TW202347388A - 保護元件及電池組 - Google Patents

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TW202347388A
TW202347388A TW112102565A TW112102565A TW202347388A TW 202347388 A TW202347388 A TW 202347388A TW 112102565 A TW112102565 A TW 112102565A TW 112102565 A TW112102565 A TW 112102565A TW 202347388 A TW202347388 A TW 202347388A
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electrode
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insulating substrate
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TW112102565A
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木村裕二
小森千智
芳成篤哉
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日商迪睿合股份有限公司
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Abstract

本發明之課題係於內置有發熱體之保護元件中，應對高電壓、大電流化，並且更安全且迅速地阻斷電流路徑而不會在元件內部發生破損。 本發明具備保險絲元件2與熔斷構件3。熔斷構件3具有：絕緣基板4；發熱體5；絕緣層6，其被覆發熱體；發熱體引出電極7，其介隔絕緣層6而與發熱體5重疊；散熱部8，其形成於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域，且與發熱體引出電極7電性獨立；保持電極10，其形成於絕緣基板4之背面4b，保持保險絲元件2之熔融導體2a；及貫通孔11，其使發熱體引出電極7與保持電極10連續；且保險絲元件2與保持電極10連接。

Description

保護元件及電池組
本技術係關於一種將電流路徑阻斷之保護元件、及使用其之電池組。
可充電而反覆利用之二次電池大多係加工成電池組後提供給使用者。尤其是重量能量密度較高之鋰離子二次電池，為了確保使用者及電子機器之安全，一般而言將過量充電保護、過量放電保護等若干個保護電路內置於電池組，具有於特定之情形時阻斷電池組之輸出的功能。
於多數使用鋰離子二次電池之電子裝置中，藉由使用內置於電池組之FET(Field Effect Transistor，場效電晶體)開關進行輸出之導通/斷開(ON/OFF)，而進行電池組之過量充電保護或過量放電保護動作。然而，即便於因某些原因導致FET開關短路破壞之情形時、被施加雷電突波等而流入瞬間性大電流之情形時、或者因電池單元之壽命導致輸出電壓異常下降、或相反地輸出過大之異常電壓之情形時，亦必須保護電池組或電子機器以使其免於起火等事故。因此，為了於此種可設想之任意異常狀態下亦安全地阻斷電池單元之輸出，而使用包含保險絲元件之保護元件，該保險絲元件具有根據來自外部之信號而阻斷電流路徑之功能。
作為此種適用於鋰離子二次電池等之保護電路之保護元件，採用於保護元件內部具有發熱體且藉由該發熱體之發熱將電流路徑上之可熔導體熔斷之構造。
近年來，鋰離子二次電池之用途不斷擴大，開始用於更大電流之用途，例如電動驅動器等電動工具、或油電混合車、電動汽車、電動輔助自行車(Motor Assisted Bicycle)等運輸機器、無人機等。於該等用途中、尤其是啟動時等，存在超過數10 A～100 A之類的大電流流入之情形。期待實現與此種大電流容量對應之保護元件。
為了實現與此種大電流對應之保護元件，而提出有使用使截面面積增大之可熔導體且將形成有發熱體之絕緣基板連接於該可熔導體之表面的保護元件。
圖39係表示先前之保護元件之一構成例之剖視圖。圖39所示之保護元件100具備保險絲元件101與將保險絲元件101熔斷之一對熔斷構件102。
圖40係表示熔斷構件之圖，(A)係表示設置有發熱體之絕緣基板正面側之俯視圖，(B)係表示與保險絲元件101相接之絕緣基板背面側之仰視圖。各熔斷構件102具有：絕緣基板103；發熱體104，其形成於絕緣基板103之正面側；絕緣層105，其被覆發熱體104；發熱體引出電極106，其與發熱體104連接，介隔絕緣層105而與發熱體104重疊；保持電極107，其形成於絕緣基板103之背面，於保險絲元件101熔斷時保持保險絲元件101之熔融導體；及貫通孔108，其貫通絕緣基板103，使發熱體引出電極106與保持電極107連續。
發熱體104經由發熱體饋電電極110而與具備電源之外部電路連接，能夠從外部電路饋電。
保險絲元件101藉由連接焊料114等接合材料連接於與外部電路連接之第1、第2電極端子111、112。又，保險絲元件101藉由連接焊料114等接合材料而與保持電極107及形成於絕緣基板103之背面之輔助電極109連接。
熔斷構件102於發熱體104被通電而發熱時藉由該熱使保險絲元件101熔融，且將其熔融導體101a經由貫通孔108吸引至發熱體引出電極106側。藉此，保險絲元件101於保持電極107與輔助電極109之間被熔斷，從而阻斷第1電極端子111、第2電極端子112間之導通。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2020-173965號公報
[發明所欲解決之問題]
於如圖39所示之保護元件100之先前構造中，當用於電動汽車等高電壓且大電流用途之保護電路時，使用與大電流對應之截面面積較大之保險絲元件101，並且於保護元件100作動時，為了將該保險絲元件101快速熔斷，對發熱體104施加高電壓，使其產生高溫。
因此，於絕緣基板103上，有發熱體引出電極106之區域與無發熱體引出電極106之區域因導熱性差異而產生溫差，從而有因應力而導致絕緣基板103或發熱體104破損之虞。即，如圖42(A)所示，於形成有發熱體引出電極106之區域，發熱體104之熱分散而傳遞至絕緣基板103及發熱體引出電極106，因此不會使絕緣基板103局部過熱。另一方面，於未形成發熱體引出電極106之區域R，發熱體104之熱僅傳遞至絕緣基板103，因此與形成有發熱體引出電極106之區域相比過熱。因此，絕緣基板103上因熱分佈產生偏倚而產生應力，從而有絕緣基板103或發熱體104損傷之虞。
因此，有直至使保險絲元件107熔斷為止之時間延長，從而無法迅速安全地阻斷電流路徑之虞，進而，如圖42(B)、圖41所示，亦有於未切斷之狀態下發熱體104之發熱停止之虞。再者，圖43(A)係熔斷構件102之圖42(A)(B)所示之A-A'剖視圖。圖43(B)係熔斷構件102之圖42(A)(B)所示之B-B'剖視圖。
此種因絕緣基板103或發熱體104破損導致保險絲元件101未完全熔融而妨礙電流阻斷之風險會隨著如下情況而增大，即，保險絲元件101伴隨高電壓、大電流化而大型化；額定電流提高而電場強度增大；進而伴隨保護元件100小型化而絕緣層105薄型化。
因此，於內置有發熱體之保護元件中，需要採取對策以應對高電壓、大電流化，並且更安全且迅速地作動而不會在元件內部發生破損。
因此，本技術之目的在於提供一種即便於被施加高電壓之情形時亦能防止元件內部之破損並且能安全且迅速地阻斷電流路徑之保護元件及使用其之電池組。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，本技術之保護元件具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件，上述熔斷構件具有：絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側；絕緣層，其被覆上述發熱體；發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊；散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；保持電極，其形成於上述絕緣基板之與上述正面相反側之背面，於上述保險絲元件熔斷時保持上述保險絲元件之熔融導體；及貫通孔，其使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且上述保險絲元件與上述保持電極連接。
又，本技術之保護元件具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件，上述熔斷構件具有：絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側；絕緣層，其被覆上述發熱體；發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊；散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；保持電極，其形成於上述絕緣基板之與上述正面相反側之背面，於上述保險絲元件熔斷時保持上述保險絲元件之熔融導體；及貫通孔，其使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且上述保險絲元件與上述發熱體引出電極連接。
