切断元件及切断元件电路的制作方法

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切断元件及切断元件电路的制造方法与工艺

本技术涉及一种切断电源线和信号线的切断元件、及切断元件电路,尤其涉及一种具有小型化、高电流额定值的切断元件及切断元件电路。



背景技术:

能够利用充电而反复使用的二次电池大多被加工成电池组件提供给用户。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,一般来说,将多个过充电保护、过放电保护等的保护电路内藏于电池组件,在所定的情况下切断电池组件的输出。

在这种切断元件中,通过使用内藏于电池组件的FET开关进行输出的ON/OF,来进行电池组件的过充电保护或过放电保护动作。然而,即使在由于某种原因FET开关短路损坏的情况下,或者在施加雷击浪涌等流入瞬间大电流的情况下,或者由于电池单元的寿命输出电压异常低下、反之输出过大的异常电压、串联的电池单元各自的电压变化增大的情况下,也必须从起火等事故中保护电池组件及电子设备。为此,即使在这样可以设想的任何异常状态下,为了安全地切断电池单元的输出,由具有通过来自外部的信号来切断电流路径的功能的熔丝元件构成的切断元件被使用。

作为锂离子二次电池等用的保护电路的切断元件,如图27所示,通过使电流路径上的第1电极91、发热体引出电极95、及第2电极92与可熔导体93连接而形成电流路径的一部分,利用起因于过电流的自身发热、或设置于切断元件内部的发热体94,使该电流路径上的可熔导体93 熔断(参照专利文献1)。在这样的切断元件90中,通过在连接于发热体94的发热体引出电极95、及第1电极91、第2电极92上收集熔融的液体状的可熔导体93,分离并切断第1电极91、第2电极92之间的电流路径。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-003665号公报



技术实现要素:

如图27所示,在以往的切断元件90的电流路径上,在第1电极91与第2电极92之间,插入有与发热体94连接的发热体引出电极95。由此,第1电极91与发热体引出电极95通过可熔导体93连接,并且第2电极92与发热体引出电极95通过可熔导体93连接。因此,由于可熔导体93大型化且占有大面积,所以元件的尺寸大型化。另外,在以往的切断元件90中,因为起因于可熔导体93的大型化而导通电阻变高,所以难以提高电流额定值。

因此,期望提供一种能够实现元件的小型化、并且能够提高电流额定值的切断元件及切断元件电路。

为了解决上述问题,本技术的一种实施方式的切断元件具备:绝缘基板、形成于绝缘基板上且互相对向的第1电极和第2电极、形成于绝缘基板上且在与第1电极跟第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向的第3电极和第4电极、连接于第3电极与第4电极的发热体、以及第1可熔导 体。该第1可熔导体包含:使第1电极与第2电极连接的第1连接部、以及连接于该第1连接部且使第1电极和第2电极与第3电极连接的第2连接部。

另外,本技术的一种实施方式的切断元件具备:绝缘基板、形成于绝缘基板上且互相对向的第1电极和第2电极、形成于绝缘基板上且在与第1电极跟第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向的第3电极和第4电极、连接于第3电极与第4电极的发热体、连接于第1电极与第2电极的第2可熔导体、以及与第2可熔导体隔开且连接于第1电极和第2电极与第3电极的第3可熔导体。

进一步说,本技术的一种实施方式的切断元件具备:绝缘基板、形成于绝缘基板上且互相对向的第1电极和第2电极、形成于绝缘基板上且在与第1电极跟第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向的第3电极和第4电极、连接于第3电极与第4电极的发热体、连接于第1电极与第2电极的第4可熔导体、以及连接于第1电极与第3电极的第5可熔导体和连接于第2电极与第3电极的第6可熔导体中的至少一方。

本技术的一种实施方式的切断元件电路具备:连接于外部电路的第1端子和第2端子、发热电阻、连接于发热电阻的第3端子、连接于第1端子与第2端子且串联于外部电路的第1熔丝、以及连接于第1端子和第2端子与第3端子的第2熔丝。

另外,本技术的一种实施方式的切断元件电路具备:连接于外部电路的第1端子和第2端子、发热电阻、连接于发热电阻的第3端子、连接于 第1端子与第2端子且串联于外部电路的第3熔丝、以及连接于第1端子和第2端子中的至少一方与第3端子的第4熔丝。

根据本技术的一种实施方式的切断元件或切断元件电路,因为使第1电极与第2电极对向配置、且使可熔导体连接于第1电极和第2电极,所以与将发热体引出电极插入于第1电极与第2电极之间的以往的构成相比,能够实现减小可熔导体的电阻、提高电流额定值,并且能够实现切断元件全体的小型化。

附图说明

图1A是表示省略盖部部件的切断元件的平面图。

图1B是图1A中所示的切断元件的沿着A-A′线的截面图。

图1C是图1A中所示的切断元件的沿着B-B′线的截面图。

图2是安装有切断元件的电池组件的电路图。

图3A是切断元件的电路图,表示启动前的状态。

图3B是图3A中所示的切断元件的电路图,表示发热体发热、第1电极与第2电极之间的电流路径被切断的状态。

图3C是图3A中所示的切断元件的电路图,表示发热体的供电路径被切断的状态。

图4是表示发热体设置于绝缘层内部的切断元件的平面图。

图5是表示发热体设置于绝缘基板背面的切断元件的平面图。

图6是表示发热体设置于绝缘基板内部的切断元件的平面图。

图7是表示发热体与第1~第3电极重叠的切断元件的平面图。

图8是表示发热体与第1~第4电极并列设置的切断元件的平面图。

图9A是表示发热体的发热中心偏向第2电极侧且省略盖部部件的切断元件的平面图。

图9B是图9A中所示的切断元件的沿着A-A′线的截面图。

图9C是图9A中所示的切断元件的沿着B-B′线的截面图。

图10A是图9A~图9C中所示的切断元件的平面图,表示第1电极与第2电极之间的电流路径被切断的状态。

图10B是图10A中所示的切断元件的沿着B-B′线的截面图。

图10C是图10A中所示的切断元件的电路图。

图11A是图9A~图9C中所示的切断元件的平面图,表示第1电极与第3电极之间的电流路径被切断的状态。

图11B是图11A中所示的切断元件的沿着B-B′线的截面图。

图11C是图11A中所示的切断元件的电路图。

图12是表示使用构成通电路径的第2可熔导体、及构成通往发热体的供电路径的第3可熔导体的切断元件的平面图。

图13A是图12中所示的切断元件的电路图,表示启动前的状态。

图13B是图12中所示的切断元件的电路图,表示发热体发热、第1电极与第2电极之间的电流路径被切断的状态。

图13C是图12中所示的切断元件的电路图,表示发热体的供电路径被切断的状态。

图14是表示使用构成通电路径的第2可熔导体、及构成通往发热体的供电路径的第4和第5可熔导体的切断元件的平面图。

图15A是表示使用构成通电路径的第2可熔导体、及构成通往发热体的供电路径的第4可熔导体的切断元件的平面图。

图15B是表示图15A中所示的切断元件的切断元件电路的电路图。

图16A是表示使用构成通电路径的第2可熔导体、及构成通往发热体的供电路径的第5可熔导体的切断元件的平面图。

图16B是表示图16A中所示的切断元件的切断元件电路的电路图。

图17A是表示具备含有高熔点金属层与低熔点金属层的被覆构造的可熔导体的立体图,表示将高熔点金属层作为内层且该高熔点金属层被低熔点金属层被覆的构造。

图17B是表示具备含有高熔点金属层与低熔点金属层的被覆构造的可熔导体的立体图,表示将低熔点金属层作为内层且该低熔点金属层被高熔点金属层被覆的构造。

图18A是表示具备高熔点金属层与低熔点金属层的积层构造的可熔导体的立体图,表示上下2层构造。

图18B是表示具备高熔点金属层与低熔点金属层的积层构造的可熔导体的立体图,表示由内层及2个外层构成的3层构造。

图19是表示具备高熔点金属层与低熔点金属层的多层构造的可熔导体的截面图。

图20A是表示在高熔点金属层的表面形成有线状的开口部、且低熔点金属层在该开口部露出的可熔导体的平面图,表示沿着长度方向形成有开口部的情况。

图20B是表示在高熔点金属层的表面形成有线状的开口部、且低熔点金属层在该开口部露出的可熔导体的平面图,表示沿着宽度方向形成有开口部的情况。

图21是表示在高熔点金属层的表面形成有圆形的开口部,且低熔点金属层在该开口部露出的可熔导体的平面图。

图22是表示在高熔点金属层上形成有圆形的开口部,且在该开口部的内部填充有低熔点金属层的可熔导体的平面图。

图23是表示具有被高熔点金属层被覆的更厚的第1边缘部、及露出低熔点金属层的第2边缘部的可熔导体的平面图。

图24是表示作为第1可熔导体,使用具有被高熔点金属层被覆的更厚的第1边缘部、及露出低熔点金属层的第2边缘部的可熔导体的切断元件的平面图。

图25是表示作为第2、3可熔导体,使用具有被高熔点金属层被覆的更厚的第1边缘部、及露出低熔点金属层的第2边缘部的可熔导体的切断元件的平面图。

图26是表示作为第2、4、5可熔导体,使用具有被高熔点金属层被覆的更厚的第1边缘部、及露出低熔点金属层的第2边缘部的可熔导体的切断元件的平面图。

图27是表示以往的切断元件的构成的平面图。

具体实施方式

以下参照附图对本技术的一种实施方式的切断元件、及切断元件电路进行详细说明。再有,本技术不只限于以下的实施方式,在不脱离本技术的主旨的范围内,当然可以对本技术进行各种变更。另外,附图为示意性的,各尺寸的比率等有可能与现实的东西相异。具体尺寸等应该根据以下 的说明来考虑、判断。另外,在附图之间当然包含相互尺寸的关系及比率不同的部分。

适用有本技术的切断元件1如图1A~图1C所示。图1A是表示省略盖部部件的切断元件的平面图,图1B是图1A中所示的切断元件1的沿着A-A′线的截面图,图1C是图1A中所示的切断元件的沿着B-B′线的截面图。如图1A~图1C所示,切断元件1具备绝缘基板10、形成于绝缘基板10上的第1~第4电极11~14、连接于第3电极13与第4电极14的发热体15、以及连接于第1~第3电极11~13的第1可熔导体21。该第1可熔导体21包含使第1电极11与第2电极12连接的第1连接部21a、以及连接于该第1连接部21a且使第1电极11和第2电极12与第3电极13连接的第2连接部21b。

[绝缘基板]

绝缘基板10例如含有氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等绝缘性材料且形成为大致方形。绝缘基板10除此之外虽然也可以含有用于玻璃环氧基板、苯酚基板等印刷配线基板的材料,但是需要注意第1可熔导体21的熔断时的温度。

[发热体]

发热体15含有电阻值比较高且一通电便发热的导电性材料,例如钨(W)、钼(Mo)、钌(Ru)等。将这些导电性材料的合金或组合物、化合物的粉状体与树脂粘合剂等混合成导电膏,并使用丝网印刷技术将该导电膏图案化后、通过煅烧等形成发热体15。

发热体15形成于绝缘基板10的表面10a上,且被绝缘层17被覆。绝缘层17是为了实现发热体15的保护及绝缘,且有效地将发热体15所发生的热量传送至第1电极11、第2电极12而设置的,例如含有玻璃等。第1电极11、第2电极12通过被发热体15加热,能够容易地凝集第1可熔导体21的熔融导体。在绝缘层17上,形成有第1~第4电极11~14各自的一部分。

发热体15的一端部与第3电极13的下层部13b连接,发热体15的另一端部与第4电极14的下层部14b连接。第3电极13的下层部13b形成于绝缘基板10的表面10a上、且被绝缘层17被覆,并在绝缘基板10的一端侧与第3电极13的上层部13a连接。发热体15通过第3电极13的上层部13a与第1可熔导体21连接。另外,第4电极14的下层部14b形成于绝缘基板10的表面10a上、且被绝缘层17被覆,并在绝缘基板10的另一端侧与第4电极14的上层部14a连接。第4电极14的上层部14a为了在切断元件1上搭载后述的盖部部件19,被形成为与第3电极13的上层部13a具有相同的高度。发热体15通过第4电极14与外部电路连接。

[第1~第4电极]

第1电极11、第2电极12分别形成于绝缘基板10中的互相对向的一对边缘。该第1电极11、第2电极12通过通孔与形成于绝缘基板10的背面10b侧的外部连接电极11a、12a连接,通过该外部连接电极11a、12a与外部电路连接。另外,第1电极11、第2电极12形成在从绝缘基板10的表面10a到绝缘层17上,在该绝缘层17上,以所定的间隔G1隔开且互相对向。接着,第1电极11、第2电极12通过在切断元件1上搭载后述的第1可熔导体21,通过该第1可熔导体21电连接。

因此,若切断元件1被安装在电路基板上,则因为通过第1可熔导体21第1电极11与第2电极12连接,所以从第1电极11经由第1可熔导体21到第2电极12的电流路径被作为该外部电路的一部分形成。安装有第1电极11、第2电极12的外部电路是安装有切断元件1的电子设备的电流线,例如为锂离子二次电池的电池组件的充放电电路、各种电子设备的电源电路、或者数字信号电路等。作为该外部电路,能够使用不管电流的强弱只要求能物理地切断电流路径的任何电路。

第3电极13、第4电极14分别形成于与设置有第1电极11、第2电极12的绝缘基板10的一对边缘正交的一对边缘。也就是说,第3电极13、第4电极14在与第1电极、第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向。第4电极14通过通孔与形成于绝缘基板10的背面10b侧的外部连接电极14c连接、且通过该外部连接电极14c与外部电路连接。第3电极13包含形成于绝缘基板10的表面10a上且被绝缘层17被覆的下层部13b、以及形成于该绝缘层17上的上层部13a。第4电极14包含形成于绝缘基板10的表面10a上且被绝缘层17被覆的下层部14b、以及形成于该绝缘层17上的上层部14a。下层部13b与上层部13a连接、且与发热体15的一端部连接。下层部14b与上层部14a连接、且与发热体15的另一端部连接。

另外,第3电极13的上层部13a与第1电极11、第2电极12以所定的间隔G2隔开且对向。然后,在第3电极13中,在上层部13a上配置第1可熔导体21。因此,在切断元件1中,形成从第1电极11或第2电极12通过第1可熔导体21及第3电极13向发热体15通电的供电路径2(参照图3A)。

[电极涂层处理]

此处,第1~第4电极11~14使用铜(Cu)及银(Ag)等一般的电极材料形成。另外,第1~第3电极11~13在切断元件1操作时,也可以通过利用发热体15所发生的热量使第1可熔导体21熔融,从而由构成该第1可熔导体21的低熔点金属发生熔蚀(焊料浸出)。因此,在切断元件1中,因为第1电极11与第2电极12的间隔G1、及第1电极11和第2电极12与第3电极13的间隔G2扩大,所以能够更加提高绝缘性、切断性。

再有,在第1~第3电极11~13的表面上,镍(Ni)/金(Au)电镀、Ni/钯(Pd)电镀、Ni/Pd/Au电镀等的涂层也可以使用电镀处理等已知的方法涂布。因此,在切断元件1中,能够防止第1~第3电极11~13的氧化,能够可靠地保持第1可熔导体21。另外,在用回流焊安装切断元件1时,能够防止因为用于连接第1可熔导体21的连接用焊料或者用于形成第1可熔导体21外层的低融点金属熔融而使第1~第3电极11~13被熔蚀。

[第1可熔导体]

作为第1可熔导体21,能够使用利用发热体15的发热而被快速熔断的任何金属(低熔点金属)。该低熔点金属例如是焊料、及以锡(Sn)为主要成分的无铅(Pb)焊料等。

另外,第1可熔导体21也可以含有低熔点金属及高熔点金属。作为低熔点金属,优选使用焊料、及以Sn为主要成分的无铅焊料等,作为高熔点金属,优选使用至少含有Ag和Cu中的一种作为其构成元素的材料。由于第1可熔导体21含有高熔点金属及低熔点金属,在回流焊安装切断 元件1时,因为即使由于回流焊温度超过低熔点金属的熔融温度、该低熔点金属熔融,也能够抑制作为内层的低熔点金属向外部流出,所以能够维持第1可熔导体21的形状。另外,在第1可熔导体21熔断时,因为由于低熔点金属熔融、熔蚀(焊料浸出)高熔点金属,所以能够在高熔点金属的熔点以下的温度快速使第1可熔导体21熔断。再有,第1可熔导体21如后面所述,能够形成为各种各样的构成。

