(57)【要約】【課題】温度ヒューズの密封性を向上することにより小型化を可能とした温度ヒューズを提供することを目的とする。【解決手段】ベースフィルム１２と、ベースフィルム１２の上に先端部に間隔を設けて対向配置された一対の帯状の端子部１３と、一対の端子部１３間に橋絡して接合された可溶体１４と、可溶体１４に塗布されたフラックス１７と、フラックス１７が塗布された可溶体１４を覆うように設けられたカバーフィルム１５とを備え、少なくとも温度ヒューズ１１の長手方向に延びる封止部１６を、封止部１６の内縁端１８と外縁端との間で分断するとともにその切断面のベースフィルム１２とカバーフィルム１５とが再融着されているようにしたものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなるベースフィルムと、前記ベースフィルムの上に先端部に間隔を設けて対向配置された一対の帯状の端子部と、一対の前記端子部間に橋絡して接合された可溶体と、前記可溶体に塗布されたフラックスと、前記フラックスが塗布された前記可溶体を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなるカバーフィルムとを備え、前記ベースフィルムと前記カバーフィルムを超音波溶着された封止部により前記フラックスを塗布した前記可溶体を封止された温度ヒューズにおいて、少なくとも前記温度ヒューズの長手方向に延びる前記封止部は、前記封止部の内縁端と外縁端との間で分断されるとともにその切断面の前記ベースフィルムと前記カバーフィルムとが再融着されていることを特徴とする温度ヒューズ。
【請求項２】
再融着されている部分の幅を、前記封止部の内縁端と前記切断面との距離の１／２以下としたことを特徴とする請求項１記載の温度ヒューズ。
【請求項３】
前記封止部の内縁端と前記切断面との距離を０．４ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の温度ヒューズ。
【請求項４】
熱可塑性樹脂からなるベースフィルムの上に一対の帯状の端子部を先端部で間隔を設けて互いに対向するように固定する工程と、一対の前記端子部間に可溶体を橋絡して接合する工程と、前記可溶体にフラックスを塗布する工程と、前記ベースフィルム上に前記可溶体を覆うようにカバーフィルムを超音波溶着して封止部を形成する工程と、前記封止部を分断する工程と、を備えた温度ヒューズの製造方法であって、前記封止部を分断する工程において、少なくとも前記温度ヒューズの長手方向に延びる前記封止部の内縁端と外縁端との間を、レーザ光を照射して前記封止部を分断するとともに切断面の前記ベースフィルムと前記カバーフィルムを再融着させることを特徴とする温度ヒューズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過昇温による機器破損を防止するために用いられる温度ヒューズおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年携帯電話等の発展に伴い、二次電池としてリチウムイオン電池が多く使われるようになってきているが、短絡などの急激な放電に伴う発熱で電池が破損あるいは爆発するなどの危険性が高まる。そこで二次電池の安全性を確保するために、温度ヒューズが使用されることとなるが、この温度ヒューズに対して小型化、薄型化への要望が強くなってきている。
【０００３】
このような従来の温度ヒューズについて図５の従来の温度ヒューズの内観上面図、図６の図５においてＡ−Ａ線で切断した断面図を参照して説明する。
【０００４】
図５、図６のように従来の温度ヒューズは、熱可塑性樹脂からなるベースフィルム１上に金属平板からなる一対の端子部２を取り付け、その端子部２間に橋絡するように可溶体３を接合し、可溶体３にフラックス４を塗布して可溶体３の表面をフラックス４で覆い、このフラックス４を塗布した可溶体３をカバーフィルム５とベースフィルム１で包むようにカバーフィルム５とベースフィルム１を重ね、カバーフィルム５とベースフィルム１とを超音波溶着して封止部６を形成することで温度ヒューズを得ていた。
【０００５】
