保护元件的制作方法

本技术涉及截断电源线或信号线的保护元件。本申请以在日本于2016年11月10日申请的日本专利申请号特愿2016－219891为基础，主张优先权，该申请通过被参照而被引入至本申请。

背景技术：

能够充电而反复利用的大部分二次电池，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、过放电保护等的几个保护电路，具有在既定的情况下截断电池组的输出的功能。

在这种保护元件中，利用内置于电池组的fet（场效应晶体管：fieldeffecttransistor）开关进行输出的导通/截止（on/off），从而进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，因为一些原因而fet开关短路破坏的情况下，施加雷涌等而流过瞬间的大电流的情况下，或者因电池单元的寿命而输出电压异常下降或反而输出过大异常电压的情况下，电池组或电子设备也必须进行保护，以避免起火等的事故。因此，在这样的能设想到的任何异常状态中，为了安全地截断电池单元的输出，也利用具有根据来自外部的信号截断电流路径的功能的保护元件。

作为面向锂离子二次电池等的保护电路的截断元件，如图12（a）（b）所示，在电流路径上的第1电极91、发热体引出电极95、第2电极92间连接可熔导体93而形成电流路径的一部分，通过利用过电流的自发热、或者设置在保护元件内部的发热体94来熔断该电流路径上的可熔导体93（参照专利文献1）。这样的保护元件90中，通过使熔化的液体状的可熔导体93集中到与发热体94相连的发热体引出电极95及第1、第2电极91、92上，来分离第1、第2电极91、92间并截断电流路径。

关于保护元件，可熔导体93因发热体94的发热而熔断，另外可熔导体93也因利用过电流的自发热而熔断，所以用外装部件即盖部件97来密封，以使熔断的可熔导体93不会飞散。另外，保护元件90为了稳定地实现利用发热体94进行的可熔导体93的熔断作用，通过盖部件97设置用于可熔导体93进行熔化、流动的内部空间。

此外，为了防止可熔导体93的表面氧化而维持速熔断性，保护元件90涂敷有除去可熔导体93的表面的氧化保护摸的助熔剂98。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－35281号公报。

技术实现要素：

发明要解决的课题

这样的表面安装型的保护元件，随着所搭载的电子设备或电池组等的高容量化、高额定化，要求提高电流额定值。同时，在便携型电子设备中，还要求更加小型化。

要增大电流额定值，就会采用体积更大的可熔导体，另一方面，要获得用于迅速熔断较大的可熔导体的发热量，要求相当大小的发热体。

在现有类型的保护元件中增大发热体的发热量的情况下，有时因为发热造成的热冲击会在绝缘基板产生裂缝，根据情况，在发热体也会产生裂缝，存在局部发热并妨碍熔断的危险。

在此，现有类型的保护元件，在大致中央搭载了发热体的绝缘基板的表面，配置有与可熔导体的两端连接的第1、第2电极和用于向发热体通电的发热体电极这三个电极。这三个电极分别经由形成在绝缘基板侧缘部的半通孔，与形成在绝缘基板的背面的外部电极连接（参照专利文献1）。

若观察因发热体的发热而产生裂缝的保护元件，则判断出裂缝以发热体电极的通孔为基点而产生。认为原因在于：发热体电极的通孔比设置在其他两个电极、即第1、第2电极的通孔更接近发热体而配置，成为比较容易受发热体造成的热冲击的影响的配置。

而且，最近的保护元件更小型化的结果，是与现有物品相比，通孔和发热体的距离也更加变小，会更加容易受发热体造成的热冲击的影响。

因此，本技术的目的在于提供通过适当地配置通孔和发热体的距离，能够抑制绝缘基板的裂缝的产生的保护元件。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本技术所涉及的保护元件，包括：绝缘基板；发热体，在上述绝缘基板的相对置的一对侧缘之间形成；第1发热体电极，设置在上述绝缘基板的上述一对侧缘的一个侧缘侧，与上述发热体电连接，并且形成有孔部；第2发热体电极，设置在上述一对侧缘的另一个侧缘侧，与上述发热体电连接；以及可熔导体，因上述发热体的发热而熔断，从而截断电流路径，上述发热体的中心从自上述绝缘基板的上述一个侧缘到上述另一个侧缘为止的距离的中间的位置偏向上述另一个侧缘侧而形成。

