[发明专利]保护元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于电子装置中的保护元件，特别是涉及一种可防止过电流及过电压的保护元件与其制作方法。

背景技术

近年来，资讯科技突飞猛进，举凡手机、电脑及个人行动助理等资讯产品随处可见，藉由它们的帮助，提供了人们在生活上食、衣、住、行、育、乐各方面的需求，也使人们对资讯产品之依赖性与日俱增。然而，近来时常有关于手机等可携式电子产品的电池在充放电的过程中爆炸的新闻。因此，业界开始加强电池在充放电的过程中的保护措施，以防止电池在充放电的过程中因过电压或过电流而爆炸。

公知技术提出的保护元件的保护方式是使保护元件中的低熔点金属片与电池的电路串联，且使保护元件中的低熔点金属片与加热元件电性连接至场效晶体管(FET)与集成电路(IC)等所组成的控制单元。如此一来，当集成电路(1C)量测到的电压超过预设电压值时会驱动场效晶体管(FET)，使电流通过保护元件中的加热元件而发热以熔断低熔点金属片，进而使电池的电路呈断路的状态而达到过电压保护。此外，当通过低熔点金属片的电流大于预设电流范围时，大量的电流流经低熔点金属片，会使低熔点金属片发热而熔断，进而使电池的电路呈断路的状态而达到过电流保护。

图1A绘示公知的一种防护元件的剖面示意图，图1B绘示公知的另一种防护元件的剖面示意图。请参照图1A所示，美国专利第5,712,610号揭露的公知的保护元件100a具有一基板110、一加热元件120、一绝缘层130、一低熔点金属片140以及一内封止层150，加热元件120配置于基板110上，绝缘层130覆盖加热元件120。低熔点金属片140配置于绝缘层130上，且内封止层150覆盖低熔点金属片140。如此一来，加热元件120发热可直接熔融低熔点金属片140，以使低熔点金属片140熔融而向加热元件120两侧的电极层160流动。然而由于绝缘层130的表面近乎平坦，电极层160之相对于基板110的最大高度H1与绝缘层130之相对于基板110的最大高度H2差异不大，且熔融的低熔点金属片140依然具有一定的粘度，因此，熔融的低熔点金属片140不易流动且无有效容纳空间，以致于加热元件120无法有效熔断低熔点金属片140。

为改善绝缘层和电极层的相对高度差不大，导致熔融金属片不易流动且无有效容纳空间的问题美国专利第7,286,037号揭露具有悬空区域S的保护元件100b(请参照图1B)，低熔点金属片141与绝缘层131之间藉由中间电极162的位置设置，使低熔点金属片141和绝缘层131有一悬空高度H，且悬空高度H和低熔点金属片141的截面积的比值需大于5×10^-5。然而，当保护元件尺寸要求缩小而耐电流要求不变时，随着低熔点金属片141的截面积增加，需相对应增加悬空高度H的设计。换句话说，即需提高中间电极162或电极层161、163的高度，造成保护元件高度无法同时缩小及制造成本增加。

此外，低熔点金属片上的内封止层在生产过程中，是先以点状助焊胶形成于低熔点金属片上方中央处，待保护元件经由回焊(reflow)制造工艺焊接于电路板的同时，因内封止层的熔点较低而熔融流动覆盖低熔点金属片，防止低熔点金属片表面氧化，因此若点状助焊胶于金属层上方涂布位置偏离中心点或回焊时之流动覆盖不完全，将影响低熔点金属片之有效熔断稳定性。

由此可见，上述现有的保护元件及其制作方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的保护元件及其制作方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的保护元件存在的缺陷，而提供一种新的保护元件，所要解决的技术问题是使其可有效防止过电流与过电压，非常适于实用。

本发明的另一目的在于，克服现有的线路基板的制作方法存在的缺陷，而提供一种新的线路基板的制作方法，所要解决的技术问题是使其可将助焊剂内埋于金属片与基板之间，确保金属片的有效熔断稳定性，从而更加适于实用。