TW201805984A - 保護元件 - Google Patents

Abstract

提供一種能在防止熔絲元件體積增大之同時能因應大電流、且速熔斷性及溶斷後之絕緣性優異之保護元件。

熔絲單元1，具備絕緣基板2、設於絕緣基板2之第1電極3及第3電極4、發熱体5、電性連接於發熱體5之發熱體引出電極6、跨接於第1電極3、第2電極4及發熱體引出電極6因發熱體5之加熱而熔融以遮斷第1電極3及第2電極4間之電流路徑之熔絲元件7、以及對應熔絲元件7與發熱體引出電極6重疊之區域與熔絲元件7電性連接之輔助導體8，據此，使流至熔絲元件7之電流之一部分旁通至輔助導體8。

Description

保護元件

本發明係關於構裝在電流路徑上，在超過額定之電流流過時，藉由加熱器之加熱使熔絲元件熔斷以遮斷該電流路徑的保護元件。

本申請案，以日本2016年3月24日提出申請之日本專利申請號特願2016-059900為基礎主張優先權，參照該申請案並援用於本申請案。

一直以來，有使用一種在流過超過額定之電流時藉由加熱器之加熱使熔絲元件(fuse element)熔斷，以遮斷該電流路徑之保護元件。此種保護元件，較為人知的是形成為在基板上搭載電極及熔絲元件之功能型晶片，將此晶片構裝在電路基板上之表面構裝型者。

上述保護元件，由於係根據來自外部電路之訊號對加熱器通電進行加熱以使熔絲元件熔斷，因此能以基於外部電路控制之時機遮斷電流路徑之如開關般的使用方式。此種保護元件，係用作為例如鋰離子電池等二次電池之保護電路。

近年來，於鋰離子電池等二次電池之用途上被要求能有大電流輸出，例如電動自行車及電動工具等日漸增加，而有使用保護電路之額定電流提高、能耐大電流之保護元件。

熔絲元件，為能耐受大電流而以降低電阻值為目的增大了剖 面積，亦即，藉由加熱器熔斷之熔絲元件之體積有增大之傾向。

熔融之熔絲元件(以下，亦有僅稱為熔融體。)會凝結在保護元件之基板上。然而，當熔絲元件之熔融體積增大時，到熔融之時間增大而使得熔斷特性，此外，亦有無法將熔絲元件之熔融體保持在電極間之絕緣空間，而使得將電極間電性分離變得困難導致絕緣性惡化之情形。

專利文獻1所記載之技術，揭示了一種不將熔融之熔絲元件在基板上加以保持，而係以設在基板之通孔(through hole)加以吸引，以將熔絲元件之熔融體與電極適當地加以分離之技術。

先行技術文獻

[專利文獻]：特開2015-053260號公報

然而，上述專利文獻1所記載之技術，必須在基板設置通孔以設置熔絲元件之熔融體之吸引路徑，設置通孔將導致基板大型化，產生保護元件之小型化困難的課題。

此外，上述專利文獻1所記載之技術，必須有將所吸引之熔絲元件保持在基板背面之空間，產生保護元件之高度變高的課題。

再者，上述專利文獻1所記載之技術，為能提高額定因應大電流，使得熔絲元件之熔斷體積變大，因此不易縮短從加熱器之加熱到熔斷為止之時間，欲消除速熔斷性惡化是非常困難的。

因此，本發明之目的在提供一種能因應大電流且能在不妨礙 小型化之情形下，具有優異之速熔斷性及熔斷後之絕緣性的保護元件。

為解決上述課題，本發明之保護元件，具有絕緣基板、設在該絕緣基板之第1電極及第2電極、發熱體、電性連接於該發熱體之發熱體引出電極、跨接於該第1電極、該第2電極及該發熱體引出電極、因該發熱體之加熱而熔融以遮斷該第1電極及第2電極間之電流路徑之熔絲元件、以及對應該熔絲元件與該發熱體引出電極重疊之區域，與該熔絲元件電性連接之輔助導體。

根據本發明，藉由具有與熔絲元件並行之通電路徑的輔助導體以電性方式支承熔絲元件，能減少熔絲元件熔斷部之體積，無需確保用以保持熔絲元件之熔融體之較寬敞的空間，且藉由發熱體之加熱使熔絲元件迅速熔斷，而能提升保護元件之熔斷特性。如此，保護元件，可藉由在發熱體之加熱後迅速地遮斷電流路徑、切斷電路，以適當地從過電流保護被保護對象，亦能確保絕緣性。