第1可熔导体21被形成为大致矩形状。该第1可熔导体21使用连接用焊料,以使第1电极11、第2电极12连接的方式形成,且配置于第3电极13的上层部13a上。因此,第1可熔导体21包含使第1电极11与第2电极12连接的第1连接部21a、以及连接于该第1连接部21a且使第1电极11和第2电极12与第3电极13连接的第2连接部21b。另外,第1可熔导体21构成从第1电极11、第2电极12经由第3电极13到发热体15及第4电极14的通往发热体15的供电路径2。

再有,第1可熔导体21为了防止氧化、及提高熔断时的润湿性等,优选涂布助焊剂18。

另外,在切断元件1中,在第1~第4电极11~14上,形成有防止熔融的第1可熔导体21流出的保护壁16。保护壁16使用具有绝缘性的材料形成,例如含有玻璃等。通过设置保护壁16,能够防止由于第1可熔导体21的熔融导体通过第1电极11、第2电极12流入外部连接电极11a、12a以至于电路基板的连接电极被熔蚀,以及能够防止在第3电极13上连接用焊料过分扩散。

另外,在切断元件1中,通过盖部部件19覆盖绝缘基板10来保护该切断元件1的内部。盖部部件19与上述绝缘基板10相同,例如使用热塑性塑料、陶瓷、玻璃环氧树脂基板等绝缘性材料形成。

[切断元件的电路构成]

这样的切断元件1如图2所示,例如安装于锂离子二次电池的电池组件30内的电路中。电池组件30例如具备由合计4个锂离子二次电池的电池单元31~34构成的电池组35。

电池组件30具备电池组35、控制电池组35的充放电的充放电控制电路40、在电池组35异常时切断充电的本技术的切断元件1、检测各个电池单元31~34的电压的检测电路36、以及成为根据检测电路36的检测结果控制切断元件1的操作的开关元件的电流控制元件37。

电池组35由需要进行过充电保护及过放电保护的控制的电池单元31~34串联而成。该电池组35通过电池组件30的正极端子30a及负极端子30b以可以装卸的方式连接于充电装置45,从该充电装置45施加充电电压。因为将由充电装置45充电的电池组件30通过正极端子30a、负极端子30b连接于电子设备,所以能够使该电子设备驱动。

充放电控制电路40具备与从电池组35流向充电装置45的电流路径串联的2个电流控制元件41和42、以及控制这些电流控制元件41和42的操作的控制部43。电流控制元件41、42例如由场效应晶体管(以下称为FET)构成,通过由控制部43控制栅极电压,来控制电池组35的电流路径的导通与切断。控制部43从充电装置45接受电力供给进行操作,根据检测电路36的检测结果,当电池组35为过放电或过充电时,控制电流控制元件41、42的操作以切断电流路径。

切断元件1例如配置于电池组35与充放电控制电路40之间的充放电电流路径上,该切断元件1的操作由电流控制元件37控制。

检测电路36与各个电池单元31~34连接,检测各个电池单元31~34的电压值,向充放电控制电路40的控制部43提供各个电压值。另外,检测电路36在电池单元31~34中的任一个成为过充电电压或过放电电压时,输出控制电流控制元件37的控制信号。

电流控制元件37例如由FET构成,根据从检测电路36输出的检测信号,在电池单元31~34的电压值成为超过规定的过放电或过充电状态的电压时使切断元件1驱动,不依靠电流控制元件41、42的开关操作切断电池组35的充放电电流路径。

本技术的一种实施方式的切断元件1用于由如以上结构构成的电池组件30,具有如图3A所示的电路结构。也就是说,在切断元件电路70中,通过第1熔丝71(第1可熔导体21的第1连接部21a)第1端子72(第1电极11)与第2端子73(第2电极12)连接。另外,由于通过第2熔丝74(第1可熔导体21的第2连接部21b)第1、第2端子72、73与第3端子75(第3电极13)、发热电阻76(发热体15)及第4端子77(第4电极14)连接,形成供电路径2。

通过切断元件1安装于电池组件30的电路中,与第1可熔导体21的一端部连接的第1电极11通过外部连接电极11a与充放电电流路径的一端部连接,并且与第1可熔导体21的另一端部连接的第2电极12通过外部连接电极12a与充放电电流路径的另一端部连接。因此,第1可熔导体21在充放电电流路径上与第1电极11、第2电极12各自的外部连接电极11a、12a串联。另外,第4电极14通过外部连接电极14a与电流控制元件 37连接。因此,发热体15的一端部通过第3电极13与第1可熔导体21连接,并且发热体15的另一端部通过第4电极14与电流控制元件37连接。通往发热体15的供电路径2的通电由连接于第4电极14的电流控制元件37控制。

检测电路36如果检测出电池单元31~34中的任一个的异常电压,则向电流控制元件37输出切断信号。于是,电流控制元件37控制电流以使发热体15通电。在供电路径2中,因为电流从电池组35通过第1电极11、第1可熔导体21及第3电极13流过,所以发热体15开始发热。切断元件1利用发热体15的发热使第1可熔导体21熔断。

此时,在切断元件1中,如图3B所示,通过连接于第1、第2端子72、73(第1、第2电极11、12)的第1熔丝71(第1连接部21a)熔断,电池组件30的充放电电流路径被切断后,如图3C所示,通过连接于第1、第2端子72、73与第3端子75(第3电极13)的第2熔丝74(第2连接部21b)熔断,通往发热电阻76(发热体15)的供电路径2被切断。

此外,本技术的切断元件不只限于使用锂离子二次电池的电池组件的情况下,当然也可以适用于需要由电信号切断电流路径的各种用途。

根据这样的切断元件1,因为使第1电极11与第2电极12对向配置,使第1可熔导体21连接于第1、第2电极11、12,所以与通过发热体引出电极使第1、第2电极对向的以往的构成相比,能够实现减小可熔导体的电阻、提高电流额定值,并且能够实现元件全体的小型化。

也就是说,在以往的切断元件中,将发热体引出电极插入于第1、第2电极之间,通过可熔导体使发热体电极与第1电极连接,并且通过该可 熔导体使发热体电极与第2电极连接。在此情况下,因为可熔导体的电阻值变大,所以不能提高切断元件的电流额定值。另外,因为由于在第1、第2电极之间设置了发热体引出电极,第1、第2电极的间隔扩大,所以元件全体的尺寸也变大了。

关于这一点,在切断元件1中,使第1电极11与第2电极12直接对向,使第1可熔导体21连接于第1、第2电极11、12及第3电极13。因此,在切断元件1中,因为第1可熔导体21的尺寸在通电方向上变短,能够实现伴随小型化的低电阻化,并且能够提高电流额定值。另外,在切断元件1中,因为不通过上述发热体引出电极而使第1电极11与第2电极12直接对向,所以能够实现元件全体的小型化,并且能够实现高电流额定值。

此外,在切断元件1中,除了第1可熔导体21利用发热体15的发热而熔断之外,因为在外部电路流入过电流的情况下,第1可熔导体21利用自身发热(焦耳热)而熔断,所以能够切断外部电路。

[连接部W2<连接部W1]

另外,在第1可熔导体21中,连接于第1、第2电极11、12与第3电极13的第2连接部21b的宽度W2比连接于第1、第2电极11、12的第1连接部21a的宽度W1小。第1可熔导体21因为在外部电路的电流路径上串联,所以为了实现第1可熔导体21的低电阻化、及切断元件1的高电流额定值,连接于第1、第2电极11、12的第1连接部21a的宽度W1优选足够大。另一方面,因为只要能够切断通往发热体15的供电路径2即可,所以连接于第3电极13的第2连接部21b的宽度W2只要比第1、第2电极11、12之间的间隔G1大,也没有必要进一步增大。

[发热体的发热中心C]

此处,切断元件1以第1可熔导体21的第1连接部21a先于第2连接部21b熔断的方式形成。因为如果第2连接部21b先于第1连接部21a熔断,则向发热体15的供电停止,所以第1可熔导体21就不能熔断。

为此,切断元件1以如果发热体15发热、则第1连接部21a先于第2连接部21b熔断的方式形成。具体地说,在切断元件1中,第1可熔导体21以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的发热中心C的方式配置。

