(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ連続的に繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給し、その所定長さ部分を切断のうえ基板に固定し、この扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送って扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布扁平化低融点可溶合金片を封止材で封止するヒューズの製造方法であり、扁平化低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給する間に扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送ることを特徴とする薄型ヒューズの製造方法。
【請求項２】
連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ連続的に繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給し、その所定長さ部分を基板に固定のうえ切断し、この扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送って切断扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布扁平化低融点可溶合金片を封止材で封止するヒューズの製造方法であり、扁平化低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給する間に扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送ることを特徴とする薄型ヒューズの製造方法。
【請求項３】
連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ連続的に繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を所定の長さに切断し、この切断扁平化低融点可溶合金片を基板に固定し、この扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送って切断扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布扁平化低融点可溶合金片を封止材で封止するヒューズの製造方法であり、扁平化低融点可溶合金線材を所定の長さに切断する時間間隔で扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送ることを特徴とする薄型ヒューズの製造方法。
【請求項４】
扁平化低融点可溶合金片の表面粗さを１０μｍ以下とする請求項１〜３何れか記載の薄型ヒューズの製造方法。
【請求項５】
扁平化の寸法を、厚み０．０２〜０．３ｍｍとし、巾を０．１〜３ｍｍとする請求項１〜４何れか記載の薄型ヒューズの製造方法。
【請求項６】
連続低融点可溶合金線材を扁平化を双圧延ロールで行う請求項１〜５何れか記載の薄型ヒューズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型ヒューズ、特に薄型の基板型温度ヒューズの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度ヒューズは低融点可溶合金片をヒューズエレメントとするものであり、例えば、基板型温度ヒューズにおいては、基板上に一対のヒューズ取付け用電極を設け、これらの電極間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、このフラックス塗布低融点可溶合金片を封止樹脂等で封止している。
この温度ヒューズにより電子・電気機器を保護するには、当該温度ヒューズを機器に取付け、機器の異常による発熱で温度ヒューズの低融点可溶合金片を溶融させ、既溶融フラックスのフラックス作用のもとで表面張力による溶融合金の球状化分断を促し、所定の絶縁距離の球状化分断によって通電を遮断し、機器の致命的破損、ひいては火災の発生を未然に防止している。
【０００３】
近来、ノートパソコン、携帯電話、デジタルカメラ等の携帯型電子機器の電源として、体積エネルギー密度の大なる二次電池、特に、リチウムイオン二次電池が多用されている。
この二次電池では、短絡等の異常が生じると、その大なる内蔵エネルギーのために激しいジュール発熱により異常発熱が生じ、極端な場合は、急激な内圧発生により爆発が生じるに至る。
而して、この異常発熱を感知して電池の±極間を開放して過電流を遮断し、電池の爆発を未然に防止するようにしている。
