has melted by the wettability when the usable conductor 105 has been fused so that the first external electrode 102 and the second The current path between the external electrodes 103 is fused. That is, the protective element 100 does not have a through hole formed in the insulating substrate 101, and the molten conductor 105a does not move to the back surface 101b of the insulating substrate 101. [

이 보호 소자 (100) 도, 보호 소자 (50) 와 동일한 사용법을 하며, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 검출 회로 (36) 로부터 출력되는 검출 신호에 의해, 배터리 셀 (31 ∼ 34) 의 전압값이 소정의 과방전 또는 과충전 상태를 초과하는 전압이 되었을 때, 전류 제어 소자 (37) 는, 보호 소자 (100) 를 동작시켜, 배터리 스택 (35) 의 충방전 전류 경로를 전류 제어 소자 (41, 42) 의 스위치 동작에 상관없이 차단한다. 이로써, 발열체 (104) 는 발열하여, 도 17(C) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (105) 를 용단시키고, 용융 도체 (105a) 의 일부는 섬상 전극 (109a, 109b) 에 유지되어, 전류 경로를 차단한다.This protection element 100 is also used in the same way as the protection element 50. The protection element 50 is designed so that the voltage value of the battery cells 31 to 34 The current control element 37 operates the protection element 100 to switch the charge and discharge current path of the battery stack 35 to the current control elements 41 and 42 Regardless of the switch operation of the switch. As a result, the heating element 104 generates heat to melt the usable conductor 105 as shown in Fig. 17 (C), and a part of the molten conductor 105a is held in the island-shaped electrodes 109a and 109b, .

도 19 는, 참고예가 되는 보호 소자 (100) 의 자세와 용단 시간의 관계를 나타낸다. 또한, 여기서는, 보호 소자 (100) 를 15 W 로 동작시키고 있다. 또, 도 18(A) - (E) 의 각 자세는, 도 15(A) - (E) 의 각 자세와 대응하고 있다.19 shows the relationship between the posture of the protective element 100 and the fusing time, which is a reference example. Here, the protection element 100 is operated at 15 W. Each of the postures in Figs. 18A to 18E corresponds to the postures in Figs. 15A to 15E.

·도 18(A) 는, 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 측을 상향으로 하고, 절연 기판 (101) 의 이면 (101b) 측을 하향으로 하여 재치한 보호 소자 (100) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.18A shows a state after the firing of the protective element 100 placed on the side of the surface 101a of the insulating substrate 101 facing upward and with the back surface 101b side of the insulating substrate 101 facing downward Fig.

·도 18(B) 는, 보호 소자 (100) 를 도 18(A) 의 자세로부터 90°도립시켜, 제 1 외부 전극 (102) 을 상향으로 하여 상하 방향으로 가용 도체 (105) 를 지지한 보호 소자 (100) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.18B shows a state in which the protection element 100 is raised by 90 degrees from the posture of Fig. 18A to protect the usable conductor 105 in the up-and-down direction with the first external electrode 102 facing upward Fig. 8 is a side view showing the state after the element 100 is fused.

·도 18(C) 는, 다시 도 18(B) 의 자세로부터 90°회전하여, 가용 도체 (105) 를 수평 방향으로 지지한 보호 소자 (100) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.18C is a side view showing the state after the fuse of the protection element 100 in which the usable conductor 105 is supported in the horizontal direction by rotating 90 degrees from the posture of Fig. 18B again.

·도 18(D) 는, 도 18(A) 의 자세를 뒤를 향하게 한 상태이다. 즉, 절연 기판 (101) 의 표면 (101a) 측을 하향으로 하고, 절연 기판 (101) 의 이면 (101b) 측을 상향으로 하여 재치한 보호 소자 (100) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.Fig. 18 (D) shows a state in which the posture of Fig. 18 (A) faces backward. 11 is a plan view showing a state after fusing of the protection element 100 in which the surface 101a side of the insulating substrate 101 is downward and the rear surface 101b side of the insulating substrate 101 is placed upward.

·도 18(E) 는, 제 1 외부 전극 (102) 을 상향으로 도립시킨 자세로부터 절연 기판 (101) 을 면내 방향으로 45°회전하여, 가용 도체 (105) 를 경사지게 지지한 보호 소자 (100) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.18E shows the protective element 100 in which the insulating substrate 101 is rotated 45 degrees in the in-plane direction from the attitude in which the first external electrode 102 is held upside and the usable conductor 105 is supported in an inclined manner, Fig.

·도 19 는, 본 발명의 보호 소자 (100) 를 도 18(A) - (E) 와 같은 자세로 했을 때의 가용 도체 (105) 의 용단 시간을 나타낸다.19 shows the fusing time of the usable conductor 105 when the protective element 100 of the present invention is set to the same attitude as shown in Figs. 18 (A) - (E).

도 19 에 나타내는 바와 같이, 비교예의 보호 소자 (100) 는, 보호 소자 (100) 의 배선 자세에 따라 용단 시간에 편차가 큰 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 보호 소자 (50) 는, 참고예의 보호 소자 (100) 와 비교하여 자세에 관계없이 용단 시간의 편차를 작게 할 수 있고, 따라서, 자세에 관계없이, 대략 일정한 시간에 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있다.As shown in Fig. 19, it can be seen that the protective element 100 of the comparative example has a large deviation in the fusing time according to the wiring posture of the protection element 100. [ In other words, the protective element 50 of the present invention can reduce the deviation of the fusing time regardless of the attitude as compared with the protection element 100 of the reference example, and thus can be reliably used The conductor 53 can be fused.

또한, 도 20 에 나타내는 바와 같이, 관통공 (58) 은, 도 11(B) 에 나타내는 바와 같이, 직선상으로 일렬로 형성하는 경우 외에, 도 20(A) 에 나타내는 바와 같이, 2 열로 해도 되고, 그 이상 형성해도 된다. 또, 도 20(B) 에 나타내는 바와 같이, 복수의 관통공으로 구성하는 것이 아니라, 가늘고 긴 슬릿 (58a) 으로 구성하도록 해도 되고, 복수개여도 된다.20, the through holes 58 may be formed in two rows as shown in Fig. 20 (A), in addition to the case where they are formed in a line in a straight line as shown in Fig. 11 (B) , Or more. Further, as shown in Fig. 20 (B), the slit 58a may be formed as a slit 58a instead of a plurality of through holes.

[발열체][Heating element]

또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 발열체 (57) 를 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측에 형성한 흡인 부재 (70) 를 사용해도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 상기 서술한 보호 소자 (50) 와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 그 상세를 생략한다. 발열체 (57) 가 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측에 형성된 흡인 부재 (70) 를 사용한 보호 소자 (71) 는, 발열체 (57) 가 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에 형성됨과 함께, 절연 부재 (62) 에 의해 피복되어 있다.As shown in Fig. 21, the protection element to which the present invention is applied may be a suction member 70 in which a heating element 57 is formed on the surface 55a side of the insulating substrate 55. Fig. In the following description, the same members as those of the above-described protection element 50 are denoted by the same reference numerals, and the details thereof are omitted. The protection element 71 using the suction member 70 formed on the side of the surface 55a of the insulating substrate 55 has a structure in which the heating element 57 is formed on the surface 55a of the insulating substrate 55 And is covered with an insulating member 62.

발열체 (57) 는, 양단이 동일하게 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에 형성된 제 1, 제 2 발열체 전극 (59, 60) 과 접속되어 있다. 제 1 발열체 전극 (59) 은, 발열체 인출 전극 (63) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속되고, 이로써 발열체 (57) 가 가용 도체 (53) 와 접속된다. 또, 제 2 발열체 전극 (60) 은, 제 3 외부 접속 전극 (61) (도 12, 도 13 참조) 과 접속되고, 이로써 발열체 (57) 가 발열시키기 위한 전원에 접속된다.The heating element 57 is connected to the first and second heating element electrodes 59 and 60 formed on the surface 55a of the insulating substrate 55 at both ends thereof. The first heating element electrode 59 is connected to the usable conductor 53 through the heating element lead-out electrode 63 so that the heating element 57 is connected to the usable conductor 53. The second heating element electrode 60 is connected to the third external connection electrode 61 (see Figs. 12 and 13), and is thereby connected to the power source for generating the heating element 57.

발열체 (57) 는, 절연 부재 (62) 에 의해 덮이고, 이 절연 부재 (62) 를 개재하여 발열체 (57) 에 대향하도록 발열체 인출 전극 (63) 이 배치된다. 이 절연 부재 (62) 는, 발열체 (57) 가 내부에 일체적으로 적층된 적층 기판이어도 된다. 또, 발열체 (57) 는, 표면 전극 (56) 의 양측에 형성하는 것 외에, 표면 전극 (56) 의 일방의 측에만, 또는 표면 전극 (56) 을 둘러싸도록 형성해도 된다.The heating element 57 is covered by the insulating member 62 and the heating element lead-out electrode 63 is arranged so as to face the heating element 57 via the insulating member 62. The insulating member 62 may be a laminated substrate in which a heat generating body 57 is integrally laminated inside. The heating element 57 may be formed on both sides of the surface electrode 56 or on only one side of the surface electrode 56 or the surface electrode 56.

또, 발열체 인출 전극 (63) 은, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 에, 절연 부재 (62) 를 개재하여 발열체 (57) 와 중첩하여 형성되어 있다. 발열체 인출 전극 (63) 은, 표면 전극 (56) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속되고, 일단에 형성된 탭 (63a) 이 제 1 발열체 전극 (59) 에 접속되어 있다.The heating element lead-out electrode 63 is formed on the surface 55a of the insulating substrate 55 so as to overlap with the heating element 57 with the insulating member 62 interposed therebetween. The heating element lead-out electrode 63 is connected to the usable conductor 53 via the surface electrode 56 and the tab 63a formed at one end is connected to the first heating element electrode 59. [

또한, 보호 소자 (71) 는, 상기 서술한 보호 소자 (50) 와 동일하게 관통공 (58) 이 형성됨과 함께, 도전층 (65) 이나 이면 전극 (64) 을 형성하고, 관통공 (58) 내의 일부 또는 전부에는 예비 땜납 (66) 을 충전시켜도 된다. 또, 흡인 부재 (70) 는, 예비 땜납 (66) 과 함께, 또는 예비 땜납 (66) 대신에, 플럭스를 관통공 (58) 내의 일부 또는 전부에 충전시켜도 된다. 플럭스를 충전시키는 것에 의해서도, 가용 도체 (53) 의 젖음성을 높여, 효율적으로 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 에 끌어들일 수 있다.The protection element 71 is formed with the through hole 58 and the conductive layer 65 and the back electrode 64 in the same manner as the protection element 50 described above, The preliminary solder 66 may be filled in a part or the entirety of the substrate. The suction member 70 may be filled with some or all of the through holes 58 in place of the preliminary solder 66 or the preliminary solder 66. [ By filling the flux, the wettability of the usable conductor 53 can be increased, and the molten conductor 53a can be attracted to the through hole 58 efficiently.