1‧‧‧熔絲單元

2‧‧‧絕緣基板

2a‧‧‧表面

2b‧‧‧背面

2c‧‧‧第1側面

2d‧‧‧第2側面

2e‧‧‧第3側面

3‧‧‧第1電極

3a‧‧‧第1外部連接電極

4‧‧‧第2電極

4a‧‧‧第2外部連接電極

5‧‧‧發熱體

6‧‧‧發熱體引出電極

7‧‧‧熔絲元件

7a‧‧‧熔融體

7b、7b1、7b2、7b3、7b4‧‧‧小剖面積部

7c‧‧‧貫通孔

7d‧‧‧第1熔絲元件

7e‧‧‧第2熔絲元件

8‧‧‧輔助導體

8a、8b、8c‧‧‧分割片

8d‧‧‧凸部

8e‧‧‧第1輔助導體

8f‧‧‧第2輔助導體

9‧‧‧絕緣體

10‧‧‧第1發熱體電極

10a‧‧‧第3外部連接電極

11‧‧‧第2發熱體電極

20‧‧‧保持凹部

100‧‧‧熔絲單元

102‧‧‧絕緣基板

103‧‧‧第1電極

104‧‧‧第2電極

105‧‧‧發熱體

106‧‧‧發熱體引出電極

107‧‧‧熔絲元件

107a‧‧‧熔融體

109‧‧‧絕緣體

110‧‧‧第1發熱體電極

111‧‧‧第2發熱體電極

圖1係顯示適用本發明之熔絲單元之一例的俯視圖。

圖2係圖1所示之A-A’線剖面圖。

圖3係顯示圖1所示之熔絲單元作動、熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖4係圖3所示之A-A’線剖面圖。

圖5說明圖1所示之熔絲單元之電路構成的等效電路圖，圖5(A)顯 示熔絲單元動作前之狀態、圖5(B)顯示熔絲單元動作後、熔絲元件熔融之狀態。

圖6係顯示比較例之熔絲單元的俯視圖。

圖7係圖6所示之A-A’線剖面圖。

圖8係顯示比較例之熔絲單元作動、熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖9係圖8所示之A-A’線剖面圖。

圖10係顯示變形例1之熔絲單元的俯視圖。

圖11係顯示圖10所示之A-A’線剖面圖。

圖12係顯示比較例1之熔絲單元作動、熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖13係顯示圖12所示之A-A’線剖面圖。

圖14係顯示變形例2之熔絲單元的俯視圖。

圖15係顯示變形例3之熔絲單元的俯視圖。

圖16係顯示圖15所示之A-A’線剖面圖。

圖17係顯示變形例4之熔絲單元的俯視圖。

圖18係顯示圖17所示之A-A’線的剖面圖。

圖19係顯示變形例4之熔絲單元作動、熔絲元件熔融之狀態的俯視圖。

圖20係顯示圖19所示之A-A’線剖面圖。

圖21係顯示變形例5之熔絲單元的俯視圖。

圖22係顯示圖21所示之A-A’線剖面圖。

圖23係從右側面所見之圖21所示之熔絲單元的俯視圖。

圖24係變化圖21所示之熔絲單元之輔助導體之形狀、從右側面所見的俯視圖。

圖25係顯示變形例6之熔絲單元的俯視圖。

圖26係從右側面所見之圖25所示之熔絲單元的俯視圖。

以下，針對適用本發明之保護元件，就其中之熔絲單元一邊參照圖面一邊詳細的說明之。又，本發明不僅限定於以下實施形態，在不脫離本發明要旨之範圍內，當然可有各種變化。此外，圖面係以示意方式顯示，各尺寸之比率等可能與實物有所差異。具體的尺寸等應參酌下述說明加以判斷。又，各圖面間當然亦有可能包含彼此之尺寸關係或比率相異之部分。

適用本發明之熔絲單元1，如圖1及圖2所示，例如係在鋰離子二次電池之保護電路等之電路基板藉由回流焊進行表面構裝，據以將熔絲元件7組裝於鋰離子二次電池之充放電路徑上者。

此保護電路，當超過熔絲單元1之額定之大電流流過時，熔絲元件7即因自我發熱(焦耳熱)熔斷據以遮斷電流路徑。此外，此保護電路，可藉由設在構裝有熔絲單元1之電路基板等之電流控制元件以既定時序對發熱體5通電，並藉由發熱體5之發熱使熔絲元件7熔斷以遮斷電流路徑。又，圖1係將適用本發明之熔絲單元1，省略外殼加以顯示的俯視圖，圖2係此熔絲單元1的剖面圖。

〔熔絲單元〕

熔絲單元1，如圖1及圖2所示，具備絕緣基板2、設在絕緣基板2之第1電極3及第2電極4、發熱體5、電性連接於發熱體5之發熱體引出電極6、跨於第1電極3、第2電極4及發熱體引出電極6連接並因發熱體5 之加熱而熔融以遮斷第1電極3及第2電極4間之通電路徑之熔絲元件7、以及對應熔絲元件7與發熱體引出電極6重疊之區域而與熔絲元件7電性連接之輔助導體8。

