保护元件制造技术

本发明专利技术提供一种实现小型化、薄型化且对电阻发热元件的发热进行感应而进行可靠的工作从而提高可靠性的保护元件和采用该保护元件的保护装置。保护元件（１０）包括：陶瓷芯片体（１２）；配置于该陶瓷芯片体（１２）的表面的可熔合金熔丝元件（２０）；配置于通孔（２４）内的电阻发热元件（２５）；以及配置于背面的导出用引线（１５～１７）。发热元件（２５）由规定电阻值的电阻体构成，由于埋设配置于通孔（２４）内而呈填充状态，因此电阻体的热通过热传导性良好的陶瓷芯片体（１２）来使可熔合金熔丝元件（２０）正确且迅速地工作。尤其是，能起到增大电阻发热元件（２５）的承受功率、有效发挥空间效率，因而对低背化和小型化、薄型化有利这样的实用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在已形成图案电极的陶瓷芯片体表面装载有可经受回流处理的 可熔合金熔丝元件的小型化、薄型化的保护元件，尤其涉及将电阻发热元件配设于陶瓷芯 片体的通孔、将导出端子设于背面侧的保护元件以及使用该保护元件的保护装置。
技术介绍
当检测到因被保护设备的过电流产生的过度发热时或当感应到周围温度的异常 过热时工作的非恢复型保护元件为了实现设备的安全，会在规定的动作温度进行工作来切 断电气回路。作为这种保护元件的一例，已知有根据对设备所产生的异常进行检测的信号 电流来使电阻发热、并用该发热使熔丝元件工作的保护元件。在日本专利特开平07-153367 号公报(专利文献1)和日本专利特开平08-161990号公报(专利文献2)中公开了如下保 护元件和保护装置，其中，上述保护元件采用了将在异常时发热的电阻设于陶瓷基板上的 膜电阻，上述保护装置利用上述保护元件来防止在锂离子可充电电池的过充电模式下因在 电极表面上生成的枝晶而引起的性能变差或着火、或者来防止在充电时电池被充电至规定 电压以上。一般，在移动信息终端设备中对主电源利用保存特性和耐漏液性优异的高密度能 量的锂离子可充电电池或锂聚合物可充电电池，由于能量密度高，因此，在异常时该能量被 一下子释放而发生危险状态的可能性高。为了防止可充电电池中这样的过充电和过放电并 确保安全，设置有恢复型和非恢复型这两重保护电路。例如，日本专利特开平10-056742号 公报(专利文献3)公开了一种保护装置，该保护装置包括恢复型保护电路，该恢复型保护 电路在当电池电压超过设定电压时切断充电电流；以及温度熔丝的非恢复型保护电路，该 非恢复型保护电路在该保护电路因某些原因不工作时加以利用。对于带电阻温度熔丝，在 日本专利特开2005-129352号公报(专利文献4)中公开了一种对绝缘基板使用玻璃环氧 树脂来实现低价的保护元件，在日本专利特开2005-150075号公报(专利文献5)中公开了 一种采用无铅可熔合金的带电阻熔丝。而且，日本专利特开2006-221919号公报(专利文 献6)公开了一种带电阻熔丝，该带电阻熔丝将发热用电阻体层叠在绝缘基板内、并对该电 阻体上的绝缘基板设置可熔金属片。专利文献1 日本专利特开平07-153367号公报专利文献2 日本专利特开平08-161990号公报专利技术文献3 日本专利特开平10-056742号公报专利文献4 日本专利特开2005-129352号公报专利文献5 日本专利特开2005-150075号公报专利文献6 日本专利特开2006-221919号公报近年来，伴随小型移动PC的急速普及，要求利用表面安装技术手段和所使用的电 池组小型化、薄型化，因而对保护元件的芯片化要求在不断提高。上述专利文献1、专利文献 2和专利文献6虽然提到了使用某种合金的熔丝元件与电阻膜的组合，但它们均将电阻膜沿基板的水平方向即基板的主表面方向形成。通常，由于在异常时对该电阻膜施加电池电 压，因此，必须对其电压范围设计成具有合理的面积，使水平方向的尺寸缩小受到限制。此 外，专利文献5所示的带电阻熔丝是在陶瓷制绝缘基板的表面安装有单个或两个低熔点可 熔合金熔丝元件、在背面安装有引线和厚膜电阻的发热元件而成。在这种带电阻熔丝中，可熔合金以平板的箔状态安装在基板上的电极之间，由于 在背面上较大面积地设有膜电阻，因此必然所需的安装面积大，对于作为保护元件的安装 要求有很大的空间。因此，不仅在对要求小型化、薄型化的移动信息设备等的应用中发生不 理想，并且在组装和制造上存在问题。另一方面，在形成膜状电阻体时，很难在印刷氧化钌 类糊料并在超过800°c的温度下烧成从而得到均勻的厚膜电阻的同时在特性面上得到所需 的电阻值，因此，厚膜电阻的修边调整成为费力的作业，很难低成本化。此外，电阻膜除了体 积小、承受功率变小之外，还无法进行电阻膜向有机基板的烧结。此外，由于形成于安装有 导出用引线的背面侧，因此需要进行绝缘处理而无法提供满足小型化、薄型化的保护元件， 且很难实现紧凑化和尽可能的低背面化。因此，作为稳定的在动作温度工作的保护元件，希 望提供一种包括制造加工性在内改良后的保护元件和使用该保护元件的设备电路用保护直ο
技术实现思路
因此，本专利技术基于上述缺点专利技术而成，着眼于在芯片基板的通孔内配置电阻发热 元件，其目的在于，提供一种在形成图案电极的陶瓷基板上表面装设可经受回流处理的可 熔合金熔丝元件并在一并处理多个元件之后对它们进行芯片分割而得到小型化、薄型化的 芯片型保护元件。本专利技术的另一个目的在于提供一种在陶瓷基板的通孔中装设发热元件并将导出 端子设于背面侧的保护元件和使用该保护元件的电池组等的保护装置。具体而言，上述本 专利技术的另一个目的在于提供一种在陶瓷芯片体的一个面上装设可熔合金熔丝元件、在另一 个面上装设导出用的电极部或引线，并且在形成于陶瓷芯片体的通孔内配置电阻发热体这 样的新型且改良后的保护元件，并提供一种提高制造的简易性和作业的高效性、同时实现 低成本化和小型化、实现了性能上的提高和安装空间的有效运用的新型且改良后的保护元 件和使用该保护元件的保护装置。根据本专利技术，提供了如下保护元件，该保护元件包括陶瓷芯片体，该陶瓷芯片体 具有多个通孔并在其中一个中埋设有电阻发热元件，在正反两面上配设多个图案电极；可 熔合金熔丝元件，该可熔合金熔丝元件用表面安装用回流锡焊与作为上述陶瓷芯片体的一 个面的表面图案电极间相连接；以及多个导出用引线，这些导出用引线连接配置于作为上 述陶瓷芯片体的另一个面的背面图案电极，通过导通通孔或导通半通孔将芯片体正反两面 的图案电极之间连接，将电阻发热元件的发热直接或通过陶瓷材料的热传导使可熔合金熔 丝元件升温来进行动作。在此，电阻发热元件是配置于一个通孔中的芯片电阻体或具有规 定电阻值的电阻填充物。该电阻值是通过通孔中所填充的电阻材料的选定来调整的。对表 面侧的可熔合金熔丝元件选定不会被回流处理影响的可熔合金和保证流畅的熔断动作的 焊剂材料从而与背面侧的图案电极连接。这样，简化了配线的结构。即、可熔合金熔丝元件 不会因回流处理而熔断，在回流处理后也不会影响熔丝性能。而且，根据需要，熔丝元件也可由两个以上的可熔合金构成，并将各可熔合金的熔断的温度选定为相同或不同的温度。 此外，较为理想的是，导出用引线由扁平状导体制成，将其平坦面与另一个面的图案电极锡 焊连接。具体而言，在作为熔丝元件的材料加以选定的金属和可熔合金中，例如有 97Bi-3Zn(255 °C ) 、99. 3Βi-0. 5Ag-0. 2Cu(258 )、97Bi_3Ag (262 °C )、 Bi (272 °C )、78Zn-22Al (275°C )、95Zn_5Al (382V )、54Ge_46Al (424°C )等。另外，数字表示合金的配比 (重量％ )。由于采用这些无铅合金的保护元件能经受245°C以上的回流锡焊，因此，作为表 面安装零部件，能与其他的设备同时一并进行锡焊。此外，为了保证保护元件流畅的熔断动作，需要在可熔合金的表面涂布焊剂，但为 了在承受上述的回流温度且250°C以上的动作温度下也不会从合金表面滴下而可靠地进行 熔断动作，因此采用如下所示结构的高温用焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护元件，其包括：陶瓷芯片体，该陶瓷芯片体具有多个通孔；多个图案电极，这些图案电极设在所述陶瓷芯片体的正反两面上；可熔合金熔丝元件，该可熔合金熔丝元件从不受回流处理影响的材料中选定，并锡焊连接在所述陶瓷芯片体的一个面的图案电极间；电阻发热元件，该电阻发热元件配置在多个通孔中的至少一个通孔中；多个导出用引线，这些导出用引线连接配置于陶瓷芯片体的另一个面的图案电极；以及导电体，该导电体埋设于将正反两面的图案电极间连接的多个通孔中的至少两个以上的通孔中，直接或通过陶瓷芯片体将电阻发热元件的发热热传导至可熔合金熔丝元件，使可熔合金熔丝元件升温感应来进行动作。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田宪之，中岛慎太郎，
申请(专利权)人：恩益禧肖特电子零件有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]