保护元件及安装保护元件的安装体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过熔断电流路径来停止连接在电流路径上的电池的充放电并抑制电池的热失控的保护元件。本申请以在日本于2013年6月13日申请的日本专利申请号特愿2013 - 125080为基础主张优先权，通过参照该申请，引用至本申请。
【背景技术】
[0002]能够充电而反复利用的大多二次电池被加工成电池组而提供给用户。特别是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，一般在电池组内置过充电保护、过放电保护等的数个保护电路，具有在既定的情况下截断电池组的输出的功會泛。
[0003]在这种保护电路中，利用内置于电池组的FET开关来进行输出的导通/截止(0N/OFF)，从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，在因一些原因而FET开关短路破坏的情况下；被施加雷涌等而瞬间流过大电流的情况下；或者因电池单元的寿命而输出电压异常下降或者相反地输出过大异常电压的情况下，电池组或电子设备也需要进行保护，以免发生起火等的事故。因此，在这样的能够设想到的任何异常状态下，为了安全地截断电池单元的输出，使用由具有根据来自外部的信号截断电流路径的功能的熔丝元件构成的保护元件。
[0004]作为面向这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，如在专利文献1中记载的那样，一般采用保护元件内部具有发热电阻器、并通过该发热电阻器熔断电流路径上的可熔导体的结构。
[0005]作为本发明的关联技术，在图11 (A) (B)示出保护元件50。保护元件50具备:绝缘基板51 ;层叠在绝缘基板51并被玻璃等的绝缘部件52覆盖的发热电阻器53 ;形成在绝缘基板51的两端的一对电极54、54 ;在绝缘部件51上以与发热电阻器53重叠的方式层叠的发热体引出电极55 ;以及两端分别与一对电极54、54连接且中央部与发热体引出电极55连接的可熔导体56。
[0006]发热体引出电极55的一端与第1发热体电极57连接。另外，发热电阻器53的另一端与第2发热体电极58连接。此外，为了防止可熔导体56氧化，保护元件50在可熔导体56上的大致整个面涂敷有助熔剂61。另外，为了保护内部，保护元件50也可以将盖部件承载于绝缘基板51上。
[0007]这样的保护元件50中，形成在绝缘基板51的表面的一对电极54、54经由形成在绝缘基板的侧面的导电通孔59，与形成在绝缘基板51的背面的外部连接电极60电连接。而且，保护元件50通过在面向锂离子二次电池等的保护电路的基板上连接外部连接电极60，构成该保护电路的电流路径的一部分。
[0008]现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010 - 003665号公报。
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
然而，近年来，使用电池和马达的HEV (混合动力车:Hybrid Electric Vehicle)、EV(电动汽车-Electric Vehicle)快速普及。作为HEV、EV的动力源，因能量密度和输出特性而锂离子二次电池未得到使用。另外，锂离子二次电池在航空机中也开始使用。在汽车用途、航空机用途中，需要高电压、大电流。因此，开发了能承受高电压、大电流的专用单元，但是因制造成本上的问题而大多情况下，通过串联、并联连接多个电池单元，使用通用单元来确保所需要的电压、电流。
[0010]在这样的锂离子二次电池等的大电流用途中，对保护元件也要求进一步提高额定值。即，在锂离子二次电池等高电压化、大电流化而搭载于保护电路的保护元件不具备与该高电压化、高电流化对应的额定值的情况下，有在通常的使用状态下电流路径上的可熔导体熔断之虞，或者因保护元件的发热而出现连接不良或对周边的元件等产生负面影响之虞。
[0011]而且，在保护元件50中，也能充分地降低通过可熔导体连接的一对电极54、54间的内部导通电阻(例如小于ΙπιΩ )，以能对应额定值提高。
[0012]然而，在绝缘基板51的背面设置外部连接电极60，并通过导电通孔59来连接一对电极54、54和该外部连接电极60的保护元件50中，一对电极54、54的各个电极与外部连接电极60之间的导通电阻较高(例如0.5?1.Οι?Ω )，即便向导电通孔内填充导体，降低保护元件整体的导通电阻也有极限。