熔絲單元1中，雖係將輔助導體8配置在介於熔絲元件7與發熱體引出電極6之間，但亦可配置在熔絲元件7之上部、或配設在介於熔絲元件7與發熱體引出電極6之間並亦配設在熔絲元件7之上部。

熔絲單元1，可使流過熔絲元件7之電流之一部分在與發熱體引出電極6重疊之區域、亦即在熔斷部旁通至輔助導體8，做成元件整體可因應大電流。

又，熔絲單元1，具備覆蓋發熱體5以妨礙發熱體5與發熱體引出電極6之接觸的絕緣體9、與在絕緣基板2上設在發熱體5兩端之第1發熱體電極10及第2發熱體電極11。發熱體引出電極6，一端與第2發熱體電極11連接、另一端則連接在熔絲元件7之中途部分。

〔絕緣基板〕

絕緣基板2，係使用例如氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性之構件形成為方形。除此之外，絕緣基板2亦可使用用於玻璃環氧基板、酚基板等印刷配線基板之材料。

〔第1電極及第2電極〕

第1電極3及第2電極4在絕緣基板2之表面2a上相對向之側緣近旁分別分離配置而開放，藉由熔絲元件7之搭載，透過熔絲元件7電性連接。又，第1電極3及第2電極4，在超過額定之大電流流過熔絲單元1時熔絲元件7即因自我發熱(焦耳熱)而熔斷、或發熱體5伴隨通電而發熱使熔 絲元件7熔斷，據以遮斷電流路徑。

如圖1及圖2所示，第1電極3及第2電極4分別透過設在絕緣基板2之第1側面2c及第2側面2d之半圓孔(Castellation)與設在背面2b之第1外部連接電極3a及第2外部連接電極4a連接。熔絲單元1，透過此等第1外部連接電極3a及第2外部連接電極4a與形成有外部電路之電路基板連接，構成為該外部電路之通電路徑之一部分。

第1電極3及第2電極4可使用Cu或Ag等之一般電極材料形成。又，於第1電極3及第2電極4之表面上，最好是有以鍍敷處理等之公知手法塗有Ni/Au鍍敷、Ni/Pd鍍敷、Ni/Pd/Au鍍敷等之被膜較佳。如此，熔絲元件1，即能防止第1電極3及第2電極4之氧化，防止伴隨導通電阻上升之額定變動。

又，當進行熔絲元件1之回流構裝時，在連接熔絲元件7之連接用焊料或熔絲元件7之外層形成有低熔點金屬層之情形時，可防止因該低熔點金屬之熔融而熔蝕(焊料浸蝕)第1電極3及第2電極4。

〔發熱體〕

發熱體5係通電即發熱、具有導電性之構件，由例如鉻、W、Mo、Ru、Cu、Ag、或以此等為主成分之合金等構成。發熱體5，可藉由將此等之合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等混合後，將作成膏狀之物於絕緣基板2上使用網版印刷技術形成圖案，藉燒成等來形成。此外，發熱體5之一端與第1發熱體電極10連接、另一端與第2發熱體電極11連接。

於熔絲單元1，以覆蓋發熱體5之方式配設絕緣體9，透過此絕緣體9以和發熱體5對向之方式形成有發熱體引出電極6。為了將發熱 體5之熱以良好效率傳遞至熔絲元件7，亦可在發熱體5與絕緣基板2之間積層絕緣體。作為絕緣體9，可使用例如玻璃材料。

發熱體引出電極6之一端連接於第2發熱體電極11、且透過第2發熱體電極11與發熱體5之一端連續。又，第2發熱體電極11形成在絕緣基板2之表面2a側，第1發熱體電極10則從絕緣基板2之表面2a側形成至第3側面2e側。此外，第1發熱體電極10透過形成在第3側面2e之半圓孔與形成在絕緣基板2之背面2b之第3外部連接電極10a連接。

發熱體5，藉由熔絲單元1被構裝於電路基板，透過第3外部連接電極10a與形成在電路基板之外部電路連接。且，發熱體5可以遮斷外部電路之電流路徑的既定時機透過第3外部連接電極10a被通電而發熱，據以熔斷連接第1電極3及第2電極4之熔絲元件7。又，發熱體5，因熔絲元件7熔斷而本身之電流路徑亦被遮斷，故停止發熱。

〔熔絲元件〕

熔絲元件7係由可藉由發熱體5之發熱迅速熔斷之材料構成，非常適合使用例如焊料、或以Sn為主成分之無鉛焊料等之低熔點金屬。

又，熔絲元件7可使用In、Pb、Ag、Cu或以此等中之任一者為主成分之合金等的高熔點金屬，或者亦可以是以低熔點金屬層為內層、高熔點金屬層為外層等之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，在回流構裝熔絲單元1時，即使回流溫度超過低熔點金屬之熔融溫度而使低熔點金屬熔融，亦能抑制低熔點金屬往外部之流出，維持熔絲元件7之形狀。此外，在熔斷時，因低熔點金屬熔融而融而熔蝕(焊料熔蝕)高熔點金屬，能以高熔點金屬之熔點以下之溫度迅速 的熔斷。

