(57)【要約】【課題】過電流および過電圧を効果的に防止する。【解決手段】基板、導電部分および橋絡素子を含む保護装置を提供する。導電部分は基板によって支持され、この導電部分は第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備える。金属素子は、第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する。橋絡素子は、金属素子中の電流フローの方向と交差する方向に金属素子を横切って跨り、橋絡素子は金属素子の融解時の破断を促進する。【選択図】図１Ａ
2011060761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板によって支持された導電部分であって、第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備え、該金属素子は前記第１および前記第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する、導電部分と、
前記金属素子中の電流フローの方向と交差する方向に該金属素子を横切って跨る橋絡素子であって、前記金属素子の融解時の破断を促進する、橋絡素子、と
を備えている保護装置。
【請求項２】
前記橋絡素子の少なくとも一端部は前記基板上に固定的に支持される、請求項１に記載の保護装置。
【請求項３】
前記橋絡素子の両端部は前記基板上に固定的に支持される、請求項２に記載の保護装置。
【請求項４】
前記金属素子と前記基板との間に配置された中間支持部を更に備えている、請求項１に記載の保護装置。
【請求項５】
前記橋絡素子の少なくとも一端部は前記中間支持部上に固定的に支持される、請求項４に記載の保護装置。
【請求項６】
前記橋絡素子の両端部は前記中間支持部上に固定的に支持される、請求項４に記載の保護装置。
【請求項７】
前記橋絡素子は細長構造を備えている、請求項１に記載の保護装置。
【請求項８】
前記細長構造はアーク形状または曲げ形状を備えている、請求項７に記載の保護装置。
【請求項９】
前記橋絡素子と前記金属素子との間に配置される部分を有する補助媒体を更に備えている、請求項１に記載の保護装置。
【請求項１０】
前記金属素子と前記基板との間に配置される他の補助媒体を更に備え、前記他の補助媒体は前記金属素子の融点よりも低い融点を有する、請求項９に記載の保護装置。
【請求項１１】
前記基板によって支持され、少なくとも前記金属素子および前記補助媒体に熱を与える発熱素子を更に備えている、請求項９に記載の保護装置。
【請求項１２】
前記橋絡素子および前記補助媒体は前記発熱素子に沿って位置付けられる、請求項１１に記載の保護装置。
【請求項１３】
前記発熱素子は前記金属素子と基板との間に支持される、請求項１２に記載の保護装置。
【請求項１４】
前記発熱素子は前記基板の前記金属素子側とは反対側に支持される、請求項１３に記載の保護装置。
【請求項１５】
前記金属素子と前記中間支持部との間に中間層を更に備え、該中間層は金属素子の融点よりも低い融点を有する、請求項１４に記載の保護装置。
【請求項１６】
前記補助媒体をフラックスまたははんだ層とする、請求項９に記載の保護装置。
【請求項１７】
前記金属素子と前記第１電極と前記第２電極との間に断熱部を更に備え、前記中間支持部への熱伝達速度を第１および第２電極への熱伝達速度よりも高くする、請求項４に記載の保護装置。
【請求項１８】
前記中間支持部は発熱素子に結合された電極の延長部分を備えている、請求項４に記載の保護装置。
【請求項１９】
前記基板は前記第１電極および前記第２電極の下方に第１断熱ブロックおよび第２断熱ブロックを備え、前記第１断熱ブロックの熱伝導係数は前記第２断熱ブロックの熱伝導係数よりも大きい、請求項１に記載の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に適用される保護装置および特に過電流および過電圧を防止することができる保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報技術（ＩＴ）開発の時流により、携帯電話、コンピュータおよび個人情報端末のようなＩＴ製品はありふれている。それらによって、食品、衣類、住居、旅行、教育および娯楽といったさまざまな側面での要望が満たされており、人々はますますＩＴ製品に依存している。しかしながら、最近、充電および放電中における、携帯用電子製品のバッテリーの爆発に関する報道があった。それ故、業界は、過電圧または過電流が原因で、充電および放電中にバッテリーが爆発しないように、バッテリーの充電および放電中に用いられる保護手段を強化している。
【０００３】
従来の技術によって提供される保護装置の保護方法によれば、保護装置の温度ヒューズはバッテリー回路と直列接続され、保護装置の温度ヒューズおよびヒーターは、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）および集積回路（ＩＣ）といった制御装置に電気的に接続されている。このようなやり方では、ＩＣが過電圧を検知すると、このＩＣはＦＥＴを作動させるため、温度ヒューズを融解させるまで加熱する電流がヒーターに流れるように、それによってバッテリー回路を非接続とし、過電圧から保護する。加えて、過電流が生じたときには、温度ヒューズに大量の電流が流れ、温度ヒューズが融解し、それによってバッテリー回路を非接続とし、過電流からの保護がなされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、過電流および過電圧を効果的に防止する、保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、本発明は、基板、導電部分および橋絡素子を含む保護装置を提供する。導電部分は基板によって支持され、導電部分は第１電極と第２電極との間に電気的に接続された金属素子を備える。金属素子は、第１および第２電極の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として機能する。橋絡素子は、金属素子中の電流フローの方向と交差する方向に金属素子を横切って跨り、金属素子の融解時の破断を促進する。
【０００６】
本発明の実施形態において、橋絡素子の少なくとも一端部は基板上に固定的に支持する。
【０００７】
本発明の実施形態において、橋絡素子の両端部は基板上に固定的に支持する。
【０００８】
本発明の実施形態において、保護装置は更に金属素子と基板との間に配置される中間支持部を備える。
【０００９】
本発明の実施形態において、橋絡素子の少なくとも一端部は中間支持部上に固定的に支持する。
【００１０】
本発明の実施形態において、橋絡素子の両端部は、中間支持部に固定的に支持する。
