TW201802853A

TW201802853A - 熔絲元件

Info

Publication number: TW201802853A
Application number: TW106104888A
Authority: TW
Inventors: 新田響子; 古内裕治; 向幸市
Original assignee: 迪睿合股份有限公司
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-01-16
Also published as: JP2017147162A; WO2017141678A1

Abstract

即便因熔絲元件之小型化、低高度化亦可將助焊劑最大量地保持於既定位置，防止可熔導體之熔斷特性之變動使其穩定動作。

本發明包括：絕緣基板10；可熔導體13，配置於絕緣基板10上，連接於電流路徑，並且藉由熔斷而阻斷電流路徑；蓋構件20，具有側壁21及頂面22，上述頂面22覆蓋絕緣基板10之搭載有可熔導體13之表面10a上；以及助焊劑17，塗布於可熔導體13上，於蓋構件20之頂面22內側，設置有將助焊劑17保持於可熔導體13上之既定位置之助焊劑保持壁24，助焊劑保持壁24之外表面24a與蓋構件20之側壁21之內壁面21a之最小距離D為0.08mm以上。

Description

熔絲元件

本發明係關於一種連接於電源線或訊號線等、藉由內置之可熔導體之熔斷以阻斷電源線或訊號線等之熔絲元件。本申請案以日本2016年2月18日申請之日本專利申請案特願2016-029379為基礎主張優先權，參照該申請案引用於本申請案中。

先前，作為例如鋰離子二次電池用之保護電路之熔絲元件，有如下兩種熔絲元件，一種是在形成於絕緣基板之第1電極、發熱體引出電極、第2電極間跨接可熔導體以形成電流路徑之一部分，將此電流路徑上之可熔導體藉由過電流引起之自發熱加以熔斷者，另一種是利用來自外部之訊號對設置於熔絲元件內部之發熱體通電，據此，電路側可於目標之時機使可熔導體熔斷。於此熔絲元件，藉由使熔融之液體狀可熔導體集中在與發熱體相連之導體層上，將第1、第2電極間分離以阻斷電流路徑。

如圖6(A)所示，此種熔絲元件60，一般而言，在形成有第1電極61、第2電極62及發熱體引出電極63之絕緣基板64上搭載可熔導體65，且藉由接著在絕緣基板64表面之蓋構件66加以覆蓋，據以保護內部並提高操作性。

又，於熔絲元件60，為抗氧化、促進熔融及維持、提高熔斷特性為目的，於可熔導體65之表面塗布有助焊劑67。藉由將助焊劑67均勻地保持於可熔導體65之熔斷部位，可防止可熔導體65之氧化及伴隨氧化之熔斷溫度之上升，從而抑制熔斷特性之變動。

又，於熔絲元件60，為了將助焊劑67均勻地保持於可熔導體65上之既定位置並且使保持量增加，有一種在蓋構件66之頂面內側，形成由圓筒狀之突條部構成之助焊劑保持部68(參照專利文獻1)。助焊劑保持部68設置在與形成為矩形板狀之可熔導體65之大致中央部對向之位置。藉由助焊劑67與可熔導體65及助焊劑保持部68接觸，在將熔絲元件60回流焊構裝於電路基板等時助焊劑67受到加熱之情形時，亦可將助焊劑67保持於助焊劑保持部68及其周邊。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-3665號公報

惟，伴隨電子機器之小型化，對熔絲元件亦要求小型化、低高度化，從而提出有例如外形尺寸為3mm×2mm左右之熔絲元件。然而，當熔絲元件之小型化、低高度化進一步發展時，蓋構件內部之空間亦狹小化，從而會產生無法將助焊劑保持於可熔導體上之既定位置之問題。

其原因被認為是，如圖6(B)所示，因熔絲元件60之小型化、低高度化，而助焊劑保持部68與蓋構件66之側壁之距離靠近，且，助焊劑保持部68之低高度化發展而助焊劑67之保持力降低，因此保持於助焊劑保持部68之助焊劑67藉由與蓋構件66之側壁接觸，而被吸引至該側壁側，並自助焊劑保持部68流出。