又，熔絲元件7係以焊料等連接於輔助導體8及第1電極3及第2電極4。熔絲元件7可藉由回流焊容易地加以連接。熔絲元件7透過輔助導體8被搭載於發熱體引出電極6上，據以和發熱體引出電極6重疊，亦與發熱體5重疊。此外，透過輔助導體8跨接在第1電極3及第2電極4間之熔絲元件7，在輔助導體8與第1電極3之間、及輔助導體8與第2電極4之間熔斷，將第1電極3及第2電極4間遮斷。亦即，熔絲元件7，係中央部透過輔助導體8被發熱體引出電極6支承，且被發熱體引出電極6支承之中央部為熔斷部。

又，熔絲元件7為防止氧化、提升濕潤性等，塗布有未圖示之助焊劑。熔絲元件7，藉由保持助焊劑，能防止熔絲元件7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，迅速地熔斷。

熔絲元件7，在與發熱體引出電極6重疊之區域，具有第1電極3及第2電極4間之一部分較其他部分剖面積小的小剖面積部7b。亦即，熔絲元件7，係形成為因來自發熱體5之加熱而熔斷之部位之體積較小。

圖1中，熔絲元件7，其小剖面積部7b係相對熔絲元件7之通電方向將寬度方向做得較窄之部分，熔絲元件7之厚度與其他部分相較略同等。此種熔絲元件7，可藉由對矩形之熔絲元件進行沖孔加工等開孔(打掉)容易地作成。

又，熔絲元件7之小剖面積部7b，不僅限於相對熔絲元件7之通電方向成寬度方向做得較窄之構成，亦可以是剖面積較小之其他形狀。例如，小剖面積部7b可以是在熔絲元件之寬度方向分散設置複數個， 亦可以是將熔絲元件7之厚度加工成較薄者。

如以上所述，熔絲元件7因具有小剖面積部7b，在緊挨著發熱體5上方、與發熱體引出電極6重疊之區域，可減少熔斷體積。

不過，熔絲元件7具有小剖面積部7b，即意味與熔絲元件7之其他部分相較，小剖面積部7b之電阻較高，因應大電流可能變得困難，但可藉由以下說明之使流過熔絲元件7之電流之一部分旁通至輔助導體8，即能降低電流路徑整體之電阻。如此，熔絲單元1即能因應大電流。

〔輔助導體〕

輔助導體8係介在熔絲元件7與發熱體引出電極6間之良導體，將對應熔絲元件7之小剖面積部7b之區域相對熔絲元件7之通電方向於寬度方向輔助電流路徑。

輔助導體8可使用例如Cu或Ag等之積層體或板材、或是包含此等之合金之積層體或板材等。輔助導體8負擔部分流至熔絲元件7之電流，換言之，與小剖面積部7b並列構成旁通之電流路徑，據以防止過大的電流流至小剖面積部7b，即使是在大電流環境下亦能防止熔絲元件7之過度發熱及熔融。此外，輔助導體8亦可使用與發熱體引出電極6相同材料構成。輔助導體8可藉由將導電性材料以網版印刷技術等進行圖案形成等來容易地形成。

因此，輔助導體8，為避免在熔絲元件7之小剖面積部7b之電阻上升，從而配置成在小剖面積部7b之外側(相對熔絲元件7之通電方向於寬度方向)承擔通電路徑。

又，輔助導體8，如圖1所示，在與熔絲元件7之小剖面積 部7b重疊之區域被分割，各分割片8a、8b為非接觸。亦即，輔助導體8之各分割片8a、8b間之空間形成為保持熔絲元件7之熔融體7a的保持凹部20。

保持凹部20，如圖3及圖4所示，能在熔絲元件7熔斷時，吸引保持熔絲元件7之熔融體7a，抑制熔融體7a往其他部位之流出。藉由以保持凹部20保持熔融體7a，能防止在第1電極3及第2電極4間發生短路，熔絲單元1可正常的遮斷通電路徑。

又，作為輔助導體8之分割方法，可採任意方法，但如上所述，尤以在與小剖面積部7b重疊之區域進行分割較佳。此係由於能以保持凹部20確實的保持緊挨在上方之小剖面積部7b之熔融體之故。

又，輔助導體8，當然可以一片不分割之構件構成。此係因於適用本發明之熔絲單元1，藉由盡可能的縮小小剖面積部7b之剖面積而使熔融體7a之量為極少量，即使不吸引保持在保持凹部20亦能充分保持在輔助導體8上之故。