【００１１】
本発明の実施形態において、橋絡素子は細長構造を備える。
【００１２】
本発明の実施形態において、細長構造はアーク形状または曲げ形状を備える。
【００１３】
本発明の実施形態において、保護装置は橋絡素子と金属素子との間に配置される部分を有する補助媒体を更に備える。
【００１４】
本発明の実施形態において、保護装置は金属素子と基板との間に配置される他の補助媒体を更に備え、前記他の補助媒体は他の金属素子の融点よりも低い融点を有する。
【００１５】
本発明の実施形態において、保護装置は基板によって支持され、少なくとも金属素子および補助媒体に熱を与える発熱素子を更に備える。
【００１６】
本発明の実施形態において、橋絡素子および補助媒体は発熱素子に沿って位置付ける。
【００１７】
本発明の実施形態において、保護装置は金属素子と中間支持部の間に中間層を更に備え、該中間層は金属素子の融点よりも低い融点を有する。
【００１８】
本発明の実施形態において、補助媒体はフラックスまたははんだ層とする。
【００１９】
本発明の実施形態において、保護装置は金属素子と第１電極と第２電極との間に断熱部を更に備え、前記中間支持部への熱伝達速度を第１および第２電極への熱伝達速度よりも高くする。
【００２０】
本発明の実施形態において、中間支持部は発熱素子に結合された電極の延長部分を備える。
【００２１】
本発明の実施形態において、基板は第１電極および第２の電極の下方に第１断熱ブロックおよび第２断熱ブロックを備え、前記第１断熱ブロックの熱伝導係数を前記第２断熱ブロックの熱伝導係数よりも大きくする。
【発明の効果】
【００２２】
上記説明によると、本発明の保護装置は、橋絡素子を備えているため、発熱素子が熱を発生させて金属素子を融解させると、表面張力および（毛細管現象を含むか否かは分からない）ウィッキング現象により、融解した金属素子は接触させた橋絡素子および中間支持部に向かって流れて回路を遮断するために、過電圧保護および過電流保護が達成される。更に、補助媒体を本発明の保護装置に埋設し、この補助媒体を金属素子と発熱素子との間に配置するため、発熱素子が熱を発生させると、融解した補助媒体は金属素子を効果的に融解しやすくする。
【００２３】
加えて、本発明の保護装置は低熱伝導性層を備えており、発熱素子が熱を発生させて、その熱を、基板を介して第３電極へ伝達すると、第１および第２電極の全てが低熱伝導性層によって阻まれるため、発熱素子によって発生された熱を第３電極へ集中的に伝達することができる。従って、最初に金属素子の融解量を減らすために、第３電極の上方に位置する金属素子を飛ばし、回路を遮断して、過電圧保護および過電流保護を効果的に達成することができる。一方で、このような設計によれば、融解した金属の接着領域を効率的に制御して、安定した融解時間と融解条件を与えることもでき、一方で製作工程中に発生する発熱装置および第３電極の調整誤差を低減することができる。
【００２４】
本発明の、上述のおよび他の、特徴および特長をわかりやすくするために、いくつかの実施例を図面と共に以下に詳細に記載する。
【００２５】
添付図面を本発明の更なる理解のために含め、また本明細書に加えてその一部とする。図面は本発明の実施形態を例示し、図面の説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の実施形態による保護装置の概略上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの保護装置の概略底面図である。
【図１Ｃ】断面線Ｉ〜Ｉに沿った図１Ａの保護装置の概略横断面図である。
【図１Ｄ】断面線ＩＩ〜ＩＩに沿った図１Ａの保護装置の概略横断面図である。
【図２Ａ】本発明の他の実施形態による保護装置の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態による保護装置の断面図である。
【図２Ｃ】本発明の他の実施形態による保護装置の断面図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による保護装置の製造工程を例示する上面図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態による保護装置の概略上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの保護装置の概略底面図である。
【図４Ｃ】断面線ＩＩＩ〜ＩＩＩに沿った図４Ａの保護装置の概略横断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図６Ｂ】破断後の図６Ａの保護装置の概略横断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図１１】本発明の更に他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【図１２】本発明の更にまた他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の好適な実施形態を詳細に記し、その実施例を添付図面に例示する。可能な限り、同じ参照番号を、図面中および説明中において、同一のまたは同様の部分を示すために用いる。
【００２８】
図１Ａ〜図１Ｄを参照するに、本実施形態において、保護装置２００ａは、基板２１０、第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０、第４電極２５０、発熱素子２６０、第１補助媒体２７０、導電部分および少なくとも１つの橋絡素子２９０（図１Ａ〜図１Ｄにおいては１つの素子のみを概略例示する）を含む。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、それぞれ基板２１０上に配置される。ここで、導電部分は、基板２１０に支持され、第１電極２２０と第２電極２３０との間に電気的に接続される金属素子２８０を含む。
【００２９】
詳細には、本実施形態において、基板２１０は、中央部分Ｃと、この中央部分Ｃを囲む、第１周辺部２１２、第２周辺部２１４、第３周辺部２１６および第４周辺部２１８とを有する。第１周辺部２１２は第２周辺部２１４に対応して配置される。第３周辺部２１６は第４周辺部２１８に対応して配置される。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、それぞれ、第１周辺部２１２、第２周辺部２１４、第３周辺部２１６および第４周辺部２１８上に配置される。基板２１０は、第１表面Ｓ１、および第１表面Ｓ１と反対側の第２表面Ｓ２を有し、第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０は、第１表面Ｓ１から第２表面Ｓ２まで延在するが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、第１表面Ｓ１もしくは第２表面Ｓ２上での各々の電極の割り当て、または各々の電極の有無は、実際の設計要件に従って決定される。他の実施形態において、第４電極２５０は第２表面Ｓ２上のみに配置することができる。他の実施形態において、第４電極２５０は省略することもでき、これは過電流および過電圧保護効果に影響を与えないということに留意すべきである。
【００３０】
更に、第３電極２４０は、中間支持部２４２、第２延在部２４４および本体部２４６を含み、中間支持部２４２および第２延在部２４４は、それぞれ第１表面Ｓ１上および第２表面Ｓ２上に配置することができ、それぞれ中央部分Ｃ上の位置まで延在させることができる。そして、中間支持部２４２は、例えば本体部２４６に接続される。本実施形態において、中間支持部２４２および第２延在部２４４は、それぞれ２つの平面上に配置され、これら２つの平面はほぼ平行であるが互いに重ならない。中間支持部２４２は、金属素子２８０と基板２１０との間に配置される。第４電極２５０の第３延在部２５２は、第２表面Ｓ２上に配置され、中央部分Ｃ上の位置まで延在する。中間支持部２４２、第２延在部２４４および第３延在部２５２は、それぞれ第１電極２２０と第２電極２３０との間に配置される。加えて、中間支持部２４２の形状は本発明において限定されず、中間支持部を電極との接触がない基板上で独立した部分とすることができ、金属素子の融解時の破断を促進するために良好な熱伝導率を有する材料を含むということに留意すべきである。
【００３１】
基板２１０の材料は、例えば、セラミック（例えばアルミナ）、ガラスエポキシ樹脂、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ボロン（ＢＮ）または他の無機材料等を含む。第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０および第４電極２５０の材料は、例えば、銀、銅、金、ニッケル、銀白金合金、ニッケル合金および良好な電気伝導率を有する他の材料とする。
【００３２】
発熱素子２６０は、第２表面Ｓ２上に配置され、第２延在部２４４と第３延在部２５２との間に接続される。第３電極２４０の中間支持部２４２は、発熱素子２６０の上方に配置される（図１Ｃに示す）。発熱素子２６０の材料は、例えば、二酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、カーボンブラック（カーボンブラックは、水ガラスのような無機接着剤中、または、熱硬化性樹脂のような有機接着剤中にドープすることができる）、銅、チタン、ニッケルクロム合金およびニッケル銅合金等を含む。発熱素子２６０を、その後の製造プロセス、周囲環境の湿度、酸度およびアルカリ度による影響から守るために、発熱素子２６０は、フリット接着剤製またはエポキシ樹脂製の断熱層３１０によって覆う。
【００３３】
第１補助媒体２７０は、基板２１０の第１表面Ｓ１上に配置され、中間支持部２４２と第１電極２２０との間、および中間支持部２４２と第２電極２３０との間に位置づけられる。詳細には、第１補助媒体２７０は、第１電極２２０、中間支持部２４２および基板２１０によって形成された第１トレンチＲ１の中と、第２電極２３０、中間支持部２４２および基板２１０によって形成された第２トレンチＲ２の中とに充填される。本実施形態において、第１補助媒体２７０は、ロジン、軟化剤、活性薬剤および合成ゴムでできている。
【００３４】
金属素子２８０は、基板２１０の第１表面Ｓ１の上方に配置され、第１電極２２０、中間支持部２４２および第２電極２３０に接続される。詳細には、金属素子２８０は、第１電極２２０および第２電極２３０の融点よりも低い融点を有する犠牲構造として働く。金属素子２８０は、第１電極２２０、第１補助媒体２７０、中間支持部２４２および第２電極２３０の一部を覆う。発熱素子２６０が熱を発生させて、第１補助媒体２７０および金属素子２８０を融解する際に、金属素子２８０の融解効果が向上する。更に、第１補助媒体２７０は、融解した金属素子２８０が各々の電極上に流れて集まることができるように、融解した金属素子２８０と各々の電極との間のぬれ性を増大させ、融解した金属素子２８０自体の凝集力を高め、金属素子２８０を効果的に飛ばす（ｂｌｏｗ）ようにすることができる。加えて、金属素子２８０の材料は、錫鉛合金、錫銀鉛合金、錫インジウムビスマス鉛合金、錫アンチモン合金、錫銀銅合金および低融点を有する他の合金を含む。また、他の実施形態では、金属素子２８０の中にフラックス（例示せず）を埋め込んで、熱によって金属素子２８０を飛ばしやすくすることができる。本発明を、過電圧保護および過電流保護を同時に達成するために、発熱素子を有する保護装置を用いて説明するが、金属素子２８０を効果的に飛ばすことの安定性を高めるために、金属素子２８０の下方に第１補助媒体２７０を配置することをも、発熱素子を有さない構造に対しても適用して、過電流が生じ金属素子２８０が熱によって融解されるときに、金属素子２８０を飛ばすことの安定性を高めることができるということは、当業者であれば理解できるという点に留意されたい。
【００３５】
保護装置２００ａは、橋絡素子２９０を含み、該橋絡素子２９０は、金属素子２８０中の電流フローの方向と交差する方向に、金属素子２８０を横切って跨り、部分的に金属素子２８０と接触し、また橋絡素子２９０は、第１端部２９２ａおよび第１端部２９２ａと反対側の第２端部２９２ｂを有する。特に、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａは、第３電極２４０の本体部２４６上に固定されるが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａは、中間支持部２４２が本体部２４６に接続される側で、第３電極２４０の中間支持部２４２上に固定することもできる。橋絡素子２９０のより良い性能を得るために、橋絡素子２９０の第２端部２９２ｂは、本体部２４６から離れた側で、第３電極２４０の中間支持部２４２に固定されるのが好ましい。すなわち、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａおよび第２端部２９２ｂは、それぞれ第３電極２４０の本体部２４６および中間支持部２４２上に固定し、橋絡素子２９０は、細長構造、例えば図１Ｄに示すようなアーチ状とする。特に、橋絡素子２９０の、基板２１０の第１表面Ｓ１上への正投影は、中間支持部２４２の、基板２１０の第１表面Ｓ１上への正投影に少なくとも部分的に重なる。更にまた、橋絡素子２９０は、金属素子２８０の融解時の破断を促進する。
【００３６】
