(57)【要約】【課題】本発明は、レーザ条件が多少ばらついても実装基板が影響を受けることがない温度ヒューズを実装した実装基板および温度ヒューズの実装方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の温度ヒューズを実装した実装基板は、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１、第２の金属端子１１、１２と、前記第１の金属端子１１の一端部１１ａと第２の金属端子１２の一端部１２ａとの間に橋設された可溶合金１４と、前記可溶合金１４を覆う絶縁フィルム１５、１６とを備えた温度ヒューズを実装する実装基板２１において、前記第１の金属端子１１および第２の金属端子１２を、前記実装基板２１の上面に形成された一対のランドパターン２２に、その上面に形成された金属層２３を介してレーザによって接続し、さらに、前記金属層２３の材料を前記第１、第２の金属端子１１、１２を構成する材料と略同じものを使用したものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１の金属端子および第２の金属端子と、前記第１の金属端子の一端部と第２の金属端子の一端部との間に橋設され、かつ周囲にフラックスが塗布された可溶合金と、前記可溶合金を覆うように設けられた絶縁体とを備えた温度ヒューズを実装する実装基板において、前記第１の金属端子および第２の金属端子の他端部が、前記実装基板の上面に形成された一対のランドパターンに、前記一対のランドパターンの上面に形成された金属層を介してレーザによって接続され、さらに、前記金属層の材料を前記第１、第２の金属端子を構成する材料と略同じものを使用した温度ヒューズを実装した実装基板。
【請求項２】
ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１の金属端子および第２の金属端子と、前記第１の金属端子の一端部と第２の金属端子の一端部との間に橋設され、かつ周囲にフラックスが塗布された可溶合金と、前記可溶合金を覆うように設けられた絶縁体とを備えた温度ヒューズにおいて、前記第１の金属端子および第２の金属端子を実装基板の上面に形成された一対のランドパターンに、前記一対のランドパターンの上面に形成されその材料が前記第１、第２の金属端子を構成する材料と略同じである金属層を介しかつレーザによるレーザ溶接によって接続するようにした温度ヒューズの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過昇温による機器の損傷を防止するために使用される温度ヒューズを実装した実装基板および温度ヒューズの実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の温度ヒューズは、図３に示すように、第１の金属端子１と、第２の金属端子２と、上面に前記金属端子１、２のそれぞれの一端部１ａ、２ａが配置された第１の絶縁フィルム３と、前記金属端子１、２の一端部間に橋設された可溶合金４と、前記可溶合金４を覆うように一部が前記金属端子１、２の上面に配置され、かつ前記第１の絶縁フィルム３に固着された第２の絶縁フィルム５とを備えた構成としていた。そして、前記可溶合金４の周囲にはフラックス６が塗布されていた。
【０００３】
そして、この温度ヒューズを電池装置に取り付ける場合、第１の金属端子１を電池装置の本体、第２の金属端子２を電池装置の保護回路を有する実装基板に形成された接続用リード端子に、抵抗溶接によってそれぞれ接続させるようにしていた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５３９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、電池装置等が組み込まれている電子機器を小型化することが求められているが、そのためには電子機器内部の実装基板に直接実装する必要性がある。
【０００７】
