保护器件和熔丝器件制造技术

本发明专利技术提供一种保护器件，能够缓和伴随熔丝元件的大型化而增大的应力，即使随着周围温度的变化也能维持稳定的熔断特性。具有第1电极12和第2电极13、跨在所述第1电极12、第2电极13之间连接的熔丝元件17以及支撑熔丝元件17的框体，熔丝元件17在与框体侧的构成构件之间隔着弹性构件20来固定。

Protective devices and fuse devices

The invention provides a protective device, which can ease the stress increased with the enlargement of the fuse element, and even maintain stable fusion characteristics even with the change of ambient temperature. It has first electrodes 12 and second electrodes 13, a fuse element spanning between the first electrode 12 and second electrode 13, and a frame supporting the fuse element 17. The fuse element 17 is fixed with the elastic component 13 between the components of the frame side.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】保护器件和熔丝器件
本专利技术涉及保护器件和熔丝器件，该保护器件和熔丝器件使用了安装在电流通路中的、因流过超过额定的电流时的自身发热或者因发热体的发热而熔断从而阻断电流通路的熔丝元件。本申请以在2015年5月28日在日本提出申请的日本专利申请号特愿2015-109098为基础主张优先权，该申请通过参照而被引用于本申请中。
技术介绍
能够反复充电来利用的二次电池，大多都加工成电池组来提供给用户。尤其是，对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，一般会在电池组中内置过充电保护、过放电保护等若干个保护电路，具有在规定的情形下阻断电池组的输出的功能。这样的保护器件中，有时通过使用在电池组中内置的FET开关来进行输出的启动和关闭(ON/OFF)，从而进行电池组的过充电保护或者过放电保护的动作。但是，在FET开关因某些原因而发生短路损坏时、因施加雷涌等流过瞬间大电流时、或者因电池单元的寿命而导致输出电压异常降低或相反地输出过大异常电压时，就需要保护电池组、电子设备免于起火等事故。对此，即使在这样的可想到的异常状态下，为了安全地阻断电池单元的输出，使用了由具有通过来自外部的信号来阻断电流通路的功能的熔丝构成的保护器件。如图19(A)和图19(B)所示，作为用于这样的锂离子二次电池等的保护电路的保护器件100，有如下的保护器件：将在绝缘基板101上形成的连接于电流通路上的第1电极102和第2电极103、以及跨在第1电极102和第2电极103之间的熔丝元件104连接，构成电流通路的一部分，使该电流通路上的熔丝元件104通过因过电流产生的自身发热或者因设置于保护器件100内部的发热体105来熔断。这样的保护器件100中，通过将熔融的液体状的熔丝元件104集中到第1电极102和第2电极103上以及集中到与设置于第1电极102和第2电极103间的发热体105连接的发热体引出电极107上，来阻断电流通路。此外，在如图19中记载的这样的保护器件100中，为了在通过回流焊接等进行安装时的加热下不熔融，作为熔丝元件104，一般使用加入了熔点为300℃以上的Pb的高熔点焊料。此外，如果加热熔丝元件104，就会产生氧化而阻碍熔断，因此，为了除去在熔丝元件104上生成的氧化膜，同时提高熔丝元件104的润湿性，还进行助焊剂106的层叠。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第2790433号公报专利文献2：日本特开2010-003665号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题伴随着近年来锂离子二次电池的高容量化、高输出化，对于面向锂离子二次电池的保护电路的保护器件100，也要求提高其额定。为了提高额定、流过更多的电流，要求降低熔丝元件104的导体电阻，熔丝元件104的大型化是必须的。在此，由于熔丝元件104以Pb、Sn等金属为主成分，一般而言线膨胀系数大。因此，熔丝元件104会因在安装有保护器件100的电子设备的使用环境中的周围温度，而反复膨胀和收缩。但是，由于熔丝元件104是通过连接用焊料等来与第1电极102、第2电极103和发热体引出电极107固定，因此与膨胀、收缩相伴随的应力会作用于连接用焊料、各电极102、103、107或者熔丝元件104。这样的应力会伴随着熔丝元件104的体积大型化而增大。此外，由于作为绝缘基板101主要使用陶瓷，线膨胀系数与作为金属的熔丝元件104相比非常小。因此，通过周围温度的变动，在熔丝元件104与绝缘基板101之间也产生应力，在熔丝元件104自身、熔丝元件104与第1电极102、第2电极103、发热体引出电极107的接合部位、熔丝元件104与各电极102、103、107不接合的熔断部位，会有应力变形集中、发生损坏的危险。这样，如果在熔丝元件104、与熔丝元件104的接合部位产生断裂，就会有熔断特性发生变动、因规定的温度、过电流而不熔断或者熔断时间延迟等不能维持规定的熔断特性的危险。