如上所述，當助焊劑67自可熔導體65之既定位置流動，而偏於蓋構件66之側壁側，或者可熔導體65之中央部上的助焊劑67之保持量減少時，將會有實際使用時難以抑制可熔導體65之熔斷部位之氧化、或熔斷時間延長等熔斷特性發生變動之虞。

另一方面，當為了充分保持與蓋構件66之側壁間之距離而使助焊劑保持部68小型化時，將會有助焊劑67之保持量減少，抗氧化效果降低之虞。

因此，本發明之目的在提供一種之可提高助焊劑保持部之保持性，即便因熔絲元件之小型化、低高度化亦可將助焊劑最大量地保持於既定位置，且可防止可熔導體之熔斷特性變動而使其穩定地動作的熔絲元件。

為解決上述課題，本發明之熔絲元件，具備：絕緣基板；可熔導體，配置於上述絕緣基板上，連接於電流路徑，並且藉由熔斷而阻斷上述電流路徑；蓋構件，具有側壁及頂面，上述頂面覆蓋上述絕緣基板之搭載有上述可熔導體之表面上；以及助焊劑，塗布於上述可熔導體上，於上述蓋構件之上述頂面內側，設置有將上述助焊劑保持於上述可熔導體上之既定位置之助焊劑保持壁，上述助焊劑保持壁之外表面與上述蓋構件之側壁之內壁面之最小距離D為0.08mm以上。

根據本發明，藉由將助焊劑保持壁之外表面與側壁之內壁面之最小距離D設為0.08mm以上，即使是在因回流焊構裝等受到加熱而助焊劑軟化之情形時，亦可防止助焊劑附著、吸引至蓋構件之側壁側而流出，可將助焊劑保持於既定位置。因此，根據本發明，可獲得能夠穩定地維持既定熔斷特性之熔絲元件。

1‧‧‧熔絲元件

2‧‧‧電路基板

3‧‧‧電路模組

10‧‧‧絕緣基板

10a‧‧‧表面

10b‧‧‧第1側面

10c‧‧‧第2側面

10d‧‧‧第3側面

10e‧‧‧第4側面

10f‧‧‧背面

11‧‧‧第1電極

11a‧‧‧外部連接電極

12‧‧‧第2電極

12a‧‧‧外部連接電極

13‧‧‧可熔導體

13a‧‧‧熔斷部位

14‧‧‧發熱體

15‧‧‧絕緣構件

16‧‧‧發熱體引出電極

18‧‧‧第1發熱體電極

19‧‧‧第2發熱體電極

19a‧‧‧外部連接電極

20‧‧‧殼體

21‧‧‧側壁

21a‧‧‧內壁面

22‧‧‧頂面

22a‧‧‧側緣部

23‧‧‧助焊劑保持部

24‧‧‧助焊劑保持壁

24a‧‧‧外表面

40‧‧‧電池組

41~44‧‧‧電池單元

45‧‧‧電池堆

46‧‧‧檢測電路

47‧‧‧電流控制元件

50‧‧‧充放電控制電路

51、52‧‧‧電流控制元件

53‧‧‧控制部

55‧‧‧充電裝置

圖1(A)係將應用本發明之熔絲元件省略殼體顯示之俯視圖，圖1(B)係於電路基板表面構裝有熔絲元件之電路模組之剖視圖。

圖2係顯示應用本發明之熔絲元件之背面之外觀立體圖。

圖3係蓋構件之仰視圖。

圖4係顯示應用熔絲元件及電路模組之電池堆之電路構成之圖。

圖5係顯示熔絲元件之電路構成之圖。

圖6(A)係顯示習知之相對大型之熔絲元件之剖視圖及表示其殼體構件之仰視圖，圖6(B)係顯示因實現小型化、低高度化而助焊劑自助焊劑保持部向側壁側流出之熔絲元件之剖視圖、及顯示該殼體構件之仰視圖。