ここで、図５ではカバーフィルム５の内部を透過した状態を破線で示しており、またＢ−Ｂ線で切り欠いた内部は実線で示している。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連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】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−６５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したようにこの種の温度ヒューズは携帯電話などの二次電池に使用され、二次電池の電池缶の側面や上面に温度ヒューズの底面を沿わせて配置されることが多く、温度ヒューズの幅寸法（温度ヒューズの長手方向と直交する方向の寸法）を、薄型化が進む電池缶の厚み寸法に合わせて小型化することが求められ、さらには、電池缶の厚み寸法よりも温度ヒューズの幅寸法を小さくして電池缶内に内蔵可能とする温度ヒューズの小型化が求められている。
【０００９】
しかしながら、上記従来の温度ヒューズでは、ベースフィルム１とカバーフィルム５とを超音波溶着して封止部６を形成することにより封止しているために、超音波溶着の溶着代が封止部６となるので、温度ヒューズの幅寸法を小さくすることが困難なものであった。
【００１０】
これは超音波溶着が超音波振動と加圧力による摩擦熱によって溶着するものなので、溶着代に十分な摩擦熱を得る幅寸法が必要となることに起因するものであるが、温度ヒューズの小型化に対してこの溶着代の幅寸法が大きく影響するためである。
【００１１】
このため、温度ヒューズを小型化するために超音波溶着後に封止部を刃物で切断することが提案されている。
【００１２】
しかし、封止部６を切断すると切断面７にベースフィルム１とカバーフィルム５の界面８が露出し、ベースフィルム１とカバーフィルム５を溶着した部分の面積も小さくなって、密着性や密封度の信頼度が低下して、フラックス４が漏れ出したりフラックス４の経時変化に影響したりする恐れがあり、その結果、可溶体３の溶断特性のばらつきが大きくなって温度ヒューズの作動に影響が生じる恐れがあった。
【００１３】
本発明は上記課題に対して温度ヒューズの密封性を向上することにより小型化を可能とした温度ヒューズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を解決するために、熱可塑性樹脂からなるベースフィルムと、ベースフィルムの上に先端部に間隔を設けて対向配置された一対の帯状の端子部と、一対の端子部間に橋絡して接合された可溶体と、可溶体に塗布されたフラックスと、フラックスが塗布された可溶体を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなるカバーフィルムとを備え、ベースフィルムとカバーフィルムを超音波溶着された封止部によりフラックスを塗布した可溶体を封止した温度ヒューズにおいて、少なくとも温度ヒューズの長手方向に延びる封止部を、封止部の内縁端と外縁端との間で分断するとともにその切断面のベースフィルムとカバーフィルムとが再融着されているように構成したものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成により、超音波溶着により形成した封止部の少なくとも温度ヒューズの長手方向に延びる部分を、封止部の内縁端と外縁端の間で分断するとともにその切断面のベースフィルムとカバーフィルムとを再融着させたことにより、分断により封止部の幅を小さくしてもその切断面が融着されているので、ベースフィルムとカバーフィルムとの密封性を損なうことなく温度ヒューズの小型化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの内観上面図
【図２】図１におけるＣ−Ｃ線の断面図
【図３】本発明の一実施の形態における温度ヒューズの製造方法を説明する図
【図４】本発明の一実施の形態における別の温度ヒューズの封止部を分断した状態を説明する図
【図５】従来の温度ヒューズの内観上面図
【図６】図５におけるＡ−Ａ線の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態における温度ヒューズについて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態における温度ヒューズの内観上面図であって、図２は図１におけるＣ−Ｃ線で切断した断面図である。
