TWI596638B - Protection components - Google Patents

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TWI596638B
TWI596638B TW102111296A TW102111296A TWI596638B TW I596638 B TWI596638 B TW I596638B TW 102111296 A TW102111296 A TW 102111296A TW 102111296 A TW102111296 A TW 102111296A TW I596638 B TWI596638 B TW I596638B
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Description

保護元件
本發明係關於一種藉由將電流路徑熔斷，而停止對連接於電流路徑上之電池之充電，抑制電池之熱失控之保護元件。
本申請案係以於日本國2012年3月29日申請之日本專利申請編號特願2012-076928、2012年12月25日申請之日本專利申請編號特願2012-281452、及2013年1月21日申請之日本專利申請編號特願2013-008302為基礎而主張優先權者，該申請案係以參照的形式引用於本申請案中。
可充電且重複使用之2次電池之多數係加工成電池組，提供給使用者。尤其，於重量能量密度較高之鋰離子2次電池中，為確保使用者及電子機器之安全，一般而言，具備將過量充電保護、過量放電保護等若干保護電路內置於電池組中，於特定之情形時截斷電池組之輸出之功能。
使用內置於電池組中之FET開關，進行輸出之ON/OFF，藉此，進行電池組之過量充電保護或過量放電保護動作。然而，即便因某種原因而導致FET開關短路破壞之情形、受到雷電突波等而流入瞬間性之大電流之情形、或者因電池單元之壽命導致輸出電壓異常低下、或相反地輸出過大異常電壓之情形，亦必須保護電池組或電子機器避免著火等事故。因此，為了於此種可假設之任一種異常狀態下，安全地截斷電池單元之輸出，而使用由具有藉由來自外部之信號而截斷電流路徑之功能之保險絲元件構成之保護元件。
作為此種適合鋰離子2次電池等之保護電路之保護元件，如 專利文獻1中記載，一般使用在保護元件內部具有發熱體，且藉由該發熱體而熔斷電流路徑上之可熔導體之結構。
[專利文獻1]日本特開2010-003665號公報
[專利文獻2]日本特開2004-185960號公報
[專利文獻3]日本特開2012-003878號公報
於專利文獻1中記載之保護元件，為了於使用回流焊安裝之情形時，避免因回流焊之熱而熔融，一般而言，可熔導體中使用熔點為300℃以上之摻Pb高熔點焊料。然而，於RoHS指令等中，含Pb焊料之使用僅限制性得到許可，可認為今後無Pb化要求會加強。
此處，「焊料侵蝕」或「熔蝕現象」係作為電子零件等之鍍Au、鍍Ag熔出至熔融之焊料內之現象，先前以來便廣為人知，且於專利文獻2中記載有利用該現象來因應無Pb焊材之保護元件。然而，如專利文獻2中記載，於絕緣層密接配置有高熔點金屬層之結構中存在問題，即，存在高熔點金屬層因低熔點金屬層之熔融而僅產生熔蝕現象，無法完全地截斷電路之情形。又，為了使可熔導體確實地熔斷，較佳為，於高熔點金屬層等形成狹縫及膜厚階差等，但存在用以形成狹縫及膜厚階差之步驟增加之問題(例如，參照專利文獻3)。
因此，本發明之目的在於使用高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體，實現可無Pb化之保護元件。
作為用以解決上述課題之方法，本發明之一實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋發熱體之方式，積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有絕緣構件之絕緣基板；發熱體引出電極，其以與發熱體重疊之方式積層 於絕緣構件之上，且於第1及第2電極之間的電流路徑上與發熱體電連接；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成，且低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
較佳為，低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，高熔點金屬層係由以Ag或Cu為主成分之金屬構成。
又，較佳為，使低熔點金屬層之體積大於高熔點金屬層之體積。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋發熱體之方式，積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有絕緣構件之絕緣基板；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於發熱體；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋上述發熱體之方式，積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有絕緣構件之絕緣基板；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於發熱體；以及複數個可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且， 可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其係內置於絕緣基板之內部；第1及第2電極，其等積層於絕緣基板；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於發熱體；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於絕緣基板之積層有發熱體之面的相反面；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於發熱體；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於絕緣基板之積層有發熱體之同一面；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路 徑上電連接於發熱體；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於絕緣基板；發熱體引出電極，其積層於第1及第2電極之間的電流路徑上；發熱元件，其以電連接於發熱體引出電極之方式裝載；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之其他實施形態之保護元件具備：絕緣基板；發熱體，其積層於絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋發熱體之方式，積層於絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有絕緣構件之絕緣基板；發熱體引出電極，其係於第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於發熱體；以及可熔導體，其係自發熱體引出電極遍及第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將第1電極與第2電極之間的電流路徑熔斷。而且，可熔導體係由高熔點金屬構成，且隔著低熔點金屬而與第1電極、第2電極、及發熱體引出電極之各者連接。低熔點金屬層係因發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕由高熔點金屬構成之可熔導體，一面被吸引至低熔點金屬之濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷。
本發明之保護元件係將由高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成之可熔導體加熱，藉此，因發熱體發出之熱，低熔點金屬層熔融，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至濕潤性高的第1及第2電極以及發熱體引出電極側而熔斷，故而可確實地熔斷。又，本發明之保護元件具有可熔導體，故顯然作為通常之電流保險絲亦可發揮功能，從而可一起實現外部信號及過電流之情況下之電流路徑截斷。
又，低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，高熔點金屬層係由以Ag或Cu為主成分之金屬構成，故而可應對無Pb。
由於使低熔點金屬層之體積大於高熔點金屬層之體積，故而，可有效地進行高熔點金屬層之腐蝕作用。
10、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240‧‧‧保護元件
11、41‧‧‧絕緣基板
11a‧‧‧絕緣基板之表面
11b‧‧‧絕緣基板之背面
12(A1)、12(A2)、42‧‧‧電極
13、91、121、173、183、193、203、215、222、231、241‧‧‧可熔導體
13a、43a、91a、121a、172、182、192、202、221‧‧‧高熔點金屬層
13b、43b、91b、92、121b、121c、171、181、191、201‧‧‧低熔點金屬層
14、44‧‧‧發熱體
15、45‧‧‧絕緣構件
16、16(P1)‧‧‧發熱體引出電極
17、47‧‧‧焊劑
18、18(P1)、18(P2)、48‧‧‧發熱體電極
20‧‧‧電池組
20a‧‧‧正極端子
20b‧‧‧負極端子
21~24‧‧‧電池單元
25‧‧‧電池組
26‧‧‧檢測電路
27、31、32‧‧‧電流控制電路
30‧‧‧充放電控制電路
33‧‧‧控制部
35‧‧‧充電裝置
41a‧‧‧玻璃層
51‧‧‧積存部
52‧‧‧鍍Ni/Au層
61‧‧‧開口
93‧‧‧鍍敷層
95‧‧‧導電膏
131‧‧‧外部端子
132‧‧‧覆蓋構件
161‧‧‧發熱元件
162‧‧‧發熱元件電極
163‧‧‧焊墊部
172a、182a、192a‧‧‧開口部
134、204、223、233、243‧‧‧低熔點金屬