しかしながら、上記従来の温度ヒューズにおいては、はんだ溶融による実装は、可溶合金４への影響が大きく採用できない。そこで、レーザ照射により金属端子１、２の他端部１ｂ、２ｂを直接実装基板のランドパターンに接続して温度ヒューズを実装基板に面実装する方法が考えられる。しかし、一般的に温度ヒューズの端子はＮｉ系で、端子の厚みは０．１ｍｍ程度あり、一方実装基板のランドパターンの厚みは０．０５ｍｍ以下と薄くかつ熱伝導率の良い銅で構成されている。そのため、レーザ照射による接合を実施した場合、レーザ条件のバラツキにより、そのレーザの熱がランドパターンを瞬時に通過し実装基板に伝わる場合があるため、このレーザ熱によって実装基板がダメージを受けてしまう可能性があるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、温度ヒューズをレーザ照射することによる実装において、レーザ条件が多少ばらついても温度ヒューズを実装基板に影響を与えることなく実装できる実装基板および温度ヒューズの実装方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１の金属端子および第２の金属端子と、前記第１の金属端子の一端部と第２の金属端子の一端部との間に橋設され、かつ周囲にフラックスが塗布された可溶合金と、前記可溶合金を覆うように設けられた絶縁体とを備えた温度ヒューズを実装する実装基板において、前記第１の金属端子および第２の金属端子の他端部が、前記実装基板の上面に形成された一対のランドパターンに、前記一対のランドパターンの上面に形成された金属層を介してレーザによって接続され、さらに、前記金属層の材料を前記第１、第２の金属端子を構成する材料と略同じものを使用したもので、この構成によれば、ランドパターンと第１、第２の金属端子の他端部との間の金属層によってレーザの熱が実装基板に直接伝わりにくくなるため、レーザ条件が多少ばらついても実装基板が影響を受けることがないという作用効果が得られるものである。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１の金属端子および第２の金属端子と、前記第１の金属端子の一端部と第２の金属端子の一端部との間に橋設され、かつ周囲にフラックスが塗布された可溶合金と、前記可溶合金を覆うように設けられた絶縁体とを備えた温度ヒューズにおいて、前記第１の金属端子および第２の金属端子を実装基板の上面に形成された一対のランドパターンに、前記一対のランドパターンの上面に形成されその材料が前記第１、第２の金属端子を構成する材料と略同じである金属層を介しかつレーザによって接続するようにしたもので、この方法によれば、ランドパターンと第１、第２の金属端子の他端部との間の金属層によってレーザの熱が実装基板に直接伝わりにくくなるため、レーザ条件が多少ばらついても温度ヒューズを実装基板に影響を与えることなく実装基板に直接実装することが可能になるという作用効果が得られるものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の温度ヒューズを実装した実装基板は、第１の金属端子および第２の金属端子の他端部が、実装基板の上面に形成された一対のランドパターンに、一対のランドパターンの上面に形成された金属層を介してレーザによって接続され、さらに、金属層の材料を前記第１、第２の金属端子を構成する材料と略同じものを使用しているため、ランドパターンと第１、第２の金属端子の他端部との間の金属層によってレーザの熱が実装基板に直接伝わりにくくなり、これにより、レーザ条件が多少ばらついても実装基板が影響を受けることがないという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの断面図
【図２】同温度ヒューズを実装基板に実装した状態を示す側面図
【図３】従来の温度ヒューズの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態における温度ヒューズを実装した実装基板について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態における温度ヒューズの断面図である。
【００１６】
本発明の一実施の形態における温度ヒューズ１０は、図１に示すように、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金で構成された第１の金属端子１１および第２の金属端子１２と、前記第１の金属端子１１の一端部１１ａと第２の金属端子１２の一端部１２ａとの間に橋設され、かつ周囲にフラックス１３が塗布された可溶合金１４と、前記可溶合金１４の下方に配置された第１の絶縁フィルム１５と、前記可溶合金１４を覆うようにその一部が前記第１の金属端子１１、第２の金属端子１２の上面に配置され、かつ前記第１の絶縁フィルム１５に固着された第２の絶縁フィルム１６とを備えているものである。
