TWI671777B - 保護元件及電池包 - Google Patents

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TWI671777B
TWI671777B TW103126870A TW103126870A TWI671777B TW I671777 B TWI671777 B TW I671777B TW 103126870 A TW103126870 A TW 103126870A TW 103126870 A TW103126870 A TW 103126870A TW I671777 B TWI671777 B TW I671777B
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佐藤浩二
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日商迪睿合股份有限公司
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Abstract

能確保過電流保護時之電流容量且同時藉由發熱體之發熱使之確實地熔斷。
其具備：第1絕緣基板55、第1及第2外部電極51,52、設於第1絕緣基板55之背面55b側之發熱體57、設於第1絕緣基板55之表面55a之第1外部電極51與第2外部電極52之間之表背面電極56,64、於表面55a以與表面電極56重疊之方式積層於從第1至第2外部電極51,52之可熔導體53、於內側面設有導電層65之貫通孔58、以及充填於貫通孔58內之預備焊料66。藉由發熱體57之熱，預備焊料66及可熔導體53熔融，藉由表背面電極56,64、貫通孔58內之導電層65等之濕潤性，熔融後之預備焊料66及可熔導體53移動至溫度高之第1絕緣基板55之背面55b側。

Description

保護元件及電池包
本發明係關於藉由熔斷電流路徑以保護連接於電流路徑上之電路之保護元件及電池包。本申請案係以在日本於2013年8月7日申請之日本專利申請號特願2013-163950、以及於2014年5月30日申請之日本專利申請號特願2014-113044為基礎主張優先權，參照此等申請並援用於本申請案。
可充電而反覆利用之二次電池大多係被加工為電池包再提供給使用者。特別於重量能量密度高之鋰離子二次電池中，為確保使用者及電子機器的安全，一般將過充電保護、過放電保護等數個保護電路內建於電池包，而具有於特定狀況將電池包之輸出截斷之機能。
大多使用鋰離子二次電池之電子裝置中，係藉由使用內建於電池包之FET開關進行輸出之ON/OFF，以進行電池包的過充電保護或過放電保護動作。然而，即使因某些原因造成FET開關短路破壞時，被施加雷電突波等而有瞬間大電流流通時，或因電池單元之壽命而輸出電壓異常下降或反之輸出過大異常電壓時，電池包或電子機器必須被保護免於起火等之事故。因此，係使用一種保護元件，其為了不論在上述可假定之任何異常狀態均可安全地截斷電池單元之輸出，而由具有依來自外部之訊號而截斷電流路徑之機能的保險絲元件構成。
作為此種鋰離子二次電池等用之保護電路之保護元件，一般係使用如專利文獻1所記載，於保護元件內部具有發熱體，藉由此發熱體之發熱將電流路徑上之可熔導體熔斷的構造。
〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2010-3665號公報
專利文獻1所記載之保護元件中，為了使用於攜帶電話或筆記型電腦之類電流容量較低之用途，可熔導體(保險絲)具有最大15A左右之電流容量。鋰離子二次電池之用途近年不斷擴大，亦有研究採用於更大電流之用途、例如電動起子等電動工具或油電混合車、電動車、電動自行車等輸送機器，其一部分已有開始採用。此等用途中，特別是在啟動時等有時會有超過數10A~100A之大電流流通的情形。而被期望有對應此種大電流容量之保護元件之實現。
為了實現對應大電流容量之保護元件，只要使可熔導體之剖面積增大即可。然而，保護元件在因過電流狀態而熔斷之情形以外，亦有檢測出電池單元之過電壓狀態使電流流通於以電阻體形成之發熱體並藉由其發熱切斷可熔導體的必要。若為了對應大電流而增大剖面積，則由於熔斷時之可熔導體之熔融量變多，因此難以穩定地熔斷可熔導體。又，若可熔導體之熔融量變多，會在藉由過電流所致之電流截斷前一刻熔融導體凝集量亦增大，因截斷時之電弧放電使熔融導體多量飛散，絕緣阻抗之降低或可熔導體之搭載位置之週邊電路之短路等的風險亦升高。再者，因保護元件被配置之姿勢使熔斷動作變動亦係一問題。
因此，本發明之目的在於，取得能確保過電流保護時之電流 容量且同時能抑制在因過電流所致之電流截斷時因電弧放電所致之熔融導體之飛散的保護元件及電池包。又，本發明之目的在於，取得能確保過電流保護時之電流容量且同時藉由發熱體之發熱使可熔導體確實地熔斷的保護元件及電池包。
用以解決上述課題之保護元件具有：第1絕緣基板；以及搭 載於上述第1絕緣基板之表面之可熔導體；於上述第1絕緣基板之表面開口有用以吸引熔融後之上述可熔導體之吸引孔。
又，本發明之電池包，具備：一個以上之電池單元；以及保 護元件，連接於上述電池單元之充放電路徑上，用以截斷該充放電路徑；上述保護元件，具有：第1絕緣基板；以及可熔導體，搭載於上述第1絕緣基板之表面，作為上述充放電路徑；於上述第1絕緣基板之表面開口有用以吸引熔融後之上述可熔導體之吸引孔。
又，本發明之保護元件，其具有：第1、第2外部電極；可熔 導體，連接於從上述第1至第2外部電極之間；以及吸引構件，連接於上述可熔導體，用以吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；表面電極，形成於上述第1絕緣基板之表面，與上述可熔導體之一部分連接；發熱體，設於上述第1絕緣基板；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述表面電極連接；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
又，本發明之電池包，具備：一個以上之電池單元；保護元 件，連接於上述電池單元之充放電路徑上，用以截斷該充放電路徑；以及電流控制元件，係檢測上述電池單元之電壓值以控制對上述保護元件之通電；上述保護元件，具有：第1、第2外部電極；可熔導體，連接於上述第1至第2外部電極之間；以及吸引構件，吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；表面電極，形成於上述第1絕緣基板之表面，與上述可熔導體之一部分連接；發熱體，設於上述第1絕緣基板；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述表面電極連接；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
又，用以解決上述課題之保護元件，具備：第1絕緣基板； 中間電極，位於上述第1絕緣基板之一面側，設於上述第1外部電極與上述第2外部電極之間；發熱體，設於上述第1絕緣基板之另一面側；可熔導體，於上述第1絕緣基板之一面，與上述中間電極連接且連接於上述第1至第2外部電極，藉由上述發熱體之加熱而熔斷該第1外部電極與該第2外部電極間之電流路徑；發熱體引出電極，設於上述第1絕緣基板之另一面側，電連接於上述發熱體之一端子；以及貫通孔，在上述中間電極與上述發熱體引出電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，於內側面設有與上述中間電極與上述發熱體引出電極連續之導電層。
本發明之電池包，具備：一個以上之電池單元；保護元件， 連接成截斷流通於上述電池單元之電流；以及電流控制元件，係檢測上述電池單元各自之電壓值以控制加熱上述保護元件之電流。保護元件，具有：第1絕緣基板；第1及第2外部電極；中間電極，位於上述第1絕緣基板之一面 側，設於上述第1外部電極與上述第2外部電極之間；發熱體，設於上述第1絕緣基板之另一面側；可熔導體，於上述第1絕緣基板之一面，與上述中間電極連接且連接於上述第1至第2外部電極，藉由上述發熱體之加熱而熔斷該第1外部電極與該第2外部電極間之電流路徑；發熱體引出電極，設於上述第1絕緣基板之另一面側，電連接於上述發熱體之一端子；以及貫通孔，在上述中間電極與上述發熱體引出電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，於內側面設有與上述中間電極與上述發熱體引出電極連續之導電層。
根據本發明，在可熔導體熔融後，由於熔融後之可熔導體會 被形成於第1絕緣基板之吸引孔吸入，因此在熔融導體多量產生時亦能確實熔斷。是以，在為了使額定值提升而使可熔導體之剖面積增大之情形，亦能確實地切斷電流路徑。
1‧‧‧保護元件
10‧‧‧第1絕緣基板
10a‧‧‧表面
10b‧‧‧背面
11‧‧‧第1電極
11a‧‧‧第1外部電極
11b‧‧‧導電層
12‧‧‧第2電極
12a‧‧‧第2外部連接電極
12b‧‧‧導電層
13‧‧‧可熔導體
13a‧‧‧熔融導體
14‧‧‧助焊劑
15‧‧‧蓋構件
20‧‧‧吸引孔
21‧‧‧導電層
22‧‧‧表面電極
23‧‧‧背面電極
24‧‧‧保護元件
25‧‧‧發熱體
26‧‧‧絕緣層
27‧‧‧第3外部連接電極
30‧‧‧電池包
30a‧‧‧正極端子
30b‧‧‧負極端子
31~34‧‧‧電池單元
35‧‧‧電池堆
36‧‧‧檢測電路
37‧‧‧電流控制元件
40‧‧‧充放電控制電路
41、42‧‧‧電流控制元件
43‧‧‧控制部
50‧‧‧保護元件
51‧‧‧第1外部電極
52‧‧‧第2外部電極
53‧‧‧可熔導體
53a‧‧‧熔融導體
54‧‧‧吸引構件
55‧‧‧絕緣基板