又，熔絲單元1，可實現小型且高額定之保護元件，例如絕緣基板2之尺寸為3~4mm×5~6mm程度之小型，但卻能謀求電阻值為0.5~1mΩ、50~60A額定之高額定化。此外，本發明當然可適用於具備任何有尺寸、電阻值及電流額定之保護元件。

又，熔絲單元1，於絕緣基板2之表面2a上安裝有保護內部並防止熔融之熔絲元件7之飛散之未圖示的罩構件。罩構件，具有搭載在絕緣基板2之表面2a上的側壁、與構成熔絲單元1之上面的頂面。此罩構件，可使用例如熱可塑性塑膠，陶瓷，玻璃環氧基板等具有絕緣性之構 件形成。又，本發明之特徵構造由於係在罩構件內部之構造，因此之後之說明中，針對此罩構件不再提及。

〔電路構成〕

接著，說明熔絲單元1之電路構成、與通電路徑之遮斷動作。熔絲單元1，如圖1及圖5(A)所示，從第1電極3到第2電極4連接有熔絲元件7，於熔絲元件7之中途部分透過輔助導體8連接有發熱體引出電極6。又，發熱體引出電極6，在與輔助導體8之相反側，依序連接有第2發熱體電極11、發熱體5、第1發熱體電極10。因此，熔絲單元1，可以說是將分別連接在第1電極3、第2電極4及第1發熱體電極10之第1外部連接電極3a、第2外部連接電極4a及第3外部連接電極10a作為外部端子的3端子元件。

熔絲單元1係構成為主電路之電流從第1電極3流向第2電極4，在從第1發熱體電極10流過電流之情形時，發熱體5發熱，如圖3、圖4及圖5(B)所示，熔絲元件7熔融、熔融體7a凝結在輔助導體8上，熔絲元件7被切斷。據此，於熔絲單元1，第1電極3及第2電極4間之電流路徑被遮斷，且第1發熱體電極10及第2電極4間之電流路徑亦被遮斷。

此處，熔絲單元1，如圖4所示，熔融體7a以埋住保持凹部20之方式凝結在輔助導體8上。於熔絲單元1，由於小剖面積部7b之體積小，因此能使凝結之熔融體7a之體積亦小。

〔比較例〕

接著，作為比較例，一邊與圖6至圖9所示之不具備輔助導體8之熔絲單元100比較、一邊說明上述熔絲單元1之效果。

如圖6至圖9所示，不具備輔助導體8之熔絲單元100，具備絕緣基板102、設在絕緣基板102之第1電極103及第2電極104、發熱體105、電性連接於發熱體105之發熱體引出電極106、橫跨第1電極103、第2電極104及發熱體引出電極106連接並藉由發熱體105之加熱而熔融以遮斷第1電極103及第2電極104間之通電路徑之熔絲元件107、覆蓋發熱體105以妨礙發熱體105與發熱體引出電極106之接觸之絕緣體109、以及在絕緣基板102上設在發熱體5兩端之第1發熱體電極110及第2發熱體電極111。

當將於熔絲單元100之額定電流設為X〔A〕、熔斷部之通電長設為L〔m〕、熔斷部之剖面積設為S〔m²〕、熔斷部之體積設為V〔m³〕時，為因應2倍之電流2X，剖面積須為2S、體積須為2V。亦即，此處可輕易理解為因應2倍之電流，熔斷之體積增加，即使發熱體105動作而開始過熱，熔絲元件107之熔斷亦會變遲。

然而，於上述說明之熔絲單元1，由於流向熔絲元件7之電流中之一部分會分散流向輔助導體8，因此即使熔絲元件7之熔斷部之剖面積為S、熔斷部之體積為V，亦藉由調整輔助導體8之材質及剖面積，因應2倍之電流2X。亦即，於熔絲單元1，藉由增加旁通至輔助導體8之電流量，即能在不增加熔絲元件7之熔斷部體積之情形下，因應大電流。

又，熔絲單元1，由於能維持熔絲元件7之熔斷部之剖面積S、熔斷部之體積V，因此即使與熔絲單元100相較亦不增加熔斷體積，因此不會使熔絲元件7之熔斷動作變遲。進一步的，熔絲單元1，由於能盡可能地減少熔斷部之體積，因此能在因應大電流之同時加快熔絲元件7之熔 斷動作。

〔變形例1〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例1之熔絲單元30，如圖10及圖11所示，熔絲元件7之小剖面積部7b之厚度與其他部分相較形成得較薄，整體形成為一矩形狀構件，輔助導體8亦未分割成複數個之構成。

於熔絲單元30，相對熔絲元件7之通電方向之寬度方向的長度不變，熔斷部、亦即將與發熱體引出電極6重疊之部位做得較薄以減少剖面積，可以說是一將熔斷部位之體積減少之物。

