TW202412035A - 熔絲組件及保護元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種包括無鉛-熔絲組件的保護元件，所述無鉛-熔絲組件具有耐回流性且在回流後亦可維持低的電阻、且包含單一合金。一種保護元件，包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；熔絲組件，至少將所述第一電極及所述第二電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。
Description
本發明是有關於一種熔絲合金及電氣/電子設備的保護元件。
近年來，隨著行動設備等小型電子設備的迅速普及，安裝於所搭載的電源的保護電路的保護元件亦使用了小型薄型的元件。在二次電池組的保護電路中，例如適當地利用專利文獻1所記載般的表面安裝零件（Surface Mounted Device，SMD）的保護元件。該些保護元件中有非恢復型保護元件，所述非恢復型保護元件對因被保護設備的過電流而產生的過大發熱或過電壓等異常狀態進行檢測，或者感應周圍溫度的異常過熱，在規定條件下使熔絲工作而將電路阻斷。該保護元件為了達成設備的安全，當保護電路檢測到設備產生的異常時，藉由訊號電流使電阻元件發熱，藉由所述發熱使包含可融性的合金材料的熔絲組件熔斷而將電路阻斷，或者藉由過電流使熔絲組件熔斷而將電路阻斷。
例如，如專利文獻1等所記載般，存在使用了熔絲組件的保護元件，所述熔絲組件是將在焊接溫度下熔融的低熔點金屬材料、以及在低熔點金屬材料中具有熔解性的金屬結構材料積層而成。所述保護元件的熔絲組件中藉由將在焊接作業中經液相化的低熔點金屬材料在所述溫度下利用界面張力而附著於固相的金屬結構材料上並以在一定時間內不熔斷的方式進行支撐並保持，而至少在焊接作業期間維持熔絲組件的形狀從而防止熔絲組件因回流焊接而發生誤動作。當焊接完成並將電路保護元件安裝於被保護電路時，熔絲組件的金屬結構材料藉由焊接的熱而擴散或熔解於作為介質的低熔點金屬材料中從而進行薄層化，因此藉由設置環境的異常過熱或內置的電阻發熱元件的加熱器加熱而容易消失，之後在不妨礙熔斷的情況下進行動作。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-079608號公報
[發明所欲解決之課題]
二次電池中使用的保護元件是表面安裝零件。因此，用於所述保護元件的熔絲組件需要避免因回流焊接而熔斷，特別是為了雙面安裝，亦需要耐受兩次高溫回流焊接。以往的使用無鉛焊料合金的耐回流性的熔絲組件存在如下不良情況：熔絲組件在達到完全成為液相的溫度之前，經過固相與液相共存的固液共存溫度帶而熔斷，在藉由回流焊接將保護元件表面安裝於電路基板時，在固液共存溫度帶熔絲組件發生變形。熔絲組件上塗佈有保證熔斷動作的助焊劑。通常，在動作溫度附近，助焊劑會液態化而容易流動，但重要的是在熔絲動作完成之前在熔絲組件上保持必要量的助焊劑。然而，對於變形後的熔絲組件，有時在熔絲進行動作之前助焊劑會以熔絲組件的變形部位為起點而流失，有時會妨礙穩定的動作。
另外，就對高電流化的應對或充電電池的待機能量損失等觀點而言，一般而言用於保護元件的熔絲組件較佳為使用電阻值儘可能低的材料。然而，可用於無鉛組成的熔絲組件的焊料合金或金屬元素受到限制，以往，單一組成的易熔合金或金屬材料中具有耐回流性且同時滿足所期望的低電阻值、對環境或人體的影響少者極少，且無滿足實用者。
作為無鉛組成的焊料合金，以Sn基合金、特別是Sn-Ag-Cu系的三元合金為代表，但在所述Sn-Ag-Cu系的三元合金中發揮亦可耐受高溫回流焊接的耐回流性的情況在新能源和工業技術發展組織（New Energy and Industrial Technology Development Organization，NEDO）等無鉛產學官共同項目等中亦無法實現，不論國內外的焊料製造商的努力如何，其實現非常困難。
本發明是為解決所述問題點而提出的，其目的在於提供一種在電路保護元件中具有耐回流性且在回流後亦可維持低電阻、同時包含對環境或人體的影響極少的單一合金的新穎熔絲組件及包括所述熔絲組件的保護元件。
[解決課題之手段]
藉由本發明，提供一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；熔絲組件，至少將所述第一電極及所述第二電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。所述熔絲組件亦可含有冶金上不可避免的微量元素（不可避免的雜質）。另一方面，熔絲組件亦可含有微量的例如磷、鋅、鋁、鎂、鎳、銦、鎵、鍺、鈷等還原性元素，例如亦可包含不足0.001質量%（包括0質量%在內）。熔絲組件較佳為不含還原性元素。另外，熔絲組件亦可包含微量的還原性元素以外的元素，例如亦可包含不足1質量%。
本發明的保護元件亦可根據需要在所述絕緣基板上進而設置發熱元件，使所述發熱元件可通電，而對所述熔絲組件進行加熱從而使其可在需要時進行熔斷動作。即，提供一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；發熱元件，藉由通電進行發熱；通電電極，為了對所述發熱元件進行通電而設置；熔絲組件，將所述第一電極、所述第二電極、所述通電電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。所述保護元件構成為，可根據需要對絕緣基板的發熱元件進行通電，而對所述熔絲組件進行加熱從而使其可在需要時進行熔斷動作。