【００１７】
上記構成において、前記第１の金属端子１１および第２の金属端子１２は、ＮｉまたはＮｉを９０％以上含有するＣｕＮｉ合金により構成され、かつ、可溶合金１４に接合される一端部１１ａ，１２ａと、外方へ突出する他端部１１ｂ，１２ｂとをそれぞれ有している。なお、第１の金属端子１１、第２の金属端子１２の表面は、他端部１１ｂ，１２ｂを除いて、はんだめっき、錫めっき等を形成してもよく、さらに、第１の金属端子１１、第２の金属端子１２の先端部１１ａ、１２ａの幅を他の部分の幅より狭くしてもよい。
【００１８】
また、前記可溶合金１４は、第１の金属端子１１の一端部１１ａと第２の金属端子１２の一端部１２ａとの間に橋設されて、錫、ビスマス、インジウムなどのうち２つ以上の金属の合金により構成されている。なお、前記可溶合金１４の周囲にはロジンからなるフラックス１３が塗布されている。
【００１９】
そして、前記第１の絶縁フィルム１５は、方形板状に構成され、かつその上面の一部に第１の金属端子１１および第２の金属端子１２の各一端部１１ａ，１２ａが形成されている。なお、第１の絶縁フィルム１５の一部に貫通孔を設けるとともに、第１、第２の金属端子１１，１２の各一端部１１ａ，１２ａに突出部を設け、かつこの貫通孔に前記突出部を下から嵌め込み、第１、第２の金属端子１１，１２の突出部を第１の絶縁フィルム１５の上面に露出させるようにしてもよい。
【００２０】
そしてまた、前記第２の絶縁フィルム１６は、可溶合金１４を覆うように第１の絶縁フィルム１５の上面の周縁部に溶着されるもので、このように第２の絶縁フィルム１６を第１の絶縁フィルム１５に溶着することにより、これらの間に可溶合金１４を収納する空間を形成でき、また第１の絶縁フィルム１５と第２の絶縁フィルム１６とで第１の金属端子１１を固定できる。なお、第１の絶縁フィルム１５、第２の絶縁フィルム１６は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの熱可塑性樹脂により構成されている。そして、第１の絶縁フィルム１５、第２の絶縁フィルム１６は、超音波融着、熱圧着、レーザ照射等の方法で互いに溶着される。
【００２１】
なお、可溶合金１４は、２つの絶縁フィルム１５、１６ではなく、セラミックケース等の他の絶縁体で密封されるようにしてもよい。
【００２２】
上記のように構成された温度ヒューズ１０は、図２に示すように実装基板２１に実装される。
【００２３】
このとき、温度ヒューズ１０の第１の金属端子１１の他端部１１ｂおよび第２の金属端子１２の他端部１２ｂを、実装基板２１の上面に形成された一対のランドパターン２２に、金属層２３を介して接続するようにしている。
【００２４】
また、前記実装基板２１はガラスエポキシ等で構成され、電池装置等が組み込まれている電子機器の内部に設けられており、他の各種電子部品も実装されている。
【００２５】
さらに、前記一対のランドパターン２２は、実装基板２１の上面に間隔をおいて対向するように形成され、銅箔で構成されている。この一対のランドパターン２２に温度ヒューズ１０が金属層２３を介して実装される。
【００２６】
そしてまた、前記金属層２３は、金属板または金属箔で構成され、かつ一対のランドパターン２２のそれぞれの上面にはんだ等によって接合され、第１、第２の金属端子１１、１２を構成する材料と略同じ材料で構成されている。例えば、第１、第２の金属端子１１、１２がＮｉで構成されている場合は、金属層２３もＮｉで構成される。
【００２７】
次に、温度ヒューズ１０の実装方法について説明する。
【００２８】
図２において、まず、上述したような、一対のランドパターン２２が形成された実装基板２１を用意する。
【００２９】
次に、一対のランドパターン２２のそれぞれの上面に、金属層２３の上面にまで半田が回り込まない量のはんだを載せ、さらにこのはんだの上に金属層２３を載せる。
【００３０】
次に、リフローして金属層２３を一対のランドパターン２２の上面に接続させる。このとき、はんだが冷却されて固まる前に、金属層２３の上から下面が平らな板で押さえ、金属層２３の上面が平滑かつ実装基板２１と平行になるようにしてもよい。
