KR20220017501A - 보호 소자 및 보호 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 보호 소자(10)는, 기판(11)과, 기판(11) 상에서 직렬 접속된 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)와, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속된 히터(14)와, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속되고, 또한 히터(14)와 직렬 접속된 제3 상측 전극부(17)와, 제3 상측 전극부(17)에 접속되고, 또한 히터(14)보다도 낮은 저항값을 갖는 제1 도통부(18)와, 제1 도통부(18)에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로와 접속 가능하게 구성된 제3 하측 전극부(19)를 갖는다.
Description
본 발명은, 보호 소자 및 보호 회로에 관한 것으로, 예를 들어 이차 전지의 충방전 회로에 있어서 이차 전지와 충전기 사이에 접속되는 보호 소자 및 보호 회로에 관한 것이다.
본원은, 2019년 7월 22일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2019-134872호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 보호 회로는, 휴대 전화나 휴대형 컴퓨터 등, 이차 전지가 탑재된 다양한 모바일 기기에 실장되어 있다. 종래의 보호 회로로서, 예를 들어 축전 장치와, 복수의 보호 회로와, 제1, 제2 출력 단자를 갖고, 상기 보호 회로는, 직렬 접속된 2개의 퓨즈 요소를 각각 갖고, 상기 제1, 제2 출력 단자에 외부 회로를 접속했을 때에, 상기 축전 장치로부터 상기 외부 회로에 공급되는 방전 전류와, 상기 외부 회로로부터 상기 축전 장치에 공급되는 충전 전류가, 상기 복수의 보호 회로 내의 직렬 접속된 2개의 퓨즈 요소를 통과하여 흐르도록 구성된 이차 전지 장치가 있다(특허문헌 1).
이 이차 전지 장치는, 일단부가 퓨즈 요소끼리의 접속점에 접속된 히터를 갖고, 각 히터의 타단부에는, 각각 정류 소자의 일단부가 접속되고, 상기 각 정류 소자의 타단부에는, 스위치 소자가 접속되어 있으며, 스위치 소자가 도통하면, 그 스위치 소자와 각 정류 소자를 통과하여, 각 보호 회로의 히터에 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 또한, 이 이차 전지 장치에서는, 보호 회로의 히터 단자끼리를 접속하는 전류 경로의 도중에 정류 소자가 적어도 2개 삽입되어 있으며, 단락 전류가 흐르고, 한쪽의 퓨즈 요소가 용단된 상태에서, 2개의 보호 회로의 히터의 단자 사이에 전압차가 발생하여도, 적어도 1개의 정류 소자가 역방향 바이어스되도록 되어 있다. 따라서, 1개의 보호 회로의 히터의 단자로부터, 다른 보호 회로의 히터의 단자로는 전류는 유입되지 않고, 그것에 의한 잔존 전류가 발생되지 않게 되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 보호 회로에서는, 히터를 갖는 퓨즈(이하, 'SCP'라고도 함)가 좌우 대칭의 구조를 갖고 있기 때문에, 전류 차단을 행한 경우, 2개의 퓨즈 요소 중 한쪽이 차단될 확률은 50％이다. 이 때문에, 보호 회로에 있어서 복수의 SCP를 병렬 접속한 경우, 전류 차단되는 부위가 각 SCP에 있어서의 2개의 퓨즈 요소 중 어느 것인지를 특정할 수 없다. 따라서, 각 SCP에서 발생하는 차단의 부위에 따라서는, 보호 회로에 스니크 전류가 발생하여, 축전 장치로부터 외부 회로에 과전류가 흘러들어가는 경우가 있다. 그래서, 계 전체로서 과전류를 방지하기 위해서, 복수의 SCP에 일대일 대응시킨 복수의 정류 소자(다이오드)를 실장하지 않으면 안 되어, 회로의 복잡화, 비용 상승, 나아가 부품 개수의 증대에 수반하는 장치의 고장율의 증대라고 하는 문제가 있다.
또한, 근년, 모바일 기기의 더한층의 고성능화, 고기능화가 진행되고 있는 점에서, 이차 전지의 충전 용량의 더한층의 증대에 수반하여, 과전류를 확실하게 방지할 수 있는 안전성이 높은 보호 회로가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 과전류를 확실하게 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래보다도 간단한 장치 구성으로 비용 저감을 실현할 수 있으며, 나아가 장치의 고장율을 저감시킬 수 있는 보호 소자 및 보호 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다.
[1] 본 발명의 일 형태에 따른 보호 소자는, 직렬 접속된 제1 퓨즈 요소 및 제2 퓨즈 요소와, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속된 히터와, 상기 제1 퓨즈 요소의 상기 제2 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제1 전극부와, 상기 제2 퓨즈 요소의 제1 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제2 전극부와, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속되고, 또한 상기 히터와 직렬 접속된 제3 전극부와, 상기 제3 전극부에 접속되고, 또한 상기 히터보다도 낮은 저항값을 갖는 도통부와, 상기 도통부에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로와 접속 가능하게 마련된 제4 전극부를 갖는다.
[2] 상기 [1]에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 도통부의 융점이, 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소 중 어느 융점보다도 높은 것이 바람직하다.
[3] 상기 [1] 또는 [2]의 어느 것에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 도통부가, 은(Ag)으로 구성되는 것이 바람직하다.
[4] 상기 [1]에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고, 상기 히터가, 상기 기판의 다른 쪽의 주면측에 배치되는 것이 바람직하다.
[5] 상기 [1]에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고, 상기 히터가, 상기 기판의 한쪽의 주면과 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소의 사이에 배치되는 것이 바람직하다.
[6] 상기 [4] 또는 [5]의 어느 것에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 적어도 하나의 스루홀로 구성되어도 된다.
[7] 상기 [6]에 기재된 보호 소자에 있어서, 상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 복수의 스루홀로 구성되어도 된다.
