(57)【要約】【課題】薄型ヒューズの製作において、リード導体先端部間への可溶合金片の溶接接続を薄型ヒューズの機械的強度を損じることなく良好に行い得るようにする。【解決手段】各リード導体２，２の先端部と可溶合金片３の各端との接合予定箇所の位置において絶縁基板１に孔１０，１０を穿設し、この孔を通して各リード導体２，２の先端部の裏面に対の溶接用電極Ｐａ，Ｐｂのうちの一方の溶接用電極Ｐａを当接し、他方の溶接用電極Ｐｂを絶縁基板１外の扁平リード導体部分に当接し、これらの溶接用電極Ｐａ，Ｐｂを介して溶接電流を流し前記の接合予定箇所を溶接する。【選択図】図２−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の片面に一対の扁平リード導体の前方部を固着し、これらリード導体の先端部間に可溶合金片を接続し、可溶合金片にフラックスを塗布し、絶縁基板上をカバーで封止して薄型ヒューズを製造する方法において、各リード導体先端部と可溶合金片との接合予定箇所の位置の絶縁基板箇所を穿孔し、この孔を通して各リード導体先端部の裏面に対の溶接用電極のうちの一方の溶接用電極を当接し、他方の溶接用電極を絶縁基板外の扁平リード導体部分に当接し、これらの溶接用電極を介して溶接電流を流し前記の接合予定箇所を溶接することを特徴とする薄型ヒューズの製作方法。
【請求項２】
扁平リード導体をニッケル導体とし、各リード導体の先端部に表面側のみに銅膜を被覆することを特徴とする薄型ヒューズの製作方法。
【請求項３】
絶縁基板に穿設する孔の内径を扁平リード導体の巾よりも小とし、一方の溶接用電極の径をこの孔の内径の０．７倍以下とすることを特徴とする請求項１または２記載の薄型ヒューズの製作方法。。
【請求項４】
絶縁基板の裏面に保護フィルムを貼着することを特徴とする請求項１〜３何れか記載の薄型ヒューズの製作方法。
【請求項５】
絶縁基板及びカバーにポリエチレンテレフタレートを使用することを特徴とする請求項１〜４何れか記載の薄型ヒューズの製作方法。
【請求項６】
請求項１〜４何れか記載の薄型ヒューズの製作方法により製作されてなり、可溶合金片に融点８０℃〜１２０℃の合金が使用されていることを特徴とする薄型温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄型ヒューズの製作方法に関し、特に薄型温度ヒューズの製作に有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、ノート型パソコン、携帯電話等の二次電源として、エネルギー密度の高いリチウム電池等が多用されている。
かかる二次電池においては、エネルギー密度が高いために＋極と−極との短絡に基づく発熱が強く、電解液の爆裂等の重大事故が発生する畏れがある。
そこで、危険な温度レベルになるまえに温度ヒューズを作動させて電池の放電または充電を遮断し、前記の事故を未然に防止することが行われている。
この温度ヒューズは電池パックに組み込まれるために薄型であることが要求され、図４の（イ）及び（ロ）〔図４の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すように、例えば、厚み２００μｍの絶縁基板１’上に厚み１５０μｍの一対の扁平リード導体２’，２’を熱融着等により固着し、これらのリード導体２’，２’の先端部間に融点８０℃〜１２０℃、線径３００μｍφの可溶合金片３’を接続し、可溶合金片３’上にフラックス４’を塗布し、厚み２００μｍのカバーフィルム５’で封止した、所謂、テープタイプ温度ヒューズが使用されている。
【０００３】
筒型温度ヒューズ、すなわち、図５の（イ）に示すように、円形リード導体２”，２”間に可溶合金片３”を接続し、可溶合金片３”上にフラックス４”を塗布し、このフラックス塗布可溶合金片上に筒状絶縁体５”、例えばセラミックス筒を挿通し、筒状絶縁体各端とリード導体との間を封止材５０”、例えばエポキシ樹脂で封止した温度ヒューズでは、図５の（ロ）に示すように、可溶合金片３”の両端に丸形リード導体２”，２”を突合せ接触させ、可溶合金片各端に可及的に近いリード導体箇所を電極Ｐａ”、Ｐｂ”で挾持するか、ヒート治具を当接して可溶合金片と各リード導体との各突合せ接触面を加熱し、その接触面での可溶合金片の溶融・凝固によりその突合せ接触面を接合している。