发明效果

依据本技术，保护元件减弱发热体的发热对于孔部与发热体的一个侧缘侧的端部的区域的热冲击，从而能够防止裂缝的发生。

附图说明

[图1]图1是示出适用本技术的保护元件的外观立体图。

[图2]图2是示出适用本技术的电路模块的截面图。

[图3]图3是省略盖部件而示出保护元件的绝缘基板的表面上的平面图。

[图4]图4是从背面侧示出适用本技术的保护元件的外观立体图。

[图5]图5是示出在第3侧缘及第4侧缘侧形成孔部的保护元件的平面图。

[图6]图6是示出绝缘基板中心和发热体的中心的平面图。

[图7]图7是示出测量保护元件的各构成的尺寸的部位的平面图。

[图8]图8是示出作为设置在第1发热体电极的孔部而具有从第3侧缘稍靠内侧形成的通孔的保护元件的平面图。

[图9]图9是示出作为设置在第1发热体电极的孔部而具有设置在第3侧缘的凹凸状结构（castellation）及从第3侧缘稍靠内侧形成的通孔的保护元件的平面图。

[图10]图10是示出适用本发明的利用熔丝元件的电池电路的一个构成例的电路图。

[图11]图11是适用本发明的熔丝元件的电路图。

[图12]图12是示出现有的保护元件的图，（a）是省略盖部件而示出的平面图，（b）是截面图。

具体实施方式

以下，边参照附图，边对适用本技术的保护元件详细地进行说明。此外，本技术并不仅仅限于以下的实施方式，显然在不脱离本技术的要点的范围内能够进行各种变更。另外，附图是示意性的，各尺寸的比例等有不同于现实的情况。具体尺寸等应该参考以下的说明进行判断。另外，显然附图相互之间也包含彼此尺寸的关系或比例不同的部分。

[保护元件]

如图1、图2所示，适用本发明的保护元件1被表面安装在电路基板2，从而构成电路模块3。电路基板2例如形成有锂离子二次电池的保护电路等，通过表面安装保护元件1，在锂离子二次电池的充放电路径上装入可熔导体13。而且关于电路模块3，在流过超过保护元件1的额定值的大电流时，可熔导体13因自发热（焦耳热）而熔断，从而截断电流路径。另外，电路模块3通过设置在电路基板2等的电流控制元件，按既定定时向发热体14通电，通过发热体14的发热使可熔导体13熔断，从而能够截断电流路径。

此外，图1是示出适用本发明的保护元件1的外观立体图，图2是示出在电路基板2安装有保护元件1的电路模块3的一部分的截面图，图3是省略盖部件20而示出保护元件1的绝缘基板10的表面10e上的平面图，图4是示出保护元件1的背面侧的外观立体图。

如图1～图4所示，保护元件1具备：绝缘基板10；层叠在绝缘基板10并被绝缘部件15覆盖的发热体14；形成在绝缘基板10的第1、第2侧缘10a、10b的第1电极11及第2电极12；在绝缘部件15上以与发热体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11、12连接且中央部与发热体引出电极16连接的可熔导体13。

[绝缘基板]

绝缘基板10通过例如氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的部件以大致方形状形成。除此以外，绝缘基板10也可以利用用于环氧玻璃基板、苯酚基板等的印刷布线基板的材料。

绝缘基板10以四方形状形成，具有：形成有第1电极11及第2电极12的相对置的第1、第2侧缘10a、10b；以及与这些第1、第2侧缘邻接并形成有后述的第1、第2发热体电极18、19的相对置的第3、第4侧缘10c、10d。

[第1、第2电极]

第1、第2电极11、12通过在绝缘基板10的表面10e上在相对置的侧缘10a、10b附近分别分离地配置而开放，且通过搭载后述的可熔导体13，经由可熔导体13电连接。另外，在保护元件1流过超过额定值的大电流且可熔导体13因自发热（焦耳热）而熔断，或者发热体14随着通电发热而可熔导体13熔断，从而第1、第2电极11、12被截断。

如图2所示，第1、第2电极11、12分别经由设置在绝缘基板10的第1、第2侧缘10a、10b的凹凸状结构与设置在背面10f的外部连接电极11a、12a连接。保护元件1经由这些外部连接电极11a、12a与形成有外部电路的电路基板2连接，构成该外部电路的通电路径的一部分。

第1、第2电极11、12能够利用cu或ag等的一般电极材料来形成。另外，优选通过镀层处理等的公知手法，在第1、第2电极11、12的表面上涂敷ni/au镀层、ni/pd镀层、ni/pd/au镀层等的保护摸。由此，保护元件1能够防止第1、第2电极11、12的氧化，并能防止额定值随着导通电阻的上升而变动。另外，在回流安装保护元件1的情况下，通过连接可熔导体13的连接用焊锡或者形成可熔导体13的外层的低熔点金属熔化，能够防止第1、第2电极11、12的熔蚀（焊锡侵蚀）。

[发热体]