本發明的熔絲組件藉由使用以上所述的合金組成範圍的材料，儘管為具有固液共存溫度帶的合金亦可以單一合金材料的形式用作耐回流性的熔絲組件，藉由在回流後亦抑止熔絲組件的變形，可維持低電阻且防止對熔絲組件的熔斷動作進行輔助的助焊劑的流失從而保持助焊劑。Sn-Ag-Cu三元系合金本身是公知的合金系，但在應用特定組成的Sn-Ag-Cu三元合金作為所述熔絲組件時具有明顯的效果。所述熔絲組件的固相線溫度為217℃，較一般的回流溫度低，但液相線溫度在380℃附近，可滿足耐回流性。藉由使銀含量為20質量%～30質量%、且添加6±4質量%的銅並使剩餘部分為錫，而回流時的固相殘存率上升，藉此與以往相比耐回流性提高。另外，構成所述熔絲組件的Sn-Ag-Cu的三元合金中銀含量較佳為22質量%以上且25質量%以下，另外，銅含量較佳為4質量%以上且8質量%以下。若為此種較佳的構成，則進一步提高回流時的固相殘存率，從而進一步提高耐回流性，另一方面，液相線不會過度上升，因此可發揮更優異的熔斷特性。此處，所謂固相殘存率，是指所述溫度下固相相對於液相而言的比例。在所述熔絲組件的情況下，固相殘存率上升，但液相線不上升，因此耐變形性以及熔斷性極其良好。雖其理由尚不十分清楚，但可推測，在熔絲組件中使用組成範圍內的所述合金材料，藉此，藉由構成該合金的金屬元素的錫、銀、銅中的任意一種金屬間化合物等的析出強化或結晶強化，耐熱形狀穩定性提高。關於所述熔絲組件，為了根據需要將所述熔絲組件與設置於所述絕緣基板的所期望的電極加以接合的目的，亦可在與接合的電極面相向的一側的面的一部分或全部設置接合金屬層。接合金屬層只要為其熔融溫度低於熔絲組件的金屬，則亦可使用任意的合金材料、焊料材料、硬焊材料或金屬材料。
[發明的效果]
根據本揭示的一實施方式的保護元件，熔絲組件包含對環境或人體影響小的單一合金，具有耐回流性，即使在回流後亦抑止所述熔絲組件的變形，藉此維持低電阻且防止塗佈於熔絲組件上的助焊劑的流失從而保持助焊劑。
藉由本發明的一態樣，提供一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；熔絲組件，至少將所述第一電極及所述第二電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。所述保護元件是能夠適用於表面安裝的保護元件，且所述熔絲組件藉由使用以上所述的合金組成範圍的材料，從而可以單一合金材料的形式用作耐回流性的熔絲組件，藉由在回流後亦抑止熔絲組件的變形，可維持低電阻且防止對熔絲組件的熔斷動作進行輔助的助焊劑的流失從而保持助焊劑。關於所述熔絲組件，為了根據需要將所述熔絲組件與設置於所述絕緣基板的第一電極及第二電極加以接合的目的，亦可在與將所述熔絲組件接合的電極面相向的一側的熔絲組件平面的一部分或全部設置接合金屬層。所述接合金屬層只要為其熔融溫度低於熔絲組件的金屬，則亦可使用任意的合金材料、焊料材料、硬焊材料或金屬材料。例如，作為焊料合金，有Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的焊料合金、Bal.Sn-0.75Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的焊料合金等。該些的接合合金層亦可含有冶金上不可避免的微量元素（不可避免的雜質）。另外，接合合金層亦可包含微量的例如磷、鋅、鋁、鎂、鎳、銦、鎵、鍺、鈷等還原性元素，例如亦可包含不足0.001質量%（包括0質量%在內）。接合合金層較佳為不含還原性元素。另外，接合合金層亦可包含微量的還原性元素以外的元素，例如，亦可包含不足1質量%。
藉由本發明的另一形態，提供一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；發熱元件，藉由通電進行發熱；通電電極，為了對所述發熱元件進行通電而設置；熔絲組件，將所述第一電極、所述第二電極、所述通電電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。所述保護元件構成為，可根據需要對絕緣基板的發熱元件進行通電，而對所述熔絲組件進行加熱從而使其可在需要時進行熔斷動作。本發明的熔絲組件藉由使用以上所述的合金組成範圍的材料，從而可以單一合金材料的形式用作耐回流性的熔絲組件，藉由在回流後亦抑止熔絲組件的變形，可維持低電阻且防止對熔絲組件的熔斷動作進行輔助的助焊劑的流失從而保持助焊劑。關於所述熔絲組件，為了根據需要將所述熔絲組件與設置於所述絕緣基板的第一電極及第二電極以及通電電極加以接合的目的，亦可在與將所述熔絲組件接合的電極面相向的一側的熔絲組件平面的一部分或全部設置接合金屬層。所述接合金屬層只要為其熔融溫度低於熔絲組件的金屬，則亦可使用任意的合金材料、焊料材料、硬焊材料或金屬材料。例如，作為焊料合金，有Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的焊料合金。
本發明的一實施方式的保護元件亦可安裝蓋狀蓋體，所述蓋狀蓋體對熔絲組件以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板。為了與外部零件連接，第一電極及第二電極或通電電極亦可與夾著絕緣基板設置於所述基板的相反側的焊墊電極電性連接。關於所述電性連接的手段，只要可電性連接則可使用任何方法，例如亦可使用表面配線、通孔（包括過孔、半通孔在內）等。