この方法によれば、可溶合金片に電極やヒート治具を接触させることがないので、電極等への可溶合金の癒着による可溶合金片の表面荒れ、可溶合金片全体が溶融されることによる可溶合金片の変形を回避でき、良好な接続を保証できる。
【０００４】
テープタイプ温度ヒューズでは、可溶合金片に外径３００μｍφという細線を用いているので、リード導体の先端部間に可溶合金片を接続してから、これを絶縁基板とカバーフィルムとで挾持すると、可溶合金片が破断され易い。
そこで、絶縁基板上に一対のリード導体を接着剤や熱融着により固着し、これらのリード導体の先端部間に可溶合金片を接続したうえでその後の工程を進行させており、この間、引張り力等の荷重を絶縁基板で支承させて可溶合金片に作用させないようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、絶縁基板面に固着した一対の扁平リード導体の間に可溶合金片を可溶合金片端近傍のリード導体部分の加熱により溶接すると、そのリード導体部分の加熱温度がリード導体先端部と可溶合金片との溶接箇所の温度よりも高くなり、この高温加熱範囲が相当に広いので、リード導体と絶縁基板との固着界面への悪影響が懸念される。
【０００６】
従来、扁平リード導体に接合する可溶合金片端部にレーザを照射して扁平リード導体先端部と可溶合金片との間を溶接することが知られており（特許文献１）、この方法では、リード導体と絶縁基板との固着界面がごく狭いスポットで加熱されるに過ぎず、その固着界面を充分に安定に保持できる。
しかしながら、レーザ照射が短時間での高エネルギー照射であるために、可溶合金片にレーザ照射跡が残り、温度ヒューズの動作特性への悪影響が懸念される。
特許文献２には、図６に示すように、可溶合金片３’の両端部にリード導体２’，２’の先端部を重ね、その各リード導体先端部に対の溶接用電極Ｐａ’，Ｐｂ’を当接し、リード導体先端部の通電発熱により可溶合金片端部をリード導体先端部に溶接することが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２３４０５３号公報
【特許文献２】特開平５−２０５５８７号公報
【０００７】
特許文献２に記載された、可溶合金片とリード導体との接合方法を、図３に示すように絶縁基板１’に固着した一対の扁平リード導体２’，２’間への可溶合金片３’の接続に用いるには、絶縁基板１’に、対の溶接用電極Ｐａ’，Ｐｂ’を２組分にて差し込み得る寸法の溝１０’を穿設する必要があり、この溝が大きいためにテープタイプ温度ヒューズの機械的強度の低下が懸念される。
【０００８】
本発明の目的は、薄型ヒューズの製作において、リード導体先端部間への可溶合金片の溶接接続を薄型ヒューズの機械的強度を損じることなく良好に行い得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る薄型ヒューズの製作方法は、絶縁基板の片面に一対の扁平リード導体の前方部を固着し、これらリード導体の先端部間に可溶合金片を接続し、可溶合金片にフラックスを塗布し、絶縁基板上をカバーで封止して薄型ヒューズを製造する方法において、各リード導体先端部と可溶合金片との接合予定箇所の位置の絶縁基板箇所を穿孔し、この孔を通して各リード導体先端部の裏面に対の溶接用電極のうちの一方の溶接用電極を当接し、他方の溶接用電極を絶縁基板外の扁平リード導体部分に当接し、これらの溶接用電極を介して溶接電流を流し前記の接合予定箇所を溶接することを特徴とし、扁平リード導体をニッケル導体とし、各リード導体の先端部に表面側のみに銅膜を被覆することができ、また、絶縁基板に穿設する孔の内径を扁平リード導体の巾よりも小とし、一方の溶接用電極の径をこの孔の内径の０．７倍以下とすることが好ましく、また、絶縁基板の裏面に保護フィルムを貼着することができ、絶縁基板及びカバーにはポリエチレンテレフタレートを使用することができる。