熔絲單元30，由於相對通電方向之熔絲元件7之熔斷部之寬度一定，因此係在不分割輔助導體8之情形下支承熔絲元件7，構成相對通電方向於寬度方向無電阻差。因此，熔絲單元30，即使因通電而熔絲元件7自我發熱時，相對於熔絲元件7之通電方向能於寬度方向進行均勻的加熱。

熔絲單元30，如圖12及圖13所示，在熔絲元件7因發熱體5之發熱而熔融之情形時，熔融體7a凝結在輔助導體8上。熔絲單元30，由於小剖面積部7b之體積小，因此能使凝結之熔融體7a之體積亦小。

熔絲單元30中之熔絲元件7，可藉由將矩形之元件以沖壓加工等形成較薄部分的小剖面積部7b來製作出。

〔變形例2〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例2之熔絲單元40，如圖14所示，係將熔絲元件7之小剖面積部分割為複數個並行配置之第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2，第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2之厚度與熔絲元件7之其他部分為相同厚度。輔助導體8，在對應第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2之部分被分割，由3個分割片8a、8b、8c構成。

於熔絲單元40，相對熔絲元件7之通電方向將寬度方向長度作得較窄的第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2的2個形成為平行，將熔斷部、亦即與發熱體引出電極6重疊之部位分別分配於第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2，以成為較熔絲單元1之小剖面積部7a之剖面積更小的剖面積。熔絲單元40，與不具備輔助導體8之熔絲單元100相較，可以說是減少熔斷部之剖面積，以減少熔斷部位之體積者。

熔絲單元40，雖於輔助導體8之各分割片8a、8b、8c間設有第1保持凹部20a、第2保持凹部20b，但其功能與上述熔絲單元1之保持凹部20相同。

於熔絲單元40，藉由將熔絲單元1之小剖面積部7a分割為複數個以作成第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2，可將各小剖面積部7b1、7b2之剖面積做小，以期待熔斷特性之提升。

於熔絲單元40，在因發熱體5之發熱使熔絲元件7熔融時，熔融體7a以埋住第1保持凹部20a及第2保持凹部20b之方式凝結在輔助 導體8上。熔絲單元40，因小剖面積部7b1、7b2之體積小，故能使凝結之熔融體7a之體積亦小。

熔絲單元40中之熔絲元件7，可藉由將矩形之元件以沖壓加工等打掉不要部分，以形成第1小剖面積部7b1及第2小剖面積部7b2來加以製作。亦即，可使用與熔絲單元1相同方法製作熔絲元件7。

〔變形例3〕

其次，說明上述之熔絲單元1之變形例。針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例3之熔絲單元50，如圖15及圖16所示，係將熔絲元件7之小剖面積部7b之厚度形成為較其他部分薄，熔絲元件7整體形成為一矩形構件，並且不將輔助導體8分割為複數個之構成。熔絲元件7之小剖面積部7b，係對應與發熱體引出電極6重疊之區域設置。

再者，於熔絲單元50，在熔絲元件7之較薄部分的小剖面積部7b相對通電方向於寬度方向具有複數個貫通孔7c，藉由複數個貫通孔7c形成作為窄寬度區域之小剖面積部7b1、7b2、7b3、7b4。又，輔助導體8，在對應小剖面積部7b1、7b2、7b3、7b4之部分雖未分割，但當然可以是分割的。此外，貫通孔7c在圖示中雖為圓形，但當然不限於圓形。進一步的，即使是將貫通孔7c變更為非貫通之凹部，當然亦是能夠達成減少熔斷部剖面積之目的。

於熔絲單元50，係在不改變相對熔絲元件7之通電方向之寬度方向的長度整體，藉由將熔斷部、亦即與發熱體5重疊之部位做薄以 減少剖面積，據以減少熔斷部位之體積，進一步的，將熔絲元件7之相對通電方向之寬度方向長度做窄的小剖面積部7b1、7b2、7b3、7b4形成為平行，以使熔斷部之剖面積較變形例1所說明之熔絲單元30更小之剖面積。熔絲單元50與熔絲單元30，可以說是使熔斷部之剖面積更少，以減少熔斷部位之體積者。

熔絲單元50，在因發熱體5之發熱使熔絲元件7熔融時，熔融體7a會凝結在輔助導體8上。熔絲單元50，因小剖面積部7b1、7b2、7b3、7b4之體積小，故能使凝結之熔融體7a之體積亦小。

熔絲單元50中之熔絲元件7，可藉由對矩形之元件進行沖壓加工等以形成作為較薄部分之小剖面積部7b，藉由沖孔加工等打出貫通孔7c部分，以形成小剖面積部7b1、7b2、7b3、7b4來製作出。又，同時進行沖壓加工與沖孔加工之手法亦為已知，藉由此等手法之使用，可以一步驟進行元件之較薄部分之形成與打掉無需部分。

〔變形例4〕

接著，說明上述熔絲單元1之變形例。又，針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例4之熔絲單元60，如圖17及圖18所示，係將熔絲元件7之小剖面積部之剖面積做成0的構成，亦即熔絲元件7於通電方向是完全分離的構成。

於熔絲單元60，熔絲元件7由第1熔絲元件7d與第2熔絲元件7e構成，第1熔絲元件7d與第2熔絲元件7e因設在輔助導體8之凸 部8d而分離。換言之，第1熔絲元件7d與第2熔絲元件7e係以設於輔助導體8之凸部8d之側面為相對面，隔著凸部8對向配置。

此處，設在第1熔絲元件7d與第2熔絲元件7e之間之空間，係對應與發熱體引出電極6重疊之區域設置，特別是如上所述，由輔助導體8之凸部8d佔據。

第1熔絲元件7d連接於第1電極3與輔助導體8，透過輔助導體8與發熱體引出電極6及第2熔絲元件7e連接。又，第2熔絲元件7e連接於第2電極4與輔助導體8，透過輔助導體8與發熱體引出電極6及第1熔絲元件7d連接。

於熔絲單元60，如圖19及圖20所示，因發熱體5之發熱而使熔絲元件7熔融時，熔融體7a1及熔融體7a2會在輔助導體8上隔著凸部8d分別凝結。又，熔融體7a1及熔融體7a2亦有形成為一個熔融體7a之情形，以下，說明熔融體7a之情形。

熔絲單元60，因無小剖面積部，故熔斷之熔絲元件7之體積僅有第1熔絲元件7d與輔助導體8之連接部及第2熔絲元件7e與輔助導體8之連接部，與上述變形例1至變形例3相較，可使凝結之熔融體7a之體積最小。

熔絲單元60中之第1熔絲元件7d及第2熔絲元件7e，可藉由從矩形元件切出來加以製作。

〔變形例5〕

接著，說明上述熔絲單元1之變形例。針對與上述說明之熔絲單元1略同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等 效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例5之熔絲單元70，如圖21至圖23所示，係設有將熔絲元件7之小剖面積部7b從上下夾持之第1輔助導體8e及第2輔助導體8f之積層構造。

於熔絲單元70，熔絲元件7之構造與熔絲單元1中之熔絲元件大略同等，可以說是將熔絲單元1中之輔助導體8做成二片之構造。

第1輔助導體8e及第2輔助導體8f係彼此具有大致同等大小之板狀構件，從上下夾持熔絲元件7之小剖面積部7b。第1輔助導體8e介在熔絲元件7與發熱體引出電極6之間，第2輔助導體8f積層在熔絲元件7之上部。

因此，熔絲單元70，係將上述說明之熔絲單元1中之輔助導體8般之電流路徑於上下形成，可以說是一使流過熔絲元件7之電流分散之效果較熔絲單元1高之構成。

又，第1輔助導體8e及第2輔助導體8f係對應與發熱體引出電極6重疊之位置設置，至少夾持小剖面積部7b。

於熔絲單元70，因發熱體5之發熱使熔絲元件7熔融時，熔融體7a會凝結在第1輔助導體8e及第2輔助導體8f之間。亦即，熔融體7a被並行配置之第1輔助導體8e及第2輔助導體8f之對向面保持，而不會流出至第1輔助導體8e及第2輔助導體8f之外側。

於熔絲單元70，在熔絲元件7之熔融時，因凝結在第1輔助導體8e上之熔融體7a將第2輔助導體8f頂起，故第1輔助導體8e與第2輔助導體8f以分離較佳，但這不妨礙物理性連結。輔助導體8f在熔絲元 件7熔融時雖是位置未被固定之不安定狀態，但以做成藉由設置有未圖示之罩構件等的變動限制構件來避免從既定範圍脫離動作者較佳。

此處，針對輔助導體8f，亦可如圖24所示，做成與輔助導體8e物理性連接之構成。圖24係從側面觀察熔絲單元70之圖，其中之輔助導體8f與圖23所示之形狀有所變更。

圖24所說明之輔助導體8f，具有覆蓋熔絲元件7之相對通電方向之寬度方向側面之側壁，以覆蓋熔絲元件7之方式蓋著輔助導體8e。呈輔助導體8f側壁之端部與輔助導體8e物理性連接之狀態。

於熔絲單元70，因第1輔助導體8e及第2輔助導體8f係設置成為繞熔絲元件7之小剖面積部7b，故可使流至熔絲元件7之電流之大部分旁通至第1輔助導體8e及第2輔助導體8f，從而能使小剖面積部7b之體積更小，使凝結之熔融體7a之體積小。

熔絲單元70中之輔助導體8e及輔助導體8f，可分別以網版印刷技術等進行圖案形成而容易地形成。

〔變形例6〕

其次，說明上述熔絲單元1之變形例。針對與上述說明之熔絲單元1大致同等之部位係賦予相同符號並省略說明，僅說明其差異。此外，作為等效電路，因與圖5所說明者相同，故省略說明。

