CN109496343A - 保护元件、电路模块及保护元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

在盖内部具有空间的保护元件及安装了该保护元件的电路模块中，防止内部空气的膨胀导致的盖构件的粘接强度的下降而防止电子部件的损坏，并且防止密封树脂或清洗液等的流入。具备：绝缘基板（10）；设置在绝缘基板（10）的第1、第2电极（11、12）；横跨第1、第2电极（11、12）间而配置的可熔导体（13）；以及配置在绝缘基板（10）的配置有可熔导体（13）的一面（10a）侧的盖构件（20），设置有使配置了可熔导体（13）的内部空间（25）碰到元件外部的通气孔（23），通气孔（23）被密封构件（24）密封。

Description

保护元件、电路模块及保护元件的制造方法

技术领域

本技术涉及截断电源线、信号线的保护元件、及在电路基板安装了保护元件的电路模块。

背景技术

大多数能够充电而反复利用的二次电池，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，一般将过充电保护、过放电保护等的好几个保护电路内置于电池组，且既定的情况下具有截断电池组的输出的功能。

在这种保护元件中，采用内置于电池组的FET（Field Effect Transistor）开关来进行输出的导通/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，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，也必须保护电池组或电子设备，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，也采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17（A）（B）所示，有这样的元件：跨在电流路径上的第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而成为电流路径的一部分，并通过过电流造成的自发热、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）。在这样的保护元件90中，使熔化的液体状的可熔导体93聚集在与发热体94相连的发热体引出电极95、及第1、第2电极91、92上，从而分离第1、第2电极91、92间并截断电流路径。

保护元件中，因发热体94的发热而可熔导体93熔断，另外可熔导体93也因过电流造成的自发热而熔断，因此，由外装部件即盖构件97密封，以使熔断的可熔导体93不飞散。另外，关于保护元件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，通过盖构件97设置了用于可熔导体93进行熔化、流动的内部空间。进而，如图18所示，关于盖构件97，为了向外部释放电流截断时惊人的能量，并且防止元件的破坏，在盖构件97设置通气孔99。

此外，为了防止可熔导体93表面的氧化而维持速熔断性，保护元件90涂敷有除去可熔导体93表面的氧化覆膜的焊剂98。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－003665号公报 ；

专利文献2：日本特开2001－076610号公报 。

发明内容

发明要解决的课题

保护元件90通过安装在形成有电源电路等的电路基板，构成充放电路径的一部分，能够通过熔断可熔导体93，截断该充放电路径。

在此，安装了保护元件90的电路基板，为了提高基板的强度及平滑性而被涂敷有树脂，有时保护元件90也被树脂密封。或者，有时为了除去飞散到印刷基板的焊剂或焊锡球的目的，对电路基板进行基板清洗等的后处理。

然而，关于保护元件90，因为在盖构件97设置通气孔99，从而密封树脂、清洗液从通气孔99浸入内部，会产生用于可熔导体93进行熔化、流动的内部空间被填满、或者焊剂98被除去的问题，有可能会损害保护元件合适的截断功能。

虽然在盖构件不设置通气孔的密封型的保护元件也广泛流通，但是作为粘接盖构件的粘接剂，采用粘接强度大的热固化性的粘接剂的情况下，加热时元件内部的空气膨胀，空气从未固化而液态的粘接剂之间泄漏，从而无法用盖构件进行密封，另外，盖构件的粘接强度也下降。另外，在将密封型的保护元件回流安装在电路基板上时，也因元件内部的空气膨胀，另外焊剂中包含的溶剂成分气化，从而元件的内压上升，进而因为回流加热造成的粘接剂的软化，同样无法用盖构件进行密封，且盖构件的粘接强度也下降。进而，在密封型的保护元件中，不能向元件外部泄掉可熔导体截断时产生的惊人能量，有元件破坏的危険。

另外，也考虑在安装盖构件中设置有通气孔的开放型的保护元件后，将保护元件树脂密封，从而防止电路基板的密封材料或清洗液的浸入的方法（参照图19）。然而，为了可靠地密封而需要将树脂涂敷到保护元件整体及其周边部，且需要大量的密封树脂。另外，如图20所示，在保护元件的周围安装有其他部件的情况下，难以进行涂敷。进而，如图21所示，对每一块电路基板进行涂敷，因此电路基板的生产性变低。