211‧‧‧第1高熔點金屬層
212‧‧‧第1低熔點金屬層
213‧‧‧第2高熔點金屬層
214‧‧‧第2低熔點金屬層
16a‧‧‧可熔導體連接部
231a、241a‧‧‧第1可熔導體
231b、241b‧‧‧第2可熔導體
232、235、245‧‧‧絕緣層
242‧‧‧窄幅部
圖1A係應用本發明之保護元件之平面圖。圖1B係圖1A之A-A'部之剖面圖。
圖2係表示應用本發明之保護元件之應用例之方塊圖。
圖3係表示應用本發明之保護元件之電路構成例之圖。
圖4係公知例(日本特開2004-185960號公報)之保護元件之剖面圖。
圖5係用以說明應用本發明之保護元件之動作之概念性平面圖。圖5A係表示保護元件之動作開始前或動作剛開始後之平面圖。圖5B係表示因加熱動作，熱源附近之低熔點金屬層熔融且腐蝕高熔點金屬層之情況之平面圖。圖5C係表示高熔點金屬層之腐蝕正在進行之狀況之平面圖。圖5D係表示低熔點金屬層被吸引至電極及發熱體引出電極之狀態之平面圖。
圖6A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖6B係圖6A之A-A'部之剖面圖。
圖7A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面 圖。圖7B係圖7A之A-A'部之剖面圖。
圖8A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖8B係圖8A之A-A'部之剖面圖。
圖9係用以說明圖8之變形例之保護元件之動作之概念性平面圖。圖9A係表示保護元件之動作開始前或動作剛開始後之平面圖。圖9B係表示因加熱動作，熱源附近之低熔點金屬層熔融，且腐蝕高熔點金屬層之情況之平面圖。圖9C係表示高熔點金屬層之腐蝕正在進行之狀況之平面圖。圖9D係表示低熔點金屬層被吸引至電極及發熱體引出電極之狀態之平面圖。
圖10係表示構成形狀不同之可熔導體之例之斜視圖。圖10A係形成為角型(方形)狀之例，圖10B係表示形成為圓線狀之例。
圖11A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖11B係圖11A之A-A'部之剖面圖。
圖12A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖12B係圖12A之A-A'部之剖面圖。
圖13A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖13B係圖13A之A-A'部之剖面圖。
圖14A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖14B係圖14A之A-A'部之剖面圖。
圖15A係表示本發明之保護元件之實施形態中之一個變形例之平面圖。圖15B係圖15A之A-A'部之剖面圖。
圖16係表示發熱體內置於絕緣基板中之保護元件之變形例之剖面圖。
圖17係表示於絕緣基板之背面形成有發熱體之保護元件之變形例之剖面圖。
圖18係表示於絕緣基板之表面形成有發熱體之保護元件之變形例之剖面圖。
圖19係表示發熱元件安裝於絕緣基板之表面之保護元件之變形例之剖面圖。
圖20係表示使用有於高熔點金屬層設置線狀之開口部且使低熔點金屬層露出之可熔導體之保護元件之變形例之圖，且圖20A為平面圖，圖20B為剖面圖。
圖21係表示使用有於高熔點金屬層設置圓形之開口部且使低熔點金屬層露出之可熔導體之保護元件之變形例之圖，且圖21A為平面圖，圖21B為剖面圖。
圖22係表示使用有於高熔點金屬層設置線狀之開口部且使低熔點金屬層露出之可熔導體之保護元件之變形例之圖，且圖22A為平面圖，圖22B為剖面圖。
圖23係表示藉由低熔點金屬而連接有形成高熔點金屬層與低熔點金屬層之2層結構之可熔導體的保護元件之變形例之圖，且圖23A為平面圖，圖23B為剖面圖。
圖24係表示使用交替地積層有高熔點金屬層與低熔點金屬層之4層結構之可熔導體的保護元件之變形例之圖，且圖24A為平面圖，圖24B為剖面圖。
圖25係表示藉由低熔點金屬而連接有由高熔點金屬層之單層構成之可熔導體的保護元件之變形例之圖，且圖25A為平面圖，圖25B為剖面圖。
圖26係表示設置有複數個可熔導體並且於發熱體引出電極上形成有絕緣層之保護元件之平面圖。
圖27係表示於設置有複數個可熔導體並且於發熱體引出電極上形成有絕緣層之保護元件中，將可熔導體熔斷之狀態之平面圖。
圖28係表示設置有複數個可熔導體並且於發熱體引出電極上形成有窄幅部之保護元件之平面圖。
圖29係表示於設置有複數個可熔導體並且於發熱體引出電極上形成有窄幅部之保護元件中，將可熔導體熔斷之狀態之平面圖。
以下，一面參照圖式，一面對用以實施本發明之形態進行詳細說明。再者，本發明並不僅限定於以下之實施形態，當然可於不脫離本發明之精神之範圍內進行各種變更。
[保護元件之構成]
如圖1所示，應用本發明之保護元件10具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式積層於絕緣構件15上；以及可熔導體13，其係兩端分別連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。又，於絕緣基板11之背面，形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子。
方形狀之絕緣基板11係例如藉由氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性之構件而形成。此外，亦可使用玻璃環氧基板、酚基板等用於印刷配線基板之材料，但必須注意保險絲熔斷時之溫度。
發熱體14係相對電阻值較高，通電則發熱之具有導電性之構件，且例如由W、Mo、Ru等構成。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混合，使用網版印刷技術，將形成為膏狀者圖案形成於絕緣基板11上且進行燒成等而形成。
以覆蓋發熱體14之方式配置絕緣構件15，且以介隔該絕緣構件15而與發熱體14對向之方式配置發熱體引出電極16。為了將發熱體14之熱有效率地傳遞至可熔導體，亦可於發熱體14與絕緣基板11之間積層絕緣構件15。
發熱體引出電極16之一端係連接於發熱體電極18(P1)。 又，發熱體14之另一端係連接於另一發熱體電極18(P2)。
可熔導體13係由內層與外層構成之積層結構體，且較佳為具有高熔點金屬層13a作為內層，且具有低熔點金屬層13b作為外層。再者，如下所述，亦可具有低熔點金屬層13b作為內層，且具有高熔點金屬層13a作為外層。又，可熔導體13可設為上層與下層之2層積層結構體，亦可具有高熔點金屬層13a作為上層，且具有低熔點金屬層13b作為下層。高熔點金屬層13a較佳為Ag或Cu、或者以該等中之任一種為主成分之金屬，且具有於藉由回流焊爐進行基板安裝時亦不熔融之較高之熔點。低熔點金屬層13b較佳為以Sn為主成分之金屬，且為通常稱為「無Pb焊料」之材料(例如千住金屬工業製，M705等)。低熔點金屬層13b之熔點無需高於回流焊爐之溫度，且可於200℃左右熔融。藉由積層高熔點金屬層13a與低熔點金屬層13b，而即便於回流焊溫度超過低熔點金屬層13b之熔融溫度，低熔點金屬進行熔融之情形時，亦不至於作為可熔導體13熔斷。亦可藉由使用鍍敷技術，於高熔點金屬層13a將低熔點金屬層13b成膜，而形成可熔導體13，且可藉由其他周知之積層技術、膜形成技術而形成高熔點金屬層13a上積層有低熔點金屬層13b之可熔導體13。又，相反之以高熔點金屬層13a為外層之情形時，亦可藉由相同之成膜技術而形成。再者，可熔導體13對發熱體引出電極16及電極12(A1)、12(A2)之連接係藉由使用低熔點金屬層13b進行焊接而實現。
為外層之低熔點金屬層13b之抗氧化，亦可於可熔導體13上之大致整面塗佈焊劑(flux)17。
為保護以此方式構成之保護元件10之內部，亦可將覆蓋構件載置於絕緣基板11上。
[保護元件之使用方法]
如圖2所示，上述保護元件10係用於鋰離子2次電池之電池組內之電 路。
例如，保護元件10係組裝於具有由合計4個鋰離子2次電池之電池單元21~24構成之電池組(battery stack)25的電池組20中使用。
電池組20具備：電池組25；充放電控制電路30，其對電池組25之充放電進行控制；保護元件10，其應用電池組25異常時截斷充電之本發明；檢測電路26，其檢測各電池單元21~24之電壓；以及電流控制元件27，其根據檢測電路26之檢測結果。控制保護元件10之動作。
電池組25係串列連接有需要用以保護避免過量充電及過量放電狀態之控制之電池單元21~24者，且經由電池組20之正極端子20a、負極端子20b而可裝卸地連接於充電裝置35，且被施加來自充電裝置35之充電電壓。將由充電裝置35充電之電池組20之正極端子20a、負極端子20b連接於利用電池而動作之電子機器，藉此，可使該電子機器動作。
充放電控制電路30具備：2個電流控制元件31、32，其等串列連接於自電池組25流向充電裝置35之電流路徑；以及控制部33，其控制該等電流控制元件31、32之動作。電流控制元件31、32例如由場效電晶體(以下稱為FET)構成，且藉由利用控制部33控制閘極電壓，而控制電池組25之電流路徑之導通與截斷。控制部33係於自充電裝置35接收電力供給進行動作，且根據檢測電路26之檢測結果，電池組25為過量放電或過量充電時，以截斷電流路徑之方式，控制電流控制元件31、32之動作。
保護元件10係例如連接於電池組25與充放電控制電路30之間之充放電電流路徑上，且其動作由電流控制元件27進行控制。
檢測電路26係與各電池單元21~24連接，檢測各電池單元21~24之電壓值，將各電壓值供給至充放電控制電路30之控制部33。又，檢測電路26係於任一個電池單元21~24達到過量充電電壓或過量放電電壓時輸出控制電流控制元件27之控制信號。
電流控制元件27係例如由FET構成，且以如下之方式進行控制：藉由自檢測電路26輸出之檢測信號，而於電池單元21~24之電壓值達到超過特定之過量放電或過量充電狀態之電壓時，使保護元件10動作，不依賴電流控制元件31、32之開關動作，將電池組25之充放電電流路徑截斷。
於由如上構成所構成之電池組20中，具體地說明保護元件10之構成。