前記の携帯型機器においては、その機種上、特に小型化が要求されている。而して、前記温度ヒューズにおいても、その携帯型機器の小型化に対応して薄型化が要請され、基板、封止層、低融点可溶合金片を薄厚化して薄型化が図られている。
この場合、低融点可溶合金片の自己シュール発熱を防止するために断面積をもとのままに維持して同一電気抵抗値のもとで低融点可溶合金片の薄厚化を行う必要があり、断面丸形の低融点可溶合金線材を扁平化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
丸線を断面同一のもとで扁平化すると、表面積が増大される。この表面積の増大自体は、塗布フラックスとの接触面積の増加によりヒューズの動作迅速性に寄与する。しかしながら、断面積に較べ表面積が大であるために、単位表面積当たりの酸化皮膜量が同一とすると、酸化物量が大となってヒューズの動作迅速性が低下される。
【０００５】
すなわち、前記丸線の表面積と扁平化線の表面積Ｓとは、扁平化度をαとすると、
【数１】
Ｓ／ｓ≒（２α／π）＋（１／２α）          （１）
で与えられ、例えば扁平化度αを０．２とすると、Ｓ／ｓ≒２．５となり、前記酸化物量がほぼ２．５倍にもなる。
【０００６】
而るに、温度ヒューズの低融点可溶合金片表面の酸化膜は固く、低融点可溶合金よりも融点が高く、低融点可溶合金片が溶融されても、この酸化膜鞘が保持されている限り球状化分断が開始されず、その酸化膜鞘がフラックスで可溶化されて初めて球状化分断が開始されるから、前記のように、低融点可溶合金片の酸化物量が扁平化により増加される以上、温度ヒューズの作動遅れが避けれらない。
【０００７】
本発明の目的は、温度ヒューズの製造において、低融点可溶合金片に断面丸形の低融点可溶合金線材を扁平化したものを使用するにもかかわらず、低融点可溶合金片表面の酸化をよく抑えて優れた作動性の薄型温度ヒューズの製造を可能にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄型ヒューズの製造方法は、連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ連続的に繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給し、その所定長さ部分を切断のうえ基板に固定し、この扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送って扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布扁平化低融点可溶合金片を封止材で封止するヒューズの製造方法であり、扁平化低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給する間に扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送ることを特徴とする構成である。
【０００９】
本発明に係る薄型ヒューズの他の製造方法は、連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ連続的に繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給し、その所定長さ部分を基板に固定のうえ切断し、この扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送って切断扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布し、該フラックス塗布扁平化低融点可溶合金片を封止材で封止するヒューズの製造方法であり、扁平化低融点可溶合金線材を基板上に所定の長さ供給する間に扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送ることを特徴とする構成である。
【００１０】
前記扁平化低融点可溶合金片の表面粗さは、０．０５〜１０μｍとすることが好ましい。また、前記の扁平化の寸法は、通常、厚みが０．０２〜０．３ｍｍ、巾が０．１〜３ｍｍとされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明により製造される薄型温度ヒューズの一例を示し、絶縁基板、１１例えばセラミックス基板のようなリジット基板、プラスチックフィルムのようなフレキシブル基板の片面に電極１２，１２を設け、電極間に扁平化低融点可溶合金片ａを溶接等により接続し、扁平化低融点可溶合金片ａにフラックスｂを塗布し、各電極に帯状リード導体１３，１３を接続し、基板片面を樹脂フィルム、エポキシ樹脂、ケース等の封止材１４で封止してある。
【００１２】