本發明的一實施方式的接合金屬層亦可預先藉由包層等而與熔絲組件貼合為一體而設置。在左述的情況下，在進行接合作業時以熔絲組件的接合金屬層面與電極表面相向的方式直接載置於電極上，並直接加熱而使接合金屬層熔融，藉此可容易地將熔絲組件與電極材料接合。另外，亦可在接合作業時在熔絲組件的需要部位塗佈焊料膏，使所述焊料膏熔融而形成接合金屬層，同時使熔絲組件與電極材料接合。換言之，本發明的熔絲組件與外部的電極接合而使用，但亦可在對所述電極進行接合的一側的面上進而設置包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料的接合金屬層。或者，關於本發明的熔絲組件，亦可僅在將該熔絲組件與電極接合的接合部分進而設置包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料的接合金屬層。所述接合金屬層只要可將所述熔絲組件與電極接合即可，與所述熔絲組件的厚度（或者體積或剖面積）相比，可為更小的膜厚（或者體積或剖面積）。作為接合金屬層，較佳為包含構成元素與構成熔絲組件的合金材料相同的合金材料（即，Sn-Ag-Cu合金）。
對本發明的一實施方式的將作為單一合金材料的熔絲組件與絕緣基板上的各電極接合的方法的例子進行說明。再者，熔絲組件與各電極的接合方法並不限定於該些。
例如，熔絲組件與各電極可藉由穿過回流爐，而利用經液相化的金屬層、焊料膏或焊料整平器相互接合。在此情況下，回流爐的峰值溫度較佳為220℃～240℃。
另外，熔絲組件與各電極亦可藉由利用了超音波喇叭的超音波接合、利用了半導體雷射、綠色雷射、釔鋁石榴石（yttrium aluminum garnet，YAG）雷射或紫外線（Ultraviolet，UV）雷射的雷射接合、電阻熔接、或者導電性接著劑接合。
另外，亦可藉由使用分配器將熔融狀態下的熔絲組件射出或滴加至電極上，而將熔絲組件與各電極接合。
另外，亦可藉由在使用金屬遮罩印刷將膏印刷至電極上後穿過回流爐，而形成熔絲組件。
本發明的一實施方式的熔絲組件包含對環境或人體的影響輕微的低電阻的單一合金，耐受數次回流焊接，在回流後亦可防止所述熔絲組件的變形，因此防止對熔絲組件的熔斷動作進行輔助的助焊劑的流失從而保持助焊劑。
[實施例]
本發明的實施例1的保護元件10的特徵在於如圖1所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板11；銀合金製的第一電極12及第二電極13，設置於絕緣基板11；熔絲組件16，至少將第一電極12及第二電極13之間電性連接；以及助焊劑，對熔絲組件16的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件16包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-30Ag-10Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板。在所述熔絲組件16中，為了根據需要將熔絲組件16與設置於絕緣基板11的第一電極12及第二電極13加以焊料接合的目的，亦可在與將熔絲組件16接合的第一電極12及第二電極13的電極面相向的一側的熔絲組件平面的一部分或全部設置接合金屬層（未圖示）。所述接合金屬層包含其熔融溫度低於熔絲組件的焊料合金的Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）。在保護元件10安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體100，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體100對熔絲組件16以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板11。為了與外部零件連接，第一電極12及第二電極13藉由通孔而與夾著絕緣基板11設置於相反面的焊墊電極110連接。
本發明的實施例2的保護元件20的特徵在於如圖2所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板21；銀合金製的第一電極22及第二電極23，設置於絕緣基板21；發熱元件24，設置於絕緣基板21且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極25，為了對發熱元件24進行通電而設置；熔絲組件26，將第一電極22以及第二電極23及通電電極25之間電性連接並且設置於與發熱元件24的設置面不同的基板面；以及助焊劑，對熔絲組件26的熔斷動作進行輔助，熔絲組件26包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-30Ag-10Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板。在保護元件20安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體200，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體200對熔絲組件26以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板21。為了與外部零件連接，第一電極22以及第二電極23及通電電極25藉由通孔而與夾著絕緣基板21設置於相反側的焊墊電極210連接。