【００１９】
図１、図２において、ポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと称す）からなる厚さ０．１８ｍｍのベースフィルム１２の上に、ニッケル板からなる厚さが０．２ｍｍの一対の帯状の端子部１３が、互いの先端部間に間隔を設けて直線状に対向配置されて固着されている。
【００２０】
そして、その端子部１３間に橋絡させてＳｎ−Ｉｎ−Ｂｉ合金からなり溶断温度８６〜１０１℃の可溶体１４がレーザ溶接により接合されている。
【００２１】
さらに、これらの上にＰＥＮからなる厚さが０．１２ｍｍのカバーフィルム１５がエンボス加工され、可溶体１４を覆うようにベースフィルム１２に超音波溶着により封止部１６で溶着されており、その中にフラックス１７が充填されている。
【００２２】
なお、図１の内観図では、カバーフィルム１５の内部を破線で示しており、Ｄ−Ｄ線で切り欠いた部分を実線で示している。
【００２３】
そしてまた、温度ヒューズ１１の長手方向に延びる封止部１６は、可溶体１４側の内縁端１８とその反対側の外縁端との間で分断して幅寸法を小さくされており、その分断した切断面２０のベースフィルム１２とカバーフィルム１５とを再融着させた再融着部２１を形成し、このようにして温度ヒューズ１１を構成したものである。
【００２４】
ここで封止している幅（封止部１６の内縁端１８と切断面２０との距離；図２でＷ１）を０．３５ｍｍ、再融着部２１の幅（図２でＷ２）を０．１ｍｍとしている。このように再融着部２１の幅を封止している幅の１／２以下、望ましくは１／３以下とすることにより、再融着させるときの熱による可溶体へのダメージを低減することができ、安定した性能を有する温度ヒューズを実現することができる。
【００２５】
従来の温度ヒューズのようにベースフィルムとカバーフィルムを超音波溶着した封止部を単に刃物で分断した場合では、その切断面にベースフィルムとカバーフィルムの界面が露出してしまい、分断によって溶着された面積も小さくなっているので封止部の溶着強度や密封度が損なわれ、フラックスの漏れやフラックスの劣化による可溶体の溶断特性にばらつきが生じて温度ヒューズの作動に影響する恐れがある。そのため、このような構成では、封止している幅を０．５ｍｍ以上確保する必要があり、これが温度ヒューズの小型化の妨げとなる。
【００２６】
これに対して本発明のようにすることにより、封止部１６を分断しても、その切断面２０のベースフィルム１２とカバーフィルム１５を再融着して界面２２を塞ぐようにしているので、封止している幅を０．４ｍｍ以下とすることができ、密封度の信頼性を損なうことなく温度ヒューズ１１を小型化することができるものである。
【００２７】
次に本発明の一実施の形態における温度ヒューズの製造方法について説明する。
【００２８】
まず図３（ａ）のように、ＰＥＮからなり厚さ０．１８ｍｍのベースフィルム１２の上に、ニッケル板からなる厚さが０．２ｍｍの一対の帯状の端子部１３を先端部間に間隔を設けて直線状に対向配置させ、ベースフィルム１２と端子部１３を溶着させて固着する。
【００２９】
溶着させる方法としては、熱プレス、あるいは端子部１３に電流を流して端子部１３を発熱させ、その熱で溶着しても良い。
【００３０】
次に、図３（ｂ）のように、端子部１３間に橋絡するように可溶体１４を実装し、冷却板（図示していない）を当てながらレーザ光により可溶体１４の一部を溶かすことにより、端子部１３と可溶体１４とを接合する。
【００３１】
次に図３（ｃ）のように、カバーフィルム１５を図３（ｂ）のようにしたものの上に実装する。
【００３２】
カバーフィルム１５は厚さが０．１２ｍｍのＰＥＮフィルムをエンボス加工したものであり、図３（ｃ）において、図面手前側に隆起させ、その反対側に凹部２３を形成したもので、エンボス加工の長手方向と短手方向の寸法をそれぞれ２．５ｍｍと２．０ｍｍ、凹部２３の深さを０．７ｍｍに加工したものである。このエンボス加工した中に、フラックス１７が入れられている。
【００３３】
フラックス１７は溶融したものをディスペンサでエンボス加工した凹部２３の中に注入したもので、可溶体１４の上に被せられるときは軟化した状態となっており、軟化したフラックス１７が可溶体に回り込んで塗布される。
【００３４】