首先，應用本發明之保護元件10係例如具有圖3所示之電路構成。即，保護元件10係如下電路構成，上述電路構成係包含可熔導體13，其經由發熱體引出電極16而串列連接；發熱體14，其藉由經由可熔導體13之連接點通電發熱，而將可熔導體13熔融。又，保護元件10係例如將可熔導體13於充放電電流路徑上進行串列連接，且使發熱體14與電流控制元件27連接。保護元件10之2個電極12中之一個係連接於A1，另一個係連接於A2。又，發熱體引出電極16及與其連接之發熱體電極18係連接於P1，另一發熱體電極18係連接於P2。
由此種電路構成所構成之保護元件10可一面一併實現低背化與無Pb化，一面藉由發熱體14之發熱而將電流路徑上之可熔導體13確實地熔斷。
再者，本發明之保護元件並不限定於用於鋰離子2次電池之電池組中之情形，當然亦可應用於必須藉由電信號而將電流路徑截斷之各種用途中。
[保護元件之動作]
首先，為進行比較，而將公知例(日本特開2004-185960號公報)作為先前之保護元件，並對其構成進行說明。
如圖4所示，先前之保護元件40係於方形狀之基板41上形 成有玻璃層41a作為底層之絕緣層，且於玻璃層41a上積層有發熱體44。以覆蓋發熱體44之方式形成絕緣構件45，且以介隔絕緣構件45而與發熱體44對向之方式，積層有高熔點金屬層43a積層，進而積層有低熔點金屬層43b。於高熔點金屬層43a及低熔點金屬層43b之兩端，以由高熔點金屬層43a與低熔點金屬層43b夾持之方式，積層地連接有電極42。於低熔點金屬層43b上塗佈有焊劑47。
如此般，於先前之保護元件40中，將高熔點金屬層43a之整體與絕緣構件45直接密接地形成。於該結構中，僅藉由因發熱體44之發熱，低熔點金屬層43b熔融而腐蝕高熔點金屬層43a之作用來進行電路截斷。即便截斷狀態不完全，於可熔導體達到高電阻之時間點，對發熱體44之通電亦會受到抑制而發熱停止。即，可能引起無法完全地截斷電路之情況。
於圖1所示之本發明之保護元件10中，高熔點金屬層13a及低熔點金屬層13b係於發熱體引出電極16與電極12之間以橫跨之方式連接。因此，不僅可藉由低熔點金屬層13b之熔融引起之高熔點金屬層之腐蝕作用，而且可藉由經連接之各電極12上經熔融之低熔點金屬層13b之表面張力引起的物理性牽引作用而確實地將可熔導體13熔斷。
以下，對本發明之保護元件10之動作進行說明。
於圖5中示意性表示對圖1所示之保護元件10之發熱體14通電，可熔導體13將如何動作。
圖5A係表示於發熱體電極18(P2)與電極12(A1)、(A2)之間以施加電壓之方式接通電源，對發熱體14通電之前、及開始通電之最初之情況之圖。較理想為，以發熱體14發出之熱之溫度達到較通常之回流焊溫度(~260℃)高之溫度(300℃以上)之方式，按照施加電壓，設定發熱體14之電阻值。
如圖5B所示，位於發熱體14之正上方之可熔導體13之外層之低熔點金屬層13b開始熔融，且經熔融之低熔點金屬擴散至內層之高熔點金屬層13a，產生熔蝕現象，高熔點金屬層13a受到腐蝕而消失。於虛線之圓內，高熔點金屬層13a消失，成為與經熔融之低熔點金屬層13b混合之狀態。
如圖5C所示，發熱體14之溫度進而上升，可熔導體13之外層之低熔點金屬層13b之熔融導致之高熔點金屬層13a之腐蝕區域擴大。於該狀態下，因採用較高之導熱率之金屬作為高熔點金屬層13a之材料，故包含電極12部在內成為高溫，低熔點金屬層13b整體成為熔融狀態。此時，若成為於發熱體引出電極16上高熔點金屬層13a被完全腐蝕之狀態，則如圖5D所示，低熔點金屬層13b、即焊料因其濕潤性(表面張力)，而被吸引至發熱體引出電極16、及2個電極12(A1)、12(A2)之各者。其結果，各電極間成為截斷狀態。
[變形例1]
如圖6所示，本發明之1個變形例之保護元件50具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以於絕緣構件15上與發熱體14重疊之方式積層；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。又，於絕緣基板11之背面形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子。
於使用有通常之高熔點焊料(含Pb焊料)之可熔導體之情形時，導熱率較低，故而，至保護元件之兩端之電極部為止不會短時間地到達熔融溫度。與此相對，如本發明之保護元件般，於具有由Ag或Cu、或者以該等中之任一者為主成分之金屬構成之高熔點金屬層之可熔導體之情形時，導熱率較高，故而，於保護元件之兩端之電極部，亦充分地達到 低熔點金屬層之熔融溫度，故而，可藉由設置以下所述之焊料積存部，而獲得更穩定之熔斷特性。
可熔導體13係由內層與外層構成之積層結構體，且較佳為具有高熔點金屬層13a作為內層，具有低熔點金屬層13b作為外層。或者，亦可具有低熔點金屬層13b作為內層，具有高熔點金屬層13a作為外層。高熔點金屬層13a較佳為Ag或Cu、或者以該等中之任一者為主成分之金屬，且具有藉由回流焊爐進行基板安裝時亦不熔融之較高之熔點。低熔點金屬層13b較佳為以Sn為主成分之金屬，且為一般稱為「無Pb焊料」的材料(例如千住金屬工業製，M705等)。熔點無需高於回流焊爐之溫度，亦可於200℃左右熔融。可熔導體13可藉由使用鍍敷技術於高熔點金屬層13a上將低熔點金屬層13b成膜而形成，亦可使用其他周知之積層技術、膜形成技術，藉此，於高熔點金屬層13a上積層低熔點金屬層13b而形成。又，相反之將高熔點金屬層13a作為外層之情形時，亦可藉由相同之成膜技術而形成。
此處，於可熔導體13之兩端，在連接於電極12(A1)、12(A2)之部分，設置由與低熔點金屬層13b相同之材料構成之焊料之積存部51。於保護元件之動作時，低熔點金屬層13b亦包含積存部51在內地全部成為熔融狀態。藉由高熔點金屬層13a之腐蝕於可熔導體13整體中產生，而變得容易將經熔融之可熔導體13吸引至位於電極12(A1)、12(A2)側之各個積存部51、51中，故而可更確實地使可熔導體熔斷。
[變形例2]
如圖7所示，保護元件60具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式積層於絕緣構件15上；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12 (A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。又，於絕緣基板11之背面形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子。
可熔導體13係由內層與外層構成之積層結構體，且較佳為具有高熔點金屬層13a作為內層，具有低熔點金屬層13b作為外層。亦可如上述變形例，於可熔導體13之兩端設置積存部51、51。
該變形例係於高熔點金屬層13a實施大量之開口61，且於存在大量開口之高熔點金屬層13a，例如使用鍍敷技術等，將低熔點金屬層13b成膜。藉此，接觸於熔融之低熔點金屬層13b之高熔點金屬層13a之面積增大，因此，低熔點金屬層13b可於更短時間內腐蝕高熔點金屬層13a。因此，可更迅速且確實地使可熔導體熔斷。
[變形例3]
圖8係使用將上述可熔導體13之構成更改者之情形之變形例。
如圖8所示，保護元件70具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式積層於絕緣構件15上；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。又，於絕緣基板11之背面形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子。
可熔導體13係內層為低熔點金屬層13b且外層為高熔點金屬層13a。低熔點金屬層13b中，與上述同樣地可使用以Sn為主成分之無Pb焊料，且高熔點金屬層13a中，可使用Ag或Cu、或者以該等中之任一者為主成分之金屬。於圖8之變形例之情形，可熔導體13之表面氧化，故防止導致熔融溫度上升，並且為維持發熱熔融過程中焊料之表面張力而將焊劑17塗佈於可熔導體13上。
與圖1所示之構成例之情形同樣地，對內層之低熔點金屬層 13b實施鍍敷技術等，藉此，可形成外層之高熔點金屬層13a，從而可形成該變形例中之可熔導體13。
於圖9中概念性表示圖8所示之構成例之動作之情況。
於圖9A中表示於發熱體電極18(P2)與電極12(A1)、(A2)之間，以施加電壓之方式接通電源對發熱體14通電之前及通電後之最初之情況。
如圖9B所示，位於發熱體14正上方之可熔導體13之內層之低熔點金屬局13b開始熔融，於外層之高熔點金屬層13a，低熔點金屬因熔蝕現象而擴散。因此，表示外層之高熔點金屬層13a受到腐蝕而消失，從而內層之低融點金屬層13b開始露出之情況。圖中之實線之圓內為露出之低熔點金屬層13b，其他部分為外層之高熔點金屬層13a。
如圖9C所示，發熱體14之溫度進而上升，可熔導體13之內層之低熔點金屬層13b之熔融持續進行，高熔點金屬層13a之腐蝕區域擴大。於該狀態下，低熔點金屬層13b整體處於熔融狀態，故而若成為於發熱體引出電極16上高熔點金屬層13a受到完全腐蝕之狀態，則如圖9D所示，低熔點金屬層13b、即焊料因其濕潤性(表面張力)而被吸引至發熱體引出電極16、2個電極12(A1)、12(A2)之各者。結果，各電極間被截斷。
可熔導體13可如圖10A所示，形成為方形之可熔導體13，亦可如圖10B所示，形成為圓線狀之可熔導體。於圖10中，形成低熔點金屬層13b作為內層，形成高熔點金屬層13a作為外層，但當然亦可將內層與外層互換。
又，於形成低熔點金屬層13b作為內層，形成高熔點金屬層13a作為外層之情形時，亦可一面注意維持可熔導體13之厚度，一面於電極12(A1)、12(A2)上設置由可熔導體13之厚度比低熔點金屬層13b厚之低熔點金屬層13b構成之積存部。
[變形例4]
圖11係使用將可熔導體13之構成更改者之情形之變形例。
如圖11所示，保護元件80具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式積層於絕緣構件15上；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，中央部連接於發熱體引出電極16。又，於絕緣基板11之背面，形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子。
可熔導體13係下層為低熔點金屬層13b且上層為高熔點金屬層13a之2層積層結構。低熔點金屬層13b中，與上述同樣地，可使用以Sn為主成分之無Pb焊料，高熔點金屬層13a中，可使用Ag或Cu、或者以該等中之任一者為主成分之金屬。
