切断元件和切断元件电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过将电源线、信号线电气地且物理地切断来保障安全性的切断元件和切断元件电路。本申请以2013年8月28日在日本申请的日本专利申请号特愿2013-177058为基础而主张优先权，通过参照该申请而引用于本申请中。
【背景技术】
[0002]能够利用充电而反复使用的二次电池大多是被加工成电池组件提供给用户。特别是关于重量能量密度高的锂离子二次电池，为了确保用户和电子设备的安全，一般来说，将过充电保护、过放电保护等多个保护电路内藏于电池组件，具有在预定的情况下切断电池组件的输出的功能。
[0003]在这种切断元件中，会有使用内藏于电池组件的FET开关进行输出的0N/0FF，由此进行电池组件的过充电保护或过放电保护动作的情形。然而，即使在由于某种原因而使FET开关短路损坏的情况下、或者在被施加雷电突波等而大电流瞬间流过的情况下、或者在由于电池单元的寿命使得输出电压异常降低或相反地输出过大的异常电压的情况下，也必须保护电池组件、电子设备以免受到起火等事故的影响。因此，为了在如此可以设想的任何异常状态下都能安全地切断电池单元的输出，使用由熔丝元件构成的切断元件，该熔丝元件具有根据来自外部的信号来切断电流路径的功能。
[0004]如图17所示，作为适合这种锂离子二次电池等的保护电路的切断元件80，已经提出了下述元件:将可熔导体83跨接于连接在电流路径上的第一和第二电极81、82之间而构成电流路径的一部分，并且使该电流路径上的可熔导体83通过过电流导致的自身发热或设置在切断元件80内部的发热体84而熔断。
[0005]具体地说，切断元件80具备:绝缘基板85;层叠在绝缘基板85上且被绝缘部件86覆盖的发热体84;形成在绝缘基板85两端的第一、第二电极81、82;在绝缘部件86上以与发热体84重叠的方式层叠的发热体引出电极88、以及两端分别连接于第一、第二电极81、82且中央部连接于发热体引出电极88的可熔导体83。
[0006]图18是切断元件80的电路图。也就是说，切断元件80是由通过发热体引出电极88串联的可熔导体83、与通过可熔导体83的连接点通电而发热来将可熔导体83熔融的发热体84构成的电路结构。另外，在切断元件80中，例如可熔导体83串联在充放电电流路径上，发热体84与电流控制元件87连接。电流控制元件87由例如场效应晶体管(以下，称为FET)构成，在锂离子二次电池显示异常电压时，控制成通过可熔导体83使电流流过发热体84。
[0007]由此，切断元件80通过发热体84的发热，使电流路径上的可熔导体83熔断，并且将该熔融导体聚集在发热体引出电极88上，由此切断第一和第二电极81、82之间的电流路径，能够将电池组件的充放电路径电气地且物理地切断。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2010-003665号公报；[0011 ] 专利文献2:日本特开2004-185960号公报；
[0012]专利文献3:日本特开2012-003878号公报。
【发明内容】
[0013]发明所要解决的技术问题
[0014]这里，在图17、图18所示的切断元件80中，虽然通过可熔导体83供应使发热体84发热的电力，但是由于经过第一电极81?可熔导体83?第二电极82的电流路径是电池的充放电路径，因此在发热体84的通电时也能够在发热体84上得到足以使可熔导体83熔断的充分的热量。
[0015]然而，在将切断元件80用于流过比电源线微弱的电流的信号线的情况下，不能够对发热体84供应可以获得足以使可熔导体83熔断的充分的发热量的电力，切断元件80的用途限定于大电流用途。
[0016]另外，将电流路径切换到发热体84侧的电流控制元件87也伴随电流额定的提高而被同样地要求提高额定。另外，高额定的电流控制元件一般来说是昂贵的，就成本来说也不利。
[0017]因此，本发明的目的在于提供一种切断元件和切断元件电路，其即使在组装于微弱的电流路径的情况下也能够对发热体供应足以使可熔导体熔断的充分的电力，能够使用于所有用途。
[0018]解决技术问题的手段