以下，一面參照圖式一面對應用本發明之熔絲元件進行詳細說明。又，本發明並非僅限定於以下之實施形態，在不脫離本發明主旨範圍內當然能夠進行各種變更。此外，圖式為示意性圖，存在各尺寸之比率等與現實不同之情況。具體尺寸等應參考以下之說明進行判斷。且，圖式彼此間當然亦包含彼此之尺寸關係或比率不同之部分。

應用本發明之熔絲元件1，例如係利用回流焊表面構裝於鋰離子二次電池之保護電路等電路基板，據以在鋰離子二次電池之充放電路徑上裝入可熔導體13。該保護電路中，當超過熔絲元件1之額定之大電流流過時，可熔導體13即因自發熱(焦耳熱)而熔斷，從而阻斷電流路徑。此外，此保護電路可利用設置於安裝有熔絲元件1之電路基板等之電流控制元件而於既定之時機對發熱體14通電，利用發熱體14之發熱使可熔導體13熔斷，據以阻斷電流路徑。又，圖1(A)係將應用本發明之熔絲元件1省略殼體加以顯示之俯視圖，圖1(B)係安裝於電路基板之熔絲元件1之剖視圖。

[熔絲元件]

熔絲元件1，如圖1(A)所示，包括：絕緣基板10；發熱體14，積層於絕緣基板10，且由絕緣構件15所覆蓋；第1電極11及第2電極12，形成於絕緣基板10之兩端；發熱體引出電極16，以與發熱體14重疊之方式積層於絕緣構件15上；可熔導體13，兩端分別連接於第1、第2電極11、12，中央部連接於發熱體引出電極16；以及蓋構件20，覆蓋絕緣基板10之搭載有可熔導體13之表面10a上。此外，於熔絲元件1，在可熔導體13上保持有助焊劑17，該助焊劑17將可熔導體13中產生之氧化膜除去且提高可熔導體13之潤濕性。

絕緣基板10例如由氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性之構件形成為大致方形。除此之外，絕緣基板10亦可使用用於環氧玻璃基板、酚基板等印刷配線基板之材料。

[第1、第2電極]

第1、第2電極11、12，係於絕緣基板10之表面10a上藉由在相對向側緣附近分別分離配置而成開放，藉由搭載後述之可熔導體13，透過可熔導體13電性連接。又，第1、第2電極11、12，因超過額定之大電流流過熔絲元件1中使可熔導體13因自發熱而熔斷、或發熱體14伴隨通電而發熱使可熔導體13熔斷，而被阻斷。

如圖2所示，第1、第2電極11、12分別透過設於絕緣基板10之第1、第2側面10b、10c之齒形結構(castellation)與設於背面10f之外部連接電極11a、12a連接。熔絲元件1透過該等外部連接電極11a、12a與形成有外部電路之電路基板2連接，從而構成該外部電路之通電路徑之一部分。

第1、第2電極11、12可使用Cu或Ag等一般之電極材料而形成。又，較佳為於第1、第2電極11、12之表面上，藉由鍍敷處理等公知方法塗布Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜。據此，於熔絲元件1，可防止第1、第2電極11、12之氧化，且防止伴隨導通電阻上升之額定變動。此外，於回流焊構裝熔絲元件1之情形時，於連接可熔導體13之連接用焊料或者可熔導體13之外層形成低熔點金屬層之情形時，可防止因該低熔點金屬熔融而熔蝕(焊料浸蝕)第1、第2電極11、12。

[發熱體]

發熱體14具有通電即發熱之導電性之構件，例如由鎳鉻合金、W、Mo、Ru、Cu、Ag、或者以該等為主成分之合金等構成。發熱體14，可藉由將該等合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等進行混合而成糊狀者，使用網版印刷技術進行圖案形成於絕緣基板10上，並進行燒結等來形成。又，發熱體14係一端與第1發熱體電極18連接、另一端與第2發熱體電極19連接。

