(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の薄厚リード導体の端部と、これらの薄厚リード導体間に接続されたヒューズエレメントとが上下の樹脂フィルムで融着封止され、これら樹脂フィルム端面の前記リード導体の外面に臨む部分に、断面環状で突出し内面側に凸の環状突起が形成され、環状突起に気泡が含有されていることを特徴とする薄型ヒューズ。
【請求項２】
環状突起の高さが樹脂フィルムの厚みの５０〜１８０％である請求項１記載の薄型ヒューズ。
【請求項３】
ヒューズが温度ヒューズである請求項１〜２何れか記載の薄型ヒューズ。
【請求項４】
一対の薄厚リード導体の端部と、これらの薄厚リード導体間に接続されたヒューズエレメントとを上下の樹脂フィルムで挾み、各リード導体の加熱のもとでそのリード導体に各樹脂フィルムを加圧融着させると共に前記リード導体の加熱により溶融乃至は軟化されたリード導体周囲の樹脂フィルム部分を前記加圧融着での加圧により絞り出して樹脂フィルム端面より突出する断面環状の突起を形成し、而るのち、上下樹脂フィルム同士の融着封止を行うことを特徴とする薄型ヒュ−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とその製造方法、特に薄型温度ヒューズとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
温度ヒュ−ズにおいては、フラックスを塗布した低融点可溶合金片をヒューズエレメントとして用い、機器に低熱接触抵抗で取付け、機器の異常に基づく発熱で低融点可溶合金片を溶融させ、既溶融のフラックスとの共存下、溶融合金を表面張力により分断させ、機器への通電を遮断して機器の熱的破損を未然に防止している。
この温度ヒュ−ズとして、図５の（イ）及び（ロ）〔図５の（イ）におけるロ−ロ断面図〕に示すような薄型温度ヒュ−ズが知られている。
図５において、１'，１'は薄厚リ−ド導体を、２'は薄厚リード導体１'，１'間に接続した低融点可溶合金片を、３'は低融点可溶合金片に塗布したフラックスを、４１'はベ−ス樹脂フィルムを、４２'はカバ−樹脂フィルムをそれぞれ示し、両樹脂フィルム４１'，４２'でフラックス塗布低融点可溶合金片を挾み、これら両フィルムの周縁部をフィルム面同士の融着及びフィルム面の導体面への融着により封止してある。
【０００３】
上記フィルム面同士の融着には、超音波融着や高周波融着等が使用され、フィルム面の導体面への融着には、電磁誘導加熱等による導体加熱方式が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近来、電子機器の小型化に伴い上記平型温度ヒューズの薄厚化が要請され、ボディー全体厚み８００μｍ程度の薄型ヒューズが要求されている。
このボディー全体厚み８００μｍ程度の薄型ヒューズの場合、薄厚リード導体の厚さが例えば１５０μｍ程度とされ、各樹脂フィルムの厚さが２００μｍ程度（樹脂フィルムの総厚みが４００μｍ程度）とされる。
而して、薄厚リード導体の曲げ剛性が１５０μｍ程度の薄厚のために低く、温度ヒューズ本体部と薄厚リード導体との曲げ剛性の差が大となり、しかも、図５の（ロ）において、ｅで示すように、温度ヒューズ本体部と薄厚リード導体の根元との境に直角の入隅が存在するために、その入隅箇所での集中曲げ応力が著しく大きくなって導体破損や封止界面剥離の進行が顕著となる。
【０００５】
本発明の目的は、リード導体に薄肉薄厚リード導体を使用した薄型ヒューズのリード導体根元個所の曲げ破断や封止界面の剥離を軽減できる薄型ヒューズ及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る薄型ヒューズは、一対の薄厚リード導体の端部と、これらの薄厚リード導体間に接続されたヒューズエレメントとが上下の樹脂フィルムで融着封止され、これら樹脂フィルム端面の前記リード導体の外面に臨む部分に、断面環状で突出し内面側に凸の環状突起が形成され、環状突起に気泡を含有されていることを特徴とし、環状突起の高さは樹脂フィルムの厚みの５０〜１８０％にできる。更に、電流ヒューズとしての使用も可能であるが、特に、温度ヒューズとして好適である。
【０００７】