図２の（イ）は本発明において使用する温度ヒューズの製造ラインを示す側面図、図２の（ロ）は同じく平面図である。
図２において、Ａは断面丸形の低融点可溶合金線材、２はその供給ボビンである。３はロール圧延装置であり、圧延双ロール３１、圧延前テンション調整ロール３２、圧延後テンション調整ロール３３、巾測定センサ３４及びテンションコントロール３５とから成り、圧延巾が下限値に達すると、これを巾測定センサ３４で検知してテンションコントロール３５により圧延前テンション調整ロール３２を増速させ（または、圧延後テンション調整ロール３３を減速させ）、圧延巾が上限値に達すると、これを巾測定センサ３４で検知してテンションコントロール３５により圧延前テンション調整ロール３２を減速させて（または、圧延後テンション調整ロール３３を増速させて）、圧延巾を一定範囲内におさめるようにしてある。
１１は温度ヒューズの基板であり、ヒュ−ズ取り付け用電極１２，１２を備えている。４は早送りコンベアラインである。５は早送りコンベアライン４に設けた扁平化低融点可溶合金片載置ステーションであり、圧延ラインの下流側に配設してある。６は早送りコンベアライン４の扁平化低融点可溶合金片載置ステーション５の早送りコンベアライン下流側に配設した溶接ステーション、７は早送りコンベアライン４の溶接ステーション６の早送りコンベアライン下流側に配設したフラックス塗布ステーションである。
【００１３】
上記製造ラインを用いて本発明により温度ヒューズを製造するには、低融点可溶合金線材Ａの圧延ラインを連続駆動し、扁平化低融点可溶合金線材線材Ａ’を圧延後テンション調整ロール３３より所定の線速で繰り出していく。
扁平化低融点可溶合金片載置ステーション５には、温度ヒューズ用基板１１を待機させておき、扁平化低融点可溶合金線材Ａ’の先端が、基板の外側電極１１ａに達すると、これをセンサ５１（接触センサ、光センサの何れでも可）で検知してカッター５２を作動させ、扁平化低融点可溶合金線材Ａ’を切断し、その切断片の扁平化低融点可溶合金片ａて基板１１上に載置する。
【００１４】
このようにして基板１１上に扁平化低融点可溶合金片ａを載置したのち、早送りコンベアライン４の早送りにより次ぎの基板を扁平化低融点可溶合金片載置ステーション５に搬送すると共に扁平化低融点可溶合金片載置基板を溶接ステーション６に搬送し、早送りコンベアライン４を停止し、溶接ステーション６で基板１１の電極１２，１２と扁平化低融点可溶合金片ａとを溶接し、また、圧延ラインから繰り出されてくる扁平化低融点可溶合金線材の先端部を前記と同様に扁平化低融点可溶合金片載置ステーションに待機させてある基板上に供給し、カッターで切断して扁平化低融点可溶合金片を基板上に載置したうえで、早送りコンベアラインを再度早送りさせる。この早送りコンベアラインの再度の早送で、溶接ステーション６の溶接済みワークをフラックス塗布ステーション７に搬送し、前記扁平化低融点可溶合金片載置ステーションの扁平化低融点可溶合金片載置済みのワークを溶接ステーション６に搬送し、この搬送直後、フラックス塗布ステーション７でフラックスの塗布を行い、溶接ステーションで扁平化低融点可溶合金片の基板電極への溶接を行い、以後、上記を繰り返していく。
【００１５】
上記において、繰り出されてくる扁平化低融点可溶合金線材の切断のサイクル時間をｔ２とすると、早送りコンベアラインがｔ２を停止時間として停止−高速送りを繰り返す。そして、圧延された扁平化低融点可溶合金線材の圧延後テンション調整ロールからの繰り出し速度をｖ、扁平化低融点可溶合金線材の切断長さをｌとすると、切断のサイクル時間ｔ２は、
【数２】
ｔ２＝ｌ／ｖ                （２）
で与えられ、この停止時間中に溶接ステーションでの溶接、フラックス塗布ステーションでのフラックス塗布が行われる。
上記圧延双ロールから、扁平化低融点可溶合金片載置ステーションにある基板の外側電極までの距離をＷとすると、扁平化低融点可溶合金線材が扁平化されて繰り出される間に外気に曝される時間ｔ１は
【数３】
（３）
ｔ１＝Ｗ／ｖ
であり、溶接ステーションでの停留時間が、前記したように
【数４】
ｔ２＝ｌ／ｖ                （４）
であり、フラックス塗布ステーションでのフラックス塗布に要する時間をｔ３とすれば、前記低融点可溶合金線材の扁平化からフラックス塗布終了までの時間ｔは、ほぼ
【数５】
ｔ＝Ｗ／ｖ＋ｌ／ｖ＋ｔ３          （５）
で与えられる（早送りコンベアラインの速度が高速であり、早送りコンベアラインによる送り時間は無視できる）。
【００１６】
上記において、圧延双ロールによる断面丸形の線材の扁平化で線材表面積が増加され、扁平化前の丸線表面の酸化膜が扁平化後の扁平線の表面に亀裂分散されて線材の素地が現われ、この素地部分が経時的に酸化されていくが、本発明によれば、素地が現われてからフラックスで塗布されるまでの時間、すなわち、式４に示す時間ｔを極めて短くできるから、その素地の酸化を軽減して新たな酸化膜の生成をよく抑制できる。