[8] 본 발명의 일 형태에 따른 보호 회로는, 병렬 접속된 복수의 보호 소자를 구비하는 보호 회로이며, 복수의 보호 소자를 구성하는 각 보호 소자는, 직렬 접속된 제1 퓨즈 요소 및 제2 퓨즈 요소와, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속된 히터와, 상기 제1 퓨즈 요소의 상기 제2 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제1 전극부와, 상기 제2 퓨즈 요소의 제1 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제2 전극부와, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속되고, 또한 상기 히터와 직렬 접속된 제3 전극부와, 상기 제3 전극부에 접속되고, 또한 상기 히터보다도 낮은 저항값을 갖는 도통부와, 상기 도통부에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로와 접속 가능하게 마련된 제4 전극부를 갖고, 상기 복수의 보호 소자가 병렬 접속되고, 상기 복수의 보호 소자에 마련된 복수의 상기 제4 전극부끼리를 접속하는 바이패스 회로를 갖는다.
[9] 상기 [8]에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 도통부의 융점이, 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소 중 어느 융점보다도 높은 것이 바람직하다.
[10] 상기 [8] 또는 [9]의 어느 것에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 도통부가, 은(Ag)으로 구성되는 것이 바람직하다.
[11] 상기 [8]에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고, 상기 히터가, 상기 기판의 다른 쪽의 주면측에 배치되어도 된다.
[12] 상기 [8]에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고, 상기 히터가, 상기 기판의 한쪽의 주면과 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소의 사이에 배치되어도 된다.
[13] 상기 [8]에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 적어도 하나의 스루홀로 구성되어도 된다.
[14] 상기 [8]에 기재된 보호 회로에 있어서, 상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 복수의 스루홀로 구성되어도 된다.
본 발명에 따르면, 과전류를 확실하게 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래보다도 간단한 장치 구성으로 비용 저감을 실현할 수 있으며, 나아가 장치의 고장율을 저감시킬 수 있다.
도 1의 (a)는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이며, 도 1의 (b)는 저면도, 도 1의 (c)는, 도 1의 (a)의 선 I-I에 따르는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 보호 소자의 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 보호 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제1 케이스를 설명하는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (b)는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제2 케이스를 설명하는 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시한 제2 케이스의 계속되는 부분을 설명하는 도면이다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제3 케이스를 설명하는 도면이다.
도 8은, 도 7에 도시한 제3 케이스의 계속되는 부분을 설명하는 도면이다.
도 9는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제4 케이스를 설명하는 도면이다.
도 10의 (a)는, 도 1의 보호 소자의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 10의 (b)는, 저면도, 도 10의 (c)는, 도 10의 (a)의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따르는 단면도이다.
도 11의 (a)는, 도 1에 있어서의 도통부의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 11의 (b)는, 저면도이다.
도 2는, 도 1의 보호 소자의 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 보호 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제1 케이스를 설명하는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (b)는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제2 케이스를 설명하는 도면이다.
도 6은, 도 5에 도시한 제2 케이스의 계속되는 부분을 설명하는 도면이다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제3 케이스를 설명하는 도면이다.
도 8은, 도 7에 도시한 제3 케이스의 계속되는 부분을 설명하는 도면이다.
도 9는, 도 3의 보호 회로에서 전류 차단이 행해지는 제4 케이스를 설명하는 도면이다.
도 10의 (a)는, 도 1의 보호 소자의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 10의 (b)는, 저면도, 도 10의 (c)는, 도 10의 (a)의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따르는 단면도이다.
도 11의 (a)는, 도 1에 있어서의 도통부의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 11의 (b)는, 저면도이다.
이하, 본 발명을 적용한 실시 형태에 따른 보호 소자 및 보호 회로에 대하여, 도면을 사용하여 상세히 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 특징을 이해하기 쉽게 하기 위해서 편의상 특징이 되는 부분을 확대해서 나타내고 있는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 할 수 없다. 또한, 이하의 설명에 있어서 예시되는 재료, 치수 등은 일례이며, 본 발명은 그것들에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 변경하지 않는 범위에서 적절히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
[보호 소자의 구성]
도 1의 (a)는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 보호 소자의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이며, 도 1의 (b)는 저면도, 도 1의 (c)는, 도 1의 (a)의 선 I-Ⅰ을 따르는 단면도이다. 또한, 도 2는, 도 1의 보호 소자의 회로 구성을 나타내는 모식도이다.
도 1의 (a), 도 1의 (b) 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 보호 소자(10)는, 기판(11)과, 기판(11) 상에서 직렬 접속된 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)와, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속된 히터(14)와, 제1 퓨즈 요소(12)의 제2 퓨즈 요소(13)와는 반대측에 접속된 제1 상측 전극부(15)(제1 전극부)와, 제2 퓨즈 요소(13)의 제1 퓨즈 요소(12)와는 반대측에 접속된 제2 상측 전극부(16)(제2 전극부)와, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속되고, 또한 히터(14)와 직렬 접속된 제3 상측 전극부(17)(제3 전극부)와, 제3 상측 전극부(17)에 접속되고, 또한 히터(14)보다도 낮은 저항값을 갖는 제1 도통부(18)(도통부)와, 제1 도통부(18)에 접속되고, 또한 외부의 후술하는 보호 회로와 접속 가능하게 구성된 제3 하측 전극부(19)(제4 전극부)를 갖는다. 본 실시 형태에서의 직렬 접속은, 다른 재료를 사이에 개재시키지 않은 직접 접속을 의미한다.
기판(11)은, 절연성을 갖는 재질의 것이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 세라믹스 기판이나 유리 에폭시 기판과 같은 프린트 배선 기판에 사용되는 기판 외에, 유리 기판, 수지 기판, 절연 처리 금속 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 중에서 내열성이 우수하고, 열 전도성이 양호한 절연 기판인 세라믹스 기판이 적합하다.
본 실시 형태의 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)는, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)측에 마련되어 있다. 제1 퓨즈 요소(12)의 일단부(12a)는, 제1 지지체(20)를 통해 제1 상측 전극부(15)에 접속되어 있다. 제2 퓨즈 요소(13)의 일단부(13a)는, 제2 지지체(21)를 통해 제2 상측 전극부(16)에 접속되어 있다. 제1 퓨즈 요소(12)의 타단부(12b) 및 제2 퓨즈 요소(13)의 일단부(13b)는, 제3 지지체(22)를 통해 제3 상측 전극부(17)에 접속되어 있다.
제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)는, 예를 들어 일체로 형성되어 있고, 도전성의 3개의 제1 지지체(20), 제2 지지체(21), 제3 지지체(22)를 통해 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)에 지지되어 있다. 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)는, 별도의 부재로 구성되어도 된다. 또한, 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)의 형상은, 박편형이지만, 이것에 한정되지 않고, 막대형이어도 된다.
본 실시 형태의 제1 퓨즈 요소(12)는, 제2 퓨즈 요소(13)의 열특성과 동일한 열특성을 갖고 있다. 열특성이란, 열저항 및 열용량 중 적어도 한쪽을 포함하고 있다. 열저항(K/W)은, 열의 전달 용이함을 의미하고, 열저항이 클수록 열을 전달하기 어렵다(열저항[K/W]=길이[m]/{단면적[㎡]×열전도율[W/(m·K)]}). 또한, 열용량(J/K)은, 단위 온도 상승시키기 위해서 필요한 열량, 즉 온도 변화의 용이함을 의미하고, 열용량이 클수록 온도 변화되기 어렵다. 단, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13)의 열특성은 반드시 동일할 필요는 없으며, 후술하는 보호 회로의 동작에 영향을 주지 않는 범위에서, 이들 열특성이 달라도 무방하다.
본 실시 형태의 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)는, 예를 들어 균일한 폭 및 두께의 박편 형상을 갖고 있으며, 제1 퓨즈 요소(12)의 길이가, 제2 퓨즈 요소(13)의 길이와 동일하다. 이 경우, 제1 퓨즈 요소(12)의 열저항은, 제2 퓨즈 요소(13)의 열저항과 동일하다.
제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)를 구성하는 재료로서는, 종래부터 퓨즈 재료로서 사용되고 있는 다양한 저융점 금속을 사용할 수 있다. 저융점 금속으로서는, SnSb 합금, BiSnPb 합금, BiPbSn 합금, BiPb 합금, BiSn 합금, SnPb 합금, SnAg 합금, PbIn 합금, ZnAl 합금, InSn 합금, PbAgSn 합금 등을 들 수 있다. 제1 퓨즈 요소(12A) 및 제2 퓨즈 요소(13A)를 구성하는 재료는, 동일한 것이 바람직하지만, 달라도 무방하다.
본 실시 형태의 히터(14)는, 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)측에 마련되어 있다. 이 히터(14)는, 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)에 맞닿아서 배치되고, 또한 제3 상측 전극부(17)의 바로 아래에 배치되어 있다. 또한 히터(14)는, 그 일단부(14a)가 제3 하측 전극부(19)에 접속되고, 타단부(14b)가 후술하는 제4 하측 전극부에 접속되어 있다. 이와 같이 히터(14)를, 기판(11)의 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)와는 반대측에 마련함으로써, 보호 소자(10)의 높이의 저감화를 도모할 수 있고, 보호 소자(10)를 후술하는 보호 회로에 실장할 때에 실장 스페이스의 자유도를 증대시킬 수 있다.
히터(14)는, 예를 들어 산화루테늄이나 카본 블랙 등의 도전 재료와, 물유리 등의 무기계 결합제나 열경화성 수지 등의 유기계 결합제로 이루어지는 저항 페이스트를 도포하고, 필요에 따라 소성함으로써 형성된다. 또한, 히터(14)로서는, 산화루테늄이나 카본 블랙 등의 박막을, 인쇄, 도금, 증착, 스퍼터의 공정을 거쳐서 형성해도 되고, 이들 필름의 첩부나 적층 등에 의해 형성해도 된다.
히터(14)에는, 그 외표면을 덮도록 절연 부재(23)가 마련되어 있다. 절연 부재(23)를 구성하는 재료로서는, 히터(14)와 외부를 절연 가능한 재료이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 유리(SiO2)를 들 수 있다.
제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)는, 각각, 용융한 제1 퓨즈 요소(12) 혹은 제2 퓨즈 요소(13)가 유입되게 되는 전극이다. 이들 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)를 구성하는 재료는, 특별히 제한되지 않고, 용융 상태의 제1 퓨즈 요소(12) 혹은 제2 퓨즈 요소(13)와 습윤성이 양호한 금속을 들 수 있다.
제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)를 구성하는 재료로서는, 구리(Cu) 등의 금속 단체나, 적어도 표면이 Ag(은), Ag(은)-Pt(백금), Ag(은)-Pd(팔라듐), Au(금) 등으로 형성되어 있는 것을 사용할 수 있다.
본 실시 형태의 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)는, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)측에 마련되어 있다. 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)측에는, 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17)의 각각과 쌍을 이루는 제1 하측 전극부(24), 제2 하측 전극부(25) 및 제3 하측 전극부(19)가 마련되어 있다. 제1 하측 전극부(24) 및 제2 하측 전극부(25)를 구성하는 재료로서는, 구리(Cu), 은(Ag) 등을 들 수 있다. 제3 하측 전극부(19)를 구성하는 재료로서는, 구리(Cu), 은(Ag) 또는 이들 합금 등을 들 수 있으며, 이 중에서 은 또는 은 합금이 바람직하다. 은 합금으로서는, 예를 들어 Ag-Pt, Ag-Pd를 들 수 있다. 또한, 제3 하측 전극부(19)를 구성하는 재료가 은 또는 은 합금인 경우, 그 표면이, 니켈(Ni)-Au(금)으로 형성되어 있는 것을 사용할 수 있다.