【００１０】
本発明に係る薄型温度ヒューズは、前記の薄型ヒューズの製作方法により製作されてなり、可溶合金片に融点８０℃〜１２０℃の合金が使用されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
可溶合金片との溶接予定箇所である扁平リード導体箇所の裏面に溶接用電極を当接してその溶接予定箇所を溶接しているから、絶縁基板に接着されたリード導体部分のうちの前記溶接予定箇所以外の部分の加熱を充分に軽度にとどめ得、リード導体と絶縁基板との固着界面を安定に保持できる。
この場合、ピン電極と扁平リード導体との接触界面が最高温度に加熱されるが、ピン電極の外径を絶縁基板の溶接用ピン電極挿入用孔の孔径の０．７倍以下として絶縁基板の溶接用ピン電極挿入用孔内郭とピン電極外郭との間に充分な間隔を隔てているから、絶縁基板（ポリエチレンテレフタレート）の溶接用ピン電極挿入用孔の内郭が溶けるのをよく防止できる。
更に、可溶合金片に電極接触跡が生じるのを排除できる。
更に、絶縁基板に前記溶接予定箇所に対応して２個の溶接用ピン電極挿入用の小さな孔を穿設するだけでよいから、引張り荷重に対する絶縁基板の強度を充分に保持させ得る。
更に、絶縁基板に、可溶合金片直下に沿っての大きな空間を穿設する必要がなく、製作した薄型ヒューズの曲げに対する機械的安定性をよく担保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１の（イ）は本発明により製作される薄型温度ヒューズの一部を切欠して示した上面図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図、図１の（ハ）は同薄型温度ヒューズの裏面図である。
図１において、１は合成樹脂製の絶縁基板であり、例えばポリエチレンテレフタレートを使用でき、寸法は厚み１００〜３００μｍ、縦５〜１２ｍｍ、横    ２〜７ｍｍとされている。
２，２は絶縁基板１上に固着した扁平リード導体であり、例えば銅導体、ニッケル導体等を使用でき、寸法は厚み３０〜２５０μｍ、巾１〜５ｍｍとされ、巾は絶縁基板１の巾よりも狭くされている。この扁平リード導体の巾を絶縁基板上と絶縁基板外とで異ならせ、絶縁基板外よりも絶縁基板上の扁平リード導体の巾を狭くすることもできる。
３は可溶合金片であり、融点８０℃〜１２０℃、外径２００〜５００μｍの丸線を使用できる。可溶合金の液相線温度と固相線温度とが一致しない場合、固相線温度が融点とされる。
４は可溶合金片３上に塗布したフラックスであり、ロジンを使用でき、ロジンに必要に応じ有機塩化物や有機臭化物等の活性剤を添加することもできる。
【００１３】
ロジンの組成は、アビエチン酸３０〜４０％，ネオアビエチン酸１０〜２０％，ジヒドロアビエチン酸１３〜１５％，テトラヒドロアビエチン酸１３〜１５％，ｄ−ピマル酸７〜９％，イソ−ｄ−ピマル酸７〜９％，デヒドロアビエチン酸４〜６％，レポビマル酸０．１％であり、軟化点は８０℃，融点９０〜１００℃であって加熱により液状化して滴下塗布し、自然冷却により固化させることができる。
【００１４】
図１において、５は絶縁基板１を封止したカバーフィルムであり、例えばポリエチレンテレフタレートフィルムを使用でき、厚みは１００μｍ〜３００μｍとされている。
１０は絶縁基板に、リード導体２と可溶合金片３との各溶接箇所の位置において穿設した溶接用ピン電極の挿入用孔であり、孔径は扁平リード導体２の巾よりも小とされ、かつ後述の溶接用ピン電極外径の１．４倍以上とされている。従って、溶接用ピン電極に、溶接用ピン電極挿入用孔の孔径の０．７倍以下の外径のものが使用される。
６は絶縁基板１の裏面に接着剤等により貼着した保護フィルムであり、ポリエチレンテレフタレートフィルムを使用でき、厚みは５０μｍ〜３００μｍとされている。
【００１５】
図２−１の（イ）、（ロ）〜図２−２の（イ）、（ロ）、（ハ）は本発明に係る薄型ヒューズの製作方法を示している。