本技术解决上述的课题，其目的在于提供在盖内部具有空间的保护元件及安装了该保护元件的电路模块中，防止内部空气的膨胀造成的盖构件的粘接强度的下降而防止电子部件的损坏，并且能够防止密封树脂或清洗液等的流入的保护元件及安装有该保护元件的电路模块、及保护元件的制造方法。

用于解决课题的方案

为了解决解决上述的课题，本技术所涉及的保护元件具备：绝缘基板；设置在上述绝缘基板的第1、第2电极；横跨上述第1、第2电极间而配置的可熔导体；以及配置在上述绝缘基板的配置有上述可熔导体的一面侧的盖构件，设置有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔，上述通气孔被密封构件密封。

另外，本技术所涉及的电路模块包括：保护元件；以及表面安装了上述保护元件的电路基板，上述保护元件具备：绝缘基板；设置在上述绝缘基板的第1、第2电极；横跨上述第1、第2电极间而配置的可熔导体；以及配置在上述绝缘基板的配置有上述可熔导体的一面侧的盖构件，设置有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔，上述通气孔被密封构件密封。

另外，本技术所涉及的保护元件的制造方法，在绝缘基板上形成第1、第2电极，横跨上述第1、第2电极间而配置可熔导体，在上述绝缘基板上，隔着热固化性树脂搭载盖构件，形成具有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔的构造体，通过加热上述构造体，将上述盖构件连接到上述绝缘基板上，并用密封构件密封上述通气孔。

发明效果

依据本技术，能够在连接盖构件时等向外部释放在内部空间产生的膨胀气体。另外，通气孔在连接盖构件后被密封构件密封，从而能够防止涂敷到电路基板的密封树脂或电路基板的清洗液从通气孔浸入到元件内部，且作为保护元件能够维持合适的截断功能。进而，保护元件因为通气孔内被密封构件密封，能够提高盖构件和绝缘基板的连接强度，在向电路基板回流安装时、或在熔断可熔导体时元件内部的空气膨胀而内压变高的情况下，也能防止盖构件从绝缘基板剥离或损坏。

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是省略盖构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是示出适用本技术的保护元件的制造工序的截面图，（A）示出在绝缘基板上配置各种电极、发热体及可熔导体的状态；（B）示出搭载盖构件的状态；（C）示出向通气孔供给密封构件的状态。

[图6]图6是示出在隔壁设置突出部的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图7]图7是示出在隔壁的突出部进一步设置向绝缘基板侧突出的第2突出部的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图8]图8是示出在隔壁设置锥部的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图9]图9是示出在内部配置隔壁构件的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图10]图10是示出参考例所涉及的保护元件封装件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图11]图11是示出采用没有设置顶面的盖构件并填充热固化性树脂直至隔壁构件的顶面的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图12]图12是示出在通气孔配置热固化性树脂及嵌合销而密封后的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图13]图13是示出将插入到通气孔的嵌合销连接到绝缘基板上的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图。

[图14]图14是示出使设置在盖构件的卡扣片卡扣到绝缘基板上的参考例所涉及的保护元件的图，（A）是外观立体图、（B）是截面图、（C）是仰视图。

[图15]图15是示出适用保护元件的电池组的一个例子的电路图。

[图16]图16是保护元件的电路图。

[图17]图17是示出现有的保护元件的图，（A）是省略盖构件而示出的平面图、（B）是截面图。

[图18]图18是示出现有的保护元件的外观立体图。

[图19]图19是示出在安装开放型的保护元件后，将保护元件树脂密封的工序的外观立体图。

[图20]图20是示出与安装在保护元件周围的其他部件干涉的状态的外观立体图。

[图21]图21是示出对每一块电路基板涂敷密封树脂的工序的外观立体图。

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、电路模块及保护元件的制造方法详细地进行说明。此外，本技术不只局限于以下的实施方式，在不脱离本技术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，有各尺寸的比例等不同于现实的情况。具体的尺寸等应参考以下的说明进行判断。另外，显然附图相互之间也包括互相的尺寸关系、比例不同的部分。

如图1、图2所示，适用本发明的电路模块3，在电路基板2表面安装有保护元件1。电路基板2形成有例如锂离子二次电池的保护电路等，通过表面安装有保护元件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，若有超过保护元件1的额定值的大电流流过，则可熔导体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等的电流控制元件以既定定时向发热体14通电，利用发热体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是示出保护元件1安装在电路基板2的电路模块3的一部分的截面图，图3是省略盖构件20而示出保护元件1的绝缘基板10的表面10a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。

