本發(fā)明涉及一種通過阻斷電流路徑來保護(hù)連接于該電流路徑的電路的保護(hù)元件、和使用該保護(hù)元件的電池組件。

背景技術(shù)：

因?yàn)槟軌虺潆姡阅軌蚍磸?fù)使用的二次電池大多是以加工成電池組件的狀態(tài)提供給用戶的。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，為了確保用戶和電子設(shè)備的安全，一般來說，鑒于過充電保護(hù)和過放電保護(hù)等，將多個(gè)保護(hù)電路內(nèi)藏于電池組件。因此，電池組件具有在所定的情況下阻斷輸出的功能。

使用鋰離子二次電池的許多電子設(shè)備通過使用內(nèi)藏于電池組件的FET開關(guān)進(jìn)行輸出的ON/OF，進(jìn)行有關(guān)該電池組件的過充電保護(hù)或過放電保護(hù)動(dòng)作。然而，即使在由于某種原因FET開關(guān)短路損壞的情況下，或者在由于施加雷電突波等而流入瞬間大電流的情況下，或者在起因于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，也必須從起火等事故中保護(hù)電池組件和電子設(shè)備。為此，即使在這樣可以設(shè)想的任何異常狀態(tài)下，為了安全地阻斷電池單元的輸出，使用有由具有根據(jù)來自外部的信號(hào)來阻斷電流路徑的功能的熔絲元件構(gòu)成的保護(hù)元件。

作為搭載于這樣的鋰離子二次電池等用的保護(hù)電路中的保護(hù)元件，如專利文獻(xiàn)1、2所記載，具備發(fā)熱體、并利用該發(fā)熱體的發(fā)熱、使導(dǎo)入電流路徑的可熔導(dǎo)體熔斷的保護(hù)元件被使用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-3665號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2014-32769號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

可是，為了在如移動(dòng)電話和筆記本電腦這樣的電流容量比較低的用途上使用保護(hù)元件，可熔導(dǎo)體(熔絲)最大也僅具有15A左右的電流容量。鋰離子二次電池的用途由于近年來正在擴(kuò)大，所以在更大電流的用途上考慮采用鋰離子二次電池，在一部分用途上已經(jīng)開始采用鋰離子二次電池。該大電流的用途例如是電動(dòng)螺絲刀等電動(dòng)工具、混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)輔助自行車等運(yùn)輸設(shè)備。在這些大電流的用途中，尤其是在啟動(dòng)時(shí)等，有流入如超過數(shù)的大電流的情況。期望有一種對(duì)應(yīng)于這樣的大電流容量的保護(hù)元件。

因此，即使在為了對(duì)應(yīng)大電流使用大型可熔導(dǎo)體的情況下，也期望提供一種通過不降低電力密度而維持快速熔斷性能、且緩和對(duì)絕緣基板的熱沖擊，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)熱操作的保護(hù)元件和電池組件。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件具備：絕緣基板、配設(shè)在該絕緣基板上的多個(gè)發(fā)熱體、分別與該多個(gè)發(fā)熱體電連接的發(fā)熱體引出電極、以及由該發(fā)熱體引出電極支撐的可熔導(dǎo)體。

另外，本發(fā)明的一種實(shí)施方式的電池組件具備：一個(gè)以上的電池單元、以能夠阻斷流過該一個(gè)以上的電池單元的電流的方式連接于該一個(gè)以上的電池單元的保護(hù)元件、以及分別檢測該一個(gè)以上的電池單元的電壓值且控制用于加熱保護(hù)元件的電流的電流控制元件。該保護(hù)元件具備：絕緣基板、配設(shè)在該絕緣基板上的多個(gè)發(fā)熱體、分別與該多個(gè)發(fā)熱體電連接的發(fā)熱體引出電極、以及由該發(fā)熱體引出電極支撐的可熔導(dǎo)體。

依據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件和電池組件，發(fā)熱體引出電極分別與多個(gè)發(fā)熱體電連接，并且由該發(fā)熱體引出電極支撐可熔導(dǎo)體。在這種情況下，因?yàn)榘l(fā)熱體被復(fù)數(shù)分割，所以在維持與發(fā)熱體沒有被復(fù)數(shù)分割的情況同等的發(fā)熱量的同時(shí)，緩和起因于發(fā)熱的對(duì)絕緣基板的熱沖擊。也就是說，由于發(fā)熱體被復(fù)數(shù)分割，而在絕緣基板的熱分布上擴(kuò)散峰值下降，所以對(duì)絕緣基板的熱沖擊被緩和。另一方面，因?yàn)榧词拱l(fā)熱體被分割，也能夠維持同等的總發(fā)熱量，所以可熔導(dǎo)體的熔斷所需時(shí)間不會(huì)延長。因此，即使在為了對(duì)應(yīng)大電流容量而使可熔導(dǎo)體大型化、且使發(fā)熱體的電力增大的情況下，也能夠抑制絕緣基板破裂，同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)熱操作。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件的截面圖；

圖2是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件的平面圖；

圖3是表示利用伴隨過電流的自身發(fā)熱而可熔導(dǎo)體被熔斷的保護(hù)元件的截面圖；

圖4是表示利用發(fā)熱體的發(fā)熱而可熔導(dǎo)體被熔斷的保護(hù)元件的截面圖；

圖5是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的其他保護(hù)元件的截面圖；

圖6是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的其他保護(hù)元件的截面圖；

圖7是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的其他保護(hù)元件的截面圖；

圖8是表示應(yīng)用有本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件的電池組件的電路結(jié)構(gòu)的一例圖；

圖9是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件的電路圖；

圖10是表示在絕緣基板上設(shè)有吸引孔的保護(hù)元件的截面圖；

圖11是表示在絕緣基板上設(shè)有吸引孔的保護(hù)元件的平面圖；

圖12是表示在絕緣基板上設(shè)有吸引孔的保護(hù)元件的截面圖，表示可熔導(dǎo)體熔斷后的狀態(tài)；

圖13是表示比較例的保護(hù)元件的平面圖；

圖14是表示參考例的保護(hù)元件的截面圖；

圖15是表示參考例的保護(hù)元件的平面圖。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖對(duì)應(yīng)用有本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明不只限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種變更。另外，因?yàn)楦綀D為示意圖，所以各尺寸的比率等有可能與現(xiàn)實(shí)的比率相異。對(duì)于具體尺寸等應(yīng)該根據(jù)以下的說明來考慮、判斷。另外，在附圖之間當(dāng)然有相互尺寸的關(guān)系和比率不同的情況。

[第1實(shí)施例]