變形例6之熔絲單元80，如圖25及圖26所示，熔絲元件7係形成為小剖面積部7b相對通電方向之寬度方向形成在一端，且具有此一端部朝向絕緣基板2之表面2a彎折成大致L字形之構造。

於熔絲單元80，藉由將熔絲元件7形成為一端彎折之構成， 在彎折之前端部分，熔絲元件7與發熱體引出電極6直接抵接，來自發熱體5之熱從發熱體引出電極6直接傳遞至熔絲元件7，因此即使是在將輔助導體8形成在熔絲元件7與發熱體引出電極6之間之情形時，亦能保持高的熱傳遞效率。

於熔絲單元80，由於在與發熱體引出電極6抵接之位置配置小剖面積部7b，因此能使小剖面積部7b迅速加熱、熔融，使熔絲元件7熔斷。

熔絲單元80，雖係藉由在輔助導體8上配置具有小剖面積部7b、端部彎折形狀之熔絲元件7來形成，但熔絲元件7之彎折加工可在將熔絲元件7搭載於輔助導體8上後進行。

〔總結〕

如以上各例所說明之熔絲單元，可藉由輔助導體輔助熔絲元件之電流路徑，在不使熔絲元件大型化之情形下降低電阻值，可在因應大電流之同時達成元件之小型化。

又，各例所說明之熔絲單元，可藉由在熔絲元件形成小剖面積部，據以減少熔斷部之體積、減少熔融體之體積，如此，即能獲得速熔斷性及熔斷後之絕緣性優異的元件。

又，熔絲單元之構造，當然可以是將上述各例適當地加以組合之構造，例如輔助導體之分割、以輔助導體圍繞熔絲元件、小剖面積部之形狀等，小剖面積部之配設位置可任意組合使用。

1‧‧‧熔絲單元

2‧‧‧絕緣基板

2a‧‧‧表面

2c‧‧‧第1側面

2d‧‧‧第2側面

2e‧‧‧第3側面

3‧‧‧第1電極

4‧‧‧第2電極

5‧‧‧發熱體

6‧‧‧發熱體引出電極

7‧‧‧熔絲元件

7b‧‧‧小剖面積部

8‧‧‧輔助導體

8a、8b‧‧‧分割片

9‧‧‧絕緣體

10‧‧‧第1發熱體電極

10a‧‧‧第3外部連接電極

11‧‧‧第2發熱體電極

20‧‧‧保持凹部

i‧‧‧通電方向

L‧‧‧熔斷部之通電長

Claims (13)

1. 一種保護元件，具有：絕緣基板；第1電極及第2電極，係設在該絕緣基板；發熱體；發熱體引出電極，係電性連接於該發熱體；熔絲元件，係跨於該第1電極、該第2電極及該發熱體引出電極連接，因該發熱體之加熱而熔融，以遮斷該第1電極及第2電極間之電流路徑；以及輔助導體，係對應該熔絲元件與該發熱體引出電極重疊之區域，與該熔絲元件電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該輔助導體係在該熔絲元件與該發熱體引出電極之間。
3. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該輔助導體係設在該熔絲元件上部。
4. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該輔助導體係在該熔絲元件與該發熱體引出電極之間、且亦配設在該熔絲元件上部。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之保護元件，其中，該熔絲元件在與該發熱體引出電極重疊之區域，具有該第1電極及第2電極間之一部分較其他部分剖面積小之小剖面積部。
6. 如申請專利範圍第5項之保護元件，其中，該小剖面積部係將該熔絲元件之通電方向之寬度做得較窄的部分。
7. 如申請專利範圍第6項之保護元件，其中，該小剖面積部於該熔絲元件之寬度方向設有複數個。
8. 如申請專利範圍第6或7項之保護元件，其中，該小剖面積部係將該熔絲元件之厚度加以調整而成者。
9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項之保護元件，其中，該輔助導體在與該熔絲元件之該小剖面積部重疊之區域被分割，各分割片非接觸。
10. 如申請專利範圍第9項之保護元件，其中，該輔助導體之各分割片間之空間，形成為保持該熔絲元件之熔融體的保持凹部。
11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之保護元件，其中，該熔絲元件具有：第1構件，係跨接於該發熱體引出電極與該第1電極；以及第2構件，其與該第1構件為非接觸，跨接於該發熱體引出電極與該第2電極。
12. 如申請專利範圍第11項之保護元件，其中，該輔助導體，在與該熔絲元件之該第1構件與該第2構件之間之空的區域重疊之區域亦有設置。
13. 如申請專利範圍第12項之保護元件，其中，該輔助導體，設有用以充填該熔絲元件之該第1構件與該第2構件之間之空的區域之突出部。