[发明专利]保护元件及其电路保护装置

说明书

本发明提供一种保护元件及其电路保护装置。保护元件包括基板、熔断件及加热件。基板表面设有第一电极和第二电极。该熔断件包含第一金属层和第二金属层，该第二金属层设置于该第一金属层表面，且该第二金属层的熔点高于该第一金属层的熔点。该熔断件通过焊料连接于该第一电极和第二电极，该焊料的熔点低于该第一金属层的熔点。当过电压或过温度发生时，该加热件发热以熔融该熔断件。

技术领域

本发明涉及一种应用于电子装置中的保护元件及包含该保护元件的电路保护装置，且特别是涉及一种具有防止过电压、过电流或过温度功能的保护元件及其电路保护装置。

背景技术

公知切断过电流的保护元件，广泛周知有由铅、锡、银、铋、铜等低熔点金属体所构成的电流熔丝(fuse)。之后，在防止过电流和过电压方面，持续发展出保护元件，其包含在一个平面基板上依序积层发热层及熔断件(fusible element)。在过电压时发热层会发热，热从底部向上传递，加热而熔断该熔断件，借此切断流经的电流，以保护相关的电路或电子装置。

近年来行动装置高度普及，凡是手机、电脑及个人行动助理等信息产品随处可见，使得人们对信息产品的依赖性与日俱增。然而，不时出现有关于手机等可携式电子产品的电池在充放电的过程中爆炸的新闻。因此，制造商逐步改良前述过电流和过电压保护元件的设计，提升电池在充放电的过程中的保护措施，以防止电池在充放电的过程中因过电压或过电流而爆炸。

公知技术提出的保护元件的防护方式是使保护元件中的熔断件与电池的电路串联，且使保护元件中的熔断件与发热层电连接至开关(switch)与集成电路(IC)元件。如此一来，当IC元件量测到在过电压时会启动开关呈导通，使电流通过保护元件中的发热层，使得发热层产生热量以熔断该熔断件，进而使电池的电路呈断路的状态而达到过电压保护。本领域技术人员亦可充分了解，当过电流发生时，大量的电流流经熔断件会使得熔断件发热而熔断，进而达到过电流保护。

然而，上述既有保护元件中的熔断件为了防止后续回焊工艺因高温发生熔融，通常会使用熔点300℃以上的含铅(Pb)高熔点焊料。然而，按RoHS(危害性物质限制指令)环保指令的规范，含Pb焊料的使用将被限制。因此如何在使用较低熔点的熔断件的情况下而仍可进行回焊，是保护元件亟需克服的问题。

发明内容

本发明提供一种保护元件及包含该保护元件的电路保护装置，其具有过电压、过电流及/或过温度保护的功能。该保护元件的熔断件有两种不同熔点的内外金属层，可以抵抗后续回焊工艺因高温所导致内层金属层熔融的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种保护元件，其包含基板、熔断件及加热件。基板表面设有第一电极和第二电极。该熔断件包含第一金属层和第二金属层，该第二金属层设置于该第一金属层表面，且该第二金属层的熔点高于该第一金属层的熔点。该熔断件通过焊料连接于该第一电极和第二电极，该焊料的熔点低于该第一金属层的熔点。当过电压或过温度发生时，该加热件发热以熔融该熔断件。

一实施例中，该第二金属层的熔点高于后续回焊工艺的温度。

一实施例中，该保护元件进行回焊时，该第二金属层限制第一金属层的流动。

一实施例中，该第一金属层包含锡(Sn)或其合金。

一实施例中，该第二金属层包含银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)或其合金。

一实施例中，该第一金属层的厚度为0.02～0.3mm，第二金属层的厚度为0.002～0.01mm。

一实施例中，该第一金属层厚度为第二金属层厚度的为10倍至150倍。

一实施例中，该第一金属层的体积大于该第二金属层的体积。

一实施例中，其中该保护元件的等效电路中包括含有2个熔丝的熔断件、以及含有1个加热器的加热件。