於熔絲元件1，以覆蓋發熱體14之方式配設絕緣構件15，透過此絕緣構件15將發熱體引出電極16形成為與發熱體14對向。為了以良好效率將發熱體14之熱傳遞至可熔導體13，亦可於發熱體14與絕緣基板10之間積層絕緣構件15。作為絕緣構件15，例如可使用玻璃。

發熱體引出電極16之一端連接於第1發熱體電極18，且透過第1發熱體電極18與發熱體14之一端相連。另外，第1發熱體電極18形成於絕緣基板10之第3側面10d側，第2發熱體電極19形成於絕緣基板10之第4側面10e側。又，第2發熱體電極19透過形成於第4側面10e之齒形結構與形成於絕緣基板10之背面10f之外部連接電極19a連接。

發熱體14，係藉由將熔絲元件1構裝於電路基板2，而透過外部連接電極19a與形成於電路基板2之外部電路連接。又，發熱體14，可於阻斷外部電路之通電路徑之既定時機透過外部連接電極19a被通電、發熱，據以將連接第1、第2電極11、12之可熔導體13熔斷。又，發熱體14因可熔導體13熔斷，使本身之通電路徑亦被阻斷而停止發熱。

[可熔導體]

可熔導體13，係由可藉由發熱體14之發熱迅速熔斷之材料構成，例如非常適合使用焊料、或以Sn為主成分之無Pb焊料等低熔點金屬。

又，可熔導體13可使用In、Pb、Ag、Cu或以該等中之任一者為主成分之合金等高熔點金屬，或者亦可為將內層設為低熔點金屬層且將外層設為高熔點金屬層等低熔點金屬與高熔點金屬之積層體。藉由含有高熔點金屬與低熔點金屬，在進行熔絲元件1之回流焊構裝時，即便回流焊溫度超過低熔點金屬之熔融溫度而使低熔點金屬熔融，亦可抑制低熔點金屬向外部之流出，從而維持可熔導體13之形狀。此外，熔斷時，亦可藉由低熔點金屬之熔融來熔蝕高熔點金屬，以高熔點金屬之熔點以下之溫度迅速地熔斷。

另外，可熔導體13，係以焊料等連接至發熱體引出電極16及第1、第2電極11、12。可熔導體13可藉由回流焊接而容易地連接。可熔導體13藉由搭載於發熱體引出電極16上而與發熱體14重疊。又，透過發熱體引出電極16跨接在第1、第2電極11、12間之可熔導體13，於發熱體引出電極16與第1電極11之間、及發熱體引出電極16與第2電極12之間熔斷，從而阻斷第1、第2電極11、12間。亦即，可熔導體13，其中央部被支持於發熱體引出電極16，且被支持於發熱體引出電極16之中央部之兩側為熔斷部13a。

又，為了抗氧化、提高潤濕性等，可熔導體13塗布有助焊劑17。可熔導體13，藉由保持助焊劑17可防止可熔導體13之氧化及伴隨氧化之熔斷溫度之上升，抑制熔斷特性之變動，且迅速地熔斷。

[蓋構件]

又，於熔絲元件1，為保護內部，於絕緣基板10之搭載有可熔導體13之表面10a上設置有蓋構件20。蓋構件20相應於絕緣基板10之形狀而形成為大致矩形。此外，如圖1(B)所示，蓋構件20具有側壁21及頂面22，該頂面22覆蓋絕緣基板10之表面10a上，具有可在可熔導體13上填充、保持助焊劑17之內部空間。蓋構件20，例如係藉由將側壁21利用接著劑連接於絕緣基板10之表面10a上，據以構成熔絲元件1之外殼體。