对此，本专利技术的目的在于，提供一种保护器件和熔丝器件，能够缓和伴随熔丝元件的大型化而增大的应力，即使随着周围温度的变化也能维持稳定的熔断特性。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术所涉及的保护器件具有第1电极和第2电极、跨在所述第1电极、第2电极之间连接的熔丝元件、以及支撑所述熔丝元件的框体，所述熔丝元件在与所述框体侧的构成构件之间隔着弹性构件来固定。此外，本专利技术所涉及的熔丝器件具有第1电极和第2电极、跨在所述第1电极、第2电极之间连接的熔丝元件、以及支撑所述熔丝元件的框体，所述熔丝元件在与所述框体侧的构成构件之间隔着弹性构件来固定。专利技术效果根据本专利技术，通过使弹性构件存在于器件框体侧的构成构件与熔丝元件之间，能够吸收、缓和伴随温度环境变化而产生的应力，能够防止在熔丝元件、器件框体侧的构成构件中产生断裂。附图说明[图1]图1是显示适用本专利技术的保护器件的图，(A)是显示省略了覆盖构件的平面图，(B)是(A)的X-X’截面图。[图2]图2是显示伴随着熔丝元件因温度变化而产生的伸缩，弹性构件追随并缓和应力的状态的图，(A)是显示熔丝元件膨胀时的截面图，(B)是显示熔丝元件收缩时的截面图。[图3]图3是显示使用了在芯材中含浸有助焊剂的弹性构件的保护器件的截面图。[图4]图4是显示通过在第1电极、第2电极上设置的弹性构件来接合熔丝元件的保护器件的截面图。[图5]图5是显示在绝缘基板的背面设置了发热体的保护器件的截面图。[图6]图6是显示在第1电极、第2电极和发热体引出电极上设置了弹性构件的保护器件的截面图。[图7]图7是显示弹性构件设置于绝缘层上并且存在于与熔丝元件的熔断部之间的保护器件的截面图。[图8]图8是显示弹性构件设置于覆盖构件并且存在于与熔丝元件之间的保护器件的截面图。[图9]图9是显示使用独立于器件框体而被支撑的金属板作为第1电极、第2电极的保护器件的截面图。[图10]图10是显示在图9所示的保护器件中，弹性构件设置于绝缘层上并且存在于与熔丝元件的熔断部之间的保护器件的截面图。[图11]图11是显示在图9所示的保护器件中，弹性构件设置于覆盖构件并且存在于与熔丝元件之间的保护器件的截面图。[图12]图12是搭载了保护器件的电池组的电路图。[图13]图13是保护器件的电路图，(A)显示熔丝元件熔断前的状态，(B)显示熔丝元件熔断后的状态。[图14]图14是显示保护器件的运作状态的截面图，(A)显示发热体由于通电而开始发热的状态，(B)显示熔丝元件开始熔融的状态，(C)显示熔丝元件熔断了的状态。[图15]图15是显示适用本专利技术的熔丝器件的截面图。[图16]图16是熔丝器件的电路图，(A)显示熔丝元件熔断前的状态，(B)显示熔丝元件熔断后的状态。[图17]图17是显示弹性构件设置于绝缘基板上并且存在于与熔丝元件的熔断部之间的熔丝器件的截面图。[图18]图18是显示弹性构件设置于覆盖构件并且存在于与熔丝元件之间的熔丝器件的截面图。[图19]图19是显示省略了覆盖构件的以往的保护器件的图，(A)是外观立体图，(B)是截面图。具体实施方式以下，对于适用本专利技术的保护器件和熔丝器件，一边参照附图一边进行详细地说明。需要说明的是，本专利技术并不仅仅限定于以下的实施方式，当然可以在不脱离本专利技术的宗旨的范围内进行各种改变。此外，附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护器件，具有：第1电极和第2电极，跨在所述第1电极、第2电极之间连接的熔丝元件，以及支撑所述熔丝元件的框体；所述熔丝元件在与所述框体侧的构成构件之间隔着弹性构件来固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 JP 2015-1090981.一种保护器件，具有：第1电极和第2电极，跨在所述第1电极、第2电极之间连接的熔丝元件，以及支撑所述熔丝元件的框体；所述熔丝元件在与所述框体侧的构成构件之间隔着弹性构件来固定。2.如权利要求1所述的保护器件，具有：构成所述框体且设置有所述第1电极、第2电极的绝缘基板，设置于所述绝缘基板的发热体，被覆所述发热体的绝缘层，以及设置在所述绝缘层上、与所述发热体连接且与所述熔丝元件连接的发热体引出电极；在所述熔丝元件与所述第1电极、所述第2电极或者所述发热体引出电极的一个以上的部位之间，存在具有导电性的所述弹性构件。3.如权利要求2所述的保护器件，所述熔丝元件通过所述弹性构件与所述第1电极、所述第2电极或者所述发热体引出电极的一个以上的部位接合。4.如权利要求1所述的保护器件，具有：构成所述框体且设置有所述第1电极、第2电极的绝缘基板，设置于所述绝缘基板的发热体，被覆所述发热体的绝缘层，以及设置在所述绝缘层上、与所述发热体连接且与所述熔丝元件连接的发热体引出电极；所述熔丝元件在与所述绝缘层之间隔着所述弹性构件来固定。5.如权利要求1～4中任一项所述的保护器件，具有构成所述框体且覆盖所述熔丝元件的覆盖构件；所述熔丝元件在与所述覆盖构件之间隔着所述弹性构件来固定。6.如权利要求1～4中任一项所述的保护器件，所述第1电极、第2电极是独立于所述框体而被支撑的金属板。7.如权利要求1～4中任一项所述的保护器件，所述弹性构件使用多孔质材料。8.如权利要求1～4中任一项所述的保护器件，所述弹性构件使用由线状的导电材料构成的织布或者无纺布。9.如权利要求7所述的保护器件，所述弹性构件含浸有促进所述熔丝元件熔融的材料。10.如权利要求8所述的保护器件，所述弹性构件含浸有促进所述熔丝元件熔融的材料。11.如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森千智，佐藤浩二，
申请(专利权)人：迪睿合株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP