保护元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在过量充电、过量放电等异常时将电流路径截断的保护元件。本申请以2013年4月25日在日本申请的日本专利申请号码日本特愿2013 — 92328为基础而主张优先权，参照该申请，由此，引用于本申请中。
【背景技术】
[0002]能够充电而反复利用的二次电池大都加工成电池组而提供给用户。特别地，在重量能量密度高的锂离子二次电池中，为了确保用户及电子设备的安全，一般而言，将过量充电保护、过量放电保护等的几个保护电路内置于电池组，具有在既定的情况下将电池组的输出截断的功能。
[0003]关于这种保护元件，有时候通过使用内置于电池组的FET开关来进行输出的ON/OFF (开/关)，从而进行电池组的过量充电保护或过量放电保护动作。然而，在由于一些原因而导致FET开关发生短路破坏的情况下，在施加雷涌等而导致瞬间的大电流流动的情况下，或者，在由于电池单元的寿命而导致输出电压异常地下降或相反输出过大异常电压的情况下，必须保护电池组或电子设备免于起火等事故。因此，无论在这样的能够假设的怎样的异常状态下，为了将电池单元的输出安全地截断，都使用由具有通过来自外部的信号而将电流路径截断的功能的保险丝元件构成的保护元件。
[0004]如图15 (A)及图15 (B)所示，作为这样的面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件80，遍及在电流路径上连接的第I电极81与第2电极82之间而将可熔导体83连接而构成电流路径的一部分，有时候通过过电流所导致的自身发热或设在保护元件80内部的发热电阻器84而将该电流路径上的可熔导体83熔断。在这样的保护元件80中，通过使熔化后的液体状的可熔导体83聚集于第I电极81及第2电极82上来将电流路径截断。
[0005]另外，在如图15所记载的保护元件80中，一般而言，将熔点为300°C以上的掺有Pb的高熔点焊料用作可熔导体83，从而不因通过回流焊接等来安装时的加热而熔化。另夕卜，由于如果加热可熔导体83，则推进氧化而阻碍熔断，因而将可熔导体83所生成的氧化膜除去，并且，为了提高可熔导体83的润湿性而层叠焊剂85。
[0006]专利文献1:日本特开2010 - 003665号公报专利文献2:日本特开2004 - 185960号公报
专利文献3:日本特开2012 — 003878号公报。
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
伴随着近年来的锂离子二次电池的高容量化、高输出化，对面向锂离子二次电池的保护电路的保护元件80，也要求额定值的提高。另外，伴随着电子设备的小型化、薄型化，作为保护元件80，还要求进一步的小型化、薄型化。
[0008]为了提高额定值而使更多的电流流动，要求降低可熔导体83的导体电阻。为了降低可熔导体83的电阻，如下的方案变得有效:(1)增大导体的截面积；(2)缩短配置有可熔导体83的第I电极81与第2电极82之间的导电距离。另外，由于可熔导体83与第I电极81及第2电极82的连接电阻还影响到保护元件80的额定值，因而(3)增大可熔导体83与第I电极81及第2电极82的连接面积也变得有效。
[0009]而且，作为保护元件80，由于要求小型化、薄型化，因而如下的方案在谋求保护元件的额定值提高的方面变得有效:(1)导体截面积的增大是有限度的；(2)使导电距离缩短化；以及(3)增大可熔导体83与第I电极81及第2电极82的连接面积。因此，如图16所示，可熔导体83的形状在第I电极81、第2电极82之间的距离Dl上较短，在与第I电极81、第2电极82的连接距离D2上较长，呈矩形状。
[0010]在此，配置于可熔导体83上而谋求防止氧化、润湿性的提高的焊剂85还期望根据可熔导体83的形状而保持为椭圆形状。然而，椭圆形状的焊剂越往长轴的两侧，张力就越强，容易以微小的倾斜度偏向长轴的一侧，从发热电阻器84的中心偏倚而保持，不遍及可熔导体85的整体而扩散，熔断时间延长。
[0011 ] 因此，配置于可熔导体85上的焊剂以正圆形状保持，这在保持于发热电阻器84的中心上的方面优选。然而，在为了谋求额定值提高而呈矩形状的可熔导体83上，由于正圆形状的焊剂由可熔导体83的短边的长度决定直径的大小，因而保持量不足以覆盖可熔导体83的整个面积，不能谋求防止氧化或润湿性的提高。
[0012]因此，本发明的目的在于，提供即使在矩形状的可熔导体上，也能够使焊剂遍及可熔导体的整个面而均匀地扩散的保护元件。