於圖11之變形例之情形時，為抑制低熔點金屬層13b導致之電極自身之腐蝕，實現熔斷特性之提昇，而對與2處之電極12、電極12連接之外部端子及發熱體引出電極16表面實施鍍敷處理，形成鍍Ni/Au層52。再者，亦可代替鍍Ni/Au而使用鍍Ni/Pd、鍍Ni/Pd/Au等公知之鍍敷處理。
[變形例5]
圖12A及圖12B係進而變更可熔導體之構成之情形之變形例。
圖12所示之保護元件90之可熔導體91係由由內層與外層構成之積層結構體構成，且具有低熔點金屬層91b作為內層，具有高熔點金屬層91a作為外層。而且，保護元件90之可熔導體91係藉由高熔點金屬層91a而被覆低熔點金屬層91b之整個表面。
該可熔導體91例如可藉由於Ag等高熔點金屬之片上積層以Sn為主成分之無Pb焊料之片，或者塗佈以Sn為主成分之無Pb焊料之 焊膏，進而積層高熔點金屬片且進行熱壓而形成。又，可熔導體91可藉由對片狀之無Pb焊料之整個表面實施鍍Ag而形成。
該可熔導體91係經由無Pb焊料等低熔點金屬92，連接於電極12及發熱體引出電極16上。又，可熔導體91係於上表面之大致整面塗佈有焊劑17。再者，電極12及發熱體引出電極16係為抑制電極自身之腐蝕，實現熔斷特性之提昇，而於表面形成有鍍Ni/Pd/Au層93。
由於使用由外層之高熔點金屬層91a被覆內層之低熔點金屬層91b之整個表面而成之可熔導體91，故保護元件90即便使用熔點比回流焊溫度低之低熔點金屬層13b，亦可於回流焊安裝時，抑制內層之低熔點金屬層91b向外部流出。因此，保護元件90可利用發熱體14之熱，使低熔點金屬層91b於更短時間內腐蝕高熔點金屬層91a，從而迅速且確實地將可熔導體91熔斷。
又，保護元件90可藉由於回流焊安裝時，抑制內層之低熔點金屬層91b之流出，而抑制可熔導體91之變形。
[變形例6]
圖13A及圖13B係將圖12所示之可熔導體91與電極12及發熱體引出電極16之連接構成變更之情形之變形例。
圖13所示之保護元件100係藉由導電膏95而將可熔導體91與電極12及發熱體引出電極16連接。導電膏95適合使用銀奈米膏等金屬奈米膏。銀奈米膏係於200℃以上之燒成溫度、即回流焊溫度左右形成高熔點金屬膜。又，銀奈米膏之燒成膜具有劣於塊狀銀50%左右之導電性及導熱性。
保護元件100係使用由此種金屬奈米膏構成之導電膏95，連接可熔導體91，藉此，於回流焊安裝時，將導電膏95燒成而形成金屬膜，故而，可抑制構成可熔導體91之外層之高熔點金屬層91a之熔蝕。即，於 藉由焊料等低熔點金屬而連接可熔導體91之情形時，在回流焊安裝時，焊料熔融而將外層之高熔點金屬層91a熔蝕，故而，必須較厚地形成外層之高熔點金屬層91a。但是，若較厚地形成高熔點金屬層91a，則熔斷可熔導體91，需要較多之時間。
另一方面，保護元件100係使用由金屬奈米膏構成之導電膏95，連接可熔導體91，故而，外層之高熔點金屬層91a不被熔蝕，從而可較薄地形成高熔點金屬層91a。因此，保護元件100可藉由內層之低熔點金屬層91b之熔蝕，而於短時間內確實地熔斷可熔導體91。
再者，保護元件100中，作為可熔導體，不僅可使用圖12所示之藉由高熔點金屬層91a來被覆內層之低熔點金屬層91b之整個表面之可熔導體91，而且可使用圖8所示之於內層之低熔點金屬層13b之上下積層高熔點金屬層13a且未被完全被覆之可熔導體13。
[變形例7]
圖14A及圖14B係將圖8所示之可熔導體13與電極12及發熱體引出電極16之連接構成變更之情形之變形例。
圖14所示之保護元件110係藉由超音波等之熔接而將可熔導體13與電極12及發熱體引出電極16連接。可熔導體13係如圖8所示，於內層之低熔點金屬層13b之上下積層高熔點金屬層13a，且未被完全被覆。
較佳為，保護元件110形成鍍Ag層作為可熔導體13之高熔點金屬層13a，且於電極12或發熱體引出電極16之表面形成鍍Ni/Pd/Au層93。Ag彼此或Ag與Au之因熔接引起之接著性優異，故而，保護元件110可確實地將可熔導體13與電極12及發熱體引出電極16連接。又，保護元件110係藉由熔接而將可熔導體13與電極12及發熱體引出電極16連接，故而，即便進行回流焊安裝，亦不會將可熔導體13之高熔點金屬層13a熔蝕，且與藉由焊料等低熔點金屬而連接可熔導體13之情形相比，可較薄 地形成高熔點金屬層13a。因此，保護元件10可藉由內層之低熔點金屬層13b引起之熔蝕，而於短時間內確實地熔斷可熔導體13。
再者，保護元件110中，作為可熔導體，不僅可使用圖14所示之在內層之低熔點金屬層13b之上下積層有高熔點金屬層13a且未被完全被覆之可熔導體13，而且可使用圖12所示之藉由高熔點金屬層91a來被覆內層之低熔點金屬層91b之整個表面之可熔導體91。
[變形例8]
圖15係進而變更可熔導體之構成之情形之變形例。
圖15所示之保護元件120之可熔導體121係於內層之低熔點金屬層121b之整個表面被覆有高熔點金屬層121a，且於高熔點金屬層121a之整個表面被覆有第2低熔點金屬層121c。可熔導體121係進而藉由第2低熔點金屬層121c來被覆外層之高熔點金屬層121a，藉此，例如即便形成鍍Cu層作為高熔點金屬層121a，亦可防止Cu氧化。因此，可熔導體121可防止因Cu氧化而導致熔斷時間變長之情況，從而可於短時間內進行熔斷。
又，可熔導體121可使用Cu等低價但易氧化之金屬作為高熔點金屬層121a，從而無需使用Ag等高價之材料便可形成。
第2低熔點金屬層121c可使用與內層之低熔點金屬層121b相同之材料，且可使用例如以Sn為主成分之無Pb焊料。又，第2低熔點金屬層121c可藉由於高熔點金屬層121a之表面實施鍍錫而形成。
再者，可熔導體121可藉由高熔點金屬層121a來被覆內層之低熔點金屬121b之整個表面，或者亦可於內層之低熔點金屬層121b之上下積層高熔點金屬層121a，且未完全進行被覆。同樣地，可熔導體121可藉由第2低熔點金屬層121c來被覆高熔點金屬層121a之整個表面，或者亦可於高熔點金屬層121a之上下積層第2低熔點金屬層121c，且未完全進行 被覆。
[變形例9]
又，應用本發明之保護元件之可熔導體13係內層為低熔點金屬層13b且外層為高熔點金屬層13a之被覆結構，且低熔點金屬層13b與高熔點金屬層13a之層厚比可設為低熔點金屬層：高熔點金屬=2.1：1~100：1。藉此，可確實地使低熔點金屬層13b之體積大於高熔點金屬層13a之體積，從而可有效地利用高熔點金屬層13a之熔蝕於短時間內進行熔斷。
即，可熔導體係於構成內層之低熔點金屬層13b之上下面，積層高熔點金屬層13a，故而能夠以低熔點金屬層13b之層厚比變厚至低熔點金屬層：高熔點金屬層=2.1：1以上之程度，使低熔點金屬層13b之體積大於高熔點金屬層13a之體積。又，可熔導體係若層厚比超過低熔點金屬層：高熔點金屬層=100：1，低熔點金屬層13b變厚且高熔點金屬層13a變薄，則存在高熔點金屬層13a被因回流焊安裝時之熱而熔融之低熔點金屬層13b熔蝕之虞。
該層厚比之範圍係準備層厚比經更改之複數個可熔導體之樣本，且介隔焊膏裝載於電極12、發熱體引出電極16上之後，投入至回流焊爐中，觀察可熔導體是否熔斷。其結果，確認到只要層厚比為低熔點金屬層：高熔點金屬層=2.1：1~100：1之範圍內，則於回流焊安裝時亦不會熔斷，並且若利用發熱體14進行加熱，則可隨著低熔點金屬層13b對高熔點金屬層13a之熔蝕，而迅速地熔斷。
再者，於內層之低熔點金屬層91b之整個表面由高熔點金屬層91a被覆之可熔導體91中，亦可設為與上述可熔導體13相同之低熔點金屬層與高熔點金屬層之層厚比。藉由設為該層厚比，而即便使用可熔導體91，亦可使低熔點金屬層13b之體積大於高熔點金屬層13a之體積，且可有效地利用高熔點金屬層13a之熔蝕於短時間內進行熔斷。
[變形例10]
圖16係使用將發熱體14之配置位置更改者之情形之變形例。如圖16所示，保護元件130具備：絕緣基板11；發熱體14，其內置於絕緣基板11；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式，積層於絕緣基板11上；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。保護元件130除了將發熱體14內置於絕緣基板11之方面、及未設置有絕緣構件15之方面以外，具有與上述保護元件80相同之構成。
再者，絕緣基板11係於背面11b形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子131。又，保護元件130係設置有保護絕緣基板11之表面上之覆蓋構件132。
可熔導體13係形成為於上層設置有高熔點金屬層13a且於下層設置有低熔點金屬層13b之2層之積層結構，且經由該低熔點金屬層13b，連接於分別設置有鍍Ni/Au層52之電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16。又，可熔導體13係於高熔點金屬層13a之表面上塗佈有焊劑17。
該保護元件130係藉由將發熱體14內置於絕緣基板11中，而使絕緣基板11之表面11a平坦化，藉此，可使發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)形成於同一平面上。而且，保護元件130可藉由使發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)為相同之高度，而連接經平坦化之可熔導體13。因此，保護元件130可使可熔導體13之熔斷特性提昇。
又，保護元件130可藉由使用導熱性優異者作為絕緣基板11之材料，而利用發熱體14，與介隔玻璃層等絕緣構件15之情形同樣地將可熔導體13加熱。
進而，保護元件130無需絕緣構件15，又，可藉由將構成 電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之導電膏塗佈於平坦之絕緣基板11之表面11a，而一起形成電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16，故而可實現製造步驟之節省化。
[變形例11]
圖17係使用將發熱體14之配置位置更改者之情形之變形例。
如圖17所示，保護元件140具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11之背面11b，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等形成於絕緣基板11之兩端；發熱體引出電極16，其以與發熱體14重疊之方式，積層於絕緣基板11上；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。保護元件140除了發熱體14積層於絕緣基板11之背面11b之方面以外，具有與上述保護元件80相同之構成。
