部分的凹部2形成。基板I由絕緣性的材料形成。例如,通過氧化鋁、玻璃陶瓷、莫來石、氧化鋯等的具有絕緣性的部件來形成。此外,也可以使用用于玻璃環氧基板、酚醛基板等的印刷布線基板的材料,但需要留意熔絲熔斷時的溫度。此外,作為電極材料,使用Ag膏等,用絲網印刷技術等眾所周知的方法來形成。
[0027]填充材料3通過從基板的表面側向凹部2的周邊涂敷具有粘性、撓性的材料并從上方施加壓力而埋入凹部。埋入的量有必要設為在安裝所完成的保護元件10的情況下,為了目視確認可焊性而不致于埋入整個基板I厚度的量。填充材料3的材料既可以使用具有導電性的材料,也可以使用絕緣性的材料。具有導電性的材料,例如將Ag膏等使用于填充材料3的情況下,能夠使通孔電極2a側面一側的導通優良,但是需要留意在涂敷填充材料3時不會與在基板I的表面鄰接的電極或內部元件8出現不需要的短路。絕緣性的材料例如使用玻璃等的情況下,安裝保護元件10時,能夠使焊接時的熱難以經由通孔電極2a傳到搭載在基板I的內部的包含可熔導體的內部元件8,從而能夠有助于提高安裝可靠性。另外,能夠防止安裝時熔化的焊錫浸入到基板I內部,從而能夠確保基板I的表面的絕緣性。
[0028]蓋部件6用于保護元件10的包含可熔導體的內部元件的氧化防止等外部環境中的保護用途,利用絕緣性的材料形成。能夠使用例如玻璃環氧、陶瓷等具有既定耐熱性的絕緣材料。
[0029]為了進一步提高蓋部件6與填充材料3的密合性,優選使構成蓋部件6的材料和填充材料3的材料為相同材料,例如使用玻璃、環氧類樹脂等。
[0030]粘接劑5涂敷在基板I表面的外周上且存在凹部2的部位則在填充材料3上與安裝蓋部件6的位置對應的部位。粘接劑5既可為熱硬化性的材料也可為紫外線硬化性的材料,能夠使用其他眾所周知的材料。為了進一步提高與填充材料3的密合性,粘接劑5優選使用與填充材料3的親和性高的材料,作為粘接劑的材料優選使用環氧類,作為填充材料3的材料優選使用玻璃或Ag膏。
[0031]內部元件8包含擔任保護元件10本來的功能的功能元件。例如,內部元件8為在基板I的對置的邊形成的通孔電極2a、2a兩端間電連接的可熔導體(熔絲)。由可熔導體構成的內部元件8也可以用絲網印刷技術等來形成在基板I,用其他方法連接在通孔2a、2a的端子間。
[0032][保護元件的制造方法]
本發明所涉及的保護元件10如下制造。
[0033]如圖1A所不,準備具有凹部2的基板I。具有凹部2的基板I預先形成有通孔電極,在排列多個基板I的母基板(未圖示)的狀態下,安裝或形成有擔任保護功能的內部元件。接著,如圖1B所示,以埋入凹部2的部分的方式涂敷填充材料3。在涂敷填充材料3時,利用絲網印刷技術,在凹部2附近涂敷填充材料3,或者通過分配器向凹部2附近供給所需量,然后用刮刀(squeegee)等來使之對照基板I的表面大致平坦。而且,如圖1C所示,在基板I的表面的外周部和埋入的填充材料3的表面涂敷有粘接劑5。關于粘接劑的涂敷,也與填充材料3同樣地執行涂敷工序和利用刮刀等的平坦化工序。如圖2A所示,準備具有內表面7的蓋部件6,如圖2B所示,蓋部件6的端部以使內部元件8收納于蓋部件6的內表面7的方式與粘接劑5密合。此外,粘接劑5如圖1及圖2那樣,既可以涂敷在基板I及填充材料3的一側,也可以涂敷在蓋部件6的端部。保護元件10通過從母基板切出各自基板I而形成。
[0034][保護元件的其他結構例]
以上對僅在基板I的凹部2附近填充填充材料3,其上涂敷粘接劑5而進行與蓋部件6的連接的結構例進行了說明,但是也可以將填充材料3涂敷在基板表面的整個外周而不是僅僅涂敷在凹部2附近。這樣通過在基板表面的整個外周涂敷填充材料3,涂敷粘接劑5的粘接面變得更加平坦,并且提高粘接強度及密閉性。
[0035]如圖3A?圖3C所示,本發明的其他實施方式所涉及的保護元件10具備:具有形成通孔電極2a的凹部2的基板I ;搭載于基板I并與通孔電極2a連接的內部元件8 ;涂敷在包含凹部2的基板I的表面的整個外周的填充材料3 ;以及以覆蓋內部兀件8的方式安裝于基板的蓋部件6。如圖2A及圖2B所示,蓋部件6通過進一步涂敷在包含凹部2的基板I的表面的整個外周涂敷的填充材料3上的粘接劑5而安裝于基板I。
[0036]進而,不管是圖1的結構例還是圖3的結構例,在連接基板I和蓋部件6時,通過選定適當的材料例如環氧類粘接劑作為填充材料3,使得在填充材料3和粘接劑5都能使用,從而可以削減構成部件。
[0037][保護元件的使用方法]
本發明的一實施方式所涉及的保護元件10通過適當地構成內部元件8的電路,能夠用作為內置鋰離子二次電池的過電壓保護功能的保護元件。
[0038]如圖4A及圖4B所示,保護元件10具備:基板I ;層疊在基板I并被絕緣部件15覆蓋的發熱體14 ;形成在基板I的兩端的電極2a (Al),2a (A2);在絕緣部件15上以與發熱體14重疊的方式層疊的發熱體引出電極16 ;以及兩端分別與電極2a (Al),2a (A2)連接并且中央部與發熱體引出電極16連接的可熔導體13。
[0039]發熱體14是電阻值較高且通電時發熱的具有導電性的部件,例如由W、Mo、Ru等構成。將它們的合金或者組成物、化合物的粉狀體與樹脂粘合劑等混合,做成膏狀后利用絲網印刷技術圖案形成在基板I上,再經燒成等而形成。
[0040]可熔導體13為在既定電力、熱下熔化并熔斷的導電性的材料即可,能夠使用例如BiSn合金、BiPb合金、BiSn合金、SnPb合金、PbIn合金、ZnAl合金、InSn合金、PbAgSn合金等。
[0041]如圖5所示,上述的保護元件10能用于鋰離子二次電池的電池組內的電路。
[0042]例如,保護元件10能夠裝入具有由合計4個的鋰離子二次電池的電池單元21?24構成的電池堆棧25的電池組20而使用。
[0043]電池組20具備:電池堆棧25 ;控制電池堆棧25的充放電的充放電控制電路30 ;保護電池堆棧25和充放電控制電路30的適用本發明的保護元件10 ;檢測各電池單元21?24的電壓的檢測電路26 ;以及響應檢測電路26的檢測結果而控制保護元件10的動作的電流控制元件27。
[0044]電池堆棧25串聯連接了需要用于保護過充電及過放電狀態的控制的電池單元21?24,經由電池組20的正極端子20a、負極端子20b而可裝卸地連接在充電裝置35,被施加來自充電裝置35的充電電壓。將利用充電裝置35來充電的電池組20的正極端子20a、負極端子20b連接在用電池動作的電子設備,從而能夠使該電子設備動作。
[0045]充放電控制電路30具備:在從電池堆棧25流過充電裝置35的電流路徑串聯連接的兩個電流控制元件31、32 ;以及控制這些電流控制元件31、32的動作的控制部33。電流控制元件31、32例如由場效應晶體管(以下,稱為FET。)構成,利用控制部33來控制柵極電壓,從而控制電池堆棧25的電流路徑的導通和截斷。控制部33從充電裝置35接受電力供給而動作,響應檢測電路26的檢測結果而以在電池堆棧25為過放電或過充電時截斷電流路徑的方式控制電流控制元件31、32的動作。
[0046]保護元件10例如連接在電池堆棧25與充放電控制電路30之間的充放電