发热体14是通电时发热的具有导电性的部件，例如由w、mo、ru、cu、ag、或者以这些为主成分的合金等构成。发热体14能够通过将这些合金或者组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合而做成膏状，并利用网版印刷技术来图案形成在绝缘基板10上，然后烧结等而形成。另外，发热体14形成为以第3、第4侧缘10c、10d间为长边的大致矩形状，且宽度方向的一端与形成在第3侧缘10c侧的第1发热体电极18连接，宽度方向的另一端与形成在第4侧缘10d侧的第2发热体电极19连接。

保护元件1以覆盖发热体14的方式配置有绝缘部件15，且隔着该绝缘部件15以与发热体14对置的方式形成有发热体引出电极16。为向可熔导体13有效地传递发热体14的热，保护元件1也可以在发热体14与绝缘基板10之间层叠绝缘部件15。作为绝缘部件15，例如能够采用玻璃。

发热体引出电极16的一端与第2发热体电极19连接，并且经由第2发热体电极19与发热体14的一端连续。第1发热体电极18形成在第3侧缘10c侧，并且与发热体14的一个长边连接的连接边18a沿着绝缘基板10的长边方向形成。同样地，第2发热体电极19形成在第4侧缘10d侧，并且与发热体14的另一个长边连接的连接边19a沿着绝缘基板10的长边方向形成。

另外，第1发热体电极18经由孔部25与形成在绝缘基板10的背面10f的外部连接电极18b连接。孔部25如图3所示，既可以作为形成在第3侧面10c的凹凸状结构而形成，也可以作为从第3侧面10c稍向内侧形成的通孔而形成，或者也可以并用凹凸状结构及通孔。另外，孔部25也可以形成一个或多个。

这样，保护元件1形成为仅在第1、第2发热体电极18、19的一个上形成孔部25的非对称形状。与发热体引出电极16连接的第2发热体电极19，与形成有孔部25的第1发热体电极18相比，热容量大，对热冲击的耐性高。

另外，适用本技术的保护元件，如图5所示，也可以将形成在第4侧缘10d的凹凸状结构或从第4侧缘10d稍向内侧形成的通孔等的孔部26，形成在第2发热体电极19。第2发热体电极19经由孔部26与形成在绝缘基板10的背面10f的外部连接电极连接。图5所示的保护元件27通过在第1、第2发热体电极18、19形成孔部25、26，以对称形状形成。形成在保护元件27的第2发热体电极19的孔部26，也如图5所示可以作为凹凸状结构而形成，也可以作为通孔而形成，或者也可以并用凹凸状结构及通孔。另外，孔部26也可以形成一个或多个。

保护元件1被安装在电路基板2，从而发热体14经由外部连接电极18b及第1发热体电极18与形成在电路基板2的外部电路连接。而且，发热体14按照截断外部电路的通电路径的既定定时经由外部连接电极18b及第1发热体电极18被通电、发热，从而能够熔断连接第1、第2电极11、12的可熔导体13。另外，可熔导体13熔断，从而发热体14本身的通电路径也被截断，所以停止发热。

[可熔导体]

可熔导体13由因发热体14的发热而迅速熔断的材料构成，能够适当利用例如焊锡、或以sn为主成分的无铅焊锡等的低熔点金属。

另外，可熔导体13可以采用in、pb、ag、cu或以这些中的任一种为主成分的合金等的高熔点金属，或者也可以为低熔点金属和高熔点金属的层叠体。通过含有高熔点金属和低熔点金属，在回流安装保护元件1的情况下，即便回流温度超过低熔点金属的熔化温度而低熔点金属熔化，也能抑制低熔点金属向外部流出，并能维持可熔导体13的形状。另外，熔断时，也因低熔点金属熔化而熔蚀（焊锡侵蚀）高熔点金属，从而在高熔点金属的熔点以下的温度下能迅速熔断。

此外，可熔导体13利用焊锡等连接到发热体引出电极16及第1、第2电极11、12。可熔导体13通过回流焊能够容易连接。

另外，为了防氧化、提高润湿性等，可熔导体13优选涂敷助熔剂17。

[盖部件]

另外，保护元件1为了保护内部而在绝缘基板10的表面10e上设置盖部件20。盖部件20对应绝缘基板10的形状而以大致矩形状形成。另外，如图1所示，盖部件20具有：连接到设置有可熔导体13的绝缘基板10的表面10e上的侧面21；以及覆盖绝缘基板10的表面10e上的顶面22，在绝缘基板10的表面10e上，具有对可熔导体13熔化时膨胀为球状、熔化导体凝聚在发热体引出电极16或第1、第2电极11、12上而言充分的内部空间。

盖部件20通过粘接剂或熔敷等，使侧面21连接到绝缘基板10的表面10e上。作为连接盖部件20的粘接剂，能够适当利用连接可靠性优异的热固化性的粘接剂。

[制造工序]