又，本技術之保護元件具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件，上述熔斷構件具有：絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側；絕緣層，其被覆上述發熱體；發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊；散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；以及第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述正面，與外部電路連接；且上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及設置於上述第1電極與上述第2電極之間之上述發熱體引出電極。
又，本技術之保護元件具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件，上述熔斷構件具有：絕緣基板；發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側；絕緣層，其被覆上述發熱體；發熱體引出電極，其與上述發熱體重疊而形成於上述絕緣基板之背面側，且與上述發熱體連接；散熱部，其形成於上述絕緣基板之背面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；以及第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述背面，與外部電路連接；且上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及上述發熱體引出電極。
又，本技術之保護元件具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件，上述熔斷構件具有：絕緣基板；複數個發熱體，其等並列設置於上述絕緣基板之正面側；絕緣層，其被覆上述發熱體；發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊；散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述背面，與外部電路連接；保持電極，其設置於上述絕緣基板之上述背面之上述第1電極與上述第2電極之間；及貫通孔，其貫通上述絕緣基板之上述複數個發熱體間之區域，使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及上述保持電極。
又，本技術之電池組具備：1個以上之電池單元；及保護元件，其連接於上述電池單元之充放電路徑上，將該充放電路徑阻斷；且上述保護元件係上述任一項所記載之保護元件。 [發明之效果]
根據本技術，由於在至少與發熱體重疊之區域形成有散熱部，故絕緣基板上因發熱體發熱而產生之熱分佈之偏倚降低。因此，能夠防止因伴隨熱分佈之偏倚而產生之應力導致絕緣基板或發熱體損傷，即便於對發熱體施加高電壓之情形時，亦能安全且迅速地將保險絲元件熔斷。
以下，參照圖式對應用本技術之保護元件及使用其之電池組詳細地進行說明。再者，本技術並非僅限定於以下實施方式，當然能夠於不脫離本技術之主旨之範圍內進行各種變更。又，圖式係模式性圖，各尺寸之比率等有時與實物不同。具體之尺寸等應參考以下說明進行判斷。又，圖式相互間亦當然包含彼此之尺寸之關係或比率不同之部分。
[保護元件] 如圖1、圖2、圖3所示，應用本發明之保護元件1具備保險絲元件2與將保險絲元件2熔斷之熔斷構件3。圖1係保護元件1之俯視圖，圖2係保護元件1之圖1所示之D-D'剖視圖，圖3係表示熔斷構件3之圖，(A)係表示絕緣基板4之正面4a之俯視圖，(B)係表示絕緣基板4之背面4b之仰視圖。
熔斷構件3具有：絕緣基板4；發熱體5，其形成於絕緣基板4之正面4a側；絕緣層6，其被覆發熱體5；發熱體引出電極7，其與發熱體5連接，介隔絕緣層6而與發熱體5重疊；及散熱部8，其形成於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域，且與發熱體引出電極7電性獨立。
又，於絕緣基板4之與正面4a相反側之背面4b形成有當保險絲元件2熔斷時保持保險絲元件2之熔融導體2a的保持電極10，且藉由從絕緣基板4貫通至發熱體引出電極7之貫通孔11使發熱體引出電極7與保持電極10連續。
保險絲元件2藉由連接焊料9等接合材料連接於保持電極10。又，保險絲元件2藉由連接焊料9等接合材料連接於兩端與外部電路連接之第1、第2電極端子21、22。
根據該保護元件1，在至少與發熱體5重疊之區域形成有散熱部8，因此絕緣基板4上因發熱體5發熱而產生之熱分佈之偏倚降低。因此，能夠防止因伴隨熱分佈之偏倚而產生之應力導致絕緣基板4或發熱體5損傷，即便於發熱體5被施加高電壓之情形時亦能安全且迅速地將保險絲元件2熔斷。
以下，對保護元件1之熔斷構件3之各構成及保險絲元件2詳細地進行說明。
[熔斷構件] [絕緣基板] 熔斷構件3具備絕緣基板4。絕緣基板4例如由氧化鋁、玻璃陶瓷、富鋁紅柱石、氧化鋯等具有絕緣性之構件形成。此外，絕緣基板4亦可使用玻璃環氧基板、酚系基板等印刷配線基板所使用之材料。於絕緣基板4之正面4a形成有發熱體5。
本發明中，如圖3(A)所示，將絕緣基板4之形成有發熱體5之面設為正面4a，如圖3(B)所示，將正面4a之相反側之面設為背面4b。又，絕緣基板4形成有貫通孔11，該貫通孔11使形成於正面4a之下述發熱體引出電極7與形成於背面4b之下述保持電極10連續。
[發熱體] 發熱體5係電阻值相對較高且通電時發熱之具有導電性之構件，例如由鎳鉻合金、W、Mo、Ru等或包含其等之材料構成。發熱體5可藉由將該等合金或組合物、化合物之粉狀體與樹脂黏合劑等混合而製成漿料狀，將該漿料狀者於絕緣基板4上使用網版印刷技術形成圖案並進行煅燒等而形成。
於圖2所示之保護元件1中，2個發熱體5並列形成於絕緣基板4之正面4a。各發熱體5係一端與發熱體饋電電極12連接，另一端與發熱體電極14連接。發熱體饋電電極12係與發熱體5之一端連接且作為對發熱體5饋電之端子之電極，經由堡形部(castellation)而與形成於絕緣基板4之背面4b之外部連接電極12a連續。又，各發熱體5由絕緣層6被覆，並且重疊有形成於絕緣層6上之發熱體引出電極7。
外部連接電極12a藉由連接焊料9等接合材料連接於與外部電路連接之第3電極端子23，藉此與設置在外部電路之電源連接，能夠向發熱體5饋電。又，發熱體電極14連接有下述發熱體引出電極7。
發熱體饋電電極12及發熱體電極14分別由Ag或Cu等之導電圖案形成。又，於發熱體饋電電極12及發熱體電極14之表面上，較佳為藉由鍍覆處理等公知之方法被覆Ni/Au鍍層、Ni/Pd鍍層、Ni/Pd/Au鍍層等覆膜。藉此，保護元件1能夠防止發熱體饋電電極12及發熱體電極14氧化，且防止伴隨導通電阻上升而產生之額定之變動。
再者，發熱體饋電電極12較佳為設置限制壁(未圖示)，該限制壁防止連接外部連接電極12a與第3電極端子23之連接用焊料於回焊安裝等時熔融，經由堡形部爬上至發熱體饋電電極12上，且於發熱體饋電電極12上潤濕擴散。限制壁可使用例如玻璃或阻焊劑、絕緣性接著劑等相對於焊料不具有潤濕性之絕緣材料形成，且可藉由印刷等形成於發熱體饋電電極12上。藉由設置限制壁，能夠防止已熔融之連接用焊料9潤濕擴散至發熱體饋電電極12，從而維持保護元件1與外部電路基板之連接性。
絕緣層6係為了謀求發熱體5之保護及絕緣而設置，例如包含玻璃層。絕緣層6之厚度較薄地形成為例如10～40 μm。再者，絕緣層6亦可形成於絕緣基板4之正面4a與發熱體5之間。
[發熱體引出電極] 發熱體引出電極7與發熱體饋電電極12及發熱體電極14同樣地，由Ag或Cu等之導電圖案形成。又，於發熱體引出電極7之表面上，較佳為藉由鍍覆處理等公知之方法被覆Ni/Au鍍層、Ni/Pd鍍層、Ni/Pd/Au鍍層等覆膜。
發熱體引出電極7係一端與發熱體電極14連接，並且形成於絕緣層6上，介隔絕緣層6而與發熱體5重疊。發熱體引出電極7具有：前端部7a，其延伸至未形成發熱體5之區域即2個發熱體5之間；及基部7b，其與2個發熱體5重疊，並且與發熱體電極14連接。發熱體引出電極7於將與發熱體5之通電方向正交之方向設為寬度方向時，將與2個發熱體5重疊之形成為寬幅之部位設為基部7b，將從基部7b突出且延伸至2個發熱體5之間之區域之寬度較窄之部位設為前端部7a。
發熱體引出電極7設置有貫通孔11，且與形成於絕緣基板4之背面4b之保持電極10電性連接且熱連接。藉此，發熱體5之熱經由發熱體引出電極7、貫通孔11及保持電極10傳遞至保險絲元件2，使保險絲元件2熔融。又，保險絲元件2之熔融導體2a被吸引至貫通孔11，且被保持在發熱體引出電極7上。
再者，如圖4所示，亦可將發熱體引出電極7之基部7b超過絕緣層6形成至絕緣基板4之兩側緣部。發熱體引出電極7之面積越大，發熱體5之熱便越容易擴散至絕緣基板4上，越容易消除絕緣基板4上之熱分佈之偏倚。
[散熱部] 此處，如圖3(A)所示，於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域，形成有與發熱體引出電極7電性獨立之散熱部8。散熱部8係吸收發熱體5發出之熱之部位，且係為了降低絕緣基板4上之熱分佈之偏倚而設置。