보호 소자 (71) 는, 발열체 (57) 를 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측에 형성함으로써, 발열체 (57) 가 발열했을 때, 열을 효율적으로 가용 도체 (53) 에 전달할 수 있어, 신속하게 가용 도체 (53) 를 용단시킬 수 있다. 또, 보호 소자 (71) 는, 발열 초기에 있어서는, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측이 이면 (55b) 측보다 온도가 높은 온도 구배가 된다. 따라서, 보호 소자 (71) 는, 용융 도체 (53a) 가 고온의 표면 전극 (56) 상에 응집됨과 함께, 표면 전극 (56) 과 연속되는 도전층 (65) 을 개재하여 관통공 (58) 내에 신속하게 흡인시킬 수 있어, 단면적이 커 다량의 용융 도체 (53a) 가 용융된 경우에도, 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단시킬 수 있다.The protection element 71 can efficiently transmit heat to the usable conductor 53 when the heating element 57 generates heat by forming the heating element 57 on the surface 55a side of the insulating substrate 55, It is possible to quickly fuse the usable conductor 53. At the initial stage of generation of heat, the protection element 71 has a temperature gradient higher on the side of the surface 55a side of the insulating substrate 55 than on the side of the back side 55b. The protection element 71 is formed in such a manner that the molten conductor 53a is aggregated on the high-temperature surface electrode 56 and is held in the through-hole 58 via the conductive layer 65 continuous with the surface electrode 56 It is possible to suck the melted conductor 53 quickly. Even when a large amount of the molten conductor 53a having a large cross-sectional area is melted, the solder conductor 53 can be melted with reliability.

[실시예][Example]

본 발명의 보호 소자 (71) 는, 상기 서술한 바와 같이, 대량의 가용 도체 (53) 를 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 으로부터 이면 (55b) 으로 유도함으로써, 가용 도체 (53) 를 용이하게 용단할 수 있다. 여기서는, 보호 소자 (71) 가 배치된 자세에 관계없이 안정적으로 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있는지를 확인하기 위해서, 도 22 및 도 23 에 나타내는 실험을 실시하였다. 실험에 사용한 보호 소자 (71) 는, 절연 기판 (55) 으로서 두께 0.635 ㎜ 의 알루미나계 기판에, 0.85 φ 의 관통공 (58) 을 형성하고, 내측면에 Ni/Au 도금 처리를 실시하였다. 또, 가용 도체 (53) 로서, 두께 0.35 ㎜ 의 Sn-Ag-Cu 계 금속박에 두께 6 ㎛ 의 Ag 도금 처리를 실시한 것을 사용하였다.The protective element 71 of the present invention can easily transfer the usable conductor 53 from the surface 55a to the back surface 55b of the insulating substrate 55 by carrying a large amount of the usable conductor 53, You can fry it. Here, in order to confirm whether or not the usable conductor 53 can be stably fused regardless of the posture in which the protection element 71 is disposed, the experiments shown in Figs. 22 and 23 were carried out. The protective element 71 used in the experiment was formed with a through hole 58 of 0.85? On an alumina-based substrate having a thickness of 0.635 mm as an insulating substrate 55 and subjected to Ni / Au plating on its inner surface. As the usable conductor 53, a Sn-Ag-Cu-based metal foil having a thickness of 0.35 mm was subjected to Ag plating treatment with a thickness of 6 占 퐉.

이와 같은 보호 소자 (71) 를 31 W 로 동작시켰을 때의 도 22 에 나타내는 각 자세에 있어서의 가용 도체 (53) 의 용단 시간을 계측하였다. 여기서, 도 23 은, 도 22(A) - (E) 에 나타낸 본 발명의 보호 소자 (71) 의 각 자세와 용단 시간의 관계를 나타낸다. 또, 도 22(A) - (E) 의 각 자세는, 도 15(A) - (E) 의 각 자세와 대응하고 있다.The fusing time of the usable conductor 53 in each attitude shown in Fig. 22 when such a protection element 71 was operated at 31 W was measured. Here, Fig. 23 shows the relationship between each posture and the fusing time of the protection element 71 of the present invention shown in Figs. 22 (A) - (E). Each of the postures in Figs. 22A to 22E corresponds to the postures in Figs. 15A to 15E.

·도 22(A) 는, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측을 상향으로 하고, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측을 하향으로 하여 재치한 보호 소자 (71) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.22A shows a state after fusing of the protection element 71 placed with the front surface 55a side of the insulating substrate 55 facing upward and the rear surface 55b side of the insulating substrate 55 facing downward, Fig.

·도 22(B) 는, 보호 소자 (71) 를 도 22(A) 의 자세로부터 90°도립시켜 관통공 (58) 을 수평 방향을 향하게 함과 함께, 제 2 외부 전극 (52) 을 상향으로 하여 상하 방향으로 가용 도체 (53) 를 지지한 보호 소자 (71) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.22B shows a state in which the protection element 71 is inclined by 90 degrees from the posture of Fig. 22A so that the through hole 58 is directed horizontally and the second external electrode 52 is moved upward And a protective element 71 which supports the usable conductor 53 in the up-and-down direction.

·도 22(C) 는, 다시 도 22(B) 의 자세로부터 90°회전하여, 관통공 (58) 을 상하 방향으로 병렬시킴과 함께, 가용 도체 (53) 를 수평 방향으로 지지한 보호 소자 (71) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.22 (C) again rotates 90 degrees from the posture shown in Fig. 22 (B) so that the through holes 58 are arranged in parallel in the vertical direction, and the protection element 71 after fusing.

·도 22(D) 는, 도 22(A) 의 자세를 뒤를 향하게 한 상태이다. 즉, 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측을 하향으로 하고, 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측을 상향으로 하여 재치한 보호 소자 (71) 의 용단 후의 상태를 나타내는 평면도이다.22 (D) shows a state in which the posture of Fig. 22 (A) is directed backward. 5 is a plan view showing a state after fusing of the protection element 71 in which the surface 55a side of the insulating substrate 55 is faced down and the back surface 55b side of the insulating substrate 55 is faced upward.

·도 22(E) 는, 제 2 외부 전극 (52) 을 상향으로 도립시킨 자세로부터 절연 기판 (55) 을 면내 방향으로 45°회전하여, 관통공 (58) 이 경사지게 병렬됨과 함께, 가용 도체 (53) 를 경사지게 지지한 보호 소자 (71) 의 용단 후의 상태를 나타내는 측면도이다.22E shows a state in which the insulating substrate 55 is rotated in the in-plane direction by 45 degrees from the posture in which the second external electrode 52 is held upside, the through holes 58 are arranged in an inclined manner, 53 after the fuse has been fused.

도 23 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 보호 소자 (71) 는, 어떤 자세여도, 용단 시간에 편차가 없고, 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in Fig. 23, it can be seen that the protection element 71 of the present invention can reliably blow the usable conductor 53 without any variation in the fusing time, regardless of the posture.

또한, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 발열체 (57) 를 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 이나 이면 (55b) 에 형성하는 것 외에, 절연 기판 (55) 의 내부에 형성해도 된다. 이 경우, 발열체 (57) 는 절연 부재 (62) 로 피복할 필요는 없고, 또, 발열체 (57) 는 도전층 (65) 을 개재하여 표면 전극 (56) 또는 이면 전극 (64) 과 접속된다.The protection element to which the present invention is applied may be formed inside the insulating substrate 55 in addition to forming the heating element 57 on the surface 55a or the back surface 55b of the insulating substrate 55. [ The heating element 57 does not need to be covered with the insulating member 62 and the heating element 57 is connected to the surface electrode 56 or the back electrode 64 through the conductive layer 65. In this case,

[응집 부재][Agglomeration Member]

또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 흡인 부재 (54, 70) 에 더하여, 용융 도체 (53a) 를 응집하여, 가용 도체 (53) 의 용단을 보조하는 응집 부재 (75) 를 병용해도 된다. 도 24(A)(B) 는, 흡인 부재 (70) 및 응집 부재 (75) 를 병용한 보호 소자 (74) 의 단면도이다. 도 24(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 응집 부재 (75) 는, 제 2 절연 기판 (76) 과, 제 2 절연 기판 (76) 의 표면 (76a) 상에 형성된 발열체 (77) 와, 발열체 (77) 를 피복하는 절연 부재 (78) 와, 절연 부재 (78) 상에 적층되고, 용융 도체 (53a) 를 응집하는 집전극 (79) 을 구비한다.The protective element to which the present invention is applied may also use a coagulating member 75 that cools the molten conductor 53a and assists in melting the usable conductor 53 in addition to the attracting members 54 and 70. [ 24A and 24B are cross-sectional views of a protection element 74 in which a suction member 70 and a condensation member 75 are used in combination. 24A and 24B, the cohesive member 75 includes a second insulating substrate 76, a heating element 77 formed on the surface 76a of the second insulating substrate 76, An insulating member 78 covering the heating element 77 and a current collecting electrode 79 laminated on the insulating member 78 and coherent with the molten conductor 53a.

응집 부재 (75) 는, 제 2 절연 기판 (76), 발열체 (77) 및 절연 부재 (78) 로서, 보호 소자 (50) 의 절연 기판 (55), 발열체 (57) 및 절연 부재 (62) 와 동일한 부재를 사용할 수 있다. 또, 집전극 (79) 은, 예를 들어 Ag 나 Cu 등의 고융점 금속 페이스트를 인쇄, 소성하는 것 등에 의해서 형성할 수 있다.The aggregating member 75 is formed by stacking the insulating substrate 55, the heating element 57 and the insulating member 62 of the protection element 50 as the second insulating substrate 76, the heating element 77 and the insulating member 78 The same member can be used. The collector electrode 79 can be formed, for example, by printing and firing a high melting point metal paste such as Ag or Cu.