本発明に係る薄型ヒュ−ズの製造方法は、一対の薄厚リード導体の端部と、これらの薄厚リード導体間に接続されたヒューズエレメントとを上下の樹脂フィルムで挾み、各リード導体の加熱のもとでそのリード導体に各樹脂フィルムを加圧融着させると共に前記リード導体の加熱により溶融乃至は軟化されたリード導体周囲の樹脂フィルム部分を前記加圧融着での加圧により絞り出して樹脂フィルム端面より突出する断面環状の突起を形成し、而るのち、上下樹脂フィルム同士の融着封止を行うことを特徴とする。
【０００８】
【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の（イ）は本発明に係る薄型ヒューズの一実施例を示す斜視図、図１の（ロ）は同じく側面図、図１の（ハ）は図１の（ロ）におけるハ−ハ断面図である。
図１において、１，１は帯状の薄厚リード導体、２は薄厚リード導体１，１間に接続した低融点可溶合金片、３は低融点可溶合金片２に塗布したフラックス、４１はベース樹脂フィルム、４２はカバー樹脂フィルムであり、これら両樹脂フィルムの周囲におけるフィルム面同士の融着及びフィルム面と薄厚リード導体面への融着によりフラックス塗布低融点可溶合金片と各薄厚リード導体端部とを封止してある。
４０はこれら樹脂フィルム４１，４２の端面の前記リード導体１の外面に臨む部分に形成された環状突起であり、後述するように、樹脂フィルム４１，４２を薄厚リード導体１に、導体加熱と加圧とにより融着する際に形成され、気泡を含有している。
【０００９】
上記において、温度ヒューズ本体部（ボディー部分）Ａの曲げ剛性＞薄厚リード導体１の曲げ剛性の関係にあり、曲げ剛性の急峻な変化に起因して曲げ応力の集中が生じる。しかしながら、温度ヒューズ本体部の上下樹脂フィルム端面のリード導体外面に臨む部分に環状突起４０が形成されて温度ヒューズ本体部と薄厚導体根元との境が応力集中を生じ難い出隅形状に形成されており、しかも、その出隅を構成する環状突起４０が含有気泡のためにクッション性を呈し応力吸収作用を奏するから、上記の曲げ応力集中をよく軽減できる。
従って、前記の応力集中に起因する導体破損や封止界面剥離を充分に抑制できる。
【００１０】
本発明に係る薄型ヒューズを製造するには、まず、図２の（イ）及び（ロ）（平面図）に示すように、両薄厚リード導体１，１の端部１０，１０及びこれらのリード導体１，１間に接続されたヒューズエレメント２をベース樹脂フィルム４１とカバー樹脂フィルム４２とで挾むように、各部材を配置する。
図２において、Ｂは基台である。Ｃは封止箇所を示し、樹脂フィルムの薄厚リード導体への封止部位Ｃ1と、樹脂フィルム同士の封止部位Ｃ2とから成っている。
【００１１】
上記のように部材を配置したのちは、封止部位Ｃ1を剥離性のチップ、例えばセラミックチップで加圧しつつ導体１をヒータで加熱して導体面近傍の樹脂フィルム厚み部分を溶融乃至は軟化させ、この樹脂フィルム厚み部分を上記の加圧力により絞り出して前記の環状突起を形成する。
上記リード導体の加熱には、リード導体の導出部にヒートプレートを接触させる方法、リード導体に高周波磁束を交鎖させ電流を誘導させて通電加熱する方法等を使用でき、特に、後者が非接触方式であり、樹脂フィルムやセラミックチップ上から封止部位のリード導体部分を磁束の交鎖により直接に通電加熱できるので、加熱効率に優れ好適である。
上記の導体加熱により上記の加圧力で変形される樹脂フィルム部分の厚みは、その導体加熱温度、加熱時間及び加圧力に依存し、その厚みは、加熱温度を高くするほど、または加熱時間を長くするほど、或いは加圧力を高くするほど、大きくなる。
上記の樹脂フィルム部分のうち、導体面に近い部分ほど、溶融が進んでおり、空気の抱込みによる気泡発生が顕著となる。
また、溶融が進行するほど、易変形性となるから、上記の樹脂フィルムの厚み部分のうち、導体面に近い部分ほど絞り出し量が多くなり、導体面から離れた部分ほど絞り出され難くなるために、上記した突起の形状は内側に凸のベル状乃至はラッパ状となる。
【００１２】
本発明に係る薄型ヒューズの環状突起４０の高さ（図１においてｈで示されている）は、樹脂フィルムの厚み〔加圧により減厚されていない厚みで、図１においてｔで示されている〕の５０〜１８０％とされる。５０％未満では、温度ヒューズ本体部と薄厚導体根元との境を充分な出隅にすることができず、応力集中を満足に軽減し難い。１８０％を越えると、環状突起部分の厚みが、ボディー部分の厚みをかなり超えることになり、薄型ヒューズの全体厚みを厚くすることになる。