藉由形成散熱部8，能夠抑制因發熱體5發熱時之熱集中而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。即，於熔斷構件3中，發熱體5之熱傳遞至絕緣基板4或發熱體引出電極7及散熱部8。於未形成散熱部8之情形時，發熱體5之熱於形成有發熱體引出電極7之區域內被絕緣基板4吸收的同時被發熱體引出電極7吸收，但於未形成發熱體引出電極7之區域則集中於絕緣基板4側。因此，絕緣基板4上之熱分佈產生偏倚，於熱集中之區域可能因熱衝擊而產生龜裂。又，發熱體5自身亦可能因局部過熱而產生龜裂。另一方面，藉由形成散熱部8，可與發熱體引出電極7同樣地吸熱，因此絕緣基板4上之熱分佈之偏倚降低，能防止產生龜裂。又，發熱體5自身亦不會局部過熱，從而能防止產生龜裂。
藉此，能夠防止因熱分佈之偏倚而產生之應力導致絕緣基板4或發熱體5損傷，即便於對發熱體5施加高電壓之情形時亦能安全且迅速地將保險絲元件2熔斷。
散熱部8只要為能夠吸收發熱體5之熱之材料即可，亦可使用例如Ag或Cu或該等之合金等導電材料形成。又，散熱部8可藉由網版印刷等公知之方法形成。
又，如圖5所示，亦可形成將散熱部8絕緣被覆之絕緣被覆層17。藉由形成絕緣被覆層17，能夠保護散熱部8，並且於散熱部8由導電材料形成之情形時能夠防止散熱部8與發熱體引出電極7等之短路，從而確保散熱部8之電性獨立性。絕緣被覆層17例如包含玻璃層，可藉由網版印刷玻璃漿而形成。
散熱部8形成於發熱體5之未設置發熱體引出電極7之區域，介隔絕緣層6而與發熱體5重疊。又，散熱部8可僅形成於與發熱體5重疊之區域，亦可從與發熱體5重疊之區域形成至絕緣基板4之未形成發熱體5之區域。又，如圖2所示，亦可藉由遍及絕緣層6之正面及側面地形成，而形成為覆蓋發熱體5之正面及側面。藉此，能夠使吸熱容量增加，並且高效率地吸熱。
又，如圖6所示，散熱部8亦可於絕緣基板4之正面4a上形成於未形成發熱體引出電極7、發熱體饋電電極12及發熱體電極14等各種電極之區域。越是儘可能擴大散熱部8之面積，越能消除絕緣基板4上之熱分佈之偏倚，即便於施加高電壓之情形時亦能防止絕緣基板4或發熱體5損傷。再者，關於熔斷構件3，將發熱體5及散熱部8在絕緣基板4上形成為於俯視下左右對稱就消除絕緣基板4上之熱分佈之偏倚之方面而言較佳。
又，散熱部8不與發熱體引出電極7或其他電極連接，而是電性獨立。藉此，散熱部8不會成為與發熱體引出電極7相同之電位，能夠抑制產生電位差之電極間之火花(絕緣破壞)。即，在接近而形成之發熱體引出電極7之前端部7a與發熱體饋電電極12之間產生電位差，因此有發熱體5被施加高電位後產生火花之虞。而且，亦有火花帶來之衝擊使發熱體引出電極7或絕緣基板4破損，從而妨礙保險絲元件2之快速熔斷、或使發熱體5停止發熱之虞。但是，藉由在兩電極12、7a之間形成電性獨立之散熱部8，能夠抑制發熱體引出電極7之前端部7a與發熱體饋電電極12之間產生火花。
[保持電極] 於絕緣破壞4之背面4b形成有藉由連接焊料9等連接材料連接於保險絲元件2之保持電極10、輔助電極15及外部連接電極12a。保持電極10介隔絕緣基板4形成於與在正面4a之大致中央部形成之發熱體引出電極7相對向之位置。又，保持電極10經由從保持電極10之正面貫通至發熱體引出電極7之貫通孔11而與發熱體引出電極7連續。藉此，已熔融之保險絲元件2之熔融導體2a經由貫通孔11被吸引至發熱體引出電極7側。
輔助電極15係與保持電極10一起連接於保險絲元件2，並且保持熔融導體2a者。輔助電極15隔著保持電極10形成於絕緣基板4之兩側緣部。
保持電極10及輔助電極15可使用Ag或Cu或以Ag或Cu為主成分之合金材料等公知之電極材料，藉由網版印刷等公知之方法而形成。
貫通孔11於保險絲元件2熔融時，能夠藉由毛細現象吸引保險絲元件2之熔融導體2a，減少保持在保持電極10上之熔融導體2a之體積。藉此，如圖7所示，即便於伴隨保護元件1之高額定化、高容量化而保險絲元件2大型化從而導致熔融量增大之情形時，亦能夠利用保持電極10、發熱體引出電極7及輔助電極15來保持大量之熔融導體2a，從而能夠將保險絲元件2確實地熔斷。
貫通孔11形成於絕緣基板4之未形成發熱體5之區域。於圖3所示之熔斷構件3中，形成於並列之發熱體5之間之區域。
貫通孔11於內表面形成有導電層24。導電層24與保持電極10及發熱體引出電極7連續。藉此，保持電極10與發熱體引出電極7經由導電層24電性連接。又，藉由形成導電層24，能夠使發熱體5之熱經由發熱體引出電極7及保持電極10快速地傳遞至保險絲元件2。
又，保持電極10因支持保險絲元件2並且於保險絲元件2熔斷時供熔融導體2a凝集，故藉由使保持電極10與導電層24連續，能夠容易地將熔融導體2a引導至貫通孔11內。又，熔融導體2a潤濕擴散於與導電層24連續之發熱體引出電極7(參照圖7、圖8)並被保持。因此，能夠將更多之熔融導體2a吸引、保持於貫通孔11及發熱體引出電極7，從而能夠使由保持電極10及輔助電極15保持之熔融導體2a之體積減少而確實地進行熔斷。
導電層24可由例如銅、銀、金、鐵、鎳、鈀、鉛、錫之任一者、或以任一者為主成分之合金形成，且可藉由電鍍或導電膏之印刷等公知之方法沿貫通孔11之內表面形成。又，導電層24亦可藉由將複數個金屬線或具有導電性之帶之集合體***至貫通孔11內而形成。
再者，熔斷構件3亦可形成有複數個貫通孔11。藉此，能夠藉由增加發熱體5之傳熱路徑而更迅速地向保險絲元件2傳遞熱，並且增加吸引保險絲元件2之熔融導體2a之路徑，而迅速地吸引更多之熔融導體2a，從而減少熔斷部位處之熔融導體2a之體積。
[熔斷構件之形成步驟] 此種熔斷構件3係於絕緣基板4之正面4a分別利用網版印刷等公知之形成方法形成發熱體饋電電極12、發熱體電極14後，形成發熱體5，並積層形成絕緣層6。繼而，形成散熱部8與發熱體引出電極7。又，絕緣基板4之背面4b亦利用網版印刷等公知之形成方法形成保持電極10、外部連接電極12a及輔助電極15。其後，利用鑽孔器等形成貫通孔11，且藉由鍍覆等形成導電層24，藉此來完成。熔斷構件3係利用連接焊料9將保持電極10及輔助電極15連接於保險絲元件2。連接有熔斷構件3之保險絲元件2藉由連接焊料9連接於由下側殼體30之側緣部30a支持之第1、第2電極端子21、22。又，絕緣基板4之外部連接電極12a藉由連接焊料9連接於由下側殼體30之側緣部30a支持之第3電極端子23。
[保險絲元件夾持形態] 於圖2所示之保護元件1中，在保險絲元件2之一面及與上述一面相反側之另一面分別連接有熔斷構件3，藉此，保險絲元件2被複數個熔斷構件3夾持。圖9係保護元件1之電路圖。連接於保險絲元件2之一面及另一面之各熔斷構件3分別將發熱體5之一端經由形成於各絕緣基板4之發熱體引出電極7及保持電極10而與保險絲元件2連接。又，各熔斷構件3將與發熱體5之另一端連接之發熱體饋電電極12分別經由連接焊料9等連接材料而與第3電極端子23連接，且經由第3電極端子23連接於用以使設置於外部電路之發熱體5發熱之電源。
又，如圖10所示，保護元件1於藉由發熱體5之發熱將保險絲元件2熔斷時，使連接於保險絲元件2之兩面之各熔斷構件3、3之發熱體5發熱，而從保險絲元件2之兩面進行加熱。因此，保護元件1即便於為了應對大電流用途而使保險絲元件2之截面面積增大之情形時，亦能夠迅速地將保險絲元件2加熱、熔斷。
又，保護元件1從保險絲元件2之兩面將熔融導體2a吸引至形成於各熔斷構件3之各貫通孔11內，且由發熱體引出電極7保持。因此，保護元件1即便於為了應對大電流用途而使保險絲元件2之截面面積增大，從而產生大量熔融導體2a之情形時，亦能夠利用複數個熔斷構件3來吸引，確實地使保險絲元件2熔斷。又，保護元件1藉由利用複數個熔斷構件3吸引熔融導體2a，能夠更迅速地使保險絲元件2熔斷。
保護元件1即便於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保險絲元件2之情形時，亦能夠使保險絲元件2迅速地熔斷。即，由高熔點金屬被覆之保險絲元件2即便於發熱體5發熱之情形時，亦需要加熱至外層之高熔點金屬熔融之溫度所需之時間。此處，保護元件1具備複數個熔斷構件3，藉由同時使各發熱體5發熱，能夠將外層之高熔點金屬迅速地加熱至熔融溫度。因此，根據保護元件1，能夠使構成外層之高熔點金屬層之厚度變厚，從而能夠謀求進一步之高額定化，並且維持快速熔斷特性。
又，如圖2所示，保護元件1較佳為使一對熔斷構件3、3以對向之方式連接於保險絲元件2。藉此，保護元件1能夠利用一對熔斷構件3、3對保險絲元件2之同一部位從兩面側同時進行加熱並且吸引熔融導體2a，從而能夠更迅速地將保險絲元件2加熱、熔斷。
又，保護元件1較佳為使形成於一對熔斷構件3、3各者之絕緣基板4的保持電極10及輔助電極15隔著保險絲元件2相互對向。藉此，藉由使一對熔斷構件3、3對稱地連接，而於回焊安裝時或保險絲元件2之加熱時等，能夠抑制從熔斷構件3對保險絲元件2施加之負荷變得不平衡，從而能夠提高對保險絲元件2之變形或熔斷構件3之連接偏移等的耐受性。
再者，發熱體5形成於貫通孔11之兩側就對保持電極10及發熱體引出電極7進行加熱且凝集、吸引更多之熔融導體2a之方面而言較佳。
[保險絲元件] 保險絲元件2係跨及第1及第2電極端子21、22間而安裝，藉由發熱體5之因通電引起之發熱、或者因通入超過額定之電流引起之自發熱(焦耳熱)而熔斷，從而阻斷第1電極端子21與第2電極端子22之間之電流路徑者。
保險絲元件2只要為藉由發熱體5之因通電引起之發熱、或過電流狀態而熔融的導電性材料即可，例如除了使用SnAgCu系無Pb焊料以外，亦可使用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，保險絲元件2亦可為含有高熔點金屬與低熔點金屬之構造體。例如，如圖11所示，保險絲元件2係包含內層與外層之積層構造體，具有低熔點金屬層26作為內層，且具有高熔點金屬層27作為積層於低熔點金屬層26之外層。保險絲元件2經由連接焊料9等接合材料連接於第1、第2電極端子21、22、保持電極10及輔助電極15上。