本發明的實施例3的保護元件30的特徵在於如圖3所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板31；銀合金製的第一電極32及第二電極33，設置於絕緣基板31；發熱元件34，設置於絕緣基板31且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極35，為了對發熱元件34進行通電而設置；熔絲組件36，將第一電極32以及第二電極33及通電電極35之間電性連接並且設置於與發熱元件34的設置面不同的基板面；以及助焊劑，對熔絲組件36的熔斷動作進行輔助，熔絲組件36包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-20Ag-2Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板，在與第一電極32以及第二電極33及通電電極35相向的所述平板的平面藉由包層進而設置接合金屬層37，所述接合金屬層37包含液相線溫度低於熔絲組件36、且厚度更薄的作為焊料合金的Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分），夾著所述接合金屬層37而將第一電極32以及第二電極33及通電電極35之間電性連接。在保護元件30安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體300，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體300對熔絲組件36以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板31。為了與外部零件連接，第一電極32以及第二電極33及通電電極35藉由通孔而與夾著絕緣基板31設置於相反側的焊墊電極310連接。
本發明的實施例4的保護元件40的特徵在於如圖4所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板41；銀合金製的第一電極42及第二電極43，設置於絕緣基板41；發熱元件44，設置於絕緣基板41且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極45，為了對發熱元件44進行通電而設置；熔絲組件46，將第一電極42以及第二電極43及通電電極45之間電性連接並且設置於與發熱元件44的設置面不同的基板面；以及助焊劑，對熔絲組件46的熔斷動作進行輔助，熔絲組件46包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-20Ag-10Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板，在與第一電極42以及第二電極43及通電電極45的各接合面進而設置接合金屬層47，所述接合金屬層47包含液相線溫度低於熔絲組件46的作為焊料合金的Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分），夾著接合金屬層47而將第一電極42以及第二電極43及通電電極45之間電性連接。在保護元件40安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體400，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體400對熔絲組件46以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板41。為了與外部零件連接，第一電極42以及第二電極43及通電電極45藉由通孔而與夾著絕緣基板41設置於相反側的焊墊電極410連接。
本發明的實施例5的保護元件50的特徵在於如圖5所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板51；銀合金製的第一電極52及第二電極53，設置於絕緣基板51；發熱元件54，設置於絕緣基板51且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極55，為了對發熱元件54進行通電而設置；以及熔絲組件56，將第一電極52以及第二電極53及通電電極55之間電性連接並且設置於與發熱元件54的設置面相同的基板面，熔絲組件56包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-30Ag-10Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板。在保護元件50安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體500，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體500對熔絲組件56以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板51。為了與外部零件連接，第一電極52以及第二電極53及通電電極55藉由通孔而與夾著絕緣基板51設置於相反側的焊墊電極510連接。