又，如圖3所示，於蓋構件20之頂面22內側，設置有將助焊劑17保持於可熔導體13上之既定位置之助焊劑保持壁24。助焊劑保持壁24自蓋構件20之頂面22向熔絲元件1之內部突出設置，例如由形成為環狀之突條部所構成。蓋構件20藉由助焊劑保持壁24，於絕緣基板10之表面10a側形成有呈圓筒狀突出之助焊劑保持部23。於熔絲元件1，藉由將助焊劑17填充至助焊劑保持部23與可熔導體13之間，而將助焊劑17利用與助焊劑保持壁24之張力，保持於可熔導體13之表面與呈圓筒狀突出之助焊劑保持部23之內部及其周邊之間。

助焊劑保持部23形成在與可熔導體13對向之位置，較佳為形成在與和發熱體14重疊之可熔導體13之大致中央對向之位置，將助焊劑17保持在可熔導體13之與發熱體引出電極16及發熱體14重疊之位置。因此，助焊劑保持部23較佳為形成在蓋構件20之頂面22之大致中央。

因助焊劑保持部23係與可熔導體13之大致中央對向設置，因此助焊劑17可大範圍地覆蓋可熔導體13之表面，利用發熱體14之發熱，使助焊劑17跨及可熔導體13之整個面而均勻地擴散。因此，熔絲元件1，因可熔導體13之抗氧化或潤濕性之提高，而可使第1、第2電極11、12間之電流路徑迅速地熔斷。

此時，因助焊劑保持部23與發熱體14重疊形成，因此助焊劑17利用發熱體14之熱從可熔導體13之與發熱體14之重疊位置擴散至外緣部，於可熔導體13之整個面均勻地擴散，故能使可熔導體13迅速地熔斷。

又，助焊劑保持部23亦可於助焊劑保持壁24之一部分形成高度方向之狹縫。此外，助焊劑保持部23亦可於助焊劑保持壁24之一部分形成開口部。再者，於熔絲元件1，突出成圓筒狀之助焊劑保持部23可以沿著可熔導體13之長度方向並列、或沿著發熱體14之長度方向並列等方式，形成複數個助焊劑保持部23。

又，助焊劑保持部23亦可為同心圓狀之複數個圓筒。此外，助焊劑保持部23不限於圓筒形狀，可採用橢圓形狀等能夠保持助焊劑17之各種形狀。

此種熔絲元件1，隨著近年之電子機器之小型化，而實現小型化、低高度化，例如相應於絕緣基板10，將蓋構件20之外形尺寸設為3mm×2.2mm，側壁21之厚度設為0.2mm，內部尺寸設為2.6mm×1.8mm。蓋構件20當然能夠以除此以外之尺寸形成。

[助焊劑保持壁之外表面與側壁之內壁面之最小距離D]又，於蓋構件20，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D為0.08mm以上。助焊劑保持壁24之外表面24a係指助焊劑保持壁24之與側壁21對向之面，於圖3所示之蓋構件20中，係指形成突出成圓筒狀之助焊劑保持部23之助焊劑保持壁24之外周面。又，側壁21之內壁面21a係指側壁21之蓋構件20之內側之壁面。此外，內壁面21a係假定助焊劑17以側壁21之成為壁面之部位接觸之情形時達到其張力能夠作用之程度的大範圍之面，並不包括局部地突出之部位。

藉由將助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.08mm以上，熔絲元件1，可防止在因回流焊構裝等受到加熱而助焊劑17軟化時，助焊劑17亦附著、被吸至蓋構件20之側壁21 側而從助焊劑保持部23流出，且可將助焊劑17保持於助焊劑保持部23及其周邊。

