短路元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过电信号使断开状态的电源线或信号线在物理上且电气上进行短路的短路元件。本申请主张日本专利申请2013-200555号(2013年9月26日申请)的优先权，并为了在此参照该申请的公开的全部内容而进行引用。
【背景技术】
[0002]可充电而重复利用的二次电池大多被加工成电池组(battery pack)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，为了确保用户和电子设备的安全，通常将过充电保护、过放电保护等多个保护电路内置于电池组，从而具有在预定的情况下切断电池组的输出的功能。
[0003]在这种保护元件中，使用内置于电池组的FET开关来进行输出的接通/断开(0N/0FF)，由此进行电池组的过充电保护或过放电保护动作。然而，无论是由于何种原因FET开关短路损坏时、由于被雷击等而导致瞬间流过大电流时、或者由于电池单元的寿命而输出电压异常下降或相反地输出过大异常电压或串联连接的电池单元各自的电压偏差变大时，电池组或电子设备都应该受到保护以防止起火等事故。因此，为了在这样的可设想的任何异常状态下，安全地将电池单元的输出切断，而使用由熔断元件构成的保护元件，该熔断元件具有根据来自外部的信号切断电流通路的功能。
[0004]作为面向锂离子二次电池等的保护电路的保护元件，专利文献I记载有横跨电流通路上的第一电极、发热体引出电极、第二电极之间连接可熔导体而作为电流通路的一部分，并使该电流通路上的可熔导体由过电流所引起的自发热或通过设置在保护元件内部的发热体而熔断的保护元件。这样的保护元件中，通过将熔融的液态的可熔导体聚集在连接于发热体的导体层上来使第一电极、第二电极之间分离，从而切断电流通路。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2010-003665号公报
[0008]专利文献2:日本特开2004-185960号公报
[0009]专利文献3:日本特开2012-003878号公报
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011 ] 然而，近年来，使用电池和马达的HEV(Hybrid Electric Vehicle:混合动力车)、EV(Electric Vehicle:电动汽车)得到迅速普及。作为HEV、EV的动力源，基于能量密度和输出特性而逐渐使用锂离子二次电池。在汽车用途中，需要高压、大电流。因此，开发出能够承受高压、大电流的专用单元，但是基于制造成本上的问题，多数情况下通过将多个电池单元进行串联、并联地连接来使用通用单元确保必要的电压电流。
[0012]这里，在高速移动中的汽车等中，驱动力急剧下降和/或突然停止有时反而危险，人们要求有设想了紧急情况的电池管理。例如，在行驶中发生了电池系统的异常时，也能够提供用于移动到修理厂或安全场所的驱动力，或者危险信号灯和/或空调用的驱动力，这在避免危险的方面是优选的。
[0013]可是，在专利文献I所述的串联连接有多个电池单元的电池组中，在仅在充放电通路上设置保护元件的情况下，如果在电池单元的一部分发生异常并使保护元件动作，则整个电池组的充放电通路被切断，这样就无法提供电力。
[0014]因此，为了只排除由多个单元构成的电池组内的异常的电池单元并有效地活用正常的电池单元，而提出了能够形成只将异常的电池单元进行旁路的旁路通路的短路元件。
[0015]该短路元件50如图20所示，具有:在充放电通路上与电池单元51并联连接，并在正常时被断开的两个断开电极52、53;通过熔融使两个断开电极52、53之间短路的可熔导体54;与可熔导体54串联连接并使该可熔导体54熔融的发热体55。
[0016]发热体55通过经由充放电通路流通电流而自发热，并通过该热量(焦耳热)使可恪导体54熔融。发热体55与FET等电流控制元件56连接。电流控制元件56以在电池单元51正常时限制对发热体55的供电，并在电池单元51异常时使电流经由充放电通路而流向发热体55的方式进行控制。