【００１７】
図３の（イ）は本発明において使用する温度ヒューズの製造ラインの別例を示す側面図、図３の（ロ）は同じく平面図である。
図３において、Ａは断面丸形の低融点可溶合金線材、２はその供給ボビンである。３はロール圧延装置であり、前記したように、圧延双ロール３１、圧延前テンション調整ロール３２、圧延後テンション調整ロール３３、巾測定センサ３４及びテンションコントロール３５とから構成してある。
１１は温度ヒューズの基板であり、前記したように、ヒュ−ズ取り付け用電極１２，１２を備えている。４は圧延ラインの下流側に配設した早送りコンベアラインである。８は早送りコンベアライン４に設けた扁平化低融点可溶合金片搭載ステーションであり、扁平化低融点可溶合金線材先端部ａ’の基板１１への乗載、溶接、切断が行われる。７は早送りコンベアライン４の扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８の早送りコンベアライン下流側に配設したフラックス塗布ステーションである。
【００１８】
上記製造ラインを用いて本発明により温度ヒューズを製造するには、低融点可溶合金線材Ａの圧延ラインを連続駆動し、扁平化低融点可溶合金線材線材Ａ’を圧延後テンション調整ロール３３より所定の線速で繰り出していく。
扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８には、温度ヒューズ用基板１１を待機させておき、扁平化低融点可溶合金線材Ａ’の先端ｅが、基板１１の外側電極１２ａに達すると、これをセンサ８１（接触センサ、光センサの何れでも可）で検知してレーザ溶接機８２，８２を作動させて扁平化低融点可溶合金線材ａ’と基板１１の電極１２，１２とを溶接し、レーザカッター８３で内側電極１２ｂの外側の扁平化低融点可溶合金線材箇所を切断して扁平化低融点可溶合金片の基板１１への搭載を行う。
次いで、早送りコンベアライン４を早送りして扁平化低融点可溶合金片搭載基板をフラックス塗布ステーション７に搬送すると共に次ぎの基板を扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８に搬入する。
この扁平化低融点可溶合金片搭載ステーションに搬入した基板の外側電極への扁平化低融点可溶合金線材先端の到達を待っての扁平化低融点可溶合金線材と基板の電極との溶接及び基板の内側電極の外側における扁平化低融点可溶合金線材箇所のレーザ切断を行い、フラックス塗布ステーション７に搬送した扁平化低融点可溶合金片ａ搭載基板１１へのフラックスｂの塗布を行う。以後、上記を繰り返していく。
【００１９】
上記扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８でのレーザ溶接及びレーザ切断の間、扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８内の扁平化低融点可溶合金線材先端部ａ’を静止状態とするために、圧延後テンション調整ロール３３と扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８との間にダンサーロールを設け、扁平化低融点可溶合金片搭載ステーションでのレーザ溶接及びレーザ切断の間に圧延後テンション調整ロールから繰り出されてくる扁平化低融点可溶合金線材量をダンサーロールの作動で吸収させることができる。また、このダンサーロールによる吸収に代え、圧延ラインを停止することも可能である。
【００２０】
上記の別実施例において、圧延双ロール３１から、扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８にある基板１１の外側電極１２ａまでの距離をＷ、繰り出し扁平化低融点可溶合金線材のダンサーロールによる吸収量をｗとすれば、扁平化低融点可溶合金線材が扁平化されて扁平化低融点可溶合金片搭載ステーション８の基板の外側電極１２ａに達し、溶接及び切断が行われる間に外気に曝される時間ｔ１’は
【数６】
ｔ１’＝（Ｗ＋ｗ）／ｖ          （６）
であり、フラックス塗布ステーション７でのフラックス塗布に要する時間をｔ３とすれば、前記低融点可溶合金線材の扁平化からフラックス塗布終了までの時間ｔは、ほぼ
【数７】
ｔ＝（Ｗ＋ｗ）／ｖ＋ｔ３        （７）
で与えられる（早送りコンベアラインの速度が高速であり、早送りコンベアラインによる送り時間は無視できる）。
【００２１】