또한, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)측에는, 제4 상측 전극부(26)가 마련되고, 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)측에는, 해당 제4 상측 전극부(26)와 쌍을 이루는 제4 하측 전극부(27)가 마련되어 있다. 제4 상측 전극부(26) 및 제4 하측 전극부(27)를 구성하는 재료로서는, 구리(Cu), 은(Ag) 등을 들 수 있다.
제1 상측 전극부(15) 및 제2 상측 전극부(16)는, 각각 제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)를 통해 제1 하측 전극부(24) 및 제2 하측 전극부(25)에 접속되어 있다. 제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)는, 예를 들어 길이 방향의 평면에서 보아 대략 원 형상의 1개 또는 복수의 스루홀이며, 기판(11)에 형성된 관통 구멍의 내주면 혹은 해당 관통 구멍의 전체에 도체가 충전되어 형성된다. 제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)를 구성하는 재료로서는, 은(Ag), 구리(Cu), 텅스텐(W), 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다.
제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)는, 평면에서 보아 대략 원 형상의 스루홀 및 후술하는 캐스털레이션 중 어느 것 또는 양쪽으로 구성되어도 된다. 또한, 제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)는, 외부 회로와 도통 가능한 구성이면, 스루홀 이외의 구성이어도 된다. 또한, 보호 소자(10)는, 제2 도통부(28) 및 제3 도통부(29)를 갖지 않는 구성이어도 된다.
제3 상측 전극부(17)는, 제1 도통부(18)를 통해 제3 하측 전극부(19)(제4 전극부)에 접속되어 있다. 제1 도통부(18)는, 예를 들어 평면에서 보아 대략 반원형의 1개 또는 복수의 스루홀('캐스털레이션'이라고도 함)이며, 기판(11)의 단부면에 형성된 관통 구멍의 내주면에 도체가 충전되어 형성된다. 본 실시 형태의 제1 도통부(18)는, 제3 하측 전극부(19)를 통해 후술하는 바이패스 회로에 접속되는 바이패스용 도체를 구성하고 있다.
제1 도통부(18)의 융점은, 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13) 중 어느 융점보다도 높은 것이 바람직하다. 제1 도통부(18)를 구성하는 재료로서는, 은, 구리, 텅스텐, 또는 이들의 합금 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 은을 들 수 있다. 구리는 산화되기 쉽고, 또한 텅스텐은 땜납의 습윤성이 낮기 때문에, 표면 처리로서 도금 처리가 필요해져서, 제조 비용이 증대된다. 한편, 은은 도체 저항값이 낮고, 산화되기 어렵기 때문에, 땜납의 습윤성이 양호하다. 제1 도통부(18)가 은으로 구성됨으로써, 구리나 텅스텐과 비교해서 제조 비용을 저감시키면서, 제1 도통부(18)를 통해 후술하는 바이패스 회로(5)에 확실하게 과전류를 흘릴 수 있다.
제1 도통부(18)는, 캐스털레이션 및 스루홀 중 어느 것으로 구성되어도 된다. 또한, 제1 도통부(18)는, 외부 회로와 도통 가능한 구성이면, 캐스털레이션이나 스루홀 이외의 구성이어도 된다.
또한, 본 실시 형태의 제4 상측 전극부(26)는, 제4 도통부(30)를 통해 제4 하측 전극부(27)에 접속되어 있다. 제4 도통부(30)는, 제1 도통부(18)와 마찬가지로, 예를 들어 평면에서 보아 대략 반원형의 1개 또는 복수의 스루홀이다. 제4 도통부(30)를 구성하는 재료로서는, 은, 구리, 텅스텐, 또는 이들 합금 등을 들 수 있다. 제4 도통부(30)는, 캐스털레이션 및 평면에서 보아 대략 원 형상의 스루홀 중 어느 것 또는 양쪽으로 구성되어도 된다. 또한, 제4 도통부(30)는, 외부 회로와 도통 가능한 구성이면, 캐스털레이션이나 스루홀 이외의 구성이어도 된다. 또한, 보호 소자(10)는, 제4 도통부(30)를 갖지 않는 구성이어도 된다.
제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16), 제3 상측 전극부(17) 및 제4 상측 전극부(26) 대응하는 위치에는, 각각 땜납부(31, 32, 33, 34)가 마련된다.
제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16), 제3 상측 전극부(17) 및 제4 상측 전극부(26)는, 각각 땜납부(31, 32, 33, 34)를 통해 외부 회로(보호 회로)에 접속된다.
상기와 같이 구성되는 보호 소자(10)에서는, 보호 소자(10)에 정격을 초과하는 대전류가 흘렀을 때에, 제1 퓨즈 요소(12) 및/또는 제2 퓨즈 요소(13)가 자기 발열(줄 열)에 의해 용단되거나, 혹은 히터(14)의 발열에 의해 제1 퓨즈 요소(12) 및/또는 제2 퓨즈 요소(13)가 용단되고, 이에 의해 전류 경로가 차단된다.
다음으로, 보호 소자(10)의 제조 방법의 일례를 간단히 설명한다. 우선, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)측에, 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16), 제3 상측 전극부(17)(중앙 전극이라고도 함) 및 제4 상측 전극부(26)를 형성한다. 제2 도통부(28) 혹은 제3 도통부(29)에 대응하는 생략 원형의 스루홀을 형성하는 경우, 상기 제1 내지 제4 상측 전극부의 형성 전에, 기판(11)에 스루홀을 미리 형성해도 된다.