接着，对保护元件1的制造工序进行说明。首先在绝缘基板10的表面10e形成第1、第2电极11、12、发热体14、第1、第2发热体电极18、19、绝缘部件15及发热体引出电极16。另外，在绝缘基板10的背面10f形成外部连接电极11a、12a、18b，并且经由凹凸状结构或孔部25与第1、第2电极11、12及第1发热体电极18连接。而且，经由发热体引出电极16，将可熔导体13横跨在第1、第2电极11、12间而搭载。此外，也可以向可熔导体13与第1、第2电极11、12及发热体引出电极16之间供给连接焊锡。

接着，将盖部件20连接在绝缘基板10的表面10e上。盖部件20的连接优选通过向侧面21的下部供给连接强度优异的热固化性的粘接剂而进行。

接着，在绝缘基板10的表面10e上搭载有盖部件20的构造体被加热处理，可熔导体13经由连接用焊锡与第1、第2电极11、12及发热体引出电极16连接，另外，热固化性的粘接剂固化而盖部件20连接到绝缘基板10的表面10e上，从而形成保护元件1。保护元件1通过回流等安装到形成有电源电路等的电路基板2，从而形成电路模块3。

[可熔导体的中心和发热体的发热中心的一致]

此时，保护元件1优选以可熔导体13的中心和发热体14的发热中心重叠的方式搭载可熔导体13。可熔导体13的中心在以矩形板状体形成的可熔导体13中为可熔导体13的重心位置。发热体14的发热中心是在发热初期成为最高温的位置，在以矩形状形成的发热体14中为发热体14的重心位置。

使可熔导体13的中心与发热体14的发热中心重叠地进行搭载，从而能够向可熔导体13有效地传递发热体14的热，能够在发热后迅速熔断可熔导体13。另外，通过向可熔导体13有效地传递发热体14的热，能够防止绝缘基板10或发热体14本身过热，并能抑制裂缝的发生。

[各部分的配置]

在此，发热体14的发热量对应发热体14的大小而变大。另外，设置在第1发热体电极18的孔部25，与发热体14的距离较近，容易受发热体14的发热所伴随的热冲击的影响。因此，根据保护元件1的高容量化的要求而利用大型化的可熔导体13，并且通过发热体14想要得到使大型的可熔导体13迅速熔化的发热量时，有可能因热冲击在绝缘基板或发热体14朝向孔部25发生裂缝。也有可能发生裂缝的部位停止发热，所以发热体14无法得到期望的发热量，可熔导体13的熔断时间延长。

因此，保护元件1通过适当地配置发热体14或孔部25等的构成保护元件1的各构成部位，能够防止因为发热体14通电发热时的热冲击而朝向孔部25发生裂缝。

具体而言，如图6所示，保护元件1中，发热体14的发热中心c1从自绝缘基板10的第3侧缘10c到第4侧缘10d为止的距离的中间的位置c2偏向设置有上述第1、第2发热体电极18、19之中热容量大的发热体电极的侧缘侧而形成。如上述那样，保护元件1在第2发热体电极19形成有发热体引出电极16，并且没有形成孔部25，因此与形成孔部25的第1发热体电极18相比热容量大。因而，保护元件1中，发热体14的发热中心c1偏向设置有第2发热体电极19的第4侧缘10d侧而形成。

由此，保护元件1中，发热体14的发热对于孔部25和发热体14的第3侧缘10c侧的端部的区域的热冲击变弱，能够防止裂缝的发生。此外，在图5所示的第2发热体电极19也形成孔部26的对称型的保护元件27中，将发热体14的发热中心偏向设置有第1、第2发热体电极18、19之中热容量大的发热体电极的侧缘侧而形成。

另外，关于保护元件1，保护元件1如下定义图7所示的保护元件1的平面图中的各部分的尺寸，也可以以满足以下说明的第1～第7方式所示的条件的方式形成：

a：绝缘基板10的第3侧缘10c与发热体14的第3侧缘10c侧的端部的最短距离；

b：发热体14的第3侧缘10c侧的端部与设置在第1发热体电极18的孔部25的外缘的最短距离；

c：绝缘基板10的第4侧缘10d与发热体14的第4侧缘10d侧的端部的最短距离；

d：通过绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心部的与第3、第4侧缘10c、10d平行的中心线与发热体14的第3侧缘10c侧的端部的距离；

e：通过绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心部的与第3、第4侧缘10c、10d平行的中心线与发热体14的第4侧缘10d侧的端部的距离；

f：绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的距离；

g：以大致矩形状形成的发热体14的宽度；

h：绝缘基板10的与第3、第4侧缘10c、10d邻接的第1、第2侧缘10a、10b间的距离。

在此，若对b进行补充，则在有多个孔部25的情况下，是指发热体14的第3侧缘10c侧的端部与位于最靠发热体14侧的孔部25的外缘的最短距离。图8是示出作为设置在第1发热体电极18的孔部25而具有从第3侧缘10c稍向内侧形成的通孔的保护元件1的平面图。在图8所示的保护元件1中，孔部25的外缘为该通孔的外缘。