【００１３】
上記のようにして封止部位Ｃ1の封止を行なったのちは、封止部位Ｃ2の樹脂フィルム同士の融着封止を超音波融着や高周波融着等により行ない、これにて、本発明による薄型ヒューズの製造を終了する。
上記樹脂フィルム同士の融着封止時、樹脂フィルムのリード導体への既封止部位には、樹脂フィルムの減厚のために超音波ホーンチップや高周波電極が接触しないから、その既封止部位の再加熱を排除して封止状態を安定に保持できる。
【００１４】
本発明に係る薄型ヒュ−ズのベ−ス樹脂フィルムやカバ−樹脂フィルムには、厚み１００μｍ〜５００μｍ程度のプラスチックフィルム、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンサルファイド、ポリサルホン等のエンジニアリングプラスチック、ホリアセタ−ル、ポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエ−テルエ−テルケトン、ポリエ−テルイミド等のエンジニアリングプラスチックやポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、アイオノマ−、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂等のフィルムを使用できる。
【００１５】
前記のベ−ス樹脂フィルム４１やカバ−樹脂フィルム４２には、図３の（イ）に示すように、一枚ものを使用することもできる。また、図３の（ロ）に示すように、チューブ状樹脂フィルムを使用することもできる。
【００１６】
また、薄厚リ−ド導体には、上記の各樹脂フィルムよりも薄い厚み５０μｍ〜３００μｍ程度の例えば、ニッケル、銅、ステンレス帯体を使用でき、可溶合金片との溶接性に優れた金属をめっき、またはクラッド等による複合化することもできる。
【００１７】
本発明に係る薄型ヒューズは、電流ヒューズとして使用することもできるが、特に温度ヒューズとして好適に使用できる。この温度ヒューズのヒューズエレメントには、線径が１００〜５００μｍφの所定融点の可溶合金が使用され、融点は機器の保護温度に応じて選定されるが、通常、固相線温度が８０℃〜１２０℃、固相線温度が８０℃〜１２０℃である合金が使用される。例えばＩｎ３０〜７５重量％、Ｓｎ５〜５０重量％、Ｃｄ０．５〜２５重量％の合金、更にこの合金組成にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｉのうちの１種または２種以上を合計０．１〜５重量％添加した合金、Ｂｉ４８〜５３重量％、Ｐｂ２８〜３３重量％、Ｓｎ１３〜１９重量％の合金、Ｉｎ０．５〜４重量％、Ｂｉ５０〜５４重量％、Ｐｂ３０〜３４重量％、Ｓｎ１４〜１８重量％の合金等を使用できる。
【００１８】
また、フラックスには、天然ロジン、変性ロジン（水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン等）及びこれらの精製ロジンにジエチルアミンの塩酸塩、ジエチルアミンの臭化水素酸塩等を添加したものを使用できる。
【００１９】
図４は、温度ヒューズの作動を説明するための機器異常時の昇温曲線及びヒューズエレメントの昇温曲線を示している。
曲線Ｔは機器異常時の昇温曲線を示し、温度Ｔ0は機器の許容温度である。曲線Ｔ’はヒューズエレメントの自己発熱がない場合の昇温曲線を示し、温度ヒューズ外面とヒューズエレメントとの間の熱抵抗のために、機器の昇温曲線Ｔに対してマイナスの温度差がある。而して、機器が許容温度Ｔ0に達すると、ヒューズエレメントの温度がＴ0’になり、この温度でヒューズエレメントが溶断して機器への通電が遮断される。
曲線Ｔ”は、ヒューズエレメントが自己発熱する場合のそのヒューズエレメントの昇温曲線を示し、自己発熱下でのヒューズエレメントの温度をＴ1’（常時温度）としてある。
機器の異常により機器温度が昇温しても、ヒューズエレメントの自己発熱下でのヒューズエレメント温度Ｔ1’に達するまでは、機器側から温度ヒューズへの熱流入がないから、ヒューズエレメント温度Ｔ”はほぼＴ1’のままであり、この温度Ｔ1’を越えると、ヒューズエレメント温度Ｔ”が機器からの受熱とジュール熱により昇温していく。