[0019]为了解决上述课题，本发明的切断元件具备:绝缘基板;第一和第二电极，形成在所述绝缘基板上，构成第一电路;第三?第五电极，形成在所述绝缘基板上，构成第二电路；第一可熔导体，跨载于所述第一和第二电极之间；发热体，连接在所述第三和第四电极之间；以及第二可熔导体，跨载于所述第四和第五电极之间，并且通过使电流流过所述第三?第五电极之间而所述发热体所发出的热，在使所述第一可熔导体熔断后，使所述第二可熔导体熔断。
[0020]另外，本发明的切断元件电路具备:第一电路，具有第一可熔导体；以及第二电路，以与所述第一电路电独立的方式形成，且具有发热体、和与所述发热体的一端连接的第二可熔导体，并且通过使电流流过所述第二电路而所述发热体所发出的热，在使所述第一可熔导体熔断而切断所述第一电路后，使所述第二可熔导体熔断。
[0021]发明的效果
[0022]根据本发明，因为第一电路与使第一电路切断的第二电路电独立，所以不管组装第一电路的外部电路的种类，都能对发热体供应可以获得足以使第一可熔导体熔断的充分的发热量的电力。因此，根据本发明，作为组装第一电路的外部电路，也能够适用于流过微弱电流的数码信号电路等。
【附图说明】
[0023]图1是表示适用有本发明的切断元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图，(C)是截面图。
[0024]图2是表示适用有本发明的切断元件的电路图。
[0025]图3是表示适用有本发明的切断元件电路的电路图。
[0026]图4是表示适用有本发明的切断元件的第一可熔导体熔断后的状态的图，(A)是平面图，(B)是电路图，(C)是截面图。
[0027]图5是表示适用有本发明的切断元件的第二可熔导体熔断后的状态的图，(A)是平面图，(B)是电路图，(C)是截面图。
[0028]图6是表示适用有本发明的切断元件的应用例的图，(A)表示第一、第二可熔导体的熔断前，(B)表示熔断后。
[0029]图7是表示适用有本发明的其他切断元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图。
[0030]图8是表示适用有本发明的其他切断元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图。[0031 ]图9是表示适用有本发明的其他切断元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图。
[0032]图10是表示适用有本发明的其他切断元件的图，(A)是平面图，(B)是A-A’截面图。
[0033]图11是表示具有高熔点金属层和低熔点金属层且具备覆盖构造的可熔导体的立体图，(A)表示以高熔点金属层作为内层且用低熔点金属层覆盖的构造，(B)表示以低熔点金属层作为内层且用高熔点金属层覆盖的构造。
[0034]图12是表示具备高熔点金属层与低熔点金属层的层积构造的可熔导体的立体图，(A)表示上下2层构造，(B)表示内层和外层的3层构造。
[0035]图13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。
[0036]图14是表示在高熔点金属层的表面形成有线状的开口部且露出低熔点金属层的可熔导体的平面图，(A)表示沿着长度方向形成有开口部，(B)表示沿着宽度方向形成有开口部。
[0037]图15是表示在高熔点金属层的表面形成有圆形的开口部且露出低熔点金属层的可熔导体的平面图。
[0038]图16是表示在高熔点金属层形成有圆形的开口部且在内部充填有低熔点金属的可熔导体的平面图。
[0039]图17是表示本发明的参考例的切断元件的平面图。
[0040]图18是本发明的参考例的切断元件的电路图。
【具体实施方式】
[0041]以下，参照附图对适用有本发明的切断元件和切断元件电路进行详细说明。再有，本发明不仅限定于以下的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可以进行各种变更。另外，因为附图是示意性的，各尺寸的比例等会有与实际上不同的情形。具体的尺寸等必须考虑以下的说明进行判断。另外，当然也包含在附图相互之间互相的尺寸关系、比例不同的部分。
[0042][第一方式]
[0043]适用有本发明的切断元件1如图1所示，具备:绝缘基板10;第一电极11和第二电极12，形成在绝缘基板10上，构成第一电路2;第三电极13、第四电极14、和第五电极15，形成在绝缘基板10上，构成第二电路3;第一可熔导体17(熔丝)，跨载于第一和第二电极11、12之间；发热体18，连接在第三和第四电极13