再者，絕緣基板11係於背面11b形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子131。又，保護元件140係設置有保護絕緣基板11之表面上之覆蓋構件132。
該保護元件140係藉由將發熱體14積層於絕緣基板11之背面11b，而將絕緣基板11之表面11a平坦化，藉此，可於與電極12(A1)、12(A2)同一平面上形成發熱體引出電極16。而且，保護元件100可藉由使發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)為相同之高度，而連接經平坦化之可熔導體13。因此，保護元件100可使可熔導體13之熔斷特性提昇。
又，保護元件140可藉由使用導熱性優異者作為絕緣基板11之材料，而利用發熱體14，與積層於絕緣基板11之表面11a上之情形同樣地將可熔導體13加熱。
進而，保護元件140可藉由將構成電極12(A1)、12(A2) 及發熱體引出電極16之導電膏塗佈於平坦之絕緣基板11之表面11a，而一起形成電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16，故而可實現製造步驟之節省化。
[變形例12]
圖18係使用有將發熱體14之配置位置更改者之情形之變形例。
如圖18所示，保護元件150具備：絕緣基板11；發熱體14，其積層於絕緣基板11之表面11a上，且由絕緣構件15覆蓋；電極12(A1)、12(A2)，其等與發熱體14鄰接地形成於絕緣基板11之表面11a上；發熱體引出電極16，其積層於絕緣基板11之表面11a上之電極12(A1)、12(A2)間，且與發熱體14電連接；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。保護元件150除了發熱體14積層於絕緣基板11之表面11a之方面以外，具有與上述保護元件80相同之構成。
再者，絕緣基板11係於背面11b形成有與電極12(A1)、12(A2)連接之外部端子131。又，保護元件150係設置有保護絕緣基板11之表面上之覆蓋構件132。
該保護元件150係藉由使發熱體14與電極12(A1)鄰接地積層於絕緣基板11之表面11a，而使絕緣基板11之表面11a平坦化，藉此，可於與電極12(A1)、12(A2)同一平面上形成發熱體引出電極16。而且，保護元件150可藉由使發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)為相同之高度，而連接經平坦化之可熔導體13。因此，保護元件150可使可熔導體13之熔斷特性提昇。
又，保護元件150可藉由鄰接於電極12(A1)地積層發熱體14，而使發出之熱有效率地傳遞至可熔導體13，從而可與介隔絕緣構件15使發熱體14與發熱體引出電極16重疊之情形同樣地加熱可熔導體13。
進而，保護元件150可藉由將構成電極12(A1)、12(A2)、發熱體14及發熱體引出電極16之導電膏塗佈於平坦之絕緣基板11之表面11a，而一起形成電極12(A1)、12(A2)、發熱體14及發熱體引出電極16，因此，可實現製造步驟之節省化。又，保護元件110係將發熱體14形成於絕緣基板11之表面11a，且不與發熱體引出電極16重疊，故而，可利用絕緣基板11之厚度方向之低背化而實現小型化。
[變形例13]
圖19係取代藉由塗佈、燒成導電膏來形成發熱體14之構成，而使用發熱元件，且使該發熱元件鄰接於電極12(A1)、12(A2)之附近之情形之變形例。
如圖19所示，保護元件160具備：絕緣基板11；發熱元件161，其安裝於絕緣基板11之表面11a上；電極12(A1)、12(A2)，其等與發熱元件161鄰接地形成於絕緣基板11之表面11a上；發熱體引出電極16，其積層於絕緣基板11之表面11a上之電極12(A1)、12(A2)間，且與發熱元件161電連接；以及可熔導體13，其係兩端連接於電極12(A1)、12(A2)，且中央部連接於發熱體引出電極16。保護元件160除了取代發熱體14，且使發熱元件161與積層於絕緣基板11之表面11a之發熱體引出電極16連接，並與發熱元件電極162連接之方面以外，具有與上述保護元件80相同之構成。發熱元件161係安裝於形成在絕緣基板11之表面11a之焊墊(land)部163上。
保護元件160中，發熱元件電極162與上述電流控制元件27連接，一旦對電池單元21~24中之任一個檢測出異常電壓時，則發熱元件161開始動作，截斷電池組25之充放電路徑。
於該保護元件160中，亦藉由使發熱元件161與電極12(A1)鄰接地積層於絕緣基板11之表面11a，而使絕緣基板11之表面11a平坦化， 藉此，可於與電極12(A1)、12(A2)同一平面上形成發熱體引出電極16。而且，保護元件160可藉由使發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)為相同之高度，而連接經平坦化之可熔導體13。因此，保護元件160可使可熔導體13之熔斷特性提昇。
又，保護元件160可藉由鄰接於電極12(A1)、12(A2)地安裝發熱元件161，而將發出之熱有效率地傳遞至可熔導體13，從而可與介隔絕緣構件15使發熱體14與發熱體引出電極16重疊之情形同樣地將可熔導體13加熱。
進而，保護元件160可藉由將構成電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之導電膏塗佈於平坦之絕緣基板11之表面11a，而一起形成電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16，故而，可實現製造步驟之節省化。又，保護元件160並非於絕緣基板11之表面11a上使發熱體14與發熱體引出電極16重疊地形成，故而，可利用絕緣基板11之厚度方向之低背化而實現小型化。
又，保護元件160可選擇、安裝各種元件作為發熱元件161，且可使用散發適於可熔導體13熔斷之高溫之元件。
[變形例14]
圖20~圖22係將可熔導體之構成更改之保護元件之變形例。
圖20A及圖20B所示之保護元件170係使用在成為內層之低熔點金屬層171之兩面形成有高熔點金屬層172作為外層之3層結構之可熔導體173。可熔導體173係於構成外層之高熔點金屬層172，沿長邊方向形成有線狀之開口部172a，且使低熔點金屬層171自該開口部172a露出。可熔導體173可藉由低熔點金屬層171自開口部172a露出，而增加經熔融之低熔點金屬與高熔點金屬層172之接觸面積，進一步促進高熔點金屬層172之腐蝕作用，從而使熔斷性提昇。高熔點金屬層172之開口部172a係 例如藉由對低熔點金屬層171實施構成高熔點金屬層172之金屬之局部鍍敷而形成。
保護元件170除了取代可熔導體13，而使用可熔導體173之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。再者，可熔導體173係經由焊料等低熔點金屬134而連接於分別設置有鍍Ni/Au層52之電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16。又，可熔導體173係於高熔點金屬層172之表面上塗佈有焊劑17。高熔點金屬層172可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，且低熔點金屬層171可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
又，可熔導體173亦可使用焊料作為構成低熔點金屬層171之金屬，並且於高熔點金屬層172之表面形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體173可進而使構成低熔點金屬層171之焊料之濕潤性提昇，從而促進腐蝕作用。
圖21A及圖21B所示之保護元件180係使用在成為內層之低熔點金屬層181之兩面形成有高熔點金屬層182作為外層之3層結構之可熔導體183。可熔導體183係於構成外層之高熔點金屬層182，遍及整面地形成有圓形之開口部182a，且使低熔點金屬層181自該開口部182a露出。
保護元件180之其他構成係與上述保護元件170相同。又，高熔點金屬層182之開口部182a例如可藉由對低熔點金屬層181實施構成高熔點金屬層182之金屬之局部鍍敷而形成。
可熔導體183可藉由低熔點金屬層181自開口部182a露出，而增加經熔融之低熔點金屬與高熔點金屬層182之接觸面積，進一步促進高熔點金屬層182之腐蝕作用，從而提昇熔斷性。
又，於可熔導體183中，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬層181之金屬，並且於高熔點金屬層182之表面，形成Au或以Au為主成 分之皮膜。藉此，可熔導體183可使構成低熔點金屬層181之焊料之濕潤性進一步提昇，從而促進腐蝕作用。
圖22A及圖22B所示之保護元件190係使用在成為內層之低熔點金屬層191之兩面形成有高熔點金屬層192作為外層之3層結構之可熔導體193。可熔導體193係於構成外層之高熔點金屬層192，遍及長邊方向地形成有複數個遍及寬度方向之線狀之開口部192a，且使低熔點金屬層191自該開口部192a露出。
保護元件190之其他構成係與上述保護元件170相同。又，高熔點金屬層192之開口部192a例如可藉由對低熔點金屬層191實施構成高熔點金屬層192之金屬之局部鍍敷而形成。
可熔導體193可藉由低熔點金屬層191自開口部192a露出，而增加經熔融之低熔點金屬與高熔點金屬層192之接觸面積，進一步促進高熔點金屬層之腐蝕作用，從而提昇熔斷性。
又，於可熔導體193中，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬層191之金屬，並且於高熔點金屬層192之表面，形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體193可進而提昇構成低熔點金屬層191之焊料之濕潤性，從而促進腐蝕作用。
[變形例15]
圖23係將可熔導體之構成更改之保護元件之變形例。
圖23A及圖23B所示之保護元件200係使用在上層配置低熔點金屬層201且於下層形成有高熔點金屬層202之可熔導體203。可熔導體203係經由焊料等低熔點金屬204而連接於分別設置有鍍Ni/Au層52之電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16。藉此，可熔導體203於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上，形成低熔點金屬204、高熔點金屬層202及低熔點金屬層201之3層結構。
再者，可熔導體203係於低熔點金屬層201之表面上塗佈有焊劑17。又，保護元件200除了取代可熔導體13而使用可熔導體203之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。又，高熔點金屬層202可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，且低熔點金屬層201可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
保護元件200係可熔導體203於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上，形成低熔點金屬204、高熔點金屬層202及低熔點金屬層201之3層結構，故而，可藉由經熔融之低熔點金屬204及低熔點金屬層201對高熔點金屬層202之腐蝕作用，而進一步促進電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上之熔融導體之凝集，從而提昇熔斷性。
又，保護元件200可藉由於低熔點金屬層201之表面積層高熔點金屬層202之簡單之步驟而形成可熔導體203。
又，於可熔導體203中，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬層201之金屬，並且於高熔點金屬層202之表面，形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體203可進一步提昇構成低熔點金屬層201之焊料之濕潤性，從而促進腐蝕作用。
[變形例16]
圖24係將可熔導體之構成更改之保護元件之變形例。
圖24A及圖24B所示之保護元件210係使用形成為自最上層起依序積層有第1高熔點金屬層211、第1低熔點金屬層212、第2高熔點金屬層213、及第2低熔點金屬層214之4層結構之可熔導體215。可熔導體215係經由第2低熔點金屬層214，而連接於分別設置有鍍Ni/Au層52之電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16。
再者，可熔導體215係於第1高熔點金屬層211之表面上塗佈有焊劑17。又，保護元件210除了取代可熔導體13而使用可熔導體215 之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。又，第1、第2高熔點金屬層211、213可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，且第1、第2低熔點金屬層212、214可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
保護元件210可藉由經熔融之第1、第2低熔點金屬層212、214對第1、第2高熔點金屬層211、213之腐蝕作用，而進一步促進電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上之熔融導體之凝集，並且可提昇發熱體引出電極16與電極12(A1)、12(A2)之各者間之熔斷性。
又，可藉由將最下層設為第2低熔點金屬層214，而使該第2低熔點金屬層214兼作實現對電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之連接之接著劑層。再者，保護元件210中，只要使高熔點金屬層與低熔點金屬層交替地積層，則亦可使用4層以上者作為可熔導體。
[變形例17]
圖25係將可熔導體之構成更改之保護元件之變形例。
圖25A及圖25B所示之保護元件220係使用僅由高熔點金屬層221構成之單層之可熔導體222。可熔導體222係經由焊料等低熔點金屬223而連接於分別設置有鍍Ni/Au層52之電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16。藉此，可熔導體222於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上，形成低熔點金屬223及高熔點金屬層221之2層結構。
再者，可熔導體222係於高熔點金屬層221表面上塗佈有焊劑17。又，保護元件220除了取代可熔導體13而使用可熔導體222之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。又，高熔點金屬層221可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，低熔點金屬223可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
保護元件220中，可熔導體222於電極12(A1)、12(A2) 及發熱體引出電極16上，形成低熔點金屬223及高熔點金屬層221之2層結構，故而，可藉由經熔融之低熔點金屬223對高熔點金屬層221之腐蝕作用，而進一步促進電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上之熔融導體之凝集，從而使熔斷性提昇。因此，較佳為，低熔點金屬223形成為厚於可熔導體222之高熔點金屬層221。
又，保護元件220係使可熔導體222為高熔點金屬層221之單層結構，故而可以簡單之步驟形成。
再者，於可熔導體222中，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬223之金屬，並且於高熔點金屬層221之表面，形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體222可進而提昇構成低熔點金屬223之焊料之濕潤性，從而促進腐蝕作用。
[變形例18]
圖26係使用複數個可熔導體之保護元件之變形例。
圖26所示之保護元件230係為了於大電流用途中，提昇保護元件230之額定，而使可熔導體231大型化者。此處，若使可熔導體231大型化，則熔融時之熔融導體之體積變大，熔融導體遍及電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之各者之間而凝集，從而存在無法熔斷之虞。
因此，保護元件230係分割為複數個可熔導體，並且於發熱體引出電極16上之可熔導體連接部16a之周邊形成絕緣層232。例如，保護元件230係如圖26所示，設置第1、第2可熔導體231a、231b，提昇作為整體之額定。第1、第2可熔導體231a、231b係自電極12(A1)經由發熱體引出電極16遍及電極12(A2)地由焊料等低熔點金屬233連接。又，第1、第2可熔導體231a、231b係相隔特定之距離而配設。
再者，第1、第2可熔導體231、231b係形成為藉由構成外層之高熔點金屬層來被覆構成內層之低熔點金屬層之積層結構，且如圖22 所示，經由低熔點金屬233而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體231a、231b亦可設為積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之積層結構，且經由構成下層之低熔點金屬層而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體231a、231b亦可設為僅高熔點金屬層之單層結構，且經由低熔點金屬233而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體231a、231b亦可構成為於構成外層之高熔點金屬層設置開口部，使構成內層之低熔點金屬層露出至外側。
又，保護元件230係於發熱體引出電極16上之第1、第2可熔導體231a、231b間之區域形成有絕緣層232。絕緣層232係防止經熔融之第1、第2可熔導體231a、231b彼此結合導致熔融導體之體積之增大者，且使用公知之絕緣材料以公知之方法形成。
再者，可熔導體231係於表面上塗佈有焊劑(未圖示)。又，保護元件230除了取代可熔導體13而使用複數個可熔導體231之方面、及於發熱體引出電極16之可熔導體連接部16a之周邊形成有絕緣層232之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。又，可熔導體231係作為高熔點金屬層，可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，且作為低熔點金屬層，可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
如圖27所示，保護元件230中，於第1、第2可熔導體231a、231b熔融之情形時，亦可藉由絕緣層232來防止熔融導體沿著發熱體引出電極16而結合。因此，保護元件230中，於增加可熔導體231整體之體積來提昇額定之情形時，亦可防止熔融導體順著發熱體引出電極16被吸引至一方，且遍及電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之各者間而凝集，從而無法熔斷之情況，故可確實地進行熔斷。
再者，保護元件230亦可於電極12(A1)、12(A2)之可熔 導體連接部周邊設置絕緣層232。藉此，保護元件230可防止熔融導體順著電極12(A1)、12(A2)被吸引至一方，且遍及電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之各者間而凝集，從而無法熔斷之情況。
再者，於可熔導體231中，在具有積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之結構之情形時，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬之金屬，並且於高熔點金屬層之表面形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體231可進一步提昇構成低熔點金屬之焊料之濕潤性，從而促進腐蝕作用。
進而，保護元件230亦可如圖26所示，遍及電極12(A1)、12(A2)之長邊方向，形成絕緣層235。絕緣層235係防止熔融導體越過電極12(A1)、12(A2)而於外部電極凝集者，且形成於電極12(A1)、12(A2)之可熔導體231之連接區域之外側。由於設置絕緣層235，故如圖27所示，保護元件230不存在熔融導體凝集於電極12(A1)、12(A2)上且流動至外部電極之情況。
[變形例19]
圖28係使用複數個可熔導體之保護元件之變形例。
圖28所示之保護元件240係與上述保護元件230同樣地，為了於大電流用途中，提昇保護元件240之額定而使可熔導體241大型化者。
於保護元件240中，分割為複數個可熔導體，並且具有窄幅部242，該窄幅部242係於發熱體引出電極16上之可熔導體連接部16a之周邊相較該可熔導體連接部16a細窄地形成。例如，保護元件240係如圖28所示，設置第1、第2可熔導體241a、241b，提昇作為整體之額定。第1、第2可熔導體241a、241b係自電極12(A1)經由發熱體引出電極16遍及電極12(A2)地由焊料等低熔點金屬243連接。又，第1、第2可熔導體241a、241b係相隔特定之距離而配設。
再者，第1、第2可熔導體241a、241b係形成由構成外層之高熔點金屬層被覆構成內層之低熔點金屬層之積層結構，且如圖28所示，經由低熔點金屬243而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體241a、241b亦可設為積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之積層結構，且經由構成下層之低熔點金屬層而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體241a、241b亦可設為僅高熔點金屬層之單層結構，且經由低熔點金屬而連接於電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16上。又，第1、第2可熔導體241a、241b亦可構成為於構成外層之高熔點金屬層設置開口部，且使構成內層之低熔點金屬層面向外側。
又，保護元件240係於發熱體引出電極16上之第1、第2可熔導體241a、241b間之區域，形成有比可熔導體連接部16a細之窄幅部242。窄幅部242係防止經熔融之第1、第2可熔導體241a、241b彼此結合導致熔融導體之體積之增大，且藉由將發熱體引出電極16印刷、燒成成特定圖案而形成。又，窄幅部242亦可藉由於發熱體引出電極16上設置絕緣層而形成。
再者，可熔導體241係於表面上塗佈有焊劑(未圖示)。又，保護元件240除了取代可熔導體13而使用複數個可熔導體241之方面、及於發熱體引出電極16之可熔導體連接部16a之周邊形成窄幅部242之方面以外，具有與上述保護元件10相同之構成。又，可熔導體241係作為高熔點金屬層，可使用與上述高熔點金屬層13a相同之材料而形成，且作為低熔點金屬層，可使用與上述低熔點金屬層13b相同之材料而形成。
如圖29所示，保護元件240於第1、第2可熔導體241a、241b熔融之情形時，亦可防止熔融導體未流入窄幅部242而朝向寬幅之可熔導體連接部16a凝集，且順著發熱體引出電極16進行結合之情況。因此， 保護元件240於使可熔導體241整體之體積增加來提昇額定之情形時，亦可防止熔融導體順著發熱體引出電極16被吸引至一方，且遍及電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之各者間而凝集，從而無法熔斷之情況，故可確實地進行熔斷。
再者，保護元件240亦可於電極12(A1)、12(A2)之可熔導體連接部周邊設置窄幅部242。藉此，保護元件240可防止熔融導體順著電極12(A1)、12(A2)被吸引至一方，且遍及電極12(A1)、12(A2)及發熱體引出電極16之各者間而凝集，從而無法熔斷之情況。
再者，於可熔導體241中，在具有積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之結構之情形時，亦可使用焊料作為構成低熔點金屬之金屬，並且於高熔點金屬層之表面，形成Au或以Au為主成分之皮膜。藉此，可熔導體203可進一步提昇構成低熔點金屬之焊料之濕潤性，從而促進腐蝕作用。
進而，於保護元件240中，如圖28所示，亦可遍及電極12(A1)、12(A2)之長邊方向地形成絕緣層245。絕緣層245係防止熔融導體越過電極12(A1)、12(A2)凝集至外部電極，且形成於電極12(A1)、12(A2)之可熔導體241之連接區域之外側。由於設置絕緣層245，如圖29所示，保護元件240不存在熔融導體凝集於電極12(A1)、12(A2)上，且流出至外部電極之情況。
10‧‧‧保護元件
11‧‧‧絕緣基板
12(A1)、12(A2)‧‧‧電極
13a‧‧‧高熔點金屬層
13b‧‧‧低熔點金屬層
14‧‧‧發熱體
15‧‧‧絕緣構件
16、16(P1)‧‧‧發熱體引出電極
17‧‧‧焊劑
18(P1)、18(P2)‧‧‧發熱體電極

Claims (54)

  1. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋該發熱體之方式，積層於該絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有該絕緣構件之該絕緣基板；發熱體引出電極，其係以與該發熱體重疊之方式積層於該絕緣構件之上，且於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  2. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該高熔點金屬層之導熱率高於含Pb焊料。
  3. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，於該可熔導體之兩端，在與該第1及第2電極連接之部分具有焊料積存部。
  4. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其係藉由回流焊爐而被基板安裝者，該低熔點金屬層之熔點低於該回流焊爐之溫度。
  5. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無 Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成。
  6. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，於連接於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之位置，該可熔導體由低熔點金屬連接。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為高熔點金屬層且外層為低熔點金屬層之被覆結構。
  8. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係內層為高熔點金屬層且外層為低熔點金屬層之被覆結構。
  9. 如申請專利範圍第8項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係以至少貫通一部分之該高熔點金屬層之方式形成。
  10. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構。
  11. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，於連接於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之位置，該可熔導體由低熔點金屬連接，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構。
  12. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構。
  13. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，於該第1及第2電極以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  14. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構，於該第1及第2電極以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  15. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，於該發熱體與該絕緣基板之間設置絕緣構件層。
  16. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層之體積大於該高熔點金屬層之體積。
  17. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係內層為高熔點金屬層且外層為低熔點金屬層之被覆結構，該低熔點金屬層之體積大於該高熔點金屬層之體積。
  18. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，成為內層之該低熔點金屬層之整面被該高熔點金屬層被覆。
  19. 如申請專利範圍第1或18項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，且介隔導電膏連接於該第1及第2電極上。
  20. 如申請專利範圍第1或18項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，且藉由熔接而連接於該第1及第2電極上。
  21. 如申請專利範圍第1或18項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，於成為內層之低熔點金屬層之表面被覆有該高熔點金屬層，於該高熔點金屬層之表面被覆有第2低熔點金屬層。
  22. 如申請專利範圍第1或18項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，該低熔點金屬層與該高熔點金屬層之層厚比為2.1：1~100：1。