다음으로, 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)측에, 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16), 제3 상측 전극부(17) 및 제4 상측 전극부(26)의 각각에 대응하는 위치에, 제1 하측 전극부(24), 제2 하측 전극부(25), 제3 하측 전극부(19) 및 제4 하측 전극부(27)를 형성한다. 다음으로, 상기 제1 내지 제4 하측 전극부에 대응하는 위치에, 각각 제1 도통부(18), 제2 도통부(28), 제3 도통부(29) 및 제4 도통부(30)를 형성한다. 예를 들어, 기판(11)의 4측면이며 상기 제1 내지 제4 하측 전극부에 대응하는 위치에, 각각 캐스털레이션을 형성한다. 이에 의해, 상기 제1 내지 제4 상측 전극부가, 각각 상기 제1 내지 제4 도통부를 통해 상기 제1 내지 제4 하측 전극부와 접속된다.
그 후, 기판(11)의 다른 쪽의 주면(11b)측에, 제3 하측 전극부(19)와 제4 하측 전극부(27) 사이에 히터(14)를 형성하여 이들을 접속하고, 히터(14) 상에 절연 부재(23)를 추가로 형성한다.
다음으로, 제1 상측 전극부(15), 제2 상측 전극부(16) 및 제3 상측 전극부(17) 상에 각각 제1 지지체(20), 제2 지지체(21) 및 제3 지지체(22)를 형성하고, 상기 제1 내지 제3 지지체에 걸치도록 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)를 고정시킨다. 상기 공정에 의해, 보호 소자(10)를 얻는다.
[보호 회로의 구성]
도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 보호 회로의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 본 제2 실시 형태의 보호 회로에서는, 상기 제1 실시 형태의 보호 소자(10)의 복수가 표면 실장되어 있다. 이 보호 회로는, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지의 배터리 팩 내의 회로를 구성한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 보호 회로(1)에서는, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)가 병렬 접속되어 있다. 구체적으로는, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)의 복수의 제1 상측 전극부(15A, 15B, 15C)는, 외부 회로를 통해 병렬 접속점 A에 접속되고, 또한 이차 전지(2, 2, …)의 정극에 접속되어 있다. 또한, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)의 복수의 제2 상측 전극부(16A, 16B, 16C)는, 외부 회로를 통해 병렬 접속점 B에 접속되고, 또한 충전기(3)의 정극에 접속되어 있다. 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)의 복수의 제3 상측 전극부(17A, 17B, 17C)는, 각각, 예를 들어 이차 전지(2, 2, …)의 부극 및 충전기(3)의 부극 양쪽에 접속되어 있다. 제3 상측 전극부(17A, 17B, 17C)의 하류측에는, FET 등의 스위칭 소자(4)가 마련되어 있다.
이 보호 회로(1)는, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)에 마련된 복수의 제3 하측 전극부(19A, 19B, 19C)끼리를 접속하는 바이패스 회로(5)를 갖는다. 바이패스 회로(5)는, 예를 들어 기판 상에 실장되는 회로 패턴이다. 바이패스 회로(5)를 구성하는 재료로서는, 구리, 은 등을 들 수 있으며, 이 중에서 은이 바람직하다. 바이패스 회로(5)는, 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 공지된 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
이차 전지(2, 2, …)의 충전 시에는, 충전기(3)로부터 외부 회로를 통해 이차 전지(2, 2, …)에 전력이 공급된다. 또한, 이차 전지의 방전 시에는, 이차 전지(2, 2, …)로부터 외부 회로에 전력이 공급된다. 이와 같이, 이차 전지(2, 2, …)의 충전 시 및 방전 시 중 어느 경우에도, 제1 퓨즈 요소[12A(12B, 12C)]와 제2 퓨즈 요소[13A(13B, 13C)]의 양쪽에 동일한 전력이 공급된다.
보호 회로(1)는, 이차 전지(2, 2, …)의 각각과 접속되고, 또한 스위칭 소자(4)에 접속된 도시하지 않은 검출 소자를 갖고 있어도 된다. 이 검출 소자는, 고전압 상태, 특히 과전압으로 되어 있는지 여부를 상시 모니터하고, 고전압 상태로 된 경우에 스위칭 소자(4)에 제어 신호를 출력한다. 이 경우, 스위칭 소자(4)는, 검출 신호에 따라서, 히터[14A(14B, 14C)]에 이차 전지(2, 2, …)로부터 전류를 흘림으로써, 당해 히터[14A(14B, 14C)]를 발열시킨다. 이에 의해, 제1 퓨즈 요소[12A(12B, 12C)] 및/또는 제2 퓨즈 요소[13A(13B, 13C)]를 용단할 수 있다.
[보호 회로의 동작]
다음으로, 도 3의 보호 회로(1)의 동작을, 이하의 제1 내지 제4 케이스를 사용하여 설명한다. 도 4는, 도 3의 보호 회로(1)에서 전류 차단이 행해지는 제1 케이스를 설명하는 도면이다. 예를 들어, 제1 케이스로서, 외부 단락 등의 발생에 기인하여 과전류가 흘러서, 복수의 제1 퓨즈 요소(12A, 12B, 12C)가 용단된 경우를 상정한다. 제1 케이스의 경우, 제1 퓨즈 요소(12A, 12B, 12C)의 전부가 이차 전지측의 퓨즈 요소이기 때문에, 제1 퓨즈 요소(12A, 12B, 12C)의 용단에 의해, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로가 전류 차단된다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (b) 및 도 6은, 도 3의 보호 회로(1)에서 전류 차단이 행해지는 제2 케이스를 설명하는 도면이다. 제2 케이스로서, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 과전류에 기인하여, 복수의 제1 퓨즈 요소(12A, 12B)와, 제2 퓨즈 요소(13C)가 용단된 경우를 상정한다. 이 경우, 제1 퓨즈 요소(12A, 12B)가 이차 전지측의 퓨즈 요소이며, 제2 퓨즈 요소(13C)가 충전기측의 퓨즈 요소이기 때문에, 이차 전지(2, 2, …)측과 충전기(3)측이 전류 차단되어 있지 않은 상태이며, 제1 퓨즈 요소(12C)를 통해 전류가 흐른다. 이때, 보호 소자(10C)에 히터(14C)보다도 저항값이 낮은 제1 도통부(18C)가 마련되어 있고, 제1 도통부(18C)가 제3 하측 전극부(19C)를 통해 바이패스 회로(5)에 접속되어 있기 때문에, 바이패스 회로(5)를 경유하여, 이차 전지측으로부터 충전기측으로 전류가 흐른다(도 5의 (b)). 그리고, 바이패스 회로(5)를 경유하여 전류가 흐름으로써, 제1 퓨즈 요소(12C)에 전류가 집중하고, 제1 퓨즈 요소(12C)가 빠르게 용단된다(도 6). 그 결과, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로가 전류 차단된다.
도 7의 (a) 내지 도 7의 (b) 및 도 8은, 도 3의 보호 회로(1)에서 전류 차단이 행해지는 제3 케이스를 설명하는 도면이다. 제3 케이스로서, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 과전류에 기인하여, 제1 퓨즈 요소(12A)와, 복수의 제2 퓨즈 요소(13B, 13C)가 용단된 경우를 상정한다. 이 경우, 제1 퓨즈 요소(12A)가 이차 전지측의 퓨즈 요소이며, 제2 퓨즈 요소(13B, 13C)가 충전기측의 퓨즈 요소이기 때문에, 제2 케이스 경우와 마찬가지로, 이차 전지(2, 2, …)측과 충전기(3)측이 전류 차단되어 있지 않은 상태이며, 제1 퓨즈 요소(12B, 12C)를 통해 전류가 흐른다. 이때, 보호 소자(10B)에 히터(14B)보다도 저항값이 낮은 제1 도통부(18B)가 마련되어 있고, 또한 보호 소자(10C)에 히터(14C)보다도 저항값이 낮은 제1 도통부(18C)가 마련되어 있다. 그리고, 제1 도통부(18B, 18C)가, 각각 제3 하측 전극부(19B, 19C)를 통해 바이패스 회로(5)에 접속되어 있기 때문에, 바이패스 회로(5)를 경유하여, 이차 전지측에서 충전기측에 전류가 흐른다(도 7의 (b)). 그리고, 바이패스 회로(5)를 경유해서 전류가 흐름으로써, 제2 퓨즈 요소(13A)에 전류가 집중하고, 제2 퓨즈 요소(13A)가 빠르게 용단된다(도 8). 그 결과, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로가 전류 차단된다.
도 9는, 도 3의 보호 회로(1)에서 전류 차단이 행해지는 제4 케이스를 설명하는 도면이다. 제4 케이스로서, 과전류에 기인하여, 복수의 제2 퓨즈 요소(13A, 13B, 13C)가 용단된 경우를 상정한다. 제4 케이스의 경우, 제2 퓨즈 요소(13A, 13B, 13C)의 전부가 이차 전지측의 퓨즈 요소이기 때문에, 제2 퓨즈 요소(13A, 13B, 13C)의 용단에 의해, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로가 전류 차단된다.
이와 같이, 과전류가 발생한 경우의 제1 퓨즈 요소(12A, 12B, 12C) 및 제2 퓨즈 요소(13A, 13B, 13C)의 용단 패턴은 복수 상정되지만, 상기 제1 내지 제4 케이스의 전부에서, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로가 전류 차단된다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 보호 소자(10)가, 제3 상측 전극부(17)에 접속되고, 또한 히터(14)보다도 낮은 저항값을 갖는 제1 도통부(18)와, 제1 도통부(18)에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로(1)와 접속 가능하게 마련된 제3 하측 전극부(19)를 가지므로, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13)가 동일한 열특성을 갖는 경우라도, 제1 퓨즈 요소(12)(또는 제2 퓨즈 요소(13))에서, 당해 제1 퓨즈 요소(12)(또는 제2 퓨즈 요소(13))의 일방측의 회로와 타방측의 회로를 차단할 수 있다. 따라서, 병렬 접속된 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)를 구비하는 보호 회로(1)를 형성하는 경우, 다이오드 등의 정류 소자를 마련하지 않고, 과전류를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 제1 도통부(18) 및 제3 하측 전극부(19)는, 기판에 정류 소자를 실장하는 경우와 비교하여, 간단 구성이며 또한 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 과전류를 확실하게 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래보다도 간단한 장치 구성으로 비용 저감을 실현할 수 있고, 나아가 장치의 고장율을 저감시킬 수 있다.
또한, 제1 도통부(18)의 융점이, 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)의 어느 융점보다도 높으므로, 과전류를 제1 도통부(18) 및 제3 하측 전극부(19)를 통해 외부의 보호 회로(1)에 확실하게 흘릴 수 있다. 따라서, 과전류를 더욱 확실하게 방지하여, 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 보호 회로(1)가, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)가 병렬 접속되고, 복수의 보호 소자(10A, 10B, 10C)에 마련된 복수의 제3 하측 전극부(19A, 19B, 19C)끼리를 접속하는 바이패스 회로(5)를 가지므로, 제1 퓨즈 요소(12A) 및 제2 퓨즈 요소(13A) 중 어느 것과, 제1 퓨즈 요소(12B) 및 제2 퓨즈 요소(13B) 중 어느 것과, 제1 퓨즈 요소(12C) 및 제2 퓨즈 요소(13C) 중 어느 것으로, 이차 전지(2, 2, …)측의 회로와 충전기(3)측의 회로를 차단할 수 있어, 다이오드 등의 정류 소자를 마련하지 않고, 과전류를 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 바이패스 회로(5)는, 기판에 정류 소자 등을 실장하는 경우와 비교하여, 간단 구성이며 또한 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 과전류를 확실하게 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한 종래보다도 간단한 장치 구성으로 비용 저감을 실현할 수 있으며, 나아가 장치의 고장율을 저감시킬 수 있다.
또한, 제1 도통부[18A(18B, 18C)]의 융점이, 제1 퓨즈 요소[12A(12B, 12C)] 및 제2 퓨즈 요소[13A(13B, 13C)] 중 어느 융점보다도 높으므로, 과전류를 제1 도통부[18A(18B, 18C)] 및 제3 하측 전극부[19A(19B, 19C)]를 통해 보호 회로(1)의 바이패스 회로(5)에 확실하게 흘릴 수 있다. 따라서, 과전류를 더욱 확실하게 방지하여, 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 10의 (a)는, 도 1의 보호 소자(10)의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 10의 (b)는, 저면도, 도 10의 (c)는, 도 10의 (a)의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따르는 단면도이다. 도 10의 보호 소자는, 히터의 배치가 다른 것 이외에는, 도 1의 보호 소자(10)와 동일하므로, 중복되는 부분의 설명을 생략하고, 이하에 상이한 부분을 설명한다.
도 10의 (a) 내지 도 10의 (c)에 도시한 바와 같이, 보호 소자(40)는, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속된 히터(41)와, 제1 퓨즈 요소(12)와 제2 퓨즈 요소(13) 사이에 접속되고, 또한 히터(41)와 직렬 접속된 제3 상측 전극부(17)(제3 전극부)와, 제3 상측 전극부(17)에 접속되고, 또한 히터(41)보다도 낮은 저항값을 갖는 제1 도통부(18)(도통부)를 갖는다. 보호 소자(40)의 회로 구성은, 보호 소자(10)의 회로 구성과 동일하다(도 2 참조).
히터(41)는, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)측이며, 또한 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)의 하방에 배치되어 있다. 즉, 히터(41)는, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)과, 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)의 사이에 배치되어 있다. 본 변형예에서는, 히터(41)는, 기판(11)의 한쪽의 주면(11a)에 맞닿아 배치되고, 또한 제3 전극부(17)의 바로 아래에 배치되어 있다. 또한, 히터(41)와 제3 전극부(17) 사이에는 절연층(42)이 배치되어 있다. 이와 같이, 히터(41)를, 기판(11)의 제1 퓨즈 요소(12) 및 제2 퓨즈 요소(13)와 동일한 측에 마련함으로써, 제1 퓨즈 요소(12) 및/또는 제2 퓨즈 요소(13)를 용단할 때의 가열 효율을 향상시킬 수 있어, 전류 경로를 고정밀도로 차단할 수 있다.
도 11의 (a)는, 도 1에 있어서의 제1 도통부(18)의 변형예를 나타내는 상면도이며, 도 11의 (b)는, 저면도이다. 도 9의 보호 소자(50)는, 제1 통전부의 구성이 다른 것 이외에는, 도 1의 보호 소자(10)와 동일하다.
도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 보호 소자(50)는, 제3 상측 전극부(17)에 접속되고, 또한 히터(14)보다도 낮은 저항값을 갖는 제1 도통부(51)(도통부)를 갖는다. 제1 도통부(51)는, 기판(11)에 마련된 복수의 스루홀로 구성되어 있다. 본 변형예에서는, 제1 도통부(51)는, 복수의 제1 스루홀(51a, 51a, 51a)과, 제1 스루홀과는 형상이 다른 복수의 제2 스루홀(51b, 51b)로 구성되어 있다. 본 변형예의 제1 스루홀(51a)은, 캐스털레이션이며, 제2 스루홀(51b)은, 평면에서 보아 대략 원 형상의 스루홀이다. 제1 도통부(51)를 구성하는 재료는, 제1 도통부(18)와 동일하다. 이와 같이, 제1 도통부(51)가 복수의 스루홀로 구성됨으로써, 제1 도통부(51)의 전기 저항을 보다 작게 할 수 있고, 과전류가 제1 퓨즈 요소(12)에 흘렀을 때에, 제1 도통부(51)를 통해 바이패스 회로(5)에 확실하게 과전류를 흘릴 수 있어, 보호 회로(1)를 고정밀도로 동작시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 청구범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
1: 보호 회로
2: 이차 전지
3: 충전기
4: 스위칭 소자
5: 바이패스 회로
10: 보호 소자
10A: 보호 소자
10B: 보호 소자
10C: 보호 소자
11: 기판
11a: 주면
11b: 주면
12: 제1 퓨즈 요소
12A: 제1 퓨즈 요소
12B: 제1 퓨즈 요소
12C: 제1 퓨즈 요소
12a: 일단부
12b: 타단부
13: 제2 퓨즈 요소
13A: 제2 퓨즈 요소
13B: 제2 퓨즈 요소
13C: 제2 퓨즈 요소
13a: 일단부
13b: 일단부
14: 히터
14A: 히터
14B: 히터
14C: 히터
14a: 일단부
14b: 타단부
15: 제1 상측 전극부
15A: 제1 상측 전극부
15B: 제1 상측 전극부
15C: 제1 상측 전극부
16: 제2 상측 전극부
16A: 제2 상측 전극부
16B: 제2 상측 전극부
16C: 제2 상측 전극부
17: 제3 상측 전극부
17A: 제3 상측 전극부
17B: 제3 상측 전극부
17C: 제3 상측 전극부
18: 제1 도통부
18A: 제1 도통부
18B: 제1 도통부
18C: 제1 도통부
19: 제3 하측 전극부
19A: 제3 하측 전극부
19B: 제3 하측 전극부
19C: 제3 하측 전극부
20: 제1 지지체
21: 제2 지지체
22: 제3 지지체
23: 절연 부재
24: 제1 하측 전극부
25: 제2 하측 전극부
26: 제4 상측 전극부
27: 제4 하측 전극부
28: 제2 도통부
29: 제3 도통부
30: 제4 도통부
31: 땜납부
32: 땜납부
33: 땜납부
34: 땜납부
40: 보호 소자
41: 히터
42: 절연층
50: 보호 소자
51: 제1 도통부
51a: 제1 스루홀
51b: 제2 스루홀
2: 이차 전지