低熔點金屬層26較佳為以焊料或Sn為主成分之金屬，且為一般被稱為「無Pb焊料」之材料。低熔點金屬層26之熔點並非必須高於回焊爐之溫度，亦可於200℃左右熔融。高熔點金屬層27係積層於低熔點金屬層26之表面之金屬層，例如為Ag或Cu或以該等中之任一者為主成分之金屬，且具有即便於藉由回焊進行第1、第2電極端子21、22、保持電極10及輔助電極15與保險絲元件2之連接之情形時亦不會熔融之較高之熔點。
此種保險絲元件2可藉由利用鍍覆技術將高熔點金屬層成膜於低熔點金屬箔而形成，或者亦可利用其他眾所周知之積層技術、膜形成技術而形成。保險絲元件2可設為低熔點金屬層26之整個面被高熔點金屬層27被覆之構造，亦可為除了相對向之一對側面以外均被予以被覆之構造。再者，保險絲元件2亦可以高熔點金屬層27為內層且以低熔點金屬層26為外層而構成，且可藉由各種構成而形成，諸如設為低熔點金屬層與高熔點金屬層交替地積層而成之3層以上之多層構造且於外層之一部分設有開口部而使內層之一部分露出等。
保險絲元件2藉由將作為外層之高熔點金屬層27積層於作為內層之低熔點金屬層26，而即便於回焊溫度超過低熔點金屬層26之熔融溫度之情形時，亦能作為保險絲元件2維持形狀而不至於熔斷。因此，能夠藉由回焊而高效率地進行第1、第2電極端子21、22、保持電極10及輔助電極15與保險絲元件2之連接，且亦能藉由回焊而防止伴隨保險絲元件2之變形而電阻值局部地變高或變低等導致在特定之溫度下不熔斷、或未達特定之溫度便熔斷等熔斷特性之變動。因此，保護元件1能夠藉由特定之過電流或發熱體5之發熱而迅速地將保險絲元件2熔斷。
又，保險絲元件2在流通特定之額定電流之期間不會因自發熱而熔斷。而且，當流通較額定高之值之電流時，便因自發熱(焦耳熱)而熔融，從而阻斷第1、第2電極端子21、22間之電流路徑。
又，保險絲元件2藉由發熱體5被通電後發熱而熔融，從而阻斷第1、第2電極端子21、22間之電流路徑。此時，保險絲元件2係藉由已熔融之低熔點金屬層26腐蝕(焊料腐蝕)高熔點金屬層27，而使高熔點金屬層27在低於熔融溫度之溫度下熔解。因此，保險絲元件2可利用低熔點金屬層26對高熔點金屬層27之腐蝕作用而於短時間內熔斷。又，保險絲元件2藉由保持電極10及輔助電極15對熔融導體2a之物理吸引作用而分斷，故能夠迅速且確實地阻斷第1、第2電極端子21、22間之電流路徑(圖8、圖10)。
又，保險絲元件2亦可形成為低熔點金屬層26之體積大於高熔點金屬層27之體積。保險絲元件2藉由因過電流引起之自發熱或發熱體5之發熱而加熱，且藉由低熔點金屬熔融而熔蝕高熔點金屬，藉此能夠迅速地熔融、熔斷。因此，保險絲元件2能夠藉由形成為低熔點金屬層26之體積大於高熔點金屬層27之體積，而促進該熔蝕作用，從而迅速地將第1、第2電極端子21、22之間阻斷。
又，於將高熔點金屬層27積層於作為內層之低熔點金屬層26而構成之保險絲元件2中，能夠將熔斷溫度較先前之包含高熔點金屬之晶片保險絲等大幅度降低。因此，保險絲元件2與相同尺寸之晶片保險絲等相比，能夠增大截面面積而能夠大幅度提高額定電流。又，較具有相同之額定電流之先前之晶片保險絲更能謀求小型化、薄型化，快速熔斷性優異。
又，保險絲元件2能夠提高對於異常高之電壓瞬間施加至組裝有保護元件1之電氣系統之突波的耐受性(耐脈衝性)。即，保險絲元件2於例如數msec內流入100 A之電流之情形之前不可熔斷。關於該方面，因極短時間內流入之大電流於導體之表層流動(集膚效應)，故於設置有電阻值較低之Ag鍍層等高熔點金屬層27作為外層之保險絲元件2中，能夠使因突波而施加之電流容易流動，從而防止因自發熱而導致熔斷。因此，保險絲元件2與先前之包含焊料合金之保險絲相比，能夠大幅度提高對突波之耐受性。
再者，保險絲元件2亦可塗佈助焊劑(未圖示)以防止氧化、及提高熔斷時之潤濕性等。
與保險絲元件2之端部連接之第1、第2電極端子21、22係具有導電性之端子，且跨及保護元件1之殼體28之內外而設置。第1、第2電極端子21、22於導出至殼體28之外部之前端部設置有螺絲孔20，能夠藉由螺固等與設置於外部電路之連接電極連接。
再者，與連接於上述發熱體饋電電極12之外部連接電極12a連接的第3電極端子23亦同樣地，跨及保護元件1之殼體28之內外而設置，且於導出至殼體28之外部之前端部設置有螺絲孔20。
[殼體] 又，保護元件1因保險絲元件2及熔斷構件3被殼體28覆蓋而其內部得到保護。殼體28可使用例如各種工程塑膠、熱塑性塑膠、陶瓷、玻璃環氧基板等具有絕緣性之構件形成。殼體28具有足以收納保險絲元件2及熔斷構件3並且當保險絲元件2熔融時供熔融導體2a膨脹為球狀且凝集於發熱體引出電極7上的內部空間。
如圖2、圖12所示，殼體28係將上側殼體29與下側殼體30組合而形成。下側殼體30形成為大致方形形狀，具有支持第1～第3電極端子21～23之側緣部30a、及與保險絲元件2之下表面側連接之熔斷構件3所在之中空部30b。
側緣部30a供載置第1～第3電極端子21～23且跨及殼體28之內外而予以支持。中空部30b具有足以收納連接於保險絲元件2之下表面側之熔斷構件3並且供熔融導體2a潤濕擴散且凝集於發熱體引出電極7的內部空間。
上側殼體29與下側殼體30同樣地，形成為大致方形形狀，藉由與下側殼體30對接結合而覆蓋保險絲元件2及連接於保險絲元件2之上表面側之熔斷構件3。又，上側殼體29具有可供熔融導體2a潤濕擴散且凝集於發熱體引出電極7的內部空間。
[電路構成例] 如圖13所示，此種保護元件1係組裝於例如鋰離子二次電池之電池組40內之電路而使用。電池組40具有例如包含合計4個鋰離子二次電池之電池單元41a～41d的電池堆45。
電池組40具備：電池堆45；充放電控制電路46，其控制電池堆45之充放電；保護元件1，其應用本發明，於電池堆45異常時阻斷充放電路徑；檢測電路47，其檢測各電池單元41a～41d之電壓；及電流控制元件48，其係作為根據檢測電路47之檢測結果控制保護元件1之動作的開關元件。
電池堆45係串聯連接有需要進行控制以保護其等免受過量充電及過量放電狀態影響之電池單元41a～41d者，經由電池組40之正極端子40a、負極端子40b可裝卸地連接於充電裝置42，被施加來自充電裝置42之充電電壓。由充電裝置42充電之電池組40可藉由將正極端子40a、負極端子40b連接於利用電池進行動作之電子機器，而使該電子機器動作。
充放電控制電路46具備：2個電流控制元件43a、43b，其等串聯連接於電池堆45與充電裝置42之間之電流路徑；及控制部44，其控制該等電流控制元件43a、43b之動作。電流控制元件43a、43b包含例如場效電晶體(以下稱為FET)，且藉由利用控制部44控制閘極電壓，而控制向電池堆45之電流路徑之充電方向及/或放電方向之導通與阻斷。控制部44從充電裝置42接收電力供給而進行動作，且根據檢測電路47之檢測結果，於電池堆45為過量放電或過量充電時，以阻斷電流路徑之方式控制電流控制元件43a、43b之動作。
保護元件1例如連接於電池堆45與充放電控制電路46之間之充放電電流路徑上，且其動作由電流控制元件48控制。
檢測電路47係與各電池單元41a～41d連接，檢測各電池單元41a～41d之電壓值，將各電壓值供給至充放電控制電路46之控制部44。又，檢測電路47於任一個電池單元41a～41d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48之控制信號。
電流控制元件48包含例如FET，且以如下方式進行控制，即，根據從檢測電路47輸出之檢測信號，當電池單元41a～41d之電壓值為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1動作，不論電流控制元件43a、43b之開關動作如何均阻斷電池堆45之充放電電流路徑。
用於包含如上所述之構成之電池組40且應用本發明之保護元件1具有如圖9所示之電路構成。即，保護元件1係將第1電極端子21連接於電池堆45側，且將第2電極端子22連接於正極端子40a側，藉此將保險絲元件2串聯連接於電池堆45之充放電路徑上。又，保護元件1係將發熱體5經由發熱體饋電電極12及第3電極端子23連接於電流控制元件48，並且將發熱體5連接於電池堆45之開放端。藉此，發熱體5係一端經由發熱體引出電極7及保持電極10連接於保險絲元件2及電池堆45之一開放端，且另一端經由第3電極端子23連接於電流控制元件48及電池堆45之另一開放端。藉此，形成由電流控制元件48控制通電之向發熱體5之饋電路徑。
[保護元件之動作] 藉由保護元件1安裝於外部電路基板，發熱體5經由第3電極端子23而與形成於外部電路之電流控制元件48等連接，於平時對通電及發熱加以限制。而且，檢測電路47檢測出電池單元41a～41d之任一者之異常電壓後，向電流控制元件48輸出阻斷信號。如此一來，電流控制元件48以對發熱體5通電之方式控制電流。發熱體5藉由從電池堆45流入電流而開始發熱。
發熱體5之熱經由發熱體引出電極7、貫通孔11及保持電極10傳遞至保險絲元件2，使保險絲元件2熔融。保險絲元件2之熔融導體2a凝集於保持電極10、輔助電極15及發熱體引出電極7上，藉此保險絲元件2在保持電極10與輔助電極15之間被熔斷(圖8、圖10)。
再者，發熱體5之熱從絕緣基板4經由保持電極10或輔助電極15傳遞至保險絲元件2。又，保護元件1藉由含有高熔點金屬與低熔點金屬而形成保險絲元件2，能夠於高熔點金屬熔融之前使低熔點金屬熔融，利用已熔融之低熔點金屬對高熔點金屬之熔蝕作用於短時間內使保險絲元件2熔解。
藉由保險絲元件2熔斷，電池堆45之充放電路徑於第1、第2電極端子21、22之間阻斷。又，發熱體5因保險絲元件2熔斷，而向自身之饋電路徑亦被阻斷，因此停止發熱。
此處，保護元件1係於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域形成有與發熱體引出電極7電性獨立之散熱部8。藉此，保護元件1能夠防止因熱分佈之偏倚而產生之應力導致絕緣基板4或發熱體5損傷，即便於發熱體5被施加高電壓之情形時亦能安全且迅速地將保險絲元件2熔斷。又，保護元件1藉由形成散熱部8，即便於利用與大電流用途對應之電池堆45對發熱體饋電電極12施加高電壓之情形時，亦不易產生火花(放電)，能夠安全且迅速地阻斷電流路徑。
再者，保護元件1於保險絲元件2被通入超過額定之過電流之情形時同樣，保險絲元件2因自發熱而熔融，從而能夠阻斷電池組40之充放電路徑。
本發明之保護元件1並不限於用於鋰離子二次電池之電池組之情形，當然亦能夠應用於需要利用電信號阻斷電流路徑之各種用途。
[凸部] 如圖14、圖15所示，保護元件1亦可於殼體28形成與散熱部8相接而吸熱之凸部50。凸部50係從上側殼體29及下側殼體30突出而形成，其前端部與散熱部8相接。藉此，能夠使散熱部8吸收之熱向凸部50及殼體28擴散，從而更有效率地進行熱擴散。
凸部50係從上側殼體29之上表面、及下側殼體30之中空部30b之底面突出而形成。凸部50可與上側殼體29及下側殼體30一體地形成，亦可由與上側殼體29及下側殼體30分開之構件形成且藉由接著等連接而設置。
凸部50之形狀並無特別限制，例如可形成為角柱狀、圓柱狀等任意之形狀。又，例如亦可於凸部50之外周形成凹凸部或槽部等而增加表面積，從而促進熱擴散。又，於由與殼體28分開之構件構成凸部50之情形時，亦可由熱導率較殼體28之材料高之材料形成凸部50。
凸部50之前端部設為平面狀。藉此，能確保增大與散熱部8之接觸面積。又，為了確保凸部50之前端部與散熱部8之面接觸，亦可介置導熱性或耐熱性優異之樹脂劑或樹脂片等。藉此，於凸部50之前端部與散熱部8之接觸面不平行地對向之情形時或為粗糙面之情形時，亦能確保接觸面積較大，從而能夠防止向凸部50之導熱效率下降。
又，凸部50可設為僅和散熱部8之與發熱體5重疊之區域相接，亦可設為和包含與發熱體5重疊之區域及除與發熱體5重疊之區域以外之區域的區域相接。
[散熱元件] 如圖16、圖17所示，保護元件1亦可以相接於散熱部8上之方式設置吸收並發散散熱部8之熱之散熱元件51。散熱元件51係藉由與散熱部8相接而吸收散熱部8之熱並且向殼體28內之空間散熱者。保護元件1可藉由設置散熱元件51，而有效率地進行熱擴散。
散熱元件51可較佳地使用導熱性優異之構件，例如可例示高熔點金屬、或被覆有高熔點金屬之樹脂材、散熱片(圖18)等。散熱元件51之大小或形狀並無特別限制，但較佳為具備能夠充分地吸收散熱部8之熱之熱容量，並且具備向殼體28內高效率地散熱之表面積。散熱元件51亦可設為在與殼體28之內部空間相接之外周形成凹凸部或槽部等而增加表面積，從而促進熱擴散。再者，散熱元件51較佳為將至少與散熱部8相接之部位設為平面狀以確保與散熱部8之接觸面積較大。
又，散熱元件51藉由高熔點焊料或具有黏性之導熱性片材等連接材料連接於散熱部8上。此處，使用高熔點之焊料等作為連接材料之原因在於，需要滿足不會因散熱部8之熱而熔融。假設連接材料會因散熱部8之熱而熔融，則有散熱元件51脫落、或將高熔點金屬等之散熱元件熔解之虞。
又，散熱元件51可設為僅和散熱部8之與發熱體5重疊之區域相接，亦可設為和包含與發熱體5重疊之區域及除與發熱體5重疊之區域以外之區域的區域相接。 [實施例]
對保護元件1之實施例進行說明。於本實施例中，準備圖2所示之保護元件作為實施例，準備圖40所示之未設置散熱部之保護元件作為比較例，對分別施加50 V、60 V、80 V、100 V之電壓時發熱體或絕緣基板有無損傷進行判定。於發熱體及絕緣基板未見損傷之情形時，評價為〇(良好)，於發熱體或絕緣基板可見損傷之情形時，評價為×(不良)。
[表1]
   施加電壓[V]
50 60 80 100
實施例 〇 〇 〇 〇
比較例 〇 × × ×
如表1所示，於形成有散熱部之實施例中，即便提高施加電壓，亦未於發熱體及絕緣基板確認到損傷，能夠將保險絲元件迅速地熔斷。另一方面，於未設置散熱部之比較例之保護元件中，當施加電壓達到60 V以上時，發熱體或絕緣基板可見損傷。因此，於比較例中，保險絲元件之熔斷花費較長之時間，且產生了發熱體損傷且保險絲元件無法完全熔斷之情形。
[變化例1] 繼而，對保護元件之變化例進行說明。再者，於以下說明中，對與上述保護元件1相同之構件標註相同之符號，有時省略其細節。如圖19所示，應用本技術之保護元件60使發熱體引出電極7連接於保險絲元件2。如圖19、圖20所示，保護元件60係於絕緣基板4之正面4a之隔著發熱體引出電極7之兩側緣部形成有輔助電極15，並且利用連接焊料9將輔助電極15及發熱體引出電極7連接於保險絲元件2。即，保護元件60將絕緣基板4之形成有發熱體5、絕緣層6、發熱體引出電極7及散熱部8之正面4a設為與保險絲元件2相接之面。而且，當發熱體5發熱時，經由發熱體引出電極7對保險絲元件2進行加熱。
又，保護元件60之絕緣基板4係在與保險絲元件2相接之正面4a之相反側之背面4b形成有保持電極10。保險絲元件2之熔融導體2a被吸引、保持於經由貫通孔11而與發熱體引出電極7連續之保持電極10側。
於保護元件60中，亦與保護元件1同樣地，於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域，形成有與發熱體引出電極7電性獨立之散熱部8。因此，保護元件60能夠防止因伴隨熱分佈之偏倚產生之應力導致絕緣基板4或發熱體5損傷，即便於對發熱體5施加高電壓之情形時亦能安全且迅速地將保險絲元件2熔斷。又，保護元件60藉由形成散熱部8，即便於對發熱體饋電電極12施加高電壓之情形時，亦不易產生火花(放電)，能夠安全且迅速地阻斷電流路徑。因此，保護元件60能夠應對大電流用途而高額定化。
再者，於保護元件60中，亦較佳為形成將散熱體8絕緣被覆之絕緣被覆層17。藉由形成絕緣被覆層17，即便於以導電材料形成有散熱部8之情形時，亦能夠防止與保險絲元件2或發熱體引出電極7之導通。
[變化例2] 上述保護元件1、60係將熔斷構件3連接於保險絲元件2者，但如圖21所示，應用本技術之保護元件亦可設為於絕緣基板4上安裝保險絲元件2且將熔斷構件表面安裝於外部電路基板之構造。再者，於以下說明中，亦對與上述保護元件1、60相同之構件標註相同之符號，有時省略其細節。
圖21所示之保護元件70具備保險絲元件2與熔斷構件71。熔斷構件71具有：絕緣基板4；發熱體5，其形成於絕緣基板4之正面4a側；絕緣層6，其被覆發熱體5；發熱體引出電極7，其與發熱體5連接，介隔絕緣層6而與發熱體5重疊；散熱部8，其形成於絕緣基板4之正面4a側之至少與發熱體5重疊之區域，且與發熱體引出電極7電性獨立；以及第1電極72及第2電極73，其等形成於絕緣基板4之正面4a，與外部電路連接。
保險絲元件2藉由連接焊料9等導電性連接材料連接於第1電極72、第2電極73、及設置於第1電極72與第2電極73之間之發熱體引出電極7。
第1、第2電極72、73形成於絕緣基板4之正面4a之對向之兩側緣部。又，絕緣基板4於正面4a之與形成有第1、第2電極72、73之側緣部不同之對向之側緣部形成有發熱體饋電電極12及發熱體電極14。又，如圖21(C)所示，絕緣基板4於背面4b形成有與外部電路基板連接之第1～第3外部連接電極74～76。
第1、第2電極72、73分別由Ag或Cu等之導電圖案形成。又，於第1、第2電極72、73之表面上，較佳為藉由鍍覆處理等公知之方法被覆Ni/Au鍍層、Ni/Pd鍍層、Ni/Pd/Au鍍層等覆膜。藉此，保護元件70能夠防止第1、第2電極72、73氧化，且防止伴隨導通電阻上升而產生之額定之變動。又，於將保險絲元件2向第1、第2電極72、73回焊安裝之情形時、或將熔斷構件71向外部電路基板回焊安裝之情形時，能夠防止因連接保險絲元件2之連接用焊料9熔融而將第1、第2電極72、73熔蝕(焊料腐蝕)。
第1電極72從絕緣基板4之正面4a經由堡形部而與形成於背面4b之第1外部連接電極74連續。又，第2電極73從絕緣基板4之正面4a經由堡形部而與形成於背面4b之第2外部連接電極75連續。熔斷構件71藉由將第1、第2外部連接電極74、75連接於設置在供安裝熔斷構件71之外部電路基板之連接電極，而將保險絲元件2組裝至形成於電路基板上之電流路徑之一部分。
第1、第2電極72、73藉由利用連接焊料9等導電連接材料搭載保險絲元件2而電性連接。又，如圖22所示，第1、第2電極72、73係藉由發熱體5伴隨通電而發熱從而將保險絲元件2熔斷來阻斷。或者，第1、第2電極72、73係藉由在保護元件70中流通超過額定之大電流以使保險絲元件2因自發熱(焦耳熱)而熔斷來阻斷。
熔斷構件71係於絕緣基板4之正面4a形成有1個發熱體5。發熱體5係一端與發熱體饋電電極12連接，另一端與發熱體電極14連接。發熱體饋電電極12係與發熱體5之一端連接且作為對發熱體5饋電之端子之電極，經由堡形部而與形成於絕緣基板4之背面4b之第3外部連接電極76連續。發熱體電極14與發熱體引出電極7連接。
又，發熱體5由絕緣層6被覆，並且與形成於絕緣層6上之發熱體引出電極7重疊。發熱體引出電極7經由連接焊料9等接合材料連接有遍及第1、第2電極72、73間而設置之保險絲元件2。
藉由熔斷構件71安裝於外部電路基板，發熱體5經由第3外部連接電極76而與形成於外部電路之電流控制元件等連接，於平時對電流及發熱加以限制。而且，發熱體5於阻斷外部電路之通電路徑之特定之時點，經由第3外部連接電極76被通電而發熱。保護元件70可藉由使發熱體5之熱從發熱體電極14經由發熱體引出電極7，且經由絕緣層6及發熱體引出電極7分別傳遞至保險絲元件2，而使連接第1、第2電極72、73之保險絲元件2熔融。如圖22所示，保險絲元件2之熔融導體2a凝集於發熱體引出電極7上及第1、第2電極72、73，藉此第1、第2電極72、73間之電流路徑被阻斷。又，發熱體5因保險絲元件2熔斷，而自身之通電路徑亦被阻斷，因此停止發熱。
再者，第1、第2電極72、73及發熱體饋電電極12較佳為設置限制壁(未圖示)，該限制壁防止設置於與第1～第3外部連接電極74～76連接之外部電路基板之電極的連接用焊料於回焊安裝等時熔融，經由堡形部爬上至第1、第2電極72、73或發熱體饋電電極12上且潤濕擴散。限制壁可使用例如玻璃或阻焊劑、絕緣性接著劑等相對於焊料不具有潤濕性之絕緣材料形成，且可藉由印刷等形成於第1、第2電極72、73或發熱體饋電電極12上。藉由設置限制壁，能夠防止已熔融之連接用焊料潤濕擴散至第1、第2電極72、73或發熱體饋電電極12，從而維持熔斷構件71與外部電路基板之連接性。
[散熱部] 散熱部8係與發熱體引出電極7電性獨立地形成於至少與發熱體5重疊之區域。例如如圖21(A)所示，散熱部8形成為將發熱體5之發熱體饋電電極12側橫截。又，散熱部8設置於絕緣層6上，並且與發熱體引出電極7及連接於發熱體引出電極7之保險絲元件2相隔而設置。藉此，散熱部8與向發熱體5之饋電路徑或外部電路之電流路徑電性獨立。
於保護元件70中，亦與保護元件1、60同樣地，藉由散熱部8吸收發熱體5之熱，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。
又，於保護元件70中，亦可形成將散熱部8絕緣被覆之絕緣被覆層17。又，如圖23所示，散熱部8可僅形成於絕緣層6上，又，如圖24所示，亦可藉由從與發熱體5重疊之區域跨及絕緣基板4之正面4a之未形成發熱體饋電電極12等電極之區域而形成，從而儘可能廣範圍地形成。
[發熱體引出電極] 發熱體引出電極7係將一端與發熱體電極14連接，並且形成於絕緣層6上，介隔絕緣層6而與發熱體5重疊。發熱體引出電極7與保護元件1同樣地，具有形成為寬幅之基部7b、及從基部7b突出之寬度較窄之前端部7a。
藉由在發熱體引出電極7設置寬幅之基部7b，能夠於基部7b側增加保持保險絲元件2之熔融導體2a之容量，從而能夠確實地將保險絲元件2熔斷，並且降低設置於前端部7a之前方之散熱部8與熔融導體2a短路之風險。
再者，發熱體引出電極7較佳為搭載有保險絲元件2，且發熱體引出電極7之前端部7a未較保險絲元件2之側緣更向發熱體饋電電極12側突出。由於發熱體饋電電極12被施加高電壓而成為高電位，故能夠藉由發熱體引出電極7從保險絲元件2向低電位部側退避，而使發熱體引出電極7與高電位部隔開。又，若發熱體引出電極7之前端部7a較保險絲元件2之側緣更向發熱體饋電電極12側突出，則該前端部7a亦有發揮避雷針作用之虞，但不形成此種避雷針部位，能夠降低產生火花之風險。進而，藉由發熱體引出電極7與保險絲元件2重疊，與成為高電位之發熱體饋電電極12面對之金屬(即，前端部7a及保險絲元件2)之體積增加，即便於產生火花之情形時，對衝擊之耐受性亦得到提高，從而防止破損。
[電路構成] 圖25係保護元件70之電路圖。保護元件70被用作圖13所示之電池組40之保護元件時，第1外部連接電極74與電池堆45側連接，第2外部連接電極75與正極端子40a側連接，藉此將保險絲元件2串聯連接於電池堆45之充放電路徑上。又，保護元件70係將發熱體5經由發熱體饋電電極12及第3外部連接電極76連接於電流控制元件48，並且將發熱體5連接於電池堆45之開放端。藉此，發熱體5係一端經由發熱體引出電極7連接於保險絲元件2及電池堆45之一開放端，且另一端經由第3外部連接電極76連接於電流控制元件48及電池堆45之另一開放端，從而形成由電流控制元件48控制通電之向發熱體5之饋電路徑。
保護元件70與電池電路等外部電路之連接例如可藉由將熔斷構件71利用回焊安裝等安裝於外部電路基板而進行。即，熔斷構件71係藉由如下方法安裝於外部電路基板，即，將形成於絕緣基板4之背面4b之第1～第3外部連接電極74～76經由連接焊料等連接材料搭載於設置在外部電路基板之特定之安裝位置的焊墊部，並使其通過回焊爐。藉此，保險絲元件2被組裝至外部電路之電流路徑上。
[保護元件之動作] 檢測電路47檢測出電池單元41a～41d之任一者之異常電壓後，向電流控制元件48輸出阻斷信號。如此一來，電流控制元件48以對發熱體5通電之方式控制電流。保護元件70係從電池堆45向發熱體5流入電流，藉此發熱體5開始發熱。保護元件70係藉由發熱體5之發熱而保險絲元件2熔斷，從而阻斷電池堆45之充放電路徑(圖22)。又，保護元件70藉由含有高熔點金屬與低熔點金屬而形成保險絲元件2，能夠於高熔點金屬熔融之前使低熔點金屬熔融，利用已熔融之低熔點金屬對高熔點金屬之熔蝕作用於短時間內使保險絲元件2熔解。
此時，保護元件70藉由散熱部8吸收發熱體5之熱，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。又，保護元件70係使形成於發熱體引出電極7之前端部7a與發熱體饋電電極12之間之散熱部8和發熱體引出電極7電性獨立，因此能夠抑制發熱體引出電極7之前端部7a與發熱體饋電電極12之間產生火花(絕緣破壞)。藉此，保護元件70即便於從與大電流用途對應之電池堆45對發熱體5施加高電壓之情形時，亦能夠安全且迅速地將保險絲元件2熔斷，從而阻斷電流路徑。
保護元件70藉由保險絲元件2熔斷，而向發熱體5之饋電路徑亦被阻斷，因此發熱體5之發熱停止。
再者，保護元件70於保險絲元件2被通入超過額定之過電流之情形時同樣，保險絲元件2因自發熱而熔融，從而能夠阻斷電池組40之充放電路徑。
如此，保護元件70係藉由發熱體5之因通電引起之發熱、或過電流引起之保險絲元件2之自發熱，而使保險絲元件2熔斷。此時，保護元件70於保險絲元件2之向絕緣基板4之回焊安裝時、或熔斷構件71之向電路基板之回焊安裝時、或安裝有保護元件70之電路基板進而暴露於回焊加熱等高溫環境下之情形時，亦藉由將保險絲元件2形成為由高熔點金屬被覆低熔點金屬而成之構成，而使保險絲元件2之變形得到抑制。因此，能夠防止因保險絲元件2變形而導致電阻值變動等所引起之熔斷特性變動，從而能夠藉由特定之過電流或發熱體5之發熱而迅速地熔斷。
[變化例3] 於上述保護元件70中，於形成發熱體5之絕緣基板4之正面4a形成第1、第2電極72、73及發熱體引出電極7，安裝保險絲元件2，但各電極72、73、7及保險絲元件2亦可形成於絕緣基板4之背面4b。再者，於以下說明中，亦對與上述保護元件1、60、70相同之構件標註相同之符號，有時省略其細節。
圖26所示之保護元件80具備保險絲元件2與熔斷構件81。熔斷構件81於絕緣基板4之正面4a形成有發熱體饋電電極12、發熱體電極14、發熱體5、絕緣層6、第1外部連接電極74、及第2外部連接電極75。又，保護元件80於絕緣基板4之背面4b形成有發熱體電極14、發熱體引出電極7、第1電極72、第2電極73、散熱部8，從第1電極72經由發熱體引出電極7直至第2電極73安裝有保險絲元件2。
發熱體電極14分別形成於絕緣基板4之正面4a與背面4b，兩發熱體電極14經由堡形部電性連接。發熱體引出電極7經由設置於絕緣基板4之正面4a及背面4b之發熱體電極14而與設置於絕緣基板4之正面4a之發熱體5電性連接。又，保護元件80將絕緣基板4之正面4a設為向外部電路基板之安裝面，將發熱體饋電電極12、第1外部連接電極74及第2外部連接電極75經由連接焊料等連接材料連接於設置在外部電路基板之特定之安裝位置之焊墊部。
於保護元件80中，散熱部8亦以與發熱體引出電極7電性獨立之方式介隔絕緣基板4形成於至少與發熱體5重疊之區域。例如，散熱部8係以將發熱體5之發熱體饋電電極12側橫截之方式跨及絕緣基板4之設置有第1、第2電極72、73之兩側緣間而形成。又，散熱部8藉由與發熱體引出電極7及連接於發熱體引出電極7之保險絲元件2相隔而設置，從而與向發熱體5之饋電路徑或外部電路之電流路徑電性獨立。
於保護元件80中，亦藉由形成散熱部8，而從絕緣基板4之背面4b側吸收發熱體5發出之熱。因此，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中於未形成發熱體引出電極7之區域而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。
再者，於絕緣基板4之背面4b設置有經由堡形部與發熱體饋電電極12連接之引誘電極83。引誘電極83係引誘將發熱體饋電電極12連接於焊墊部之連接焊料以使其潤濕擴散至堡形部之整個壁面者。
又，如圖27所示，於保護元件80中，亦可形成將散熱部8絕緣被覆之絕緣被覆層17。又，如圖28所示，散熱部8亦可藉由從與發熱體5重疊之區域跨及形成有發熱體饋電電極12之側緣而形成，從而儘可能廣範圍地形成。圖29係表示儘可能擴大散熱部8並且由絕緣被覆層17被覆散熱部8之構成之俯視圖。
又，如圖31所示，亦可未形成引誘電極83且相應地儘可能大範圍地形成散熱部8。於該情形時，散熱部8亦與堡形部相隔且保持電氣獨立性。又，於該構成中，亦可由絕緣被覆層17被覆散熱部8。
進而，保護元件80亦可於絕緣基板4之正面4a形成第2散熱部82。如圖30所示，第2散熱部82可藉由與散熱部8相同之材料及相同之方法形成，且形成為於絕緣層6上與發熱體5重疊。又，第2散熱部82係由絕緣被覆層17被覆。藉由亦利用第2散熱部82吸收發熱體5之熱，能夠減少傳遞至絕緣基板4之熱量，並且防止發熱體5本身過熱，從而抑制絕緣基板4或發熱體5之破損(熱衝擊龜裂)。
[變化例4] 又，將熔斷構件表面安裝於外部電路基板之構造之保護元件亦可於絕緣基板4之正面4a具備複數個發熱體。再者，於以下說明中，亦對與上述保護元件1、60、70、80相同之構件標註相同之符號，有時省略其細節。
圖32所示之保護元件90具備保險絲元件2與熔斷構件91。熔斷構件91係將複數個發熱體5相隔而並列設置於絕緣基板4之正面4a上。又，與保護元件70同樣地，於絕緣基板4之正面4a形成有第1、第2電極72、73、發熱體引出電極7、發熱體饋電電極12及發熱體電極14，於絕緣基板4之背面4b形成有第1～第3外部連接電極74～76。進而，保護元件90於絕緣基板4之背面4b形成有保持電極10。而且，如圖33所示，絕緣基板4係於未形成發熱體5之區域即並列之發熱體5之間，形成有使形成於正面4a之發熱體引出電極7與形成於背面4b之保持電極10連續之貫通孔11。再者，圖33(A)係圖32(A)之A-A'剖視圖，圖33(B)係圖32(A)之B-B'剖視圖。
各發熱體5係一端與發熱體饋電電極12連接，另一端與發熱體電極14連接。發熱體電極14與發熱體引出電極7連接。又，各發熱體5被絕緣層6被覆，並且與形成於絕緣層6上之發熱體引出電極7重疊。
發熱體5、絕緣層6、發熱體引出電極7之構成與上述熔斷構件3相同。即，發熱體引出電極7具有延伸至未形成發熱體5之區域即發熱體5之間之前端部7a及與發熱體電極14連接之基部7b。
又，散熱部8之構成及作用亦與上述熔斷構件3相同。散熱部8可僅形成於絕緣層6上，且亦可儘可能廣範圍地形成，諸如從與發熱體5重疊之區域跨及形成有發熱體饋電電極12之側緣而形成等(參照圖2、圖8、圖6)。於保護元件90中，散熱部8亦較佳為由絕緣被覆層17被覆。於保護元件90中，亦藉由散熱部8吸收發熱體5之熱，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。
保險絲元件2藉由連接焊料9等導電性連接材料連接於第1電極72、第2電極73、及設置於第1電極72與第2電極73之間之發熱體引出電極7。
[電路構成] 圖34係圖32所示之保護元件90之電路圖。保護元件90當用作圖13所示之電池組40之保護元件時，第1外部連接電極74與電池堆45側連接，第2外部連接電極75與正極端子40a側連接，藉此保險絲元件2被串聯連接於電池堆45之充放電路徑上。又，保護元件90係將發熱體5經由發熱體饋電電極12及第3外部連接電極76連接於電流控制元件48，並且將發熱體5連接於電池堆45之開放端。藉此，發熱體5係一端經由發熱體引出電極7連接於保險絲元件2及電池堆45之一開放端，且另一端經由第3外部連接電極76連接於電流控制元件48及電池堆45之另一開放端，從而形成由電流控制元件48控制通電之向發熱體5之饋電路徑。
保護元件90與電池電路等外部電路之連接例如可藉由將熔斷構件91利用回焊安裝等安裝於外部電路基板而進行。即，熔斷構件91係藉由如下方法安裝於外部電路基板，即，將形成於絕緣基板4之背面4b之第1～第3外部連接電極74～76經由連接焊料等連接材料搭載於設置在外部電路基板之特定之安裝位置的焊墊部，並使其通過回焊爐。藉此，保險絲元件2被組裝至外部電路之電流路徑上。
[保護元件之動作] 當從外部電路向發熱體5流入電流，而發熱體5開始發熱時，如圖35所示，藉由發熱體5之發熱而保險絲元件2熔斷，從而阻斷外部電路之電流路徑。如圖36所示，保險絲元件2之熔融導體2a保持於發熱體引出電極7，並且一部分被吸引至在發熱體引出電極7開口之貫通孔11，且保持在形成於絕緣基板4之背面4b之保持電極10。再者，圖36(A)係圖35(A)之A-A'剖視圖，圖36(B)係圖35(A)之B-B'剖視圖。
此時，保護元件90藉由散熱部8吸收發熱體5之熱，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。又，保護元件90係使形成於發熱體引出電極7與發熱體饋電電極12之間之散熱部8與發熱體引出電極7電性獨立，因此能夠抑制發熱體引出電極7與發熱體饋電電極12之間產生火花(絕緣破壞)。藉此，保護元件90即便於對發熱體5施加高電壓之情形時，亦能夠安全且迅速地將保險絲元件2熔斷，從而阻斷電流路徑。
保護元件90藉由保險絲元件2熔斷，而向發熱體5之饋電路徑亦被阻斷，因此發熱體5之發熱停止。
再者，保護元件90於保險絲元件2被通入超過額定之過電流之情形時同樣，保險絲元件2因自發熱而熔融，從而能夠阻斷外部電路之電流路徑。
[變化例5] 於上述保護元件90中，在形成有發熱體5之絕緣基板4之正面4a形成第1、第2電極72、73及發熱體引出電極7，且安裝保險絲元件2，但亦可將各電極72、73及保險絲元件2形成於絕緣基板4之背面4b。再者，於以下說明中，亦對與上述保護元件1、60、70、80、90相同之構件標註相同之符號，並省略其細節。
圖37所示之保護元件96具備保險絲元件2與熔斷構件97。如圖38所示，熔斷構件97係於絕緣基板4之正面4a形成有發熱體饋電電極12、發熱體電極14、發熱體5、絕緣層6、發熱體引出電極7、第1外部連接電極74、及第2外部連接電極75、散熱部8。
又，保護元件96係於絕緣基板4之背面4b形成有第1電極72、第2電極73、保持電極10，且從第1電極72經由保持電極10直至第2電極73安裝有保險絲元件2。保持電極10經由貫通孔11而與發熱體引出電極7連續。
設置於絕緣基板4之正面4a之發熱體電極14與發熱體引出電極7電性連接。又，保護元件96將絕緣基板4之正面4a設為向外部電路基板之安裝面，發熱體饋電電極12、第1外部連接電極74及第2外部連接電極75經由連接焊料等連接材料連接於設置在外部電路基板之特定之安裝位置的焊墊部。
於保護元件96中，散熱部8亦以與發熱體引出電極7電性獨立之方式介隔絕緣層6形成於至少與發熱體5重疊之區域。散熱部8藉由與發熱體引出電極7及第1、第2外部連接電極74、75隔開而設置，從而與向發熱體5之饋電路徑或外部電路之電流路徑電性獨立。
於保護元件96中，亦藉由與發熱體5重疊而形成之散熱部8吸收發熱體5之熱。因此，能夠於絕緣基板4上降低熱分佈之偏倚，從而抑制因發熱體5之熱局部地集中於未形成發熱體引出電極7之區域而導致絕緣基板4或發熱體5破損(熱衝擊龜裂)。
又，於保護元件96中，亦可形成將散熱部8絕緣被覆之絕緣被覆層17。又，散熱部8亦可儘可能廣範圍地形成，諸如從與發熱體5重疊之區域跨及未形成發熱體饋電電極12等電極之區域而形成等。
1:保護元件 2:保險絲元件 2a:熔融導體 3:熔斷構件 4:絕緣基板 4a:正面 4b:背面 5:發熱體 6:絕緣層 7:發熱體引出電極 7a:前端部 7b:基部 8:散熱部 9:連接焊料 10:保持電極 11:貫通孔 12:發熱體饋電電極 12a:外部連接電極 14:發熱體電極 15:輔助電極 17:絕緣被覆層 20:螺絲孔 21:第1電極端子 22:第2電極端子 23:第3電極端子 24:導電層 26:低熔點金屬層 27:高熔點金屬層 28:殼體 29:上側殼體 30:下側殼體 30a:側緣部 30b:中空部 40:電池組 40a:正極端子 40b:負極端子 41,41a~41d:電池單元 42:充電裝置 43,43a,43b:電流控制元件 44:控制部 45:電池堆 46:充放電控制電路 47:檢測電路 48:電流控制元件 50:凸部 51:散熱元件 60:保護元件 70:保護元件 71:熔斷構件 72:第1電極 73:第2電極 74:第1外部連接電極 75:第2外部連接電極 76:第3外部連接電極 80:保護元件 81:熔斷構件 82:第2散熱部 83:引誘電極 90:保護元件 91:熔斷構件 96:保護元件 97:熔斷構件 100:保護元件 101:保險絲元件 101a:熔融導體 102:熔斷構件 103:絕緣基板 104:發熱體 105:絕緣層 106:發熱體引出電極 107:保持電極 108:貫通孔 109:輔助電極 110:發熱體饋電電極 111:第1電極端子 112:第2電極端子 114:連接焊料 R:區域
圖1係應用本技術之保護元件之俯視圖。 圖2係應用本技術之保護元件之圖1所示之D-D'剖視圖。 圖3係表示熔斷構件之圖，(A)係表示絕緣基板之正面之俯視圖，(B)係表示絕緣基板之背面之仰視圖。 圖4係表示將發熱體引出電極之基部超過絕緣層形成至絕緣基板之兩側緣部之熔斷構件的俯視圖。 圖5係表示設置有覆蓋散熱部之絕緣被覆層之熔斷構件之圖，(A)係表示絕緣基板之正面之俯視圖，(B)係剖視圖。 圖6係表示儘可能廣範圍地設置有散熱部之熔斷構件之俯視圖。 圖7係表示於應用本技術之保護元件中保險絲元件熔斷之狀態之圖，(A)係圖8所示之A-A'剖視圖，(B)係圖8所示之B-B'剖視圖。 圖8係表示於應用本技術之保護元件中保險絲元件熔斷之狀態之圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖9係應用本技術之保護元件之電路圖。 圖10係表示於應用本技術之保護元件中保險絲元件熔斷之狀態之剖視圖。 圖11係保險絲元件之剖視圖。 圖12係表示於一面連接有熔斷構件之保險絲元件之另一面連接熔斷構件之構成的俯視圖。 圖13係表示電池組之構成例之電路圖。 圖14係表示於殼體設置有凸部之保護元件之變化例之剖視圖。 圖15係表示於殼體設置有凸部之保護元件之變化例之俯視圖。 圖16係表示於散熱部上設置有散熱元件之保護元件之變化例之剖視圖。 圖17係表示於散熱部上設置有散熱元件之保護元件之變化例之俯視圖。 圖18係表示於散熱部上設置有散熱片作為散熱元件之熔斷構件之外觀立體圖。 