[发明专利]保护元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种保护元件，其在对电子设备等施加过大的电流或电压的情况下，因其热而使可熔导体熔断，切断电流。

背景技术

以往，搭载于二次电池装置等的保护元件使用不仅防止过电流而且还具有防止过电压功能的元件。该保护元件按如下方式形成：在基板上设有发热体，进一步夹着绝缘层层叠由低熔点金属片构成的可熔导体，通过过电流使可熔导体熔断。进而，在产生过电压的情况下，对保护元件内的发热体通电，通过发热体的热，使可熔导体熔断。可熔导体的熔断是因作为低熔点金属的可熔导体熔融时相对于连接的导体层的表面的润湿性好而产生的。熔融的低熔点金属被吸聚在电极等的导体层上，其结果是可熔导体被截断，电流被切断。

另一方面，伴随近年来的便携式设备等电子设备的小型化，对这种保护元件还要求小型化、薄型化，进而还寻求动作的稳定性和高速化。因此，作为其装置有如下形成的装置：在绝缘基板上配置低熔点金属体的可熔导体，并且将其用绝缘罩密封，并在可熔导体上涂敷助熔剂（flux，亦称为助焊剂）。该助熔剂设置成：实现防止可熔导体的表面的氧化，并且在加热可熔导体时使可熔导体迅速且稳定地熔断。

作为这种保护元件有图13、图14所示的构造的元件。该保护元件在形成于基础基板1的两端上的一对电极5a之间设置有由电阻体构成的发热体2。在发热体2上隔着绝缘层3层叠有与一方的电极5a连接的导体层4。在基础基板1的另一两端还设置有另一对电极5b，在该电极5b间通过焊料膏7连接有由低熔点金属片构成的可熔导体（fusible conductor）6。可熔导体6通过焊料膏7还与其下层的导体层4连接。在基础基板1上的可熔导体6上涂敷有助熔剂8，安装覆盖基础基板1的绝缘罩9，形成保护元件。

对于因过电流等引起的低熔点金属的可熔导体6的熔断，在可熔导体6的熔融时，通过可熔导体6相对于连接的导体层4、电极5b的表面的润湿性，熔融的可熔导体6被吸聚在导体层4及电极5b上，电极5b之间的可熔导体6被截断，电流被切断。因此，该润湿性对电流的切断特性有很大的影响。

鉴于可熔导体的熔断时的凝集动作、润湿性，作为改善熔断特性的保护元件，有专利文献1所公开的构成的保护元件。该保护元件是由绝缘基板、与该绝缘基板的表面隔离形成的一对电极、跨该一对电极间连接的可熔合金、被覆于可熔合金的助熔剂、以及覆盖助熔剂的绝缘密封材料构成的保护元件。而且，在可熔合金的形成位置形成有相对于熔融的可熔合金的润湿性比上述绝缘基板小的基底层。由此，在可熔合金的熔融时，熔融的可熔合金通过基底层被弹起，迅速地熔断。进而，熔断时不会产生火花，熔融的可熔合金通过其表面张力而很容易地凝集于电极，能够可靠进行熔断。

除此之外，如专利文献2所公开的那样，作为缩短由低熔点金属体的熔断时的凝集决定的电路切断时间的技术，提出有如下方案：一种保护元件，其在对低熔点金属体通电流的一对电极间设有两条以上的低熔点金属体，通过将该电极间的各低熔点金属体区分为独立的状态，从而增加低熔点金属体的熔断开始点，缩短动作时间，并且使其稳定化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－285777号公报

专利文献2：日本特开2004－214032号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在上述图13所示的构造的保护元件的情况下，在熔断时如图14、图15所示，可熔导体6在导体层4上凝集，圆形地堆积而与绝缘罩9的内表面接触，热量逸散，熔断时间延长，妨碍了稳定的熔融。特别是，由于保护元件的小型化/薄型化，绝缘罩9的高度变低，当与基础基板1之间的熔融空间变窄时，熔融金属容易与绝缘罩9的内表面接触，保护元件的薄型化和熔断时间的迅速化、稳定化成为互相相反的问题。

另外，虽然在可熔导体6上涂敷了用于防止氧化的助熔剂8，但是在可熔导体6熔融并润湿扩展的两端的电极5b侧没有涂敷助熔剂8，存在表面氧化而使润湿性降低的问题。而且，由于电极5b表面的氧化，熔断后可熔导体6润湿扩展，所以不能充分利用电极5b的表面，熔融的可熔导体6仅在连接的导体层4的表面的局部润湿扩展。虽然熔融的可熔导体6在连接的导体层4及电极5b的整个表面润湿扩展是理想的，但在现有的构造中，如图14、图15所示，熔融的可熔导体6没有扩展而是堆积起来，与绝缘罩9的内表面接触，产生了热量逸散、熔断的动作时间变长的问题。