도 25 에 보호 소자 (74) 의 회로도를 나타낸다. 응집 부재 (75) 는, 발열체 (57) 와 동일하게, 발열체 (77) 가 도시되지 않은 발열체 전극을 개재하여 제 3 외부 접속 전극 (61) 과 전기적으로 접속되고, 외부 회로에 형성된 전류 제어 소자 (37) 등에 의해, 흡인 부재 (70) 의 발열체 (57) 와 연동하여 통전이 제어되고 있다. 또, 응집 부재 (75) 는, 발열체 (77) 가 도시되지 않은 발열체 전극을 개재하여 집전극 (79) 과 접속되고, 집전극 (79) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 전기적으로 접속되어 있다.Fig. 25 shows a circuit diagram of the protection element 74. Fig. The heating member 77 is electrically connected to the third external connection electrode 61 via a heating element electrode (not shown), and the current control element (not shown) formed in the external circuit 37, etc., the energization is controlled by interlocking with the exothermic body 57 of the suction member 70. The heating member 77 of the aggregating member 75 is connected to the collector electrode 79 through a heating element electrode not shown and is electrically connected to the usable conductor 53 via the collector electrode 79 .

응집 부재 (75) 는, 집전극 (79) 이 가용 도체 (53) 의 흡인 부재 (70) 가 형성된 면과 반대측의 면에 접속되어 있다. 따라서, 보호 소자 (74) 는, 흡인 부재 (70) 의 발열체 (57) 가 통전, 발열되면, 동시에 응집 부재 (75) 의 발열체 (77) 도 통전, 발열하여, 가용 도체 (53) 를 양측에서 가열함으로써, 신속하게 용융시킨다.The aggregating member 75 is connected to the surface of the usable conductor 53 on the side opposite to the surface on which the suction member 70 is formed. When the heating element 57 of the suction member 70 is energized and heated, the heating element 77 of the coagulation member 75 is also energized and generates heat so that the usable conductor 53 is allowed to flow from both sides By heating, it melts quickly.

이 때, 보호 소자 (74) 는, 흡인 부재 (70) 에 의해 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 내에 흡인함과 함께, 응집 부재 (75) 에 의해 용융 도체 (53a) 를 집전극 (79) 에 응집시킴으로써, 용융 도체 (53a) 를 흡인, 유지하는 허용량이 증대되어 있다. 따라서, 보호 소자 (74) 는, 단면적이 크고 고정격화된 가용 도체 (53) 를 사용하여, 다량의 용융 도체 (53a) 가 발생한 경우에도, 확실하게 용단시킬 수 있어, 정격의 향상을 도모하면서 용단 특성을 유지, 향상시킬 수 있다.At this time, the protective element 74 sucks the molten conductor 53a into the through hole 58 by the suction member 70, and the molten conductor 53a is discharged from the collecting member 75 to the collector electrode 79, the allowable amount for sucking and holding the molten conductor 53a is increased. Therefore, even when a large amount of the molten conductor 53a is generated, the protective element 74 can be surely fused by using the flexible conductor 53 having a large cross-sectional area and increased in tangent stiffness, The characteristics can be maintained and improved.

또, 보호 소자 (74) 는, 가용 도체 (53) 로서, 내층을 구성하는 저융점 금속을 고융점 금속으로 피복하는 피복 구조를 사용한 경우에도, 가용 도체 (53) 를 신속하게 용단시킬 수 있다. 즉, 고융점 금속으로 피복된 가용 도체 (53) 는, 발열체 (57, 77) 가 발열한 경우에도, 외층의 고융점 금속이 용융되는 온도까지 가열하는 데에 시간을 필요로 한다. 여기서, 보호 소자 (74) 는, 흡인 부재 (54) 및 응집 부재 (75) 를 구비하고, 동시에 발열체 (57, 77) 를 발열시킴으로써, 외층의 고융점 금속을 신속하게 용융 온도까지 가열할 수 있다. 따라서, 보호 소자 (74) 에 의하면, 외층을 구성하는 고융점 금속층의 두께를 두껍게 할 수 있어, 추가적인 고정격화를 도모하면서, 속용단 특성을 유지할 수 있다.In addition, the protective element 74 can quickly fuse the usable conductor 53 even when a covering structure in which the low melting point metal constituting the inner layer is covered with the high melting point metal is used as the usable conductor 53. That is, the permissible conductor 53 coated with the refractory metal requires time to heat the refractory bodies 57 and 77 to a temperature at which the refractory metal in the outer layer is melted. Here, the protective element 74 has the suction member 54 and the coagulation member 75, and at the same time, by heating the heating elements 57 and 77, the high melting point metal in the outer layer can be rapidly heated to the melting temperature . Therefore, according to the protection element 74, the thickness of the refractory metal layer constituting the outer layer can be increased, and the fast winding characteristics can be maintained while further increasing the fixing strength.

또, 보호 소자 (74) 는, 응집 부재 (75) 의 집전극 (79) 을 흡인 부재 (70) 의 관통공 (58) 과 대향시키는 것이 바람직하다. 이로써, 관통공 (58) 상에 보다 많은 용융 도체 (53a) 가 모여, 효율적으로 용융 도체 (53a) 를 관통공 (58) 내에 흡인시킬 수 있어, 신속하게 가용 도체 (53) 를 용단할 수 있다.It is preferable that the protection element 74 opposes the collector electrode 79 of the aggregating member 75 to the through hole 58 of the suction member 70. This allows more melted conductors 53a to gather on the through holes 58 to efficiently attract the molten conductor 53a into the through holes 58 and to rapidly melt the usable conductors 53 .

[복수의 흡인 부재][Multiple suction members]

또, 본 발명이 적용된 보호 소자는, 도 26(A)(B) 에 나타내는 바와 같이, 흡인 부재 (54, 70) 를 복수 구비하고, 가용 도체 (53) 의 표면 및 이면에 배치 형성해도 된다. 도 26 에 나타내는 보호 소자 (80) 는, 예를 들어 상기 서술한 흡인 부재 (54) 가, 가용 도체 (53) 의 표면 및 이면에 각각 배치 형성되어 있다. 도 27 은, 보호 소자 (80) 의 회로도이다. 가용 도체 (53) 의 표면 및 이면에 배치 형성된 각 흡인 부재 (54) 는, 각각 발열체 (57) 의 일단이 제 1 발열체 전극 (59) 및 발열체 인출 전극 (63) 을 개재하여 가용 도체 (53) 와 접속되고, 발열체 (57) 의 타단이 제 2 발열체 전극 (60) 및 제 3 외부 접속 전극 (61) 을 개재하여 발열체 (57) 를 발열시키기 위한 전원에 접속된다.26A and 26B, the protection element to which the present invention is applied may include a plurality of suction members 54 and 70 and may be disposed on the front surface and the back surface of the usable conductor 53. 26, for example, the above-described suction member 54 is disposed on the front surface and the back surface of the usable conductor 53, respectively. 27 is a circuit diagram of the protection element 80. Fig. Each sucking member 54 formed on the front and back surfaces of the usable conductor 53 is connected to one end of the heating element 57 via the usable conductor 53 via the first heating element electrode 59 and the heating element withdrawing electrode 63, And the other end of the heating element 57 is connected to a power source for heating the heating element 57 via the second heating element electrode 60 and the third external connection electrode 61. [

보호 소자 (80) 는, 가용 도체 (53) 를 용단할 때에는, 각 흡인 부재 (54, 54) 의 발열체 (57) 가 각각 발열함과 함께 용융 도체 (53) 를 각 관통공 (58) 내에 흡인시킨다. 따라서, 보호 소자 (80) 는, 대전류 용도에 대응하기 위해서 가용 도체 (13) 의 단면적을 증대시켜 용융 도체 (53a) 가 다량으로 발생한 경우에도, 복수의 흡인 부재 (54) 에 의해 흡인하여, 확실하게 가용 도체 (53) 를 용단시킬 수 있다. 또, 보호 소자 (80) 는, 복수의 흡인 부재 (54) 에 의해 용융 도체 (53a) 를 흡인함으로써, 보다 신속하게 가용 도체 (53) 를 용단시킬 수 있다.The heating element 57 of each of the suction members 54 and 54 emits heat and the molten conductor 53 is sucked into each of the through holes 58 when the usable conductor 53 is fused . Therefore, even if a large amount of the molten conductor 53a is generated by increasing the cross-sectional area of the usable conductor 13 in order to cope with the application of a large current, the protection element 80 is attracted by the plurality of the attracting members 54, The usable conductor 53 can be fused. The protection element 80 can blow the soluble conductor 53 more quickly by drawing the molten conductor 53a by the plurality of suction members 54. [

보호 소자 (80) 는, 가용 도체 (53) 로서, 내층을 구성하는 저융점 금속을 고융점 금속으로 피복하는 피복 구조를 사용한 경우에도, 가용 도체 (53) 를 신속하게 용단시킬 수 있다. 즉, 고융점 금속으로 피복된 가용 도체 (53) 는, 발열체 (57) 가 발열한 경우에도, 외층의 고융점 금속이 용융되는 온도까지 가열하는 데에 시간을 필요로 한다. 여기서, 보호 소자 (80) 는, 복수의 흡인 부재 (54) 를 구비하고, 동시에 각 발열체 (57) 를 발열시킴으로써, 외층의 고융점 금속을 신속하게 용융 온도까지 가열할 수 있다. 따라서, 보호 소자 (80) 에 의하면, 외층을 구성하는 고융점 금속층의 두께를 두껍게 할 수 있어, 추가적인 고정격화를 도모하면서, 속용단 특성을 유지할 수 있다.The protective element 80 can quickly fuse the usable conductor 53 even when a covering structure in which the low melting point metal constituting the inner layer is covered with the high melting point metal is used as the usable conductor 53. [ That is, the permissible conductor 53 coated with the refractory metal requires time to heat the refractory 57 to a temperature at which the refractory metal in the outer layer is melted, even when the heating element 57 generates heat. Here, the protection element 80 includes a plurality of suction members 54, and at the same time, the heating elements 57 are heated, whereby the high-melting-point metal in the outer layer can be rapidly heated to the melting temperature. Therefore, according to the protection element 80, the thickness of the refractory metal layer constituting the outer layer can be increased, and the fast winding characteristics can be maintained while further increasing the fixing strength.