圖19係表示應用本技術之保護元件之變化例之剖視圖。 圖20係表示圖19所示之變化例之保護元件之熔斷構件的圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖21係表示應用本技術之保護元件之變化例之圖，(A)係俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。 圖22係表示於圖21所示之保護元件中保險絲元件熔斷之狀態之圖，(A)係俯視圖，(B)係剖視圖。 圖23係表示於圖21所示之保護元件中僅於絕緣層6上形成有散熱部之變化例之俯視圖。 圖24係表示於圖21所示之保護元件中遍及未形成其他電極之區域而儘可能廣範圍地形成有散熱部之變化例的俯視圖。 圖25係圖21所示之保護元件之電路圖。 圖26係表示應用本技術之保護元件之變化例之圖，(A)係俯視圖，(B)係剖視圖，(C)係仰視圖。 圖27係表示於圖26所示之保護元件中設置有覆蓋散熱部之絕緣被覆層之變化例的圖，(A)係俯視圖，(B)係剖視圖。 圖28係表示於圖26所示之保護元件中遍及未形成其他電極之區域而儘可能廣範圍地形成有散熱部之變化例的俯視圖。 圖29係表示於圖28所示之保護元件中設置有覆蓋散熱部之絕緣被覆層之變化例的俯視圖。 圖30係表示於圖26所示之保護元件中設置有第2散熱部之變化例之圖，(A)係剖視圖，(B)係俯視圖。 圖31係表示未形成引誘電極且相應地儘可能大範圍地形成有散熱部之熔斷構件之俯視圖。 圖32係表示應用了本技術之保護元件之變化例之圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖33(A)係圖32(A)之A-A'剖視圖，圖33(B)係圖32(A)之B-B'剖視圖。 圖34係圖32所示之保護元件之電路圖。 圖35係表示於圖32所示之保護元件中保險絲元件熔斷之狀態之圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖36(A)係圖35之A-A'剖視圖，圖36(B)係圖35之B-B'剖視圖。 圖37係表示應用本技術之保護元件之變化例之剖視圖。 圖38係表示圖37所示之保護元件之圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖39係表示先前之保護元件之一構成例之剖視圖。 圖40係表示熔斷構件之圖，(A)係表示設置有發熱體之絕緣基板正面側之俯視圖，(B)係表示與保險絲元件相接之絕緣基板背面側之仰視圖。 圖41係表示於圖40所示之保護元件中保險絲元件為一部分未切斷之狀態之剖視圖。 圖42係表示於圖40所示之保護元件中保險絲元件為未切斷之狀態之圖，(A)係俯視圖，(B)係仰視圖。 圖43(A)係熔斷構件之圖42(A)(B)所示之A-A'剖視圖。圖43(B)係熔斷構件之圖42(A)(B)所示之B-B'剖視圖。
1:保護元件
2:保險絲元件
3:熔斷構件
4:絕緣基板
4a:正面
4b:背面
5:發熱體
6:絕緣層
7:發熱體引出電極
8:散熱部
9:連接焊料
10:保持電極
11:貫通孔
15:輔助電極
20:螺絲孔
21:第1電極端子
22:第2電極端子
28:殼體
29:上側殼體
30:下側殼體
30a:側緣部
30b:中空部

Claims (16)

  1. 一種保護元件，其具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件， 上述熔斷構件具有： 絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側； 絕緣層，其被覆上述發熱體； 發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊； 散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立； 保持電極，其形成於上述絕緣基板之與上述正面相反側之背面，於上述保險絲元件熔斷時保持上述保險絲元件之熔融導體；及 貫通孔，其使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且 上述保險絲元件與上述保持電極連接。
  2. 一種保護元件，其具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件， 上述熔斷構件具有： 絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側； 絕緣層，其被覆上述發熱體； 發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊； 散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立； 保持電極，其形成於上述絕緣基板之與上述正面相反側之背面，於上述保險絲元件熔斷時保持上述保險絲元件之熔融導體；及 貫通孔，其使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且 上述保險絲元件與上述發熱體引出電極連接。
  3. 如請求項1或2之保護元件，其具備複數個上述熔斷構件， 於上述保險絲元件之一面及與上述一面相反側之另一面連接有上述熔斷構件。
  4. 如請求項3之保護元件，其中上述熔斷構件介隔上述保險絲元件設置於對向之位置。
  5. 一種保護元件，其具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件， 上述熔斷構件具有： 絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側； 絕緣層，其被覆上述發熱體； 發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊； 散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；及 第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述正面，與外部電路連接；且 上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及設置於上述第1電極與上述第2電極之間之上述發熱體引出電極。
  6. 如請求項5之保護元件，其中複數個上述發熱體並列設置於上述絕緣基板之正面側。
  7. 如請求項6之保護元件，其具有： 保持電極，其形成於上述絕緣基板之與上述正面相反側之背面，於上述保險絲元件熔斷時保持上述保險絲元件之熔融導體；及 貫通孔，其貫通上述複數個發熱體間之區域，使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續。
  8. 一種保護元件，其具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件， 上述熔斷構件具有： 絕緣基板； 發熱體，其形成於上述絕緣基板之正面側； 絕緣層，其被覆上述發熱體； 發熱體引出電極，其與上述發熱體重疊而形成於上述絕緣基板之背面側，且與上述發熱體連接； 散熱部，其形成於上述絕緣基板之背面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立；及 第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述背面，與外部電路連接；且 上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及上述發熱體引出電極。
  9. 一種保護元件，其具備保險絲元件與將上述保險絲元件熔斷之熔斷構件， 上述熔斷構件具有： 絕緣基板； 複數個發熱體，其等並列設置於上述絕緣基板之正面側； 絕緣層，其被覆上述發熱體； 發熱體引出電極，其與上述發熱體連接，介隔上述絕緣層而與上述發熱體重疊； 散熱部，其形成於上述絕緣基板之正面側之至少與上述發熱體重疊之區域，且與上述發熱體引出電極電性獨立； 第1電極及第2電極，其等形成於上述絕緣基板之上述背面，與外部電路連接； 保持電極，其設置於上述絕緣基板之上述背面之上述第1電極與上述第2電極之間；及 貫通孔，其貫通上述絕緣基板之上述複數個發熱體間之區域，使上述發熱體引出電極與上述保持電極連續；且 上述保險絲元件連接於上述第1電極、上述第2電極、及上述保持電極。
  10. 如請求項1至9中任一項之保護元件，其中上述散熱部由導電性材料形成。
  11. 如請求項10之保護元件，其具有被覆上述散熱部之絕緣被覆層。
  12. 如請求項1至7、9中任一項之保護元件，其中上述散熱部係遍及上述絕緣層之正面及側面而形成。
  13. 如請求項1至12中任一項之保護元件，其中上述散熱部係遍及與上述發熱體重疊之區域及上述絕緣基板之非電極形成區域而儘可能廣範圍地形成。
  14. 如請求項1、5至8中任一項之保護元件，其具有收納上述熔斷構件及上述保險絲元件之殼體， 於上述殼體形成有與上述散熱部相接而吸熱之凸部。
  15. 如請求項1、5至8中任一項之保護元件，其中於上述散熱部設置有將上述散熱部之熱擴散之散熱元件。
  16. 一種電池組，其具備：1個以上之電池單元；及保護元件，其連接於上述電池單元之充放電路徑上，且阻斷該充放電路徑； 上述保護元件係上述請求項1至15中任一項之保護元件。
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