本発明により薄型温度ヒューズを製作するには、まず、図２−１の（イ）及び（ロ）〔図２−１の（イ）におけるロ−ロ断面図〕に示すように、絶縁基板１に一対の扁平リード導体２，２を固着し、この各リード導体先端部への可溶合金片端部の溶接予定箇所に位置する基板箇所に溶接用ピン電極の挿入用孔１０，１０を穿設しておく。
絶縁基板への扁平リード導体の固着には、接着剤による接着、ホットプレートを扁平リード導体に接触させて行う熱融着、扁平リード導体を治具により加圧しつつ電磁誘導加熱して行う熱融着等を使用できる。
この固着においては、絶縁基板に溶接用ピン電極の挿入用孔を穿設してから絶縁基板に扁平リード導体を固着してもよいし、絶縁基板に扁平リード導体を固着してから絶縁基板に溶接用ピン電極の挿入用孔を穿設してもよい。
【００１６】
次で、図２−２の（イ）に示すように、作業台Ａ上において裏返しで、扁平リード導体２，２間に可溶合金片３を配し、絶縁基板１の溶接用ピン電極挿入用孔１０に＋ピン電極（一方の電極）Ｐａを挿入し、絶縁基板１外の扁平リード導体部分に−ピン電極（他方の電極）Ｐｂを当接し、溶接電流を通電して扁平リード導体先端部と可溶合金片端部との間を溶接する。
可溶合金片両端の溶接は一端側の溶接後に他端側の溶接を行うようにしても、両端を同時に行うようにしてもよい。
【００１７】
この溶接においては、＋ピン電極Ｐａと扁平リード導体２との接触界面の抵抗値がリード導体２の抵抗値に較べ極めて高いために、前記接触界面での通電発熱温度に較べてリード導体２の通電発熱温度が著しく低く、前記接触界面の発生熱がその接触界面直下の溶接予定箇所に伝達されてその箇所が溶接される。
上記の＋ピン電極Ｐａと扁平リード導体２との接触界面が最高温度に加熱されるが、＋ピン電極Ｐａの外径を絶縁基板１の溶接用ピン電極挿入用孔１０の孔径の０．７倍以下として絶縁基板１の溶接用ピン電極挿入用孔１０の内郭とピン電極外郭との間に充分な間隔を隔てているから、絶縁基板（ポリエチレンテレフタレート）１の溶接用ピン電極挿入用孔１０の内郭が溶けるのを充分に防止できる。
また、−電極Ｐｂの扁平リード導体２への当接箇所を絶縁基板１外のリード導体部分としてあるから、−電極Ｐｂと扁平リード導体２との当接箇所の発熱温度が高くても、絶縁基板１の溶融を排除できる。
上記＋電極および−電極との接触箇所以外のリード導体部分の通電発熱温度は、その導体部分断面の比抵抗が低く、かつリード導体断面積が広いために軽度にとどめ得、そのリード導体が絶縁基板に接着している部分であっても、絶縁基板の溶融をよく防止できる。
【００１８】
扁平リード導体２にはニッケル導体を使用し、リード導体先端部の表面側（可溶合金片に溶接される側の面）のみに銅膜をメッキすることが望ましい。
この場合、＋ピン電極と扁平リード導体との接触をニッケル素地面で行わせ得てその接触抵抗を高くできるから、溶接性を向上できる。
また、温度ヒューズの動作時、可溶合金片の溶融合金のリード導体先端部への濡れ拡がりを銅膜面上で行わせ得、銅膜の溶融合金に対する優れた濡れ性のために迅速な作動速度を保証できる。
【００１９】
上記のように、本発明によれば、可溶合金片に溶接用電極を直接に当接することなしに、従って可溶合金片に電極跡を残すことなしに、しかも、絶縁基板を溶融損傷させることなしに、リード導体間に可溶合金片を溶接により接続できる。
勿論、可溶合金片の線径に対し＋ピン電極の径を充分に大きくして溶接範囲を広くしてあるから、充分な強度の溶接を保証できる。
【００２０】
扁平リード導体２，２の先端部間に可溶合金片３を溶接により接続したのちは、図２−２の（ロ）に示すように可溶合金片２上にフラックス３を塗布し、カバーフィルム５をその周囲部において絶縁基板１に接着剤により接着し、更に、図２−２の（ハ）に示すように絶縁基板１の裏面に保護フィルム６を接着剤により貼着し、これにて、本発明による薄型温度ヒューズの製作を終了する。
【００２１】
カバーフィルム５による封止は、ヒートプレート、高周波誘電加熱、超音波照射等により行うことも可能である。
