特許 6703367 加熱基板、保護素子および電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6703367

(24)【登録日】2020年5月12日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】加熱基板、保護素子および電子機器

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/00 20060101AFI20200525BHJP

   H01H 37/76 20060101ALI20200525BHJP

   H05B 3/20 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   H05B3/00 355Z

   H01H37/76 F

   H01H37/76 P

   H05B3/00 365N

   H05B3/20 328

【請求項の数】18

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-246694(P2014-246694)

(22)【出願日】2014年12月5日

(65)【公開番号】特開2016-110812(P2016-110812A)

(43)【公開日】2016年6月20日

【審査請求日】2017年11月20日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000108410

【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後藤 一夫

(72)【発明者】

【氏名】木村 武雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 浩二

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０３６６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６４８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０４８１９１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 登録実用新案第３１１７３２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−０４９３８８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３／００

Ｈ０１Ｈ ３７／７６

Ｈ０５Ｂ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１孔および貫通孔である第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体と、前記発熱体に電流を供給する給電端子とを備え、
前記第１孔が前記発熱体よりも前記給電端子に近い側に位置すると共に、前記第２孔が前記給電端子よりも前記発熱体に近い側に位置し、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
加熱基板。

【請求項2】

前記第１孔は、貫通孔である、
請求項１記載の加熱基板。

【請求項3】

前記第１孔は、前記絶縁性基板の外縁に設けられた切り欠き状の不完全孔であり、
前記第２孔は、前記絶縁性基板の外縁よりも内側に設けられた完全孔である、
請求項１または請求項２に記載の加熱基板。

【請求項4】

前記第１孔は、前記給電端子と重なる位置に設けられている、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の加熱基板。

【請求項5】

前記発熱体、前記給電端子、前記第１孔および前記第２孔の位置関係は、下記の２つの条件のうちの少なくとも一方を満たす、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の加熱基板。
条件１：前記第２孔は、前記第１孔の位置を基準とする前記絶縁性基板の正中線の上に位置する。
条件２：前記第１孔と前記第２孔との間の距離は、前記第１孔と前記発熱体との間の距離よりも小さい。

【請求項6】

前記絶縁性基板の一面に、前記発熱体と前記給電端子とを接続させる配線を備えた、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の加熱基板。

【請求項7】

前記絶縁性基板の一面に、前記第１孔と前記第２孔とを接続させる溝が設けられている、
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加熱基板。

【請求項8】

第１孔および第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体を備え、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
加熱基板。

【請求項9】

可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、
前記可溶導体を溶融させる加熱基板と
を備え、
前記加熱基板は、第１孔および貫通孔である第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体と、前記発熱体に電流を供給する給電端子とを備え、
前記第１孔が前記発熱体よりも前記給電端子に近い側に位置すると共に、前記第２孔が前記給電端子よりも前記発熱体に近い側に位置し、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
保護素子。

【請求項10】

前記第１孔は、貫通孔である、
請求項９記載の保護素子。

【請求項11】

前記第１孔は、前記絶縁性基板の外縁に設けられた切り欠き状の不完全孔であり、
前記第２孔は、前記絶縁性基板の外縁よりも内側に設けられた完全孔である、
請求項９または請求項１０に記載の保護素子。

【請求項12】

前記第１孔は、前記給電端子と重なる位置に設けられている、
請求項９ないし請求項１１のいずれか１項に記載の保護素子。

【請求項13】

前記発熱体、前記給電端子、前記第１孔および前記第２孔の位置関係は、下記の２つの条件のうちの少なくとも一方を満たす、
請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の保護素子。
条件１：前記第２孔は、前記第１孔の位置を基準とする前記絶縁性基板の正中線の上に位置する。
条件２：前記第１孔と前記第２孔との間の距離は、前記第１孔と前記発熱体との間の距離よりも小さい。

【請求項14】

前記絶縁性基板の一面に、前記発熱体と前記給電端子とを接続させる配線を備えた、
請求項９ないし請求項１３のいずれか１項に記載の保護素子。

【請求項15】

前記絶縁性基板の一面に、前記第１孔と前記第２孔とを接続させる溝が設けられている、
請求項９ないし請求項１４のいずれか１項に記載の保護素子。

【請求項16】

可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、
前記可溶導体を溶融させる加熱基板と
を備え、
前記加熱基板は、第１孔および第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体を備え、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
保護素子。

【請求項17】

異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、
前記保護素子は、
可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、
前記可溶導体を溶融させる加熱基板と
を備え、
前記加熱基板は、第１孔および貫通孔である第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体と、前記発熱体に電流を供給する給電端子とを備え、
前記第１孔が前記発熱体よりも前記給電端子に近い側に位置すると共に、前記第２孔が前記給電端子よりも前記発熱体に近い側に位置し、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
電子機器。

【請求項18】

異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、
前記保護素子は、
可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、
前記可溶導体を溶融させる加熱基板と
を備え、
前記加熱基板は、第１孔および第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体を備え、
前記第１孔は、前記発熱体に対する給電に基づいて前記絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、
前記第２孔は、前記第１孔において生じた割れの停止点である、
電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発熱体を備えた加熱基板、その加熱基板を用いて可溶導体を溶融させる保護素子、およびその保護素子を用いた電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器では、電気的な性能を確保するだけでなく、過電圧などの異常が発生した場合において安全性を確保することも重要である。そこで、電子機器は、異常の発生時において電気回路を遮断することが可能な保護素子を搭載している。

【0003】

保護素子は、可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、その可溶導体を溶融させる加熱基板とを備えており、その保護素子を搭載した電子機器では、可溶導体および２つの外部端子が電気回路の一部を形成している。加熱基板は、絶縁性基板の一面に、発熱体を備えている。

【0004】

電子機器では、過電圧などの異常の発生が検出されると、保護素子（加熱基板）において発熱体が発熱するため、その発熱体により可溶導体が加熱される。これにより、可溶導体が溶融するため、電気回路が遮断される。よって、電子機器の過剰な発熱（熱暴走）などが防止される。

【0005】

このように保護素子において加熱源として用いられる加熱基板の構成に関しては、既にさまざまな提案がなされている。

【0006】

具体的には、熱暴走防止用チップにおいて安全かつ高信頼性の加熱動作を実現するために、抵抗発熱体が設けられたヒータ基板に、耐熱衝撃性を劣化させるための穴（貫通孔）が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。

【0007】

この熱暴走防止用チップでは、異常の発生時において、貫通孔を起点としてヒータ基板にクラックが発生すると、そのクラックに起因して発熱体などが断線する。これにより、ヒータの熱暴走が停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１１−０９７１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

電子機器では、異常の発生を検出した場合において、加熱基板を用いて加熱動作を実行する必要があるが、その加熱動作の信頼性に関しては、未だ改善の余地がある。

【0010】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、加熱動作に関する信頼性を確保することが可能な加熱基板、保護素子および電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の加熱基板は、第１孔および貫通孔である第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体と、その発熱体に電流を供給する給電端子とを備えたものである。第１孔は、発熱体よりも給電端子に近い側に位置すると共に、第２孔は、給電端子よりも発熱体に近い側に位置する。第１孔は、発熱体に対する給電に基づいて絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、第２孔は、第１孔において生じた割れの停止点である。

【0012】

本発明の第２の加熱基板は、第１孔および第２孔が設けられた絶縁性基板の一面に、発熱体を備えたものである。第１孔は、発熱体に対する給電に基づいて絶縁性基板に発生する割れの発生点であり、第２孔は、第１孔において生じた割れの停止点である。

【0013】

本発明の第１の保護素子は、可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、その可溶導体を溶融させる加熱基板とを備え、その加熱基板が上記した本発明の第１の加熱基板と同様の構成を有するものである。

【0014】

本発明の第２の保護素子は、可溶導体を介して互いに接続された２つの外部端子と、その可溶導体を溶融させる加熱基板とを備え、その加熱基板が上記した本発明の第２の保護素子と同様の構成を有するものである。

【0015】

本発明の第１の電子機器は、異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、その保護素子が上記した本発明の第１の保護素子と同様の構成を有するものである。

【0016】

本発明の第２の電子機器は、異常の発生時において電気回路を遮断する保護素子を備え、その保護素子が上記した本発明の第２の保護素子と同様の構成を有するものである。

【0017】

ここで、「第１孔」は、絶縁性基板を貫通している孔（貫通孔）でもよいし、絶縁性基板を貫通していない孔（非貫通孔）でもよい。この非貫通孔は、絶縁性基板の厚さ方向における窪みである。

【0018】

また、「第１孔」は、絶縁性基板の外縁よりも内側に設けられた孔（完全孔）でもよいし、絶縁性基板の外縁に設けられた孔（不完全孔）でもよい。この不完全孔は、切り欠き状（またはノッチ状）の孔であり、絶縁性基板の厚さ方向と交差する方向における窪みである。

【発明の効果】

【0019】

本発明の加熱基板、保護素子または電子機器によれば、絶縁性基板の一面において、給電端子に近い側に、割れの発生点となる第１孔が設けられていると共に、発熱体に近い側に、割れの停止点となる貫通孔である第２孔が設けられている。よって、加熱動作に関する信頼性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1A】本発明の一実施形態の加熱基板の構成を表す斜視図である。

【図1B】図１Ａに示した加熱基板の構成（側面）を表す平面図である。

【図1C】図１Ａに示した加熱基板の構成（上面）を表す平面図である。

【図2】第１比較例の加熱基板に関する問題点を説明するための平面図である。

【図3】本発明の一実施形態の加熱基板に関する利点を説明するための平面図である。

【図4】変形例１の加熱基板の構成（その１）を表す平面図である。

【図5】変形例１の加熱基板の構成（その２）を表す平面図である。

【図6】変形例１の加熱基板の構成（その３）を表す平面図である。

【図7】変形例１の加熱基板の構成（その４）を表す平面図である。

【図8】第２比較例の加熱基板に関する問題点を説明するための平面図である。

【図9】第３比較例の加熱基板に関する問題点を説明するための平面図である。

【図10】変形例２の加熱基板の構成（側面）を表す平面図である。

【図11】変形例２の加熱基板の構成（上面）を表す平面図である。

【図12】本発明の一実施形態の保護素子の構成を表す断面図である。

【図13】図１２に示した保護素子の構成を表す他の断面図である。

【図14】本発明の保護素子に関する適用例（電子機器）の回路構成を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

１．加熱基板
１−１．構成
１−２．動作
１−３．作用および効果
１−４．変形例１
１−５．変形例２
２．保護素子
２−１．構成
２−２．動作
２−３．作用および効果
３．保護素子の適用例（電子機器）

【0022】

＜１．加熱基板＞
まず、本発明の一実施形態の加熱基板に関して説明する。

【0023】

＜１−１．構成＞
図１Ａは、加熱基板の斜視構成を表している。図１Ｂは、図１Ａに示した加熱基板の側面（ＸＺ面）の平面構成を表している。図１Ｃは、図１Ａに示した加熱基板の上面（ＸＹ面）の平面構成を表している。

【0024】

なお、図１Ａ〜図１Ｃでは、図１Ｂに示したＺ軸方向における上側（矢印の方向）を「上」と呼称すると共に、そのＺ軸方向における下側（矢印の方向と反対の方向）を「下」と呼称する。

【0025】

ここで説明する加熱基板は、発熱体を用いて自己発熱すると共に、その自己発熱を利用して加熱対象物を加熱する基板である。この加熱対象物の種類は、加熱に応じて機能を発揮する物など、何らかの理由により加熱を要する物であれば、特に限定されない。また、加熱基板の用途は、何らかの理由により加熱を要する用途であれば、特に限定されない。

【0026】

［加熱基板の全体構成］
加熱基板は、例えば、図１Ａ〜図１Ｃに示したように、２つの孔（発生孔４および停止孔５）が設けられた絶縁性基板１の一面（上面）に、発熱体２と、給電端子３とを備えている。この発熱体２は、例えば、給電端子３から離間されていると共に、配線６を介して給電端子３に接続されている。

【0027】

発熱体２の数および配線６の数は、特に限定されない。すなわち、発熱体２の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。同様に、配線６の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。

【0028】

発熱体２と配線６との接続形式は、特に限定されない。すなわち、１つの発熱体２に接続されている配線６の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。

【0029】

ここでは、例えば、１つの発熱体２に、１つの配線６が接続されている。この場合において、１つの発熱体２および１つの配線６を１組とすると、その組数は、１組だけでもよいし、２組以上でもよい。

【0030】

ここでは、例えば、発熱体２および配線６の組数は、２組である。これに伴い、加熱基板は、例えば、２つの発熱体２（２Ａ，２Ｂ）と、２つの配線６（６Ａ，６Ｂ）とを備えている。すなわち、給電端子３は、配線６Ａを介して発熱体２Ａに接続されていると共に、配線６Ｂを介して発熱体２Ｂに接続されている。

【0031】

［絶縁性基板］
絶縁性基板１は、例えば、無機絶縁性材料および有機絶縁性材料などの絶縁性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。無機絶縁性材料は、例えば、金属酸化物およびセラミックスなどである。金属酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよびムライトなどである。セラミックスは、例えば、ガラスセラミックスおよびアルミナセラミックスなどである。有機絶縁性材料は、例えば、ガラスエポキシおよびフェノールなどである。特に、有機絶縁性材料を含む絶縁性基板１は、ガラスエポキシ基板およびフェノール基板などのプリント配線基板でもよい。

【0032】

これ以外の絶縁性基板１の構成は、特に限定されない。具体的には、絶縁性基板１の平面形状は、例えば、矩形（正方形および長方形）、円形（楕円形を含む）および多角形（矩形を除く）などである。ここでは、例えば、絶縁性基板１の平面形状は、矩形である。絶縁性基板１の厚さは、特に限定されないが、例えば、約０．５ｍｍ〜約０．６５ｍｍである。

【0033】

［発熱体］
発熱体２は、給電（通電）に応じて自己発熱する発熱源（ヒータ）であり、加熱基板は、発熱体２を用いて加熱源として機能する。なお、図１Ａ〜図１Ｃでは、発熱体２に淡い網掛けを付している。

【0034】

この発熱体２は、例えば、給電に応じて自己発熱することが可能である高抵抗の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性材料は、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）およびルテニウム（Ｒｕ）などの金属材料である。ただし、導電性材料は、金属材料の単体でもよいし、金属材料の化合物でもよいし、２種類以上の金属材料の合金でもよい。この化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、上記した金属材料の酸化物などである。このように金属材料が単体でも化合物でも合金でもよいことは、以降においても同様である。

【0035】

これ以外の発熱体２の構成は、特に限定されない。具体的には、発熱体２の平面形状に関する詳細は、例えば、上記した絶縁性基板１の平面形状に関する詳細と同様である。ここでは、例えば、発熱体２の平面形状は、矩形である。発熱体２の厚さは、特に限定されないが、例えば、約５０μｍ程度である。

【0036】

［給電端子］
給電端子３は、発熱体２に電流を供給して、その発熱体２を通電させるために用いられる給電用の端子である。なお、図１Ａ〜図１Ｃでは、給電端子３に濃い網掛けを付している。

【0037】

この給電端子３は、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性材料は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉛（Ｐｂ）およびスズ（Ｓｎ）などの金属材料である。

【0038】

後述するように、発生孔４が給電端子３と重なる位置に設けられている場合には、その給電端子３の形成範囲は、特に限定されない。この場合には、給電端子３は、発生孔４の近傍における絶縁性基板１の上面だけを被覆していてもよい。

【0039】

中でも、給電端子３は、絶縁性基板１の上面だけでなく、発生孔４の内部における絶縁性基板１の内壁面も被覆していることが好ましい。給電端子３の形成面積が大きくなるため、その給電端子３を用いて発熱体２に給電しやすくなるからである。

【0040】

また、給電端子３は、絶縁性基板１の内壁面のうちの一部だけを被覆してもよいが、その内壁面のうちの全部を被覆していることが好ましい。給電端子３の形成面積がより大きくなるからである。

【0041】

これ以外の給電端子３の構成は、特に限定されない。具体的には、給電端子３の平面形状に関する詳細は、例えば、上記した絶縁性基板１の平面形状に関する詳細と同様である。ここでは、例えば、給電端子３の平面形状は、円形である。給電端子３の厚さは、特に限定されないが、例えば、約５０μｍ程度である。

【0042】

［発生孔］
発生孔４は、発熱体２に対する給電に基づいて絶縁性基板１が割れる場合において、その割れの発生点（起点）となる孔（第１孔）である。すなわち、絶縁性基板１に割れが発生する場合には、発生孔４を起点として割れが発生するように、その割れの発生位置が制御される。なお、発生孔４の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。

【0043】

この発生孔４は、上記したように、絶縁性基板１を貫通している孔（貫通孔）でもよいし、絶縁性基板１を貫通していない孔（非貫通孔）でもよい。この非貫通孔は、絶縁性基板１の厚さ方向（Ｙ軸方向）における窪みである。ただし、発生孔４は、絶縁性基板１の一面に設けられるため、非貫通孔である発生孔４は、その絶縁性基板１の上面側に開口する。

【0044】

また、発生孔４は、絶縁性基板１の外縁１Ｅよりも内側に設けられた孔（完全孔）でもよいし、絶縁性基板１の外縁１Ｅに設けられた孔（不完全孔）でもよい。この不完全孔は、切り欠き状（またはノッチ状）の孔であり、絶縁性基板１の厚さ方向と交差する方向（Ｙ軸方向）における窪みである。

【0045】

ここでは、例えば、発生孔４の数は、１つである。また、例えば、発生孔４は、貫通孔であると共に、不完全孔である。すなわち、発生孔４は、絶縁性基板１の外縁１Ｅに、その絶縁性基板１を貫通するように設けられている。

【0046】

この発生孔４は、停止孔５とは異なり、発熱体２よりも給電端子３に近い側に位置している。発熱体２に対する給電時には、電流の供給開始点である給電端子３の近傍において絶縁性基板１が局所的に加熱されるからである。これにより、加熱時に発生する内部応力に起因して絶縁性基板１が割れる場合において、その絶縁性基板１は発生孔４を起点として割れやすくなる。なお、上記した内部応力は、主に、絶縁性基板１中に発生する温度差に起因して発生すると考えられる。

【0047】

発生孔４は、上記したように、貫通孔でも非貫通孔でもよいが、中でも、貫通孔であることが好ましい。加熱時に発生する内部応力に起因して絶縁性基板１が割れる場合において、その絶縁性基板１は発生孔４を起点として割れやすくなるからである。

【0048】

また、発生孔４は、上記したように、完全孔でも不完全孔でもよいが、中でも、不完全孔であることが好ましい。加熱時に発生する内部応力に起因して絶縁性基板１が割れる場合において、その絶縁性基板１は発生孔４を起点として割れやすくなるからである。

【0049】

ここで、発生孔４の具体的な位置は、絶縁性基板１が割れる場合において、その発生孔４において割れを発生しやすくするために、できるだけ給電端子３に近い位置であれば、特に限定されない。

【0050】

中でも、発生孔４は、給電端子３と重なる位置に設けられていることが好ましい。言い替えれば、発生孔４の形成位置と給電端子３の形成位置とを一致させることで、その給電端子３が形成されている範囲内に発生孔４を設けることが好ましい。発生孔４と給電端子３との間の距離が最短になるからである。これにより、発熱体２に対する給電時（絶縁性基板１の加熱時）において、給電端子３の近傍に発生する内部応力を利用して絶縁性基板１が割れる場合において、その絶縁性基板１は発生孔４を起点として割れやすくなる。

【0051】

もちろん、発生孔４の形成位置と給電端子３の形成位置とは、必ずしも一致している必要はないが、発生孔４と給電端子３との間の距離は、できるだけ小さいことが好ましい。絶縁性基板１が発生孔４の近傍において上記した内部応力の影響を受けやすくなるからである。

【0052】

発生孔４の平面形状（開口形状）に関する詳細は、例えば、上記した絶縁性基板１の平面形状に関する詳細と同様である。ただし、不完全孔である発生孔４の平面形状は、上記した矩形などの図形のうちの一部の形状になる。ここでは、例えば、発生孔４の平面形状は、円形のうちの一部の形状（半円形）である。

【0053】

なお、発生孔４を形成するためには、例えば、発生孔４が設けられていない絶縁性基板１を準備したのち、レーザなどを用いて絶縁性基板１を穿孔処理すればよい。この他、例えば、金型を用いて絶縁性基板１を成型してもよい。この発生孔４の形成方法は、例えば、停止孔５の形成方法に関しても同様である。

【0054】

［停止孔］
停止孔５は、発生孔４を起点として絶縁性基板１が割れた場合において、その割れの停止点となる孔（第２孔）である。すなわち、絶縁性基板１に割れが発生した場合には、停止孔５を終点として割れが停止するように、その割れの進行状況が制御される。なお、停止孔５の数は、１つだけでもよいし、２つ以上でもよい。

【0055】

この停止孔５は、上記した発生孔４と同様に、貫通孔でも非貫通孔でもよい。中でも、貫通孔であることが好ましい。加熱時に発生する内部応力に起因して絶縁性基板１が割れた場合において、その割れが停止孔５を終点として停止しやすくなるからである。

【0056】

また、停止孔５は、上記した発生孔４と同様に、完全孔でも不完全孔でもよい。中でも、完全孔であることが好ましい。加熱時に発生する内部応力に起因して絶縁性基板１が割れた場合において、その割れが停止孔５を終点として停止しやすくなるからである。

【0057】

詳細には、停止孔５は、発生孔４を起点として絶縁性基板１が割れた場合において、その割れが発熱体２まで到達することを抑制するために設けられている。この場合には、停止孔５は、例えば、発生孔４よりも発熱体２に近い位置、すなわち絶縁性基板１の外縁１Ｅよりも内側に設けられていることが好ましい。このため、停止孔５は、絶縁性基板１の外縁１Ｅよりも内側に設けられた孔、すなわち完全孔であることが好ましい。

【0058】

ここでは、例えば、停止孔５の数は、１つである。また、例えば、停止孔５は、貫通孔であると共に、完全孔である。すなわち、停止孔５は、絶縁性基板１の外縁１Ｅよりも内側に、その絶縁性基板１を貫通するように設けられている。

【0059】

この停止孔５は、発生孔４とは異なり、給電端子３よりも発熱体２に近い側に位置している。発熱体２に対する給電時において絶縁性基板１が割れた場合において、その割れは、発熱体２に近づくように広がる傾向にあるからである。この割れに起因する発熱体２の断線を抑制するために、停止孔５は、発熱体２の近傍に配置されている必要がある。

【0060】

停止孔５の平面形状（開口形状）に関する詳細は、例えば、上記した絶縁性基板１の平面形状に関する詳細および発生孔４の平面形状に関する詳細と同様である。ここでは、例えば、停止孔５の平面形状は、円形である。

【0061】

ここで、停止孔５の具体的な位置は、発熱体２に対する給電時において絶縁性基板１が割れた場合において、その割れを停止させることが可能な位置であれば、特に限定されない。

【0062】

中でも、停止孔５において割れが停止する可能性を高くするために、発熱体２、給電端子３、発生孔４および停止孔５の位置関係は、下記の２つの条件（位置条件）のうちの一方または双方を満たしていることが好ましい。

【0063】

位置条件１：停止孔５は、発生孔４の位置を基準とする絶縁性基板１の正中線Ｌの上に位置する。
位置条件２：発生孔４と停止孔５との間の距離Ｙは、その発生孔４と発熱体２との間の距離Ｘよりも小さい。

【0064】

位置条件１では、発生孔４の位置を基準として、絶縁性基板１の上面に正中線（中心線）Ｌを引いた場合、停止孔５は、正中線Ｌと重なるように配置される。この場合において、停止孔５の中心位置は、正中線Ｌの上に位置していてもよいし、正中線Ｌから外れていてもよい。

【0065】

位置条件１を満たすことが好ましいのは、発生孔４を起点として絶縁性基板１が割れた場合において、その割れは、正中線Ｌに沿った方向に進みやすい傾向にあるからである。この傾向を踏まえて、正中線Ｌと重なるように停止孔５を配置することで、その停止孔５において割れが停止する可能性は高くなる。

【0066】

位置条件２では、距離Ｙが相対的に小さいため、停止孔５は、割れの発生点である発生孔４に近い位置に配置されるのに対して、距離Ｘが相対的に大きいため、発熱体２は、発生孔４から遠い位置に配置される。なお、距離Ｘは、発生孔４と発熱体２との間の最短距離であると共に、距離Ｙは、発生孔４と停止孔５との間の最短距離である。

【0067】

位置条件２を満たすことが好ましいのは、停止孔５が発熱体２よりも発生孔４に近い位置に配置されるからである。これにより、発生孔４を起点として絶縁性基板１が割れた場合において、その割れは、発熱体２に到達する前に停止孔５において停止しやすくなるため、その発熱体２まで到達しにくくなる。

【0068】

位置条件１，２のうち、いずれか一方だけを満たしていてもよいが、中でも、双方を満たしていることが好ましい。上記した位置条件１に関する利点および位置条件２に関する利点の双方が得られるからである。

【0069】

［配線］
配線６は、例えば、給電端子３の形成材料と同様の材料を含んでいる。

【0070】

発熱体２と給電端子３とが配線６を介して互いに接続されている場合には、上記したように、発生孔４を起点として絶縁性基板１が割れた場合において、その割れが停止孔５において停止する。これにより、割れが配線６まで到達しにくくなるため、その割れに起因する配線６の断線も抑制される。

【0071】

これ以外の配線６の構成は、特に限定されない。具体的には、配線６の平面形状は、直線状でもよいし、曲線状でもよいし、それらの２種類以上を含む形状でもよい。この配線６のパターン形状は、例えば、途中で１回以上折れ曲がっていてもよい。

【0072】

＜１−２．動作＞
この加熱基板は、例えば、以下のように動作する。

【0073】

加熱基板の使用時において、給電端子３に電流が供給されると、その電流が配線６を介して発熱体２に供給されるため、その発熱体２が給電（通電）される。これにより、発熱体２が発熱するため、加熱基板により加熱対象物が加熱される。

【0074】

＜１−３．作用および効果＞
上記した加熱基板によれば、絶縁性基板１の一面において、給電端子３に近い側に発生孔４が設けられていると共に、発熱体２に近い側に停止孔５が設けられている。発生孔４は、発熱体２に対する給電に応じて絶縁性基板１が割れる場合において、その割れの発生点となる孔である。停止孔５は、絶縁性基板１が割れた場合において、その割れの停止点となる孔である。よって、以下の理由により、加熱動作に関する信頼性を確保することができる。

【0075】

図２は、第１比較例の加熱基板に関する問題点を説明するために、図１Ｃに対応する平面構成を表している。図３は、本実施形態の加熱基板に関する利点を説明するために、図１Ｃに対応する平面構成を表している。

【0076】

第１比較例の加熱基板は、停止孔５を備えていないことを除き、本実施形態の加熱基板と同様の構成を有している。この第１比較例の加熱基板では、図２に示したように、発熱体２に対する給電時において、給電端子３の近傍において局所的に加熱されることに起因して絶縁性基板１が割れる場合には、発生孔４を起点として割れＣ１，Ｃ２が発生する。

【0077】

割れＣ１，Ｃ２は、主に、正中線Ｌに沿うように広がったのち、その正中線Ｌから外れながら広がり続ける。この場合には、比較的早い段階において正中線Ｌから外れた割れＣ１は、配線６Ａを横切るように広がりやすいため、その配線６Ａが断線する可能性は高くなる。また、比較的遅い段階において正中線Ｌから外れた割れＣ２は、配線６Ａを横切らないものの、発熱体２Ａを横切るように広がりやすいため、その発熱体２Ａが断線する可能性は高くなる。いずれの場合においても、割れＣ１，Ｃ２に起因して発熱体２Ａが正常に発熱できなくなるため、加熱動作に関する信頼性が低下してしまう。

【0078】

なお、割れＣ２が発熱体２Ａの全体を横切った場合には、その発熱体２Ａは途中で分断される。この場合には、発熱体２Ａの一部が通電されなくなるため、その発熱体２Ａの一部は発熱できなくなる。

【0079】

上記した割れＣ２および発熱体２Ａに関する問題は、割れＣ１および配線６Ａに関しても同様に生じる。

【0080】

これに対して、本実施形態の加熱基板では、図３に示したように、発熱体２に対する給電時において絶縁性基板１が割れる場合には、発生孔４を起点として割れＣ３が発生する。

【0081】

割れＣ３は、上記した割れＣ１，Ｃ２と同様に、主に、正中線Ｌに沿うように広がる。しかしながら、割れＣ３の進行方向に停止孔５が設けられているため、その割れＣ３は、停止孔５を越える領域まで広がることができずに、その停止孔５において停止する。この場合には、割れＣ３は発熱体２に到達するまで広がりにくいため、その発熱体２が断線する可能性は低くなる。同様に、割れＣ３は配線６に到達するまで広がりにくいため、その配線６が断線する可能性も低くなる。これにより、割れＣ３が発生しても、発熱体２Ａが正常に発熱できるため、加熱動作に関する信頼性が高くなる。よって、加熱動作に関する信頼性を確保することができる。

【0082】

特に、発生孔４が貫通孔であれば、絶縁性基板１が割れる場合において、その発生孔４を起点として割れが発生しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。また、停止孔５が貫通孔であれば、絶縁性基板１が割れた場合において、その停止孔５において割れが停止しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0083】

また、発生孔４が絶縁性基板１の外縁１Ｅに設けられた切り欠き状の不完全孔であれば、絶縁性基板１が割れる場合において、その発生孔４を起点として割れが発生しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。また、停止孔５が絶縁性基板１の外縁１Ｅよりも内側に設けられた完全孔であれば、絶縁性基板１が割れた場合において、その停止孔５において割れが停止しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0084】

また、発生孔４が給電端子３と重なる位置に設けられていれば、絶縁性基板１が割れる場合において、その発生孔４を起点として割れが発生しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0085】

また、発熱体２、給電端子３、発生孔４および停止孔５の位置関係が上記した位置条件１，２のうちの一方または双方を満たしていれば、絶縁性基板１が割れた場合において、発生孔４を起点として発生した割れが停止孔５において停止しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。

【0086】

また、発熱体２と給電端子３とが配線６を介して互いに接続されていれば、上記したように、発熱体２の断線だけでなく、配線６の断線も抑制されるため、より高い効果を得ることができる。

【0087】

＜１−４．変形例１＞
なお、発熱体２、給電端子３、発生孔４および停止孔５に関して、数および位置などの構成条件は、任意に変更可能である。

【0088】

例えば、図１Ｃに対応する図４〜図７に示したように、加熱基板の構成を変更してもよい。図４〜図７に示した加熱基板の構成は、以下で説明する点を除き、図１Ｃに示した加熱基板の構成と同様である。図４〜図７に示した場合においても、発生孔４を起点として発生した割れが停止孔５において停止するため、加熱動作に関する信頼性を確保することができる。

【0089】

［その１］
図４では、例えば、停止孔５は、給電端子３から遠い位置に配置されている。この場合には、上記した位置条件１，２のうち、位置条件１は満たされているが、位置条件２は満たされていない。すなわち、停止孔５は、正中線Ｌの上に位置しているが、距離Ｙは、距離Ｘよりも大きくなっている。

【0090】

［その２］
図５では、例えば、停止孔５は、距離Ｙを維持したまま、正中線Ｌから外れた位置に配置されている。この場合には、上記した位置条件１，２のうち、位置条件１は満たされていないが、位置条件２は満たされている。すなわち、停止孔５は、正中線Ｌの上に位置していないが、距離Ｙは、距離Ｘよりも小さくなっている。

【0091】

［その３］
図６では、例えば、給電端子３の数を１つから２つに変更していると共に、発生孔４の数も１つから２つに変更している。すなわち、加熱基板は、２つの給電端子３（３Ａ，３Ｂ）と、２つの発生孔４（４Ａ，４Ｂ）とを備えている。発生孔４Ａ，４Ｂの位置は、互いに重ならないように配置されていれば、特に限定されない。給電端子３Ａは、例えば、配線６Ａを介して発熱体２Ａに接続されていると共に、給電端子３Ｂは、例えば、配線６Ｂを介して発熱体２Ｂに接続されている。この場合において、上記した位置条件１，２は、いずれも満たされている。

【0092】

［その４］
図７では、例えば、発熱体２の数を２つから１つに変更していると共に、配線６Ａ，６Ｂの代わりに配線６Ｃ，６Ｄを用いている。発熱体２は、例えば、その中心が正中線Ｌの上に位置するように配置されている。停止孔５は、発生孔４と発熱体２との間に配置されている。給電端子３は、例えば、２つの配線６Ｃ，６Ｄを介して発熱体２に接続されている。この場合において、上記した位置条件１，２は、いずれも満たされている。

【0093】

図８は、第２比較例の加熱基板に関する問題点を説明するために、図７に対応する平面構成を表している。図９は、第３比較例の加熱基板に関する問題点を説明するために、図７に対応する平面構成を表している。

【0094】

第２比較例の加熱基板は、停止孔５を備えていないことを除き、図７に示した加熱基板と同様の構成を有している。第３比較例の加熱基板は、給電端子３が１つの配線６を介して発熱体２に接続されていることを除き、図７に示した加熱基板と同様の構成を有している。

【0095】

図２を参照しながら説明した第１比較例の加熱基板に関する問題は、第２比較例の加熱基板および第３比較例の加熱基板に関しても同様に生じる。具体的には、第２比較例の加熱基板では、図８に示したように、発生孔４を起点として割れＣ４，Ｃ５が発生すると、その割れＣ４に起因して配線６Ｃが断線すると共に、その割れＣ５に起因して発熱体２が断線する。また、第３比較例の加熱基板では、図９に示したように、発生孔４を起点として割れＣ６，Ｃ７が発生すると、その割れＣ６に起因して配線６が断線すると共に、その割れＣ７に起因して発熱体２が断線する。

【0096】

これに対して、図７に示した加熱基板では、図３を参照しながら説明したように、発生孔４を起点として割れＣ３が発生しても、その割れＣ３が停止孔５において停止するため、発熱体２の断線および配線６Ｃ，６Ｄの断線が抑制される。

【0097】

＜１−５．変形例２＞
また、例えば、図１Ｂに対応する図１０および図１Ｃに対応する図１１に示したように、発生孔４と停止孔５との間に、その発生孔４と停止孔５とを接続させる溝７を設けてもよい。この溝７は、いわゆる窪みであるため、絶縁性基板１を貫通していない。

【0098】

この場合には、発生孔４を起点として割れが発生すると、その割れは、溝７に沿って広がるため、停止孔５まで誘導されやすくなる。よって、割れが発熱体２および配線６までより到達しにくくなるため、加熱動作に関する信頼性をより向上させることができる。

【0099】

この溝７は、直線状でもよいし、曲線状でもよいし、それらの２種類以上を含んでいてもよい。また、溝７は、途中で１回以上折れ曲がっていてもよい。中でも、溝７は、正中線Ｌに沿った直線状であることが好ましい。溝７の距離、すなわち割れの誘導距離が最短になるため、その割れを停止孔５までより誘導しやすくなるからである。

【0100】

なお、溝７の幅、深さおよび断面形状などの条件は、任意に設定可能である。ここでは、例えば、図１０に示したように、溝７の断面形状は、矩形である。

【0101】

＜２．保護素子＞
次に、本発明の一実施形態の加熱基板が適用された保護素子に関して説明する。

【0102】

ここで説明する保護素子は、いわゆるヒューズである。この保護素子は、過電流および過電圧などの異常の発生時において、電気回路を遮断するために電子機器に搭載される。この電子機器の種類は、特に限定されない。

【0103】

特に、上記した加熱基板が適用された保護素子は、過電流に応じて電気回路を遮断する機能（電流遮断モードの回路遮断機能）と、過電圧などの異常の発生時に応じて加熱基板（発熱体２）を用いて電気回路を遮断する機能（ヒータ遮断モードの回路遮断機能）とを備えている。

【0104】

＜２−１．構成＞
図１２および図１３は、保護素子の断面構成を表している。以下では、既に説明した本発明の加熱基板の構成要素を随時引用する。

【0105】

保護素子は、例えば、図１２および図１３に示したように、筐体１０１の内部に、３つの外部端子１０２，１０３，１０６と、可溶導体１０４と、加熱基板１０５とを備えている。この可溶導体１０４は、外部端子１０２から外部端子１０３に向かう方向（Ｘ軸方向）に延在している。

【0106】

筐体１０１は、保護素子の外装であり、例えば、エンジニアリングプラスチックなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。このエンジニアリングプラスチックは、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）などである。

【0107】

この筐体１０１の形状は、特に限定されないが、例えば、ＸＹ面の形状が円形および楕円などである円筒でもよいし、その断面形状が矩形である立方体および直方体などである方体でもよい。

【0108】

外部端子１０２，１０３は、可溶導体１０４を介して互いに接続されている。保護素子が搭載された電子機器において、外部端子１０２，１０３および可溶導体１０４は、電気回路の一部を形成している。外部端子１０２は、例えば、可溶導体１０４の延在方向における一端側において、筐体１０１を通じて外部に導出されていると共に、外部端子１０３は、例えば、可溶導体１０４の延在方向における他端側において、筐体１０１を通じて外部に導出されている。

【0109】

外部端子１０２，１０３のそれぞれは、例えば、給電端子３と同様の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、具体的には、銅などを含んでいる。なお、外部端子１０２，１０３は、同じ種類の材料を含んでいてもよいし、異なる種類の材料を含んでいてもよい。

【0110】

可溶導体１０４の構成は、特に限定されない。ここでは、例えば、可溶導体１０４は、３つの部分（中央部１０４Ａ、一端部１０４Ｂおよび他端部１０４Ｃ）を含んでいる。一端部１０４Ｂは、例えば、外部端子１０２と中央部１０４Ａとの間に配置されており、中央部１０４Ａは、一端部１０４Ｂを介して外部端子１０２に接続されている。他端部１０４Ｃは、例えば、外部端子１０３と中央部１０４Ａとの間に配置されており、中央部１０４Ａは、他端部１０４Ｃを介して外部端子１０３に接続されている。

【0111】

この可溶導体１０４は、過電流に応じて自己発熱すると共に、その自己発熱を利用して溶融することが可能な導電性材料（導電性溶融材料）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この導電性溶融材料は、例えば、ＳｎＡｇＣｕ系のＰｂフリー半田などである。また、導電性溶融材料は、例えば、ＢｉＰｂＳｎ合金、ＢｉＰｂ合金、ＢｉＳｎ合金、ＳｎＰｂ合金、ＰｂＩｎ合金、ＺｎＡｌ合金、ＩｎＳｎ合金およびＰｂＡｇＳｎ合金などである。

【0112】

加熱基板１０５は、上記した本発明の加熱基板と同様の構成を有している。ただし、図１２および図１３では、加熱基板１０５の図示を簡略化している。この加熱基板１０５は、可溶導体１０４のうちの中央部１０４Ａに発熱体２が隣接するように配置されている。

【0113】

外部端子１０６は、加熱基板１０５のうちの給電端子３に接続されている。この外部端子１０６は、例えば、可溶導体１０４の延在方向と交差する方向（Ｙ軸方向）における一端側において、筐体１０１を通じて外部に導出されている。なお、外部端子１０６は、例えば、外部端子１０２，１０３と同様の導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。

【0114】

＜２−２．動作＞
［電流遮断モード］
この保護素子は、例えば、以下で説明するように、電流遮断モードの保護動作を実行する。

【0115】

電子機器に搭載された保護素子では、上記したように、外部端子１０２，１０３が可溶導体１０４を介して互いに接続されている。この場合には、外部端子１０２，１０３および可溶導体１０４が電気回路の一部を形成しており、その外部端子１０２，１０３は電気的に導通可能な状態にある。

【0116】

電子機器の使用時などにおいて、電気回路に過電流（設計値を超える電流）が流れると、その過電流に応じて可溶導体１０４が自己発熱（抵抗発熱）する。これにより、可溶導体１０４が融点以上の温度になるまで発熱すると、その可溶導体１０４が溶融するため、外部端子１０２，１０３は電気的に導通不能な状態になる。よって、電気回路が遮断される。

【0117】

［ヒータ遮断モード］
また、保護素子は、例えば、以下で説明するように、ヒータ遮断モードの保護動作も実行する。

【0118】

例えば、バッテリパックなどの電子機器に保護素子が搭載された場合において、その電子機器において過電圧（過充電）などの異常の発生が検出されると、加熱基板１０５では、外部端子１０６を介して発熱体２が給電される。この電子機器の動作の詳細に関しては、後述する（図１４参照）。この給電に応じて発熱体２が自己発熱すると、その自己発熱を利用して可溶導体１０４が加熱される。これにより、可溶導体１０４が融点以上の温度になるまで加熱されると、その可溶導体１０４が溶融するため、外部端子１０２，１０３は電気的に導通不能な状態になる。よって、電気回路が遮断される。

【0119】

上記したように、ヒータ遮断モードの保護動作は、異常の発生が検出された場合において実行されるが、その異常には、上記した過電圧だけでなく、例えば、温度上昇および衝撃などの他の要因も含まれる。

【0120】

＜２−３．作用および効果＞
上記した保護素子によれば、加熱基板１０５が上記した本発明の加熱基板と同様の構成を有している。この場合には、上記したように、加熱基板１０５の使用時において絶縁性基板１に割れが発生しても、発熱体２が正常に発熱できるため、加熱動作に関する信頼性が高くなる。しかも、発熱体２が正常に発熱できることに伴い、異常の発生時において加熱基板１０５を用いて可溶導体１０４を十分に加熱できるため、保護動作に関する信頼性も高くなる。よって、保護素子の動作信頼性を確保することができる。

【0121】

これ以外の保護素子の作用および効果は、本発明の加熱基板に関する作用および効果と同様である。もちろん、図４〜図７、図１０および図１１を参照しながら説明した変形例１，２を加熱基板１０５に適用してもよい。

【0122】

＜３．保護素子の適用例（電子機器）＞
次に、本発明の保護素子の適用例である電子機器に関して説明する。なお、以下の説明では、既に説明した保護素子の構成要素を随時引用する。

【0123】

本発明の保護素子が適用される電子機器の種類は、特に限定されない。以下では、本発明の保護素子が適用される電子機器の一例として、バッテリパックに関して説明する。ただし、電子機器の種類は、バッテリパックに限定されず、必要に応じて電気回路の遮断を要する他の電子機器でもよい。

【0124】

図１４は、保護素子が適用されたバッテリパック２００の回路構成を表している。

【0125】

なお、図１４では、バッテリパック２００と共に、そのバッテリパック２００を充電させるために用いられる充電装置４０も示している。このバッテリパック２００は、充電装置４０に対して着脱可能であり、図１４では、バッテリパック２００が充電装置４０に接続された状態を示している。

【0126】

バッテリパック２００は、例えば、保護素子１００と、１または２以上の二次電池２０と、検出回路２５と、電流制御素子２８と、充放電制御回路３０とを備えている。すなわち、保護素子１００は、バッテリパック２００の回路に組み込まれている。

【0127】

保護素子１００は、二次電池２０と充放電制御回路３０との間に配置されている。この保護素子１００では、外部端子１０２が二次電池２０に接続されており、外部端子１０３が正極端子２６に接続されており、外部端子１０６が電流制御素子２８に接続されている。これにより、保護素子１００は、二次電池２０の充電時において充電電流が流れる経路および二次電池２０の放電時において放電電流が流れる経路に配置されているため、可溶導体１０４は、二次電池２０の充放電経路に配置されている。

【0128】

この保護素子１００は、上記した本発明の保護素子と同様の構成を有している。すなわち、保護素子１００は、電流遮断モードの回路遮断機能と、ヒータ遮断モードの回路遮断機能とを有している。この保護素子１００がヒータ遮断モードの保護動作を実行する場合には、その保護素子１００の保護動作は、電流制御素子２８により制御される。

【0129】

二次電池２０の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ここでは、例えば、二次電池２０は、直列に接続された４つの二次電池２１〜２４を含んでおり、いわゆるバッテリスタックを形成している。

【0130】

この二次電池２０は、正極端子２６および負極端子２７を介して充電装置４５に接続されている。これにより、充電装置４０から二次電池２０に充電電圧が印可可能であるため、その二次電池２０は充電可能である。

【0131】

検出回路２５は、二次電池２０および充放電制御回路３０のそれぞれに接続されている。この検出回路２５は、二次電池２０の電圧を測定したのち、その測定結果を充放電制御回路３０に出力する。ここでは、例えば、二次電池２０が４つの二次電池２１〜２４を含んでいるため、検出回路２５は、二次電池２１〜２４のそれぞれの電圧を測定する。

【0132】

また、検出回路２５は、電流制御素子２８に接続されている。この検出回路２５は、二次電池２０の電圧の測定結果に基づいて、必要に応じて、電流制御素子２８に遮断信号を出力する。この遮断信号は、保護素子１００においてヒータ遮断モードの保護動作を実行させるための信号である。

【0133】

電流制御素子２８は、保護素子１００の動作を制御するために用いられるスイッチ素子であり、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などである。この電流制御素子２８は、検出回路２５に接続されていると共に、保護素子１００の外部端子１０６に接続されている。

【0134】

充放電制御回路３０は、２つの電流制御素子３１，３２と、二次電池２０の充放電を制御する制御部３３とを含んでいる。

【0135】

電流制御素子３１，３２のそれぞれは、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などである。この電流制御素子３１，３２は、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路に配置されていると共に、直列に接続されている。

【0136】

制御部３３は、充電装置４５から電力を供給されることで作動すると共に、電流制御素子３１，３２の動作を制御する。

【0137】

なお、二次電池２０の充電後において、バッテリパック２００は、充電装置４０から脱離されたのち、正極端子２６および負極端子２７を介して稼働対象である他の電子機器（以下、「稼働対象機器」という。）に接続される。この稼働対象機器の種類は、特に限定されないが、例えば、ノート型パーソナルコンピュータなどである。これにより、バッテリパック２００から稼働対象機器に電力が供給されるため、その稼働対象機器は稼働可能になる。

【0138】

このバッテリパック２００は、例えば、以下で説明するように動作する。

【0139】

制御部３３は、検出回路２５の検出結果（二次電池２０の電圧）に基づいて、その二次電池２０において異常（過充電状態または過放電状態）が発生しているかどうかを判定する。この制御部３３は、二次電池２０において異常が発生していると判定した場合には、電流制御素子３１，３２のゲート電圧を制御することで、二次電池２０に対する電流の供給を遮断する。

【0140】

なお、定格を越える過電流が二次電池２０に流れると、上記したように、保護素子１００において電流遮断モードの保護動作が実行される。すなわち、保護素子１００において可溶導体１０４が溶融するため、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路が遮断される。

【0141】

また、検出回路２５は、検出結果（二次電池２０の電圧）に基づいて、その二次電池２０において異常（過電圧状態など）が発生しているかどうかを判定する。この検出回路２５は、二次電池２０において異常が発生していると判定（検知）した場合には、電流制御素子２８に遮断信号を出力する。

【0142】

検出回路２８から遮断信号が出力されると、上記したように、保護素子１００においてヒータ遮断モードの保護動作が実行される。すなわち、電流制御素子２８は、保護素子１００に電流を供給可能とする。この場合には、二次電池２０から外部端子１０６を介して発熱体２に電流が供給されると、その発熱体２が発熱するため、可溶導体１０４が発熱体２により加熱される。これにより、可溶導体１０４が溶融するため、電流制御素子３１，３２の動作によらずに、二次電池２０と充電装置４０との間の電流経路が遮断される。

【0143】

上記したバッテリパック２００によれば、保護素子１００が本発明の保護素子と同様の構成を有している。この場合には、上記したように、加熱動作に関する信頼性が高くなるため、保護動作に関する信頼性も高くなる。よって、保護動作に関する信頼性を確保することができる。これ以外の作用および効果は、本発明の保護素子と同様である。

【実施例】

【0144】

本発明の具体的な実施例に関して、詳細に説明する。

【0145】

（実施例１，２）
以下の手順により、図１２および図１３に示した保護素子を作製した。

【0146】

最初に、アルミナセラミックス基板を準備したのち、レーザを用いてアルミナセラミックス基板を穿孔処理して、発生孔４および停止孔５を形成した。これにより、絶縁性基板１が得られた。

【0147】

この場合には、発生孔４の平面形状を円形にすると共に、その発生孔４を貫通孔および不完全孔にした。停止孔５の平面形状を円形にすると共に、その停止孔５を貫通孔および完全孔にした。発生孔４を基準とした正中線Ｌの上に停止孔５を配置した。発生孔４の内径＝０．５ｍｍ、停止孔５の内径＝０．６５ｍｍ、距離Ｘ＝２ｍｍ、距離Ｙ＝１．８ｍｍとした。

【0148】

続いて、絶縁性基板１の上に、発熱体２（酸化ルテニウム）、給電端子３（銀）および配線６（銀）のそれぞれをパターン形成した。この場合には、酸化ルテニウムなどの各材料を含むペーストを絶縁性基板１の表面に厚膜印刷したのち、その厚膜を焼成した。

【0149】

これにより、図１Ａ〜図１Ｃに示した加熱基板１０５が完成した。なお、比較のために、停止孔５を形成しなかったことを除いて同様の手順により、図２に示した加熱基板１０５を形成した。

【0150】

続いて、可溶導体１０４を介して外部端子１０２，１０３を互いに接続させると共に、加熱基板１０５（給電端子３）に外部端子１０６を接続させたのち、その可溶導体１０４に発熱体２が隣接するように加熱基板１０５を配置した。最後に、筐体１０１の内部に、外部端子１０２，１０３，１０６、可溶導体１０４および加熱基板１０５を収納した。これにより、保護素子が完成した。この保護素子の主要部の構成（発生孔４の有無および停止孔５の有無）は、表１に示した通りである。

【0151】

保護素子の動作特性（ヒータ遮断モード）を調べたところ、表１に示した結果が得られた。この動作特性を調べる場合には、筐体１０１の外部において外部端子１０２，１０３間を短絡させた状態において、外部端子１０２，１０３と外部端子１０６との間に電力（最大１２０Ｗ）を供給して、加熱基板１０５（発熱体２）を発熱させた。この結果、可溶導体１０４が溶融したかどうかを目視で調べると共に、テスタを用いて絶縁抵抗（Ω）を測定した。

【0152】

【表1】

【0153】

保護素子は、停止孔５の有無に応じて、全く異なる挙動を示した。

【0154】

詳細には、停止孔５を形成しなかった場合（実験例２）には、発生孔４を起点として割れが発生すると、その割れが発熱体２まで到達した。この場合には、発熱体２が正常に自己発熱できなかったため、その発熱体２により可溶導体１０４が十分に加熱されなかった。よって、可溶導体１０４が十分に溶融しなかったため、絶縁抵抗が増加しなかった。

【0155】

これに対して、停止孔５を形成した場合（実験例１）には、発生孔４を起点として割れが発生すると、その割れが停止孔５において停止したため、発熱体２まで到達しなかった。この場合には、発熱体２が正常に自己発熱できたため、その発熱体２により可溶導体１０４が十分に加熱された。よって、可溶導体１０４が十分に溶融したため、絶縁抵抗が著しく増加した。

【0156】

表１に示した結果から、絶縁性基板１に発生孔４および停止孔５が設けられていると、ヒータ遮断モードの保護動作時において電気回路が遮断された。よって、加熱基板１０５の加熱動作に関する信頼性が確保されると共に、その加熱基板１０５を搭載した保護素子の保護動作も確保された。

【0157】

以上、実施形態および実施例を挙げながら本発明に関して説明したが、その本発明は、実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、加熱基板の構成および保護素子の構成は、上記した実施形態において説明した構成に限定されず、適宜変更されてもよい。

【符号の説明】

【0158】

１…絶縁性基板、１Ｅ…外縁、２…発熱体、３…給電端子、４…発生孔、５…停止孔、６…配線、７…溝、１０２，１０３…外部端子、１０４…可溶導体、１０５…加熱基板。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】