55a‧‧‧表面
55b‧‧‧背面
56‧‧‧表面電極
57‧‧‧發熱體
58‧‧‧貫通孔
59‧‧‧第1發熱體電極
60‧‧‧第2發熱體電極
61‧‧‧第3外部連接電極
62‧‧‧絕緣構件
63‧‧‧發熱體引出電極
63a‧‧‧突出片
64‧‧‧背面電極
65‧‧‧導電層
66‧‧‧預備焊料
67‧‧‧島狀電極
70‧‧‧吸引構件
71‧‧‧保護元件
74‧‧‧保護元件
75‧‧‧凝集構件
76‧‧‧第2絕緣基板
77‧‧‧發熱體
78‧‧‧絕緣構件
79‧‧‧集電極
80‧‧‧保護元件
90‧‧‧高熔點金屬層
91‧‧‧低熔點金屬層
95‧‧‧導體帶
97‧‧‧第1側緣部
98‧‧‧第2側緣部
圖1係顯示適用本發明之保護元件之剖面圖。
圖2係顯示適用本發明之保護元件中吸引熔融導體之狀態之剖面圖。
圖3係顯示適用本發明之保護元件中可熔導體熔斷後之狀態之剖面圖。
圖4係顯示使用保護元件之電池包之構成例的方塊圖。
圖5係顯示適用本發明之保護元件之電路圖。
圖6係顯示於第1絕緣基板之表面側具備發熱體之保護元件之剖面圖。
圖7係顯示於第1絕緣基板之背面側具備發熱體之保護元件之剖面圖。
圖8係顯示於第1絕緣基板內具備發熱體之保護元件之剖面圖。
圖9係顯示使用保護元件之電池包之構成例的方塊圖。
圖10係顯示適用本發明之保護元件之電路圖。
圖11(A)係顯示適用本發明之保護元件之俯視圖。圖11(B)係圖11(A)之AA’線剖面圖。
圖12係顯示適用本發明之保護元件之應用例的方塊圖。
圖13係顯示適用本發明之保護元件之電路構成例的圖。
圖14(A)係顯示適用本發明之保護元件之發熱體動作時之剖面圖。圖14(B)係顯示可熔導體熔斷後之狀態的剖面圖。
圖15(A)~(E)係顯示適用本發明之保護元件之使用態樣之姿勢的圖。
圖16係顯示在圖15(A)~(E)之各姿勢之可熔導體之熔斷時間的圖。
圖17(A)係作為參考例之凝集式保護元件之俯視圖，圖17(B)係圖17(A)之AA’線剖面圖。圖17(C)係顯示熔斷後之狀態的剖面圖。
圖18(A)~(E)係顯示在圖17所示參考例之保護元件之使用態樣之姿勢的圖。
圖19係顯示在圖18(A)~(E)之各姿勢之可熔導體之熔斷時間的圖。
圖20係顯示設於第1絕緣基板之中間電極之貫通孔之變形例的圖，(A)係顯示設有兩列貫通孔之例，(B)係顯示將貫通孔設為狹縫之例。
圖21係顯示於第1絕緣基板之表面側具備發熱體之保護元件的剖面圖。
圖22(A)~(E)係顯示適用本發明之保護元件之使用態樣之姿勢的圖。
圖23係顯示在圖22(A)~(E)之各姿勢之可熔導體之熔斷時間的圖。
圖24係顯示具備凝集構件之保護元件之剖面圖，(A)係顯示可熔導體之熔斷前，(B)係顯示可熔導體之熔斷後。
圖25係顯示具備凝集構件之保護元件的電路圖。
圖26係顯示具備複數個吸引構件之保護元件之剖面圖，(A)係顯示可熔導體之熔斷前，(B)係顯示可熔導體之熔斷後。
圖27係顯示具備複數個吸引構件之保護元件的電路圖。
圖28係顯示具有高熔點金屬層與低熔點金屬層且具備被覆構造之可熔導體的立體圖，(A)係顯示以高熔點金屬層作為內層且以低熔點金屬層被覆的構造，(B)係顯示以低熔點金屬層作為內層且以高熔點金屬層被覆的構造。
圖29係顯示具備高熔點金屬層與低熔點金屬層之積層構造之可熔導體的立體圖，(A)係顯示上下雙層構造，(B)係顯示內層及外層之三層構造。
圖30係顯示具備高熔點金屬層與低熔點金屬層之多層構造之可熔導體的剖面圖。
圖31係顯示於高熔點金屬層之表面形成有線狀之開口部且露出低熔點金屬層之可熔導體的俯視圖，(A)係沿長度方向形成有開口部者，(B)係沿寬度方向形成有開口部者。
圖32係顯示於高熔點金屬層之表面形成有圓形之開口部且露出低熔點金屬層之可熔導體的俯視圖。
圖33係顯示於高熔點金屬層形成有圓形之開口部且於內部充填有低熔點金屬之可熔導體的俯視圖。
圖34係顯示設有被高熔點金屬被覆且厚度較厚之第1側緣部與低熔點金屬露出之第2側緣部之可熔導體的俯視圖。
以下，參照圖式詳細說明用以實施本發明之形態。此外，本發明不限定僅為以下之實施形態，當然可在不偏離本發明要旨之範圍內進 行各種變更。
[第1實施形態]
如圖1所示，適用本發明之保護元件1，具有第1絕緣基板10；以及搭載於第1絕緣基板10之表面10a之可熔導體13，於第1絕緣基板10之表面10a開口有用以吸引熔融後之可熔導體13之吸引孔20。又，保護元件1，係藉由組裝於外部電路，可熔導體13構成該外部電路之電流路徑之一部分，藉由超過額定值之過電流而熔斷以截斷電流路徑。
第1絕緣基板10，係使用例如氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、及氧化鋯等具有絕緣性之構件形成為方形。此外，第1絕緣基板10亦可使用玻璃環氧基板、苯酚基板等用於印刷配線基板的材料。
於第1絕緣基板10之表面10a之相對向之兩端部形成有第1、第2電極11,12。第1、第2電極11,12分別藉由Cu配線等導電圖案形成，於表面適當地設有Sn鍍敷等保護層以防止氧化。又，第1、第2電極11,12，係透過經由第1絕緣基板10側面而到達背面10b之導電層11b,12b，與形成於背面10b之第1、第2外部連接電極11a,12a連接。保護元件1藉由第1、第2外部連接電極11a,12a連接於構成外部電路之電路基板而連接於該電路基板之電流路徑上。又，保護元件1，係藉由後述之可熔導體13搭載於第1至第2電極11,12之間，可熔導體13透過第1、第2外部連接電極11a,12a成為電路基板之電流路徑之一部分。
又，第1絕緣基板10係於第1、第2電極11,12間形成有吸引孔20。吸引孔20，係在可熔導體13因過電流所致之自體發熱而熔融後，藉由毛細管現象吸引此熔融導體13a，使熔融導體13a之體積減少(參照圖 2)。保護元件1，係為了對應於大電流用途而使可熔導體13之剖面積增大，據以在熔融量增大之情形亦能藉由使吸引孔20進行吸引以減少熔融導體13a之體積。藉此，保護元件1能減輕截斷時之電弧放電所致之熔融導體13a之飛散，防止絕緣阻抗之降低，且能防止因可熔導體13對搭載位置之週邊電路之附著導致之短路故障。
吸引孔20係於內面形成有導電層21。藉由形成導電層21， 吸引孔20能容易地吸引熔融導體13a。導電層21係由以例如銅、銀、金、鐵、鎳、鈀、鉛、錫之任一個或任一個作為主成分的合金而形成，能藉由電鍍或導電糊之印刷等公知方法形成吸引孔20之內面。又，導電層21亦可藉由將複數條金屬線或具有導電性之帶狀集合體插入吸引孔20內來形成。
又，吸引孔20較佳為形成為於第1絕緣基板10之厚度方向 貫通之貫通孔。藉此，吸引孔20能將熔融導體13a吸引至第1絕緣基板10之背面10b側，能吸引更多之熔融導體13a，使在熔斷部分之熔融導體13a之體積減少。此外，吸引孔20亦可形成為非貫通孔。
於第1絕緣基板10之表面10a形成有與吸引孔20之導電層 21連接之表面電極22。表面電極22為連接可熔導體13之支撐電極。又，表面電極22藉由與導電層21連續，而可在可熔導體13熔融後使熔融導體13a凝集而較容易導至吸引孔20內。
又，於第1絕緣基板10之背面10b形成有與吸引孔20之導 電層21連接之背面電極23。背面電極23藉由與導電層21連續，而可在可熔導體13熔融後使透過吸引孔20移動之熔融導體13a凝集(參照圖3)。藉此，保護元件1能吸引更多之熔融導體13a，使在熔斷部分之熔融導體13a 之體積減少。
此外，保護元件1，係形成複數個吸引孔20據以增加吸引 可熔導體13之熔融導體13a之路徑，吸引更多之熔融導體13a，藉此使在熔斷部分之熔融導體13a之體積減少。
其次，說明可熔導體13。可熔導體13構裝於從第1至第2 電極11,12之間，藉由超過額定值之電流通電，利用自體發熱(焦耳熱)而熔斷，以截斷第1電極11與第2電極12間之電流路徑。
可熔導體13只要係藉由過電流狀態會熔融之導電性材料即 可，除了能使用例如SnAgCu系之無鉛焊料以外，亦能使用BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。
又，可熔導體13亦可係含有高熔點金屬與低熔點金屬之構 造體。例如如圖1所示，可熔導體13係由內層與外層構成之積層構造體，具有作為內層之低熔點金屬層13b、以及積層於低熔點金屬層13b之作為外層之高熔點金屬層13c。可熔導體13透過焊料等接合材料連接於第1、第2電極11,12及表面電極22上。
低熔點金屬層13b較佳為以焊料或Sn作為主成分之金屬， 係一般稱為「無鉛焊料」的材料(例如千住金屬工業製，M705等)。低熔點金屬層13b之熔點不一定要高於回流爐之溫度，亦可以200℃程度熔融。高熔點金屬層13c係積層於低熔點金屬層13b之表面的金屬層，係以例如Ag或Cu或此等中之任一者作為主成分之金屬，具有即使將保護元件1藉由回流爐對外部電路基板上進行構裝之場合亦不會熔融之高熔點。
此種可熔導體13，能使用鍍敷技術於低熔點金屬箔形成高熔點金屬層來形成，或者亦可藉由其他周知之積層技術、膜形成技術形成。此外，可熔導體13亦可係以高熔點金屬層作為內層、以低熔點金屬層作為外層的構成，且亦可作成交互積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之四層以上之多層構造等，如後述說明般能藉由各種構成來形成。
可熔導體13可藉由於作為內層之低熔點金屬層13b積層作為外層之高熔點金屬層13c，據以在即使回流溫度超過低熔點金屬層13b之熔融溫度的場合，作為可熔導體13亦不至於熔斷。是以，保護元件1能藉由回流以良好效率構裝。