此处,发热体15的发热中心C是指在由发热体15发热而产生的热量分布中,在发热初期的阶段达到最高温度的区域。在由发热体15发生的热量中,从绝缘基板10释放的热量最多。如果由耐热冲击性优异但热导率也高的陶瓷材料形成绝缘基板10等,则热量将扩散至绝缘基板10。因此,在发热体15中,因为在开始通电的发热初期的阶段,离与绝缘基板10相接触的外边最远的中心成为最热,所以该中心成为高温,同时由于随着向与绝缘基板10相接触的外边放热,从而随着接近该外边、温度不容易上升。

为此,在切断元件1中,以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的在发热初期达到最高温度的发热中心C的方式,配置发热体15、第1电极11和第2电极12、及第1可熔导体21。因此,在第1可熔导体21中,因为相比第2连接部21b热量更早地传递至第1连接部21a,该第1连接部21a首先熔断,所以能够防止在外部电路的电流路径被切断之前通往发热体15的供电路径2被切断的事态发生。第2连接部21b因为 比第1连接部21a后加热,所以在第1连接部21a熔断后熔断。由此,向发热体15的供电被停止。

[间隔G2<间隔G1]

另外,在切断元件1中,第1电极11和第2电极12与第3电极13之间的间隔G2也可以比第1电极11与第2电极12之间的间隔G1小。第1可熔导体21因为电极之间的间隔越长熔融导体的张力越强,所以容易熔断。于是,由于第1电极11与第2电极12之间的间隔G1比第1电极11和第2电极12与第3电极13之间的间隔G2大,所以第1连接部21a先于第2连接部21b熔断。因此,在切断元件1中,能够防止在外部电路的电流路径被切断之前通往发热体15的供电路径2被切断的事态发生。

[发热体的配置]

另外,在切断元件1中,也可以代替在绝缘基板10的表面10a上形成发热体15,而如图4所示,在形成子绝缘基板10的表面10a上的绝缘层17的内部形成发热体15。在这种情况下,与发热体15连接的第3电极13、第4电极14的下层部13b、14b也被形成于从绝缘基板10的表面10a至绝缘层17的内部。另外,在绝缘层17的内部形成发热体15的情况下,第1可熔导体21也优选以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的发热中心C的方式配置。

另外,在切断元件1中,如图5所示,也可以在绝缘基板10的背面10b上形成发热体15。在这种情况下,发热体15在绝缘基板10的背面10b上被绝缘层17被覆。另外,与发热体15连接的第3电极13、第4电极14的下层部13b、14b也同样形成在绝缘基板10的背面10b上,并且通过导电通孔与形成于绝缘基板10的表面10a上的上层部13a、14a连接。

在切断元件1中,因为由于发热体15形成于绝缘基板10的背面10b上,绝缘基板10的表面10a平坦化,所以能够在表面10a上使用印刷法等一次性地形成第1电极11和第2电极12、及第3电极13和第4电极14的上层部13a、14a。因此,在切断元件1中,能够简化第1~第4电极11~14的制造步骤,并且能够实现薄型化。

在切断元件1中,在绝缘基板10的背面10b上形成发热体15的情况下,通过使用细陶瓷等热导性优异的材料作为绝缘基板10的形成材料,也与使用该发热体15、在绝缘基板10的表面10a上形成发热体15的情况相同,能够加热第1可熔导体21且使其熔断。另外,在绝缘基板10的背面10b上形成发热体15的情况下,第1可熔导体21也优选以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的发热中心C的方式配置。

另外,在切断元件1中,如图6所示,也可以在绝缘基板10的内部形成发热体15。在这种情况下,没有必要设置用于被覆发热体15的绝缘层17。另外,与发热体15连接的第3电极13、第4电极14的下层部13b、14b形成至绝缘基板10的内部,并且通过导电通孔与通过通孔形成于绝缘基板10的表面10a上的上层部13a、14a连接。

因为由于在绝缘基板10的内部形成发热体15,在切断元件1中,绝缘基板10的表面10a平坦化,所以能够在表面10a上使用印刷法等一次性地形成第1电极11和第2电极12、及第3电极13和第4电极14的上层部13a、14a。因此,在切断元件1中,能够简化第1~第4电极11~14的制造步骤,并且能够实现薄型化。

在切断元件1中,在绝缘基板10的内部形成发热体15的情况下,通过使用细陶瓷等热导性优异的材料作为绝缘基板10的形成材料,也与使 用该发热体15在绝缘基板10的表面10a上形成发热体15的情况相同,能够加热第1可熔导体21且使其熔断。另外,在绝缘基板10的内部形成发热体15的情况下,第1可熔导体21也优选以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的发热中心C的方式配置。

[发热体与第1~第3电极的重叠]

另外,在切断元件1中,在绝缘基板10的表面10a上形成发热体15且用绝缘层17被覆发热体15的情况(图1A~图1C)、在绝缘层17的内部形成发热体15的情况(图4)、在绝缘基板10的背面10b上形成发热体15的情况(图5)、以及在绝缘基板10的内部形成发热体15的情况(图6)中任一种情况下,也优选发热体15与第1电极11、第2电极12互相重叠。

因为由于发热体15与第1电极11、第2电极12互相重叠,发热体15所发生的热量能够被有效地传送至第1电极11、第2电极12,所以在连接于第1电极11、第2电极12的第1可熔导体21中,能够使第1连接部21a先于第2连接部21b熔断。另外,因为由于第1电极11、第2电极12被有效地加热,熔融导体对第1电极11、第2电极12的熔蚀被促进,所以能够提高第1电极11、第2电极12之间的绝缘性。

另外,如图7所示,在切断元件1中,也可以使发热体15与第1~第3电极11~13互相重叠。在这种情况下,第1电极11、第2电极12与发热体15的发热中心C附近重叠,第3电极13与发热体15的端部重叠。因此,因为第1电极11、第2电极12先于第3电极13被加热达到高温,所以在第1可熔导体21中,能够使第1连接部21a先于第2连接部21b熔断。另外,因为不仅第1电极11、第2电极12而且第3电极13也能够被 有效地加热,所以通过第1~第3电极11~13分别保持熔融导体,不仅能够提高第1电极11与第2电极12之间的绝缘性,也能够提高第1电极11、第2电极12与第3电极13之间的绝缘性。

[发热体与第1~第4电极并设]

另外,在切断元件1中,如图8所示,发热体15也可以与第1~第4电极11~14并列形成于绝缘基板10的表面10a上。在这种情况下,发热体15被设置于绝缘基板10的表面10a上,且被绝缘层17被覆。另外,在这种情况下,第1可熔导体21也优选以第1连接部21a比第2连接部21b靠近发热体15的发热中心C的方式配置。

[发热中心偏移]

另外,在切断元件1中,如图9A~如图9C所示,对于发热体15与第1电极11、第2电极12的相对位置关系,发热体15的发热中心C也可以与第1电极11或第2电极12中的连接有第1可熔导体21的部位重叠。例如,在切断元件1中,如果以第1电极11的长度(在图9C中的横方向上的最大尺寸)等于第2电极12的长度(在图9C中的横方向上的最大尺寸)的方式,在绝缘基板10的表面10a上配置第1电极11、第2电极12,则将发热体15形成于稍微偏向第2电极12侧的位置上。因此,在切断元件1中,因为能够通过第2电极12将发热体15的热量有效地传送至第1可熔导体21的第1连接部21a,所以能够快速切断外部电路的电流路径。

另外,在切断元件1中,通过使发热体15的发热中心C与第1电极11或第2电极12中的连接有第1可熔导体21的部位重叠,能够防止起因于发热体15的过热的损伤。也就是说,由于在发热体15的发热中心C上 配置第1电极11或第2电极12,所以能够将发热体15所发生的热量有效地传送至第1电极11或第2电极12。因此,因为由于发热体15所发生的热量被传送,该发热体15自身难以蓄积热量,所以能够防止起因于过热的发热体15的损伤。

另一方面,如果在发热体15的发热中心C上第1电极11或第2电极12不重叠,该发热体15的发热中心C上成为空隙区,则因为不能有效地将发热体15的发热所产生的热量传送至第1电极11、第2电极12及第1可熔导体21,所以不能快速熔断第1可熔导体21。

为此,在切断元件1中,由于使发热体15的发热中心C与第1电极11或第2电极12中的连接有第1可熔导体21的部位重叠,能够使第1可熔导体21快速熔断,并且能够防止发热体15的过热。