【００３１】
次に、温度ヒューズ１０を上記の構成になるように作製し、その後、温度ヒューズ１０の第１の金属端子１１の他端部１１ｂおよび第２の金属端子１２の他端部１２ｂを、金属層２３の上面に配置する。このとき、温度ヒューズ１０の下面と実装基板２１の間に接着剤を付け、温度ヒューズ１０を固定するようにしてもよい。
【００３２】
最後に、第１の金属端子１１の他端部１１ｂおよび第２の金属端子１２の他端部１２ｂの上からレーザを照射して、第１の金属端子１１の他端部１１ｂ、第２の金属端子１２の他端部１２ｂを、金属層２３にレーザ溶接する。このとき、金属端子１１の他端部１１ｂの２箇所、第２の金属端子１２の他端部１２ｂの２箇所それぞれにレーザを１パルス照射してスポット溶接する。なお、１パルスでのレーザのエネルギーは０．５〜１０Ｊ、照射時間は０．５〜１０ｍｓｅｃとする。
【００３３】
この場合、レーザの照射を第１の金属端子１１の他端部１１ｂ、第２の金属端子１２の他端部１２ｂ、第１の金属端子１１の他端部１１ｂ、第２の金属端子１２の他端部１２ｂの順に行い、同じ金属端子に連続してレーザの照射をしないようにすれば、レーザ照射による可溶合金１４への影響を抑えることができる。また、レーザ照射による可溶合金１４への影響を抑えるために、エアーを吹き付けたり、冷却板を当接したりしてもよい。
【００３４】
上記のように本発明の一実施の形態における温度ヒューズを実装した実装基板は、第１の金属端子１１および第２の金属端子１２の他端部１１ｂ、１２ｂが、実装基板２１の上面に形成された一対のランドパターン２２に、一対のランドパターン２２の上面に形成された金属層２３を介してレーザによって接続され、さらに、金属層２３の材料を前記第１、第２の金属端子１１、１２を構成する材料と略同じものを使用しているため、一対のランドパターン２２と第１、第２の金属端子１１、１２の他端部１１ｂ、１２ｂとの間の金属層２３によってレーザの熱が実装基板２１に直接伝わりにくくなり、これにより、レーザ条件が多少ばらついても実装基板２１が影響を受けるのを防止できるという効果が得られるものである。
【００３５】
また、第１、第２の金属端子１１、１２と金属層２３を略同一材料で構成しているため、略同一材料の金属同士をレーザで溶接することになり、これにより、第１、第２の金属端子１１、１２と実装基板２１との接合強度が強くなる。
【００３６】
さらに、第１、第２の金属端子１１、１２の実装をレーザを用いて行っているため、はんだを用いて実装することに比べて可溶合金１４が熱の影響を受けにくくなり、これにより、第１、第２の金属端子１１、１２の長さを短くすることが可能になるため、電子機器の小型化に対応できる。このとき、従来の温度ヒューズの金属端子の長さを短くしたものをそのまま使用できるため、安定した特性が得られ、可溶合金１４、フラックス１３の密閉性を保持でき、かつコスト面でも有利となる。
【００３７】
さらに、温度ヒューズを実装基板に面実装するとき、レーザを使用しているため、圧接、超音波等による他の方法に比べ、実装基板に実装されている他の電子部品への影響も抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係る温度ヒューズは、レーザ条件が多少ばらついても実装基板が影響を受けることがないという効果を有するものであり、特に、過昇温による機器の損傷を防止するために使用される温度ヒューズを実装した実装基板および温度ヒューズの実装方法等において有用となるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１１  第１の金属端子
１１ａ  第１の金属端子の一端部
１１ｂ  第１の金属端子の他端部
１２  第２の金属端子
１２ａ  第２の金属端子の一端部
１２ｂ  第２の金属端子の他端部
１３  フラックス
１４  可溶合金
１５  第１の絶縁フィルム
１６  第２の絶縁フィルム
２１  実装基板
２２  一対のランドパターン
２３  金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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