又，可熔導體13在既定之額定電流流通之期間，亦不會因自體發熱而熔斷。又，在較額定值高之值之電流流通時，即會藉由自體發熱而熔融，截斷第1、第2電極11,12間之電流路徑。此時，可熔導體13係藉由熔融後之低熔點金屬層13b侵蝕高熔點金屬層13c，使高熔點金屬層13c以較熔融溫度低之溫度熔融。是以，可熔導體13能利用低熔點金屬層13b所致之高熔點金屬層13c之侵蝕作用而在短時間熔斷。又，可熔導體13之熔融導體13a，由於除了上述之吸引孔20所產生之吸引作用以外還藉由表面電極22及第1、第2電極11,12之物理吸引作用而被分斷，因此能迅速且確實地截斷第1、第2電極11,12間之電流路徑。
又，可熔導體13由於係於作為內層之低熔點金屬層13b積層高熔點金屬層13c而構成，因此相較於習知之由高熔點金屬構成之晶片保險絲等能大幅減低熔斷溫度。是以，可熔導體13相較於相同尺寸之晶片保險絲等，能增大剖面積且使電流額定值大幅提升。又，相較於具有相同電 流額定值之習知晶片保險絲亦能謀求更加小型化、薄型化，速熔斷性優異。
又，可熔導體13能提升對有異常高之電壓瞬間施加於組裝 有保護元件1之電氣系統之雷電突波的耐性(耐脈衝性)，亦即，可熔導體13不至於因例如有100A之電流流通數msec之情形而熔斷。此點，由於在極短時間流通之大電流係流通於導體之表層(表皮效果)，而可熔導體13設有作為外層之電阻值低之Ag鍍敷等高熔點金屬層13c，因此能使因雷電突波而被施加之電流易於流通，防止自體發熱所致之熔斷。是以，可熔導體13相較於由習知焊料合金構成之保險絲，能大幅提升對雷電突波之耐性。
此外，可熔導體13為了防止氧化及提升熔斷時之濕潤性而 塗布有助焊劑14。又，保護元件1係藉由蓋構件15被覆第1絕緣基板10以其保護內部。蓋構件15能與上述第1絕緣基板10同樣地，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來形成。
[電路構成]
此種保護元件1，如圖4所示例如被組裝於鋰離子二次電池之電池包30內之電路來使用。電池包30，例如具有由合計4個鋰離子二次電池之電池單元31~34構成之電池堆35(Battery stack)。
電池包30具備電池堆35、控制電池堆35之充放電的充放電控制電路40、於電池堆35之異常時截斷充電之適用本發明的保護元件1、以及檢測出各電池單元31~34之電壓的檢測電路36。
電池堆35係將需要為了保護免於過充電及過放電狀態之控制之電池單元31~34串聯連接而成，經由電池包30之正極端子30a、負極端子30b，可拆裝地連接於充電裝置45，被施加來自充電裝置45之充電電 壓。可藉由將以充電裝置45充電之電池包30之正極端子30a、負極端子30b連接於靠電池動作的電子機器，來使此電子機器動作。
充放電控制電路40具備：於從電池堆35向充電裝置45流 通之電流路徑串聯連接之兩個電流控制元件41,42、及控制此等電流控制元件41,42之動作的控制部43。電流控制元件41,42，例如由場效電晶體(以下稱FET)構成，藉由控制部43控制閘電壓，控制電池堆35之電流路徑之導通與截斷。控制部43係從充電裝置45接收電力供給而動作，對應檢測電路36之檢測結果，於電池堆35過放電或過充電時，以截斷電流路徑之方式控制電流控制元件41,42之動作。
保護元件1係例如連接於電池堆35與充放電控制電路40之 間之充放電電流路徑上。
檢測電路36係與各電池單元31~34相連接，檢測各電池單 元31~34之電壓值，將各電壓值供給至充放電控制電路40之控制部43。
用於如以上之結構構成之電池包30之適用本發明之保護元 件1具有如圖5所示之電路結構。亦即，保護元件1中，第1外部連接電極11a與電池堆35側連接，第2外部連接電極12a與正極端子30a側連接，藉此可熔導體13串聯連接於電池堆35之充放電路徑上。
[保護元件之動作]
若超過額定值之過電流對電池包30通電，保護元件1中，可熔導體13會因自體發熱而熔融，截斷電池包30之充放電路徑。此時，如圖2、圖3所示，由於保護元件1中，熔融導體13a係藉由毛細管現象而透過表面電極22被吸引孔20吸引，因此在為了對應於大電流用途而使可熔導體13之剖 面積增大之情形，亦能減少在截斷時之熔融導體13a之體積，能減輕截斷時之電弧放電所致之熔融導體13a之飛散。又，保護元件1，由於係含有高熔點金屬與低熔點金屬來形成可熔導體13，因此能在高熔點金屬熔斷前使低熔點金屬熔融，以良好效率將可熔導體13吸引至吸引孔20。
此外，本發明之保護元件1不限於使用於鋰離子二次電池之 電池包，當然可應用於需要因過電流所致之電流路徑之截斷之各種用途。
[發熱體]
又，適用本發明之保護元件，如圖6所示，亦可於第1絕緣基板10設置熔斷可熔導體13之發熱體25。此外，以下說明中，針對與上述之保護元件1相同之構件賦予相同符號，省略其詳細說明。
設有發熱體25之保護元件24，在例如組裝於電池包後，除了過電流時之可熔導體13之自體熔斷以外，亦能偵測電池單元之過電壓並使發熱體25通電、發熱而使可熔導體13熔斷，藉此能截斷電池包之充放電路徑。
發熱體25係具有電阻值較高、會因通電而發熱之導電性之構件，由例如W、Mo、Ru等所構成。能藉由將此等之合金或組成物、化合物之粉狀體與樹脂黏結劑等混合，將形成之糊狀物使用網版印刷技術於第1絕緣基板10之表面10a形成圖案，並藉由燒成等方式而形成。
發熱體25，係於第1絕緣基板10之表面10a上被絕緣層26被覆。於絕緣層26上積層表面電極22。絕緣層26係為了謀求發熱體25之保護及絕緣且將發熱體25之熱以良好效率傳至表面電極22及可熔導體13而設置，由例如玻璃層構成。表面電極22藉由發熱體25而被加熱，藉此使可熔導體13之熔融導體13a易於凝集，且使之易於吸引至吸引孔20內。
發熱體25，一端與表面電極22連接，經由表面電極22而與搭 載於表面電極22上之可熔導體13電連接。又，發熱體25另一端與未圖示之發熱體電極連接。發熱體電極係形成於第1絕緣基板10之表面10a，且與形成於背面10b之第3外部連接電極27(參照圖9)連接，經由此第3外部連接電極27而與外部電路連接。又，保護元件1藉由構裝於構成外部電路之電路基板，而經由第3外部連接電極27使發熱體25組裝於對形成在電路基板之發熱體25之供電路徑。
又，如圖7所示，保護元件24，亦可將發熱體25形成於第1 絕緣基板10之背面10b。發熱體25形成於第1絕緣基板10之背面10b，且在背面10b上被絕緣層26被覆。於絕緣層26上積層背面電極23。
發熱體25，一端與背面電極23連接，經由形成於吸引孔20之導電層21及表面電極22而與搭載於表面電極22上之可熔導體13電連接。又，發熱體25另一端經由未圖示之發熱體電極而與第3外部連接電極27連接。
藉由將發熱體25形成於第1絕緣基板10之背面10b，保護元件24中，背面電極23藉由發熱體25而被加熱，藉此能使更多之熔融導體13a易於凝集。是以，保護元件24能促進從表面電極22經由導電層21對背面電極23吸引熔融導體13a的作用，能確實地熔斷可熔導體13。
又，如圖8所示，保護元件24亦可將發熱體25形成於第1絕緣基板10內部。此情形下，發熱體25不需要由玻璃等絕緣層被覆。又，發熱體25，其一端與表面電極22或背面電極23連接，而與搭載於表面電極22上之可熔導體13電連接。又，發熱體25另一端經由未圖示之發熱體電極與第3外部連接電極27連接。
藉由將發熱體25形成於第1絕緣基板10內部，保護元件24， 係透過導電層21使表面電極22及背面電極23藉由發熱體25而被加熱，藉此使更多之熔融導體13a易於凝集。是以，保護元件24能促進從表面電極22經由導電層21對背面電極23吸引熔融導體13a的作用，能確實地熔斷可熔導體13。
此外，發熱體25不論係形成於第1絕緣基板10之表面10a、背 面10b或內部之任一情形，均將其形成於吸引孔20兩側，如此在加熱表面電極22及背面電極23且凝集、吸引更多之熔融導體13a的方面均較佳。
[電路構成]
此種保護元件24，如圖9所示例如被組裝於鋰離子二次電池之電池包30內之電路來使用。此外，以下說明中，針對與上述電池包30相同之構件賦予相同符號，省略其詳細說明。
電池包30具備電池堆35、控制電池堆35之充放電的充放 電控制電路40、於電池堆35之異常時截斷充電之適用本發明的保護元件24、檢測出各電池單元31~34之電壓的檢測電路36、及對應檢測電路36之檢測結果來控制保護元件24之動作之作為開關元件的電流控制元件37。
保護元件24係例如連接於電池堆35與充放電控制電路40 之間之充放電電流路徑上，其動作受電流控制元件37控制。
檢測電路36係與各電池單元31~34相連接，檢測各電池單 元31~34之電壓值，將各電壓值供給至充放電控制電路40之控制部43。又，檢測電路36係於任一個電池單元31~34成為過充電電壓或過放電電壓時輸出控制電流控制元件37之控制訊號。
電流控制元件37係由例如FET構成，藉由從檢測電路36 輸出之檢測訊號，當電池單元31~34之電壓值成為超過既定之過放電或過充電狀態之電壓時，使保護元件10動作，以控制成將電池堆35之充放電電流路徑不論電流控制元件41,42之開關動作為何均予以截斷。
用於如以上之結構構成之電池包30之適用本發明之保護元 件24具有如圖10所示之電路結構。亦即，保護元件24中，第1外部連接電極11a與電池堆35側連接，第2外部連接電極12a與正極端子30a側連接，藉此可熔導體13串聯連接於電池堆35之充放電路徑上。又，保護元件24中，發熱體25經由發熱體電極及第3外部連接電極27與電流控制元件37連接，發熱體25與電池堆35之開放端連接。藉此，發熱體25一端經由表面電極22而與可熔導體13及電池堆35之一開放端連接，另一端經由第3外部連接電極27而與電流控制元件37及電池堆35之另一開放端連接，形成對藉由電流控制元件37控制通電之發熱體25的供電路徑。
[保護元件之動作]
