TWM508830U - 高額定電流的過電流保護元件 - Google Patents

Description

高額定電流的過電流保護元件

本創作是有關於一種高額定電流的過電流保護元件，該高額定電流的過電流保護元件特別是應用於需高額定電流的電力供應系統，與主電路配合設計，可用來達成過電流的保護功能。

先前的過電流保護元件，如台灣專利證書號：TW I230959、TW I242876、TW I254337、TW 201515042A以及TW M404473U1，都在絕緣基板上的其中一面或上、下兩面形成可熔斷金屬或熔絲元件或高熔點金屬或低熔點金屬，都屬於高密度的金屬體或金屬箔，藉用後面的組裝製程或焊接製程將可熔斷金屬或熔絲元件或高熔點金屬或低熔點金屬焊接於電極上，組裝或焊接的製程繁複且成本高，組裝完成的產品高度也會較高，不適合3C產品未來的潮流與趨勢。。

例如台灣專利證書號：TW I254337中所述，請參考圖A18與圖A19，圖A18是兩個保險絲(4a、4b)並聯的應用線路，圖A19是兩個保險絲(4a、4b)並聯的結構。例如台灣專利證書號：TW 201515042A中所述，請參考圖A20與圖A21，圖A20、A21中之電流熔絲1包含絕緣基板2，絕緣基板2的第一面2a、第二面2b、主熔絲單元3以及副熔絲單元4，其利用絕緣基板2的第一面2a、第二面2b，兩面各設計一主熔絲單元3與副熔絲單元4，並說明兩者熔點不同與電阻不同，其實沒有任何兩個熔絲元件或熔絲單元的熔點 與電阻值會一模一樣，兩者一定會有差異，所以兩個熔絲單元一定會有一個先熔斷，另一個才會熔斷。總而言之，將所有的熔絲元件或熔絲單元都配置在絕緣基板的表面上，尤其是在絕緣基板上、下兩個表面上，一定會增加元件的厚度，因為除了電極與熔絲的厚度，另外需加上兩面保護層或保護蓋的厚度，如此，就不符合未來元件設計，輕、薄、短、小的潮流。

現今三C產品或電動車產業愈來愈重要，尤其是在電動車的產業。電動腳踏車、電動機車以及電動汽車都是在能源的使用上，增加了電池的使用，現今的電池技術在行動裝置或電動車的使用上受到空間限制，所以電池的尺寸也受到相當的限制，在尺寸不變的情況下，需提升電池容量，是現今電池產業的發展方向。電池的安全性更是大家高度重視的議題，尤其是行動裝置的螢幕不斷的變大，解析度不斷的提升，閃光燈的電力需求以及電動車啟動瞬間的大電流需求等，所以電池容量的提高與充放電電流的加大，就變成大家要求的主要課題。但因電池容量或充電或放電電流的提高，電池在充放電時的安全性就成了更無可迴避的議題了。最令人在意的就是電池過充(或過電壓)、電池短路(或大電流的衝擊)以及電池或電子元件的過溫。如何在有限的空間內設計最少與最小的元件，且達到過電流的保護，成為零件製造商追求的目標之一。

