[发明专利]保护元件

说明书

本发明涉及异常时发热体发热、熔断低熔点金属体的保护元件。

作为用于防止过电流和过电压的保护元件，已知一种在基板上层叠发热体和低熔点金属体的保护元件(特许2790433号公报、特开平8-161990号公报等)。在该类型保护元件中，当异常时在发热体中通电，通过发热体发热来熔融低熔点金属，通过沾湿设置该低熔点金属体的电极表面来熔断熔融的低融点金属体。

图1是使用这种保护元件1p的过电压防止装置的一个实例的电路图，图2是该保护元件1p的平面图(同图(a))和剖面图(同图(b))。

该保护元件1p由在基板2上层叠由涂覆抗蚀胶等形成的发热体3、绝缘层4、由熔丝材料构成的低熔点金属体5来构成。图中，6a、6b为发热体用电极，其中，电极6与低熔点金属体5的中部电极(中间电极)7c相连接，通过夹着该连接部位，低熔点金属体5被分为两个部位5a、5b。7a、7b为低熔点金属体用电极。另外，8为由固体焊剂构成的、防止低熔点金属体5的表面氧化而密封低熔点金属体5的内侧密封部，9为由具有比低熔点5高的熔点或软化点的材料构成的、在低熔点金属体5熔断时防止熔融物流出保护元件的外侧密封部。

对于使用该保护元件1p的图1的过电压防止装置而言，例如锂离子电池等的被保护装置的电极端子被连接到端子A1、A2上，连接到被保护装置上而使用的充电器等装置的电极端子被连接到端子B1、B2上。根据该过电压防止装置，进行锂离子电池的充电，d在齐纳二极管D中施加击穿电压以上的过电压时，流过突变基极电流ib，比其大的集电极电流ic流过发热体3，发热体3发热。该热量在发热体3上的低熔点金属体内传导，分别熔断低熔点金属体5的两个部分5a、5b。因此，防止向端子A1、A2施加过电压，同时，截断了向发热体3的电流。

作为该类型的保护元件的低熔点金属体和发热体的连接模式，如特开平10-116549号公报、特开平10-116550号公报中所记载的，通过在发热体上不层叠低熔点金属体而是在基板上平面地配置低熔点金属体和发热体来连接的模式，也能得到在低熔点金属体熔断的同时截断向发热体的电流的相同的效果。

图3为与图1的保护元件1p相同的、由发热体4通电发热来熔断低熔点金属体5、与此同时、截断向发热体3的电流的保护元件1q的平面图(同图(a))和剖面图(同图(b)、(c))(参照特愿平11-110163号说明书)。在该保护元件1q中，在基板2上设置低熔点金属体用电极7a、7b、7c。设置低熔点金属体5(5a、5b)以跨接这些电极7a、7b、7c。另外，通过绝缘层4在电极7c的下面设置发热体3。发热体3在发热体用电极6a引出的配线6x、6y和发热体用电极6b之间通电加热。发热体用电极6b与低熔点金属体用电极7c连接。因此，通过发热体3的发热，分别熔断电极7a、7c之间的低熔点金属体5a和电极7b、7c之间的低熔点金属体5b，截断向被保护装置的电流，另外，也截断了向发热体3的电流。

因此，在上述已有的保护元件1p、1q中存在的问题是，即使在发热体3发热时低熔点金属体5为熔融状态，但由于低熔点金属体用电极7a、7b、7c的面积窄，熔融的低熔点电极体5不能充分地流过这些电极，所以低熔点金属体5不能熔断。

另外，在低熔点金属体用电极7a、7b、7c中，当相邻的电极间彼此的距离(电极间距离)窄的情况下，也存在在发热体3发热时，即使低熔点金属体处于熔融状态也不熔断的问题。相对的电极间距离变大，通过低熔点金属体5连接到基板2上时的热量，低熔点金属体5局部变细，阻抗值不恒定，另外，即使显示相同阻抗值的情况下，抗脉冲电流的性能也变差。在电极间的距离变大时，当将低熔点金属体5通过热焊接等来连接到基板上时，低熔点金属体5会熔断。

针对上述问题，本发明的目的是提供一种保护元件，在基板上具有发热体和低熔点金属体，由发热体的发热来熔断低熔点金属体，通过流过电极来熔断该低熔点金属体，通过最优化发热体发热时熔融状态的低熔点金属体流过的电极面积和电极间的距离，来提高保护元件的生产稳定性和可靠性。