亦即，熔絲元件1雖因小型化、低高度化而使蓋構件20之內部空間狹小化，但為了防止可熔導體13之氧化並且維持熔斷特性，較佳為將助焊劑保持部23做得較大，以盡可能多供給助焊劑17。另一方面，若構成助焊劑保持部23之助焊劑保持壁24之外周面與蓋構件20之側壁21之內壁面21a接近，則助焊劑17會接觸到側壁21而吸向側壁21側。因此，於熔絲元件1，在將助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D確保為0.08mm以上後，可最大限度地設置助焊劑保持部23而盡可能多保持助焊劑17，且可穩定地保持所供給之助焊劑17，即便經過回流焊加熱亦可於助焊劑保持部23及其周邊保持助焊劑17。

此處，作為助焊劑17，可使用軟化時之黏度約為3~20Pa．s者。於熔絲元件1，藉由將構成助焊劑保持部23之助焊劑保持壁24之外表面24a與蓋構件20之側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.08mm以上，在使用軟化時之黏度約為3Pa．s之低黏度之助焊劑17時，亦可保持於助焊劑保持部23。

又，當助焊劑17軟化時之黏度超過20Pa．s時雖然供給至可熔導體13上時之作業性會變差，但並非本發明中之本質問題，仍可應用於熔絲元件1。此外，助焊劑保持壁24之高度，相應於因熔絲元件1之小型化、低高度化而狹小化的蓋構件20之內部空間而低高度化，例如係形成為0.1mm。

又，於排列複數個助焊劑保持部23之情形時，將構成各助焊劑保持部23之助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.08mm以上。不論鄰接之助焊劑保持壁24彼此之最小距離如何，當小於0.08mm時，助焊劑17即便附著於鄰接之助焊劑保持壁24亦無妨。於利用同心圓狀之複數個圓筒形成助焊劑保持部23之情形時，將最外周之助焊劑保持壁24之外周24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.08mm以上。

又，蓋構件20之側壁21係利用接著劑26連接於絕緣基板10之表面10a。於熔絲元件1，即使是在接著劑26之剩餘部分沿著側壁21之內壁面21a爬上時，藉由將助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D確保為0.08mm以上，亦不會發生沿著內壁面21a爬上之接著劑與助焊劑17接觸而被吸引至內壁面21a側的情況。

此種熔絲元件1，例如利用回流焊等表面構裝於構成鋰離子二次電池之保護電路等外部電路之電路基板，據此組裝至該外部電路之通電路徑上。此時，於熔絲元件1，即使在因回流焊加熱而助焊劑13軟化時，藉由將助焊劑保持壁24之外周24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.08mm以上，亦可防止軟化之助焊劑17與側壁21之內壁面21a接觸而自助焊劑保持部23流出。

因此，於熔絲元件1，可將助焊劑17保持於可熔導體13上之既定位置，而能防止可熔導體13之氧化及伴隨氧化之熔斷溫度之上升，使熔斷特性穩定化。

此外，於熔絲元件1，當透過外部連接電極19a對發熱體14通電使之發熱時，可熔導體13即熔融，並因其潤濕性，而被牽引至第1、第2電極11、12及發熱體引出電極16上。其結果，熔絲元件1，藉由可熔導體13熔斷而能阻斷跨及第1、第2電極11、12間之電流路徑。此外，藉由可熔導體13熔斷，對發熱體14之供電路徑亦被阻斷，因此發熱體14之發熱亦停止。

又，於熔絲元件1，在跨及第1、第2電極11、12間之通電路徑上流過超過額定之意外的大電流時，可藉由可熔導體13因自發熱而熔斷，據以阻斷電流路徑。

又，於上述熔絲元件1，雖係對具備發熱體14，除超過額定之大電流所引起之可熔導體13之自發熱阻斷外，亦可利用發熱體14之發熱使可熔導體13熔斷之構成做了說明，但應用本發明之熔絲元件1，亦可以是不具備發熱體14，藉由超過額定之大電流所引起之可熔導體13之自發熱阻斷來阻斷電流路徑者。

[電路基板]