本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件1如圖1和圖2所示，具備：絕緣基板2、配設(shè)在該絕緣基板2上的多個(gè)發(fā)熱體3、分別與該多個(gè)發(fā)熱體3電連接的發(fā)熱體引出電極4、以及由該發(fā)熱體引出電極4支撐的可熔導(dǎo)體5。另外，保護(hù)元件1具備第1電極11和第2電極12，絕緣基板2配設(shè)在第1電極11與第2電極12之間。在該保護(hù)元件1中，可熔導(dǎo)體5的一端部配置于第1電極11上，該一端部與第1電極11電連接，并且該可熔導(dǎo)體5的另一端部配置于第2電極12上，該另一端部與第2電極12電連接。

[第1電極和第2電極]

第1電極11和第2電極12是用于使保護(hù)元件1連接于外部電路的連接端子，含有金屬等。在保護(hù)元件1的內(nèi)部，第1電極11和第2電極12各自通過焊料等連接材料7與可熔導(dǎo)體5連接，并且通過該可熔導(dǎo)體5互相連接。因此，在保護(hù)元件1中，構(gòu)成了從第1電極11經(jīng)由可熔導(dǎo)體5至第2電極12的電流路徑。該電流路徑通過第1電極11和第2電極12與外部電路的連接端子連接，而作為一部分安裝于該外部電路中。于是，在保護(hù)元件1中，如果可熔導(dǎo)體5流過超過額定的過電流，那么利用自身發(fā)熱可熔導(dǎo)體5熔融。因此，如圖3所示，因?yàn)樵诳扇蹖?dǎo)體5與第1電極11和第2電極12中的一方之間可熔導(dǎo)體5熔融，所以外部電路的充放電路徑被阻斷?；蛘撸诒Ｗo(hù)元件1中，如果發(fā)熱體3通電，那么該發(fā)熱體3發(fā)熱。因此，如圖4所示，因?yàn)榭扇蹖?dǎo)體5熔融，所以在第1電極11與發(fā)熱體引出電極4之間可熔導(dǎo)體5熔斷，并且在第2電極12與發(fā)熱體引出電極4之間可熔導(dǎo)體5熔斷。因此，由于可熔導(dǎo)體5的熔融物即熔融導(dǎo)體5a在發(fā)熱體引出電極4上凝集，所以外部電路的電流路徑被阻斷。

在保護(hù)元件1中，第1電極11和第2電極12從外筐體1O的內(nèi)部導(dǎo)出至外部，并且由該外筐體10支撐。另外，在保護(hù)元件1中，因?yàn)樵谕饪痼w10的內(nèi)部的中央的空間里配設(shè)有絕緣基板2，所以第1電極11和第2電極12與絕緣基板2接近。

外筐體10例如包含PPS(聚苯硫醚：Polyphenylenesulfide)等耐熱性優(yōu)異的工程塑料中的任一種或二種以上。另外，外筐體10在成形為所定的形狀時(shí)，也可以使用嵌入(Insert)成型等成形為與第1電極11和第2電極12一體化。

此外，第1電極11和第2電極12也可以配設(shè)在與絕緣基板2接近的含有環(huán)氧樹脂等的絕緣材料上。另外，第1電極11和第2電極12如圖5所示，也可以通過使用印刷法等涂布高熔點(diǎn)金屬膏，在絕緣基板2的表面2a中形成一對(duì)對(duì)向的邊緣部。

[絕緣基板]

絕緣基板2例如包含氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、和氧化鋯等具有絕緣性的材料中的任一種或二種以上。另外，雖然也可以使用用于玻璃環(huán)氧基板、苯酚基板等印刷配線基板的材料，但是需要注意熔絲熔斷時(shí)的溫度。

[發(fā)熱體]

發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的表面2a，并且被絕緣部件13覆蓋。發(fā)熱體3包含電阻值比較高且一通電便發(fā)熱的具有導(dǎo)電性的材料中的任一種或二種以上。該具有導(dǎo)電性的材料例如為鎢(W)、鉬(Mo)、釕(Ru)、以它們的一種以上作為主要成分的合金、以它們的一種以上作為主要成分的組合物、以及以它們的一種以上作為主要成分的化合物等。使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，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所定圖案的方式涂布于絕緣基板2上后，通過對(duì)該膏進(jìn)行煅燒等形成發(fā)熱體3。

在保護(hù)元件1中，多個(gè)發(fā)熱體3以所定的間隔隔開且并列，如圖1所示，設(shè)有二個(gè)發(fā)熱體3A、3B。像這樣，在保護(hù)元件1中，由于發(fā)熱體3被復(fù)數(shù)分割，所以在維持與發(fā)熱體3沒有被復(fù)數(shù)分割的情況同等的發(fā)熱量的同時(shí)，緩和起因于發(fā)熱的對(duì)絕緣基板2的熱沖擊。也就是說，在保護(hù)元件1中，由于發(fā)熱體3被復(fù)數(shù)分割，而在絕緣基板2的熱分布上擴(kuò)散峰值下降，所以對(duì)絕緣基板2的熱沖擊被緩和。另一方面，在保護(hù)元件1中，因?yàn)榧词拱l(fā)熱體3被分割，也能夠維持同等的該發(fā)熱體3的總發(fā)熱量，所以可熔導(dǎo)體5的熔斷所需時(shí)間不會(huì)延長。因此，在保護(hù)元件1中，即使在為了對(duì)應(yīng)大電流容量而使可熔導(dǎo)體5大型化、且使發(fā)熱體3的電力增大的情況下，也能夠抑制絕緣基板2破裂，同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)熱操作。

如圖2所示，可熔導(dǎo)體5從第1電極11朝著第2電極12的方向延伸。發(fā)熱體3A、3B各自具有以與可熔導(dǎo)體5的延伸方向交叉(例如直交)的方向作為長度方向的矩形狀的平面形狀。長度方向上的發(fā)熱體3A、3B各自的一端部通過發(fā)熱體連接電極17a，與配設(shè)在絕緣基板2的表面2a的第1發(fā)熱體電極15連接，并且長度方向上的發(fā)熱體3A、3B各自的另一端部通過發(fā)熱體連接電極17b，與配設(shè)在絕緣基板2的表面2a的第2發(fā)熱體電極16連接。

第1發(fā)熱體電極15與多個(gè)發(fā)熱體3各自的一端部連接，且與發(fā)熱體引出電極4連接。第2發(fā)熱體電極16與多個(gè)發(fā)熱體3各自的另一端部連接，且在保護(hù)元件1連接于外部電路時(shí)成為外部連接電極。保護(hù)元件1通過第2發(fā)熱體電極16與外部電路連接，由此安裝于為了給發(fā)熱體3供電而在外部電路形成的供電路徑。

第1發(fā)熱體電極15和第2發(fā)熱體電極16例如含有高熔點(diǎn)金屬中的任一種或二種以上。該高熔點(diǎn)金屬例如為Ag、Cu、和以它們的一種以上作為主要成分的合金等。使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將含有該高熔點(diǎn)金屬與樹脂粘合劑等的混合物的膏以形成所定圖案的方式涂布于絕緣基板2上后，通過對(duì)該膏進(jìn)行煅燒等形成第1發(fā)熱體電極15和第2發(fā)熱體電極16。