本創作之高額定電流的過電流保護元件，即為解決上述需求高額定電流充電或放電的電池組內之保護電路所需的過電流保護元件，提供一高額定電流或高額定功率且是貼片式小尺寸的過電流保護元件。本創作的技術特徵在於藉用低溫共燒陶瓷技術將低溫共燒陶瓷絕緣基板上的 電極、低溫共燒陶瓷絕緣基板內填充金屬的通孔、低溫共燒陶瓷絕緣基板內的導電層以及低溫共燒陶瓷絕緣基板內的燒結成型的金屬導體，利用低溫共燒陶瓷製程，全部一次或分次低溫共燒完成，如此可以降低成本，降低元件高度或厚度。另需說明的是，將燒結成型的金屬導體或高熔點熔絲單元，以低溫共燒陶瓷技術燒結在低溫共燒陶瓷絕緣基板內，並不是一件容易的技術，因為當金屬體或高溫熔絲元件或高溫熔絲單元熔斷前，會產生電弧放電，並產生極高的溫度與金屬的爆發飛散，如何製造一足夠強壯或堅固的絕緣基板，又能讓熔絲單元或金屬體安全又快速地熔斷是一大挑戰。本創作之高額定電流的過電流保護元件，特別在低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，開了至少一通孔，可以在燒結完成後，利用包含電鍍、印刷、點膠等其中之一的製程，將較低熔點的助熔材料填入通孔內與低溫共燒成型的金屬體的表面，當低溫共燒成型的金屬體發熱時，較低熔點的助熔材料會先熔融或液化，或將多孔矽材料層(可防止熔融的金屬四處飛散)、抑制電弧材料層，利用包含印刷的製程，將其填入通孔內與低溫共燒成型的金屬體的表面，與低溫共燒成型的金屬體一起共燒成型，使低溫共燒成型的金屬體能更快速的熔斷或抑制電弧的產生或防止熔融的金屬四處飛散。

本創作之一種高額定電流的過電流保護元件，包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板；複數個端電極，每個端電極由該低溫共燒陶瓷絕緣基板的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板相對的另一表面；一個或複數個金屬體，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板上，每個金屬體的兩端，各自分別電氣 連接一端電極；以及一個或複數個低溫共燒成型的金屬體，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板內，每個低溫共燒成型的金屬體的兩端，各自分別電氣連接一端電極，且該低溫共燒成型的金屬體的額定電流小於低溫共燒陶瓷絕緣基板上之金屬體的額定電流；該一個或複數個金屬體與該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體，在複數個端電極之間，形成一個或複數個電流路徑。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該複數個端電極另包括複數個內填充金屬的通孔與複數個導電層，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板內，該複數個內填充金屬的通孔與複數個導電層電氣連接在低溫共燒陶瓷絕緣基板表面上的端電極。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該一個或複數個金屬體的熔點低於該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體的熔點。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒成型的金屬體的密度小於低溫共燒陶瓷絕緣基板上之金屬體的密度。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該一個或複數個金屬體與該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體有不同的電阻值。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該複數個金屬體至少有二個不同的電阻值，或該複數個低溫共燒成型的金屬體至少有二個不同的電阻值。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一助熔材料，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一助熔材料配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內，該至少一助熔材料的熔點或液化點低於該低溫共燒成型的金屬體的熔點或液化點。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一多孔隙材料層，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一多孔隙材料層配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內。

在本創作之一實施例中，上述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一抑制電弧層，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一抑制電弧材料層配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內。