構裝有熔絲元件1之電路基板2，例如係使用環氧玻璃基板或玻璃基板、陶瓷基板等剛性基板、或者撓性基板等公知之絕緣基板。又，電路基板2，如圖1(B)所示，具有藉由回流焊等表面構裝有熔絲元件1之安裝部，於安裝部內設置有連接電極，該連接電極分別與設於熔絲元件1之絕緣基板10之背面10f之外部連接端子11a、12a、19a連接。此外，電路基板2安裝有對熔絲元件1之發熱體14通電之FET(Field Effect Transistor，場效電晶體)等元件。

[電路模組之使用方法]

接著，說明熔絲元件1、及於電路基板2表面構裝有熔絲元件1之電路模組3之使用方法。如圖4所示，電路模組3，例如係用作為鋰離子二次電池之電池組內之電路。

例如，熔絲元件1，係組裝至電池組40使用，該電池組40具有由合計4個鋰離子二次電池之電池單元41~44構成之電池堆45。

電池組40，具備：電池堆45、控制電池堆45之充放電之充放電控制電路50、在電池堆45之異常時阻斷充電之適用本發明之熔絲元件1、檢測各電池單元41~44之電壓之檢測電路46、以及根據檢測電路46之檢測結果控制熔絲元件1之動作之電流控制元件47。

電池堆45係電池單元41~44串聯連接而成，該電池單元41~44需要進行用以保護免於過充電及過放電狀態之控制，經由電池組40之正極端子40a、負極端子40b而能夠裝卸地連接於充電裝置55，且被施加來自充電裝置55之充電電壓。藉由將被充電裝置55充電之電池組40之正極端子40a、負極端子40b連接於利用電池而動作之電子機器，即能使此電子機器動作。

充放電控制電路50，具備串聯在從電池堆45流向充電裝置55之電流路徑上的2個電流控制元件51、52、以及控制該等電流控制元件51、52之動作的控制部53。電流控制元件51、52，例如係由場效電晶體(以下稱作FET)構成，利用控制部53控制閘極電壓，據以進行電池堆45之電流路徑之導通與阻斷的控制。控制部53，接收來自充電裝置55之電力供給而動作，根據檢測電路46之檢測結果，以在電池堆45過放電或過充電時阻斷電流路徑之方式，控制電流控制元件51、52之動作。

熔絲元件1，例如連接於電池堆45與充放電控制電路50之間的充放電電流路徑上，其動作由電流控制元件47控制。

檢測電路46與各電池單元41~44連接，檢測各電池單元41~44之電壓值，將各電壓值供給至充放電控制電路50之控制部53。又，檢測電路46，在任一電池單元41~44達到過充電電壓或過放電電壓時輸出對電流控制元件47進行控制之控制訊號。

電流控制元件47例如由FET構成，藉由從檢測電路46輸出之檢測訊號，在電池單元41~44之電壓值達到超過既定之過放電或過充電狀態之電壓時，使熔絲元件1動作，與電流控制元件51、52之開關動作無關的阻斷電池堆45之充放電電流路徑。

由以上構成形成之電池組40中，針對熔絲元件1之構成進行具體說明。

首先，適用本發明之熔絲元件1，具有圖5所示之電路構成。亦即，熔絲元件1係由可熔導體13與發熱體14構成之電路構成，該可熔導體13係透過發熱體引出電極16串聯，該發熱體14藉由透過可熔導體13之連接點通電並發熱據以使可熔導體13熔融。又，於熔絲元件1，例如，可熔導體13串聯於充放電電流路徑上，發熱體14與電流控制元件47連接。熔絲元件1之第1電極11透過外部連接電極11a與電池堆45之開放端連接，第2電極12透過外部連接電極12a與電池組40之正極端子40a側之開放端連接。此外，發熱體14透過發熱體引出電極16與可熔導體13連接據以和電池組40之充放電電流路徑連接，且透過發熱體引出電極16及外部連接電極19a與電流控制元件47連接。