[0017]使用有短路元件50的电池电路，如果在电池单元51上检测到异常电压等，则通过保护元件57从充放电通路上将该电池单元51切断，并且使电流控制元件56动作，从而使电流流向发热体55。由此，由于发热体55的热量可熔导体54发生熔融，熔融导体凝聚并结合在两个断开电极52、53上。因此，断开电极52、53被熔融导体短路，由此，能够形成将电池单元51进行旁路的电流通路。
[0018]此外，短路元件50由于可熔导体54发生熔融，对发热体55通电的通路被切断，因此发热体55的发热停止。
[0019]这里，在这种短路元件50中，要求通过可熔导体54的熔融可靠地使断开电极52、53之间短路。即，短路元件50通过可熔导体54的熔融导体横跨断开电极52、53之间而凝聚，使断开电极52、53短路，此外如果可熔导体54发生熔融，则对发热体55通电的通路被切断，变得无法再对可熔导体54加热。
[0020]因此，短路元件50在可熔导体54的熔融导体未横跨断开电极52、53之间而凝聚的情况下无法使断开电极52、53短路，在此状态下由于可熔导体54发生熔融而使对发热体55的通电也被停止，因此无法形成旁路电流通路。由此，在电源电路中，期望一种能够通过可熔导体的熔融可靠地使断开电极之间短路并形成旁路电流通路的短路元件。
[0021 ]此外，除了电源电路以外，例如在不是利用软件进行，而是使用短路元件在物理上不可逆地进行各种设备的激活等的用途中，也提出了通过可熔导体的熔融使断开电极之间短路，并使功能电路导通，由此可靠地进行该设备的激活的方案。
[0022]因此，本发明的目的在于提供一种能够通过可熔导体的熔融可靠地使断开电极之间短路的短路元件。
[0023]技术方案
[0024]为了解决上述课题，本发明的短路元件具有:第一电极和第二电极，两者被接近地配置且彼此绝缘；可熔导体，其通过熔融使上述第一电极和上述第二电极之间短路；发热体，其通过被通电而发热，并使上述可熔导体熔融;桥电极，其横跨上述第一电极和上述第二电极之间并与上述第一电极和上述第二电极相向配置，将上述可熔导体的熔融导体聚集在上述第一电极和上述第二电极之间。
[0025]技术效果
[0026]根据本发明，聚集可熔导体的熔融导体的桥电极横跨第一电极、第二电极之间并与第一电极、第二电极相向设置，因此熔融导体横跨第一电极、第二电极之间而凝聚，能够可靠地使第一电极、第二电极之间短路。
【附图说明】
[0027]图1是示出应用了本发明的短路元件的图，(A)为剖视图，(B)为电路图。
[0028]图2是示出应用了本发明的短路元件的图1(A)的中央部剖视图。
[0029]图3是省略盖体而示出应用了本发明的短路元件的俯视图。
[0030]图4是示出可熔导体被熔融的短路元件的图，(A)为剖视图，(B)为电路图。
[0031 ]图5是示出搭载发热体单元的状态的剖视图。
[0032]图6是示出使用有应用了本发明的短路元件的短路电路的电路图。
[0033]图7是示出使用有应用了本发明的短路元件的电池电路的电路图。
[0034]图8是示出发热体形成在绝缘基板的背面的发热体单元的剖视图。
[0035]图9是示出发热体形成在绝缘层的内部的发热体单元的剖视图。
[0036]图10是示出发热体形成在绝缘基板的内部的发热体单元的剖视图。
[0037]图11是示出发热体、桥电极和发热体电极形成在绝缘基板的表面的发热体单元的俯视图。
[0038]图12是示出具有高熔点金属层和低熔点金属层并具备被覆结构的可熔导体的立体图，(A)示出将高熔点金属层作为内层并利用低熔点金属层进行被覆的结构，(B)示出将低熔点金属层作为内层并利用高熔点金属层进行被覆的结构。
[0039]图13是示出具备高熔点金属层和低熔点金属层的层叠结构的可熔导体的立体图，
(A)示出上下双层结构，(B)示出内层和外层的三层结构。
[0040]图14是示出具备高熔点金属层和低熔点金属层的多层结构的可熔导体的剖视图。
[0041]图15是示出在高熔点金属层的表面形成线状的开口部而露出有低熔点金属层的可熔导体的俯视图，(A)示出沿长度方向形成开口部的情况，(B)示出沿宽度方向形成开口部的情况。
[0042]图16是示出在高熔点金属层的表面形成圆形的开口部而露出有低熔点金属层的可熔导体的俯视图。
[0043]图17是示出在高熔点金属层形成圆形的开口部，并在内部填充有低熔点金属的可熔导体的俯视图。
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