另外，图9是示出作为设置在第1发热体电极18的孔部25而具有设置在第3侧缘10c的凹凸状结构及从第3侧缘10c稍向内侧形成的通孔的保护元件1的平面图。在图9所示的保护元件1中，孔部25的外缘为位于最靠发热体14侧的通孔的外缘。

另外，关于在第1发热体电极18设置孔部25、并且在第2发热体电极19设置孔部26的对称型的保护元件27，将形成有第1、第2发热体电极18、19及第3、第4侧缘10c、10d之中、热容量较小的发热体电极的孔部的外缘与形成该发热体电极的侧缘的距离设为b，并将形成有热容量较大的发热体电极的孔部的外缘与形成该发热体电极的侧缘的距离设为c。

[第1方式：b/（d＋e）]

保护元件1优选使b/（d＋e）为0.20以上。即，保护元件1优选使发热体14的第3侧缘10c侧的端部与设置在第1发热体电极18的孔部25的外缘的最短距离（b）相对于发热体14的长度（d＋e）的比例为0.20以上。

发热体14的发热量对应发热体14的长度（d＋e）变大，另外发热体14到孔部25为止的距离越长，对于裂缝的耐性越大。而且，使从发热体14到孔部25为止的距离（b）相对于发热体14的长度（d＋e）的比例为0.20以上，从而对于发热体14的发热量的耐性变高，能够防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在从发热体14到孔部25为止的距离（b）相对于发热体14的长度（d＋e）的比例小于0.20的情况下，与发热体14的长度（d＋e）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

[第2方式：b/g]

另外，保护元件1优选使b/g为1.0以上。即，保护元件1中，优选发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于以大致矩形状形成的发热体14的宽度（g）的比例为1.0以上。

发热体14的发热量也对应发热体14的宽度（g）而变大，宽度越宽，朝向孔部25的传热路线也越宽，因此容易受热冲击的影响。另外，发热体14到孔部25为止的距离越长，对于裂缝的耐性就越大。因此，通过使从发热体14到孔部25为止的距离（b）相对于发热体的宽度（g）的比例为1.0以上，能够具备对于发热体14的发热量的耐性，并能防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在从发热体14到孔部25为止的距离（b）相对于发热体的宽度（g）的比例小于1.0的情况下，与发热体14的宽度（g）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

[第3方式：b/（g/（d＋e））]

另外，保护元件1优选使b/（g/（d＋e））为6.0以上。即，保护元件1优选发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于发热体14的宽度（g）和长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））的比例为6.0以上。

在既定尺寸的绝缘基板10内，若增大发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b），则在第3、第4侧缘10c、10d间设置的发热体14的长度（d＋e）的距离相对变短，发热量变小。另外，若发热体14的宽度（g）变小，则发热量变小。

因此，在既定尺寸的绝缘基板中，通过规定从发热体14到孔部25为止的距离（b）相对于发热体14的宽度（g）与长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））的比例，能够具备对于发热体14的发热量的耐性。具体而言，通过使从发热体14到孔部25为止的距离b相对于发热体14的宽度（g）与长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））的比例为6.0以上，能够具备对于发热体14的发热量的耐性，并能防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在从发热体14到孔部25为止的距离b相对于发热体14的宽度（g）与长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））的比例小于6.0的情况下，与发热体14的长度（d＋e）或发热体14的宽度（g）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

[第4方式：b/（b＋d＋e＋c）]

另外，保护元件1优选使b/（b＋d＋e＋c）为0.15以上。即，优选发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从孔部25的外缘到第4侧缘10d为止的距离（b＋d＋e＋c）的比例为0.15以上。

绝缘基板10在第3侧缘10c侧设置孔部25，从而对于从绝缘基板10的发热体14到到达孔部25的区域为止的热冲击的耐性会成为问题，因此除了从绝缘基板10的第3侧缘10c到孔部25为止的区域之外的区域、即从孔部25的外缘到第4侧缘10d为止的距离（b＋d＋e＋c），可以说是受发热体14的热冲击的实质性的绝缘基板10的长度。而且，从受该发热体14的热冲击的孔部25的外缘到第4侧缘10d为止的距离（b＋d＋e＋c）中的发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）的比例越大，越能具备对于发热体14的发热量的耐性。具体而言，通过使b/（b＋d＋e＋c）为0.15以上，能够具备对于发热体14的发热量的耐性，防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在从孔部25的外缘到第4侧缘10d为止的距离（b＋d＋e＋c）中的发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）的比例小于0.15的情况下，实质性的绝缘基板10的长度（b＋d＋e＋c）中的、发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