100、100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h‧‧‧高額定電流的過電流保護元件

110‧‧‧低溫共燒陶瓷絕緣基板

111‧‧‧第一層絕緣基板

112‧‧‧第二層絕緣基板

113‧‧‧第三層絕緣基板

114‧‧‧第四層絕緣基板

116‧‧‧導電層

118‧‧‧內填充金屬的通孔

121、122、123‧‧‧端電極

130‧‧‧保護蓋

131‧‧‧保護層

168、168g1、168g2、168g3‧‧‧金屬體

181‧‧‧狹窄部

185‧‧‧抑制電弧材料層

186‧‧‧多孔隙材料層

187‧‧‧通孔

188‧‧‧助熔材料

189、189g1、189g2、189g3‧‧‧低溫共燒成型的金屬體

I_c1 、I_d1 ‧‧‧第一電流路徑

I_c2 、I_d2 ‧‧‧第二電流路徑

圖A為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的俯視示意圖。

圖A1為圖A沿線Y-Y’的剖面示意圖。

圖A2為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的第二層絕緣基板俯視示意圖。

圖A3為圖A2沿線Y-Y’的剖面示意圖。

圖A4為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的剖面示意圖。

圖A5為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的剖面示意圖。

圖A6為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的俯視示意圖。

圖A7為圖A6沿線Y-Y’的剖面示意圖。

圖A8為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的剖面示意圖。

圖A9為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的剖面示意圖。

圖A10為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的俯視示意圖。

圖A11為圖A10第二層絕緣基板俯視示意圖。

圖A12為圖A10沿線X-X’的剖面示意圖。

圖A13為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的俯視 示意圖。

圖A14為圖A13之高額定電流的過電流保護元件的第二層絕緣基板俯視示意圖。

圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的等效電路圖。

圖A16為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的等效電路圖。

圖A17為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件的等效電路圖。

圖A18為先前技術的應用電路圖

圖A19為先前技術之基板上兩熔絲單元並聯的結構示意圖

圖A20~A21為先前技術之基板上兩熔絲單元並聯的結構示意圖

為使能更進一步瞭解本創作之特徵和技術內容，請參閱以下相關的實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下：圖A繪示為本創作之一實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100的俯視示意圖，圖A1繪示為圖A之高額定電流的過電流保護元件100沿線Y-Y’的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100的等效電路圖。請同時參考圖A、A1、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100包括：低溫共燒陶瓷絕緣基 板110；兩個端電極121、122，每個端電極(121、122)由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；六個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內；三個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，每個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122；以及三個低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，每個低溫共燒成型的金屬體189分別配置在不同層的絕緣基板(112、113、114)上，每個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極121，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的低溫共燒陶瓷絕緣基板110，其材料包含低溫共燒陶瓷(LTCC)為主的材料，例如氧化鋁、玻璃掏瓷等其中之一或其組合，經低溫共燒製程，一次或多次燒結而成。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的端電極121、122，其可以是一層或多層的金屬層，其材料包含銅、銀、金等其中之一或其組合，經印刷在低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，並經低溫共燒製程燒結而成，也可另外增加電鍍或滾鍍製程，鍍上不同金屬材質，例如錫的金屬層。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的導電層116，其材料包含銀、銅等其中之一為主成分，經印刷在低溫共燒陶瓷絕緣基板110的各層絕緣基板(111、112、113、114)上，且經低溫共燒製程燒結而成。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的金屬 體168，其材料包含銀、銅、錫、鉛等其中之一或其組合的合金，較佳的是以錫(Sn)為主成分的金屬或金屬合金，經後製程組裝或焊接在端電極121、122上。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的低溫共燒成型的金屬體189，其材料包含銀(Ag)顆粒為主成分、黏著劑等組合成的膏狀材料，經印刷在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，並經低溫共燒製程燒結而成，燒結過程中，在溫度上升過程中黏著劑因高溫而蒸發消失，但最高燒結溫度控制在銀顆粒的熔點以下，所以銀顆粒沒有熔融，以至於微觀來看，因銀顆粒之間仍會存在一些極微小的間隙，所以低溫共燒成型的金屬體189的密度會小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度，因此低溫共燒成型的金屬體189的電阻值亦會高於金屬體168的電阻值。當然也可將低溫共燒成型的金屬體189通過電流的截面積設計成比金屬體168小，如此低溫共燒成型的金屬體189的額定電流亦會小於金屬體168的額定電流，或低溫共燒成型的金屬體189的電阻值會大於金屬體168的電阻值。當然也可將低溫共燒成型的金屬體189的材料，選擇其熔點比金屬體168的材料之熔點高，如此金屬體168會比低溫共燒成型的金屬體189先熔斷，低溫共燒成型的金屬體189後熔斷的好處是，低溫共燒成型的金屬體189是配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，當低溫共燒成型的金屬體189熔斷時，會產生電弧或熔融的金屬會飛散，藉由低溫共燒陶瓷絕緣基板110的結構，可以抑制因電弧或熔融金屬飛散，降低不好的影響。圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100的等效電路圖，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100，共有二個端電極(121、122)，無論以哪一個端電極為輸入端， 另一端電極為輸出端，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100都會有一條電流路徑，第一電流路徑I_c1 或I_d1 。

