(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の片面にヒューズエレメント接続用膜電極を設け、この膜電極にヒューズエレメントを溶接により橋設し、各膜電極にリード導体を接合してなる抵抗付き基板型温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメントに複数本の低融点可溶合金片を使用するにもかかわらず、ヒューズエレメントの溶断特性を良好に保持しつつヒューズエレメント接続用膜電極の長さを充分に短縮して、抵抗付き基板型温度ヒューズの本体部の縮小化を図る。【解決手段】ヒューズエレメント３が、複数本の低融点可溶合金素線３０、３０が帯状に並べられ隣合う素線３０、３０間が接触または融着された構成とされている。【選択図】図１
2009048850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の片面上にヒューズエレメント接続用膜電極を有し、これらの膜電極にわたってヒューズエレメントが溶接され、各膜電極にリード導体が接合され、通電発熱により前記ヒューズエレメントが溶断される膜抵抗が基板の他面に設けられてなる抵抗付き温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメントが、複数本の低融点可溶合金素線が帯状に並べられ隣合う素線間が接触または融着されてなる構成とされていることを特徴とする抵抗付き基板型温度ヒューズ。
【請求項２】
ヒューズエレメント溶接箇所とリード導体接合箇所との間にヒューズエレメント溶接時の溶融合金に対する濡れ拡がり遮断バリアが設けられていることを特徴とする請求項１記載の抵抗付き基板型温度ヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は抵抗付き基板型温度ヒューズに関し、二次電池保護用回路板に搭載する抵抗付き温度ヒューズとして有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池、例えばリチウムイオン電池を携帯用電子機器の電源として使用する場合、二次電池セルと保護回路とをパック内に収容しており、その保護回路は、過充電防止スイッチ、過放電防止スイッチを備え、更に、これらのスイッチでは対処できないときに回路を非復帰的に遮断するヒューズ部を備えている。
このヒューズ部材として、セラミックス基板の片面上にヒューズエレメント接続用膜電極を設け、これらの膜電極にわたってヒューズエレメントを溶接し、各膜電極にリード導体を接合し、通電発熱により前記ヒューズエレメントを溶断させる膜抵抗を基板の他面に設けてなる抵抗付き温度ヒューズが知られている。
【０００３】
図３は、二次電池に対する保護回路の一例を示し、過充電防止スイッチ用ＦＥＴ（Ｎ）と過放電防止スイッチ用ＦＥＴ（Ｍ）との間に抵抗付き温度ヒューズＡを接続してある。
この抵抗付き温度ヒューズにおいては、直列のヒューズエレメント部分ｎ、ｍに対し抵抗ｒ例えば膜抵抗を該抵抗の通電発熱で両ヒューズエレメント部分ｎ、ｍを溶断させ得るように熱的に結合して設け、この抵抗を両ヒューズエレメント部分ｎ、ｍに対し電気的に並列に接続してある。ＳはＩＣ制御部であり、充電時、過充電を検出し過充電防止信号を発生して過充電防止用ＦＥＴ（Ｎ）をスイッチオフさせ、放電時、過放電を検出し過放電防止信号を発生して過放電防止用ＦＥＴ（Ｍ）をスイッチオフさせている。これらＦＥＴでは対処できないときには、ＩＣ回路ＳからトランジスタＴｒにオン信号が発せられ、トランジスタＴｒの導通により抵抗付き温度ヒューズＡの抵抗ｒを二次電池を電源として通電発熱させ、その発生熱でヒューズエレメントを溶断させて二次電池Ｅと負荷（充電時は充電源Ｄ）との間を遮断している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記抵抗付き温度ヒューズにおいて、セラミックス基板の厚みを極薄とするには、機械的強度上、制限があり２５０μｍが限界であって、膜抵抗発生熱のヒューズエレメントにへの熱伝達効率の向上に限度があり、異常検知後、ヒューズエレメントを溶断させるまでにかなりの時間を要している。
【０００５】
従来、基板型温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメントの溶断速度を速めるために、一対の膜電極間に複数本の低融点可溶合金片を並列接続することが提案されている。（特許文献１）
【特許文献１】特開平１１−７８７６号公報  しかしながら、一対の膜電極間に複数本の低融点可溶合金片を並列接続するには、その並列巾に応じ膜電極を長くする必要がある。  また、抵抗付き温度ヒューズにおいて、膜電極とヒューズエレメントとの接合は、レーザ溶接等の溶接によって行っており、ヒューズエレメントと膜電極との溶接箇所からリード導体と膜電極との接合箇所までの距離を短くすると、溶接箇所でのヒューズエレメント溶融合金が膜電極上を濡れ拡がって、そのヒューズエレメント溶融合金がリード導体接合箇所に接触し、ヒューズエレメント合金とリード導体先端部のメッキＳｎとの接触が生じ、メッキＳｎのヒューズエレメントヘの移行が生じ、ヒューズエレメントの溶融特性が変化し、作動狂いが生じる畏れがあり、膜電極を相当に長くせざるを得ない。
【０００６】
本発明の目的は、基板の片面にヒューズエレメント接続用膜電極を設け、この膜電極にヒューズエレメントを溶接により橋設し、各膜電極にリード導体を接合してなる抵抗付き基板型温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメントに複数本の低融点可溶合金片を使用するにもかかわらず、ヒューズエレメントの溶断特性を良好に保持しつつヒューズエレメント接続用膜電極の長さを充分に短縮して、抵抗付き基板型温度ヒューズの本体部の縮小化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る抵抗付き基板型温度ヒューズは、基板の片面上にヒューズエレメント接続用膜電極を有し、これらの膜電極にわたってヒューズエレメントが溶接され、各膜電極にリード導体が接合され、通電発熱により前記ヒューズエレメントが溶断される膜抵抗が基板の他面に設けられてなる抵抗付き温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメントが、複数本の低融点可溶合金素線が帯状に並べられ隣合う素線間が接触または融着された構成とされているいることを特徴とする。
請求項２に係る抵抗付き基板型温度ヒューズは、請求項１の抵抗付き基板型温度ヒューズにおいて、ヒューズエレメント溶接箇所とリード導体接合箇所との間にヒューズエレメント溶接時の溶融合金に対する濡れ拡がり遮断バリアが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
ヒューズエレメントに複数本の低融点可溶合金素線が使用されているが、複数本の素線が帯状に並べられ隣合う素線間が接触または融着された構成とされているから、帯状ヒューズエレメントに対し、高さを僅か高くするだけで、ヒューズメント巾を同等にできる。例えば、素線数が２本の場合、同巾の帯状ヒューズエレメントに対し、高さが４／π倍（１．２７倍）になるだけである。
更に、、ヒューズエレメントと膜電極との溶接箇所と同膜電極へのリード導体接合箇所との間に、ヒューズエレメントの溶接時溶融合金の濡れ拡がりを遮断するバリアを設けてあるから、リード導体接合箇所へのヒューズエレメント溶接時溶融合金の接触を防止でき、この場合、ヒューズエレメントと膜電極との溶接箇所と同膜電極へのリード導体接合箇所との間の距離をバリア付設に必要な最小限の距離にできる。かかる短い距離のもとでも、ヒューズエレメント合金とリード導体接合はんだとの接触またはヒューズエレメント合金とリード導体先端部のメッキＳｎとの接触を排除でき、ヒューズエレメントへのはんだ成分元素の移行または前記メッキＳｎのヒューズエレメントヘの移行によるヒューズエレメントの溶融特性の変化を回避できる。
従って、ヒューズエレメントに複数本の低融点可溶合金素線を使用するにもかかわらず、素線の相互接触または融着のために、膜電極のヒューズエレメント溶接部分の長さを充分に短くでき、更に、膜電極におけるヒューズエレメント溶接箇所からリード導体接合箇所までの距離を短くでき、膜電極の短尺化により抵抗付き基板型温度ヒューズの小型化を図ることができる。
しかも、ヒューズエレメントの組成安定化による溶融特性の安定化とヒューズエレメント素線の細径化による溶断速度の迅速化とのために、良好な作動性を保証できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。
図１−１は抵抗付き温度ヒューズの実施例を示し、図１−１の（イ）は絶縁封止物を省略して図示した上面図、図１−１の（ロ）は裏面図、図１−１の（ハ）は図１−１の（イ）におけるハ−ハ断面図である。
図１−２図は図１−１の（イ）の拡大図である
図１の（イ）及び図１−２図において、１は耐熱性、熱良伝導性の絶縁基板例えばセラミックス板である。ａ、ｂは絶縁基版１の片面１０１の両側に形成した膜電極、２は中間電極であり、導体ペースト例えば銀ペーストの印刷・焼付けにより形成してある。３はヒューズエレメントであり、複数本例えば２本３０、３０の低融点可溶合金素線を帯状に並べ隣合う素線間を接触または融着したものを使用しており、両側膜電極ａ、ｂ及び中間膜電極２にまたがって配設し、膜電極ａ、ｂ、２との交差箇所を溶接してある。ヒューズエレメントにはフラックスが塗布されているが、その図示は省略されている。Ａ、Ｂは両側膜電極のそれぞれに接合された帯状リード導体であり、基板１の手前側の両隅が切欠けられ、各帯状リード導体Ａ、Ｂに図１の（ハ）に示すように、切欠縁端に近接した位置において基板の他面側に上る段差ｅが形成され、段差上側の面が基板他面１０に対し、帯状リード導体Ａ、Ｂの厚みだけ上側に位置されている。６ａ、６ｂは膜電極ａ、ｂにおけるリード導体Ａ、Ｂの接合箇所とヒューズエレメントの溶接箇所との間に設けたバリアであり、ヒューズエレメント溶接時での溶接箇所の溶融ヒューズエレメントの濡れ拡がり（及び、リード導体の接合がはんだ付けにより行われる場合は、はんだ付け時での溶融はんだの濡れ拡がり）を遮断するものである。