[第5方式：b/c]

另外，保护元件1优选使b/c为0.9以上。即，优选在既定尺寸的绝缘基板10中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于绝缘基板10的第4侧缘10d与发热体14的第4侧缘10d侧的端部的最短距离（c）的比例为0.9以上。

当设占据在绝缘基板10的表面10e的第3、第4侧缘10c、10d间的发热体14的长度（d＋e）为恒定时，作为发热体14的两端部与孔部25的外缘及第4侧缘10d的距离的比例，取较大的与孔部25的外缘的最短距离（b），具体而言设为0.9以上，从而使发热体14偏向第4侧缘10d侧，提高对于到达容易产生裂缝的孔部25的区域的热冲击的耐性，能够防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在绝缘基板10的表面10e中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于绝缘基板10的第4侧缘10d与发热体14的第4侧缘10d侧的端部的最短距离（c）的比例小于0.9的情况下，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

[第6方式：b/（f－（e＋c））]

另外，保护元件1优选使b/（f－（e＋c））为0.30以上。即，优选发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从绝缘基板10的第3侧缘10c到绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置为止的距离（f－（e＋c））为0.30以上。

从第3侧缘10c起的距离（f－（e＋c））示出绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置，距离（b）示出从孔部25的外缘到发热体14的端部为止的距离。因而，b/（f－（e＋c））规定绝缘基板10的中心位置与发热体14的第3侧缘10c侧的端部的位置关系。

而且，通过具有发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从绝缘基板10的第3侧缘10c到绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置为止的距离（f－（e＋c））为0.30以上的位置关系，能够在从绝缘基板10的中心位置到达第3侧缘10c侧的区域中容易产生裂缝的孔部25的区域确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，并能防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从绝缘基板10的第3侧缘10c到绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置的距离（f－（e＋c））小于0.30的情况下，从绝缘基板10的中心位置到第3侧缘10c侧的区域中发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，有可能发生裂缝。

此外，从绝缘基板10的第3侧缘10c到绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置为止的距离，除了（f－（e＋c））之外，也可以规定为（a＋d）或者（f/2）。

[第7方式：｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝]

另外，保护元件1优选使从孔部25的外缘到发热体14的中心为止的距离｛b＋（d＋e）/2｝相对于从孔部25的外缘到绝缘基板10的第4侧缘10d为止的长度的一半距离｛（b＋c＋d＋e）/2｝的比例｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝为0.99以上。

从孔部25的外缘到绝缘基板10的第4侧缘10d为止的长度的一半距离｛（b＋c＋d＋e）/2｝，示出上述实质性的绝缘基板10上的中心，通过求出与从孔部25的外缘到发热体14的中心为止的距离｛b＋（d＋e）/2｝的比例，规定该实质性的绝缘基板10内的发热中心的位置。而且，通过以使｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝成为0.99以上的方式形成发热体14，发热体14的发热中心会与实质性的绝缘基板10的中心大体一致或偏向第4侧缘10d侧。因而，能够在从发热体14的发热中心到达孔部25的区域确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，并能防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，在从孔部25的外缘到发热体14的中心为止的距离｛b＋（d＋e）/2｝相对于从孔部25的外缘到绝缘基板10的第4侧缘10d为止的长度的一半距离｛（b＋c＋d＋e）/2｝的比例小于0.99的情况下，发热体14的发热中心从实质性的绝缘基板的中心偏向第3侧缘10c侧而设置，在从发热体14到孔部25的区域不能确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，有可能发生朝向孔部25的裂缝。

[电路基板]

接着，对安装有保护元件1的电路基板2进行说明。电路基板2能采用公知的绝缘基板，例如环氧玻璃基板或玻璃基板、陶瓷基板等的刚性基板、或柔性基板等。另外，如图2所示，电路基板2具有通过回流等来表面安装保护元件1的安装部，在安装部内设置有与设置在保护元件1的绝缘基板10的背面10f的外部连接电极11a、12a、18b分别连接的连接电极。此外，电路基板2安装有向保护元件1的发热体14通电的fet等的元件。

[电路模块的使用方法]

接着，对保护元件1及保护元件1表面安装在电路基板2的电路模块3的使用方法进行说明。如图10所示，电路模块3例如作为锂离子二次电池的电池组内的电路而利用。

例如，保护元件1装入具有由合计4个锂离子二次电池的电池单元51～54构成的电池堆栈55的电池组50而使用。

电池组50具备：电池堆栈55；控制电池堆栈55的充放电的充放电控制电路60；在电池堆栈55异常时截断充电的适用了本发明的保护元件1；检测各电池单元51～54的电压的检测电路56；以及对应检测电路56的检测结果控制保护元件1的动作的电流控制元件57。

电池堆栈55是需要用于进行过充电及过放电状态保护的控制的电池单元51～54串联连接而成，经由电池组50的正极端子50a、负极端子50b，可拆卸地连接到充电装置65，被施加来自充电装置65的充电电压。将利用充电装置65来充电的电池组50的正极端子50a、负极端子50b连接到以电池进行动作的电子设备，从而能够使该电子设备动作。

充放电控制电路60具备：在从电池堆栈55流入充电装置65的电流路径上串联连接的两个电流控制元件61、62；以及控制这些电流控制元件61、62的动作的控制部63。电流控制元件61、62例如由场效应晶体管（以下，称为fet。）构成，利用控制部63来控制栅极电压，从而控制电池堆栈55的电流路径的充电方向和/或放电方向的导通和截断。控制部63从充电装置65接受电力供给而动作，根据利用检测电路56的检测结果，以在电池堆栈55处于过放电或过充电时截断电流路径的方式，控制电流控制元件61、62的动作。

保护元件1例如连接在电池堆栈55与充放电控制电路60之间的充放电电流路径上，其动作被电流控制元件57控制。

检测电路56与各电池单元51～54连接，检测各电池单元51～54的电压值，将各电压值供给充放电控制电路60的控制部63。另外，检测电路56在任一个电池单元51～54成为过充电电压或过放电电压时，输出控制电流控制元件57的控制信号。

电流控制元件57例如由fet构成，根据从检测电路56输出的检测信号，当电池单元51～54的电压值成为超过既定过放电或过充电状态的电压时，使保护元件1动作，以使电池堆栈55的充放电电流路径与电流控制元件61、62的开关动作无关地截断的方式进行控制。

对由以上那样的结构构成的电池组50中、保护元件1的结构具体地进行说明。

首先，适用本发明的保护元件1，具有如图11所示的电路结构。即，保护元件1是包括下列部分的电路结构：经由发热体引出电极16串联连接的可熔导体13；以及经由可熔导体13的连接点通电并发热，从而熔化可熔导体13的发热体14。另外，保护元件1中，例如，可熔导体13串联连接在充放电电流路径上，发热体14与电流控制元件57连接。保护元件1的第1电极11经由外部连接电极11a与电池堆栈55的开放端连接，第2电极12经由外部连接电极12a与电池组50的正极端子50a侧的开放端连接。另外，发热体14经由发热体引出电极16与可熔导体13连接，从而与电池组50的充放电电流路径连接，另外经由第1发热体电极18及外部连接电极18b与电流控制元件57连接。

这样的电池组50在保护元件1的发热体14被通电、发热时，可熔导体13熔化，因其润湿性而被吸引到发热体引出电极16上。其结果，可熔导体13熔断，保护元件1能够可靠地截断电流路径。另外，可熔导体13熔断从而对发热体14的供电路径也被截断，因此发热体14的发热也停止。

另外，电池组50在充放电路径上流过超过保护元件1的额定值的未预料到的大电流的情况下，可熔导体13因自发热（焦耳热）而熔断，从而能够截断电流路径。

如上述，保护元件1由于适当地配置了发热体14、孔部25等的构成保护元件1的各构成部位，所以防止由于发热体14通电发热时的热冲击朝向孔部25而发生裂缝，另外，能够有效地向可熔导体13传递发热体14的发热。因而，保护元件1在发热体14通电发热时能获得期望的发热量，能够稳定地维持可熔导体13的熔断特性。

此外，适用本技术的保护元件1，不限于在锂离子二次电池的电池组利用的情况，显然还能够适用于ic异常过热等、需要利用电信号截断电流路径的各种用途。

实施例

接着，对本技术的实施例进行说明。在本实施例中，形成改变了上述的保护元件1的a～h的各部分的尺寸及配置的实施例1～3及比较例1～5的样本，并验证了发热体（电力：33w）发热时有无发生裂缝。裂缝只要在绝缘基板或发热体的任一个上发生，就设为“有”。

各样本所涉及的保护元件，作为绝缘基板10采用矩形状的陶瓷基板（长度f：9.5mm、宽度h：5.0mm），在绝缘基板10的长边方向的两侧的第3、第4侧缘10c、10d形成第1、第2发热体电极18、19，并且仅在形成于第3侧缘10c侧的第1发热体电极18作为孔部25而形成凹凸状结构，做成对形成于第4侧缘10d侧的第2发热体电极19连接发热体引出电极16的非对称型。