[0013]因此，本发明的目的在于提供对应于锂离子二次电池等的高电压化、大电流化能够提高额定值的保护元件及安装保护元件的安装体。
[0014]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，其特征在于，具备:绝缘基板；配置在上述绝缘基板的发热电阻器；层叠在上述绝缘基板的第1及第2电极；在上述第1及第2电极之间的电流路径上与该发热电阻器电连接的发热体引出电极；可熔导体，从上述发热体引出电极遍及上述第1及第2电极而层叠，并通过加热熔断该第1电极与该第2电极之间的电流路径；以及与上述第1电极连续的第1外部连接电极、设在上述第1外部连接电极上的一个或多个第1外部连接端子、与上述第2电极连续的第2外部连接电极和设在上述第2外部连接电极上的一个或多个第2外部连接端子，在上述绝缘基板的与设有上述可熔导体的面同一面形成，上述第1外部连接端子和上述第2外部连接端子的合成电阻低于上述第1、第2外部连接电极间的导通电阻。
[0015]另外，本发明所涉及的安装体是一种保护元件安装在安装对象物的安装体，其特征在于，上述保护元件具备:绝缘基板；配置在上述绝缘基板的发热电阻器；层叠在上述绝缘基板的第1及第2电极；在上述第1及第2电极之间的电流路径上与该发热电阻器电连接的发热体引出电极；可熔导体，从上述发热体引出电极遍及上述第1及第2电极而层叠，并通过加热熔断该第1电极与该第2电极之间的电流路径；以及与上述第1电极连续的第1外部连接电极及与上述第2电极连续的第2外部连接电极，在上述绝缘基板的与形成上述第1、第2电极的面同一表面形成，上述第1电极经由连接在上述第1外部连接电极上的第1外部连接端子而与上述安装对象物连接，上述第2电极经由连接在上述第2外部连接电极上的第2外部连接端子而与上述安装对象物连接，上述第1外部连接端子和上述第2外部连接端子的合成电阻低于上述第1、第2外部连接电极间的导通电阻。
[0016]发明效果
依据本发明，能够从第1、第2外部连接电极容易降低先前的导通电阻，正好与第1、第2电极间的内部导通电阻的低电阻化一起，能够谋求元件整体额定值的飞跃性提高。
[0017]
【附图说明】
图1是示出适用本发明的保护元件的截面图。
[0018]图2是省略盖部件而示出适用本发明的保护元件的平面图。
[0019]图3是省略盖部件而示出适用本发明的其他保护元件的平面图。
[0020]图4是示出安装适用本发明的保护元件的安装体的结构的框图。
[0021]图5是示出适用本发明的保护元件的电路构成例的图。
[0022]图6是示出可熔导体熔断后的保护元件的截面图。
[0023]图7是示出将发热体内置于绝缘基板的保护元件的变形例的截面图。
[0024]图8是示出将发热体形成在绝缘基板的背面的保护元件的变形例的截面图。
[0025]图9是示出将发热体形成在绝缘基板的表面的保护元件的变形例的立体图。
[0026]图10是示出将发热元件形成在绝缘基板的表面的保护元件的变形例的立体图。
[0027]图11是示出适用本发明的保护元件的关联技术所涉及的保护元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图。
【发明内容】
[0028]以下，参照附图，对适用本发明的保护元件及安装保护元件的安装体进行详细说明。此外，本发明不只局限于以下的实施方式，在不脱离本发明的要点的范围内显然可以进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外，当然附图相互之间也包括互相的尺寸关系、比例不同的部分。
[0029][保护元件的结构]
在图1、图2中示出适用本发明的保护元件10。图1是图2所示的A-A’截面图。如图1、图2所示，保护元件10具备:绝缘基板11 ;层叠在绝缘基板11并被绝缘部件15覆盖的发热电阻器14;形成在绝缘基板11的两端的第1、第2电极12 (Al)、12 (A2);在绝缘部件15上以与发热电阻器14重叠的方式层叠的发热体引出电极16 ;以及两端分别与第1、第2电极12 (Al)、12 (A2)连接且中央部与发热体引出电极16连接的可熔导体13。
[0030]方形状的绝缘基板11用例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件形成。此外，也可以采用玻璃环氧树脂基板、酚醛树脂基板等的用于印刷布线基板的材料，但是需要留意熔丝熔断时的温度。
[0031]发热电阻器14是电阻值比较高且通电时发热的具有导电性的部件，例如由W、Mo、Ru等构成。发热电阻器14能够将这些的合金或者组合物、