本發明的實施例6的保護元件60的特徵在於如圖6所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板61；銀合金製的第一電極62及第二電極63，設置於絕緣基板61；發熱元件64，設置於絕緣基板61且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極65，為了對發熱元件64進行通電而設置；以及熔絲組件66，將第一電極62以及第二電極63及通電電極65之間電性連接並且設置於與發熱元件64的設置面相同的基板面，熔絲組件66包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-20Ag-2Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板，在與第一電極62以及第二電極63及通電電極65相向的所述平板的平面藉由包層進而設置接合金屬層67，所述接合金屬層67包含液相線溫度低於熔絲組件66、且厚度更薄的作為焊料合金的Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分），夾著接合金屬層67而將第一電極62以及第二電極63及通電電極65之間電性連接。在保護元件60安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體600，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體600對熔絲組件66以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板61。為了與外部零件連接，第一電極62以及第二電極63及通電電極65藉由通孔而與夾著絕緣基板61設置於相反側的焊墊電極610連接。
本發明的實施例7的保護元件70的特徵在於如圖7所示包括：氧化鋁-陶瓷製的絕緣基板71；銀合金製的第一電極72及第二電極73，設置於絕緣基板71；發熱元件74，設置於絕緣基板71且包含藉由通電而發熱以使熔絲在需要時可進行動作的電阻體；銀合金製的通電電極75，為了對發熱元件74進行通電而設置；以及熔絲組件76，將第一電極72以及第二電極73及通電電極75之間電性連接並且設置於與發熱元件74的設置面相同的基板面，熔絲組件76包含在表面塗佈有助焊劑（未圖示）的Bal.Sn-20Ag-10Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分）的三元合金的平板，在與第一電極72以及第二電極73及通電電極75的各接合面進而設置接合金屬層77，所述接合金屬層77包含液相線溫度低於熔絲組件76的作為焊料合金的Bal.Sn-3.0Ag-0.5Cu（數值為質量%，Bal.為剩餘部分），夾著接合金屬層77而將第一電極72以及第二電極73及通電電極75之間電性連接。在保護元件70安裝有液晶聚合物製的蓋狀蓋體700，所述液晶聚合物製的蓋狀蓋體700對熔絲組件76以及助焊劑進行覆蓋並固著於絕緣基板71。為了與外部零件連接，第一電極72以及第二電極73及通電電極75藉由通孔而與夾著絕緣基板71設置於相反側的焊墊電極710連接。
另外，藉由使用了模擬的實驗而確認到構成本發明的熔絲組件的Sn-Ag-Cu系合金的耐回流性優異。具體而言，關於Ag含量（20質量%、21質量%、22質量%、23質量%、24質量%、25質量%）及Cu含量（2質量%、4質量%、6質量%、8質量%、10質量%）不同的多種Sn-Ag-Cu系合金，使用多元系狀態圖計算用的軟體進行解析，從而算出一般的回流溫度即260℃下的固相殘存率以及液相線溫度。將其結果示於圖8。
如圖8所示，可確認到Ag含量為20質量%～25質量%、Cu含量為2質量%～10質量%的Sn-Ag-Cu系合金的液相線溫度均高於260℃，且260℃下的固相殘存率均為0.2以上（20%以上），且均可發揮優異的耐回流性。特別是可確認到Ag含量為22質量%～25質量%、Cu含量為4質量%～8質量%的Sn-Ag-Cu系合金的液相線溫度低，且固相殘存率亦高，發揮特別優異的耐回流性。
[產業上的可利用性]
本發明的帶電極填充材料的保護元件可與其他表面安裝零件一起裝配於被保護電路板，藉由回流方法等一併焊接安裝，可用於電池組等二次電池的保護裝置。
10、20、30、40、50、60、70:保護元件
11、21、31、41、51、61、71:絕緣基板
12、22、32、42、52、62、72:第一電極
13、23、33、43、53、63、73:第二電極
16、26、36、46、56、66、76:熔絲組件
24、34、44、54、64、74:發熱元件
25、35、45、55、65、75:通電電極
37、47、67、77:接合金屬層
100、200、300、400、500、600、700:蓋體/蓋狀蓋體
110、210、310、410、510、610、710:焊墊電極
圖1的（a）～圖1的（c）是本發明的保護元件10，圖1的（a）表示沿著圖1的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖1的（b）表示沿著圖1的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖1的（c）表示其底視圖。
圖2的（a）～圖2的（c）是本發明的保護元件20，圖2的（a）表示沿著圖2的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖2的（b）表示沿著圖2的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖2的（c）表示其底視圖。
圖3的（a）～圖3的（c）是本發明的保護元件30，圖3的（a）表示沿著圖3的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖3的（b）表示沿著圖3的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖3的（c）表示其底視圖。
圖4的（a）～圖4的（c）是本發明的保護元件40，圖4的（a）表示沿著圖4的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖4的（b）表示沿著圖4的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖4的（c）表示其底視圖。
圖5的（a）～圖5的（c）是本發明的保護元件50，圖5的（a）表示沿著圖5的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖5的（b）表示沿著圖5的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖5的（c）表示其底視圖。
圖6的（a）～圖6的（c）是本發明的保護元件60，圖6的（a）表示沿著圖6的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖6的（b）表示沿著圖6的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖6的（c）表示其底視圖。
圖7的（a）～圖7的（c）是本發明的保護元件70，圖7的（a）表示沿著圖7的（b）的d-d線將蓋體切斷的平面圖，圖7的（b）表示沿著圖7的（a）的D-D線切斷的剖面圖，圖7的（c）表示其底視圖。
圖8是表示本發明的各種組成的Sn-Ag-Cu系合金的固相殘存率與液相線溫度的關係的曲線圖。
10:保護元件
11:絕緣基板
12:第一電極
13:第二電極
16:熔絲組件
100:蓋體/蓋狀蓋體
110:焊墊電極
Claims (11)
- 一種熔絲組件，其特徵在於包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。
- 如請求項1所述的熔絲組件，其中，關於所述熔絲組件，在所述熔絲組件的與電極接合的面進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料。
- 如請求項1所述的熔絲組件，其中，關於所述熔絲組件，在所述熔絲組件的與電極接合的部分進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料。
- 一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；熔絲組件，至少將所述第一電極及所述第二電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。
- 如請求項4所述的保護元件，其中，所述熔絲組件包含平板，在與所述第一電極以及所述第二電極相向的所述平板的平面進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料，夾著所述接合金屬層而將第一電極以及第二電極及通電電極之間電性連接。
- 如請求項4所述的保護元件，其中，所述熔絲組件包含平板，僅在與所述第一電極以及第二電極及通電電極的各接合面進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料，夾著所述接合金屬層而將所述第一電極以及所述第二電極及所述通電電極之間電性連接。
- 一種保護元件，其特徵在於包括：絕緣基板；第一電極及第二電極，設置於所述絕緣基板；發熱元件，藉由通電進行發熱；通電電極，為了對所述發熱元件進行通電而設置；熔絲組件，將所述第一電極、所述第二電極、及所述通電電極之間電性連接；以及助焊劑，對所述熔絲組件的熔斷動作進行輔助，所述熔絲組件包含Sn-Ag-Cu的三元合金，其銀含量為20質量%～30質量%，銅含量為2質量%～10質量%，剩餘部分包含Sn。
- 如請求項7所述的保護元件，其中，所述熔絲組件設置於與所述發熱元件的設置面不同的基板面。
- 如請求項7所述的保護元件，其中，所述熔絲組件設置於與所述發熱元件的設置面相同的基板面。
- 如請求項7至9中任一項所述的保護元件，其中，所述熔絲組件包含平板，在與所述第一電極以及所述第二電極及所述通電電極相向的所述平板的平面進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料，夾著所述接合金屬層而將第一電極以及第二電極及通電電極之間電性連接。
- 如請求項7至9中任一項所述的保護元件，其中，所述熔絲組件包含平板，僅在與所述第一電極以及第二電極及通電電極的各接合面進而設置接合金屬層，所述接合金屬層包含液相線溫度低於所述熔絲組件的金屬材料，夾著所述接合金屬層而將所述第一電極以及所述第二電極及所述通電電極之間電性連接。
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