而るに、ヒューズエレメントの融点が昇温曲線Ｔ’の温度ヒューズのヒューズエレメントの融点Ｔ0'と同じとすると、機器温度が(Ｔ0−ΔＴ0）に達したときに、通電が遮断されることになり、機器許容温度Ｔ0よりも低い温度で機器への通電が遮断されてしまう。
そこで、機器許容温度Ｔ0で通電を遮断させるには、ヒューズエレメント温度Ｔ”が（Ｔ0’＋ΔＴ0’）に達したときに、ヒューズエレメントを溶断させるようにすればよい。すなわち、自己発熱がある場合は、自己発熱がない場合のヒューズエレメントの融点Ｔ0’に対し、ヒューズエレメントの融点を（Ｔ0’＋ΔＴ0’）にすればよく、このΔＴ0’は実験により知得できる。
上記のように、ヒューズエレメントが自己発熱する場合は（平常時通電電流が大きい場合、ヒューズエレメントの抵抗値が高い場合等）、自己発熱を無視できる場合に較べてヒューズエレメントの融点を高くすることが有効である。
【００２０】
【実施例】
〔実施例〕
図１に示す構成の薄型ヒューズであり、ベース樹脂フィルム４１及びカバー樹脂フィルム４２に厚さ２００μｍ、巾５ｍｍ、長さ１０ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを、薄厚リード導体１に厚さ１５０μｍ、巾３ｍｍ、長さ２０ｍｍの銅導体を、ヒューズエレメント２に長さ４ｍｍ、外径３００μｍのはんだ線を使用した。両薄厚リード導体１の端部とリード導体間に接続したヒューズエレメントを樹脂フィルム４１，４２で挾んで基台上に配置し、各薄厚リード導体に接するカバー樹脂フィルム縁端部をセラミックスチップで加圧し、次いで絶縁基台内に設けた電磁誘導加熱器でセラミックスチップ直下の薄厚リード導体部分を加熱して、高さ３２０μｍ〜１００μｍのベル状の環状突起を形成し、而るのち、超音波融着によりフィルム同士の融着封止を行なった。この実施例品の製作個数は３０箇である。
【００２１】
〔比較例〕
環状突起を実質上生じさせなかった以外、実施例と同じとした。この比較例品の製作個数は３０箇である。
【００２２】
これらの実施例品及び比較例品について（各試料数３０箇）、ヒューズ本体部を保持治具で挾持し、薄厚リード導体の根元個所を支点とする左右９０°曲げを行い、薄厚リード導体根元個所が破断するまでの曲げ回数（垂直に対する＋９０°曲げ→垂直に対する−９０°曲げ→垂直状態への復帰を１回とした）を測定したところ、表１の通りであり、本発明によれば、薄厚リード導体根元個所の耐曲げ破断性を向上できることが明らかである。
【表１】
0004156267.tif 000002
【００２３】
【発明の効果】
本発明に係る薄型ヒューズの製造方法よれば、上下の樹脂フィルムを薄厚リード導体に融着封止する際、気泡を抱き込んだ溶融樹脂の充分な量を封止界面の外部に絞出できるので、その封止界面の封止性能を向上できる。
【００２４】
本発明に係る薄型ヒューズにおいては、絞出樹脂を突起として残して薄厚リード導体根元と樹脂フィルム端面との境を出隅にしているから、曲げ応力の集中を軽減し得て上記有し界面を安定に保持でき、また導体の曲げ破断をよく排除できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄型ヒューズの一実施例を示す図面である。
【図２】本発明に係る薄型ヒューズの製造方法を説明するために使用した図面である。
【図３】本発明に係る薄型ヒューズの上記とは別の異なる実施例の要部を示す図面である。
【図４】温度ヒューズの作動を説明するために使用した図面である。
【図５】従来の薄型ヒューズを示す図面である。
【符号の説明】
１              薄厚リード導体
２              ヒューズエレメント
４０            環状突起
４１            ベース樹脂フィルム
４２            カバー樹脂フィルム
【図１】
0004156267.tif 000003
【図２】
0004156267.tif 000004
【図３】
0004156267.tif 000005
【図４】
0004156267.tif 000006
【図５】
0004156267.tif 000007