[0013]用于解决课题的方案
为了解决上述的课题，本发明所涉及的保护元件具备:绝缘基板；发热电阻器，配置于上述绝缘基板；第I电极及第2电极，层叠于上述绝缘基板；发热体引出电极，以与上述发热电阻器绝缘的状态重叠，在上述第I电极及第2电极之间的电流路径上与该发热电阻器电连接；矩形状的可熔导体，从上述发热体引出电极遍及上述第I电极及第2电极而层叠，因热而熔断，由此将该第I电极与该第2电极之间的电流路径截断；以及多个焊剂，配置于上述可熔导体上，上述多个焊剂沿着上述发热电阻器配置。
[0014]发明的效果
依据本发明，由于沿着发热电阻器设置有多个焊剂，因而能够由多个焊剂广范围地覆盖矩形状的可熔导体表面，并且，通过发热电阻器的发热而使焊剂遍及可熔导体的整个面而均匀地扩散。因此，本发明所涉及的保护元件通过防止可熔导体的氧化并提高润湿性而能够迅速地将第I电极与第2电极之间的电流路径熔断。
【附图说明】
[0015]图1是示出适用本发明的保护元件的图，(A)是透过盖部件而示出的平面图，(B)是截面图。
[0016]图2是透过盖部件而示出将焊剂配置于发热电阻器的发热中心上的保护元件的平面图。
[0017]图3是透过盖部件而示出将焊剂配置于可熔导体的熔断部上的保护元件的平面图。
[0018]图4 (A) (B)是透过盖部件而示出将焊剂配置于发热电阻器的发热中心上及可熔导体的熔断部上的保护元件的一个例子的平面图。
[0019]图5是透过盖部件而示出配置有遍及发热电阻器的发热中心上及可熔导体的熔断部上的大直径的焊剂的保护元件的平面图。
[0020]图6是透过盖部件而示出对称地配置有焊剂的保护元件的平面图。
[0021]图7是透过盖部件而示出对称地配置有焊剂的保护元件的平面图。
[0022]图8是透过盖部件而示出非对称地配置有焊剂的保护元件的平面图。
[0023]图9是示出在可熔导体设置有保持孔以作为焊剂的保持机构的保护元件的截面图。
[0024]图10是示出在可熔导体设置有凸部以作为焊剂的保持机构的保护元件的截面图。
[0025]图11是示出设置形成有肋的保持部件以作为焊剂的保持机构的保护元件的截面图。
[0026]图12是示出设置形成有凸部的可熔导体及保持部件以作为焊剂的保持机构的保护元件的截面图。
[0027]图13是示出电池组的电路结构的电路图。
[0028]图14是适用本发明的保护元件的等效电路。
[0029]图15是示出现有的保护元件的图，(A)是立体图，(B)是截面图。
[0030]图16是示出使用矩形状的可熔导体的保护元件的一部分的立体图。
【具体实施方式】
[0031]以下，参照附图，同时，对适用本发明的保护元件详细地进行说明。此外，当然，本发明不仅仅限定于以下的实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内，能够进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比率等有时候与实际情况不同。具体的尺寸等应该参考以下的说明来判断。另外，当然，包括即使在附图相互间，彼此的尺寸的关系和比率也不同的部分。
[0032][保护元件的结构]
如图1 (A) (B)所示，适用本发明的保护元件10具备:绝缘基板11 ;发热电阻器14，层叠于绝缘基板11，被绝缘部件15覆盖；电极12 (Al)、12 (A2)，形成在绝缘基板11的两端；发热体引出电极16，以与发热电阻器14重叠的方式层叠于绝缘部件15上；可熔导体13，两端与电极12 (Al)、12 (A2)分别连接，中央部与发热体引出电极16连接；以及多个焊剂17，设置在可熔导体13上，将可熔导体13所产生的氧化膜除去，并且，提高可熔导体13的润湿性。
[0033]绝缘基板11使用例如氧化铝、玻璃陶瓷、富铝红柱石、氧化锆等的具有绝缘性的部件来以大致方形状形成。此外，绝缘基板11也可以使用用于玻璃环氧基板、苯酚基板等的印刷布线基板的材料，但需要留意保险丝熔断时的温度。
[0034]发热电阻器14是在电阻值比较高而通电的情况下发热的具有导电性的部件，由例如W、Mo、Ru等构成。使用丝网印刷技术来将使这些合金或组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合而以膏状形成的混合物图案形成于绝缘基板11上，通过烧制等而形成。
[0035]绝缘部件15配置为覆盖发热电阻器14，发热体引出电极16配置为经由该绝缘部件15