橋絡素子２９０の形状、数、およびパターンは本発明に限定されないということに留意されたい。本実施形態の橋絡素子２９０は、細長構造、例えば弓型形状を有し、特に金属ワイヤとするが、他の実施形態においては、図２Ａを参照して、保護装置２００ａ’の橋絡素子２９０ａの第１端部２９２ａ’のみを、第３電極２４０の中間支持部２４２上に固定する。すなわち、橋絡素子２９０ａは細長構造、例えば弓形形状にする。代わりに、図２Ｂを参照して、保護装置２００ｂの橋絡素子２９０ｂは、細長構造、例えば帽子形状の曲げ形状、または他の適切な形状とすることもできる。代わりに、保護装置２００ａは、複数の橋絡素子２９０を有することができる。または、橋絡素子２９０は、複数の撚線（例示せず）を巻くことによって形成することができる。または、橋絡素子２９０は、長さに従って変化する厚みを有するチェーン、コイル、金網、ワイヤ形状、もしくは、長さに従って異なる位置に突起を有するワイヤ形状とすることができる。または、橋絡素子２９０は、硬いか、柔軟か、むくか、或いは、中空のものとする。または、橋絡素子２９０は、Ｕ字形状またはＣ字形状またはＥ字形状の断面および他の断面形状を有する。これらは、すべて本発明の範囲内とみなされる。
【００３７】
本実施形態において、橋絡素子２９０は、部分的に金属素子２８０に接触し、間隔Ｄが、橋絡素子２９０の一番高い箇所と、金属素子２８０の基板２１０の反対側の表面との間に形成され、間隔Ｄは０．２５ｍｍ、０〜０．１ｍｍの範囲内とするため、第２補助媒体２７５を、橋絡素子２９０と金属素子２８０との間に構成して、融解した金属素子２８０の流れを導く媒体としての機能を果たすことができる。ロジンのような第１補助媒体２７０の材料を用いることができるのに加えて、第２補助媒体２７５の材料を、はんだ層またはロジンとの組み合わせとすることもできる。言い換えれば、第１補助媒体２７０および第２補助媒体２７５の材料は、実際の設計要件に従って、同じものまたは異なるものとすることができる。また、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａと第３電極２４０の本体部２４６との間、および、橋絡素子２９０の第２端部２９２ｂと第３電極２４０の中間支持部２４２との間の接合部も、第２補助媒体２７５で覆って、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａおよび第２端部２９２ｂの酸化を避け、橋絡素子２９０の構造強度を高めることができる。
【００３８】
本実施形態の保護装置２００ａは橋絡素子２９０を有するため、発熱素子２６０が熱を発生させ、金属素子２８０を融解させると、この融解した金属素子２８０は、表面張力およびウィッキング現象のために、接触した橋絡素子２９０に付着し、かつ更に中間支持部２４２の方へ流れることができ、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を達成する。すなわち、橋絡素子２９０の吸着のために、融解した金属素子２８０は、中間支持部２４２と第１電極２２０、または、中間支持部２４２と第２電極２３０を導通しにくくして、保護装置２００ａの短絡を防止し、ゆえに保護装置２００ａの高い信頼性を得ることができる。
【００３９】
図２Ｃを参照して、他の実施形態において、橋絡素子２９０ｂ’は、金属素子２８０と接触しないということに留意されたい。より詳細には、図２Ｃの実施形態において、橋絡素子２９０ｂ’の形状は、例えば逆Ｕ字形状であり、橋絡素子２９０ｂ’は金属素子２８０に接触せず、かつ補助媒体２７９は、橋絡素子２９０ｂ’と金属素子２８０との間に配置される。本実施形態において、補助媒体２７９は、例えば、フラックスまたははんだ層である。発熱素子２６０が熱を発生させて金属素子２８０を融解させたとき、融解した金属素子２８０は、表面張力およびウィッキング現象のために、補助媒体２７９を介して橋絡素子２９０ｂ’には付着し、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を得る。
【００４０】
また、金属素子２８０は、金属素子２８０および橋絡素子２９０の基板２１０の第１表面Ｓ１上への正投影が相互に重なる領域およびその周囲で融解するだけであるから、第２補助媒体２７５は、融解した金属素子が橋絡素子２９０に沿って固定的に流れやすくするために、金属素子２８０と橋絡素子２９０との間に配置されることのみが要求される。このように、金属素子２８０の全表面への第２補助媒体２７５の被覆は不要であるため、第２補助媒体２７５の使用量は減少し、製造コストを低減させることができる。一方で、金属素子２８０の融解量が減少するため、過電圧保護における保護装置２００ａの作動時間が短縮され、また、中間支持部２４２と第１電極２２０とを、または、中間支持部２４２と第２電極２３０とを電気的に接続する、金属素子２８０の融解によって引き起こされる短絡現象も軽減される。従って、保護装置２００ａの信頼性は向上する。
【００４１】
また、本実施形態において、橋絡素子２９０の材料は、例えば単一金属、二重層金属または合金である。単一金属は、例えば金、銀、錫、ニッケル、アルミニウムまたは銅であり、二重層金属は、例えば銀、金または錫被覆銅によって形成され、合金は、例えば銅銀合金、銅ニッケル合金、ニッケル錫合金または銅錫ニッケル合金であるが、本発明はこれらに限定されない。橋絡素子２９０を、良好なぬれ性を有する外側の金属層、および良好な熱伝導性を有する内側の金属層、例えば、銀めっき銅、ニッケルめっき銅、錫めっき銅、錫めっきニッケル、金めっき銅等の素材から作られる金属層、によって形成されるように、橋絡素子２９０の外表面が、融解した金属素子２８０に対して良好なぬれ性および吸収性（例えばはんだぬれ性）を有するということに留意されたい。橋絡素子２９０の素材が金属または合金であるため、橋絡素子２９０は熱放散機能を有し、保護装置２００ａの熱放散効果を向上させることができる。
【００４２】
更に本実施形態において、保護装置２００ａは、金属素子２８０を第一電極２２０、第２電極２３０、および延在部２４２上に固定できるようにするために、第一電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２上に配置する中間層３２０を更に含むが、本発明がこれに制限されることはなく、金属素子２８０はまた、中間層３２０を使用しない他の周知のはんだ付け技術によって固定することができる。更に詳述すると、中間層３２０は金属素子２８０と中間支持部２４２の間に配置され、第１のはんだ材料を含む中間層３２０は金属素子２８０の融点よりも低い融点を有する。本実施形態において、中間層３２０の素材は、例えば錫銀合金や錫鉛合金等のはんだ材料を含む。
【００４３】