次に、カバーフィルム１５がエンボス加工された部分の周囲に超音波ホーン（図示せず）を当ててベースフィルム１２とカバーフィルム１５を超音波溶着することにより封止部１６を形成し、図３（ｄ）のようになり、可溶体１４およびフラックス１７を封止する。
【００３５】
封止部１６は超音波溶着の超音波振動と加圧による摩擦熱を発生させるために必要な溶着代の幅寸法で形成され、封止部１６の可溶体１４側の内縁端１８とその反対側の外縁端１９との間の寸法は１ｍｍで形成されている。
【００３６】
そして、最後に図３（ｅ）のように、超音波溶着した封止部１６を分断して個片化することで、図１、図２に示すような温度ヒューズを得る。
【００３７】
この分断は、温度ヒューズ１１の長手方向（図３（ｅ）において横方向）に延びる封止部１６に、封止部１６の内縁端１８と外縁端１９との間に封止部１６を切断するようにＣＯ2レーザを照射し、このレーザ光を封止部１６の内縁端１８から０．３５ｍｍ離れた部分を温度ヒューズ１１の長手方向へ沿って走査して、封止部１６を分断する。
【００３８】
このとき、封止部１６の切断面のベースフィルム１２とカバーフィルム１５とがレーザ光の熱により溶融して、互いに再融着するようにレーザ光の出力を調整して分断を行い、切断面２０に再融着部２１を形成したものである。ここで再融着部２１の幅を０．１ｍｍ、封止している幅（封止部の内縁端と切断面との距離）を０．３５ｍｍとしている。
【００３９】
このようにすることにより、封止部１６を分断したときに、切断面２０のベースフィルム１２とカバーフィルム１５がレーザ光の熱により一旦融解され、界面２２を塞ぐように再融着して固まった再融着部２１が形成されるために、封止部１６を分断して封止している幅寸法を小さくしても、封止している部分の密着性や密封性を損なうことを防止することができ、従来の温度ヒューズのように刃物で分断する場合と比べて、より封止している幅を小さくして分断することが可能となり、温度ヒューズ１１をより小型化することができる。
【００４０】
なお、レーザ光を照射して分断する時に、エアーを吹きつけながら行うことが望ましい。このようにすることにより、気化したフィルム材料が再付着することを防ぐとともに、照射した部分を冷却することにより、可溶体１４への熱ダメージを低減することができる。
【００４１】
また、可溶体１４が軟らかい合金であるために、可溶体１４に分断時の外部応力がかかると可溶体１４が変形したり端子部１３との接合が外れたりする恐れがあるが、本発明のようにレーザ光の熱により分断することにより、分断時の外部応力をなくして安定した生産を可能とすることができるものである。
【００４２】
なお、本実施の形態では、温度ヒューズ１１の長手方向に沿う封止部１６をレーザ光で分断したもので説明したが、図４のように、温度ヒューズの長手方向と直交する方向の封止部１６もレーザ光により分断してもよく、本実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００４３】
また上記実施の形態では、ベースフィルム１２とカバーフィルム１５によって可溶体１４を封止しているが、ベースフィルム１２とカバーフィルム１５との間に同じ材料の中間フィルムを用いて封止したものであっても良い。
【００４４】
さらに図３では、テープ状のベースフィルム１２とカバーフィルム１５を用いて封止したあと、封止部１６を切断することによって個片化しているが、テープ状のものに限らず、例えば先に所定の形状に切断したベースフィルムとカバーフィルムを用いて封止したものであっても良く、封止した部分をさらにレーザで切断することにより、小型で信頼性に優れた温度ヒューズを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る温度ヒューズは、密封性を向上して信頼性を損なうことなく、より小型のものが得られ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１１  温度ヒューズ
１２  ベースフィルム
１３  端子部
１４  可溶体
１５  カバーフィルム
１６  封止部
１７  フラックス
１８  内縁端
１９  外縁端
２０  切断面
２１  再融着部
２２  界面
２３  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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