3: 충전기
4: 스위칭 소자
5: 바이패스 회로
10: 보호 소자
10A: 보호 소자
10B: 보호 소자
10C: 보호 소자
11: 기판
11a: 주면
11b: 주면
12: 제1 퓨즈 요소
12A: 제1 퓨즈 요소
12B: 제1 퓨즈 요소
12C: 제1 퓨즈 요소
12a: 일단부
12b: 타단부
13: 제2 퓨즈 요소
13A: 제2 퓨즈 요소
13B: 제2 퓨즈 요소
13C: 제2 퓨즈 요소
13a: 일단부
13b: 일단부
14: 히터
14A: 히터
14B: 히터
14C: 히터
14a: 일단부
14b: 타단부
15: 제1 상측 전극부
15A: 제1 상측 전극부
15B: 제1 상측 전극부
15C: 제1 상측 전극부
16: 제2 상측 전극부
16A: 제2 상측 전극부
16B: 제2 상측 전극부
16C: 제2 상측 전극부
17: 제3 상측 전극부
17A: 제3 상측 전극부
17B: 제3 상측 전극부
17C: 제3 상측 전극부
18: 제1 도통부
18A: 제1 도통부
18B: 제1 도통부
18C: 제1 도통부
19: 제3 하측 전극부
19A: 제3 하측 전극부
19B: 제3 하측 전극부
19C: 제3 하측 전극부
20: 제1 지지체
21: 제2 지지체
22: 제3 지지체
23: 절연 부재
24: 제1 하측 전극부
25: 제2 하측 전극부
26: 제4 상측 전극부
27: 제4 하측 전극부
28: 제2 도통부
29: 제3 도통부
30: 제4 도통부
31: 땜납부
32: 땜납부
33: 땜납부
34: 땜납부
40: 보호 소자
41: 히터
42: 절연층
50: 보호 소자
51: 제1 도통부
51a: 제1 스루홀
51b: 제2 스루홀
Claims (14)
- 직렬 접속된 제1 퓨즈 요소 및 제2 퓨즈 요소와,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속된 히터와,
상기 제1 퓨즈 요소의 상기 제2 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제1 전극부와,
상기 제2 퓨즈 요소의 제1 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제2 전극부와,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속되고, 또한 상기 히터와 직렬 접속된 제3 전극부와,
상기 제3 전극부에 접속되고, 또한 상기 히터보다도 낮은 저항값을 갖는 도통부와,
상기 도통부에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로와 접속 가능하게 마련된 제4 전극부
를 갖는, 보호 소자. - 제1항에 있어서,
상기 도통부의 융점이, 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소 중 어느 융점보다도 높은, 보호 소자. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 도통부가 은(Ag)으로 구성되는, 보호 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고,
상기 히터가, 상기 기판의 다른 쪽의 주면측에 배치되는, 보호 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고,
상기 히터가, 상기 기판의 한쪽의 주면과 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소의 사이에 배치되는, 보호 소자. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 적어도 하나의 스루홀로 구성되는, 보호 소자. - 제6항에 있어서,
상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 복수의 스루홀로 구성되는, 보호 소자. - 병렬 접속된 복수의 보호 소자를 구비하는 보호 회로이며,
복수의 보호 소자를 구성하는 각 보호 소자는,
직렬 접속된 제1 퓨즈 요소 및 제2 퓨즈 요소와,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속된 히터와,
상기 제1 퓨즈 요소의 상기 제2 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제1 전극부와,
상기 제2 퓨즈 요소의 제1 퓨즈 요소와는 반대측에 접속된 제2 전극부와,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소 사이에 접속되고, 또한 상기 히터와 직렬 접속된 제3 전극부와,
상기 제3 전극부에 접속되고, 또한 상기 히터보다도 낮은 저항값을 갖는 도통부와,
상기 도통부에 접속되고, 또한 외부의 보호 회로와 접속 가능하게 마련된 제4 전극부
를 갖고,
상기 복수의 보호 소자가 병렬 접속되고,
상기 복수의 보호 소자에 마련된 복수의 상기 제4 전극부끼리를 접속하는 바이패스 회로를 갖는, 보호 회로. - 제8항에 있어서,
상기 도통부의 융점이, 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소 중 어느 융점보다도 높은, 보호 회로. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 도통부가 은(Ag)으로 구성되는, 보호 회로. - 제8항에 있어서,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고,
상기 히터가, 상기 기판의 다른 쪽의 주면측에 배치되는, 보호 회로. - 제8항에 있어서,
상기 제1 퓨즈 요소와 상기 제2 퓨즈 요소가, 기판의 한쪽의 주면측에 배치되고,
상기 히터가, 상기 기판의 한쪽의 주면과 상기 제1 퓨즈 요소 및 상기 제2 퓨즈 요소의 사이에 배치되는, 보호 회로. - 제8항에 있어서,
상기 도통부가, 기판을 두께 방향으로 관통하는 적어도 하나의 스루홀을 따라 형성되는, 보호 회로. - 제13항에 있어서,
상기 도통부가, 상기 기판을 두께 방향으로 관통하는 복수의 스루홀을 따라 형성되는, 보호 회로.
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