또, 보호 소자 (80) 는, 도 26 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 흡인 부재 (54, 54) 가 대향하여 가용 도체 (53) 에 접속되는 것이 바람직하다. 이로써, 보호 소자 (80) 는, 1 쌍의 흡인 부재 (54, 54) 로, 가용 도체 (53) 의 동일 지점을 양면측으로부터 동시에 가열함과 함께 용융 도체 (53a) 를 흡인할 수 있어, 보다 신속하게 가용 도체 (53) 를 가열, 용단할 수 있다.26, it is preferable that the pair of suction members 54, 54 are connected to the usable conductor 53 so as to be opposed to each other. As a result, the protection element 80 can simultaneously heat the same point of the usable conductor 53 from both sides of the movable conductor 53 with the pair of suction members 54, 54 and suck the molten conductor 53a, The usable conductor 53 can be quickly heated and fused.

또한, 보호 소자 (80) 는, 흡인 부재로서 발열체 (57) 가 절연 기판 (55) 의 이면 (55b) 측에 형성된 상기 흡인 부재 (54) 를 사용하는 것 외에, 발열체 (57) 가 절연 기판 (55) 의 표면 (55a) 측에 형성된 흡인 부재 (70) 를 복수 사용해도 되고, 혹은 양흡인 부재 (54, 70) 를 병용해도 된다.The protective element 80 may be formed in such a manner that the heating member 57 as the suction member uses the suction member 54 formed on the back surface 55b side of the insulating substrate 55, A plurality of suction members 70 formed on the surface 55a side of the suction members 55 may be used or both suction members 54 and 70 may be used in combination.

[가용 도체의 구성][Composition of available conductor]

상기 서술한 바와 같이, 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속과 고융점 금속을 함유해도 된다. 저융점 금속으로는, Sn 을 주성분으로 하는 Pb 프리 땜납 등의 땜납을 사용하는 것이 바람직하고, 고융점 금속으로는, Ag, Cu 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 28(A) 에 나타내는 바와 같이, 내층으로서 고융점 금속층 (90) 이 형성되고, 외층으로서 저융점 금속층 (91) 이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우, 가용 도체 (13, 53) 는, 고융점 금속층 (90) 의 전체면이 저융점 금속층 (91) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다. 고융점 금속층 (90) 이나 저융점 금속층 (91) 에 의한 피복 구조는, 도금 등의 공지된 성막 기술을 사용하여 형성할 수 있다.As described above, the usable conductors 13 and 53 may contain a low melting point metal and a high melting point metal. As the low-melting-point metal, it is preferable to use a solder such as Pb-free solder containing Sn as a main component, and as the high-melting-point metal, Ag, Cu or an alloy mainly composed of them is preferably used. At this time, as shown in Fig. 28 (A), the usable conductors 13 and 53 may be made of an usable conductor in which a refractory metal layer 90 is formed as an inner layer and a refractory metal layer 91 is formed as an outer layer . In this case, the usable conductors 13 and 53 may have a structure in which the entire surface of the refractory metal layer 90 is covered with the refractory metal layer 91, It may be. The covering structure of the refractory metal layer 90 or the low melting point metal layer 91 can be formed by a known film forming technique such as plating.

또, 도 28(B) 에 나타내는 바와 같이, 가용 도체 (13, 53) 는, 내층으로서 저융점 금속층 (91) 이 형성되고, 외층으로서 고융점 금속층 (90) 이 형성된 가용 도체를 사용해도 된다. 이 경우에도, 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 의 전체면이 고융점 금속층 (90) 에 의해 피복된 구조로 해도 되고, 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조여도 된다.As shown in Fig. 28 (B), the usable conductors 13 and 53 may use an available conductor in which a low melting point metal layer 91 is formed as an inner layer and a refractory metal layer 90 is formed as an outer layer. In this case also, the usable conductors 13 and 53 may have a structure in which the entire surface of the low melting point metal layer 91 is covered with the high melting point metal layer 90, Structure.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 고융점 금속층 (90) 과 저융점 금속층 (91) 이 적층된 적층 구조로 해도 된다.29, the usable conductors 13 and 53 may have a laminated structure in which a refractory metal layer 90 and a refractory metal layer 91 are laminated.

이 경우, 가용 도체 (13) 는, 도 29(A) 에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 이나 표면 전극 (22), 혹은 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 이나 표면 전극 (56) 에 접속되는 하층과, 하층 상에 적층되는 상층으로 이루어지는 2 층 구조로서 형성되고, 하층이 되는 고융점 금속층 (90) 의 상면에 상층이 되는 저융점 금속층 (91) 을 적층해도 되고, 반대로 하층이 되는 저융점 금속층 (91) 의 상면에 상층이 되는 고융점 금속층 (90) 을 적층해도 된다. 혹은, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 29(B) 에 나타내는 바와 같이, 내층과 내층의 상하면에 적층되는 외층으로 이루어지는 3 층 구조로서 형성해도 되고, 내층이 되는 고융점 금속층 (90) 의 상하면에 외층이 되는 저융점 금속층 (91) 을 적층해도 되고, 반대로 내층이 되는 저융점 금속층 (91) 의 상하면에 외층이 되는 고융점 금속층 (90) 을 적층해도 된다.In this case, as shown in Fig. 29 (A), the usable conductor 13 is formed so that the first and second electrodes 11 and 12, the surface electrode 22, and the first and second external electrodes 51 and 52 Melting metal layer 91 which is an upper layer formed on the upper surface of the refractory metal layer 90 which is formed as a two-layer structure including a lower layer connected to the surface electrode 56 and an upper layer laminated on the lower layer, The high melting point metal layer 90 serving as the upper layer may be laminated on the upper surface of the low melting point metal layer 91 which is the lower layer. Alternatively, the usable conductors 13 and 53 may be formed as a three-layer structure composed of an outer layer laminated on the upper and lower surfaces of the inner layer and the inner layer as shown in Fig. 29 (B) A low melting point metal layer 91 serving as an outer layer may be laminated on the upper and lower surfaces of the low melting point metal layer 91 serving as an inner layer and a high melting point metal layer 90 serving as an outer layer.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 30 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 (13, 53) 는, 최외층을 구성하는 금속층에 의해, 전체면 또는 서로 대향하는 1 쌍의 측면을 제외하고 피복된 구조로 해도 된다.As shown in Fig. 30, the usable conductors 13 and 53 may have a multilayer structure of four or more layers in which the refractory metal layer 90 and the refractory metal layer 91 are alternately laminated. In this case, the usable conductors 13 and 53 may be covered with a metal layer constituting the outermost layer except for the entire surface or a pair of side surfaces opposed to each other.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (91) 의 표면에 고융점 금속층 (90) 을 스트라이프상으로 부분적으로 적층시켜도 된다. 도 31 은, 가용 도체 (13, 53) 의 평면도이다.The fusible conductors 13 and 53 may be partially laminated with a refractory metal layer 90 in the form of a stripe on the surface of the low melting point metal layer 91 constituting the inner layer. 31 is a plan view of the usable conductors 13 and 53. Fig.

도 31(A) 에 나타내는 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 의 표면에, 폭 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (90) 이 길이 방향에 복수 형성됨으로써, 길이 방향을 따라 선상의 개구부 (92) 가 형성되고, 이 개구부 (92) 로부터 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 이 개구부 (92) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속층 (90) 의 침식 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 usable conductors 13 and 53 shown in Fig. 31 (A) are formed by forming a plurality of line-shaped refractory metal layers 90 in the longitudinal direction on the surface of the low melting point metal layer 91 at predetermined intervals in the width direction, And a low-melting-point metal layer 91 is exposed from the opening 92. In this case, The available conductors 13 and 53 are formed such that the contact area between the melted low melting point metal and the high melting point metal is increased by exposing the low melting point metal layer 91 from the opening 92 to increase the erosion action of the high melting point metal layer 90 So that the solubility can be improved. The opening 92 can be formed, for example, by subjecting the low melting point metal layer 91 to partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 90. [

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 31(B) 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (91) 의 표면에, 길이 방향으로 소정 간격으로, 선상의 고융점 금속층 (90) 을 폭 방향에 복수 형성함으로써, 폭 방향을 따라 선상의 개구부 (92) 를 형성해도 된다.As shown in Fig. 31 (B), the conductor layers 13 and 53 are formed on the surface of the low-melting-point metal layer 91 in such a manner that a line-shaped high-melting-point metal layer 90 extends in the width direction A plurality of line-shaped openings 92 may be formed along the width direction.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 32 에 나타내는 바와 같이, 저융점 금속층 (91) 의 표면에 고융점 금속층 (90) 을 형성함과 함께, 고융점 금속층 (90) 의 전체면에 걸쳐 원형의 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.32, the fusible conductors 13 and 53 are formed by forming a refractory metal layer 90 on the surface of the refractory metal layer 91 and covering the entire surface of the refractory metal layer 90 A circular opening 93 may be formed and the low melting point metal layer 91 may be exposed from the opening 93. [ The opening 93 can be formed by, for example, applying a partial plating of a metal constituting the high melting point metal layer 90 to the low melting point metal layer 91. [

가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 이 개구부 (93) 로부터 노출됨으로써, 용융된 저융점 금속과 고융점 금속의 접촉 면적이 증가하여, 고융점 금속의 침식 작용을 보다 촉진시켜 용단성을 향상시킬 수 있다.The available conductors 13 and 53 are formed by exposing the low melting point metal layer 91 from the opening 93 so that the contact area between the molten low melting metal and the high melting point metal is increased to further promote the erosion action of the high melting metal It is possible to improve the solubility.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 33 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 성막하고, 개구부 (94) 내에 충전해도 된다. 이로써, 가용 도체 (13, 53) 는, 용융되는 저융점 금속이 고융점 금속에 접하는 면적이 증대되므로, 보다 단시간에 저융점 금속이 고융점 금속을 용식시킬 수 있게 된다.33, a plurality of openings 94 are formed in the refractory metal layer 90 serving as an inner layer and the refractory metal layer 90 is plated with a plating technique or the like The low melting point metal layer 91 may be formed and filled in the opening 94. As a result, in the usable conductors 13 and 53, the area of the melting low-melting metal contacting the high-melting-point metal is increased, so that the low-melting-point metal can be melted in a shorter period of time.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 의 체적을 고융점 금속층 (90) 의 체적보다 많게 형성하는 것이 바람직하다. 가용 도체 (13, 53) 는, 발열체 (25, 57) 의 발열에 의해 가열되고, 저융점 금속이 용융됨으로써 고융점 금속을 용식시켜, 이로써 신속하게 용융, 용단할 수 있다. 따라서, 가용 도체 (13, 53) 는, 저융점 금속층 (91) 의 체적을 고융점 금속층 (90) 의 체적보다 많게 형성함으로써, 이 용식 작용을 촉진시켜, 신속하게 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이, 혹은 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이를 차단할 수 있다.It is preferable that the usable conductors 13 and 53 have a volume of the low melting point metal layer 91 larger than that of the high melting point metal layer 90. The usable conductors 13 and 53 are heated by the heat generated by the heating elements 25 and 57 and the low melting point metal is melted to allow the high melting point metal to be melted so that it can be quickly melted and fused. Therefore, the soluble conductors 13 and 53 are formed so that the volume of the low melting point metal layer 91 is larger than the volume of the high melting point metal layer 90, , 12, or between the first and second external electrodes 51, 52.

또, 가용 도체 (13, 53) 는, 도 34 에 나타내는 바와 같이, 대략 사각형판상으로 형성되고, 외층을 구성하는 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부 (96) 보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측가장자리부 (97) 와, 내층을 구성하는 저융점 금속이 노출되어 제 1 측가장자리부 (97) 보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측가장자리부 (98) 를 가져도 된다.As shown in Fig. 34, the usable conductors 13 and 53 are formed in a substantially rectangular plate shape, and are covered with a refractory metal constituting the outer layer, A first side edge portion 97 and a pair of second side edge portions 98 opposed to each other which are formed to be thinner than the first side edge portion 97 by exposing the low melting point metal constituting the inner layer do.

제 1 측가장자리부 (97) 는, 측면이 고융점 금속층 (90) 에 의해 피복됨과 함께, 이에 의해 가용 도체 (13, 53) 의 주면부 (96) 보다 두껍게 형성되어 있다. 제 2 측가장자리부 (98) 는, 측면에, 외주를 고융점 금속층 (90) 에 의해 둘러싸인 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 제 2 측가장자리부 (98) 는, 제 1 측가장자리부 (97) 와 인접하는 양단부를 제외하고 주면부 (96) 와 동일한 두께로 형성되어 있다.The first side edge portion 97 is covered by the refractory metal layer 90 on the side surface and is formed thicker than the main surface portion 96 of the usable conductors 13 and 53 by the side surface. On the side surface of the second side edge portion 98, a low melting point metal layer 91 surrounded by the high melting point metal layer 90 is exposed. The second side edge portion 98 is formed to have the same thickness as that of the main side surface portion 96 except for both end portions adjacent to the first side edge portion 97.

보호 소자 (1) 에 있어서는, 가용 도체 (13) 는, 제 1 측가장자리부 (97) 가 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 의 폭 방향을 따라 탑재되고, 제 2 측가장자리부 (98) 가 통전 방향의 양측단이 되는 방향으로, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이에 걸쳐 접속되어 있다. 동일하게, 보호 소자 (50) 에 있어서는, 가용 도체 (53) 는, 제 1 측가장자리부 (97) 가 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 의 폭 방향을 따라 탑재되고, 제 2 측가장자리부 (98) 가 통전 방향의 양측단이 되는 방향으로, 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이에 걸쳐 접속되어 있다.In the protective element 1, the usable conductor 13 has the first side edge portion 97 mounted along the width direction of the first and second electrodes 11 and 12, and the second side edge portion 98 Are connected across the first and second electrodes 11 and 12 in the direction in which they are at both side ends in the energizing direction. Likewise, in the protection element 50, the usable conductor 53 is formed such that the first side edge portion 97 is mounted along the width direction of the first and second external electrodes 51 and 52, And the edge portions 98 are connected between the first and second external electrodes 51 and 52 in the direction of both side ends in the energizing direction.

이로써, 보호 소자 (1, 50) 는, 가용 도체 (13, 53) 가 신속하게 용단되어, 외부 회로의 전류 경로를 차단시킬 수 있다.Thereby, the protective elements 1 and 50 can quickly blow out the usable conductors 13 and 53, thereby blocking the current path of the external circuit.

즉, 제 2 측가장자리부 (98) 는, 제 1 측가장자리부 (97) 보다 상대적으로 얇게 형성되어 있다. 또, 제 2 측가장자리부 (98) 의 측면은, 내층을 구성하는 저융점 금속층 (91) 이 노출되어 있다. 이로써, 제 2 측가장자리부 (98) 는, 저융점 금속층 (91) 에 의한 고융점 금속층 (90) 의 용식 작용이 작용하고, 또한 용식되는 고융점 금속층 (90) 의 두께도 제 1 측가장자리부 (97) 에 비해 얇게 형성되어 있음으로써, 고융점 금속층 (90) 에 의해 두껍게 형성되어 있는 제 1 측가장자리부 (97) 에 비해, 적은 열에너지로 신속하게 용융시킬 수 있다. 이에 대해, 제 1 측가장자리부 (97) 는, 고융점 금속층 (90) 에 의해 두껍게 피복되어, 제 2 측가장자리부 (98) 에 비해 용단될 때까지 많은 열에너지를 필요로 한다.That is, the second side edge portion 98 is formed to be relatively thinner than the first side edge portion 97. The side surface of the second side edge portion 98 is exposed with the low melting point metal layer 91 constituting the inner layer. As a result, the second side edge portion 98 is formed in such a manner that the solubility of the refractory metal layer 90 by the low melting point metal layer 91 acts and the thickness of the refractory metal layer 90, The first side edge portion 97 formed by the high melting point metal layer 90 can be quickly melted with a small amount of thermal energy because the second side edge portion 97 is formed thinner than the first side edge portion 97 formed by the high melting point metal layer 90. [ On the other hand, the first side edge portion 97 is thickly covered by the refractory metal layer 90 and requires a large amount of heat energy until it is fused as compared with the second side edge portion 98. [

따라서, 보호 소자 (1, 50) 는, 발열체 (25, 57) 가 발열함으로써, 즉시 제 2 측가장자리부 (98) 가 걸쳐져 있는 제 1 전극 (11) 과 제 2 전극 (12) 사이, 혹은 제 1 외부 전극 (51) 과 제 2 외부 전극 (52) 사이가 용단된다. 이로써, 보호 소자 (1, 50) 는, 제 1, 제 2 전극 (11, 12) 사이, 혹은 제 1, 제 2 외부 전극 (51, 52) 사이의 충방전 경로가 차단됨과 함께, 발열체 (25, 57) 로의 급전 경로가 차단되어, 발열체 (25, 57) 의 발열이 정지된다.Therefore, the protective elements 1 and 50 are arranged between the first electrode 11 and the second electrode 12 immediately adjacent to the second side edge portion 98 due to the heat generated by the heating elements 25 and 57, 1 between the external electrode 51 and the second external electrode 52 is fused. Thus, the protective elements 1 and 50 are electrically connected to the first and second electrodes 11 and 12 or between the first and second external electrodes 51 and 52 while blocking the charge and discharge paths between the first and second electrodes 11 and 12, , 57 are cut off, and the heat generation of the heat generating elements 25, 57 is stopped.

이와 같은 구성을 갖는 가용 도체 (13, 53) 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 연속해서 고융점 금속 도금을 실시할 수 있는 전해 도금법이 작업 효율상, 제조 비용상, 유리해진다.The usable conductors 13 and 53 having such a configuration are manufactured by coating a low melting point metal foil such as a solder foil constituting the low melting point metal layer 91 with a metal such as Ag constituting the high melting point metal layer 90 . As a method of coating a low-melting-point metal foil with a high-melting-point metal, an electrolytic plating method capable of continuously carrying out high-melting-point metal plating on a long-melting-point low melting point metal foil is advantageous in terms of work efficiency and manufacturing cost.

전해 도금에 의해 고융점 금속 도금을 실시하면, 장척상의 저융점 금속박의 에지 부분, 즉, 측가장자리부에 있어서 전계 강도가 상대적으로 강해져, 고융점 금속층 (90) 이 두껍게 도금된다 (도 34 참조). 이로써, 측가장자리부가 고융점 금속층에 의해 두껍게 형성된 장척상의 도체 리본 (95) 이 형성된다. 이어서, 이 도체 리본 (95) 을 길이 방향과 직교하는 폭 방향 (도 34 중 C-C' 방향) 으로, 소정 길이로 절단함으로써, 가용 도체 (13, 53) 가 제조된다. 이로써, 가용 도체 (13, 53) 는, 도체 리본 (95) 의 측가장자리부가 제 1 측가장자리부 (97) 가 되고, 도체 리본 (95) 의 절단면이 제 2 측가장자리부 (98) 가 된다. 또, 제 1 측가장자리부 (97) 는, 고융점 금속에 의해 피복되고, 제 2 측가장자리부 (98) 는, 단면 (도체 리본 (95) 의 절단면) 에 상하 1 쌍의 고융점 금속층 (90) 과 고융점 금속층 (90) 에 의해 둘러싸인 저융점 금속층 (91) 이 외방에 노출되어 있다.When the high-melting-point metal plating is performed by electrolytic plating, the electric field intensity becomes relatively strong at the edge portion, that is, the side edge portion of the elongated-phase low melting point metal foil, and the refractory metal layer 90 is thickly plated (see FIG. 34) . Thereby, a longitudinally elongated conductive ribbon 95 is formed in which the side edge portion is thickened by the refractory metal layer. Subsequently, the conductor ribbon 95 is cut into a predetermined length in a width direction perpendicular to the longitudinal direction (direction C-C 'in FIG. 34) to produce the usable conductors 13 and 53. The side edges of the conductor ribbons 95 serve as the first side edge portions 97 and the cut surfaces of the conductor ribbons 95 serve as the second side edge portions 98. [ The first side edge portion 97 is covered with a refractory metal and the second side edge portion 98 is covered with a pair of upper and lower refractory metal layers 90 And the refractory metal layer 90 surrounded by the refractory metal layer 90 are exposed to the outside.

1 보호 소자,
10 제 1 절연 기판,
10a 표면,
10b 이면,
11 제 1 전극,
11a 제 1 외부 접속 전극,
11b 도전층,
12 제 2 전극,
12a 제 2 외부 접속 전극,
12b 도전층,
13 가용 도체,
13a 용융 도체,
14 플럭스,
15 커버 부재,
20 흡인공,
21 도전층,
22 표면 전극,
23 이면 전극,
24 보호 소자,
25 발열체,
26 절연층,
27 제 3 외부 접속 전극,
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, 42 전류 제어 소자,
43 제어부,
50 보호 소자,
51 제 1 외부 전극,
52 제 2 외부 전극,
53 가용 도체,
53a 용융 도체,
54 흡인 부재,
55 절연 부재,
55a 표면,
55b 이면,
56 표면 전극,
57 발열체,
58 관통공,
59 제 1 발열체 전극,
60 제 2 발열체 전극,
61 제 3 외부 접속 전극,
62 절연 부재,
63 발열체 인출 전극,
63a 탭,
64 이면 전극,
65 도전층,
66 예비 땜납,
67 섬상 전극,
70 흡인 부재,
71 보호 소자,
74 보호 소자,
75 응집 부재,
76 제 2 절연 기판,
77 발열체,
78 절연 부재,
79 집전극,
80 보호 소자,
90 고융점 금속층,
91 저융점 금속층,
95 도체 리본,
97 제 1 측가장자리부,
98 제 2 측가장자리부
1 Protection element,
10 First insulating substrate,
10a surface,
10b,
11 first electrode,
11a First external connection electrode,
11b conductive layer,
12 second electrode,
12a second external connection electrode,
12b conductive layer,
13 Available conductors,
13a molten conductor,
14 flux,
15 cover member,
20 suction ball,
21 conductive layer,
22 surface electrode,
23 back electrode,
24 Protection element,
25 heating element,
26 insulating layer,
27 third external connection electrode,
30 Battery pack,
30a positive terminal,
30b negative terminal,
31 ~ 34 Battery cell,
35 Battery Stack,
36 detection circuit,
37 Current control device,
40 charge / discharge control circuit,
41, 42 Current control device,
43 control unit,
50 Protection element,
51 a first outer electrode,
52 second outer electrode,
53 available conductors,
53a molten conductor,
54 suction member,
55 Insulation member,
55a surface,
55b,
56 surface electrode,
57 heating element,
58 through hole,
59 First heating element electrode,
60 second heating element electrode,
61 third external connection electrode,
62 Insulation member,
63 heating element extraction electrode,
63a tab,
64 is an electrode,
65 conductive layer,
66 pre-solder,
67 Thyristor Electrode,
70 suction member,
71 Protection element,
74 Protection element,
75 agglomerated member,
76 second insulating substrate,
77 Heating element,
78 insulating member,
79 collector electrode,
80 protection device,
90 refractory metal layer,
91 Low melting point metal layer,
95 conductor ribbon,
97 first side edge portion,
98 second side edge portion

Claims (53)

제 1 절연 기판과,
상기 제 1 절연 기판의 표면에 탑재된 가용 도체를 갖고,
상기 제 1 절연 기판의 표면에는, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인공이 개구되어 있는, 보호 소자.
A first insulating substrate;
And an available conductor mounted on a surface of the first insulating substrate,
And a suction hole for sucking the melted solder is opened on the surface of the first insulating substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 흡인공은, 내면에 도전층이 형성됨과 함께, 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성된 관통공 또는 비관통공인, 보호 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the suction hole is a through hole or a non-through hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate, the conductive layer being formed on the inner surface thereof.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판의 표면에는, 상기 도전층과 접속된 표면 전극이 형성되어 있는, 보호 소자.
3. The method of claim 2,
And a surface electrode connected to the conductive layer is formed on a surface of the first insulating substrate.
제 3 항에 있어서,
상기 흡인공은 관통공이고,
상기 제 1 절연 기판의 이면에는, 상기 도전층과 접속된 이면 전극이 형성되어 있는, 보호 소자.
The method of claim 3,
The suction hole is a through hole,
And a back electrode connected to the conductive layer is formed on a back surface of the first insulating substrate.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡인공이 하나 또는 복수 형성되어 있는, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And one or a plurality of the suction holes are formed.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판은, 상기 가용 도체와 접속된 제 1, 제 2 전극이 형성되고,
상기 제 1, 제 2 전극은, 상기 제 1 절연 기판의 이면에 형성된 외부 접속 전극과 접속되어 있는, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the first insulating substrate has first and second electrodes connected to the usable conductor,
Wherein the first and second electrodes are connected to an external connection electrode formed on a back surface of the first insulating substrate.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판에, 상기 가용 도체를 용융시키는 발열체가 형성되어 있는, 보호 소자.
The method according to claim 6,
Wherein a heating element for melting the usable conductor is formed on the first insulating substrate.
제 7 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 절연 부재를 개재하여 상기 가용 도체와 중첩되어 있는, 보호 소자.
8. The method of claim 7,
Wherein said heating element is formed on a surface of said first insulating substrate and overlaps with said usable conductor via an insulating member.
제 7 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 이면에 형성되고, 상기 가용 도체와 중첩되어 있는, 보호 소자.
8. The method of claim 7,
Wherein the heating element is formed on a back surface of the first insulating substrate and overlaps with the usable conductor.
제 7 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 내부에 형성되어 있는, 보호 소자.
8. The method of claim 7,
Wherein the heating element is formed inside the first insulating substrate.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판에, 상기 가용 도체를 용융시키는 발열체가 형성되고,
상기 발열체는, 상기 표면 전극을 개재하여 상기 가용 도체와 접속되어 있는, 보호 소자.
The method according to claim 3 or 4,
A heating element for melting the usable conductor is formed on the first insulating substrate,
Wherein the heating element is connected to the usable conductor via the surface electrode.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판은, 상기 가용 도체와 접속된 제 1, 제 2 전극이 형성되고,
상기 제 1, 제 2 전극은, 상기 제 1 절연 기판의 이면에 형성된 외부 접속 전극과 접속되어 있는, 보호 소자.
12. The method of claim 11,
Wherein the first insulating substrate has first and second electrodes connected to the usable conductor,
Wherein the first and second electrodes are connected to an external connection electrode formed on a back surface of the first insulating substrate.
제 12 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 절연 부재를 개재하여 상기 가용 도체와 중첩되어 있는, 보호 소자.
13. The method of claim 12,
Wherein said heating element is formed on a surface of said first insulating substrate and overlaps with said usable conductor via an insulating member.
제 12 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 이면에 형성되고, 상기 가용 도체와 중첩되어 있는, 보호 소자.
13. The method of claim 12,
Wherein the heating element is formed on a back surface of the first insulating substrate and overlaps with the usable conductor.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가용 도체의 표면에 플럭스가 도포되어 있는, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a flux is applied to a surface of the usable conductor.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도전층은, 구리, 은, 금, 철, 니켈, 팔라듐, 납, 주석 중 어느 것, 또는 어느 것을 주성분으로 하는, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
Wherein the conductive layer comprises any one of copper, silver, gold, iron, nickel, palladium, lead, and tin as main components.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가용 도체는 땜납인, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the usable conductor is solder.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가용 도체는 저융점 금속과 고융점 금속을 함유하는, 보호 소자.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the usable conductor contains a low melting point metal and a high melting point metal.
제 18 항에 있어서,
상기 저융점 금속은 땜납이고,
상기 고융점 금속은, 은, 구리, 또는 은 혹은 구리를 주성분으로 하는 합금인, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the low melting point metal is solder,
Wherein the refractory metal is an alloy mainly composed of silver, copper, or silver or copper.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 내층이 상기 고융점 금속이고, 외층이 상기 저융점 금속의 피복 구조인, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the permissible conductor is an inner layer of the refractory metal and the outer layer is a coating structure of the refractory metal.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 내층이 상기 저융점 금속이고, 외층이 상기 고융점 금속의 피복 구조인, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the usable conductor has a structure in which the inner layer is the low melting point metal and the outer layer is the coating structure of the high melting point metal.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 적층된 적층 구조인, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the usable conductor is a laminated structure in which the low melting point metal and the high melting point metal are laminated.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 상기 저융점 금속과 상기 고융점 금속이 교대로 적층된 4 층 이상의 다층 구조인, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the permissible conductor is a multilayer structure of four or more layers in which the low melting point metal and the high melting point metal are alternately laminated.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속의 표면에 형성된 상기 고융점 금속에 개구부가 형성되어 있는, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the usable conductor has an opening formed in the refractory metal formed on the surface of the low melting point metal constituting the inner layer.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 복수의 개구부를 갖는 고융점 금속층과, 상기 고융점 금속층 상에 형성된 저융점 금속층을 갖고, 상기 개구부에 상기 저융점 금속이 충전되어 있는, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the usable conductor has a refractory metal layer having a plurality of openings and a refractory metal layer formed on the refractory metal layer and the opening is filled with the refractory metal.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 외층을 구성하는 상기 고융점 금속에 의해 피복되어 주면부보다 두껍게 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 1 측가장자리부와, 내층을 구성하는 상기 저융점 금속이 노출되어 상기 제 1 측가장자리부보다 얇은 두께로 형성된 서로 대향하는 1 쌍의 제 2 측가장자리부를 갖고,
상기 제 1 측가장자리부가 상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성된 상기 제 1, 제 2 전극을 따라 탑재되고, 상기 제 2 측가장자리부가 제 1, 제 2 전극 사이에 걸쳐 접속되어 있는, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
Wherein the fusible conductor comprises a pair of first side edge portions which are covered with the refractory metal constituting the outer layer and which are formed so as to be thicker than the main surface portion and a second side edge portion which is formed by exposing the low- And a pair of second side edge portions opposed to each other formed to have a thickness thinner than the edge portion,
Wherein the first side edge portion is mounted along the first and second electrodes formed on the surface of the first insulating substrate, and the second side edge portion is connected across the first and second electrodes.
제 18 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 상기 저융점 금속의 체적이 상기 고융점 금속의 체적보다 많은, 보호 소자.
19. The method of claim 18,
And the usable conductor has a volume of the low melting point metal larger than a volume of the high melting point metal.
1 개 이상의 배터리 셀과,
상기 배터리 셀의 충방전 경로 상에 접속되고, 그 충방전 경로를 차단하는 보호 소자를 구비하고,
상기 보호 소자는,
제 1 절연 기판과,
상기 제 1 절연 기판의 표면에 탑재되고, 상기 충방전 경로가 되는 가용 도체를 갖고,
상기 제 1 절연 기판의 표면에는, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인공이 개구되어 있는, 배터리 팩.
At least one battery cell,
And a protection element connected to the charge / discharge path of the battery cell and blocking the charge / discharge path,
The protection device includes:
A first insulating substrate;
And an available conductor mounted on a surface of the first insulating substrate and serving as the charging / discharging path,
And a suction hole for sucking the melted solder is opened on the surface of the first insulating substrate.
제 1, 제 2 외부 전극과,
상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 걸쳐 접속된 가용 도체와,
상기 가용 도체에 접속되고, 용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인 부재를 갖고,
상기 흡인 부재는,
상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 배치 형성된 제 1 절연 기판과,
상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 상기 가용 도체의 일부와 접속된 표면 전극과,
상기 제 1 절연 기판에 형성된 발열체와,
상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 상기 표면 전극과 연속되는 관통공을 구비하고,
상기 가용 도체가 용융됨으로써 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 차단하는, 보호 소자.
First and second external electrodes,
An available conductor connected between the first and second external electrodes,
A suction member connected to the usable conductor and sucking the fused solder,
The suction member
A first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes,
A surface electrode formed on a surface of the first insulating substrate and connected to a part of the usable conductor;
A heating element formed on the first insulating substrate,
And a through hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the surface electrode,
And shields a current path between the first external electrode and the second external electrode by melting the usable conductor.
제 29 항에 있어서,
상기 관통공은, 내주면에 상기 표면 전극과 연속되는 도전층이 형성되어 있는, 보호 소자.
30. The method of claim 29,
Wherein the through hole has a conductive layer continuous with the surface electrode on an inner peripheral surface thereof.
제 30 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판의 이면에 형성된 이면 전극을 구비하고,
상기 관통공은, 상기 표면 전극과 상기 이면 전극 사이에 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 상기 도전층이 상기 표면 전극 및 상기 이면 전극과 연속되어 있는, 보호 소자.
31. The method of claim 30,
And a back electrode formed on a back surface of the first insulating substrate,
Wherein the through hole is formed in the thickness direction of the first insulating substrate between the surface electrode and the back electrode, and the conductive layer is continuous with the surface electrode and the back electrode.
제 31 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 표면측에 형성되고, 상기 표면 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
32. The method of claim 31,
Wherein the heating element is formed on a surface side of the first insulating substrate and is electrically connected to the surface electrode.
제 31 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 이면측에 형성되고, 상기 이면 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
32. The method of claim 31,
Wherein the heating element is formed on a back surface side of the first insulating substrate and is electrically connected to the back electrode.
제 31 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 제 1 절연 기판의 내부에 형성되고, 상기 표면 전극 또는 이면 전극과 전기적으로 접속되어 있는, 보호 소자.
32. The method of claim 31,
Wherein the heating element is formed inside the first insulating substrate and is electrically connected to the surface electrode or the back electrode.
제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관통공 내의 일부 또는 전부에는 예비 땜납 및/또는 플럭스가 충전되어 있는, 보호 소자.
35. The method according to any one of claims 29 to 34,
And the pre-solder and / or flux is filled in part or the whole of the through-hole.
제 32 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판은, 상기 발열체가 발열했을 때, 상기 발열체가 형성된 표면측 또는 이면측의 일방이 타방보다 온도가 높은 온도 구배가 되는, 보호 소자.
35. The method according to any one of claims 32 to 34,
Wherein one of the front surface side and the back surface side of the first insulating substrate has a temperature gradient higher than the other temperature when the heating element generates heat.
제 35 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판은, 상기 발열체가 발열했을 때, 상기 발열체가 형성된 표면측 또는 이면측의 일방이 타방보다 온도가 높은 온도 구배가 되는, 보호 소자.
36. The method of claim 35,
Wherein one of the front surface side and the back surface side of the first insulating substrate has a temperature gradient higher than the other temperature when the heating element generates heat.
제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 관통공의 양측에 배치되어 있는, 보호 소자.
35. The method according to any one of claims 29 to 34,
Wherein the heating element is disposed on both sides of the through hole.
제 38 항에 있어서,
복수의 상기 관통공이 형성되고,
상기 발열체는, 상기 복수의 관통공의 양측에 배치되어 있는, 보호 소자.
39. The method of claim 38,
A plurality of through holes are formed,
Wherein the heating element is disposed on both sides of the plurality of through holes.
제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 2 절연 기판과,
상기 제 2 절연 기판에 형성되고, 상기 가용 도체를 용융시키는 발열체와,
상기 가용 도체와 접속되고, 상기 가용 도체가 용융된 용융 도체를 응집시키는 집전극을 갖는 응집 부재를 구비하는, 보호 소자.
35. The method according to any one of claims 29 to 34,
A second insulating substrate,
A heating element which is formed on the second insulating substrate and melts the usable conductor,
And a flocculating member connected to the usable conductor and having a collector electrode for flocculating the molten conductor in which the usable conductor melts.
제 40 항에 있어서,
상기 응집 부재는, 상기 집전극이 상기 가용 도체의 상기 흡인 부재가 접속된 면과 반대측의 면에 접속되어 있는, 보호 소자.
41. The method of claim 40,
Wherein the aggregating member is connected to a surface of the usable conductor opposite to the surface to which the suction member is connected.
제 41 항에 있어서,
상기 응집 부재는, 상기 집전극이 상기 흡인 부재의 상기 관통공과 대향되어 있는, 보호 소자.
42. The method of claim 41,
And the aggregating member has the collector electrode facing the through-hole of the suction member.
제 29 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가용 도체에는, 복수의 상기 흡인 부재가 접속되어 있는, 보호 소자.
35. The method according to any one of claims 29 to 34,
And a plurality of said suction members are connected to said usable conductor.
제 43 항에 있어서,
상기 가용 도체에는, 2 개의 상기 흡인 부재가 대향하여 접속되어 있는, 보호 소자.
44. The method of claim 43,
And two of said suction members are opposed to each other and connected to said usable conductor.
제 40 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 내층이 저융점 금속이고, 외층이 고융점 금속의 피복 구조인, 보호 소자.
41. The method of claim 40,
Wherein the permissible conductor is a structure in which the inner layer is a low melting point metal and the outer layer is a coating structure of a high melting point metal.
제 43 항에 있어서,
상기 가용 도체는, 내층이 저융점 금속이고, 외층이 고융점 금속의 피복 구조인, 보호 소자.
44. The method of claim 43,
Wherein the permissible conductor is a structure in which the inner layer is a low melting point metal and the outer layer is a coating structure of a high melting point metal.
1 개 이상의 배터리 셀과,
상기 배터리 셀의 충방전 경로 상에 접속되고, 그 충방전 경로를 차단하는 보호 소자와,
상기 배터리 셀의 전압값을 검출하여 상기 보호 소자로의 통전을 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고,
상기 보호 소자는,
제 1, 제 2 외부 전극과,
상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 걸쳐 접속된 가용 도체와,
용융된 상기 가용 도체를 흡인하는 흡인 부재를 갖고,
상기 흡인 부재는,
상기 제 1, 제 2 외부 전극 사이에 배치 형성된 제 1 절연 기판과,
상기 제 1 절연 기판의 표면에 형성되고, 상기 가용 도체의 일부와 접속된 표면 전극과,
상기 제 1 절연 기판에 형성된 발열체와,
상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 상기 표면 전극과 연속되는 관통공을 구비하고,
상기 가용 도체가 용융됨으로써 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 차단하는, 배터리 팩.
At least one battery cell,
A protection element connected to the charge / discharge path of the battery cell,
And a current control element for detecting a voltage value of the battery cell and controlling energization to the protection element,
The protection device includes:
First and second external electrodes,
An available conductor connected between the first and second external electrodes,
And a suction member for sucking the melted solder,
The suction member
A first insulating substrate disposed between the first and second external electrodes,
A surface electrode formed on a surface of the first insulating substrate and connected to a part of the usable conductor;
A heating element formed on the first insulating substrate,
And a through hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate and continuous with the surface electrode,
And shields a current path between the first external electrode and the second external electrode by melting the usable conductor.
제 1 절연 기판과,
제 1 및 제 2 외부 전극과,
상기 제 1 절연 기판의 일방의 면측에 있는, 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이에 형성된 중간 전극과,
상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성된 발열체와,
상기 제 1 절연 기판의 일방의 면에, 상기 중간 전극과 접속됨과 함께 상기 제 1 및 제 2 외부 전극에 걸쳐 접속되고, 상기 발열체에 의한 가열에 의해, 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 가용 도체와,
상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성되고, 상기 발열체의 일방의 단자에 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과,
상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 내측면에 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극과 연속되는 도전층이 형성된 관통공을 구비하는, 보호 소자.
A first insulating substrate;
First and second external electrodes,
An intermediate electrode formed between the first external electrode and the second external electrode on one surface side of the first insulating substrate,
A heating element formed on the other surface side of the first insulating substrate,
Wherein the first external electrode and the second external electrode are connected to the intermediate electrode on one surface of the first insulating substrate and connected to the first and second external electrodes, An available conductor for fusing a current path between the first and second electrodes,
A heating-element lead-out electrode formed on the other surface side of the first insulating substrate and electrically connected to one terminal of the heating-element,
And a through hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate between the intermediate electrode and the heating element withdrawing electrode and having a conductive layer continuous with the intermediate electrode and the heating element withdrawing electrode formed on the inner side thereof.
제 48 항에 있어서,
추가로, 당해 보호 소자는, 상기 관통공 내에 충전된 예비 땜납을 구비하는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
49. The method of claim 48,
Further, the protection element includes a pre-solder filled in the through-hole.
제 48 항에 있어서,
상기 제 1 절연 기판은, 상기 발열체가 발열했을 때, 상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측의 쪽이 일방의 면측보다 온도가 높은 온도 구배가 되는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
49. The method of claim 48,
Wherein the first insulating substrate has a temperature gradient higher than that of one surface of the first insulating substrate when the heat generating element generates heat.
제 48 항에 있어서,
상기 발열체는, 상기 관통공의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
49. The method of claim 48,
Wherein the heat generating element is formed on both sides of the through hole.
제 51 항에 있어서,
상기 관통공은 복수이고,
상기 발열체는, 상기 복수의 관통공의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 보호 소자.
52. The method of claim 51,
Wherein the through holes are plural,
Wherein the heat generating element is disposed on both sides of the plurality of through holes.
1 개 이상의 배터리 셀과,
상기 배터리 셀에 흐르는 전류를 차단하도록 접속된 보호 소자와,
상기 배터리 셀 각각의 전압값을 검출하여 상기 보호 소자를 가열하는 전류를 제어하는 전류 제어 소자를 구비하고,
상기 보호 소자는,
제 1 절연 기판과,
제 1 및 제 2 외부 전극과,
상기 제 1 절연 기판의 일방의 면측에 있는, 상기 제 1 외부 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이에 형성된 중간 전극과,
상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성된 발열체와,
상기 제 1 절연 기판의 일방의 면에, 상기 중간 전극과 접속됨과 함께 상기 제 1 및 제 2 외부 전극에 걸쳐 접속되고, 상기 발열체에 의한 가열에 의해, 그 제 1 외부 전극과 그 제 2 외부 전극 사이의 전류 경로를 용단하는 가용 도체와,
상기 제 1 절연 기판의 타방의 면측에 형성되고, 상기 발열체의 일방의 단자에 전기적으로 접속된 발열체 인출 전극과,
상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극 사이에 상기 제 1 절연 기판의 두께 방향에 형성되고, 내측면에 상기 중간 전극과 상기 발열체 인출 전극과 연속되는 도전층이 형성된 관통공을 갖는, 배터리 팩.
At least one battery cell,
A protection element connected to cut off a current flowing in the battery cell,
And a current control element for detecting a voltage value of each of the battery cells and controlling a current for heating the protection element,
The protection device includes:
A first insulating substrate;
First and second external electrodes,
An intermediate electrode formed between the first external electrode and the second external electrode on one surface side of the first insulating substrate,
A heating element formed on the other surface side of the first insulating substrate,
Wherein the first external electrode and the second external electrode are connected to the intermediate electrode on one surface of the first insulating substrate and connected to the first and second external electrodes, An available conductor for fusing a current path between the first and second electrodes,
A heating-element lead-out electrode formed on the other surface side of the first insulating substrate and electrically connected to one terminal of the heating-element,
And a through hole formed in the thickness direction of the first insulating substrate between the intermediate electrode and the heating element withdrawing electrode and having a conductive layer continuous with the intermediate electrode and the heating element withdrawing electrode formed on the inner side.
KR1020167003293A 2013-08-07 2014-08-06 Protective element and battery pack KR102251913B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-163950 2013-08-07
JP2013163950 2013-08-07
JPJP-P-2014-113044 2014-05-30
JP2014113044A JP6364243B2 (en) 2013-08-07 2014-05-30 Protective element and battery pack
PCT/JP2014/070785 WO2015020111A1 (en) 2013-08-07 2014-08-06 Protective element and battery pack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160040567A true KR20160040567A (en) 2016-04-14
KR102251913B1 KR102251913B1 (en) 2021-05-13