發(fā)熱體3通過對(duì)第1發(fā)熱體電極15和第2發(fā)熱體電極16通電而發(fā)熱。也就是說，發(fā)熱體3在長度方向上被通電。因此，即使在沿著長度方向發(fā)熱體3破裂的情況下，由于第1發(fā)熱體電極15與第2發(fā)熱體電極16之間的通電路徑不易被阻斷，所以對(duì)發(fā)熱體3的通電以及發(fā)熱體3的發(fā)熱也不易停止。另一方面，如后述圖15所示，因?yàn)樵谂c長度方向直交的寬度方向上的發(fā)熱體3的兩側(cè)設(shè)有發(fā)熱體連接電極，所以在該發(fā)熱體3由于在寬度方向上通電而發(fā)熱的情況下，如果沿著長度方向發(fā)熱體3破裂，那么由于第1發(fā)熱體電極15與第2發(fā)熱體電極16之間的通電路徑容易被阻斷，因而發(fā)熱體3的發(fā)熱有可能在可熔導(dǎo)體5熔斷之前停止。

絕緣部件13例如含有玻璃。此外，在保護(hù)元件1中，為了將發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量有效地傳送至可熔導(dǎo)體5，也可以通過在多個(gè)發(fā)熱體3與絕緣基板2之間也設(shè)置絕緣部件，在配設(shè)在該絕緣基板2的表面2a的絕緣部件13的內(nèi)部設(shè)置發(fā)熱體3。

[發(fā)熱體引出電極]

發(fā)熱體引出電極4支撐連接于第1電極11和第2電極12的可熔導(dǎo)體5，并且構(gòu)成對(duì)發(fā)熱體3的供電路徑。該發(fā)熱體引出電極4具有：與第1發(fā)熱體電極15鄰接的引出部4a、和配設(shè)在絕緣部件13上且連接于可熔導(dǎo)體5的連接部4b。在發(fā)熱體引出電極4中，連接部4b配設(shè)在第1電極11與第2電極12之間，并且通過可熔導(dǎo)體5與第1電極11和第2電極12連接。另外，發(fā)熱體引出電極4被發(fā)熱體3加熱，并且通過將發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量傳送至可熔導(dǎo)體5，使該可熔導(dǎo)體5熔斷。再有，如果可熔導(dǎo)體5熔融，那么由于該可熔導(dǎo)體5的熔融物(熔融導(dǎo)體5a)凝集，并且第1電極11和第2電極12被分?jǐn)啵园l(fā)熱體引出電極4阻斷第1電極11與第2電極12之間的電流路徑。此時(shí)，因?yàn)榘l(fā)熱體引出電極4被發(fā)熱體3加熱，所以熔融導(dǎo)體5a容易凝集。

在發(fā)熱體引出電極4中，連接部4b以通過絕緣部件13分別與多個(gè)發(fā)熱體3局部重疊的方式配設(shè)。因此，由于各個(gè)發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量容易通過絕緣部件13有效地傳送至發(fā)熱體引出電極4，所以該發(fā)熱體引出電極4能夠快速加熱可熔導(dǎo)體5，并且能夠快速使可熔導(dǎo)體5熔融。也就是說，在保護(hù)元件1中，如果多個(gè)發(fā)熱體3各自發(fā)熱，那么因?yàn)樵摱鄠€(gè)發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量通過絕緣部件13和配設(shè)在該絕緣部件13上的發(fā)熱體引出電極4傳送至可熔導(dǎo)體5，所以該可熔導(dǎo)體5被加熱。此時(shí)，在保護(hù)元件1中，因?yàn)榘l(fā)熱體引出電極4以分別與被分割配置的多個(gè)發(fā)熱體3局部重疊的方式配置，所以發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量能夠有效地傳送至發(fā)熱體引出電極4，并且可熔導(dǎo)體5快速熔斷。另外，在保護(hù)元件1中，因?yàn)榘l(fā)熱體3所發(fā)生的熱量更加容易傳送至發(fā)熱體引出電極4和可熔導(dǎo)體5，所以能夠緩和對(duì)絕緣基板2的熱沖擊，并且絕緣基板2和發(fā)熱體3不易破裂。

此外，發(fā)熱體引出電極4如圖1所示，可以為對(duì)發(fā)熱體3A、3B的雙方局部重疊，也可以只對(duì)發(fā)熱體3A、3B中的一方局部重疊。鑒于對(duì)可熔導(dǎo)體5的熱傳導(dǎo)和對(duì)絕緣基板2的熱沖擊的緩和效果，發(fā)熱體引出電極4優(yōu)選地對(duì)發(fā)熱體3A、3B的雙方局部重疊。

發(fā)熱體引出電極4例如含有高熔點(diǎn)金屬中的任一種或二種以上。該高熔點(diǎn)金屬例如為Ag、Cu、和以它們作為主要成分的合金等。使用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將含有該高熔點(diǎn)金屬與樹脂粘合劑等的混合物的膏以形成所定圖案的方式涂布于絕緣部件13上和第1發(fā)熱體電極15上后，通過對(duì)該膏進(jìn)行煅燒等形成發(fā)熱體引出電極4。

然后，發(fā)熱體引出電極4通過焊料等連接材料7與連接于第1電極11和第2電極12的可熔導(dǎo)體5連接。另外，如果被發(fā)熱體引出電極4加熱的可熔導(dǎo)體5熔融，那么因?yàn)槿廴趯?dǎo)體5a凝集，所以第1電極11與第2電極12之間的電流路徑被阻斷。

此外，在保護(hù)元件1中，如圖1所示，優(yōu)選地，發(fā)熱體3A、3B以絕緣基板2的中央作為境界，配設(shè)在該境界的兩側(cè)，并且發(fā)熱體引出電極4配設(shè)在絕緣基板2的中央及其周圍區(qū)域。在絕緣基板2中，越是接近外邊部起因于放熱的冷卻效果也越高，并且在離該外邊部最遠(yuǎn)的中央部熱量趨于不易散發(fā)。為此，在絕緣基板2的中央部，由于起因于熱膨脹的應(yīng)力變大，所以該絕緣基板2容易破裂。因此，在該絕緣基板2中，如果在避開中央部的區(qū)域配設(shè)發(fā)熱體3A、3B，那么因?yàn)榘l(fā)熱體3A、3B所發(fā)生的熱量蓄積于絕緣基板2的中央部，所以即使在起因于伴隨熱膨脹的應(yīng)力、絕緣基板2破裂的情況下，該破裂的影響不易波及發(fā)熱體3A、3B。