このバリアの形状は、堰または濡れ性の悪い膜とすることができ、平面的には、直線状の他、円弧状、半月状にできる。は基板の片面を覆う絶縁封止物であり、例えばエポキシ樹脂塗布層である。
【００１０】
図１の（ロ）において、４１、４２は基板の他面１０上に設けられた前後の膜電極であり、前記基板片面１０１の膜電極ａ、ｂ、２と同様に導体ペーストの印刷・焼付けにより設けられている。ｒは前後の膜電極４１、４２間に設けられた膜抵抗であり、抵抗ペースト例えば酸化ルテニウム粉末ペーストの印刷・焼付けにより設けられている。膜抵抗上には、保護膜ｇ例えばガラス焼付け膜が設けられている。前後の膜電極４１、４２の一方４２は、基板片面１０１の中間膜電極２にスルーホール２４により結線されている。ｃは前後膜電極４１、４２の他方４１に付設されたサイド部、Ｃは帯状リード導体であり、先端部が前記サイド部ｃに面接合で接合されている。５は基板の片面を覆う絶縁封止物であり、例えば図１の（ハ）に示すように、基板片面１０上にフラックスと接触して配された保護シート５１例えばセラミックスシート、ガラスクロスシートと該保護シート５１と基板片面１０１との間にフラックスを囲んで固まった硬化性樹脂５２例えばエポキシ樹脂とから構成されている。
【００１１】
上記において、ヒューズエレメントの膜電極への溶接時（レーザ溶接、リフロー溶接等を使用できる）、溶接箇所の溶融ヒューズエレメントがその表面張力のために濡れ拡がろうとするが、バリア箇所では濡れ拡がりが遮断される。
セラミックス板の厚みが２５０μｍ〜４００μｍの場合、リード導体と膜電極との接合をはんだ付けにより行うことが好ましい。リード導体と膜電極との接合をはんだ付けにより行う場合、はんだ付け接合を行ってから、ヒューズエレメントの膜電極への溶接が行われる。はんだ付け接合時、溶融はんだがその表面張力のために濡れ拡がろうとするが、バリア箇所では濡れ拡がりが遮断される。
従って、リード導体接合箇所へのヒューズエレメント溶接時溶融合金の接触、またはヒューズエレメントへのリード導体接合時はんだの接触を防止でき、ヒューズエレメントと膜電極との溶接箇所から同膜電極へのリード導体接合箇所に至る距離をバリア付設に必要な最小限の距離にできる。かかる短い距離のもとでも、ヒューズエレメント合金とリード導体接合はんだとの接触を排除でき、ヒューズエレメントへのはんだ成分元素の移行によるヒューズエレメントの溶融特性の変化を回避でき、安定な作動特性を保証できる。
【００１２】
セラミックス板が前記厚み（２５０μｍ〜４００μｍ）よりも厚い場合、リード導体と膜電極との接合は、前記はんだ付けの他、スポット溶接等の溶接により行うこともできる。
この場合、リード導体先端箇所へのヒューズエレメント溶接時溶融合金の接触を防止でき、リード導体表面のメッキＳｎのヒューズエレメントへの移行によるヒューズエレメントの溶融特性の変化を回避でき、安定な作動特性を保証できる。
【００１３】
前記バリアの材質としては、溶融はんだや溶融ヒューズエレメントに対して安定（耐熱性）であるものが使用され、ガラス（シリカ）、アルミナやジルコニア等のセラミックス、耐熱性樹脂、Ｎｉ等の濡れ性の悪い金属を使用できる。
【００１４】
図２は本発明に係る抵抗付き温度ヒューズを搭載した二次電池保護用回路板を示し、プリント配線板Ｐに過放電防止スイッチ用ＦＥＴ（Ｍ）及び過充電防止スイッチ用ＦＥＴ（Ｎ）とを実装し、本発明に係る抵抗付き温度ヒューズの絶縁封止物５を下側に向けてＦＥＴ間の空間に収容し、帯状リード導体Ａ，Ｂを一方のＦＥＴの上面に乗載させ、帯状リード導体Ｃを他方のＦＥＴの上面に乗載させ、各帯状リード導体Ａ，Ｂ．Ｃをプリント配線板の配線導体の所定位置に接続してある。
本発明に係る抵抗付き温度ヒューズにおいては、基板の輪郭を小さくして絶縁封止物の平面寸法を小さくできるので、両ＦＥＴの間隔を狭くでき、実装密度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る抵抗付き温度ヒューズの一実施例を示す図面である。
【図１−２】図１の（イ）の拡大図である。
【図２】抵抗付き温度ヒューズを組み込んだ二次電池保護回路を示す図面である。
【図３】抵抗付き温度ヒューズを搭載した二次電池保護回路板を示す図面である。
【符号の説明】
【００１６】
１          基板
１０        基板他面
１０１      基板片面
ａ、ｂ、２  ヒューズエレメント接続用膜電極
３          ヒューズエレメント
３０        ヒューズエレメント素線
ｎ、ｍ      ヒューズエレメント部分
４１、４２  前後膜電極
ｒ’、ｒ’  抵並設膜抵抗
Ａ、Ｂ、Ｃ  帯状リード導体
５          絶縁封止物
６ａ、６ｂ  バリア
【図１】
2009048850.tif 000003
【図１−２】
2009048850.tif 000004
【図２】
2009048850.tif 000005
【図３】
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