上記において、圧延双ロールによる断面丸形の線材の扁平化で線材表面積が増加され、扁平化前の丸線表面の酸化膜が扁平化後の扁平線の表面に亀裂分散されて線材の素地が現われ、この素地部分が経時的に酸化されていくが、本発明によれば、素地が現われてからフラックスで塗布されるまでの時間、すなわち、式７に示す時間ｔを極めて短くできるから、その素地の酸化を軽減して新たな酸化膜の生成をよく抑制できる。
【００２２】
上記実施例では、低融点可溶合金線材の圧延ラインと温度ヒューズ用基板への扁平化低融点可溶合金線材先端部の乗載−切断−溶接−フラックス塗布のコンベアライン、または低融点可溶合金線材の圧延ラインと温度ヒューズ用基板への扁平化低融点可溶合金片の搭載（扁平化低融点可溶合金線材先端部の乗載−溶接−切断）−フラックス塗布のコンベアラインとを同調させているが、扁平化低融点可溶合金線材を所定の長さに切断する時間間隔で扁平化低融点可溶合金片固定基板をフラックス塗布ステージに送れば、低融点可溶合金線材の扁平化からフラックスで塗布されるまでの時間を前記実施例と同程度に短くでき、連続低融点可溶合金線材を扁平化しつつ繰り出し、その扁平化繰り出し低融点可溶合金線材を所定の長さに切断するラインと、この切断扁平化低融点可溶合金片を基板に固定し、この切断扁平化低融点可溶合金片にフラックスを塗布するラインを相互独立とすることもできる。
【００２３】
本発明に係る温度ヒューズの製造方法によれば、扁平化低融点可溶合金片の新たな酸化を防止して優れた迅速作動性の温度ヒューズを提供でき、特に、前記実施例では、扁平化時点からフラックス塗布までの時間を著しく短くして新たな酸化を僅少にできる。
この場合の単位表面積当たりの酸化物量をｗ、扁平化低融点可溶合金片の表面の表面積をＳ、扁平化低融点可溶合金片の断面積をＢとすれば、単位体積当たりの酸化物量ｘは
【数８】
ｘ＝ｗＳ／Ｂ                      （８）
で与えられ、扁平化時点からフラックス塗布までの時間を著しく短くすることによるｗの僅少化以外に、特に、請求項４のように、扁平化低融点可溶合金片の表面粗さを１０μｍ以下とすれば、Ｓを実質的に低減でき、より一層のヒューズ作動性の迅速化が期待できる。
なお、経済的な面から、扁平化低融点可溶合金片の表面粗さを０．０５μｍ以上とすることが望ましい。
【００２４】
本発明は、前記式（１）の扁平化度αが大きいほど、従って、扁平化の巾／厚みの比が大きいほど有効度が高いが、厚みの下限は機械的強度上制約され、厚みの上限や巾の上限は温度ヒューズの薄型・小型化上制約されるから、扁平化の寸法を、厚み０．０２〜０．３ｍｍ、巾０．１〜３ｍｍとすることが好ましい。
【００２５】
本発明により薄型ヒューズを製造するにあたり、リード導体の接続や封止は、通常通りに行うことができる。
【００２６】
また、薄型ヒューズは、図４に示すように、樹脂フィルム１１の片面両端に一対の扁平リード導体１３，１３を融着等により固着し、リード導体１３，１３間に扁平化低融点可溶合金片ａを溶接し、扁平化低融点可溶合金片ａにフラックスｂを塗布し、基材１１の片面を樹脂フィルムの封止材１４の融着により封止する構成とすることもでき、この場合、本発明における基材には、片面両端に一対の扁平リード導体を融着等により固着した樹脂フィルムが使用される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る薄型ヒューズの製造方法によれば、断面丸形の低融点可溶合金線材の扁平化後、この扁平化線材を所定の切断長さのもとで基板に搭載し、その搭載した扁平化低融点可溶合金片のフラックス塗布終了までの時間を、従来例に較べて極めて短くし得るから、扁平化により生じた合金素地の酸化を充分に抑え得、扁平化低融点可溶合金片表面の酸化膜量をよく軽減でき、迅速な溶断作動性を有する薄型温度ヒューズを製造できる。
また、低融点可溶合金線材の扁平化を連続的に行っているから（間歇的扁平化を行わないから）、扁平化低融点可溶合金片の断面の一様化、扁平成形の円滑化を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造される薄型ヒューズの一例を示す図面である。
【図２】本発明の一実施例を示す図面である。
【図３】本発明の別実施例を示す図面である。
【図４】本発明により製造される薄型ヒューズの別例を示す図面である。
【符号の説明】
Ａ                  連続低融点可溶合金線材
Ａ’                扁平化低融点可溶合金線材
ａ                  扁平化低融点可溶合金片
１１                基板
１２                電極
３                  圧延装置
ｂ                  フラックス
【図１】
0004566447.tif 000002
【図２】
0004566447.tif 000003
【図３】
0004566447.tif 000004
【図４】
0004566447.tif 000005