另外，如果發(fā)熱體引出電極4配設(shè)在絕緣基板2的中央及其周圍區(qū)域，那么在保護(hù)元件1中，因?yàn)榘l(fā)熱體3A、3B所發(fā)生的熱量集中在不易放熱的絕緣基板2的中央部，所以該熱量不分散于絕緣基板2的全體而是有效地傳送至可熔導(dǎo)體5。因此，可熔導(dǎo)體5被有效地加熱。同時(shí)，在保護(hù)元件1中，如果發(fā)熱體3A、3B所發(fā)生的熱量集中在絕緣基板2的中央部，那么該熱量通過發(fā)熱體引出電極4傳送至可熔導(dǎo)體5。為此，因?yàn)榘l(fā)熱體3A、3B所發(fā)生的熱量趨于不易散發(fā)、且不易蓄積于伴隨熱膨脹而應(yīng)力變大的絕緣基板2的中央部，所以絕緣基板2不易破裂。

另外，第2發(fā)熱體電極16在多個(gè)發(fā)熱體3各自的另一端側(cè)，以分別與該多個(gè)發(fā)熱體3對(duì)向的方式配設(shè)，絕緣基板2在沒有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域，使用焊料等接合材料，通過第2發(fā)熱體電極16連接于外部電路的端子部。為此，在保護(hù)元件1中，因?yàn)樵跊]有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域絕緣基板2被固定，所以由于發(fā)熱體3發(fā)熱，在沒有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域絕緣基板2產(chǎn)生應(yīng)力。因此，即使絕緣基板2破裂，該破裂的發(fā)生位置也能夠控制在沒有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域。特別是，如果二個(gè)發(fā)熱體3A、3B以絕緣基板2的中央作為境界且配置于該境界的兩側(cè)，那么在發(fā)熱體3A、3B所發(fā)生的熱量集中在不易放熱的絕緣基板2的中央部、且伴隨熱膨脹的應(yīng)力蓄積的情況下，因?yàn)榈?發(fā)熱體電極16成為固定點(diǎn)，破裂的發(fā)生位置能夠被準(zhǔn)確地控制在發(fā)熱體3A、3B之間的區(qū)域。因此，即使在絕緣基板2破裂的情況下，也能夠防止起因于發(fā)熱體3A、3B的破裂而發(fā)熱停止的事態(tài)發(fā)生。

在這里，如圖1和圖2所示，也可以通過在絕緣基板2上設(shè)置內(nèi)壁面上設(shè)有導(dǎo)電層61的通孔20(導(dǎo)電通孔)，并且在絕緣基板2的背面2b上設(shè)置通過該導(dǎo)電層61與第2發(fā)熱體電極16電連接的連接端子部62，使該第2發(fā)熱體電極16通過連接端子部62與外部電路的端子部連接并固定。在保護(hù)元件1中，通過在絕緣基板2的固定點(diǎn)設(shè)置通孔20，絕緣基板2以通孔20作為起點(diǎn)容易破裂。因此，能夠防止起因于發(fā)熱體3A、3B的破裂而發(fā)熱停止的事態(tài)發(fā)生。此外，在圖3之后，省略上述導(dǎo)電層61和連接端子部62的圖示。

此外，第2發(fā)熱體電極16也可以利用配設(shè)在從絕緣基板2的表面2a至背面2b的焊橋，與外部電路的端子部連接并固定。在這種情況下，在保護(hù)元件1中，因?yàn)樵跊]有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域絕緣基板2被固定，所以破裂的發(fā)生位置也能夠控制在沒有配設(shè)發(fā)熱體3的區(qū)域。

[可熔導(dǎo)體]

可熔導(dǎo)體5在過電流狀態(tài)下熔融。該可熔導(dǎo)體5含有可以熔斷的導(dǎo)電性材料中的任一種或二種以上。該導(dǎo)電性材料例如為SnAgCu類無鉛焊料、BiPbSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、以及PbAgSn合金等。此外，可熔導(dǎo)體5也可以是：Ag、Cu、和以它們的一種以上作為主要成分的合金等高熔點(diǎn)金屬與焊料或者以Sn為主要成分的無鉛焊料等低熔點(diǎn)金屬的積層體。

這樣的可熔導(dǎo)體5由在低熔點(diǎn)金屬箔上，使用電鍍技術(shù)成膜高熔點(diǎn)金屬層而形成。但是，可熔導(dǎo)體5也可以使用其它已知的積層技術(shù)、膜形成技術(shù)形成。此外，可熔導(dǎo)體5也可以以高熔點(diǎn)金屬層作為內(nèi)層，以低熔點(diǎn)金屬層作為外層。另外，可熔導(dǎo)體5也可以是低熔點(diǎn)金屬層與高熔點(diǎn)金屬層被交替積層的4層以上的多層構(gòu)造。像這樣，可熔導(dǎo)體5可以形成為各種各樣的構(gòu)成。

另外，可熔導(dǎo)體5因?yàn)樵诹鬟^所定的額定電流的狀態(tài)下自身不發(fā)熱，所以不熔斷。對(duì)此，可熔導(dǎo)體5因?yàn)槿袅鬟^高于額定電流的電流則自身發(fā)熱，所以熔融。因此，第1電極11與第2電極12之間的電流路徑被阻斷。另外，可熔導(dǎo)體5如果對(duì)應(yīng)發(fā)熱體3的通電而發(fā)熱，那么因?yàn)楸辉摪l(fā)熱體3加熱，所以熔斷。因此，第1電極11與第2電極12之間的電流路徑被阻斷。此時(shí)，在可熔導(dǎo)體5中，因?yàn)槿廴诘牡腿埸c(diǎn)金屬侵蝕高熔點(diǎn)金屬，所以該高熔點(diǎn)金屬在低于熔融溫度的溫度下熔融。因此，可熔導(dǎo)體5利用低熔點(diǎn)金屬對(duì)高熔點(diǎn)金屬的侵蝕作用，在短時(shí)間熔斷。

另外，在可熔導(dǎo)體5中，通過成為外層的高熔點(diǎn)金屬積層于成為內(nèi)層的低熔點(diǎn)金屬上，從而比由高熔點(diǎn)金屬構(gòu)成的芯片熔絲等熔斷溫度大幅降低。因此，在可熔導(dǎo)體5中，相比同一尺寸的芯片熔絲等，熔斷面積變大，且電流額定值大幅提高。另外，相比相同電流額定值的芯片熔絲，能夠謀求小型化、薄型化且速熔斷性優(yōu)異。