この場合、フラックスを塗布するまえにカバーフィルムをその全周の一部を残して絶縁基板に熱融着し、この未融着の部分からフラックスを注入したうえでその未融着部分の融着を行うことが、フラックス注入後での加熱を短時間にとどめてフラックスの飛散などを防止するのに有効である。
【００２２】
本発明により製作された薄型ヒューズにおいては、絶縁基板に孔が存在しても、可溶合金片の両端部に接合されたリード導体先端部の全巾が絶縁基板に固着されており、薄型ヒューズに曲げが加わっても、リード導体先端部が絶縁基板から剥離されるのをよく防止でき、薄型ヒューズの曲げに対する安定性を保証できる。
【実施例】
【００２３】
絶縁基板には、厚み２００μｍ，縦７．５ｍｍ，横５．５ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを使用し、扁平リード導体には厚み１５０μｍ，巾３．５ｍｍのニッケル導体を使用し、可溶合金片には外径３００μｍφ，長さ４．５ｍｍ、融点８９℃、組成Ｂｉ４９％−Ｉｎ５１％の合金線を使用し、絶縁基板への扁平リード導体の固着にはホットプレートによる熱融着とした。
絶縁基板の溶接用ピン電極の挿入孔の孔径を１５００μｍφとし、この孔に挿入する＋ピン電極に外径１０００μｍφのピン電極を使用して扁平リード導体先端部と可溶合金片端部との溶接を行った。
更に、可溶合金片にロジンを塗布し、厚み２００μｍのポリエチレンテレフタレートカバーフィルムの周囲部を絶縁基板に接着剤により接着し、絶縁基板の裏面に厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを同上接着剤により貼着した。
【００２４】
〔比較例〕
実施例に対し、絶縁基板に孔径１５００μｍφの孔２個を穿設することに代え、図３の（イ）及び（ロ）〔図３の（イ）のロ−ロ断面図〕に示すように、各扁平リード導体２’，２’の端部へ可溶合金片３’の端部を一対の＋・−ピン電極Ｐａ’，Ｐｂ’で溶接するために巾が１５００μｍで、かつ可溶合金片３’に跨る長さ５ｍｍの溝１０’を設け、可溶合金片各端部での溶接を＋・−ピン電極Ｐａ’，Ｐｂ’の間隔を１０００μｍとた対電極で行った以外、実施例に同じとした。
【００２５】
これらの実施例品及び比較例品（ｎ＝２０）につき、外観を検査したところ、比較例品では絶縁基板の溝縁が局部的に溶融したものが観られたが、実施例品では絶縁基板の溶融は全く観られなかった。
薄型ヒューズを繰返し折れ曲げて耐曲げ性を試験したところ、比較例品では、溝両側の絶縁基板との固着面積が小さなリード導体部分で剥離が生じたものが観られたが、実施例品ではリード導体が剥離したものは全く観られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る薄型ヒューズを示す図面である。
【図２−１】本発明に係る薄型ヒューズの製作方法の初期の工程を示す図面である。
【図２−２】図２の本発明に係る薄型ヒューズの製作方法の初期の工程の後続の工程を示す図面である。
【図３】比較例の形態を示す図面である。
【図４】従来の薄型ヒューズを示す図面である。
【図５】筒型温度ヒューズを示すための図面である。
【図６】従来の温度ヒューズにおけるリード導体間への可溶合金片の溶接方法を示す図面である。
【符号の説明】
【００２７】
１              絶縁基板
２              扁平リード導体
３              可溶合金片
４              フラックス
５              カバー
６              保護フィルム
１０            孔
Ｐａ            溶接用電極
Ｐｂ            溶接用電極
【図１】
2007095315.tif 000003
【図２−１】
2007095315.tif 000004
【図２−２】
2007095315.tif 000005
【図３】
2007095315.tif 000006
【図４】
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【図５】
2007095315.tif 000008
【図６】
2007095315.tif 000009