需說明的是，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100，也可只包括一個金屬體168與複數個低溫共燒成型的金屬體189，或只包括一個低溫共燒成型的金屬體189與複數個金屬體168，或只包括一個金屬體168與一個低溫共燒成型的金屬體189，並不影響本實施例之高額定電流的過電流保護元件100的功能。愈多個金屬體168與愈多個低溫共燒成型的金屬體189，可以提高高額定電流的過電流保護元件100的額定電流或額定功率。

又，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100，可另包括複數個內填充金屬的通孔118，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，該複數個內填充金屬的通孔118電氣連接三個導電層116與端電極121，該另複數個內填充金屬的通孔118電氣連接另三個導電層116與端電極122，因本實施例之高額定電流的過電流保護元件100的高額定電流，所以增加每個端電極(121、122)的導電面積，可以降低每個端電極(121、122)的電阻值，亦可以確保每個端電極(121、122)不會發熱。實施例之高額定電流的過電流保護元件100中的內填充金屬的通孔118與導電層116，其金屬材料包含銀、銅等其中之一為主成分，經印刷在低溫共燒陶瓷絕緣基板110的各層絕緣基板(111、112、113、114)的通孔118內與各層絕緣基板(111、112、113、114)上，並經低溫共燒製程燒結而成。

圖A2繪示為本創作之一實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100a的第二層絕緣基板俯視示意圖，圖A3繪示為圖A2之高額 定電流的過電流保護元件100a沿線Y-Y’的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100a的等效電路圖。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a的俯視示意圖與圖A相似，所以未繪示，請同時參考圖A、A1、A2、A3、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板110；兩個端電極121、122，每個端電極(121、122)由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；六個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內；三個通孔187，配置在第一層絕緣基板111內，該通孔187的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板110的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體189的表面；三個助熔材料188，該三個助熔材料188分別配置在三個低溫共燒成型的金屬體189的表面上與該三個通孔187內，該三個助熔材料188的熔點或液化點低於該低溫共燒成型的金屬體的熔點或液化點；三個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，每個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122；以及三個低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，三個低溫共燒成型的金屬體189分別配置在絕緣基板112上，每個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極121，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。

需說明的是，本實施例之高額定電流的過電流保護元件 100a與圖A之高額定電流的過電流保護元件100相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a的三個低溫共燒成型的金屬體189配置的位置不同，本實施例之三個低溫共燒成型的金屬體189，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內之同一層絕緣基板112上。另，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a，另包括三個通孔187與三個助熔材料188。該三個助熔材料188，其材料包括：錫、以錫為主成份的合金、松香等其中之一或其部分的組合物。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a，其技術特徵在：若要將助熔材料188(如：錫，熔點約230℃)配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，因陶瓷材料燒結的溫度都相當的高(>800℃)，所以較低熔點(<800℃)的材料，很難在燒結製程中使用，如；錫、松香等。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a，特別在低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，開了至少一通孔，可以在燒結完成後，利用包含電鍍、印刷、點膠等其中之一的製程，將較低溫的助熔材料填入通孔內與低溫共燒成型的金屬體189的表面，當低溫共燒成型的金屬體189發熱時，較低熔點的助熔材料188會先熔融或液化，使低溫共燒成型的金屬體189能更快速的熔斷。

又，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100a，可另包括複數個內填充金屬的通孔118與複數個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，如圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明，其可增加每個端電極(121、122)的導電面積，可以降低每個端電極(121、122)的電阻值，亦可以確保每個端電極(121、122)不會發熱。至於，其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的 說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A4為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100b的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100b的等效電路圖。請同時參考圖A3、A4、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100b包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板110；兩個端電極121、122，每個端電極(121、122)由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；六個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內；三個通孔187，配置在第一層絕緣基板111內，該通孔187的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板110的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體189的表面；三個多孔隙材料層186，該三個多孔隙材料層186分別配置在三個低溫共燒成型的金屬體189的表面上與該三個通孔187內；三個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，每個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122；以及三個低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，三個低溫共燒成型的金屬體189分別配置在絕緣基板112上，每個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極121，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。

需說明的是，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100b與圖A2、圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a相似，惟兩者差異 之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100b，以三個多孔隙材料層186，取代圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a中的三個助熔材料188。該三個多孔隙材料層186，其材料包括：玻璃、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、石墨、氮化硼、高導熱率的陶瓷材料等其中之一或其組合物。該多孔隙材料層186，具有高導熱率與多孔隙的特性，當低溫共燒成型的金屬體189熔斷時所產生的電弧與高熱，此多孔隙材料層186可以降低電弧與高熱所產生不良的影響。其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A5為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100c的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100c的等效電路圖。請同時參考圖A2、A3、A5、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100c與圖A2、圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100c，以抑制電弧材料層185取代圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a中的助熔材料188。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100c包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板110；兩個端電極121、122，每個端電極(121、122)由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；六個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內；三個通孔187，配置在第一層絕緣基板111內，該通孔187的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板110的表面，另一端連接一低溫共燒成型的 金屬體189的表面；三個抑制電弧材料層185，該三個抑制電弧材料層185分別配置在三個低溫共燒成型的金屬體189的表面上與該三個通孔187內；三個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，每個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122；以及三個低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，三個低溫共燒成型的金屬體189分別配置在絕緣基板112上，每個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極121，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。

需說明的是，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100c與圖A2、圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100b，以三個抑制電弧材料層185取代圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a中的三個助熔材料188。該三個抑制電弧材料層185，其材料包括：無機材料、二氧化矽、二氧化鈦、金屬氧化物、玻璃、氫氧化鎂、矽橡膠等其中之一或其部分的組合物，該抑制電弧材料層185，具有抑制電弧的特性，當低溫共燒成型的金屬體189熔斷時所產生的電弧與高熱，此多孔隙材料層186可以降低電弧與高熱所產生不良的影響。其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A6為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元 件100d的俯視示意圖，圖A7為圖A6沿線Y-Y’的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100d的等效電路圖。請同時參考圖A2、A3、A6、A7、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100d與圖A2、圖A3之高額定電流的過電流保護元件100a相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100d另包括三個助熔材料188，該三個助熔材料188分別配置在三個金屬體168的表面上。該三個助熔材料188，其材料包括：錫、以錫為主成份的合金、松香等其中之一或其部分的組合物，該三個助熔材料188的熔點或液化點低於該三個金屬體168的熔點或液化點。其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A8為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100e的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100e的等效電路圖。請同時參考圖A7、A8、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100e與圖A7之高額定電流的過電流保護元件100d相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100e，另包括一保護蓋130與三保護層131。該保護蓋130配置在該低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，覆蓋兩個端電極121、122的部分電極以及低溫共燒陶瓷絕緣基板110上所有的物件，該保護蓋130的材料包含尼龍(nylon)、熱塑型高分子、氧化鋁、熱固型高分子等其中之一或其部分組合物。該三個保護層131配置在該低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，分別覆蓋三個通孔187，該保護層131的材料包含以玻璃為主要成分構成。 其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A9為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100f的剖面示意圖，圖A15為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100f的等效電路圖。請同時參考圖A8、A9、A15，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100f與圖A8之高額定電流的過電流保護元件100e相似，惟兩者差異之處在於：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100f，沒有金屬體168，亦可達到高額定電流的過電流保護效果。其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A10為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100g的俯視示意圖。圖A11為圖A10第二層絕緣基板112的俯視示意圖。圖A12為圖A10沿線X-X’的剖面示意圖，圖A16為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100g的等效電路圖。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板110；三個個端電極121、122、123，每個端電極(121、122、123)由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；七個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，其中三個配置在第二層絕緣基板112上；三個通孔187，配置在第一層絕緣基板111內，該通孔187的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板110的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體189的表面；三個助熔材料188，該三個助熔材料188分別 配置在三個低溫共燒成型的金屬體189的表面上與該三個通孔187內，該三個助熔材料188的熔點或液化點低於該低溫共燒成型的金屬體189的熔點或液化點；三個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，其中二個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122，另一個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極123，另一端電氣連接一端電極122；以及三個低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，三個低溫共燒成型的金屬體189分別配置在絕緣基板112上，其中二個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極121，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，另一個低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極123，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。

需特別說明的是，圖A16為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100g的等效電路圖，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g，共有三個端電極(121、122、123)，無論以哪一個端電極為輸入端，其他端電極為輸出端，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g都會有兩條電流路徑，第一電流路徑I_c1 與第二電流路徑I_c2 ，或兩條電流路徑，第一電流路徑I_d1 與第二電流路徑I_d2 。圖A16的等效電路圖，是以二個端電極121、123為輸入端，端電極122為輸出端，則有兩條電流路徑，第一電流路徑I_c1 與第二電流路徑I_c2 。若以端電極122為輸入端，二個端電 極121、123為輸出端，則有兩條電流路徑I_d1 與I_d2 。本實施例的技術特徵為：本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g，可以提供不同的二條電流路徑給系統設計者使用，例如：設計者可以設計其中一電流路徑，第一電流路徑I_c1 為充電電流的路徑，另外一條電流路徑，第二電流路徑I_d2 為放電路徑，如此在設計電池保護電路的設計中，可以設計充電電流與放電電流有不同的額定電流或額定功率，例如電動工具的電池常需要有較大的放電電流來驅動電動工具的馬達，但充電電流則不需要如此大的電流，本創作之實施例之高額定電流的過電流保護元件100g，即可滿足這種需求。

又，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g，該低溫共燒成型的金屬體189，另包括至少一狹窄部181，該狹窄部181配置於每個低溫共燒成型的金屬體189的中央部分，亦是當超過該低溫共燒成型的金屬體189額定功率的電流，流經該低溫共燒成型的金屬體189時，該低溫共燒成型的金屬體189會先從狹窄部181開始發熱且熔斷，配合本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g中的三個助熔材料188，可更快速的熔斷。其他部分的說明都與圖A之高額定電流的過電流保護元件100中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

圖A13為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100h的俯視示意圖。圖A14為圖A13之高額定電流的過電流保護元件100h的第二層絕緣基板的俯視示意圖，圖A17為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100h的等效電路圖。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100h包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板110；三個個端電極121、122、123，每個端電極(121、122、123)由該低溫共燒陶瓷絕緣基 板110的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板110的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板110相對的另一表面；六個導電層116，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板110內；三個通孔187，配置在第一層絕緣基板111內，該通孔187的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板110的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體189的表面；三個助熔材料188，該三個助熔材料188分別配置在三個低溫共燒成型的金屬體189的表面上與該三個通孔187內，該三個助熔材料188的熔點或液化點低於該低溫共燒成型的金屬體189的熔點或液化點；二個金屬體168，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上，該二個金屬體168的兩端，其中一端電氣連接一端電極121，另一端電氣連接一端電極122；以及一低溫共燒成型的金屬體189，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板110內，該低溫共燒成型的金屬體189配置在絕緣基板112上，且該低溫共燒成型的金屬體189的兩端，其中一端經一導電層116電氣連接一端電極123，另一端經一導電層116電氣連接一端電極122，且低溫共燒成型的金屬體189的密度小於或低於低溫共燒陶瓷絕緣基板110上之金屬體168的密度。