在使发热体15的发热中心C与第2电极12中的连接有第1可熔导体21的部位重叠的切断元件1中,因为如果发热体15发热,则与发热中心C重叠的第2电极12侧被有效地加热,所以第1可熔导体21从连接于第2电极12侧熔融。由此,在切断元件1中,如图10A~如图10C所示,首先,因为在第1可熔导体21上第1连接部21a熔断,所以第1电极11、第2电极12之间的电流路径被切断。此时,在第1可熔导体21中,因为离发热体15的发热中心C远的第2连接部21b没有熔断,所以通往发热体15的供电路径2没有被切断。因此,在切断元件1中,于第1可熔导体21上在从第1连接部21a熔断至使第1电极11、第2电极12之间的电流路径切断的期间内,能够可靠地使发热体15持续发热。

此后,在切断元件1中,如图11A~如图11C所示,通过发热体15持续发热,因为由于在第1可熔导体21上第2连接部21b也熔断,第1电 极11、第3电极13之间的电流路径被切断,所以向发热体15的供电停止。

[变形例]

接着,对本技术的一种实施方式的其他切断元件进行说明。再有,在以下的说明中,对于与用于上述切断元件1及切断元件电路70的部件相同的部件附加上相同的附图标记,并省略了有关该部件的详细的说明。如图12所示,切断元件20具备绝缘基板10、形成于绝缘基板10上的第1~第4电极11~14、连接于第3电极13与第4电极14的发热体15、连接于第1电极11与第2电极12的第2可熔导体22、以及与该第2可熔导体22隔开且连接于第1电极11和第2电极12与第3电极13的第3可熔导体23。

切断元件1与切断元件20的不同点是:连接于第1~第3电极11~13的可熔导体在切断元件1中使用了1个可熔导体(第1可熔导体21),而在切断元件20中使用了多个可熔导体(第2可熔导体22及第3可熔导体23)。也就是说,在切断元件20中,第2可熔导体22连接于第1电极11与第2电极12,第3可熔导体23连接于第1电极11和第2电极12与第3电极13。

作为第2、第3可熔导体22、23,能够使用与上述第1可熔导体21相同的可熔导体,另外,与第1可熔导体21相同,对于第2、第3可熔导体22、23能够采用后述的各种形态。第2可熔导体22使第1电极11、第2电极12电连接,并且在安装有切断元件20的外部电路的电流路径上串联。第3可熔导体23构成从第1电极11、第2电极12通过第3电极13 至发热体15及第4电极14的通往发热体15的供电路径27(参照图13A~图13C)。

另外,在切断元件20中,因为第2可熔导体22配置于比第3可熔导体23靠近发热体15的发热中心C的位置,所以如果发热体15发热,则首先通过第2可熔导体22熔断,切断第1电极11、第2电极12之间的电流路径后,再通过第3可熔导体23熔断,切断第1电极11、第2电极12与第3电极13之间的电流路径。

这样的切断元件20具有如图13A所示的电路构造。也就是说,在切断元件电路80中,因为通过第3熔丝81(第2可熔导体22)使第1、第2端子72、73(第1、第2电极11、12)连接,并且通过第4熔丝82(第3可熔导体23)使第1、第2端子72、73与第3端子75(第3电极13)、发热电阻76(发热体15)及第4端子77(第4电极14)连接,所以形成连续的供电路径27。供电路径27由连接于第4端子77的电流控制元件控制通电。

于是,在有必要切断安装有切断元件20的外部电路的电流路径的情况下,通过电流控制元件供电路径27能够被通电,电流从第1端子72或第2端子73通过第3、第4熔丝81、82及第3端子75流向发热电阻76。如果发热电阻76在通电时发热,则切断元件电路80如图13B所示,通过连接于第1、第2端子72、73的第3熔丝81熔断,切断外部电路的电流路径后,如图13C所示,通过连接于第1、第2端子72、73与第3端子75的第4熔丝82熔断,切断通往发热电阻76的供电路径27。

根据这样的切断元件20,也与切断元件1相同,因为使第1电极与第2电极直接对向配置,使第2可熔导体22连接于第1、第2电极11、12, 所以与将发热体引出电极插入于第1电极、第2电极之间的以往的构成相比,能够实现减小可熔导体的电阻、提高电流额定值,并且能够实现元件全体的小型化。

[宽度W2<宽度W1]

再有,在切断元件20中,第3可熔导体23的宽度W2比第2可熔导体22的宽度W1小。第2可熔导体22具有与切断元件1中的第1可熔导体21的第1连接部21a同样的功能,第3可熔导体23具有与切断元件1中的第1可熔导体21的第2连接部21b同样的功能。因此,为了实现低电阻化、及切断元件20的高电流额定值,连接于第1、第2电极11、12的第2可熔导体22的宽度W1优选足够大。另一方面,因为只要能够切断通往发热体15的供电路径27即可,所以连接于第3电极13的第3可熔导体23的宽度W2只要比第1、第2电极11、12的间隔G1大,也没有必要进一步增大。

[第2可熔导体的熔点<第3可熔导体的熔点]

另外,在切断元件20中,也可以通过使第2可熔导体22的形成材料与第3可熔导体23的形成材料相异,使第2可熔导体22的熔点比第3可熔导体23的熔点低。由此,在切断元件20中,能够使连接于第1、第2电极11、12的第2可熔导体22先于连接于第1、第2电极11、12与第3电极13的第3可熔导体23熔融。因此,在切断元件20中,能够防止在外部电路的电流路径被切断之前,通往发热体15的供电路径27被切断的事态发生。

另外,在切断元件20中,也可以通过使用于第3可熔导体23的高熔点金属的镀层厚度比用于第2可熔导体22的高熔点金属的镀层厚度厚 等,改变第2、第3可熔导体22、23各自的层构造,给第2、第3可熔导体22、23的熔点设置差异,使第2可熔导体22相对比第3可熔导体23容易熔断。

[第4~第6可熔导体]

另外,如图14所示,切断元件20也可以具备连接于第1电极11与第2电极12的第4可熔导体26、连接于第1电极11与第3电极13的第5可熔导体24、以及连接于第2电极12与第3电极13的第6可熔导体25。作为第4~第6可熔导体24~26,能够使用与上述第1可熔导体21相同的可熔导体,另外,与第1可熔导体21相同,对于第4~第6可熔导体24~26能够采用后述的各种形态。

另外,在切断元件20中,也可以仅设置第5可熔导体24或第6可熔导体25中的任一方。图15A是仅使第5可熔导体24连接于第1电极11与第3电极13的切断元件20的平面图。图15B是该切断元件电路80的电路图。图16A是仅使第6可熔导体25连接于第2电极12与第3电极13的切断元件20的平面图。图16B是该切断元件电路80的电路图。

在图15B所示的切断元件电路80中,因为通过第3熔丝81(第4可熔导体26)使第1、第2端子72、73(第1、第2电极11、12)连接,并且通过第5熔丝83(第5可熔导体24)使第1、第2端子72、73与第3端子75(第3电极13)、发热电阻76(发热体15)及第4端子77(第4电极14)连接,所以形成连续的供电路径27。供电路径27由连接于第4端子77的电流控制元件控制通电。

在图16B所示的切断元件电路80中,因为通过第3熔丝81(第4可熔导体26)使第1、第2端子72、73(第1、第2电极11、12)连接,并 且通过第6熔丝84(第6可熔导体25)使第1、第2端子72、73与第3端子75(第3电极13)、发热电阻76(发热体15)及第4端子77(第4电极14)连接,所以形成连续的供电路径27。供电路径27由连接于第4端子77的电流控制元件控制通电。

另外,在切断元件20中,与切断元件1同样,第1电极11和第2电极12与第3电极13的间隔G2也可以比第1电极11与第2电极12的间隔G1小。

另外,在切断元件20中,与切断元件1同样,也可以在绝缘基板10的表面10a上形成发热体15,且用绝缘层17被覆该发热体15(图12),或者,也可以在绝缘层17的内部、绝缘基板10的背面10b或绝缘基板10的内部等形成发热体15。在任一种情况下,在切断元件20中,与切断元件1同样,也可以使发热体15与第1、第2电极11、12互相重叠,也可以使发热体15与第1~第3电极11~13互相重叠。

另外,在切断元件20中,与切断元件1同样,发热体15也可以与第1~第4电极11~14并列形成于绝缘基板10的表面10a上。

另外,在切断元件20中,与切断元件1同样,对于发热体15与第1电极11、第2电极12的相对位置关系,发热体15的发热中心C也可以与第1电极11或第2电极12中的搭载有第1可熔导体21的部位重叠。

[可熔导体的构成]

如上所述,第1~第6可熔导体21~26也可以含有低熔点金属及高熔点金属。作为低熔点金属,优选使用以Sn为主要成分的无铅焊料等焊料,作为高熔点金属,优选使用至少含有Ag和Cu中的一种作为其构成元素的材料。此时,作为第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体,如 图17A所示,也可以使用含有作为内层的高熔点金属层60、及作为外层的低熔点金属层61的可熔导体。在此情况下,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体可以具有高熔点金属层60的整个表面被低熔点金属层61被覆的构造,也可以具有除了互相对向的一对侧面之外高熔点金属层60被低熔点金属层61被覆的构造。由高熔点金属层60及低熔点金属层61被覆的构造,能够使用电镀等已知的成膜技术形成。

另外,如图17B所示,作为第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体,也可以使用含有作为内层的低熔点金属层61、及作为外层的高熔点金属层60的可熔导体。在此情况下,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体也可以具有低熔点金属层61的整个表面被高熔点金属层60被覆的构造,也可以具有除了互相对向的一对侧面之外低熔点金属层61被高熔点金属层60被覆的构造。

另外,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体如图18A及图18B所示,也可以具有高熔点金属层60与低熔点金属层61被积层的积层构造。

在此情况下,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体如图18A所示,也可以以由连接于第1~第3电极11、13的下层、与积层在该下层上的上层构成的2层构造形成。在此情况下,可以在作为下层的高熔点金属层60的上面积层作为上层的低熔点金属层61,相反也可以在作为下层的低熔点金属层61的上面积层作为上层的高熔点金属层60。或者,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体如图18B所示,也可以以由内 层、及在该内层的上下面上积层的2个外层构成的3层构造形成。在此情况下,可以在作为内层的高熔点金属层60的上下面上积层作为外层的2个低熔点金属层61,相反也可以在作为内层的低熔点金属层61的上下面上积层作为外层的2个高熔点金属层60。

另外,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体如图19所示,也可以具有高熔点金属层60与低熔点金属层61被交替积层的4层以上的多层构造。在此情况下,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体也可以具有整个表面或者除了互相对向的一对侧面之外、最外层以外的层被构成该最外层的金属层被覆的构造。

另外,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体也可以具有高熔点金属层60被以条纹状的方式部分地积层在构成内层的低熔点金属层61的表面上的构造。图20A及图20B是第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体的平面图。

在如图20A所示的第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,在低熔点金属层61的表面上,通过在宽度方向上以所定间隔、而在长度方向上形成多个线状高熔点金属层60,能够沿着长度方向形成线状的开口部62,并且低熔点金属层61在该开口部62露出。在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,因为由于低熔点金属层61在开口部62露出,熔融的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增加,所以由于高熔点金属层60的熔蚀作用更加被促进,能够提高熔断性。开口部62例如在低熔点金属层61上,通过实施构成高熔点金属层60的金属的局部电镀来形成。

另外,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,如图20B所示,也可以在低熔点金属层61的表面上,通过在长度方向上以所定间隔、而在宽度方向上形成多个线状高熔点金属层60,沿着宽度方向形成线状的开口部62。

另外,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,如图21所示,也可以通过在低熔点金属层61的表面上形成高熔点金属层60,并且在高熔点金属层60的整个表面上形成多个圆形的开口部63,使低熔点金属层61在该开口部63露出。开口部63例如在低熔点金属层61上,通过实施构成高熔点金属层60的金属的局部电镀来形成。

在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,因为由于低熔点金属层61在开口部63露出,熔融的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增加,所以由于高熔点金属的熔蚀作用更加被促进,能够提高熔断性。

另外,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,如图22所示,也可以在作为内层的高熔点金属层60上形成多个开口部64,且通过在该高熔点金属层60上、使用电镀技术等使低熔点金属层61成膜,在开口部64内填充低熔点金属层61。因此,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,因为熔融的低熔点金属与高熔点金属的接触面积增大,所以低熔点金属能够在更短的时间内熔蚀高熔点金属。

另外,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,优选使低熔点金属层61的体积比高熔点金属层60的体积大。在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,因为通过利用发热体15的发热被加热的低熔点金属熔融,该低熔点金属熔蚀高熔点金属,所以能够快速熔融和熔断。因此,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,因为由于 使低熔点金属层61的体积比高熔点金属层60的体积大,能够促进上述熔蚀作用,所以能够快速使第1电极11、第2电极12之间短路。

另外,第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体如图23所示,也可以被形成为大致矩形的板状,包含被构成外层的高熔点金属被覆且以比主面部51的厚度厚的方式形成的互相对向的一对第1边缘部52、及构成内层的低熔点金属露出且以比第1边缘部52的厚度薄的方式形成的互相对向的一对第2边缘部53。

因为第1边缘部52的侧面被高熔点金属层60被覆,所以该第1边缘部52以比第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体的主面部51的厚度厚的方式形成。在第2边缘部53的侧面上,外周被高熔点金属层60围绕的低熔点金属层61露出。第2边缘部53除了与第1边缘部52邻接的两个端部之外,以与主面部51的厚度相同的厚度形成。

在切断元件1中,如图24所示,在第1可熔导体21中,第1边缘部52在第1、第2电极11、12的宽度方向上延伸,并且该第1边缘部52连接于第1电极11和第3电极13的双方、及第2电极12和第3电极13的双方。另外,第2边缘部53朝着通电方向的两个侧端的方向,在第1、第2电极11、12之间延伸。

因此,在切断元件1中,因为第1可熔导体21的第1连接部21a快速熔断,所以能够切断外部电路的电流路径,并且因为由于使第2连接部21b的熔断延迟,能够维持发热体15的发热,所以能够可靠地切断第1、第2电极11、12之间的电流路径。

也就是说,第2边缘部53以比第1边缘部52的厚度相对薄的方式形成。另外,在第2边缘部53的侧面上,构成内层的低熔点金属层61露 出。因此,在第2边缘部53中,低熔点金属层61对高熔点金属层60产生熔蚀作用,并且因为也以被熔蚀的高熔点金属层60的厚度比第1边缘部52的厚度薄的方式形成,所以与以起因于高熔点金属层60的更厚的方式形成的第1边缘部52相比,能够用更少的热能快速使第2边缘部53熔融。与此相反,第1边缘部52因为被具有更大厚度的高熔点金属层60被覆,所以与第2边缘部53相比,需要更多的热能才能熔断。

因此,在切断元件1中,通过发热体15发热,首先,在延伸有第2边缘部53的第1电极11与第2电极12之间第1可熔导体21熔断。由此,在切断元件1中,第1、第2电极11、12之间的电流路径切断。接着,因为由于在延伸有第1边缘部52的第1、第2电极11、12与第3电极13之间第1可熔导体21熔断,通往发热体15的供电路径2被切断,所以发热体15的发热停止。也就是说,在切断元件1中,能够防止在第1、第2电极11、12之间的电流路径被切断之前,起因于第1、第2电极11、12与第3电极13之间的电流路径被切断,以至于向发热体15的供电停止而不能切断第1、第2电极11、12之间的电流路径的事态发生。

在切断元件20中,也如图25所示,在第2可熔导体22中,以更厚的方式形成的第1边缘部52在第1、第2电极11、12的宽度方向上延伸,第2边缘部53朝着通电方向的两个侧端的方向,在第1、第2电极11、12之间延伸。另外,在第3可熔导体23中,以更厚的方式形成的第1边缘部52连接于第1电极11和第3电极13的双方、及第2电极12和第3电极13的双方。另外,第2边缘部53于第3电极13的宽度方向上在第1、第2电极11、12之间延伸。

因此,在切断元件20中,因为第2可熔导体22及第3可熔导体23各自中的第2边缘部53快速熔融,所以通过切断第1、第2电极11、12之间的电流路径,能够切断外部电路的电流路径,并且因为通过使第3可熔导体23的第1边缘部52的熔断延迟,能够维持发热体15的发热,所以能够可靠地切断第1、第2电极11、12之间的电流路径。

另外,如图26所示,在使用第5、第6可熔导体24、25的情况下也同样,在第5、第6可熔导体24、25中,以更厚的方式形成的第1边缘部52连接于第1电极11和第3电极13的双方、及第2电极12和第3电极13的双方。

因此,在切断元件20中,因为第4可熔导体26的第2边缘部53快速熔融,所以通过切断第1、第2电极11、12之间的电流路径,能够切断外部电路的电流路径,并且因为通过使第5、第6可熔导体24、25各自中的第1边缘部52的熔断延迟,能够维持发热体15的发热,所以能够可靠地切断第1、第2电极11、12之间的电流路径。

具有这样的构成的第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体通过将构成低熔点金属层61的焊料箔等低熔点金属箔用构成高熔点金属层60的Ag等金属被覆来制造。作为将低熔点金属箔用高熔点金属被覆的工法,能够在细长的低熔点金属箔上连续实施高融点金属电镀的电解电镀法,在作业效率、制造成本上变得有利。

如果使用电解电镀在低熔点金属箔上实施高融点金属电镀,则因为在细长的低熔点金属箔的边缘部分、即边缘部上电场强度相对变强,所以高熔点金属层60以更厚的方式被电镀(参照图23)。由此,能够获得边缘部被高熔点金属层以更厚的方式形成的细长的导体色带50。接着,通过在 与长度方向正交的宽度方向(图23中的C-C′线方向)上,将该导体色带50切割至规定的长度,就制成了第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体。因此,在第1~第6可熔导体21~26中的各个可熔导体中,导体色带50的边缘部成为第1边缘部52,导体色带50的切割面成为第2边缘部53。另外,第1边缘部52被高融点金属被覆,并且在第2边缘部53的端面(导体色带50的切割面)上,上下一对高熔点金属层60与被该一对高熔点金属层60挟持的低熔点金属层61露出于外部。

本公开含有涉及在2014年1月24日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2014-011808中公开的主旨,其全部内容包括在此,以供参考。

本领域的技术人员应该理解,虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改、组合、子组合和可替换项,但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。

本技术也可以采用以下构成。

(1)

一种切断元件,其具备:

绝缘基板;

第1电极和第2电极,形成于所述绝缘基板上且互相对向;

第3电极和第4电极,形成于所述绝缘基板上且在与所述第1电极跟所述第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向;

发热体,连接于所述第3电极与所述第4电极;以及

第1可熔导体,包含使所述第1电极与所述第2电极连接的第1连接部、及连接于该第1连接部且使所述第1电极和所述第2电极与所述第3电极连接的第2连接部。

(2)

上述(1)中所述的切断元件,其中,

具有从所述第1电极或所述第2电极通过所述第1可熔导体及所述第3电极向所述发热体通电的供电路径;

通过利用所述发热体的发热使所述第1可熔导体熔融,在使所述第1连接部熔断后,使所述第2连接部熔断。

(3)

上述(1)或(2)中所述的切断元件,其中,所述第1连接部比所述第2连接部靠近所述发热体的发热中心。

(4)

上述(1)至(3)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第2连接部的宽度W2比所述第1连接部的宽度W1小。

(5)

上述(1)至(4)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体的发热中心与所述第1电极或所述第2电极中的连接有所述第1可熔导体的部位互相重叠。

(6)

上述(1)至(5)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第1可熔导体含有焊料。

(7)

上述(1)至(5)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体含有低熔点金属与高熔点金属;

所述低熔点金属利用被所述发热体加热而熔融,同时熔蚀所述高熔点金属。

(8)

上述(7)中所述的切断元件,其中,

所述低熔点金属含有焊料;

所述高熔点金属至少含有银(Ag)和铜(Cu)中的一种作为其构成元素。

(9)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,所述第1可熔导体具有包含作为内层的高熔点金属层与作为外层的低熔点金属层的被覆构造。

(10)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,所述第1可熔导体具有包含作为内层的低熔点金属层与作为外层的高熔点金属的被覆构造。

(11)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,所述第1可熔导体具有低熔点金属层与高熔点金属层被积层的积层构造。

(12)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,所述第1可熔导体具有低熔点金属层与高熔点金属层被交替积层的4层以上的多层构造。

(13)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体包含形成于作为内层的低熔点金属层的表面的高熔点金属层;

在该高熔点金属层设置有开口部。

(14)

上述(7)或(8)中所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体包含具有多个开口部的高熔点金属层、及形成于该高熔点金属层上的低熔点金属层;

在所述开口部填充有所述低熔点金属层。

(15)

上述(1)至(14)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体含有低熔点金属与高熔点金属;

低熔点金属的体积比高熔点金属的体积大。

(16)

上述(10)至(13)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体,包含:

一对第1边缘部,被作为外层的所述高熔点金属层被覆、且以比主面部的厚度厚的方式形成并互相对向;以及

一对第2边缘部,作为内层的所述低熔点金属层露出、且以比所述第1边缘部的厚度薄的方式形成并互相对向,

所述第1边缘部朝沿着至所述发热体的通电方向,连接于所述第1电极与所述第3电极,或者,连接于所述第1电极与所述第3电极且连接于所述第2电极与所述第3电极。

(17)

上述(10)至(13)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第1可熔导体,包含:

一对第1边缘部,被作为外层的所述高熔点金属层被覆、且以比主面部的厚度厚的方式形成并互相对向;以及

一对第2边缘部,作为内层的所述低熔点金属层露出、且以比所述第1边缘部的厚度薄的方式形成并互相对向,

所述第2边缘部朝沿着所述第1电极与所述第2电极之间的通电方向,连接于所述第1电极与所述第2电极。

(18)

一种切断元件,其具备:

绝缘基板;

第1电极和第2电极,形成于所述绝缘基板上且互相对向;

第3电极和第4电极,形成于所述绝缘基板上且在与所述第1电极跟所述第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向;

发热体,连接于所述第3电极与所述第4电极;

第2可熔导体,连接于所述第1电极与所述第2电极;以及

第3可熔导体,与所述第2可熔导体隔开且连接于所述第1电极和所述第2电极与所述第3电极。

(19)

上述(18)中所述的切断元件,其中,

具有从所述第1电极或所述第2电极通过所述第2可熔导体、所述第3可熔导体及所述第3电极向所述发热体通电的供电路径;

通过利用所述发热体的发热使所述第2可熔导体熔断,在切断所述第1电极与所述第2电极之间的电流路径后,通过使所述第3可熔导体熔断,切断所述第1电极或所述第2电极与所述第3电极之间的电流路径。

(20)

上述(18)或(19)中所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体配置于比所述第3可熔导体靠近所述发热体的发热中心的位置。

(21)

上述(18)至(20)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第3可熔导体的宽度W2比所述第2可熔导体的宽度W1小。

(22)

上述(18)至(21)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体的熔点比所述第3可熔导体的熔点低。

(23)

上述(18)至(22)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体的发热中心与所述第1电极或所述第2电极中的连接有所述第2可熔导体的部位互相重叠。

(24)

上述(18)至(23)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方含有焊料。

(25)

上述(18)至(23)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方含有低熔点金属与高熔点金属;

所述低熔点金属利用被所述发热体加热而熔融,同时熔蚀所述高熔点金属。

(26)

上述(25)中所述的切断元件,其中,

所述低熔点金属含有焊料;

所述高熔点金属至少含有银(Ag)和铜(Cu)中的一种作为其构成元素。

(27)

上述(25)或(26)中所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方具有包含作为内层的高熔点金属层与作为外层的低熔点金属层的被覆构造。

(28)

上述(25)或(26)中所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方具有包含作为内层的低熔点金属层与作为外层的高熔点金属的被覆构造。

(29)

上述(25)或(26)中所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方具有低熔点金属层与高熔点金属层被积层的积层构造。

(30)

上述(25)或(26)中所述的切断元件,其中,所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方具有低熔点金属层与高熔点金属层被交替积层的4层以上的多层构造。

(31)

上述(25)或(26)中所述的切断元件,其中,

所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方包含形成于作为内层的低熔点金属层的表面的高熔点金属层;

在该高熔点金属层设置有开口部。

(32)

上述(125)或(26)中所述的切断元件,其中,

所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方包含具有多个开口部的高熔点金属层、及形成于该高熔点金属层上的低熔点金属层;

在所述开口部填充有所述低熔点金属层。

(33)

上述(18)至(32)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第2可熔导体和所述第3可熔导体中的至少一方含有低熔点金属与高熔点金属;

低熔点金属的体积比高熔点金属的体积大。

(34)

上述(28)至(引)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第3可熔导体,包含:

一对第1边缘部,被作为外层的所述高熔点金属层被覆、且以比主面部的厚度厚的方式形成并互相对向;以及

一对第2边缘部,作为内层的所述低熔点金属层露出、且以比所述第1边缘部的厚度薄的方式形成并互相对向,

所述第1边缘部朝沿着至所述发热体的通电方向,连接于所述第1电极与所述第3电极,或者,连接于所述第1电极与所述第3电极且连接于所述第2电极与所述第3电极。

(35)