若超過額定值之過電流對電池包30通電，保護元件24中，可熔導體13會因自體發熱而熔融，截斷電池包30之充放電路徑。此時，由於保護元件24中，熔融導體13a係藉由毛細管現象而透過表面電極22被吸引孔20吸引，因此在為了對應於大電流用途而使可熔導體13之剖面積增大之情形，亦能減少在截斷時之熔融導體13a之體積，能減輕電弧放電所致之熔融導體13a之飛散。又，保護元件24，由於係含有高熔點金屬與低熔點金屬來形成可熔導體13，因此能在高熔點金屬熔斷前使低熔點金屬熔融，以良好效率將可熔導體13吸引至吸引孔20。
又，檢測電路36，在檢測出電池單元31~34之任一者之異常 電壓時，即對電流控制元件37輸出截斷訊號。接著，電流控制元件37控制電流以對發熱體25通電。保護元件24中，電流從電池堆35經由第1電極11、可熔導體13及表面電極22流至發熱體25，藉此發熱體25開始發熱。保護元件24藉由發熱體25之發熱使可熔導體13熔斷，截斷電池堆35之充放電路徑。
此時，由於保護元件24中，熔融導體13a係藉由毛細管現象 而透過表面電極22被吸引孔20吸引，因此在為了對應於大電流用途而使可熔導體13之剖面積增大之情形，亦能確實地截斷電池包30之充放電路徑。又，保護元件24，由於係含有高熔點金屬與低熔點金屬來形成可熔導體13，因此能利用熔融後之低熔點金屬所致之高熔點金屬之溶蝕作用在短時間予以熔斷。
此外，保護元件24由於藉由可熔導體13熔斷而對發熱體25 之供電路徑亦被截斷，因此發熱體25之發熱即停止。
本發明之保護元件24不限於使用於鋰離子二次電池之電池 包，當然可應用於需要因過電流所致之電流路徑之截斷之各種用途。
[第2實施形態] [保護元件之構成]
其次，說明第2實施形態。如圖11(A)及圖11(B)所示，保護元件50具備：第1及第2外部電極51,52；可熔導體，連接於從第1至第2外部電極51,52之間；以及吸引構件54，連接於可熔導體53，用以吸引可熔導體53之熔融導體53a。吸引構件54，具備：絕緣基板55，配設於第1、第2外部電極51,52間；表面電極56，形成於絕緣基板55之表面55a，與可熔導體53之一部分連接；發熱體57，設於絕緣基板55；以及貫通孔58，設於絕緣 基板55之厚度方向，與表面電極56連接。保護元件50係藉由發熱體57發熱而使可熔導體53熔融。此時，保護元件50藉由吸引構件54吸引可熔導體53熔融後之熔融導體53a，使可熔導體53確實地熔斷，截斷第1外部電極51與第2外部電極52之間之電流路徑。
第1及第2外部電極51,52係將保護元件50連接於外部電 路之連接端子，在保護元件50內部經由可熔導體53連接。第1及第2外部電極51,52，藉由被支承於保護元件50之外殼體配設於保護元件50之內到外。此外，第1及第2外部電極51,52亦可形成於吸引構件54之絕緣基板55上，或者亦可與絕緣基板55相鄰或形成於由成一體之環氧樹脂等構成之絕緣素材。
可熔導體53係藉由過電流狀態以及發熱體57之發熱而熔 融，是以只要係會熔融之導電性材料即可，除了能使用例如SnAgCu系之無鉛焊料以外，亦能使用BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。此外，可熔導體53亦可係由以Ag或Cu作為主成分之金屬構成之高熔點金屬與以Sn作為主成分之無鉛焊料等低熔點金屬之積層體，亦可作成交互積層有低熔點金屬層與高熔點金屬層之四層以上之多層構造等，如後述說明般能藉由各種構成來形成。
絕緣基板55係使用例如氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、及氧 化鋯等具有絕緣性之構件形成。雖亦可使用其他玻璃環氧基板、苯酚基板等用於印刷配線基板的材料，但需留意保險絲熔斷時之溫度。
發熱體57係具有電阻值較高、會因通電而發熱之導電性之構 件，由例如W、Mo、Ru等所構成。能藉由將此等之合金或組成物、化合物 之粉狀體與樹脂黏結劑等混合，將形成之糊狀物使用網版印刷技術於絕緣基板55之背面55b上形成圖案，並藉由燒成等方式而形成。發熱體57兩端與第1、第2發熱體電極59,60連接。第1、第2發熱體電極59,60與發熱體57同樣地設於絕緣基板55之背面55b。第1發熱體電極59經由後述之發熱體引出電極63而與可熔導體53連接，第2發熱體電極60與第3外部連接電極61(參照圖12、圖13)連接，藉此連接於用以使發熱體57發熱之電源。
發熱體57被玻璃等絕緣構件62被覆，以隔著此絕緣構件 62對向於發熱體57之方式配置發熱體引出電極63。此絕緣構件62亦可係發熱體57一體積層於內部之積層基板。又，發熱體57除了設於後述之背面電極64兩側以外，亦可僅設於背面電極64之一側或設置成包圍背面電極64。
於絕緣基板55之表面55a形成有表面電極56。表面電極56 經由焊料等連接材料而與連接第1、第2外部電極51,52間之可熔導體53連接。又，表面電極56係與形成於絕緣基板55之厚度方向之貫通孔58連接。又，表面電極56，在可熔導體53藉由發熱體57之發熱而熔融後，熔融導體53a即凝集，能藉由毛細管現象吸引至貫通孔58內。藉此，保護元件50在為了對應於大電流用途而使可熔導體13之剖面積增大之情形，亦能在熔融導體53a不過度地凝集於絕緣基板55之表面55a上之狀態下確實地截斷第1、第2外部電極51,52間之電流路徑。
如圖11(A)所示，貫通孔58於表面電極56之寬度方向設於 中央。此外，貫通孔58亦可設置複數個。此處，複數個貫通孔58係成直線狀排成一列設置。
於貫通孔58之內周面設有與表面電極56連續之導電層65。 導電層65例如係以熔融導體53a濕潤擴散之金屬材料透過塗布處理、鍍敷處理等來形成。藉此，保護元件50能容易地將凝集於表面電極56之熔融導體53a引入至貫通孔58內，能吸引更多之熔融導體53a。
又，保護元件50係於絕緣基板55之背面55b設有與貫通孔 58及導電層65連續之背面電極64。保護元件50，藉由設置背面電極64，由於在導電層65傳遞而被吸引至貫通孔58內之熔融導體53a會凝集於背面電極64，因此能進一步吸引更多之熔融導體53a。
又，如上所述，係於背面電極64附近例如兩側、一側或周 圍設有上述之發熱體57。藉此，保護元件50中，發熱體57之熱能以良好效率往背面電極64、導電層65、以及表面電極56傳達，能迅速地加熱、熔斷可熔導體53。
又，保護元件50中，於貫通孔58內之一部分或全部充填有與可熔導體53相同或類似之材料或熔點較可熔導體53低之預備焊料66。預備焊料66在發熱體57發熱時，絕緣基板55之背面55b側之溫度變得較表面55a側之溫度高，進而，導電層65或表面電極56或背面電極64或發熱體引出電極63溫度係在絕緣基板55前先變高，藉此較可熔導體53先熔融，其次能將熔融導體53a引入貫通孔58。藉此，熔融導體53a從絕緣基板55之表面55a移動至背面55b，不論姿勢為何均能確實地截斷第1外部電極51與第2外部電極52間之電流路徑。
設於絕緣基板55之背面55b之發熱體引出電極63，係與背面55b之背面電極64重疊而電連接。又，發熱體引出電極63係經由背面電 極64、貫通孔58以及預備焊料66、表面電極56而與可熔導體53連接，形成於一端之突出片63a連接於第1發熱體電極59。
此外，於絕緣基板55之表面55a之表面電極56外側，分離 地設有島狀電極67a,67b。島狀電極67a,67b在可熔導體53已熔斷時係因濕潤性而將熔融導體53a之一部分與表面電極56及第1、第2外部電極51,52分離保持。
如以上之保護元件50中，藉由將發熱體57設於絕緣基板 55之背面55b側，而在發熱體57發熱時，背面55b側溫度變得較表面55a側高。進而，導電層65、表面電極56、以及背面電極64或發熱體引出電極63，一般而言為銅圖案等導電材料故熱傳導性亦優異。又，背面55b之背面電極64設於發熱體57之間，而為發熱體57之熱以良好效率傳遞之構成。 是以，保護元件50能使更多之熔融導體53a吸引至絕緣基板55之背面55b側，在為了對應於大電流而使可熔導體53之剖面積增大，熔斷時之熔融導體53a之熔融量變多之情形，亦能穩定地熔斷可熔導體53。
又，保護元件50，藉由於貫通孔58內充填預備焊料66，導 電層65或表面電極56或背面電極64或發熱體引出電極63溫度係在絕緣基板55前先變高，藉此預備焊料66較可熔導體53先熔融，而能將熔融導體53a引入貫通孔58。藉此，能將熔融導體53a以良好效率從絕緣基板55之表面55a吸引至背面55b，不論姿勢為何均能確實地截斷第1外部電極51與第2外部電極52間之電流路徑。此外，吸引構件54亦可與預備焊料66一起或取代預備焊料66而將助焊劑充填於貫通孔58內之一部分或全部。藉由充填助焊劑，亦能提高可熔導體53之濕潤性，能以良好效率將熔融導體 53a引入貫通孔58。
[保護元件之使用方法]
保護元件50，如圖12所示用於上述之鋰離子二次電池之電池包30內之電路。保護元件50係與保護元件10同樣地連接於電池堆35與充放電控制電路40之間之充放電電流路徑上，其動作受電流控制元件37控制。
電池包30中，保護元件50具有如圖13所示之電路結構。 亦即，保護元件50係由連接於從第1到第2外部電極51,52之間且與形成於絕緣基板55之表面55a之表面電極56連接的可熔導體53、以及藉由經由表面電極56通電、發熱而使可熔導體53熔融之發熱體57所構成之電路結構。發熱體57，一端經由第1發熱體電極59、發熱體引出電極63、背面電極64以及導電層65連接於表面電極56，另一端經由第2發熱體電極60連接於第3外部連接電極61。保護元件50中，可熔導體53串聯連接於第1、第2外部電極51,52間之充放電電流路徑上，發熱體57經由表面電極56而與可熔導體53連接，且經由第3外部連接電極61而與電流控制元件37連接。
由此種電路結構構成之電池包30，當電池單元31~34之電 壓值成為超過既定之過放電或過充電狀態之電壓時，電流控制元件37即使保護元件50動作，以控制成將電池堆35之充放電電流路徑不論電流控制元件41,42之開關動作為何均予以截斷。具體而言，保護元件50中，發熱體57係發熱，而如圖14(A)所示，加熱可熔導體53及貫通孔58內之預備焊料66。此時，絕緣基板55成為配設有發熱體57之背面55b側溫度較表面55a側高之溫度梯度。絕緣基板55之背面55b側之背面電極64或發熱體引出電 極63或貫通孔58之導電層65或絕緣基板55之表面55a之表面電極56，熱傳導性較陶瓷等之絕緣基板55優異。
是以，發熱體57之熱主要以設於發熱體57間之背面電極 64、發熱體57上之發熱體引出電極63、貫通孔58之導電層65、表面55a之表面電極56的路徑傳達至絕緣基板55之表面55a，將位於路徑之預備焊料66與可熔導體53熔融。當然，雖效率較差，但可熔導體53亦藉由經由絕緣基板55之陶瓷等絕緣層傳遞之熱而被熔融。藉此，如圖14(B)所示，預備焊料66較可熔導體53先開始熔融，接著逐漸地藉由表面電極56、導電層65、背面電極64、發熱體引出電極63之濕潤性往絕緣基板55之背面55b移動，較預備焊料66慢熔融之可熔導體53亦藉由濕潤性而經由貫通孔58以被拉引至絕緣基板55之背面55b側之方式移動。又，熔融導體53a之一部分亦保持於絕緣基板55之表面55a之島狀電極67a,67b(參照圖14(A)中箭頭)。藉此，保護元件50能確實地熔斷位於第1及第2外部電極51,52間之電流路徑上之可熔導體53。
本發明之保護元件50如上所述，能藉由將大量之可熔導體 53(焊料)從絕緣基板55之表面55a導至背面55b，而能容易地熔斷可熔導體53。此處，為了確認是否可不論配置保護元件50之姿勢為何均能熔斷可熔導體53，進行了圖15及圖16所示之實驗。此處，圖16係顯示圖15(A)~(E)所示之本發明之保護元件50之各姿勢與熔斷時間之關係。此外，此處係使保護元件50以15W動作。
．圖15(A)係使絕緣基板55之表面55a側朝上方、使絕緣基板55之背 面55b朝下方而載置之保護元件50之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖15(B)係使保護元件50從圖15(A)之姿勢倒立90°而使貫通孔58朝向水平方向，且使第2外部電極52朝上方而於上下方向支撐可熔導體53之保護元件50之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖15(C)係使保護元件50從圖15(B)之姿勢進一步旋轉90°而使貫通孔58並列於上下方向，且於水平方向支撐可熔導體53之保護元件50之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖15(D)係使圖15(A)之姿勢背向之狀態。亦即，使絕緣基板55之表面55a側朝下方、使絕緣基板55之背面55b側朝上方而載置之保護元件50之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖15(E)係從使第1外部電極51朝上方倒立之姿勢使絕緣基板55往面內方向旋轉45°而使貫通孔58傾斜並列，且將可熔導體53傾斜支撐之保護元件50之熔斷後之狀態的側視圖。
如圖16所示，可確認到本發明之保護元件50不論為何種姿勢，熔斷時間均無不均，能確實地熔斷可熔導體53。
圖17係作為本發明之比較例之保護元件100，係顯示凝集方式之保護元件。此保護元件100如圖17(A)及(B)所示具備：絕緣基板101；第1及第2外部電極102,103，形成於絕緣基板101之表面101a之端部；發熱體104，設於絕緣基板101之表面101a；以及可熔導體105，積層在從第1到第2外部電極102,103，橫越發熱體104，藉由發熱體104之加熱熔斷第1外部電極102與第2外部電極103間之電流路徑。發熱體104兩端設於絕緣基板101之表面101a，為了使電流流通發熱體104以使之發熱而與連接 電源之第1、第2發熱體電極106,107連接。
第1、第2發熱體電極106,107形成於絕緣基板101之表面 101a。第1發熱體電極106係與發熱體104連接且連接有發熱體引出電極108之突出片108a。第2發熱體電極107係與發熱體104連接，且與未圖示之外部連接電極連接。
發熱體引出電極108一端與可熔導體105連接，另一端藉由 發熱體引出電極108之突出片108a而連接於第1發熱體電極106。又，於發熱體104外側，與發熱體104分離地設有島狀電極109a,109b。島狀電極109a,109b在可熔導體105已熔斷時係因濕潤性而保持可熔導體105熔融後之熔融導體105a，熔斷第1外部電極102與第2外部電極103間之電流路徑。亦即，此保護元件100，於絕緣基板101未設有貫通孔，熔融導體105a不會移動至絕緣基板101之背面101b。
此保護元件100亦係進行與保護元件50相同之使用方法， 如圖12所示，藉由從檢測電路36輸出之檢測訊號，當電池單元31~34之電壓值成為超過既定之過放電或過充電狀態之電壓時，電流控制元件37即使保護元件100動作，以將電池堆35之充放電電流路徑不論電流控制元件41,42之開關動作為何均予以截斷。藉此，發熱體104發熱，如圖17(C)所示，熔斷可熔導體105，熔融導體105a之一部分保持於島狀電極109a,109b，截斷電流路徑。
圖19係顯示作為參考例之保護元件100之姿勢與熔斷時間 之關係。此外，此處係使保護元件100以15W動作。又，圖18(A)~(E)之各姿勢與圖15(A)~(E)之各姿勢對應。
．圖18(A)係使絕緣基板101之表面101a側朝上方、使絕緣基板101之背面101b朝下方而載置之保護元件100之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖18(B)係使保護元件100從圖18(A)之姿勢倒立90°而使第1外部電極102朝上方而於上下方向支撐可熔導體105之保護元件100之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖18(C)係從圖18(B)之姿勢進一步旋轉90°而於水平方向支撐可熔導體105之保護元件100之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖18(D)係使圖18(A)之姿勢背向之狀態。亦即，使絕緣基板101之表面101a側朝下方、使絕緣基板101之背面101b側朝上方而載置之保護元件100之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖18(E)係從使第1外部電極102朝上方倒立之姿勢使絕緣基板101往面內方向旋轉45°而將可熔導體105傾斜支撐之保護元件100之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖19係顯示在使本發明之保護元件100成為如圖18(A)~(E)之姿勢時之可熔導體105之熔斷時間。
如圖19所示，可確認到比較例之保護元件100會因保護元件100之配線姿勢而使熔斷時間有大幅不均。亦即，本發明之保護元件50，相較於參考例之保護元件100，不論其姿勢為何均能縮小熔斷時間之不均，是以，不論姿勢為何均能在大致一定之時間確實地熔斷可熔導體53。
此外，如圖20所示，貫通孔58除了如圖11(B)所示般設成直線狀一列以外，亦可如圖20(A)所示設成兩列，或設置兩列以上。又，亦 可如圖20(B)所示，不是以複數個貫通孔構成而係以細長之狹縫58a構成，亦可為複數條。
[發熱體]
又，適用本發明之保護元件，如圖21所示，亦可使用將發熱體57形成於絕緣基板55之表面55a側之吸引構件70。此外，以下說明中，針對與上述之保護元件50相同之構件賦予相同符號，省略其詳細說明。使用了發熱體57形成於絕緣基板55之表面55a側之吸引構件70之保護元件71中，發熱體57形成於絕緣基板55之表面55a，且被絕緣構件62被覆。
發熱體57兩端同樣地與形成於絕緣基板55之表面55a之第 1、第2發熱體電極59,60連接。第1發熱體電極59經由發熱體引出電極63而與可熔導體53連接，藉此發熱體57與可熔導體53連接。又，第2發熱體電極60與第3外部連接電極61(參照圖12、圖13)連接，藉此連接於用以使發熱體57發熱之電源。
發熱體57被絕緣構件62被覆，以隔著此絕緣構件62對向 於發熱體57之方式配置發熱體引出電極63。此絕緣構件62亦可係發熱體57一體積層於內部之積層基板。又，發熱體57除了設於背面電極64兩側以外，亦可僅設於背面電極64之一側或設置成包圍背面電極64。
又，發熱體引出電極63，係隔著絕緣構件62與發熱體57 重疊地形成於絕緣基板55之表面55a。發熱體引出電極63係經由表面電極56而與可熔導體53連接，形成於一端之突出片63a連接於第1發熱體電極59。
此外，保護元件71亦可與上述之保護元件50同樣地形成貫 通孔58，且設置導電層65及背面電極64，於貫通孔58內之一部分或全部充填預備焊料66。又，吸引構件70亦可與預備焊料66一起或取代預備焊料66而將助焊劑充填於貫通孔58內之一部分或全部。藉由充填助焊劑，亦能提高可熔導體53之濕潤性，能以良好效率將熔融導體53a引入貫通孔58。
保護元件71中，藉由將發熱體57設於絕緣基板55之表面 55b側，而在發熱體57發熱時，能將熱以良好效率傳至可熔導體53，能迅速地使可熔導體53熔斷。又，保護元件71在發熱初期中係絕緣基板55之表面55a側溫度較背面55b側高之溫度梯度。是以，保護元件71中，熔融導體53a凝集於高溫之表面電極56上，且能經由與表面電極56連續之導電層65迅速地吸引至貫通孔58內，在剖面積較大而有多量之熔融導體53a熔融之情形，亦能確實地使可熔導體53熔斷。
[實施例]