更に、融解した中間層３２０が良好なぬれ性を有するため、金属素子２８０が飛ばされるときに、融解した金属は融解した中間層３２０上に集合し、融解した金属素子２８０は、表面張力およびウィッキング現象のために、接触した橋絡素子２９０に付着し、中間支持部２４２の方へ更に流れることができ、融解した金属と、第一電極２２０もしくは第２電極２３０との短絡現象が生ずるのを防止できる。このようにして、過電圧および過電流を防止するために金属素子２８０を効率的に飛ばすことを、更に保証することができる。
【００４４】
保護装置２００ａの製造方法を以下に詳述する。図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の実施例による保護装置の製造工程を例示する上面図である。図１Ａ〜図１Ｄにおける各要素は、図３Ａ〜３Ｄにおけるものと同一の名称、同一の符号により表されるが、類似した素材も表す点に留意されたい。従って、本願明細書においては詳細な説明は繰り返さない。簡単のために、基板２１０の第２表面Ｓ２上の製造工程は省略し、基板２１０の第１表面Ｓ１上の製造工程のみを図３Ａ〜図３Ｄに例示する。
【００４５】
最初に、図３Ａを参照して、基板２１０を準備し、第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０、および第４の電極２５０を基板２１０上に形成する。基板２１０は、第１表面Ｓ１およびその反対側の第２表面Ｓ２を有し、第１電極２２０、第２電極２３０、第３電極２４０、および第４電極２５０は、第１表面Ｓ１から第２表面Ｓ２まで延在させる。本実施形態において、中間支持部２４２および第３電極２４０の第２延在部２４４を、それぞれ第１表面Ｓ１および第２表面Ｓ２に配置し、第３電極２４０の本体部２４６を中間支持部２４２に接続する。第４電極２５０の第３延在部２５２は、第２表面Ｓ２上に配置する。中間支持部２４２、第２延在部２４４、および第３延在部２５２を、それぞれ第１電極２２０と第２電極２３０との間に配置される。
【００４６】
そして、再び図３Ａを参照して、中間層３２０を、例えば、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２を被覆することより形成する。その後、第１補助媒体２７０を、例えば、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２に囲まれた基板２１０上を被覆することにより形成する。他の実施形態においては、中間層３２０の材料が、例えば、はんだ合金および１０〜１５％の補助媒体材料を含むとき、補助媒体材料が軟化されて、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２の間を基板２１０へ向かって流れることができるように、第１補助媒体２７０の形成方法は中間層３２０を（例えば１２０°Ｃ以上で）加熱する工程を含む。補助媒体材料の量が不十分な場合には、第２補助媒体（図示せず）を選択的に加えることができる。
【００４７】
続いて、図３Ｂを参照して、金属素子２８０は、第１電極２２０、第２電極２３０、および中間支持部２４２の間に配置し、第１補助媒体２７０が金属素子２８０と基板２１０に挟まれるように、金属素子２８０および中間層３２０を共にはんだ付けする。ここで、基板２１０下方の発熱素子２６０が熱を発生させるときに、基板２１０上方の第１補助媒体２７０は、第１補助媒体上方に配置される金属素子２８０の融解を促進する。
【００４８】
そして、図３Ｃを参照して、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａおよび第２端部２９２ｂを、それぞれ第３電極２４０の本体部２４６および中間支持部２４２上に固定できるように、橋絡素子２９０に、点溶接（図示せず）を用いて溶接工程を施す。ここで、用いられる溶接方法は、アーク溶接、超音波溶接、レーザー溶接、熱溶接、または溶融溶接、とすることができる。確かに、例示されない他の実施形態において、第３電極２４０の本体部２４６の上にバンプを形成するため（すなわち、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａを形成するため）に、スタッドバンプ装置を用いることができ、ボンディングワイヤは所定の長さに渡って上方に引き延ばし、その後、ボンディングワイヤが第３電極２４０の中間支持部２４２に下に引き延ばされた後（すなわち、橋絡素子２９０の第２端部２９２ｂを形成する）、スティッチを、橋絡素子２９０を形成するために引き延ばす。
【００４９】
最後に、図３Ｄを参照して、第２補助媒体２７５を、金属素子２８０および橋絡素子２９０の間に、橋絡素子２９０の第１端部２９２ａおよび第３電極２４０の本体部２４６の間に、そして橋絡素子２９０の第２端部２９２ｂおよび第３電極２４０の中間支持部２４２の間に充填し、約３０分間加熱（１４０℃よりも高温で）した後、約５分間冷却して、基板２１０の第１表面Ｓ１上の保護装置２００ａの製造工程を完了させる。
【００５０】
図４Ａは、本発明の他の実施形態による保護装置の概略上面図である。図４Ｂは、図４Ａの保護装置の概略底面図である。図４Ｃは、断面ＩＩＩ〜ＩＩＩに沿った図４Ａの保護装置の概略横断面図である。図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本実施形態の保護装置２００ｃは、図１Ａ〜図１Ｄの保護装置２００ａと類似しているが、図４Ａ〜図４Ｃにおける保護装置２００ｃの、発熱素子２６０、第２延在部２４４、および第３延在部２５２が全て基板２１０の第１表面Ｓ１上に配置される点が、主な相違点である。
【００５１】
詳細には、第３電極２４０は更に接着部２４８を有し、この接着部２４８は中間支持部２４２に接続され、橋絡素子２９０の第２端部２９２ｂは接着部２４８に固定される。第２延在部２４４および第３延在部２５２を、第１表面Ｓ１上に、第１電極２２０および第２電極２３０の間に配置する。発熱素子２６０は、第２延在部２４４および第３延在部２５２の間に配置する。断熱層３１０は、発熱素子２６０、第２延在部２４４、および第３延在部２５２を覆う。第３電極２４０の中間支持部２４２は、断熱層３１０上にまで延ばす。第１補助媒体２７０は、断熱層３１０上に配置し、中間支持部２４２周辺に位置付ける、すなわち第１補助媒体２７０を中間支持部２４２と第１電極２２０との間、および中間支持部２４２と第２電極２３０との間に配置する。第１補助媒体２７０が金属素子２８０と断熱層３１０との間に配置されるように、金属素子２８０は、第１電極２２０、第１補助媒体２７０、中間支持部２４２、および第２電極２３０を覆う。このように、発熱素子２６０が熱を発生させるときに、断熱層３１０を通して第１補助媒体２７０および金属素子２８０へ熱を導通させ、金属素子２８０を融解させる。更に、第１補助媒体２７０を用いることによって、通常の稼動電流において金属素子２８０に発生する表面酸化層を減少させる、または除去することができ、金属素子２８０の迅速な融解の信頼性を高めることができる。本実施形態において、中間支持部２４２および第２延在部２４４は、ほぼ平行であるが互いに重ならない２つの平面上に、それぞれ配置されている。
【００５２】
図５は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図５を参照して、本実施形態の保護装置２００ｄは、図１Ａ〜図１Ｄにおける保護装置２００ａと類似しているが、図５における保護装置２００ｄはハウジング３３０を含むという点が、主な相違点である。詳細には、ハウジング３３０は、基板２１０の第１表面Ｓ１上に配置して、金属素子２８０を保護するために金属素子２８０を覆い、融解した金属素子２８０、第１補助媒体２７０、および中間層３２０が溢れ出すことによって生じる回路干渉といった問題を防止する。また、ハウジング３３０の材料は、アルミニウム酸化物、ＰＥＥＫ、ナイロン、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂またはフェノールホルムアルデヒド樹脂、等を含む。
【００５３】
図６Ａは、本発明の一実施形態による保護装置の概略横断面図である。図６Ｂは、破断後の図６Ａの保護装置の概略横断面図である。本実施形態において、図６Ａの保護装置４００ａは図１Ａ〜図１Ｄの保護装置２００ａと類似しているが、図６Ａの４００ａは、発熱素子４６０、第１電極４２０、および第２電極４３０の間に配置する、例えば第１断熱層５４０といった、断熱部を更に含むという点が、主な相違点である。ここで、中間支持部４４２への熱伝達速度は、第１電極４２０および第２電極４３０への熱伝達速度よりも高くする。
【００５４】
詳細には、保護装置４００ａの第１断熱層５４０は、基板４１０の第１表面Ｓ１上に配置され、第１低熱伝導部５４２および、第３電極４４０の中間支持部４４２によって第１低熱伝導部５４２から分離された第２低熱伝導部５４４を有する。特に、第１低熱伝導部５４２は発熱素子４６０と第１電極４２０との間に位置付け、第２低熱伝導部５４４は発熱素子４６０と第２電極４３０との間に位置付ける。具体的には、第１低熱伝導部５４２を基板４１０と第１電極４２０との間に位置付け、第２低熱伝導部５４４を基板４１０と第２電極４３０との間に位置付ける。第１スペースＤ１を、第１低熱伝導部５４２および第２低熱伝導部５４４の間に存在させ、第３電極４４０の中間支持部４４２を基板４１０上の第１スペースＤ１に配置させる。加えて、第１断熱層５４０の材料は、例えば、ガラス材料または高分子材料とし、第１断熱層５４０の熱伝導係数を基板４１０の熱伝導係数よりも小さくし、第１断熱層５４０の熱伝導係数を２Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満とし、かつ、基板４１０の熱伝導係数を８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることが好ましい。例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導係数を有するガラス材料を、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ、またはＣａＯ等とすることができる。高分子材料、例えば、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド、エポキシ樹脂または紫外線硬化性樹脂は、比較的低い熱伝導係数を有し、エポキシ樹脂の熱伝導係数は０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００５５】
特に、基板４１０の熱伝導係数は、第１断熱層５４０の熱伝導係数よりも大きい。すなわち、第１断熱層５４０と比較して基板４１０を高い熱伝導層とみなし、発熱素子４６０によって発生された熱を基板４１０の中心部を直接通過させることができ、中間支持部４４２へ迅速に伝達することができる。確かに、基板４１０および第１断熱層５４０を同一材料で作り、すなわち、基板４１０を低熱伝導性層とみなすこともできる。しかしながら、基板４１０の厚さおよび第１断熱層５４０の厚みの合計を、実質的に基板４１０の厚みよりも大きくする。従って、発熱素子４６０によって発生された熱を、直接基板４１０の中心部を通過することができ、中間支持部４４２へ迅速に伝達することができる。言い換えれば、基板４１０の材料を、本実施形態の効果に影響させることなく、実施要件に従って選択することができる。更に、第１補助媒体４７０は、少なくとも第１断熱層５４０の一部を覆う。
【００５６】
本実施形態の保護装置４００ａは、第１断熱層５４０を有する。従って、発熱素子４６０が熱を発生させ、熱を、基板４１０を通じて電極へ伝えるときに、発熱素子４６０によって発生された熱の一部は、基板４１０上の第１断熱層５４０によって阻まれ、第１電極４２０および第２電極４３０に与えられる熱が低減され、発熱素子４６０によって発生された熱の残りは、第３電極４４０を通じて金属素子４８０に直接伝達され、第３電極４４０の上方に位置する金属素子４８０を飛ばす。すなわち、第１電極４２０および第２電極４３０は、低熱伝導性の断熱層によって阻まれるため、第１電極４２０および第２電極４３０の上方に位置する金属素子４８０は、第３電極４４０の上方に位置する金属素子４８０と比較して飛ばされにくい、すなわち、金属素子４８０の融解量を低減させることができる。従って、発熱素子４６０によって発生された熱を、第３電極４４０へ集中的に伝達することができる。言い換えれば、図６Ｂに示すように、第１電極４２０および第２電極４３０上に位置する金属元素４８０が溶融する前に、第３電極４４０の中間支持部４４２上に位置する金属素子４８０が、橋絡素子４９０および中間支持部４４２の間に溶融し、固化する。融解した金属素子４８０が、融解した中間層５２０、融解した第２補助媒体４７５、および材料としての融解した第１補助媒体４７０の一部と混合され、表面張力および（毛細管現象を含むか否かはわからない）ウィッキング現象により、融解した材料が橋絡素子４９０に向かって流れることができ、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を得る。このように、融解した金属素子４８０の付着領域を、効果的に制御して安定した融解時間と融解条件をつくり、製作工程の間に発生する発熱素子４６０と第３電極４４０との間の調整誤差を低減することができ、すなわち第３電極の上方に位置する金属素子４８０を最初に飛ばすことを保証し、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を得る。
【００５７】
他の実施形態において、金属素子４８０の融解量が低減するため、過電圧保護時における保護装置４００ａの作動時間が低減し、また、中間支持部４４２と第１電極４２０を、または、中間支持部４４２と第２電極４３０を電気的に接続する融解した金属素子４８０によって生じる短絡現象を軽減する。このことにより、保護装置４００ａの信頼性も向上する。