需特別說明的是，圖A17為本創作實施例之一種高額定電流的過電流保護元件100h的等效電路圖，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100h，共有三個端電極(121、122、123)，無論以哪一個端電極為輸入端，其他端電極為輸出端，本實施例之高額定電流的過電流保護元件100g都會有兩條電流路徑，第一電流路徑I_c1 與第二電流路徑I_c2 ，或兩條電流路徑，第一電流路徑I_d1 與第二電流路徑I_d2 。本實施例之高額定電流的過電流保護元件100h與圖A16之高額定電流的過電流保護元件100g的等效電路 圖的功用相似，惟兩者主要的差異在於金屬體與低溫共燒成型的金屬體數量的不同，所以其不同電流路徑的額定電流或額定功率亦會不同。其他部分的說明都與圖A、圖A16之高額定電流的過電流保護元件100、100g中的說明相似，相關的說明請自行參閱，在此不再贅述。

雖然本創作已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，都屬於本創作的範圍內，故本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其運用本創作說明書及圖式內容所為之類似變化，均包含於本創作之專利範圍內。

100‧‧‧高額定電流的過電流保護元件

110‧‧‧低溫共燒陶瓷絕緣基板

111‧‧‧第一層絕緣基板

112‧‧‧第二層絕緣基板

113‧‧‧第三層絕緣基板

114‧‧‧第四層絕緣基板

116‧‧‧導電層

118‧‧‧內填充導電金屬的通孔

121、122‧‧‧端電極

168‧‧‧金屬體

189‧‧‧燒結成型的金屬體

Claims (10)

1. 一種高額定電流的過電流保護元件，包括：低溫共燒陶瓷絕緣基板；複數個端電極，每個端電極由該低溫共燒陶瓷絕緣基板的其中一表面，經由該低溫共燒陶瓷絕緣基板的側表面，延伸至該低溫共燒陶瓷絕緣基板相對的另一表面；一個或複數個金屬體，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板上，每個金屬體的兩端，各自分別電氣連接一端電極；以及一個或複數個低溫共燒成型的金屬體，配置於低溫共燒陶瓷絕緣基板內，每個低溫共燒成型的金屬體的兩端，各自分別電氣連接一端電極，且該低溫共燒成型的金屬體的額定電流小於低溫共燒陶瓷絕緣基板上之金屬體的額定電流；該一個或複數個金屬體與該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體，在複數個端電極之間，形成一個或複數個電流路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高額定電流的過電流保護元件，該複數個端電極另包括複數個內填充金屬的通孔與複數個導電層，配置在低溫共燒陶瓷絕緣基板內，該複數個內填充金屬的通孔與複數個導電層電氣連接在低溫共燒陶瓷絕緣基板表面上的端電極。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高額定電流的過電流保護元件，該一個或複數個金屬體的熔點低於該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體的熔點。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒成型的金屬體的密度小於低溫共燒陶瓷絕緣基板上之金屬體的密度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高額定電流的過電流保護元件，該一個或複數個金屬體與該一個或複數個低溫共燒成型的金屬體有不 同的電阻值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之高額定電流的過電流保護元件，該複數個金屬體至少有二個不同的電阻值，或該複數個低溫共燒成型的金屬體至少有二個不同的電阻值。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面。
8. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一助熔材料，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一助熔材料配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內，該至少一助熔材料的熔點或液化點低於該低溫共燒成型的金屬體的熔點或液化點。
9. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一多孔隙材料層，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一多孔隙材料層配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內。
10. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之高額定電流的過電流保護元件，該低溫共燒陶瓷絕緣基板另包括至少一通孔與至少一抑制電弧層，該至少一通孔的一端連接低溫共燒陶瓷絕緣基板的表面，另一端連接一低溫共燒成型的金屬體的表面，該至少一抑制電弧材料層配置在低溫共燒成型的金屬體的表面上與該至少一通孔內。