此種電池組40，當熔絲元件1之發熱體14被通電而發熱時，可熔導體13即熔融，因其潤濕性而被牽引至發熱體引出電極16上。其結果，於熔絲元件1，可藉由可熔導體13之熔斷確實地阻斷電流路徑。此外，藉由可熔導體13之熔斷對發熱體14之供電路徑亦被阻斷，因此發熱體14之發熱亦停止。

又，於電池組40，在超過熔絲元件1之額定之意外的大電流流過充放電路徑上時，可藉由可熔導體13因自發熱熔斷，以阻斷電流路徑。

又，適用本發明之熔絲元件1不限於用於鋰離子二次電池之電池組之情形，當然亦能夠應用於需要阻斷電氣訊號之電流路徑之各種用途。此外，熔絲元件1除用於進行電流路徑或訊號路徑之阻斷之保護元件(SCP)外，亦可用於透過可熔導體之熔融導體連接電流路徑或訊號路徑之短路元件、或將可熔導體熔斷並透過可熔導體之熔融導體來切換電流路徑或訊號路徑之切換元件。

實施例

接著，說明本發明之實施例。本實施例中，使用實現了小型化、低高度化之蓋構件，改變設在與可熔導體13之大致中央對向之位置之助焊劑保持部23之尺寸、及助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D，確認了以相當於回流焊溫度之溫度(260℃)加熱後之助焊劑有無流動。

實施例及比較例之蓋構件20，如圖3所示，外形尺寸設為3mm×2.2mm，側壁21之厚度設為0.2mm，內部尺寸設為2.6mm×1.8mm。助焊劑保持部23係藉由助焊劑保持壁24突出成圓筒狀而形成。助焊劑保持壁24，其厚度為0.1mm、且從蓋構件之頂面之突出高度為0.1mm。

各實施例及比較例均準備20個熔絲元件樣本，以相當於回流焊溫度之溫度(260℃)進行加熱後，將蓋構件20卸下確認了助焊劑有無流出。

[實施例1]

於實施例1，係將助焊劑保持部23之直徑φ設為1.44mm，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D左右均設為0.08mm。實施例1之熔絲元件中，助焊劑從助焊劑保持部23流出之數量，於20個中為4個。

[實施例2]

於實施例2，係將助焊劑保持部23之直徑φ設為1.4mm，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D左右均設為0.1mm。實施例2之熔絲元件中，助焊劑從助焊劑保持部23流出之數量，於20個中為0個。

[實施例3]

於實施例3，係將助焊劑保持部23之直徑φ設為1.3mm，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D左右均設為0.15mm。實施例3之熔絲元件中，助焊劑從助焊劑保持部23流出之數量，於20個中為0個。

[實施例4]

於實施例4，係將助焊劑保持部23之直徑φ設為1.2mm，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D左右均設為0.2 mm。實施例4之熔絲元件中，助焊劑從助焊劑保持部23流出之數量，於20個中為0個。

[比較例1]

於比較例1，將助焊劑保持部23之直徑φ設為1.5mm，助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D左右均設為0.05mm。比較例1之熔絲元件中，助焊劑從助焊劑保持部23流出之數量，於20個中為16個。

如表1所示，與將助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.05mm之比較例1相較，設為0.08mm之實施例1中，產生助焊劑流出之熔絲元件數自16個驟減至4個。又，將助焊劑保持壁24之外表面24a與側壁21之內壁面21a之最小距離D設為0.1mm以上之實施例2~4中，產生助焊劑流出之熔絲元件數為0個。

亦即，可知於熔絲元件，藉由將蓋構件之助焊劑保持壁之外表面與側壁之內壁面之最小距離D設為0.08mm以上，即便經過回流焊加熱亦可將助焊劑保持於助焊劑保持部。此外，亦可知藉由將助焊劑保持壁之外表面與側壁之內壁面之最小距離D設為0.1mm以上，可更確實地防止助焊劑之流出。