【００５８】
更に、中間支持部４４２を、第１低熱伝導部５４２と第２低熱伝導部５４４との間に存在する第１スペースＤ１に配置するため、第１補助媒体４７０を中間支持部４４２の周辺部へ効率的に充填することができる。ゆえに、中間支持部４４２は、金属素子４８０を融解させるための融解時間の安定性を確保するために、より良好なぬれ効果を有することができる。更に、保護装置４００ａが第１断熱層５４０を有するため、小型の電子製品に合わせるために保護装置４００ａのサイズを小さくするときに、第３電極４４０の中間支持部４４２は相応の電極領域を提供することもでき、金属素子４８０の迅速な飛ばしを確保することができる。このように、保護装置４００ａの応用範囲は拡大される上に、保護装置４００ａの信頼性も向上する。
【００５９】
図７は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図７の保護装置４００ｂは、図６Ａの保護装置４００ａに類似しているが、図７の保護装置４００ｂの電極設計が保護装置４００ａの電極設計と異なっているという点が、主な相違点である。
【００６０】
詳細には、第３電極４４０の中間支持部４４２’の一部は、第１スペースＤ１’に位置し、中間支持部４４２’の残りの部分は、第１断熱層５４０の、第１低熱伝導部５４２と第２低熱伝導部５４４の上に位置付ける。具体的には、本実施形態では、第１スペースＤ１’の幅は第１スペースＤ１よりも大きく、電極を製作する間に重力によって中間支持部４４２’中にノッチ構造Ｃが製造される。すなわち、中間支持部４４２’は、第１スペースＤ１’に位置するノッチ構造Ｃを有し、第３電極４４０’が同じスペースに三次元構造を形成することができる。このように、融解した金属素子４８０の付着領域を増大させることができる。更に、ノッチ構造Ｃを第１補助媒体４７０によって充填し、中間支持部４４２’が融解した金属素子４８０を吸着するためのより良好な吸着性を有するようにすることもできる。
【００６１】
図８は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図８の保護装置４００ｃは図６の保護装置４００ａと類似しているが、図８の保護装置４００ｃにおいては、発熱素子４６０、第２延在部４４４および第３延在部４５２の全てが基板４１０の第１表面Ｓ１上に配置され、また保護装置４００ｃが第２断熱層５５０ａを更に含むという点が、主な相違点である。ここで、第２断熱層５５０ａの熱伝導係数は、第１断熱層５４０ａの熱伝導係数よりも大きい。
【００６２】
詳細には、本実施形態の保護装置４００ｃの第２断熱部５５０ａは、発熱素子４６０と第３電極４４０の中間支持部４４２との間に配置される。ここで、第１低熱伝導部５４２ａは第２低熱伝導部５４４ａに接続し、発熱素子４６０は第２断熱層５５０ａと第１断熱層５４０ａの間に位置付ける。具体的には、本実施形態における第１断熱層５４０ａは、第３低熱伝導部５４６ａと第４低熱伝導部５４８ａを更に含み、第３低熱伝導部５４６ａは第１低熱伝導部５４２ａを接続すると共に第３延在部４５２に及び、第４低熱伝導部５４８ａは第２低熱伝導部５４４ａを接続すると共に第２延在部４４４に及ぶ。本実施形態において、第２スペースＤ２は、第３低熱伝導部５４６ａと第４低熱伝導部５４８ａとの間に存在し、第２断熱層５５０ａの一部は第２スペースＤ２に配置され、第２断熱層５５０ａの残りの部分は第３低熱伝導部５４６ａ上および第４低熱伝導部５４８ａ上に位置付ける。加えて、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分を、中間支持部４４２に伝達するために、第２断熱層５５０ａの熱伝導係数を、第１断熱層５４０ａの熱伝導係数の８倍よりも大きくすることが好ましい。例えば、第２断熱層５５０ａの材料をセラミック材料、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮとすることができ、ここでＡｌ２Ｏ３の熱伝導係数は２８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＢＮの熱伝導係数は５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、そして、ＡｌＮの熱伝導係数は１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。第２断熱層５５０ａの熱伝導係数は、８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。
【００６３】
保護装置４００ｃの第２断熱層５５０ａは中間支持部４４２と発熱素子４６０との間に位置するため、発熱素子４６０が熱を発生させたとき、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分が中間支持部４４２へ直接伝達され、中間支持部４４２上に位置する金属素子４８０が迅速に飛ばされ、金属素子４８０の融解量を低減し、回路を遮断して効果的な過電圧保護または過電流保護がなされる。一方で、金属素子４８０の融解量が減少するため、過電圧保護時の保護装置４００ａの作動時間が短縮され、また、中間支持部４４２と第１電極４２０とを、または、中間支持部４４２と第２電極４３０とを電気的に接続する、金属素子４８０が融解することによって引き起こされる短絡現象も軽減される。従って、保護装置４００ｃの信頼性は向上する。
【００６４】
更に、保護装置４００ｃが同時に第１断熱層５４０ａと第２断熱層５５０ａを有するため、小型の電子製品に合わせるために保護装置４００ｃのサイズを小さくするときに、第３電極４４０の中間支持部４４２は相応の電極領域を提供することもでき、金属素子４８０の迅速な飛ばしを確保することができる。保護装置４００ａの応用範囲は拡大される上に、保護装置４００ｃの信頼性も向上する。
【００６５】
図９は、本発明の他の実施形態による保護装置の横断面図である。図９の保護装置４００ｄは、図８の保護装置４００ｃと類似しているが、図９の保護装置４００ｄの第１断熱層５４０ｂと第２断熱層５５０ｂとの位置が、図８の保護装置４００ｃにおける第１断熱層５４０ａと第２断熱層５５０ａとの位置と異なっているという点が、主な相違点である。
【００６６】
詳細には、第３低熱伝導部５４６ｂおよび第４低熱伝導部５４８ｂは、第２断熱層５５０ｂに配置され、第２スペースＤ２’は第３低熱伝導部５４６ｂと第４低熱伝導部５４８ｂとの間に存在し、第３電極４４０の中間支持部４４２は第２スペースＤ２’に配置される。本実施形態における保護装置４００ｄは、第１断熱層５４０ｂと第２断熱層５５０ｂを同時に有するため、発熱素子４６０が熱を発生させたとき、発熱素子４６０によって発生された熱の一部は第３低熱伝導部５４６ｂおよび第４低熱伝導部５４８ｂによって阻まれ、これにより第３低熱伝導部５４６ｂおよび第４低熱伝導部５４８ｂの上方に位置する金属素子４８０へ伝達される熱量を減少させることができる。他の実施形態において、発熱素子４６０によって発生された熱の残りの部分は、第２断熱層５５０ｂおよび中間支持部４４２を介して金属素子４８０へ直接伝達され、中間支持部４４２の上方に位置する金属素子４８０を飛ばすことができる。結果的に、金属素子４８０の融解量を低減し、過電圧保護時の保護装置４００ｄの作動時間を低減し、過電圧保護または過電流保護を同時に達成することができる。
【００６７】
図１０は、本発明の他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図１０の保護装置４００ｅは図６の保護装置４００ａと類似しているが、図１０の保護装置４００ｅの基板４１０ａの設計を、図６の第１断熱層５４０の性能を得るために変えた点が、相違点である。
【００６８】
詳細には、本実施形態の基板４１０ａは、第１断熱ブロック４１２ａおよび第１断熱ブロック４１２ａに接続された第２断熱ブロック４１４ａを有する。ここで、第２断熱ブロック４１４ａは第１断熱ブロック４１２ａを囲み、第１断熱ブロック４１２ａおよび第２断熱ブロック４１４ａはほぼ同一平面上にある。第３電極４４０の中間支持部４４２は第１断熱ブロック４１２ａ上に位置付けられ、第１電極４２０および第２電極４３０は第２断熱ブロック４１４ａ上に位置付ける。第１補助媒体４７０は、基板４１０ａの第１表面Ｓ１上に配置し、第３電極４４０の中間支持部４４２と第１電極４２０との間、および第３電極４４０の中間支持部４４２と第２電極４３０との間に位置付ける。ここで、第１補助媒体４７０は、第２断熱ブロック４１４ａの一部を覆う。特に、第１断熱ブロック４１２ａの熱伝導係数は、第２断熱ブロック４１４ａの熱伝導係数よりも大きくする。
【００６９】
具体的には、本実施形態において、第１断熱ブロック４１２ａの材料は、例えば、セラミック材料である。セラミック材料は、例えば、Ａ１２Ｏ３、ＢＮまたはＡｌＮである。第１断熱ブロック４１２ａの熱伝導係数は、８Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることが好ましい。他の実施形態において、第２断熱ブロック４１４ａの材料は、例えば、ガラス材料または高分子材料である。例えば、ガラス材料はＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ等とすることができ、高分子材料はポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド、エポキシ樹脂または紫外線硬化性樹脂とすることができる。第２断熱ブロック４１４ａの熱伝導係数は、２Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満とすることが好ましい。
【００７０】
発熱素子４６０が第１断熱ブロック４１２ａ上に位置するため、発熱素子４６０が熱を発生させたときに、発熱素子４６０によって発生された熱の大部分は中間支持部４４２に直接伝達され、中間支持部４４２上に位置する金属素子４８０は迅速に飛ばされ、橋絡素子４９０に接着され、金属素子４８０の融解量を低減し、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を得る。一方で、金属素子４８０の融解量が減少するため、過電圧保護時の保護装置４００ａの作動時間が短縮され、また、中間支持部４４２と第１電極４２０とを、または、中間支持部４４２と第２電極４３０とを電気的に接続する、金属素子４８０が融解することによって引き起こされる短絡現象も軽減される。従って、保護装置４００ｅの信頼性は向上する。
【００７１】
図１１は、本発明の更に別の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図１１の保護装置４００ｆは、基板４１０ｂの第１断熱ブロック４１２ｂおよび第２断熱ブロック４１４ｂがほぼ同一平面上にない点を除いて、図１０の保護装置４００ｅと類似している。
【００７２】
詳細には、第１断熱ブロック４１２ｂの厚さを第２断熱ブロック４１４ｂの厚さよりも小さくし、ノッチＶを第１断熱ブロック４１２ｂと第２断熱ブロック４１４ｂの間に存在させる。本実施形態において、中間支持部４４２の一部をノッチＶに位置づけると共に、第１断熱ブロック４１２ｂ上に位置付け、中間支持部４４２の残りの部分を第２断熱ブロック４１４ｂに位置付ける。具体的には、本実施形態において、ノッチＶは第１断熱ブロック４１２ｂと第２断熱ブロック４１４ｂとの間に存在するため、電極の製作工程の間、ノッチ構造Ｃ’が重力により中間支持部４４２において形成される。ゆえに、第３電極４４０は同じスペースに三次元構造を形成し、融解した金属素子４８０の付着領域を増大させることができる。更に、ノッチ構造Ｃ’を第１補助媒体４７０で充填し、中間支持部４４２が融解した金属素子４８０を吸着するためのより良好な吸着性を有するようにすることができる。更に、融解した金属素子４８０は、ノッチ構造Ｃ’による（毛細管現象を含むか否かはわからない）ウィッキング現象を有することができ、それにより金属素子４８０を飛ばすことができ、回路を遮断して過電圧保護および過電流保護を達成することができる。
【００７３】
図１２は、本発明の更に他の実施形態による保護装置の概略横断面図である。図１２を参照して、保護装置４００ｇは図６の保護装置４００ａと類似しているが、保護装置４００ｇがハウジング装置５３０を含むという点が、相違点である。詳細には、ハウジング装置５３０を、基板４１０の第１表面Ｓ１上に配置し、金属素子４８０を保護するために金属素子４８０を覆い、融解した金属素子４８０、第１補助媒体４７０、および中間層５２０が溢れ出すことによって生じる回路干渉といった問題を防止する。ここで、ハウジング装置５３０の材料は、例えば、アルミナ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナイロン、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂またはフェノールホルムアルデヒド樹脂を含む。
【００７４】
本発明の範囲または精神から逸脱することなく、さまざまな修正や変更を本発明の構造にできることは、当業者にとって明らかである。上述からみて、以下の請求項およびそれらに相当するものの範囲内にあるならば、本発明の修正変更を、本発明に包含させることを目的とする。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
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