Family

ID=52461441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167003293A KR102251913B1 (en) 2013-08-07 2014-08-06 Protective element and battery pack

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6364243B2 (en)
KR (1) KR102251913B1 (en)
CN (1) CN105453211B (en)
TW (1) TWI671777B (en)
WO (1) WO2015020111A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160086849A (en) * 2013-11-20 2016-07-20 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 Short-circuiting element
WO2021107457A1 (en) * 2019-11-28 2021-06-03 원세희 High-current protection device for secondary battery and battery pack comprising same

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6797565B2 (en) * 2015-12-18 2020-12-09 デクセリアルズ株式会社 Fuse element
WO2017104597A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 デクセリアルズ株式会社 Fuse element
JP6801974B2 (en) 2016-03-24 2020-12-16 デクセリアルズ株式会社 Protective element
JP6853447B2 (en) * 2016-04-26 2021-03-31 三菱マテリアル株式会社 Surge protection element
JP7002955B2 (en) * 2017-02-28 2022-01-20 デクセリアルズ株式会社 Fuse element
JP6912314B2 (en) * 2017-08-01 2021-08-04 ショット日本株式会社 Protective element
KR102382386B1 (en) * 2018-02-09 2022-04-01 주식회사 엘지에너지솔루션 Bus Bar Having Current Interruption Part and Battery Module Having the Same
TWI691995B (en) * 2018-07-25 2020-04-21 大陸商江門市鈞崴電子科技有限公司 Protection element and insulated conductive heating module and method for manufacturing insulated conductive heating module
CN110828254B (en) * 2018-08-07 2022-11-25 聚鼎科技股份有限公司 Protective element
JP7281274B2 (en) * 2018-12-19 2023-05-25 デクセリアルズ株式会社 Protective elements and battery packs
JP7055109B2 (en) * 2019-01-17 2022-04-15 三菱電機株式会社 Semiconductor device
TWI811301B (en) * 2019-02-13 2023-08-11 南韓商Lg新能源股份有限公司 Battery module
JP7390825B2 (en) 2019-08-29 2023-12-04 デクセリアルズ株式会社 Protection element, battery pack
JP7339071B2 (en) 2019-08-29 2023-09-05 デクセリアルズ株式会社 protection element, battery pack
JP7280151B2 (en) 2019-08-29 2023-05-23 デクセリアルズ株式会社 protection element, battery pack
JP2022177335A (en) * 2019-10-29 2022-12-01 三洋電機株式会社 Power supply device, power storage device including the same, and electric vehicle
TWI700719B (en) * 2019-12-13 2020-08-01 聚鼎科技股份有限公司 Protection device and circuit protection apparatus containing the same
TWI820279B (en) * 2019-12-26 2023-11-01 日商迪睿合股份有限公司 Protection element and battery pack
JP7443144B2 (en) * 2020-04-17 2024-03-05 デクセリアルズ株式会社 Protection elements and battery packs
TWI740468B (en) * 2020-04-24 2021-09-21 大毅科技股份有限公司 Overcurrent protection device and method of manufacturing the same
CN114420518B (en) * 2022-03-30 2022-07-19 嘉兴模度新能源有限公司 Vacuum temperature fuse, series battery row, parallel battery row and battery pack

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09115418A (en) * 1995-10-16 1997-05-02 Matsuo Denki Kk Thin film fuse of delay type
JP2001313202A (en) * 2000-04-28 2001-11-09 Nec Schott Components Corp Protective device
JP2010003665A (en) 2008-05-23 2010-01-07 Sony Chemical & Information Device Corp Protection element and secondary battery device
JP2011175893A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Kyocera Corp Resistance temperature fuse package and resistance temperature fuse
JP2013149606A (en) * 2011-12-19 2013-08-01 Dexerials Corp Protective element, protective element fabrication method, and battery module equipped with protective element

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58122350U (en) * 1982-02-15 1983-08-20 株式会社フジクラ fusible link
JPH11273541A (en) * 1998-03-25 1999-10-08 Skk:Kk Fuse
US6445277B1 (en) * 1999-06-22 2002-09-03 Yazaki Corporation Safety device of electric circuit and process for producing the same
JP2004185960A (en) * 2002-12-03 2004-07-02 Kamaya Denki Kk Circuit protection element and its manufacturing method
JP4573865B2 (en) * 2007-12-11 2010-11-04 エヌイーシー ショット コンポーネンツ株式会社 Protective device using temperature fuse
JP2009267371A (en) * 2008-03-31 2009-11-12 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Semiconductor device and production method therefor
JP5301298B2 (en) * 2009-01-21 2013-09-25 デクセリアルズ株式会社 Protective element
JP5260592B2 (en) * 2010-04-08 2013-08-14 デクセリアルズ株式会社 Protective element, battery control device, and battery pack
WO2013146889A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 デクセリアルズ株式会社 Protection element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09115418A (en) * 1995-10-16 1997-05-02 Matsuo Denki Kk Thin film fuse of delay type
JP2001313202A (en) * 2000-04-28 2001-11-09 Nec Schott Components Corp Protective device
JP2010003665A (en) 2008-05-23 2010-01-07 Sony Chemical & Information Device Corp Protection element and secondary battery device
JP2011175893A (en) * 2010-02-25 2011-09-08 Kyocera Corp Resistance temperature fuse package and resistance temperature fuse
JP2013149606A (en) * 2011-12-19 2013-08-01 Dexerials Corp Protective element, protective element fabrication method, and battery module equipped with protective element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160086849A (en) * 2013-11-20 2016-07-20 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤 Short-circuiting element
WO2021107457A1 (en) * 2019-11-28 2021-06-03 원세희 High-current protection device for secondary battery and battery pack comprising same
KR20210066290A (en) * 2019-11-28 2021-06-07 주식회사 인세코 High current protection element for secondary battery and battery pack including that

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015053260A (en) 2015-03-19
TW201523679A (en) 2015-06-16
TWI671777B (en) 2019-09-11
CN105453211A (en) 2016-03-30
WO2015020111A1 (en) 2015-02-12
JP6364243B2 (en) 2018-07-25
KR102251913B1 (en) 2021-05-13
CN105453211B (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102251913B1 (en) Protective element and battery pack
KR102019881B1 (en) Protection element
CN106796857B (en) Protection element and mounting body
JP7281274B2 (en) Protective elements and battery packs
KR102344667B1 (en) Protection element, protection circuit and battery circuit
KR101946105B1 (en) Protective element and battery pack
KR101946106B1 (en) Protective element and battery pack
KR20150040954A (en) Protective element and battery pack
JP6538936B2 (en) Protective element and battery pack
KR102233539B1 (en) Bypass element and bypass circuit
KR102644822B1 (en) Protection elements and battery packs
KR20160113115A (en) Interrupting element and interrupting-element circuit
JP6078332B2 (en) Protection element, battery module
WO2021210634A1 (en) Protective element, and battery pack
WO2021039508A1 (en) Protection element, battery pack
TWI648933B (en) Protecting circuit, battery circuit, protecting element, and driving method of protecting element
JP6223142B2 (en) Short circuit element
TWI820279B (en) Protection element and battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant