TWI672984B - 電路基板及電子零件之安裝方法 - Google Patents

Abstract

一種電路基板具備：(1)電子零件，包含：第1基板、配設於該第1基板中之至少一個面上的電極、配設於該電極上的可熔導體、具有用於裝納該可熔導體的內部空間且具有1個或2個以上通氣口的外裝體、以及密封該1個或2個以上通氣口的第1密封構件；(2)配設有電子零件的第2基板；以及(3)密封配設於第2基板之上的電子零件的第2密封構件。

Description

電路基板及電子零件之安裝方法

本發明涉及一種安裝有具有內部空間的電子零件的電路基板、以及在電路基板安裝該電子零件的電子零件之安裝方法。

因為能夠充電，所以能夠反復使用的二次電池大多是被加工成電池組件提供給用戶。尤其是，在使用重量能量密度高的鋰離子二次電池的情況下，為了確保用戶及電子設備的安全，一般而言，鑒於過充電保護及過放電保護等，將多個保護元件內藏於電池組件。因此，電池組件具有在既定的情況下阻斷輸出的功能。

該保護元件藉由使用內藏於電池組件的FET(Field Effect Transistor)開關進行輸出的ON/OFF，進行有關該電池組件的過充電保護或過放電保護動作。然而，即使在由於某種原因FET開關短路損壞的情況下，或者在由於施加雷電突波等而流入瞬間大電流的情況下，或者在起因於電池單元的壽命而輸出電壓異常低下、反之輸出過大的異常電壓的情況下，也必須保護電池組件及電子設備免於起火等事故。為此，為了在如此可以設想的任何異常狀態下安全地阻斷電池單元的輸出，由具有根據來自外部的信號來阻斷電流路徑之功能的保護元件被使用。

保護元件具備熔絲元件及加熱元件。在該保護元件中，利用 加熱元件的加熱熔絲元件熔斷，並且利用自身發熱熔絲元件熔斷。該熔絲元件由外裝零件的蓋體密封，以使該熔絲元件之熔斷物不致飛散於周圍。

可是，伴隨鋰離子二次電池的高容量化及高輸出化，對使用於針對該鋰離子二次電池的保護電路的保護元件也要求提高額定。又，伴隨電子設備的小型化及薄型化對保護元件也更加要求小型化、薄型化。

可是，在於安裝基板等上安裝保護元件時，有時使用回流焊製程等熱處理製程。在此情況下，因為在蓋體之內部空氣膨脹，所以蓋體及熔絲元件有可能被破壞。隨著保護元件的小型化及薄型化，因為難以確保蓋體等之強度，上述蓋體及熔絲元件趨於被破壞的傾向，尤其在小型保護元件中變得顯著。

因此，期望提供一種在安裝有於蓋體之內部具有空間的電子零件的電路基板中，能夠防止起因於該蓋體之內部的空氣膨脹而電子零件被破壞的電路基板及電子零件之安裝方法。

本發明之一種實施方式的電路基板具備：(1)電子零件，包含：第1基板、配設於該第1基板中之至少一個面上的電極、配設於該電極上的可熔導體、具有用於裝納該可熔導體的內部空間且具有1個或2個以上通氣口的外裝體、以及密封該1個或2個以上通氣口的第1密封構件；(2)配設有電子零件的第2基板；以及(3)密封配設於第2基板之上的電子零件的第2密封構件。

又，本發明之一種實施方式的電子零件之安裝方法包括：(1)準備電子零件，該電子零件包含：第1基板、配設於該第1基板中之至少 一個面上的電極、配設於該電極上的可熔導體、以及具有用於裝納該可熔導體的內部空間且具有1個或2個以上通氣口的外裝體；(2)用第1密封構件密封1個或2個以上通氣口；(3)在第2基板之上配設通氣口被第1密封構件密封的電子零件，以及(4)在第2基板之上用第2密封構件密封電子零件。

依據本發明之一種實施方式的電路基板及電子零件之安裝方法，在安裝於蓋體之內部具有空間的電子零件時，藉由能夠向外部放出蓋體之內部的空氣，能夠防止裝納於該蓋體之內部的可熔導體等的構成零件被破壞。

10‧‧‧保護元件

11‧‧‧絕緣基板

12‧‧‧電極

13‧‧‧可熔導體

13a‧‧‧熔斷部

14‧‧‧發熱電阻體

15‧‧‧絕緣構件

16‧‧‧發熱體引出電極

18‧‧‧發熱體電極

19‧‧‧蓋體構件

19a,19b,19c,19d‧‧‧通氣口

20‧‧‧安裝基板

21‧‧‧第1樹脂材料

25‧‧‧第2樹脂材料

30‧‧‧電池組件

31~34‧‧‧電池單元

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

45‧‧‧充電裝置

100‧‧‧電路基板

圖1係說明安裝基板上安裝有電子零件的本發明之一種實施方式的電路基板之剖面圖。

圖2係說明安裝基板上安裝有電子零件的本發明之一種實施方式的電路基板之俯視圖。

圖3係說明安裝基板上安裝有電子零件的本發明之一種實施方式的電路基板之立體圖。

圖4係說明電子零件之剖面圖。

圖5係說明電子零件之俯視圖。

圖6係說明電子零件之側面圖。

圖7係說明通氣口被密封的狀態的電子零件之側面圖。

圖8係說明通氣口被密封的狀態的電子零件之俯視圖。

圖9係說明內部填充有樹脂材料的情況下的電子零件之剖面圖。

圖10係說明電子零件之功能被發揮且可熔導體熔融的狀態的電子零件之剖面圖。

圖11係說明蓋體構件脫落的狀態的電子零件之剖面圖。

圖12係表示電池組件之電路構成之電路圖。

圖13係應用有本發明之保護元件之等價電路圖。

以下參照圖式對應用有本發明之一種實施方式的電路基板進行詳細說明。此外，本發明不只限於以下說明的實施方式，在不脫離本發明之主旨之範圍內，當然可以進行各種變更。又，因為圖式為示意圖，所以各尺寸之比率等有可能與現實的比率相異。對於具體尺寸等應該根據以下之說明來考慮、判斷。又，在圖式之間當然有相互尺寸及比率不同的情況。

[電路基板]

對電路基板使用圖1~圖3進行說明。電路基板100如圖1~圖3所示，具備：為電子零件的保護元件10、為第2基板的安裝基板20、為第2密封構件的第2樹脂材料25。此外，在圖2中，為了簡化保護元件10之內部的圖示內容，省略了絕緣構件15及發熱體引出電極16的圖示。

以下對保護元件10進行詳細說明。

安裝基板20係安裝有保護元件10、且形成有未圖示的電路圖案的基板。透過未圖示的焊料等，形成於安裝基板20上之電路圖案與保 護元件10之端子被電連接。

為第2密封構件的第2樹脂材料25係於安裝基板20之上用於密封保護元件10的樹脂材料。第2樹脂材料25具有比後述之第1樹脂材料21之黏度小的既定的黏度。保護元件10包含後述之第1樹脂材料21，第2樹脂材料25以完全覆蓋隱藏保護元件10之方式設置。

[電子零件之構成]

在下文中，雖然對安裝作為電子零件的保護元件的情況進行說明，但是也可以安裝作為電子零件的保護元件之外的其他元件。如圖4~圖8所示，保護元件10具備：為第1基板的絕緣基板11、為配設於絕緣基板11之上且被絕緣構件15覆蓋的發熱元件的發熱電阻體14、形成於絕緣基板11之兩端部的一對電極12(A1、A2)、於絕緣構件15之上以與發熱電阻體14重疊之方式配設的發熱體引出電極16、兩端部連接於電極12(A1、A2)且中央部連接於發熱體引出電極16的可熔導體13、配設於可熔導體13之上的複數個助焊劑17、為將可熔導體13裝納於內部空間的外裝體的蓋體構件19、以及為第1密封構件的第1樹脂材料21。助焊劑17用於除去產生於可熔導體13的氧化膜，並且用於提高該可熔導體13之潤濕性。

此外，在圖4~圖6中，表示形成第1樹脂材料21之前的狀態。在圖7及圖8中，表示形成第1樹脂材料21之後、形成第2樹脂材料25之前的狀態。此外，在圖2、圖5及圖8中，省略了安裝基板20的圖示。對於在安裝基板20上安裝保護元件10的詳細的安裝方法，在後文中說明。又，在圖5~圖8中，為了簡化圖示內容，省略了絕緣構件15及發熱 體引出電極16。但是，在從上面看的透視圖中，假定絕緣構件15及發熱體引出電極16存在。

絕緣基板11例如包含氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、及氧化鋯等絕緣性材料中之任一種或二種以上，並且形成為大致方形狀。又，絕緣基板11雖然也可以包含用於玻璃環氧基板、苯酚基板等印刷配線基板的材料，但是需要注意可熔導體13的熔斷時的溫度。

發熱電阻體14包含電阻值相對高且一通電便發熱的導電性材料中之任一種或二種以上。該導電性材料例如為鎢(W)、鉬(Mo)、釕(Ru)、以該等一種以上作為主要成分的合金、以該等一種以上作為主要成分的組合物、以及以該等一種以上作為主要成分的化合物等。使用絲網印刷技術，將含有這些合金等的粉狀體與樹脂粘合劑等的混合物的膏以形成既定圖案之方式塗布於絕緣基板11之上後，藉由對該膏進行燒成等形成發熱電阻體14。

絕緣構件15以覆蓋發熱電阻體14之方式配置，並且發熱體引出電極16透過該絕緣構件15以與發熱電阻體14對向之方式配置。為了將發熱電阻體14所發生的熱量有效率地傳送至可熔導體13，也可以在發熱電阻體14與絕緣基板11之間插入絕緣構件15。絕緣構件15例如包含玻璃等。

發熱體引出電極16與發熱電阻體14之一端部連接。發熱體引出電極16與發熱電阻體14也可以一體化。發熱體引出電極16之一端部連接於發熱體電極18(P1)，並且發熱體引出電極16之另一端部透過發熱電阻體14連接於另一方的發熱體電極18(P2)。

可熔導體13包含對應發熱電阻體14之發熱可以快速熔斷的材料中之任一種或二種以上。該可以熔斷的材料例如為以Sn為主要成分的無鉛焊料等低熔點金屬。又，可以熔斷的材料也可以包含例如以In、Pb、Ag、及Cu等中之任一種以上作為主要成分的合金。此外，可熔導體13也可係：低熔點金屬中之任一種或二種以上與高熔點金屬中之任一種或二種以上的積層體。該高熔點金屬例如為Ag、Cu、及以該等一種以上作為主要成分的合金等。

此外，可熔導體13透過焊料等連接於發熱體引出電極16及電極12(A1、A2)。

又，在保護元件10中，為了保護內部的構成零件，在絕緣基板11之上設置蓋體構件19。蓋體構件19具有內部空間，並且具有使保護元件10之外部與內部連通的1個以上的通氣口19a、19b、19c、19d。此外，藉由設置通氣口19a~19d，即使經過安裝保護元件10時的熱處理製程，在保護元件10之內部膨脹的空氣也能夠適當地向外部放出。又，如果在安裝保護元件10之後使用樹脂材料進行密封製程，能夠防止外氣侵入保護元件10內。對於詳細的密封製程，在後文中說明。

在保護元件10中，可熔導體13透過絕緣構件15及發熱體引出電極16以與發熱電阻體14重疊之方式配置。為此，因為發熱電阻體14所發生的熱量能夠有效率地傳送至可熔導體13，所以該可熔導體13快速熔斷。

此處，在保護元件10中，為了藉由提高額定，使更多的電流流過，要求降低可熔導體13之導體電阻。因此，在保護元件10中，有必 要縮短電極12(A1、A2)之間的導電距離，並且使可熔導體13與電極12(A1、A2)的連接面積增大。為此，如圖2、圖5及圖8所示，可熔導體13之形狀成為電極12(A1、A2)之間的距離(長度)相對變小，並且可熔導體13與電極12(A1、A2)的連接距離(長度)相對變大的形狀，亦即俯視時為矩形狀。

又，對應於可熔導體13之平面形狀(矩形狀)，發熱電阻體14、絕緣構件15及發熱體引出電極16各自的平面形狀也係在電極12(A1、A2)之間具有相對小的長度，並且在沿著電極12(A1、A2)之長邊具有相對大的長度(矩形狀)。

[助焊劑之配置]

在可熔導體13之表面設有助焊劑17。助焊劑17之形狀係大致橢圓形。在該助焊劑17中，張力遍及全體均勻地作用，並且該張力不偏向左或右、保持良好的平衡。

沿著發熱電阻體14設有複數個助焊劑17。為此，在保護元件10中，矩形狀的可熔導體13之表面於廣範圍內被助焊劑17覆蓋。在此情況下，對應於發熱電阻體14之發熱，助焊劑17遍布可熔導體13之全面均勻地擴散。因此，在保護元件10中，因為能夠防止可熔導體13的氧化，並且提高該可熔導體13之潤濕性，所以電極12(A1、A2)之間的電流路徑被快速阻斷。

助焊劑17例如如圖2、圖4、圖5及圖8所示，在可熔導體13之表面上，在與發熱電阻體14重疊的位置沿著發熱電阻體14設置。因 此，助焊劑17對應於發熱電阻體14之發熱，從可熔導體13與發熱電阻體14重疊的位置向該周圍(外邊部)擴散。為此，因為助焊劑17遍布可熔導體13之全面均勻地擴散，所以可熔導體13快速熔斷。

此時，如圖1及圖4所示，較佳為至少一個助焊劑17配置於發熱電阻體14之發熱中心14a上。發熱電阻體14之發熱中心14a係配設於絕緣基板11上的矩形狀的發熱電阻體14之中央部。在發熱電阻體14中，因為從與外部接觸的外邊部散發熱量，所以發生在離開外邊部的發熱中心14a處達到最高溫、且從發熱中心14a朝著外邊部溫度逐漸降低的溫度分布。

在保護元件10中，藉由在發熱中心14a上配置助焊劑17，該助焊劑17對應於發熱電阻體14之溫度分布，從發熱中心14a朝著外邊部以放射狀擴散。亦即，在發熱中心14a上沒有配置助焊劑17的情況下，因為助焊劑17不易朝著達到最高溫的發熱中心14a擴散，所以助焊劑17有可能不能擴散至該發熱中心14a上。

因此，在保護元件10中，藉由預先在助焊劑17不易擴散的發熱電阻體14之發熱中心14a上配置助焊劑17，該助焊劑17容易擴散至可熔導體13之全面。

[通氣口之形狀及配置]

設於蓋體構件19的通氣口19a~19d各自的形狀在圖6及圖7中雖然係大致矩形的切口形狀，也可以係大致圓弧形的切口形狀。此外，通氣口19a~19d各自的形狀依據加工的方法，可以適當地設定為所期望的形狀。又，設於蓋體構件19的通氣口19a~19d各自在圖1、圖2、圖4~圖8中，配置 於蓋體構件19之側面中之下方區域，並且配置於各個側面之大致中央部。但是，通氣口19a~19d各自的位置可以適當地設定為所期望的位置。此外，在後文中詳細說明，在蓋體構件19之各個側面，也可以設置複數個通氣口。又，也可以在蓋體構件19之上面設置通氣口。

此處，設於蓋體構件19的通氣口19a~19d較佳為設於蓋體構件19之側面。此因為在蓋體構件19之上面設置通氣口19a~19d的情況下，若低黏度的第1樹脂材料21滴落，則該第1樹脂材料21容易進入保護元件10之內部。對此詳細情況在後文中說明，第1樹脂材料21侵入保護元件10之內部的量較佳為少量。又，在為了密封通氣口19a~19d而保持低黏度的第1樹脂材料21的情況下，該通氣口19a~19d較佳為設於蓋體構件19之側面。因為藉由絕緣基板11及安裝基板20能夠防止第1樹脂材料21的流下，所以該第1樹脂材料21之形狀變得容易保持。此外，依據第1樹脂材料21之黏度，也可以在蓋體構件19之上面設置通氣口19a~19d。

將通氣口19a~19d設於蓋體構件19之上面的情況在後文中詳細說明，為了不使起因於第1樹脂材料21流入保護元件10之內部、該保護元件10之功能受到阻礙，較佳為在避開保護元件10之構成零件(可熔導體13等)之正上方的位置上設置通氣口19a~19d。

此外，設於蓋體構件19的通氣口19a~19d之形狀及位置在安裝保護元件10時的熱處理製程中，較佳為於該保護元件10之內部膨脹的空氣容易向外部流出的形狀及位置。

[第1密封構件]

為第1密封構件的第1樹脂材料21如圖1、圖2、圖7及圖8所示，以堵住蓋體構件19之開口部(通氣口19a~19d)之方式設置。第1樹脂材料21包含具有既定黏度的樹脂材料，以密封設於蓋體構件19的各個通氣口19a~19d之方式，在4處設置第1樹脂材料21(21a、21b、21c、21d)。

此外，在圖7及圖8中，雖然第1樹脂材料21(21a~21d)以個別密封4處通氣口19a~19d、同時分散於4處之方式設置，但是也可以以一起密封通氣口19a~19d之方式設置。因為如此能夠簡化密封製程。在此情況下，通氣口19a~19d中的相互近距離配置的二個以上的通氣口也可以一起作為一組被第1樹脂材料21密封。

具體而言，如圖7及圖8所示，第1樹脂材料21a~21d注入設於蓋體構件19之側面的通氣口19a~19d。在此情況下，因為第1樹脂材料21a~21d根據重力於蓋體構件19之外部向下流動，所以該第1樹脂材料21a~21d根據對該蓋體構件19之外壁面及通氣口19a~19d之內壁面的表面張力，而具有呈圓形的形狀。因為該第1樹脂材料21a~21d由安裝基板20支撐，所以該第1樹脂材料21a~21d之形狀由安裝基板20保持。在圖7中，第1樹脂材料21a~21d之厚度在蓋體構件19之上面側變小，並且隨著靠近安裝基板20逐漸變大。第1樹脂材料21a~21d各自之尺寸較佳為能夠充分堵住通氣口19a~19d的尺寸。但是，若第1樹脂材料21a~21d之尺寸過於大，則因為樹脂材料的總注入量變多，所以招致保護元件10之大型化及重量增加。因此，較佳為藉由在設計許可的範圍內減少樹脂材料的注入量，減小第1樹脂材料21a~21d之尺寸。

若更加具體地對通氣口19a~19d之尺寸進行說明，則例如 在保護元件10之尺寸為6mm×4mm×2mm的情況下，通氣口19a~19d各自之尺寸較佳為0.8mm×0.3mm左右。因為在注入上述第1樹脂材料21時，通氣口19a~19d之大小變成適當的大小，並且在注入第1樹脂材料21前的熱處理製程中，通氣口19a~19d之功能得到充分發揮。

另一方面，第1樹脂材料21a~21d侵入蓋體構件19之內部，該侵入量如圖7及圖8所示，較佳為從通氣口19a~19d滲出部分之量係所需最少量。具體而言，與在蓋體構件19之外側面的情況相同，因為第1樹脂材料21a~21d根據重力向下流動，所以該第1樹脂材料21a~21d根據對該蓋體構件19之內側面及通氣口19a~19d之內壁面的表面張力，而具有呈圓形的形狀。因為該第1樹脂材料21a~21d由絕緣基板11支撐，所以該第1樹脂材料21a~21d之形狀由絕緣基板11保持。此外，在圖7中，對於侵入蓋體構件19之內部的第1樹脂材料21，使用虛線與其他構成要素相同以被透視的狀態表示。

第1樹脂材料21a~21d在蓋體構件19之內部以不與可熔導體13等接觸的程度，從通氣口19a~19d向蓋體構件19之外部滲出。此外，在圖7及圖8中，對於侵入蓋體構件19之內部的第1樹脂材料21，使用虛線與其他構成要素相同以被透視的狀態表示。

若列舉比較例進行更具體的說明，則在第1樹脂材料21a~21d以覆蓋可熔導體13的程度過分侵入蓋體構件19之內部的情況下，如圖9所示，可熔導體13有被第1樹脂材料21覆蓋的可能。在此情況下，雖然保護元件10被密封，但是即使可熔導體13熔融，用於保護電路的可熔導體13之熔斷也可能無法適切進行。此外，圖9係用於說明樹脂材料被過分填 充的比較例的保護元件10的圖。在圖9中，給對應於圖1~圖8所示的構成要素的構成要素附加上相同的符號。

在為了保護電路而進行適切可熔導體13之熔斷的情況下，如圖10所示，因為可熔導體13熔融，所以該可熔導體13被切斷。因此，產生可熔導體13之熔融物(熔融導體13a)，並且該熔融導體13a凝集。為了使熔融導體13a凝集，保護元件10之內部需要空間，但是如圖9所示，若保護元件10之內部空間被第1樹脂材料21填充，則熔融導體13a不能凝集。因此，因為可熔導體13不熔斷，所以電路阻斷可能無法進行。

為此，在本實施方式中，如圖7及圖8所示，在蓋體構件19之內部第1樹脂材料21a~21d不與可熔導體13等接觸，亦即調節該第1樹脂材料21a~21d之量，使其成為能夠確保保護元件10之內部空間的滲出量。此外，如果不阻礙保護元件10之功能，第1樹脂材料21a~21d與可熔導體13等也可以接觸。

因為第1樹脂材料21a~21d密封了設於蓋體構件19的通氣口19a~19d，所以保護元件10被密封。因此，能夠抑制起因於暴露於外氣的保護元件10之劣化。又，在後述的第2樹脂材料25的密封製程中，能夠防止該第2樹脂材料25流入保護元件10之內部。

此外，第1樹脂材料21a~21d在熱處理製程後形成。此因在熱處理製程中，在保護元件10之內部空氣熱膨脹時，需要經由通氣口19a~19d向外部放出該熱膨脹的空氣。

此處，作為比較例，對在蓋體構件19沒有設置通氣口19a~19d的情況使用圖11進行說明。此外，圖11係用於說明在蓋體構件19 沒有設置通氣口19a~19d的保護元件10的圖。在圖11中，給對應於圖1~圖8所示的構成要素的構成要素附加上相同的符號。

在蓋體構件19沒有設置通氣口19a~19d的情況下，在熱處理製程中，雖然保護元件10之內部的空氣熱膨脹，但是因為該熱膨脹的空氣無法放出，所以保護元件10之內部壓力急劇上升。伴隨該內部壓力的急劇上升，在保護元件10之內部，強度較低部分的蓋體構件19從絕緣基板11上剝離、蓋體構件19脫落、蓋體構件19之一部分損傷。此外，在圖11中，表示蓋體構件19脫落的狀態。

在保護元件10之內部，若強度較低部分的蓋體構件19從絕緣基板11上剝離、蓋體構件19脫落、蓋體構件19之一部分損傷，則保護元件10成為次品。此外，起因於內部壓力的急劇上升，造成損傷的構成零件不只限於蓋體構件19，不用說其他構成零件也有可能損傷。在其他構成零件損傷的情況下也同樣，保護元件10成為次品。

因此，在保護元件10中，藉由在蓋體構件19設置通氣口19a、19b、19c、19d，能夠避免上述次品的發生。

[第2密封構件]

為第2密封構件的第2樹脂材料25如圖1~圖3所示，在安裝基板20之上，密封通氣口19a~19d被上述第1樹脂材料21密封的保護元件10。

更具體而言，第2樹脂材料25較佳為包含：能夠簡單地密封保護元件10且形狀容易穩定的樹脂材料。若基於如此要求，第2樹脂材料25較佳為包含：比第1樹脂材料21黏度低的樹脂材料。換言之，第1 樹脂材料21較佳為包含：比第2樹脂材料25黏度高的樹脂材料。例如鑒於熱固化所需時間及形狀的穩定性，不宜使用第1樹脂材料21來代替第2樹脂材料25密封保護元件10。因此，作為第2樹脂材料25，較佳為使用相比密封通氣口19a~19d的第1樹脂材料21黏度低的樹脂材料。

第2樹脂材料25因為牢固地固定蓋體構件19，所以能夠防止在可熔導體13熔斷時蓋體構件19的脫落。

[樹脂材料]

此處，列舉第1樹脂材料21之具體例子。第1樹脂材料21例如包含熱固化性樹脂(施敏打硬(Cemedine)公司製造：SX720B)。SX720B之黏度為42.0(Pa．s/23℃)。作為第1樹脂材料21，也可以使用密封片(京瓷化學公司製造：TMS-701)等。第1樹脂材料21之黏度及強度較佳為能夠密封通氣口19a~19d、並且能夠防止在後述的安裝製程中使用的第2樹脂材料25流入保護元件10之內部的黏度及強度。

接著，列舉第2樹脂材料25之具體例子。第2樹脂材料25例如包含聚醯胺類樹脂黏合劑(漢高(Henkel)公司製造：OM678)。OM678之黏度為3000(mPa．s/210℃)。此因使用射出成型等能夠簡單地密封保護元件10，並且使用成形模具容易穩定第2樹脂材料25之形狀。作為第2樹脂材料25，較佳為使用相比密封通氣口19a~19d的第1樹脂材料21黏度低的樹脂材料。更具體而言，在後述的加熱製程中，第2樹脂材料25之黏度較佳為比第1樹脂材料21之黏度低。

在以上之說明中，雖然例舉了最佳的樹脂材料，但是在為了 密封保護元件10而灌封第2樹脂材料25的情況下，作為該第2樹脂材料25能夠使用具有與第1樹脂材料21同等黏度的樹脂材料。該樹脂材料係在製造上可以選擇能夠確保長的熱固化時間的材料。如果由第1樹脂材料21預先密封通氣口19a~19d，並且由第2樹脂材料25密封保護元件10，樹脂材料就不會過分侵入保護元件10之內部。為此，因為能夠確保保護元件10之內部空間，同時能夠維持該保護元件10之功能，所以在保護元件10安裝後，能夠抑制外氣侵入該保護元件10之內部。

又，作為密封構件不限定於樹脂材料，能夠適當選擇使用各種密封構件。樹脂材料雖然為容易密封加工的合適的材料，但是也可以選擇其他具有密封功能的材料。

[安裝製程]

接著，對製造上述電路基板100的製程，亦即將保護元件10安裝於安裝基板20的製程進行說明。

[1.熱處理製程]

首先，如圖4~圖6所示，在將第1樹脂材料21形成前的保護元件10設置於塗布有未圖示的焊膏的安裝基板20後，例如藉由在回流焊製程中使焊膏熔融，將保護元件10安裝於安裝基板20。回流焊製程係伴隨加熱之製程，在該回流焊製程中，通氣口19a~19d開放，亦即第1樹脂材料21a~21d尚未形成。

因此，在熱處理製程中，如上所述，因為能夠利用通氣口 19a~19d使保護元件10之內部壓力向外部放出，所以該保護元件10不受損壞。

[2.第1密封製程]

接著，藉由將為第1樹脂材料21的熱固化性樹脂向通氣口19a~19d灌封，將該第1樹脂材料21注入通氣口19a~19d。作為第1樹脂材料21，使用比第2樹脂材料25黏度高的樹脂材料。為此，因為利用灌封通氣口19a~19d容易被堵塞，所以該通氣口19a~19d被密封。

第1樹脂材料21之注入量定為該第1樹脂材料21之形狀成為圖7及圖8所示之形狀的量。至少將第1樹脂材料21之注入量定為堵住通氣口19a~19d、且能夠承受第2樹脂材料25之侵入的量。又，第1樹脂材料21之注入量定為到與可熔導體13接觸為止、不過分侵入保護元件10之內部的量。

此外，灌封後的第1樹脂材料21沒有必要依據熱處理而固化。該灌封後的第1樹脂材料21之黏度及強度係能夠防止後述第2樹脂材料25侵入保護元件10之內部的黏度及強度即可。

[3.第2密封製程]

接著，藉由使用射出成型法，提供為第2樹脂材料25的聚醯胺類樹脂黏合劑，在安裝基板20之上密封保護元件10。具體而言，使用具有比為保護元件10之外裝部的蓋體構件19大的形狀的模具用該模具覆蓋保護元件10。然後，藉由從保護元件10之上方將第2樹脂材料25壓入模具之內部(例 如200℃、15個大氣壓)，形成密封構造體。接著，藉由將第2樹脂材料25冷卻至室溫，使密封構造體硬化。

此處，在使用第2樹脂材料25密封保護元件10的製程中，因為通氣口19a~19d被第1樹脂材料21密封，所以為低黏度及高流動性的第2樹脂材料25不會侵入保護元件10之內部。

換言之，由於通氣口19a~19d被第1樹脂材料21密封，與圖6所述情況相同，因為第2樹脂材料25不侵入保護元件10之內部，所以在該保護元件10之內部空間不會填充第2樹脂材料25。

尤其是，在使用第2樹脂材料25的密封製程中，使用射出成型法。在上述條件(例如15個大氣壓)下第2樹脂材料25被壓入模具之內部，並且通氣口19a~19d沒有被第1樹脂材料21密封的情況下，因為被加壓的低黏度第2樹脂材料25容易流入保護元件10之內部，所以利用第1樹脂材料21能夠獲得初步的密封效果。

依據本實施方式，在使用第1樹脂材料21的第1密封製程中，由於初步地密封通氣口19a~19d，所以即使經過使用第2樹脂材料25的第2密封製程，也能夠確保保護元件10之內部空間，並且不損壞該保護元件10之功能。

如上所述，藉由經過熱處理製程、第1密封製程、第2密封製程，能夠獲得保護元件10安裝於安裝基板20的電路基板100。在電路基板100中，在利用第1樹脂材料21防止第2樹脂材料25流入保護元件10內部的同時，利用第2樹脂材料25密封保護元件10。因此，在防止外氣流入保護元件10之內部的同時，能夠維持該保護元件10之內部空間。

又，如果應用本發明，在將具備具有內部空間的蓋體構件的電子零件安裝於安裝基板時，由於可以向外部放出該電子零件之內部的空氣，所以能夠在該電子零件之內部防止構成零件的損傷。

此外，如上述保護元件等，對於蓋體之內部具有空間的電子零件，在安裝時的熱處理製程中為了放出蓋體之內部的空氣，考慮在該蓋體設置通氣口。

然而，即使在蓋體設置通氣口的情況下，雖然能夠避免起因於該蓋體之內部的空氣膨脹的破壞，但是因為裝納於電子零件之內部的構成零件暴露於外氣(out gas)，所以有可能加速該構成零件的劣化。具體而言，例如電子零件在周圍環境被汙染的情況下，受環境氣體的影響，並且受從該電子零件之外的周圍的零件放出的氣體的影響。為此，因為構成零件的氧化及硫化被促進，所以該構成零件劣化。因此，電子零件之產品壽命有可能縮短。

關於此點，在本發明中，在電子零件被安裝於安裝基板的電路基板中，由於能夠防止外部空氣流入該電子零件之內部，所以能夠在該電子零件之內部減少構成零件的劣化。

此外，以下對上述保護元件10及電路基板100的使用方法進行簡單說明。

[保護元件之使用方法]

如此保護元件10如圖12所示，例如安裝於使用有鋰離子二次電池的電池組件30之內部的電路。電池組件30具備例如由合計4個鋰離子二次電池 的電池單元31~34構成的電池組35。

電池組件30具備電池組35、控制電池組35之充放電的充放電控制電路40、在電池組35異常時使充電動作停止的保護元件10、檢測各個電池單元31~34之電壓的檢測電路36、以及根據檢測電路36之檢測結果控制保護元件10之操作的電流控制元件37。

在電池組35中，串聯有需要進行過充電保護及過放電保護的控制的電池單元31~34。該電池組35透過電池組件30之正極端子30a及負極端子30b以可以裝卸的方式連接於充電裝置45，從該充電裝置45施加充電電壓。由充電裝置45充電的電池組件30藉由透過正極端子30a及負極端子30b連接於利用電池驅動的電子設備，能夠使該電子設備驅動。

充放電控制電路40具備從電池組35至充電裝置45的電流路徑串聯導入的2個電流控制元件41和42、以及控制該電流控制元件41和42之操作的控制部43。電流控制元件41、42例如包含場效電晶體(以下稱為FET)，因為閘極電壓被控制部43控制，所以控制電池組35的電流路徑之狀態(導通及阻斷)。控制部43從充電裝置45接受電力供給進行操作，並且根據檢測電路36之檢測結果，當電池組35為過放電狀態或過充電狀態時，控制電流控制元件41、42之操作以阻斷電流路徑。

保護元件10例如被導入電池組35與充放電控制電路40之間的充放電電流路徑上，該保護元件10之操作由電流控制元件37控制。

檢測電路36與各個電池單元31~34連接，將在該各個電池單元31~34上檢測出的電壓值，提供給充放電控制電路40的控制部43。又，檢測電路36在任一個電池單元31~34成為過充電電壓或過放電電壓 時，輸出用於控制電流控制元件37的控制信號。

電流控制元件37例如包含FET。該電流控制元件37根據從檢測電路36輸出的檢測信號，在電池單元31~34之電壓值成為超過既定的過放電狀態或過充電狀態之電壓時，使保護元件10驅動。因此，電池組35之充放電電流路徑不依靠電流控制元件41、42之開關操作被阻斷。

在具有如以上構成的電池組件30中，保護元件10具有如圖13所示的電路構造。即，保護元件10包含：透過發熱體引出電極16以串聯的方式連接的可熔導體13；以及透過可熔導體13之連接點通電、利用發熱加熱可熔導體13且使該可熔導體13熔融的發熱電阻體14。又，在保護元件10中，例如可熔導體13被以串聯的方式導入充放電電流路徑，並且發熱電阻體14與電流控制元件37連接。在保護元件10所具備的2個電極12中，一方連接於A1，且另一方連接於A2。又，發熱體引出電極16及與其連接的一方的發熱體電極18連接於P1，並且另一方的發熱體電極18連接於P2。

在具有如此電路構成的保護元件10中，因為利用發熱電阻體14之發熱而可熔導體13熔斷，所以電流路徑被阻斷。

此外，本發明之保護元件不只限於鋰離子二次電池的電池組件，可以應用於需要使用電氣信號阻斷電流路徑的各種用途。

本申請案以2014年8月26日於日本專利局申請之日本專利申請案2014-171770為基礎主張優先權，且參照該案之全部內容以引用之方式併入本文中。

凡本發明所屬技術領域中具有通常知識者即可根據設計要 求及其他因素想到各種修改、組合、子組合及變更，可理解該等皆應涵蓋於隨附之申請專利範圍及其均等物之範圍內。

Claims (14)

1. 一種電路基板，其具備：(1)電子零件，包含：第1基板；電極，配設於該第1基板中之至少一個面上；可熔導體，配設於該電極上；外裝體，具有用於裝納該可熔導體的內部空間且具有1個或2個以上通氣口；以及第1密封構件，密封該1個或2個以上通氣口，(2)第2基板，配設有該電子零件，以及(3)第2密封構件，密封配設於該第2基板之上的該電子零件。
2. 如申請專利範圍第1項之電路基板，其中，該第1密封構件及第2密封構件各自包含樹脂材料。
3. 如申請專利範圍第1項之電路基板，其中，該第1密封構件包含比該第2密封構件黏度高的樹脂材料。
4. 如申請專利範圍第1項之電路基板，其中，該外裝體具有複數個該通氣口。
5. 如申請專利範圍第1項之電路基板，其中，該1個或2個以上通氣口設於該可熔導體之正上方以外的區域。
6. 如申請專利範圍第1項之電路基板，其中，該電子零件係包含對應通電電流而熔斷的該可熔導體的保護元件。
7. 如申請專利範圍第6項之電路基板，其中，該電子零件進一步包含： 對應通電電流加熱該可熔導體且使該可熔導體熔斷的發熱元件。
8. 一種電子零件之安裝方法，(1)準備電子零件，該電子零件包含：第1基板；電極，配設於該第1基板中之至少一個面上；可熔導體，配設於該電極上；以及外裝體，具有用於裝納該可熔導體的內部空間且具有1個或2個以上通氣口，(2)用第1密封構件密封該1個或2個以上通氣口，(3)在第2基板之上配設該通氣口被該第1密封構件密封的該電子零件，以及(4)在該第2基板之上用第2密封構件密封該電子零件。
9. 如申請專利範圍第8項之電子零件之安裝方法，其中，在用該第2密封構件密封該電子零件的製程中，灌封樹脂材料。
10. 如申請專利範圍第8項之電子零件之安裝方法，其中，在用該第2密封構件密封該電子零件的製程中，將樹脂材料射出成型。
11. 如申請專利範圍第8項之電子零件之安裝方法，其中，該第1密封構件及第2密封構件各自包含樹脂材料。
12. 如申請專利範圍第8項之電子零件之安裝方法，其中，該第1密封構件包含比該第2密封構件黏度高的樹脂材料。
13. 如申請專利範圍第8項之電子零件之安裝方法，其中，該電子零件係包含對應通電電流而熔斷的該可熔導體的保護元件。
14. 如申請專利範圍第13項之電子零件之安裝方法，其中，該電子零件進一步包含：對應通電電流加熱該可熔導體且使該可熔導體熔斷的發熱元件。