本發明之保護元件71如上所述，能藉由將大量之可熔導體53從絕緣基板55之表面55a導至背面55b，而能容易地熔斷可熔導體53。此處，為了確認是否可不論配置保護元件71之姿勢為何均能熔斷可熔導體53，進行了圖22及圖23所示之實驗。用於實驗之保護元件71係於作為絕緣基板55之厚度0.635mm之氧化鋁系基板形成0.85 ψ之貫通孔58，並對內側面施以Ni/Au鍍敷處理。又，作為可熔導體53，係使用對厚度0.35mm之Sn-Ag-Cu系金屬箔施以厚度6μm之Ag鍍敷處理而成者。
測量在使此種保護元件71以31W動作時之在圖22所示之 各姿勢之可熔導體53之熔斷時間。此處，圖23係顯示圖22(A)~(E)所示之本發明之保護元件71之各姿勢與熔斷時間之關係。又，圖22(A)~(E)之各 姿勢與圖15(A)~(E)之各姿勢對應。
．圖22(A)係使絕緣基板55之表面55a側朝上方、使絕緣基板55之背面55b朝下方而載置之保護元件71之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖22(B)係使保護元件71從圖22(A)之姿勢倒立90°而使貫通孔58朝向水平方向，且使第2外部電極52朝上方而於上下方向支撐可熔導體53之保護元件71之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖22(C)係使保護元件71從圖22(B)之姿勢進一步旋轉90°而使貫通孔58並列於上下方向，且於水平方向支撐可熔導體53之保護元件71之熔斷後之狀態的側視圖。
．圖22(D)係使圖22(A)之姿勢背向之狀態。亦即，使絕緣基板55之表面55a側朝下方、使絕緣基板55之背面55b側朝上方而載置之保護元件71之熔斷後之狀態的俯視圖。
．圖22(E)係從使第1外部電極51朝上方倒立之姿勢使絕緣基板55往面內方向旋轉45°而使貫通孔58傾斜並列，且將可熔導體53傾斜支撐之保護元件71之熔斷後之狀態的側視圖。
如圖23所示，可確認到本發明之保護元件71不論為何種姿勢，熔斷時間均無不均，能確實地熔斷可熔導體53。
此外，適用本發明之保護元件，除了將發熱體57形成於絕緣基板55之表面55a或背面55b以外，亦可形成於絕緣基板55內部。此情形下，發熱體57不需以絕緣構件62被覆，且發熱體57經由導電層65而與表面電極56或背面電極64連接。
[凝集基板]
又，適用本發明之保護元件，除了吸引構件54,70以外，亦可併用使熔融導體53a凝集以輔助可熔導體53之熔斷之凝集構件75。圖24(A)(B)係併用了吸引構件70及凝集構件75之保護元件74之剖面圖，如圖24(A)(B)所示，凝集構件75具備第2絕緣基板76、設於第2絕緣基板76之表面76a上之發熱體77、被覆發熱體77之絕緣構件78、以及積層於絕緣構件78上且使熔融導體53a凝集之集電極79。
凝集構件75中，作為第2絕緣基板76、發熱體77以及絕緣構件78，能使用與保護元件50之絕緣基板55、發熱體57以及絕緣構件62相同之構件。又，集電極79能藉由將例如Au或Cu等高熔點金屬糊料印刷、燒成等來予以形成。
於圖25顯示保護元件74之電路圖。凝集構件75係與發熱體57同樣地，發熱體77經由未圖示之發熱體電極而與第3外部連接電極61電連接，藉由設於外部電路之電流控制元件37等，與吸引構件70之發熱體57連動地控制通電。又，凝集構件75中，發熱體77係經由未圖示之發熱體電極而與集電極79連接，經由集電極79而與可熔導體53電連接。
凝集構件75中，集電極79設於可熔導體53之與設有吸引構件70之面相反側之面。是以，保護元件74中，在吸引構件70之發熱體57被通電、發熱後，同時凝集構件75之發熱體77亦通電、發熱，而藉由從兩側加熱可熔導體53，能迅速地使之熔融。
此時，保護元件74，藉由吸引構件70將熔融導體53a吸引至貫通孔58內，且藉由凝集構件75使熔融導體53a凝集於集電極79，藉 此增大吸引、保持熔融導體53a之容許量。是以，保護元件74，在使用剖面積大且高額定值之可熔導體53而產生多量之熔融導體53a之情形，亦能確實地加以熔斷，能在謀求額定值提升之同時使熔斷特性維持、提升。
又，保護元件74，在使用以高熔點金屬被覆構成內層之低 熔點金屬之被覆構造作為可熔導體53的情形，亦能使可熔導體53迅速地熔斷。亦即，被高熔點金屬被覆之可熔導體53，在發熱體57,77發熱之情形下，加熱至外層之高熔點金屬熔融之溫度為止亦需要時間。此處，保護元件74具備吸引構件54及凝集構件75，藉由同時使發熱體57,77發熱，而能迅速地將外層之高熔點金屬加熱至熔融溫度。是以，根據保護元件74，能加厚構成外層之高熔點金屬層之厚度，謀求更高之額定值，同時維持速熔斷特性。
又，保護元件74較佳為使凝集構件75之集電極79與吸引 構件70之貫通孔58對向。藉此，有更多之熔融導體53a聚集於貫通孔58上，能以良好效率使熔融導體53a吸引至貫通孔58內，能迅速地熔斷可熔導體53。
[複數個吸引構件]
又，適用本發明之保護元件，亦可如圖26(A)(B)所示具備複數個吸引構件54,70，並配設於可熔導體53之表面及背面。如圖26所示之保護元件80中，例如上述之吸引構件54分別配設於可熔導體53之表面及背面。圖27係保護元件80之電路圖。配設於可熔導體53之表面及背面之各吸引構件54中，發熱體57之一端經由第1發熱體電極59及發熱體引出電極63而與可熔導體53連接，發熱體57之另一端經由第2發熱體電極60及第3外部 連接電極61而連接於用以使發熱體57發熱之電源。
保護元件80，在熔斷可熔導體53時，各吸引構件54,54之 發熱體57係分別發熱且將可熔導體53吸引至各貫通孔58內。是以，保護元件80，在為了對應大電流用途而使可熔導體13之剖面積增大而產生多量之熔融導體53a之情形，亦能藉由複數個吸引構件54吸引，確實地使可熔導體53熔斷。又，保護元件80能藉由以複數個吸引構件54吸引熔融導體53a，而更迅速地使可熔導體53熔斷。
保護元件80，在使用以高熔點金屬被覆構成內層之低熔點金屬之被覆構造作為可熔導體53的情形，亦能使可熔導體53迅速地熔斷。亦即，被高熔點金屬被覆之可熔導體53，在發熱體57發熱之情形下，加熱至外層之高熔點金屬熔融之溫度為止亦需要時間。此處，保護元件84具備複數個吸引構件54，藉由同時使發熱體57發熱，而能迅速地將外層之高熔點金屬加熱至熔融溫度。是以，根據保護元件80，能加厚構成外層之高熔點金屬層之厚度，謀求更高之額定值，同時維持速熔斷特性。
又，保護元件80如圖26所示較佳為一對吸引構件54,54對向地連接於可熔導體53。藉此，保護元件80能以一對吸引構件54,54將可熔導體53之同一處從兩面側同時加熱，且吸引熔融導體53a，能更迅速地將可熔導體53加熱、熔斷。
此外，保護元件80中，作為吸引構件，除了使用發熱體57設於絕緣基板55之背面55b側之上述吸引構件54以外，亦可使用發熱體57設於絕緣基板55之表面55a側之複數個吸引構件70，或者併用兩吸引構件54,70。
[可熔導體之構成]
如上述般，可熔導體13,53亦可含有低熔點金屬與高熔點金屬。作為低熔點金屬，較佳為使用以Sn作為主成分之無鉛焊料等之焊料，作為高熔點金屬，較佳為使用Ag、Cu或此等作為主成分之合金等。此時，可熔導體13,53亦可如圖28(A)所示，使用作為內層設有高熔點金屬層90、作為外層設有低熔點金屬層91之可熔導體。此情形下，可熔導體13,53亦可作成高熔點金屬層90之全面被低熔點金屬層91被覆之構造，亦可係除了相對向之一對側面外均被被覆的構造。高熔點金屬層90及低熔點金屬層91之被覆構造，可使用鍍敷等公知之成膜技術來形成。
又，如圖28(B)所示，可熔導體13,53亦使用作為內層設有 低熔點金屬層91、作為外層設有高熔點金屬層90之可熔導體。此情形下，可熔導體13,53亦可作成低熔點金屬層91之全面被高熔點金屬層90被覆之構造，亦可係除了相對向之一對側面外均被被覆的構造。
又，可熔導體13,53亦可如圖29所示，作成積層有高熔點 金屬層90與低熔點金屬層91之積層構造。
此情形下，如圖29(A)所示，可熔導體13形成為由連接於第 1、第2電極11,12及表面電極22或第1、第2外部電極51,52及表面電極56之下層與積層於下層之上之上層構成的雙層構造，可於作為下層之高熔點金屬層90之上面積層作為上層之低熔點金屬層91，相反地亦可於作為下層之低熔點金屬層91之上面積層作為上層之高熔點金屬層90。或者，可熔導體13,53亦可如圖29(B)所示，形成為由內層與積層於內層之上下面之外層構成的三層構造，可於作為內層之高熔點金屬層90之上下面積層作為外 層之低熔點金屬層91，相反地亦可於作為內層之低熔點金屬層91之上下面積層作為外層之高熔點金屬層90。
又，可熔導體13,53亦可如圖30所示，亦可為交互積層高 熔點金屬層90與低熔點金屬層91之四層以上的多層構造。此情形下，可熔導體13,53亦可為被構成最外層之金屬層被覆全面或除了相對向之一對側面外均被被覆的構造。
又，可熔導體13,53亦可於構成內層之低熔點金屬層91之 表面將高熔點金屬層90成條狀地局部積層。圖31係可熔導體13,53之俯視圖。
圖31(A)所示之可熔導體13,53，係於低熔點金屬層91之表 面於寬度方向相隔既定間隔在長度方向形成有複數條線狀之高熔點金屬層90，藉此沿著長度方向形成線狀之開口部92，低熔點金屬層91從此開口部92露出。可熔導體13,53，藉由低熔點金屬層91從開口部92露出，熔融後之低熔點金屬與高熔點金屬之接觸面積增加，能更加促進高熔點金屬層90之侵蝕作用而提升熔斷性。開口部92能藉由例如對低熔點金屬層91施以構成高熔點金屬層90之金屬之部分鍍敷來加以形成。
又，圖31(B)所示，可熔導體13,53，亦可係於低熔點金屬 層91之表面於長度方向相隔既定間隔在寬度方向形成複數條線狀之高熔點金屬層90，藉此沿著寬度方向形成線狀之開口部92。