上述(28)至(31)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第2可熔导体,包含:

一对第1边缘部,被作为外层的所述高熔点金属层被覆、且以比主面部的厚度厚的方式形成并互相对向;以及

一对第2边缘部,作为内层的所述低熔点金属层露出、且以比所述第1边缘部的厚度薄的方式形成并互相对向,

所述第2边缘部朝沿着所述第1电极与所述第2电极之间的通电方向,连接于所述第1电极与所述第2电极。

(36)

一种切断元件,其具备:

绝缘基板;

第1电极和第2电极,形成于所述绝缘基板上且互相对向;

第3电极和第4电极,形成于所述绝缘基板上且在与所述第1电极跟所述第2电极的对向方向交叉的方向上互相对向;

发热体,连接于所述第3电极与所述第4电极;

第4可熔导体,连接于所述第1电极与所述第2电极;以及

第5可熔导体和第6可熔导体中的至少一方,所述第5可熔导体连接于所述第1电极与所述第3电极,所述第6可熔导体连接于所述第2电极与所述第3电极。

(37)

上述(36)中所述的切断元件,其中,

具有从所述第1电极或所述第2电极通过所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一方与所述第3电极向所述发热体通电的供电路径;

通过利用所述发热体的发热使所述第4可熔导体熔断,在切断所述第1电极与所述第2电极之间的电流路径后,通过使所述第5可熔导体和所述第6可熔导体中的至少一方熔断,切断所述第1电极或所述第2电极与所述第3电极之间的电流路径。

(38)

上述(36)或(37)中所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体配置于比所述第5可熔导体和所述第6可熔导体靠近所述发热体的发热中心的位置。

(39)

上述(36)至(38)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第5可熔导体的宽度W2和所述第6可熔导体的宽度W2比所述第4可熔导体的宽度W1小。

(40)

上述(36)至(39)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体的熔点比所述第5可熔导体的熔点和所述第6可熔导体的熔点低。

(41)

上述(36)至(40)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体的发热中心与所述第1电极或所述第2电极中的连接有所述第4可熔导体的部位互相重叠。

(42)

上述(36)至(41)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个含有焊料。

(43)

上述(36)至(41)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个含有低熔点金属与高熔点金属;

所述低熔点金属利用被所述发热体加热而熔融,同时熔蚀所述高熔点金属。

(44)

上述(43)中所述的切断元件,其中,

所述低熔点金属含有焊料;

所述高熔点金属至少含有银(Ag)和铜(Cu)中的一种作为其构成元素。

(45)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个具有包含作为内层的高熔点金属层与作为外层的低熔点金属层的被覆构造。

(46)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个具有包含作为内层的低熔点金属层与作为外层的高熔点金属的被覆构造。

(47)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个具有低熔点金属层与高熔点金属层被积层的积层构造。

(48)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个具有低熔点金属层与高熔点金属层被交替积层的4层以上的多层构造。

(49)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,

所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个包含形成于作为内层的低熔点金属层的表面的高熔点金属层;

在该高熔点金属层设置有开口部。

(50)

上述(43)或(44)中所述的切断元件,其中,

所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个包含具有多个开口部的高熔点金属层、及形成于该高熔点金属层上的低熔点金属层;

在所述开口部填充有所述低熔点金属层。

(51)

上述(36)至(50)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个含有低熔点金属与高熔点金属;

低熔点金属的体积比高熔点金属的体积大。

(52)

上述(46)至(49)中的任一项所述的切断元件,其中,

所述第4可熔导体、所述第5可熔导体及所述第6可熔导体中的至少一个,包含:

一对第1边缘部,被作为外层的所述高熔点金属层被覆、且以比主面部的厚度厚的方式形成并互相对向;以及

一对第2边缘部,作为内层的所述低熔点金属层露出、且以比所述第1边缘部的厚度薄的方式形成并互相对向,

所述第5可熔导体的所述第1边缘部朝沿着至所述发热体的通电方向,连接于所述第1电极与所述第3电极,或者,所述第5可熔导体的所述第1边缘部连接于所述第1电极与所述第3电极、并且所述第6可熔导体的所述第1边缘部朝沿着至所述发热体的通电方向、连接于所述第2电极与所述第3电极,

所述第4可熔导体的所述第2边缘部朝沿着所述第1电极与所述第2电极之间的通电方向,连接于所述第1电极与所述第2电极。

(53)

上述(1)至(52)中的任一项所述的切断元件,其中,所述第1电极和所述第2电极与所述第3电极之间的间隔G2比所述第1电极与所述第2电极之间的间隔G1小。

(54)

上述(1)至(53)中的任一项所述的切断元件,其中,

在形成有所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极及所述第4电极的所述绝缘基板的表面上,具备绝缘层;

所述发热体形成于所述绝缘基板与所述绝缘层之间,或者,形成于所述绝缘层的内部。

(55)

上述(1)至(53)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体形成于与形成有所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极及所述第4电极的所述绝缘基板的表面相反的背面。

(56)

上述(1)至(53)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体形成于所述绝缘基板的内部。

(57)

上述(54)至(56)中的任一项所述的切断元件,其中,所述发热体与所述第1电极和所述第2电极互相重叠。

(58)

上述(57)中所述的切断元件,其中,所述发热体与所述第3电极互相重叠。

(59)

上述(1)至(53)中的任一项所述的切断元件,其中,

在形成有所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极及所述第4电极的所述绝缘基板的表面上,具备绝缘层;

所述发热体形成于所述绝缘基板与所述绝缘层之间,并且与所述第1电极、所述第2电极、所述第3电极及所述第4电极并列形成。

(60)

一种切断元件电路,其具备:

第1端子和第2端子,连接于外部电路;

发热电阻;

第3端子,连接于所述发热电阻;

第1熔丝,连接于所述第1端子与所述第2端子且串联于所述外部电路;以及

第2熔丝,连接于所述第1端子和所述第2端子与所述第3端子。

(61)

上述(60)中所述的切断元件电路,其中,通过所述第1端子或所述第2端子、所述第1熔丝和所述第2熔丝、及所述第3端子向所述发热电阻通电,通过利用所述发热电阻所发生的热量使所述第1熔丝熔融,在切断所述第1端子与所述第2端子之间的电流路径后,通过使所述第2熔丝熔融,切断所述第1端子和所述第2端子与所述第3端子之间的电流路径。

(62)

上述(60)或(61)中所述的切断元件电路,其中,

所述第1熔丝串联于电源线;

所述发热电阻的开放端通过开关元件连接于所述电源线的另一极;

通过使所述开关元件驱动,所述发热电阻被通电。

(63)

一种切断元件电路,其具备:

第1端子和第2端子,连接于外部电路;

发热电阻;

第3端子,连接于所述发热电阻;

第3熔丝,连接于所述第1端子与所述第2端子且串联于所述外部电路;以及

第4熔丝,连接于所述第1端子和所述第2端子中的至少一方与所述第3端子。

(64)

上述(63)中所述的切断元件电路,其中,通过所述第1端子或所述第2端子、所述第3熔丝和所述第4熔丝、及所述第3端子向所述发热电阻通电,通过利用所述发热电阻所发生的热量使所述第3熔丝熔融,在切断所述第1端子与所述第2端子之间的电流路径后,通过使所述第4熔丝熔融,切断所述第1端子和所述第2端子与所述第3端子之间的电流路径。

(65)

上述(63)或(64)中所述的切断元件电路,其中,

所述第3熔丝串联于电源线;

所述发热电阻的开放端通过开关元件连接于所述电源线的另一极;

通过使所述开关元件驱动,所述发热电阻被通电。

符号的说明

1,20:切断元件

2,27:供电路径

10:绝缘基板

10a:表面

10f:背面

11:第1电极

12:第2电极

13:第3电极

14:第4电极

15:发热体

16:保护壁

17:绝缘层

18:助焊剂

19:盖部部件

21:第1可熔导体

22:第2可熔导体

23:第3可熔导体

26:第4可熔导体

24:第5可熔导体

25:第6可熔导体

30:电池组件

31~34:电池单元

36:检测电路

37:电流控制元件

40:充放电控制电路

41,42:电流控制元件

43:控制部

45:充电装置

50:导体色带

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