[保护元件]

如图2～图5所示，保护元件1具备：绝缘基板10；层叠在绝缘基板10并被绝缘构件15覆盖的发热体14；形成在绝缘基板10的两端的第1电极11及第2电极12；在绝缘构件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，并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10例如利用氧化铝、玻璃陶瓷、莫来石、氧化锆等的具有绝缘性的构件形成为大致方形状。绝缘基板10除此以外还可以采用环氧玻璃基板、酚醛树脂基板等的用于印刷布线基板的材料。

[第1、第2电极]

第1、第2电极11、12在绝缘基板10的表面10a上，通过在相对置的侧缘附近分别分离地配置而开路，且通过搭载后述的可熔导体13，从而经由可熔导体13电连接。另外，在保护元件1流过超过额定值的大电流而可熔导体13因自发热（焦耳热）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侧面10b、10c的凹凸状机构（castellation）而与设置在背面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而与形成有外部电路的电路基板2连接，并构成该外部电路的通电路径的一部分。

第1、第2电极11、12能够采用Cu或Ag等的一般电极材料来形成。另外，在第1、第2电极11、12的表面上，优选利用镀层处理等的公知方法来镀敷有Ni/Au镀层、Ni/Pd镀层、Ni/Pd/Au镀层等的覆膜。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发生变动。另外，在回流安装保护元件1的情况下，能够防止连接可熔导体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而熔蚀（焊锡侵蚀）第1、第2电极11、12。

[发热体]

发热体14是通电时发热的具有导电性的构件，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，做成膏状后采用丝网印刷技术来图案形成在绝缘基板10上，并进行烧结等而形成。另外，发热体14的一端与第1发热体电极18连接，另一端与第2发热体电极19连接。

保护元件1以覆盖发热体14的方式配置有绝缘构件15，经由该绝缘构件15以与发热体14对置的方式形成有发热体引出电极16。为了效率良好地向可熔导体13传递发热体14的热，也可以在发热体14与绝缘基板10之间层叠绝缘构件15。作为绝缘构件15，例如能够采用玻璃。

发热体引出电极16的一端与第1发热体电极18连接，并且经由第1发热体电极18与发热体14的一端连续。此外，第1发热体电极18形成在绝缘基板10的第3侧面10d侧，第2发热体电极19形成在绝缘基板10的第4侧面10e侧。另外，第2发热体电极19经由形成在第4侧面10e的凹凸状机构与形成在绝缘基板10的背面10f的外部连接电极19a连接。

保护元件1被安装到电路基板2，从而发热体14经由外部连接电极19a及第2发热体电极19与形成在电路基板2的外部电路连接。而且，发热体14以截断外部电路的通电路径的既定定时经由外部连接电极19a及第2发热体电极19被通电而发热，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自身的通电路径也被截断，因此停止发热。

[可熔导体]

可熔导体13由通过发热体14的发热迅速熔断的材料构成，能够适当地采用例如焊锡或以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，或者也可为低熔点金属和高熔点金属的层叠体。通过包含高熔点金属和低熔点金属，从而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，并维持可熔导体13的形状。另外，熔断时也是低熔点金属熔化而将高熔点金属熔蚀（焊锡侵蚀），由此能够在高熔点金属的熔点以下的温度迅速熔断。

此外，可熔导体13通过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能够通过回流焊接来容易连接。

另外，为了防止氧化、提高润湿性等，可熔导体13优选被涂敷焊剂17。

[盖构件]

另外，保护元件1为了保护内部，在绝缘基板10的表面10a上设置有盖构件20。盖构件20对应绝缘基板10的形状以大致矩形状形成。另外，如图1所示，盖构件20具有连接到设置有可熔导体13的绝缘基板10的表面10a上的侧面21、和覆盖绝缘基板10的表面10a上的顶面22，在绝缘基板10的表面10a上，具有对可熔导体13熔化时以球状膨胀、熔化导体凝聚于发热体引出电极16或第1、第2电极11、12上而言足够的内部空间25。

盖构件20的侧面21经由粘接剂26等连接到绝缘基板10的表面10a上。作为连接盖构件20的粘接剂26，能够适当地采用连接可靠性优异的热固化性的粘接剂。

[通气孔]

另外，如图1、图2所示，盖构件20设置有贯穿到盖构件20内部的通气孔23，并且通气孔23内被密封构件24密封。通气孔23例如在盖构件20的顶面22开口。另外，通气孔23由隔开盖构件20的侧面21和配置有可熔导体13的内部空间25之间的隔壁27构成。隔壁27从盖构件20的顶面22向下方形成，以在盖构件20连接到绝缘基板10的表面10a上时，在与绝缘基板10的表面10a之间产生若干间隙的高度形成。即，通气孔23经由隔壁27和绝缘基板10的间隙而与内部空间25连续，以能够在连接盖构件20时等向外部释放在内部空间25产生的膨胀气体。通气孔23在连接盖构件20后被密封构件24密封。对于该保护元件1的制造工序将在后面详述。

设置通气孔23并且通过密封构件24来密封通气孔23，从而保护元件1防止涂敷到电路基板2的密封树脂或电路基板2的清洗液从通气孔23浸入元件内部而会填埋用于可熔导体13进行熔化、流动的内部空间、或者会除去焊剂17这一事态，作为保护元件能够维持合适的截断功能。另外，关于保护元件1，通气孔23内被密封构件24密封，所以能够提高盖构件20和绝缘基板10的连接强度，在对电路基板2进行回流安装时或在熔断可熔导体13时，元件内部的空气膨胀而内压变高的情况下，也能防止盖构件20从绝缘基板10剥离或损坏。

通气孔23在元件内部，在不与发热体14或可熔导体13干涉的位置、例如如图2所示在第1、第2电极11、12的上方，沿着第1、第2侧面10b、10c而形成。除了图2所示之外，通气孔23可以设置在第1、第2发热体电极18、19的上方，另外，也可以跨到第1～第4侧面10b、10c、10d、10e的任一个而连续。或者，通气孔23可以在盖构件20的侧面21形成，也可以以从绝缘基板10的表面10a贯穿到背面10f的方式形成。进而，保护元件1也能够将通气孔23形成在顶面22、侧面21、绝缘基板10的一处或多处。以下，以在盖构件20的顶面22形成通气孔23的情况为例继续进行说明。

[密封构件]

密封通气孔23的密封构件24，例如适当地采用热固化性的树脂24a。若举出热固化性树脂24a的具体例，则能够采用例如热固化性树脂（例如CEMEDINE公司制：SX720B）。另外，热固化性树脂24a也可以采用密封片（KYOCERA CHEMICAL CORPORATION制：TMS－701）等。此外，作为树脂材料，也可以采用例如聚酰胺类树脂粘接剂（HENKEL公司制：OM678）。热固化性树脂24a密封盖构件20的通气孔23，只要能够防止在后述的安装工序中所采用的树脂材料或清洗液向内部空间25的流入，且在元件内部的气体膨胀而内压变高的情况下也具有能维持盖构件20与绝缘基板10的连接的粘度或强度，则不论液态、片状等的形态均可。

热固化性粘接剂24a在盖构件20粘接到绝缘基板10后，向通气孔23内供给、填充，在回流安装时等被加热到既定温度，并被固化。

在此，热固化性树脂24a的玻化温度，优选低于保护元件1回流安装到电路基板2时的回流温度。由此，保护元件1在对电路基板2的安装工序中首先使热固化性树脂24a固化，因此，在内部空间25内的气体膨胀而内压上升的情况下，也能防止盖构件20从绝缘基板10的表面10a脱落的事态。

此外，热固化性树脂24a的玻化温度优选为100℃以上。由此，能够在回流工序中可靠地固化而密封通气孔23，并且提高盖构件20对绝缘基板10的连接强度。

此外，作为密封构件24以采用热固化性树脂24a的情况为例进行了说明，但是本技术并不限于此，也可以采用例如紫外线固化型的粘接剂等的光固化性树脂。光固化性粘接剂在盖构件20粘接到绝缘基板10后，向通气孔23内供给、填充，并且被照射紫外光等的既定波长的光，从而固化。

[制造工序]

接着，边参照图5，边对保护元件1的制造工序进行说明。如图5（A）所示，首先在绝缘基板10的表面10a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、绝缘构件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、19a，并且经由凹凸状机构与第1、第2电极11、12及第2发热体电极19连接。而且，使可熔导体13隔着发热体引出电极16横跨搭载在第1、第2电极11、12间。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，如图5（B）所示，将盖构件20连接到绝缘基板10的表面10a上。优选向侧面21的下部供给连接强度优异的热固化性的粘接剂26而进行盖构件20的连接。盖构件20搭载到绝缘基板10的表面10a上的构造体28，在可熔导体13的周围确保被隔壁27划分的内部空间25。

接着，关于在绝缘基板10的表面10a上搭载有盖构件20的构造体28，经过加热处理，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26固化而盖构件20连接到绝缘基板10的表面10a上。

此时，内部空间25内的膨胀气体经由设置在盖构件20的通气孔23向外部排出，因此在固化粘接剂26之中盖构件20的内压也不会变高，也不妨碍对绝缘基板10的表面10a上的连接。

接着，如图5（C）所示，向通气孔23供给密封构件24并进行密封，从而形成保护元件1。保护元件1通过回流等来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。

在作为密封构件24采用热固化性树脂24a的情况下，保护元件1可以实施加热处理而使热固化性树脂24a固化，但是也可以通过对电路基板2回流安装时的加热来使热固化性树脂24a固化。此时，作为热固化性树脂24a，采用玻化温度低于回流温度的热固化性树脂24a，从而先固化热固化性树脂24a，因此提高盖构件20的连接强度，在内部空间25内的气体膨胀而内压上升的情况下，也能防止盖构件20从绝缘基板10的表面10a脱落的事态。

此外，在作为密封构件24采用光固化性树脂的情况下，优选在向通气孔23填充后且回流安装到电路基板2之前，照射紫外光而使之固化。

[变形例1]

接着，对本技术的变形例进行说明。此外，在以下的各变形例的说明中对于与上述的保护元件1及电路模块3相同的构件标注相同的标号，并省略其详细。

如图6所示，通气孔23可以在内侧面设置向通气孔内部突出的突出部31。保护元件1通过在通气孔23的内侧面设置突出部31，当作为密封构件24填充热固化性树脂24a或光固化性树脂时，增加通气孔23内的接触面积，从而能够进一步提高盖构件20的连接强度。

突出部31如图6所示可以形成在隔壁27，也可以形成在侧面21，还可以形成在隔壁27及侧面21双方。另外，突出部31可沿着向顶面22的通气方向形成一个或多个，形成多个的突出部31分别可为相同突出高度也可为不同突出高度。另外，突出部31可以遍及盖构件20的一周方向连续形成，也可以间断地形成。

如图6所示，在顶面22设置有通气孔23的情况下，突出部31突出到绝缘基板10的表面10a上，因此填充到通气孔23内的热固化性树脂24a或光固化性树脂对于突出部31作为锚栓发挥作用，能够使得盖构件20更加难以从绝缘基板10脱落。

另外，如图7所示，也可以从顶面22到绝缘基板10设置通气孔23，并且设置向通气孔23内突出的突出部31，进而形成比突出部31更向绝缘基板10侧突出的第2突出部31a。第2突出部31a向绝缘基板10侧突出形成，从而能够提高盖构件20的对于与绝缘基板10平行的方向的连接强度。即，突出部31向绝缘基板10的表面10a上突出，从而提高盖构件20的对于绝缘基板10的垂直方向的强度，与之相对，向绝缘基板10的表面10a侧突出的第2突出部31a提高盖构件20的对于与绝缘基板10平行的方向的强度。

另外，第2突出部31a可以形成一个或多个，形成多个的第2突出部31a分别可为相同突出高度也可为不同突出高度。另外，第2突出部31a可以遍及盖构件20的一周方向连续形成，也可以间断地形成。形成的第2突出部31a越多，则盖构件20的对于与绝缘基板10平行的方向的强度就越增加。

此外，突出部31还包括在隔壁27或侧面21的内面形成凹部，相对地使隔壁27或侧面21的内面对于该凹部突出而形成的形态。另外，突出部31还包括利用所谓的表面纹理加工或粗糙面化加工、压花加工等来形成的形态。

同样地，第2突出部31a还包括在突出部31形成与绝缘基板10对置的凹部，相对地使突出部31向绝缘基板10侧突出而形成的形态。另外，第2突出部31a还包括利用所谓的表面纹理加工或粗糙面化加工、压花加工等来形成的形态。

[变形例2]

如图8所示，通气孔23也可以形成内侧面在截面观察下遍及通气方向以锥状形成的锥部32。保护元件1通过在通气孔23的内侧面形成锥部32，在作为密封构件24填充热固化性树脂24a或光固化性树脂时，增加通气孔23内的接触面积，并能进一步提高盖构件20的连接强度。

锥部32如图8所示可以形成在隔壁27，也可以形成在侧面21，还可以形成在隔壁27及侧面21双方。另外，锥部32可为沿着向顶面22的通气方向扩径的形态，也可为缩径的形态，但是如图8所示采用沿着向顶面22的通气方向扩径的形态，从而填充到通气孔23内的热固化性树脂24a或光固化性树脂对锥部32作为锚栓发挥作用，能够使盖构件20更加难以从绝缘基板10脱落，因此是优选的。

此外，也可以在锥部32形成上述的突出部31或第2突出部31a。另外，锥部32包括以曲面状、阶梯状形成而沿着通气方向扩径或缩径的形态。

[变形例3]

另外，如图9所示，保护元件1也可以在盖构件20的内部配置形成内部空间25的隔壁构件33，并向盖构件20的顶面22与隔壁构件33之间填充热固化性树脂24a或光固化性树脂。

隔壁构件33与盖构件20同样形成为一面开放的大致盒状，具有构成通气孔23的隔壁侧面33a和与盖构件20的顶面22对置的隔壁顶面33b。而且，隔壁构件33通过配置在绝缘基板10的表面10a上而形成内部空间25。隔壁构件33在面向通气孔23的一侧的隔壁侧面33a的下部与绝缘基板10的表面10a之间形成有间隙，使内部空间25和通气孔23连续。另外，隔壁构件33不面向通气孔23的一侧的隔壁侧面33a粘接在绝缘基板10的表面10a上而被固定。

保护元件1设置隔壁构件33，从而确保可熔导体13进行熔化、流动的内部空间25，进而从隔壁构件33上方配置盖构件20。由此，在与隔壁构件33之间形成通气孔23，填充热固化性树脂24a等的密封构件24而能够提高盖构件20及隔壁构件33对绝缘基板10的连接强度。另外，在隔壁顶面34b与盖构件20的顶面22之间也填充密封树脂，从而能够增加填充量，并能进一步提高盖构件20及隔壁构件33对绝缘基板10的连接强度。

此外，隔壁构件33可以设为与盖构件20不同的构件，但也可以与盖构件20一体成型。

[参考例1]

在此，边参照图10，边对本技术的参考例所涉及的保护元件封装件37的结构进行说明。图10所示的保护元件35在绝缘基板10的表面10a上仅搭载了上述的隔壁构件33。保护元件35进一步安装在插入（interposer）基板36，盖构件20搭载到插入基板36而进行封装，由此，形成保护元件封装件37。插入基板36具备与第1、第2外部连接电极11a、12a、跟发热体电极19连接的外部连接电极连接的连接电极37a，进而通过回流安装等来安装在未图示的电路基板2。另外，盖构件20利用连接可靠性优异的热固化性的粘接剂等、或者利用超声波熔敷等来连接到插入基板36。

该保护元件封装件37的盖构件20，覆盖保护元件35整体，具有构成封装件外装的较大的内部空间，因此在回流安装或熔断可熔导体13时等元件内部的气体膨胀的情况下，内压的上升也是一点点，具有充分的耐性。因而，保护元件封装件37能够防止保护元件35的内压上升导致的盖构件20的连接不良或破坏。

[变形例4]

另外，如图11所示，保护元件1也可以采用没有设置隔壁构件33及顶面22的盖构件38，并且在隔壁构件33的隔壁顶面33b上填充热固化性树脂24a或光固化性树脂等的密封构件24。图11所示的保护元件1，由于盖构件38的侧面21与隔壁构件33的隔壁侧面33a之间及隔壁顶面33b的上表面被树脂固定，所以能够提高盖构件38及隔壁构件33对绝缘基板10的连接强度。

此外，隔壁构件33可以设为与盖构件38不同的构件，但也可以与盖构件38一体成型。

[变形例5]

另外，如图12所示，保护元件1中，作为密封通气孔23的密封构件24，除了热固化性树脂24a等的粘接剂之外，也可以采用嵌合到通气孔23的嵌合销24b。图12所示的保护元件1在通气孔23内设置有卡扣嵌合销24b的卡扣阶梯部39。另外，通气孔23对应嵌合销24b的形状形成为圆柱状。此外，通气孔23也可以在第1、第2电极11、12的上方沿着第1、第2侧面10b、10c形成多个。除了图12所示以外，通气孔23也可以设置在第1、第2发热体电极18、19的上方。

保护元件1中，作为密封构件24，除了热固化性树脂24a等的粘接剂之外，还采用嵌合到通气孔23的嵌合销24b，从而更加可靠地密封通气孔23，并且能够提高盖构件20的连接强度。

此外，嵌合销24b除了卡扣在卡扣阶梯部39之外，例如也可以向通气孔23压入。此时通气孔23可以形成向顶面22侧以锥状扩径的锥部，同样地，嵌合销24b也可以形成为向前端缩径的锥状。或者，通气孔23及嵌合销24b也可以相互形成螺纹槽而螺纹固定。另外，通气孔23及嵌合销24b也可以在一方形成引导凸部，在另一方形成使引导凸部在嵌合销24b的插入方向上滑动的引导凹部。

[变形例6]

另外，如图13所示，保护元件1中，作为密封通气孔23的密封构件24，也可以只采用嵌合销24b。在该情况下，嵌合销24b与绝缘基板10连接，这在提高盖构件20的连接强度上是优选的。例如，嵌合销24b形成螺纹槽，并螺纹结合到设置在绝缘基板10的表面10a的螺纹孔中，从而能够将盖构件20螺纹固定在绝缘基板10。除此之外，嵌合销24b也可以形成尖锐的前端部而插穿到绝缘基板10的表面10a，从而进行连接。

此外，在图13所示的结构中，嵌合销24b除了卡扣在卡扣阶梯部39之外，例如也可以压入到通气孔23。此时通气孔23可以形成向顶面22侧以锥状扩径的锥部，同样地，嵌合销24b也可以形成为向前端缩径的锥状。或者，通气孔23及嵌合销24b也可以相互形成螺纹槽而螺纹固定。另外，通气孔23及嵌合销24b也可以在一方形成引导凸部，在另一方形成使引导凸部在嵌合销24b的插入方向上滑动的引导凹部。

[参考例2]

在此，边参照图14，边对本技术的参考例所涉及的保护元件封装件37的结构进行说明。图14（A）～（C）所示的保护元件40，在绝缘基板10的背面10f卡扣形成在盖构件41的侧面42的卡扣片42a。盖构件41具有与绝缘基板10大致相等的内尺寸，在相对置的一对侧面42形成有卡扣到绝缘基板10的背面10f的卡扣片42a。

盖构件41从绝缘基板10的表面10a侧嵌入，将卡扣片42a卡扣在绝缘基板10的背面10f，从而构成元件外装体。另外，保护元件40通过在绝缘基板10嵌入盖构件41，在顶面43与绝缘基板10的表面10a之间形成可熔导体13进行熔化、流动的内部空间25。

保护元件40因为卡扣片42a卡扣到绝缘基板10的背面10f而牢固地连接盖构件41和绝缘基板10，因此在回流安装或熔断可熔导体13时等元件内部的气体膨胀的情况下，对内压的上升也具有充分的耐性。因而，保护元件40能够防止内压的上升导致的盖构件41的连接不良或破坏。

[电路基板]

接着，对安装保护元件1的电路基板2进行说明。电路基板2采用例如环氧玻璃基板或玻璃基板、陶瓷基板等的刚性基板、或柔性基板等公知的绝缘基板。另外，如图1、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及跟第2发热体电极19连接的外部连接电极19a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及在电路基板2表面安装了保护元件1的电路模块3的使用方法进行说明。如图15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采用。

例如，保护元件1装入到具有由合计4个锂离子二次电池的电池单元51～54组成的电池堆栈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串联连接了需要用于在过充电及过放电状态下进行保护的控制的电池单元51～54，经由电池组50的正极端子50a、负极端子50b，可装卸地连接到充电装置65，并被施加来自充电装置65的充电电压。将通过充电装置65来充电的电池组50的正极端子50a、负极端子50b连接到用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：串联连接在从电池堆栈55流到充电装置65的电流路径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的电流路径的导通和截断。控制部63从充电装置65接受电力供给而动作，并对应检测电路56的检测结果，以在电池堆栈55为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，其动作由电流控制元件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，并向充放电控制电路60的控制部63供给各电压值。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，以与电流控制元件61、62的开关动作无关地截断电池堆栈55的充放电电流路径的方式进行控制。