又，可熔導體13,53亦可如圖32所示，於低熔點金屬層91 之表面形成高熔點金屬層90且於高熔點金屬層90全面形成圓形之開口部93，從此開口部93使低熔點金屬層91露出。開口部93能藉由例如對低熔 點金屬層91施以構成高熔點金屬層90之金屬之局部鍍敷來加以形成。
可熔導體13,53，藉由低熔點金屬層91從開口部93露出， 熔融後之低熔點金屬與高熔點金屬之接觸面積增加，能更加促進高熔點金屬之侵蝕作用而提升熔斷性。
又，可熔導體13,53亦可如圖33所示，於作為內層之高熔 點金屬層90形成多數個開口部94，於此高熔點金屬層90使用鍍敷技術等成膜出低熔點金屬層91，並充填於開口部94內。藉此，可熔導體13,53中，由於熔融之低熔點金屬接觸於高熔點金屬之面積增大，因此能在更短時間內由低熔點金屬將高熔點金屬溶蝕。
又，可熔導體13,53較佳為使低熔點金屬層91之體積形成 為較高熔點金屬層90之體積多。可熔導體13,53，係藉由發熱體25,57之發熱而被加熱，藉由低熔點金屬熔融而溶蝕高熔點金屬，藉此能迅速地熔融、熔斷。是以，可熔導體13,53，藉由使低熔點金屬層91之體積形成為較高熔點金屬層90之體積多，而能促進此溶蝕作用，迅速地將第1、第2電極11,12間、或者第1、第2外部電極51,52間加以截斷。
又，可熔導體13,53亦可如圖34所示具有：形成為大致矩 形板狀、具有被構成外層之高熔點金屬被覆且形成為較主面部96厚之相對向的一對第1側緣部97、以及構成內層之低熔點金屬露出且形成為較第1側緣部97薄之厚度之相對向的一對第2側緣部98。
第1側緣部97側面被高熔點金屬層90被覆，且藉此形成為 較可熔導體13,53之主面部96厚。第2側緣部98於側面露出有外周被高熔點金屬層90圍繞之低熔點金屬層91。第2側緣部98除了與第1側緣部97 相鄰之兩端部以外係形成為與主面部96相同厚度。
保護元件1中，可熔導體13之第1側緣部97沿著第1、第 2電極11,12之寬度方向搭載，第2側緣部98係以作為通電方向兩側端之方向跨第1、第2電極11,12間而連接。同樣地，保護元件50中，可熔導體53之第1側緣部97沿著第1、第2外部電極51,52之寬度方向搭載，第2側緣部98係以作為通電方向兩側端之方向跨第1、第2外部電極51,52間而連接。
藉此，保護元件1,50能使可熔導體13,53迅速地熔斷，截 斷外部電路之電流路徑。
亦即，第2側緣部98形成為較第1側緣部97相對薄。又， 第2側緣部98之側面中，構成內層之低熔點金屬層91露出。藉此，第2側緣部98係產生低熔點金屬層91所致之高熔點金屬層90之溶蝕作用且被溶蝕之高熔點金屬層90厚度亦形成為較第1側緣部97薄，藉此與藉由高熔點金屬層90形成為厚度較厚之第1側緣部97相較，能以較少之熱能量迅速地熔融。相對於此，第1側緣部97被高熔點金屬層90被覆地較厚，相較於第2側緣部98，至熔斷為止需要更多熱能量。
是以，保護元件1,50係藉由發熱體25,57之發熱，使存在 有第2側緣部98之第1電極11與第2電極12之間、或第1外部電極51與第2外部電極52之間熔斷。藉此，保護元件1,50，其第1、第2電極11,12間或第1、第2外部電極51,52間之充放電路徑被截斷、且對發熱體25,57之供電路徑被截斷，發熱體25,57之發熱停止。
具有此種構成之可熔導體13,53，係藉由以構成高熔點金屬 層90之Ag等金屬被覆構成低熔點金屬層91之焊料箔等低熔點金屬箔而製造。作為由高熔點金屬被覆低熔點金屬層箔的工法，有能連續地對長條狀低熔點金屬箔施以高熔點金屬鍍敷之電鍍法，就作業效率方面、製造成本方面均為有利。
藉由電鍍施加高熔點金屬鍍敷後，長條狀低熔點金屬箔之邊 緣部分、亦即側緣部中電場強度相對變強，高熔點金屬層90較厚地被鍍敷(參照圖34)。藉此，形成藉由高熔點金屬層形成有較厚之側緣部的長條狀導體帶95。其次，藉由將此導體帶95於與長度方向正交之寬度方向(圖34中C-C’方向)切斷成既定長度，以製造可熔導體13,53。藉此，可熔導體13,53中，導體帶95之側緣部成為第1側緣部97，導體帶95之切斷面成為第2側緣部98。又，第1側緣部97被高熔點金屬被覆，第2側緣部98，於端面(導體帶95之切斷面)中被上下一對之高熔點金屬層90與高熔點金屬層90圍繞之低熔點金屬層91露出至外部。

Claims (63)

  1. 一種保護元件，其具有：第1絕緣基板；以及搭載於上述第1絕緣基板之表面之可熔導體；於上述第1絕緣基板之表面開口有用以吸引熔融後之上述可熔導體之吸引孔；上述吸引孔係於內面形成導電層、且設於上述第1絕緣基板之厚度方向之貫通孔或非貫通孔。
  2. 如申請專利範圍第1項之保護元件，其中，於上述第1絕緣基板之表面形成有與上述導電層連接之表面電極。
  3. 如申請專利範圍第2項之保護元件，其中，上述吸引孔係貫通孔；於上述第1絕緣基板之背面形成有與上述導電層連接之背面電極。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，上述吸引孔形成有一或複數個。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，上述第1絕緣基板形成有與上述可熔導體連接之第1、第2電極；上述第1、第2電極，係與形成於上述第1絕緣基板之背面之外部連接電極連接。
  6. 如申請專利範圍第5項之保護元件，其中，於上述第1絕緣基板設有使上述可熔導體熔融之發熱體。
  7. 如申請專利範圍第6項之保護元件，其中，上述發熱體形成於上述第1絕緣基板之表面，隔著絕緣構件與上述可熔導體重疊。
  8. 如申請專利範圍第6項之保護元件，其中，上述發熱體形成於上述第1絕緣基板之背面，與上述可熔導體重疊。
  9. 如申請專利範圍第6項之保護元件，其中，上述發熱體形成於上述第1絕緣基板之內部。
  10. 如申請專利範圍第2或3項之保護元件，其中，於上述第1絕緣基板設有使上述可熔導體熔融之發熱體；上述發熱體隔著上述表面電極與上述可熔導體連接。
  11. 如申請專利範圍第10項之保護元件，其中，上述第1絕緣基板形成有與上述可熔導體連接之第1、第2電極；上述第1、第2電極，係與形成於上述第1絕緣基板之背面之外部連接電極連接。
  12. 如申請專利範圍第11項之保護元件，其中，上述發熱體形成於上述第1絕緣基板之表面，隔著絕緣構件與上述可熔導體重疊。
  13. 如申請專利範圍第11項之保護元件，其中，上述發熱體形成於上述第1絕緣基板之背面，與上述可熔導體重疊。
  14. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，於上述可熔導體之表面塗布有助焊劑。
  15. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，上述導電層係銅、銀、金、鐵、鎳、鈀、鉛、錫中之任一種、或以任一種作為主成分。
  16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，上述可熔導體係焊料。
  17. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之保護元件，其中，上述可熔導體含有低熔點金屬與高熔點金屬。
  18. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述低熔點金屬係焊料；上述高熔點金屬係銀、銅或以銀或銅作為主成分的合金。
  19. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體係內層為上述高熔點金屬、外層為上述低熔點金屬之被覆構造。
  20. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體係內層為上述低熔點金屬、外層為上述高熔點金屬之被覆構造。
  21. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體係積層有上述低熔點金屬與上述高熔點金屬之積層構造。
  22. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體係交互積層有上述低熔點金屬與上述高熔點金屬之四層以上之多層構造。
  23. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體，於構成內層之上述低熔點金屬之表面所形成之上述高熔點金屬設有開口部。
  24. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體具有：具有複數個開口部之高熔點金屬層與形成於上述高熔點金屬層上之低熔點金屬層，於上述開口部充填有上述低熔點金屬。
  25. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體具有被構成外層之上述高熔點金屬被覆且形成為較主面部厚之相對向的一對第1側緣部、以及構成內層之上述低熔點金屬露出且形成為較上述第1側緣部薄之厚度之相對向的一對第2側緣部；上述第1側緣部沿著形成於上述第1絕緣基板之表面之上述第1、第2電極搭載，上述第2側緣部係連接於從第1到第2電極之間。
  26. 如申請專利範圍第17項之保護元件，其中，上述可熔導體中，上述低熔點金屬之體積較上述高熔點金屬之體積多。
  27. 一種電池包，具備：一個以上之電池單元；以及保護元件，連接於上述電池單元之充放電路徑上，用以截斷該充放電路徑；上述保護元件，具有：第1絕緣基板；以及可熔導體，搭載於上述第1絕緣基板之表面，作為上述充放電路徑；於上述第1絕緣基板之表面開口有用以吸引熔融後之上述可熔導體之吸引孔；上述吸引孔係於內面形成導電層、且設於上述第1絕緣基板之厚度方向之貫通孔或非貫通孔。
  28. 如申請專利範圍第27項之保護元件，其具有：第1、第2外部電極；可熔導體，連接於從上述第1至第2外部電極之間；以及吸引構件，連接於上述可熔導體，用以吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；表面電極，形成於上述第1絕緣基板之表面，與上述可熔導體之一部分連接；發熱體，設於上述第1絕緣基板；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述表面電極連接；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
  29. 如申請專利範圍第28項之保護元件，其中，上述貫通孔於內周面形成有與上述表面電極連續之導電層。
  30. 如申請專利範圍第29項之保護元件，其具備形成於上述第1絕緣基板之背面之背面電極；上述貫通孔，在上述表面電極與上述背面電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，上述導電層與上述表面電極及上述背面電極連續。
  31. 如申請專利範圍第30項之保護元件，其中，上述發熱體設於上述第1絕緣基板之表面側且與上述表面電極電連接。
  32. 如申請專利範圍第30項之保護元件，其中，上述發熱體設於上述第1絕緣基板之背面側且與上述背面電極電連接。
  33. 如申請專利範圍第30項之保護元件，其中，上述發熱體設於上述第1絕緣基板之內部且與上述表面電極或背面電極電連接。
  34. 如申請專利範圍第28至33項中任一項之保護元件，其中，於上述貫通孔內之一部分或全部充填有預備焊料及/或助焊劑。
  35. 如申請專利範圍第31至33項中任一項之保護元件，其中，上述第1絕緣基板，在上述發熱體發熱時係成為設有上述發熱體之表面側或背面側之一方較另一方溫度高之溫度梯度。
  36. 如申請專利範圍第34項之保護元件，其中，上述第1絕緣基板，在上述發熱體發熱時係成為設有上述發熱體之表面側或背面側之一方較另一方溫度高之溫度梯度。
  37. 如申請專利範圍第28至33項中任一項之保護元件，其中，上述發熱體配置於上述貫通孔之兩側。
  38. 如申請專利範圍第37項之保護元件，其中，設有複數個上述貫通孔；上述發熱體配置於上述複數個貫通孔之兩側。
  39. 如申請專利範圍第28至33項中任一項之保護元件，其具備凝集構件，該凝集構件具有：第2絕緣基板；發熱體，設於上述第2絕緣基板，使上述可熔導體熔融；以及集電極，與上述可熔導體連接，使上述可熔導體熔融後之熔融導體凝集。
  40. 如申請專利範圍第39項之保護元件，其中，上述凝集構件中，上述集電極連接於上述可熔導體之與連接有上述吸引構件之面相反側之面。
  41. 如申請專利範圍第40項之保護元件，其中，上述凝集構件中，上述集電極與上述吸引構件之上述貫通孔對向。
  42. 如申請專利範圍第28至33項中任一項之保護元件，其中，於上述可熔導體連接有複數個上述吸引構件。
  43. 如申請專利範圍第42項之保護元件，其中，於上述可熔導體連接有對向之兩個上述吸引構件。
  44. 如申請專利範圍第39項之保護元件，其中，上述可熔導體係內層為低熔點金屬、外層為高熔點金屬之被覆構造。
  45. 如申請專利範圍第42項之保護元件，其中，上述可熔導體係內層為低熔點金屬、外層為高熔點金屬之被覆構造。
  46. 一種電池包，具備：一個以上之電池單元；保護元件，連接於上述電池單元之充放電路徑上，用以截斷該充放電路徑；以及電流控制元件，係檢測上述電池單元之電壓值以控制對上述保護元件之通電；上述保護元件，具有：第1、第2外部電極；可熔導體，連接於從上述第1至第2外部電極；以及吸引構件，吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；表面電極，形成於上述第1絕緣基板之表面，與上述可熔導體之一部分連接；發熱體，設於上述第1絕緣基板；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述表面電極連接；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
  47. 一種保護元件，具備：第1絕緣基板；第1及第2外部電極；中間電極，位於上述第1絕緣基板之一面側，設於上述第1外部電極與上述第2外部電極之間；發熱體，設於上述第1絕緣基板之另一面側；可熔導體，於上述第1絕緣基板之一面，與上述中間電極連接且連於從上述第1至第2外部電極，藉由上述發熱體之加熱而熔斷該第1外部電極與該第2外部電極間之電流路徑；發熱體引出電極，設於上述第1絕緣基板之另一面側，電連接於上述發熱體之一端子；以及貫通孔，在上述中間電極與上述發熱體引出電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，於內側面設有與上述中間電極與上述發熱體引出電極連續之導電層。
  48. 如申請專利範圍第47項之保護元件，其中，該保護元件進一步具備充填於上述貫通孔內之預備焊料。
  49. 如申請專利範圍第47項之保護元件，其中，上述第1絕緣基板，在上述發熱體發熱時係成為上述第1絕緣基板之另一面側較另一面側溫度高之溫度梯度。
  50. 如申請專利範圍第47項之保護元件，其中，上述發熱體設於上述貫通孔之兩側。
  51. 如申請專利範圍第50項之保護元件，其中，上述貫通孔係複數個；上述發熱體配置於上述複數個貫通孔之兩側。
  52. 一種電池包，具備：一個以上之電池單元；保護元件，連接成截斷流通於上述電池單元之電流；以及電流控制元件，係檢測上述電池單元各自之電壓值以控制加熱上述保護元件之電流；上述保護元件，具有：第1絕緣基板；第1及第2外部電極；中間電極，位於上述第1絕緣基板之一面側，設於上述第1外部電極與上述第2外部電極之間；發熱體，設於上述第1絕緣基板之另一面側；可熔導體，於上述第1絕緣基板之一面，與上述中間電極連接且連接於從上述第1至第2外部電極，藉由上述發熱體之加熱而熔斷該第1外部電極與該第2外部電極間之電流路徑；發熱體引出電極，設於上述第1絕緣基板之另一面側，電連接於上述發熱體之一端子；以及貫通孔，在上述中間電極與上述發熱體引出電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，於內側面設有與上述中間電極與上述發熱體引出電極連續之導電層。
  53. 一種保護元件，具備：第1、第2外部電極；可熔導體，連接於從上述第1至第2外部電極；以及吸引構件，連接於上述可熔導體，吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；發熱體，形成於上述第1絕緣基板之與上述可熔導體相對向之表面；絕緣構件，覆蓋上述發熱體；發熱體引出電極，與上述發熱體連接，且形成於上述第1絕緣基板之上述表面，並與上述可熔導體之一部分連接；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述發熱體引出電極連續；具有複數個上述吸引構件；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
  54. 如申請專利範圍第53項之保護元件，其中，在成為上述第1絕緣基板之上述表面之相反側之背面，形成與上述貫通孔連接之背面電極；上述發熱體，透過上述發熱體引出電極而與上述可熔導體、上述貫通孔及上述背面電極連接。
  55. 如申請專利範圍第53或54項之保護元件，其中，上述吸引構件分別連接於上述可熔導體之表面及背面。
  56. 如申請專利範圍第55項之保護元件，其中，連接於上述可熔導體之表面及背面之一對之上述吸引構件，透過上述可熔導體而與各上述貫通孔相對向。
  57. 如申請專利範圍第53或54項之保護元件，其中，上述貫通孔於內周面形成有與上述發熱體引出電極連續之導電層。
  58. 如申請專利範圍第57項之保護元件，其具備形成於成為上述第1絕緣基板之上述表面之相反側之背面之背面電極；上述貫通孔，在上述發熱體引出電極與上述背面電極之間設於上述第1絕緣基板之厚度方向，上述導電層與上述發熱體引出電極及上述背面電極連續。
  59. 如申請專利範圍第53或54項之保護元件，其中，於上述貫通孔內之一部分或全部充填有預備焊料及/或助焊劑。
  60. 如申請專利範圍第53或54項之保護元件，其中，上述發熱體配置於上述貫通孔之兩側。
  61. 如申請專利範圍第60項之保護元件，其中，設置有複數個上述貫通孔；上述發熱體配置於上述複數個貫通孔之兩側。
  62. 如申請專利範圍第53或54項之保護元件，其中，上述可熔導體係內層為低熔點金屬、外層為高熔點金屬之被覆構造。
  63. 一種電池包，具備：一個以上之電池單元；保護元件，連接於上述電池單元之充放電路徑上，用以截斷該充放電路徑；以及電流控制元件，係檢測上述電池單元之電壓值以控制對上述保護元件之通電；上述保護元件，具有：第1、第2外部電極；可熔導體，連接於從上述第1至第2外部電極；以及吸引構件，連接於上述可熔導體，吸引熔融後之上述可熔導體；上述吸引構件，具備：第1絕緣基板，配設於上述第1、第2外部電極間；發熱體，形成於上述第1絕緣基板之與上述可熔導體相對向之表面；絕緣構件，覆蓋上述發熱體；發熱體引出電極，與上述發熱體連接，且形成於上述第1絕緣基板之上述表面，並與上述可熔導體之一部分連接；以及貫通孔，設於上述第1絕緣基板之厚度方向，與上述發熱體引出電極連續；具有複數個上述吸引構件；藉由上述可熔導體熔融，截斷上述第1外部電極與上述第2外部電極間之電流路徑。
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