将各实施例及比较例的样本所涉及的尺寸示于表1，并将上述的第1～第7方式中的数值、及有无发生裂缝示于表2。

[表1]

[表2]

[关于第1方式：b/（d＋e）]

实施例1～3中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与设置在第1发热体电极18的孔部25的外缘的最短距离b相对于发热体14的长度（d＋e）的比例（b/（d＋e））为0.20以上，对于发热体14的发热量的耐性变高，未发生朝向孔部25的裂缝。

比较例1～5中，（b/（d＋e））小于0.20，与发热体14的长度（d＋e）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第2方式：b/g]

实施例1～3中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于以大致矩形状形成的发热体14的宽度（g）的比例为1.0以上，由于具备对于发热体14的发热量的耐性，未发生朝向孔部25的裂缝。

比较例1～5中，（b/g）小于1.0，与发热体14的宽度（g）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第3方式：b/（g/（d＋e））]

实施例1～3中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于发热体14的宽度（g）与长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））的比例为6.0，在既定尺寸（9.5×5.0mm）的绝缘基板10内，对于发热体14的宽度（g）与长度（d＋e）的宽长比（g/（d＋e））能够确保仅具备对于发热体14的发热量的耐性的从发热体14到孔部25为止的距离（b），并能防止朝向孔部25的裂缝的发生。

另一方面，比较例1～5中，b/（g/（d＋e））小于6.0，与发热体14的长度（d＋e）或发热体14的宽度（g）相比，发热体14到孔部25为止的距离较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第4方式：b/（b＋d＋e＋c）]

实施例1～3中，由于发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从孔部25的外缘到第4侧缘为止的距离（b＋d＋e＋c）的比例为0.15以上，所以发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于受发热体14的热冲击的实质性的绝缘基板10的长度的比例较大，具备对于发热体14的发热量的耐性，未发生朝向孔部25的裂缝。

另一方面，比较例1～5中，b/（b＋d＋e＋c）小于0.15，实质性的绝缘基板10的长度（b＋d＋e＋c）中的、发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第5方式：b/c]

实施例1～3中，在既定尺寸（9.5×5.0mm）的绝缘基板10内，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于第4侧缘10d与发热体14的第4侧缘10d侧的端部的最短距离（c）的比例为0.9以上，发热体14偏向第4侧缘10d侧而形成，从而提高了对于到达容易产生裂缝的孔部25的区域的热冲击的耐性，因此未发生朝向孔部25的裂缝。

另一方面，比较例1～5中，b/c小于0.9，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第6方式：b/（f－（e＋c））

实施例1～3中，发热体14的第3侧缘10c侧的端部与孔部25的外缘的最短距离（b）相对于从绝缘基板10的第3侧缘10c到绝缘基板10的第3、第4侧缘10c、10d间的中心位置为止的距离（f－（e＋c））为0.30以上，由于在从绝缘基板10的中心位置到达第3侧缘10c侧的区域中容易发生裂缝的孔部25的区域确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，所以未发生朝向孔部25的裂缝。

另一方面，比较例1～5中，b/（f－（e＋c））小于0.30，从绝缘基板10的中心位置到第3侧缘10c侧的区域中发热体14的第3侧缘10c侧的端部和孔部25的外缘的最短距离（b）较短，对于热冲击的耐性不足，且发生裂缝。

[关于第7方式：｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝]

实施例1～3中，从孔部25的外缘到发热体14的中心为止的距离｛b＋（d＋e）/2｝相对于从孔部25的外缘到绝缘基板10的第4侧缘10d为止的长度的一半距离｛（b＋c＋d＋e）/2｝的比例｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝为0.99以上，由于发热体14的发热中心与实质性的绝缘基板10的中心大体一致或偏向第4侧缘10d侧，所以能够在从发热体14的发热中心到达孔部25的区域确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，未发生朝向孔部25的裂缝。

另一方面，比较例1～5中，｛b＋（d＋e）/2｝/｛（b＋c＋d＋e）/2｝小于0.99，发热体14的发热中心从实质性的绝缘基板的中心偏向第3侧缘10c侧而设置，在从发热体14到达孔部25的区域不能确保具备对于发热体14的热冲击的耐性的长度，发生朝向孔部25的裂缝。

标号说明

1保护元件；2电路基板；3电路模块；10绝缘基板；11第1电极；12第2电极；13可熔导体；14发热体；15绝缘部件；16发热体引出电极；17助熔剂；18第1发热体电极；19第2发热体电极；20盖部件；21侧面；22顶面；25孔部；26孔部；27保护元件；50电池组；51～54电池单元；55电池堆栈；56检测电路；57电流控制元件；60充放电控制电路；61电流控制元件；62电流控制元件；63控制部；65充电装置。