  23. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋該發熱體之方式，積層於該絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有該絕緣構件之該絕緣基板；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接 於該發熱體；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  24. 如申請專利範圍第23項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，於連接於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之位置，該可熔導體由低熔點金屬連接，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構，該高熔點金屬層係於表面具有開口，露出該低熔點金屬層，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  25. 如申請專利範圍第23項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，於連接於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之位置，該可熔 導體由低熔點金屬連接，該可熔導體係將上層設為低熔點金屬層且將下層設為高熔點金屬層之2層積層體，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  26. 如申請專利範圍第23項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係將該高熔點金屬層、該低熔點金屬層交替地積層4層以上而形成，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  27. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋該發熱體之方式，積層於該絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於積層有該絕緣構件之該絕緣基板；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；以及複數個可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構 成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  28. 如申請專利範圍第27項之保護元件，其中，積層有該複數個可熔導體之該發熱體引出電極，於該複數個可熔導體之可熔導體間形成有絕緣層。
  29. 如申請專利範圍第27項之保護元件，其中，該發熱體引出電極係形成為：該複數個可熔導體之間之部分的寬度窄於積層有該複數個可熔導體之部分的寬度。
  30. 如申請專利範圍第27項之保護元件，其中，積層有該複數個可熔導體之該發熱體引出電極，於該複數個可熔導體之可熔導體間形成有絕緣層，該發熱體引出電極係形成為：該複數個可熔導體之間之部分的寬度窄於積層有該複數個可熔導體之部分的寬度。
  31. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其內置於該絕緣基板之內部；第1及第2電極，其等積層於該絕緣基板；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構 成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  32. 如申請專利範圍第31項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  33. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於該絕緣基板之積層有該發熱體之面的相反面；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成， 該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  34. 如申請專利範圍第33項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  35. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於該絕緣基板之積層有該發熱體之同一面；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由發熱體之加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以 及該發熱體引出電極側而熔斷。
  36. 如申請專利範圍第35項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  37. 一種保護元件，具備：絕緣基板；第1及第2電極，其等積層於該絕緣基板；發熱體引出電極，其積層於該第1及第2電極之間的電流路徑上；發熱元件，其以電連接於該發熱體引出電極之方式裝載；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由發熱元件之加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由至少包含高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層體構成，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕高熔點金屬層，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
  38. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該高熔點金屬層之導熱率高於含Pb焊料。
  39. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，於該可熔導體之兩端，在與該第1及第2電極連接之部分具有焊料積存部。
  40. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其係藉由回流焊爐而被基板安裝者，該低熔點金屬層之熔點低於該回流焊爐之溫度。
  41. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係由無Pb焊料構成，該高熔點金屬層係由Ag或Cu、或者以Ag或Cu為主成分之金屬構成。
  42. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，於該高熔點金屬層之表面形成有Au或以Au為主成分之皮膜。
  43. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，於連接於該第1及第2電極以及該發熱體引出電極之位置，該可熔導體由低熔點金屬連接。
  44. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為高熔點金屬層且外層為低熔點金屬層之被覆結構。
  45. 如申請專利範圍第44項之保護元件，其中，該低熔點金屬層係以至少貫通一部分之該高熔點金屬層之方式形成。
  46. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係內層為低熔點金屬層且外層為高熔點金屬層之被覆結構。
  47. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該高熔點金屬層係於表面具有開口，露出該低熔點金屬層。
  48. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係設為使上層為高熔點金屬層且使下層為低熔點金屬層之2層結構。
  49. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係將上層設為低熔點金屬層且將下層設為高熔點金屬層之2層積層體。
  50. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該可熔導體係將該高熔點金屬層、該低熔點金屬層交替地積層4層以上而形成。
  51. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，於該第1及第2電極、以及該發熱體引出電極之表面，實施有鍍Ni/Au、鍍Ni/Pd或鍍Ni/Pd/Au中之任一種鍍敷處理。
  52. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，於該發熱體與該絕緣基板之間設置絕緣構件層。
  53. 如申請專利範圍第23、27~31、33、35、37項中任一項之保護元件，其中，該低熔點金屬層之體積大於該高熔點金屬層之體積。
  54. 一種保護元件，具備：絕緣基板；發熱體，其積層於該絕緣基板；絕緣構件，其以至少覆蓋該發熱體之方式，積層於該絕緣基板； 第1及第2電極，其等積層於積層有該絕緣構件之該絕緣基板；發熱體引出電極，其係於該第1及第2電極之間的電流路徑上電連接於該發熱體；以及可熔導體，其係自該發熱體引出電極遍及該第1及第2電極地積層，且藉由加熱而將該第1電極與該第2電極之間的電流路徑熔斷；該可熔導體係由高熔點金屬構成，且隔著低熔點金屬而與該第1電極、該第2電極、及該發熱體引出電極之各者連接，該低熔點金屬層係因該發熱體發出之熱而熔融，因此，一面腐蝕由高熔點金屬構成之該可熔導體，一面被吸引至該低熔點金屬之濕潤性高的該第1及第2電極以及該發熱體引出電極側而熔斷。
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