在由以上那样的结构构成的电池组50中，对保护元件1的结构具体地进行说明。

首先，适用本发明的保护元件1，具有图16所示的电路结构。即，保护元件1为由经由发热体引出电极16串联连接的可熔导体13、和经由可熔导体13的连接点通电发热而熔化可熔导体13的发热体14构成的电路结构。另外，在保护元件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2发热体电极19及外部连接电极与电流控制元件57连接。

这样的电池组50在保护元件1的发热体14通电、发热时，可熔导体13熔化，并且因其润湿性而被吸引到发热体引出电极16上。其结果，保护元件1通过可熔导体13的熔断，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也停止发热。

另外，电池组50在充放电路径上流过超过保护元件1的额定值的意料之外的大电流的情况下，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。

如上所述，保护元件1通过密封构件24来密封通气孔23内，因此在对电路基板2进行回流安装时、或在熔断可熔导体13时，元件内部的空气膨胀而内压变高的情况下，也能提高盖构件20与绝缘基板10的连接强度，并能防止盖构件20从绝缘基板10剥离或损坏。

此外，适用本技术的保护元件1，并不限于用于锂离子二次电池的电池组的情况，显然也可以适用到需要利用电信号进行电流路径的截断的各种用途。另外，适用本技术的保护元件1也可以不具备发热体14而构成为仅进行过电流时的自发热截断的熔丝元件。

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 绝缘构件；16 发热体引出电极；17 焊剂；18 第1发热体电极；19 第2发热体电极；20 盖构件；21 侧面；22 顶面；23 通气孔；24 密封构件；24a 热固化性树脂；24b 嵌合销；25 内部空间；26 粘接剂；27 隔壁；28 构造体；31 突出部；32 锥部；33 隔壁构件；33a 隔壁侧面；33b 隔壁顶面；35 保护元件；36 插入基板；37 保护元件封装件；38盖构件；39 卡扣阶梯部；40 保护元件；41 盖构件；42 侧面；42a 卡扣片；43 顶面；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。

Claims (12)

1.一种保护元件，具备：

绝缘基板；

设置在上述绝缘基板的第1、第2电极；

横跨上述第1、第2电极间而配置的可熔导体；以及

配置在上述绝缘基板的配置有上述可熔导体的一面侧的盖构件，

设置有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔，

上述通气孔被密封构件密封。

2.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述密封构件为具有比回流温度低的玻化温度的树脂。

3.如权利要求2所述的保护元件，其中，上述树脂的玻化温度为100℃以上。

4.如权利要求1所述的保护元件，其中，上述密封构件为嵌合到上述通气孔的嵌合构件。

5.如权利要求1～4的任一项所述的保护元件，其中，上述通气孔设置在上述盖构件。

6.如权利要求5所述的保护元件，其中，上述通气孔在内侧面设置有向上述通气孔内部突出的突出部。

7.如权利要求5所述的保护元件，其中，上述通气孔设置有内侧面在截面观察下形成为锥状的锥部。

8.如权利要求2或3所述的保护元件，其中，在上述盖构件的内部具有形成上述内部空间的隔壁构件，在上述盖构件与上述隔壁构件之间填充有上述树脂。

9.如权利要求8所述的保护元件，其中，在上述盖构件的顶面与上述隔壁构件的顶面之间填充有上述树脂。

10.如权利要求8所述的保护元件，其中，

采用没有设置顶面的盖构件，

在上述隔壁构件的顶面上填充有上述树脂。

11. 一种电路模块，具有：

保护元件；以及

表面安装了上述保护元件的电路基板，

上述保护元件具备：

绝缘基板；

设置在上述绝缘基板的第1、第2电极；

横跨上述第1、第2电极间而配置的可熔导体；以及

配置在上述绝缘基板的配置有上述可熔导体的一面侧的盖构件，

设置有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔，

上述通气孔被密封构件密封。

12.一种保护元件的制造方法，其中，

在绝缘基板上形成第1、第2电极，并横跨上述第1、第2电极间而配置可熔导体；

在上述绝缘基板上，隔着热固化性树脂搭载盖构件，形成具有使配置了上述可熔导体的内部空间碰到元件外部的通气孔的构造体；

通过加热上述构造体，将上述盖构件连接到上述绝缘基板上；

用密封构件密封上述通气孔。