另外，在可熔導(dǎo)體5中，對(duì)安裝有保護(hù)元件1的電路瞬間施加異常高的電壓的現(xiàn)象，即所謂對(duì)突波的耐性(耐脈沖性)得到提高。也就是說，可熔導(dǎo)體5例如在數(shù)msec的時(shí)間流過100A的電流的情況下，不可以熔斷。關(guān)于這一點(diǎn)，在極短的時(shí)間內(nèi)流過的大電流流過導(dǎo)體的表層(表皮效果)?？扇蹖?dǎo)體5因?yàn)橥ㄟ^包含作為外層的電阻值低的Ag電鍍等高熔點(diǎn)金屬，起因于突波而被施加的電流容易流過，所以能夠防止起因于自身發(fā)熱的可熔導(dǎo)體5的熔斷。因此，在可熔導(dǎo)體5中，由于低熔點(diǎn)金屬被高熔點(diǎn)金屬被覆，所以相比由焊料合金構(gòu)成的熔絲，對(duì)突波的耐性大幅提高。

此外，在可熔導(dǎo)體5中，為了防止氧化、和提高熔斷時(shí)的潤濕性等，涂布助焊劑(未圖示)。

[發(fā)熱體]

另外，如圖6所示，在保護(hù)元件1中，發(fā)熱體3也可以配設(shè)在絕緣基板2的背面2b。發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的背面2b，并且在該背面2b上被絕緣部件13被覆。

發(fā)熱體3的一端部通過未圖示的發(fā)熱體電極，與發(fā)熱體引出電極4和配設(shè)在發(fā)熱體引出電極4上的可熔導(dǎo)體5電連接。另外，發(fā)熱體3的另一端部與第2發(fā)熱體電極16連接。

另外，如圖7所示，在保護(hù)元件1中，發(fā)熱體3也可以配設(shè)在絕緣基板2的內(nèi)部。在這種情況下，發(fā)熱體3也可以不被玻璃等絕緣層被覆。另外，發(fā)熱體3的一端部通過未圖示的發(fā)熱體電極，與發(fā)熱體引出電極4和配設(shè)在發(fā)熱體引出電極4上的可熔導(dǎo)體5電連接。另外，發(fā)熱體3的另一端部與第2發(fā)熱體電極16連接。

[電路結(jié)構(gòu)]

保護(hù)元件1例如如果安裝于電池組件，那么因?yàn)樵谶^電流時(shí)可熔導(dǎo)體5自身熔斷，所以阻斷電池組件的充放電路徑。另外，保護(hù)元件1如果對(duì)應(yīng)電池單元的過電壓而發(fā)熱體3被通電、同時(shí)發(fā)熱，那么因?yàn)楸辉摪l(fā)熱體3加熱的可熔導(dǎo)體5熔斷，所以阻斷電池組件的充放電路徑。

電池組件30如圖8所示，例如具備由合計(jì)4個(gè)鋰離子二次電池的電池單元31～34構(gòu)成的電池組35。

電池組件30具備電池組35、控制電池組35的充放電的充放電控制電路40、在電池組35異常時(shí)使充電動(dòng)作停止的保護(hù)元件1(應(yīng)用有本發(fā)明的保護(hù)元件)、檢測各個(gè)電池單元31～34的電壓的檢測電路36、以及根據(jù)檢測電路36的檢測結(jié)果控制保護(hù)元件1的操作的開關(guān)元件即電流控制元件37。

在電池組35中，需要進(jìn)行過充電保護(hù)和過放電保護(hù)的控制的電池單元31～34串聯(lián)。該電池組35通過電池組件30的正極端子30a和負(fù)極端子30b以可以裝卸的方式連接于充電裝置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通過正極端子30a和負(fù)極端子30b連接于利用電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備，由此能夠使該電子設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

充放電控制電路40具備：與從電池組35至充電裝置45的電流路徑串聯(lián)的2個(gè)電流控制元件41和42、以及控制該電流控制元件41和42的操作的控制部43。電流控制元件41、42例如包含場效應(yīng)晶體管(以下稱為FET)，因?yàn)闁艠O電壓被控制部43控制，所以能夠控制電池組35的電流路徑的狀態(tài)(導(dǎo)通和阻斷)?？刂撇?3從充電裝置45接受電力供給進(jìn)行操作，并且根據(jù)檢測電路36的檢測結(jié)果，當(dāng)電池組35為過放電狀態(tài)或過充電狀態(tài)時(shí)，控制電流控制元件41、42的操作以阻斷電流路徑。

保護(hù)元件1例如導(dǎo)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(hù)元件1的操作由電流控制元件37控制。

檢測電路36與各個(gè)電池單元31～34連接，將在該各個(gè)電池單元31～34上檢測出的各個(gè)電壓值，提供給充放電控制電路40的控制部43。另外，檢測電路36在任一個(gè)電池單元31～34成為過充電電壓狀態(tài)或過放電電壓狀態(tài)時(shí)，輸出用于控制電流控制元件37的控制信號(hào)。

電流控制元件37例如包含F(xiàn)ET。該電流控制元件37根據(jù)從檢測電路36輸出的檢測信號(hào)，在電池單元31～34的電壓值成為超過所定的過放電狀態(tài)或過充電狀態(tài)的電壓時(shí)，使保護(hù)元件1驅(qū)動(dòng)。因此，電池組35的充放電電流路徑不依靠電流控制元件41、42的開關(guān)操作被阻斷。

用于具有如以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電池組件30的應(yīng)用有本發(fā)明的保護(hù)元件1，具有如圖9所示的電路結(jié)構(gòu)。也就是說，在保護(hù)元件1中，第1電極11與電池組35側(cè)連接，并且第2電極12與正極端子30a側(cè)連接。因此，可熔導(dǎo)體5被以串聯(lián)的方式導(dǎo)入電池組35的充放電路徑。另外，在保護(hù)元件1中，發(fā)熱體3通過第2發(fā)熱體電極16與電流控制元件37連接，并且該發(fā)熱體3與電池組35的開放端連接。因此，發(fā)熱體3的一端部通過發(fā)熱體引出電極4、可熔導(dǎo)體5和第1電極11與電池組35的一方的開放端連接。發(fā)熱體3的另一端部通過第2發(fā)熱體電極16與電流控制元件37和電池組35的另一方的開放端連接。因此，形成對(duì)發(fā)熱體3的供電路徑，并且對(duì)該發(fā)熱體3的通電由電流控制元件37控制。

[保護(hù)元件的操作]

如果電池組件30流過超過額定的過電流，那么在保護(hù)元件1中，因?yàn)榭扇蹖?dǎo)體5自身發(fā)熱且熔融，所以電池組件30的充放電路徑被阻斷。

另外，檢測電路36如果檢測出電池單元31～34中的任一個(gè)的異常電壓，那么向電流控制元件37輸出遮斷信號(hào)。該電流控制元件37根據(jù)遮斷信號(hào)，控制電流以使發(fā)熱體3通電。在保護(hù)元件1中，因?yàn)殡娏鲝碾姵亟M35通過第1電極11、可熔導(dǎo)體5和發(fā)熱體引出電極4流向發(fā)熱體3，所以該發(fā)熱體3開始發(fā)熱。因此，在保護(hù)元件1中，如果可熔導(dǎo)體5被發(fā)熱體3加熱，那么因?yàn)樵摽扇蹖?dǎo)體5熔斷，所以電池組35的充放電路徑被阻斷(圖3)。

這時(shí)，在利用過電壓時(shí)的發(fā)熱體3的可熔導(dǎo)體5熔斷時(shí)，在保護(hù)元件1中，因?yàn)榘l(fā)熱體3被復(fù)數(shù)分割，所以在維持與發(fā)熱體3沒有被復(fù)數(shù)分割的情況同等的發(fā)熱量的同時(shí)，緩和起因于發(fā)熱的對(duì)絕緣基板2的熱沖擊。因此，在保護(hù)元件1中，即使在為了對(duì)應(yīng)大電流容量而使可熔導(dǎo)體5大型化、且使發(fā)熱體3的電力增大的情況下，也能夠通過可熔導(dǎo)體5的熔斷所需時(shí)間不延長、且絕緣基板2不易破裂，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的發(fā)熱操作。

另外，在保護(hù)元件1中，通過發(fā)熱體引出電極4以通過絕緣部件13與多個(gè)發(fā)熱體3局部重疊的方式配設(shè)，因?yàn)楦鱾€(gè)發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量通過絕緣部件13有效地傳送至可熔導(dǎo)體5，所以能夠快速加熱可熔導(dǎo)體5并使其熔融。另外，在保護(hù)元件1中，發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量更加容易傳送至發(fā)熱體引出電極4和可熔導(dǎo)體5。因此，由于對(duì)絕緣基板2的熱沖擊被緩和，所以絕緣基板2和發(fā)熱體3不易破裂。

另外，在保護(hù)元件1中，由于可熔導(dǎo)體5包含高熔點(diǎn)金屬與低熔點(diǎn)金屬，利用熔融的低熔點(diǎn)金屬對(duì)高熔點(diǎn)金屬的侵蝕作用，能夠使可熔導(dǎo)體5在短時(shí)間熔斷。

另外，在保護(hù)元件1中，因?yàn)橛捎诳扇蹖?dǎo)體5熔斷，對(duì)發(fā)熱體3的供電路徑被阻斷，所以該發(fā)熱體3的發(fā)熱停止。

本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件不只限使用于搭載有鋰離子二次電池的電池組件的情況下，當(dāng)然也可以應(yīng)用于需要根據(jù)電氣信號(hào)阻斷電流路徑的各種用途。

[第2實(shí)施例]

另外，在應(yīng)用有本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件中，如圖10所示，也可以以貫通發(fā)熱體引出電極4、絕緣部件13和絕緣基板2的方式，來設(shè)置用于吸引可熔導(dǎo)體5的熔融物即熔融導(dǎo)體5a的吸引孔51。此外，在以下的說明中，對(duì)于與上述保護(hù)元件1相同的部件附加相同的符號(hào)，并省略了對(duì)該相同部件的詳細(xì)的說明。

在設(shè)有吸引孔51的保護(hù)元件50中，如果可熔導(dǎo)體5利用伴隨過電流的自身發(fā)熱而熔融、或者可熔導(dǎo)體5利用伴隨過電壓的發(fā)熱體3的發(fā)熱而熔融，那么因?yàn)槔妹?xì)管現(xiàn)象而熔融導(dǎo)體5a被吸引至吸引孔51的內(nèi)部，所以該熔融導(dǎo)體5a的體積減少。在保護(hù)元件50中，即使在通過為了對(duì)應(yīng)大電流用途而使可熔導(dǎo)體5的截面積增大，而熔融量增大的情況下，也因?yàn)槿廴趯?dǎo)體5a被吸引孔51吸引，所以能夠使該熔融導(dǎo)體5a的體積減少。

因此，在保護(hù)元件50中，可熔導(dǎo)體5迅速且可靠地熔斷。另外，在保護(hù)元件50中，即使在利用伴隨過電流的可熔導(dǎo)體5的自身發(fā)熱的阻斷時(shí)發(fā)生電弧放電，也能夠減少起因于該電弧放電的熔融導(dǎo)體5a的飛散。因此，能夠防止絕緣電阻降低，并且能夠防止起因于熔融導(dǎo)體5a附著于可熔導(dǎo)體5的周圍電路的短路故障。

在吸引孔51的內(nèi)壁面，設(shè)置有導(dǎo)電層52。由于設(shè)置有導(dǎo)電層52，吸引孔51變得容易吸引熔融導(dǎo)體5a。導(dǎo)電層52例如包含導(dǎo)電性材料中的任一種或二種以上。該導(dǎo)電性材料例如為銅、銀、金、鐵、鎳、鈀、鉛、錫、和以它們作為主要成分的合金等。在吸引孔51的內(nèi)壁面，通過使用電解電鍍法、印刷法等已知的方法成膜導(dǎo)電性材料(導(dǎo)電性膏)，形成導(dǎo)電層52。

另外，吸引孔51較佳是在絕緣基板2的厚度方向上延伸的貫通孔。因此，在吸引孔51中，熔融導(dǎo)體5a被吸引至絕緣基板2的背面2b。由此，因?yàn)楦嗟娜廴趯?dǎo)體5a被吸引，所以在可熔導(dǎo)體5熔斷的地方熔融導(dǎo)體5a的體積更加減少。此外，該吸引孔51也可以是非貫通孔。

另外，如圖11所示，在絕緣基板2的表面2a通過絕緣部件13配設(shè)有發(fā)熱體引出電極4，吸引孔51配設(shè)在下述位置：該位置對(duì)應(yīng)于該發(fā)熱體引出電極4的寬度方向的中央位置。此外，吸引孔51的數(shù)目也可以為復(fù)數(shù)。因?yàn)槲廴趯?dǎo)體5a的路徑增加，所以，更多的熔融導(dǎo)體5a被吸引孔51吸引。因此，在可熔導(dǎo)體5熔斷的地方，熔融導(dǎo)體5a的體積更加減少。在這里，多個(gè)吸引孔51例如以直線狀、即排在一排的方式配置。

另外，設(shè)于吸引孔51的內(nèi)壁面的導(dǎo)電層52與發(fā)熱體引出電極4連接。導(dǎo)電層52的表面與發(fā)熱體引出電極4的表面優(yōu)選地在同一平面內(nèi)。導(dǎo)電層52與發(fā)熱體引出電極4也可以一體化。因此，在保護(hù)元件50中，于發(fā)熱體引出電極4上凝集的熔融導(dǎo)體5a在發(fā)熱體引出電極4的表面和導(dǎo)電層52的表面變得容易潤濕、擴(kuò)散，并且該熔融導(dǎo)體5a通過導(dǎo)電層52容易被引導(dǎo)至吸引孔51的內(nèi)部。

另外，在絕緣基板2的背面2b，以與設(shè)于吸引孔51的內(nèi)壁面的導(dǎo)電層52連接的方式，配設(shè)背面電極53。如圖12所示，背面電極53與導(dǎo)電層52連接。背面電極53的表面與導(dǎo)電層52的表面優(yōu)選在同一平面內(nèi)。背面電極53與導(dǎo)電層52也可以一體化。因此，如果可熔導(dǎo)體5熔融，那么從絕緣基板2的表面2a經(jīng)由吸引孔51移動(dòng)至背面2b的熔融導(dǎo)體5a在背面電極53上凝集。因此，在保護(hù)元件50中，熔融導(dǎo)體5a在背面電極53的表面和導(dǎo)電層52的表面變得容易潤濕、擴(kuò)散。另外，因?yàn)楦嗟娜廴趯?dǎo)體5a被吸引孔51吸引，所以在可熔導(dǎo)體5熔斷的地方熔融導(dǎo)體5a的體積更加減少。

此外，在保護(hù)元件50中，發(fā)熱體3也可以配設(shè)在絕緣基板2的表面2a、背面2b或者絕緣基板2的內(nèi)部。

在發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的背面2b的情況下，該發(fā)熱體3的一端部與背面電極53連接，并且通過導(dǎo)電層52和發(fā)熱體引出電極4與可熔導(dǎo)體5電連接。另外，發(fā)熱體3的另一端部與配設(shè)在背面2b的第2發(fā)熱體電極16連接。同樣，在發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的內(nèi)部的情況下，發(fā)熱體3的一端部通過第1發(fā)熱體電極15和發(fā)熱體引出電極4與可熔導(dǎo)體5電連接，并且發(fā)熱體3的另一端部與第2發(fā)熱體電極16連接。

如果發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的背面2b，那么在保護(hù)元件50中，因?yàn)楸趁骐姌O53被發(fā)熱體3加熱，所以更多的熔融導(dǎo)體5a容易凝集。因此，在保護(hù)元件50中，因?yàn)槿廴趯?dǎo)體5a容易從發(fā)熱體引出電極4通過導(dǎo)電層52移動(dòng)至背面電極53，所以能夠促進(jìn)在吸引孔51中對(duì)熔融導(dǎo)體5a的吸引作用。因此，可熔導(dǎo)體5容易熔斷。

另外，如果發(fā)熱體3配設(shè)在絕緣基板2的內(nèi)部，那么在保護(hù)元件50中，因?yàn)榘l(fā)熱體引出電極4和背面電極53通過導(dǎo)電層52被發(fā)熱體3加熱，所以更多的熔融導(dǎo)體5a容易凝集。因此，在保護(hù)元件50中，因?yàn)槿廴趯?dǎo)體5a容易從發(fā)熱體引出電極4通過導(dǎo)電層52移動(dòng)至背面電極53，所以能夠促進(jìn)在吸引孔51中對(duì)熔融導(dǎo)體5a的吸引作用。因此，可熔導(dǎo)體5容易熔斷。

另外，在保護(hù)元件50中，也可以在吸引孔51的內(nèi)部，填充與可熔導(dǎo)體5的形成材料相同或者類似的材料、比可熔導(dǎo)體5的形成材料熔點(diǎn)低的預(yù)備焊料55、助熔劑等。在保護(hù)元件50中，當(dāng)發(fā)熱體3發(fā)熱時(shí)，導(dǎo)熱性優(yōu)異的導(dǎo)電層52、發(fā)熱體引出電極4和背面電極53的溫度比絕緣基板2的溫度先提高。由此，因?yàn)轭A(yù)備焊料55等比可熔導(dǎo)體5先熔融，所以熔融導(dǎo)體5a被吸引孔51吸引。因此，因?yàn)槿廴趯?dǎo)體5a從絕緣基板2的表面2a移動(dòng)至背面2b，所以不管保護(hù)元件50的朝向，第1電極11與第2電極12之間的電流路徑容易被阻斷。

在這里，在沒有使用上述本發(fā)明的一種實(shí)施方式的保護(hù)元件時(shí)所產(chǎn)生的問題，如下所述。

作為對(duì)本發(fā)明的保護(hù)元件1的參考例的保護(hù)元件100，如圖14和圖15所示，具備：絕緣基板103、第1電極101和第2電極102、發(fā)熱體104、玻璃層105、發(fā)熱體引出電極106、一對(duì)發(fā)熱體連接電極107a和107b、第1發(fā)熱體電極108、第2發(fā)熱體電極109、以及可熔導(dǎo)體110。第1電極101和第2電極102連接于外部電路。發(fā)熱體104配設(shè)在絕緣基板103上，并且包含W、Mo、Ru等高熔點(diǎn)金屬。玻璃層105絕緣被覆發(fā)熱體104。發(fā)熱體引出電極106以與發(fā)熱體104重疊的方式配設(shè)在玻璃層105上，并且與該發(fā)熱體104電連接。一對(duì)發(fā)熱體連接電極107a和107b配設(shè)在絕緣基板103上，并且與寬度方向上的發(fā)熱體104的兩端部連接。第1發(fā)熱體電極108通過發(fā)熱體連接電極107a與發(fā)熱體104連接，并且與發(fā)熱體引出電極106連接。第2發(fā)熱體電極109與發(fā)熱體連接電極107a連接，并且使發(fā)熱體104連接于外部的供電電路?？扇蹖?dǎo)體110通過發(fā)熱體引出電極106連接于第1電極101和第2電極102。該可熔導(dǎo)體110通過焊料等連接材料111，與第1電極101、第2電極102和發(fā)熱體引出電極106連接。此外，在圖15中，省略了玻璃層105。

在保護(hù)元件100中，通過第1電極101和第2電極102連接于外部電路，使可熔導(dǎo)體110裝入外部電路的電流路徑。另外，在保護(hù)元件100中，通過第2發(fā)熱體電極109連接于外部電路，形成從第1電極101經(jīng)由可熔導(dǎo)體110、發(fā)熱體引出電極106、發(fā)熱體104和第2發(fā)熱體電極109至外部電路的供電路徑，即對(duì)發(fā)熱體104的供電路徑。

通常在保護(hù)元件100中，通過設(shè)于外部電路的開關(guān)元件，對(duì)供電路徑進(jìn)行通電限制。然后，在阻斷外部電路的電流路徑的情況下，在保護(hù)元件100中，如果由開關(guān)元件解除對(duì)供電路徑的通電限制，那么因?yàn)樵摪l(fā)熱體104被通電同時(shí)發(fā)熱，可熔導(dǎo)體110熔斷。因此，外部電路的電流路徑被阻斷，同時(shí)也停止對(duì)發(fā)熱體104供電。

為了對(duì)應(yīng)大電流容量，在保護(hù)元件100中，通過使可熔導(dǎo)體110的截面積增大，來謀求該可熔導(dǎo)體110的低電阻化。在這里，如果為了對(duì)應(yīng)大電流使可熔導(dǎo)體110的截面積增大，那么為了利用發(fā)熱體104的發(fā)熱使可熔導(dǎo)體110熔斷所需的電力也增大。

但是，在用于電流容量比較低的用途的保護(hù)元件中，如果將可熔導(dǎo)體110大型化、且向該可熔導(dǎo)體110流入大電流，那么因?yàn)閷?duì)絕緣基板103的熱沖擊變得過大，在配設(shè)有發(fā)熱體104的地方絕緣基板103容易破裂。在絕緣基板103中，因?yàn)樵绞墙咏膺叢科鹨蛴诜艧岬睦鋮s效果也越高，并且在中央部成為最高溫，所以如果在該中央部形成發(fā)熱體104，那么伴隨熱膨脹的應(yīng)力變大。另外，在保護(hù)元件100中，因?yàn)樵谕ㄟ^玻璃層105與發(fā)熱體104重疊的發(fā)熱體引出電極106上，固定了可熔導(dǎo)體110，所以在絕緣基板103的中央部產(chǎn)生的應(yīng)力(變形)會(huì)影響保護(hù)元件100的動(dòng)作。具體地說，因?yàn)榻^緣基板103的中央部變得容易破裂，并且形成在該中央部的發(fā)熱體104變得容易破裂，所以有可能出現(xiàn)起因于供電路徑被阻斷而停止發(fā)熱等、保護(hù)元件100的動(dòng)作變得不穩(wěn)定的情況。

這樣的傾向越是為了提高保護(hù)元件100的電流額定值而使可熔導(dǎo)體110大型化、并且為了謀求保護(hù)元件100的小型化而使絕緣基板103薄型化，就越是變得顯著。

為了緩和對(duì)這樣的絕緣基板103的熱沖擊，例如也可以設(shè)想通過增大發(fā)熱體104的面積，使電力密度降低。然而，如果降低電力密度，那么雖然能夠防止絕緣基板103和發(fā)熱體104破裂，但是因?yàn)閷?duì)可熔導(dǎo)體110的傳熱效率降低，所以難以迅速使該可熔導(dǎo)體110熔斷。

[實(shí)例]

接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)行說明。在本實(shí)例中，準(zhǔn)備：在絕緣基板2上配置有二個(gè)發(fā)熱體3、且以與該二個(gè)發(fā)熱體3局部重疊的方式配置有發(fā)熱體引出電極4的保護(hù)元件1(實(shí)例：參照圖1)；以及在絕緣基板2上配置有二個(gè)發(fā)熱體3、且以不與該二個(gè)發(fā)熱體3局部重疊的方式配置有發(fā)熱體引出電極4的保護(hù)元件200(比較例：參照圖13)，測定了利用發(fā)熱體3的發(fā)熱的可熔導(dǎo)體5的熔斷時(shí)間。

在實(shí)例的保護(hù)元件1和比較例的保護(hù)元件200中，作為絕緣基板2，使用表面配設(shè)有二個(gè)發(fā)熱體3的陶瓷基板。另外，作為連接于第1電極11和第2電極12的可熔導(dǎo)體5，使用施加有鍍Ag處理(厚度為6μm)的Sn-Ag-Cu類金屬箔(厚度為0.35mm、寬度為5.4mm)?？扇蹖?dǎo)體5與第1電極11和第2電極12使用焊料連接。另外，第1電極11和第2電極12由PPS制的外框體10支撐。

通過對(duì)實(shí)例的保護(hù)元件1和比較例的保護(hù)元件200施加32W和100W的電力，利用發(fā)熱體3的發(fā)熱使可熔導(dǎo)體5熔斷，測定了該可熔導(dǎo)體5的熔斷時(shí)間。在這種情況下，將測定回?cái)?shù)(樣品數(shù))定為4。測定結(jié)果表示在表1中。

[表1]

如表1所示，在實(shí)例的保護(hù)元件1中，在施加的電力是32W和100W的任一方的情況下，相比比較例的保護(hù)元件200熔斷時(shí)間都變短。另一方面，在比較例的保護(hù)元件200中，在施加100W的電力的情況下，在一半的樣品中因?yàn)榻^緣基板2破裂，所以沒有能夠使可熔導(dǎo)體5熔斷(NG)。

該結(jié)果表示以下傾向。在實(shí)例中，發(fā)熱體引出電極4以與二個(gè)發(fā)熱體3重疊的方式配置。為此，因?yàn)楦鱾€(gè)發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量容易通過絕緣部件13有效地傳送至發(fā)熱體引出電極4，所以可熔導(dǎo)體5被快速加熱并熔融。另外，在實(shí)例中，發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量更加容易向發(fā)熱體引出電極4和可熔導(dǎo)體5傳送。因此，即使在施加100W的電力的情況下，也因?yàn)槟軌蚓徍蛯?duì)絕緣基板2的熱沖擊，所以絕緣基板2和發(fā)熱體3變得不易破裂。

另一方面，在比較例中，發(fā)熱體引出電極4以不與二個(gè)發(fā)熱體3重疊的方式配置。為此，因?yàn)楦鱾€(gè)發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量難以有效地傳送至發(fā)熱體引出電極4、即由發(fā)熱體3對(duì)發(fā)熱體引出電極4的傳熱效率低，所以相比實(shí)例熔斷時(shí)間延長。再有，在比較例中，發(fā)熱體3所發(fā)生的熱量變得容易蓄積于絕緣基板2。因此，在施加100W的電力的情況下，因?yàn)閷?duì)絕緣基板2的熱沖擊變得過大，所以在一半的樣品中絕緣基板2破裂且可熔導(dǎo)體5沒有熔斷。

因此，在絕緣基板上配置有多個(gè)發(fā)熱體、且以與各個(gè)發(fā)熱體局部重疊的方式配置有發(fā)熱體引出電極的保護(hù)元件對(duì)于迅速使可熔導(dǎo)體熔斷，并且利用對(duì)絕緣基板熱沖擊的緩和、確保穩(wěn)定的發(fā)熱操作是有效的。

本公開含有涉及在2014年5月28日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請JP2014-110513中公開的主旨，其全部內(nèi)容包括在此，以供參考。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，雖然根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其他因素可能出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和可替換項(xiàng)，但是它們均包含在附加的權(quán)利要求或它的等同物的范圍內(nèi)。

符號(hào)的說明

1：保護(hù)元件

2：絕緣基板

3：發(fā)熱體

4：發(fā)熱體引出電極

5：可熔導(dǎo)體

7：連接材料

10：外框體

11：第1電極

12：第2電極

13：絕緣部件

15：第1發(fā)熱體電極

16：第2發(fā)熱體電極

17：發(fā)熱體連接電極

20：通孔

30：電池組件

31～34：電池單元

35：電池組

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

50：保護(hù)元件

51：吸引孔

52：導(dǎo)電層

53：背面電極

55：預(yù)備焊料