JP2002150908A - 薄型ヒューズ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シール安定性乃至は作動安定性に優れた薄型温
度ヒューズを提供する。 【解決手段】両帯状リード導体１，１の端部及びこれら
の帯状リード導体間に接続されたヒューズエレメント２
がベース樹脂フィルム４１とカバー樹脂フィルム４２と
で封止され、各樹脂フィルムと各帯状リード導体との封
止界面に気泡４１１が点在されている。

Description

【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３に示すような薄型温度ヒュ−ズが知られてい
る。図３において、１’，１’は帯状リ−ド導体を、
２’は帯状リード導体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４
１’，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４０’をフィルム面同士
の融着及びフィルム面と導体面との固着により封止し、
この封止にはヒートシール、高周波融着、超音波融着等
を使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この薄
型温度ヒューズでは、帯状リード導体と樹脂フィルムと
の接着強度が樹脂フィルム同士の接着強度に較べて低い
ことや帯状リード導体と樹脂フィルムとの接合界面に帯
状リード導体の曲げに伴う曲げ歪の波及によりせん断力
が作用すること等が原因してシール性が低下され易い。
かかるシール性低下のもとでは、ヒートサイクルに伴う
フラックスの溶融流出、低融点可溶合金片の酸化等によ
り、所定温度での正確な作動を保証し難い。

【０００４】ところで、通常、融着界面での気泡の生成
は、接着強度やシール性に悪影響を及ぼすとの観点から
欠陥として取り扱われている。しかしながら、本発明者
の上記薄型温度ヒューズについての鋭意検討結果によれ
ば、上記樹脂フィルムと帯状リード導体との接合界面に
気泡を点在させると、予想外にも、温度ヒューズのシー
ル安定性を向上でき、良好な作動精度を保証できること
が判明した。その理由としては、帯状リード導体の曲げ
に伴う樹脂フィルムと帯状リード導体との接合界面への
曲げ歪の波及にもかかわらず、気泡点在による弾性モジ
ュラスの減少や気泡の弾力性によりその曲げ歪に対する
曲げ応力が充分に吸収緩和されて界面剥離が効果的に防
止される結果であると推定される。

【０００５】本発明の目的は、薄型温度ヒューズについ
ての上記予想外の知見に基づき、シール安定性乃至は作
動安定性に優れた薄型温度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、両帯状リード導体の端部及びこれらの帯状リード
導体間に接続されたヒューズエレメントがベース樹脂フ
ィルムとカバー樹脂フィルムとで封止され、各樹脂フィ
ルムと各帯状リード導体との封止界面に気泡が点在され
ていることを特徴とする構成である。

【０００７】本発明に係る薄型ヒューズの製造方法は、
両帯状リード導体の端部及びこれらの帯状リード導体間
に接続されたヒューズエレメントをベース樹脂フィルム
とカバー樹脂フィルムとで封着し、而るのち、各樹脂フ
ィルムと各帯状リード導体との界面に加圧加熱による樹
脂フィルム含有水乃至は附着水の気化で気泡を発生させ
ることを特徴とする構成であり、各樹脂フィルムにはポ
リエチレンテレフタレートフィルムを使用することが好
ましい。

【０００８】本発明に係る他の薄型ヒューズは、一対の
帯状リ−ド導体の先端部がベ−ス樹脂フィルムの裏面よ
り表面に水密に現出されると共にベース樹脂フィルム裏
面と帯状リード導体とが固着され、それらの現出導体間
にヒューズエレメントが接続され、該ヒューズエレメン
トがカバ−樹脂フィルムのベ−ス樹脂フィルム周囲への
接合により封止され、上記ベース樹脂フィルム裏面と帯
状リード導体との固着界面のうち少なくともベース樹脂
フィルム縁端部での界面に気泡が点在されていることを
特徴とする構成である。

【０００９】

【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）は請求項１
に係る薄型温度ヒューズを示す平面図、図１の（ロ）は
同じく側面図、図１の（ハ）は図１の（イ）におけるハ
−ハ断面図である。図１において、１，１は帯状リード
導体、２は帯状リード導体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帯状リード導体面と
の固着によりフラックス塗布低融点可溶合金片と各帯状
リード導体端部とを封止してある。４１１は各樹脂フィ
ルムと帯状リード導体各面との固着界面に点在させた気
泡である。

【００１０】上記において、帯状リード導体１が曲げら
れると、帯状リード導体と樹脂フィルムとの固着界面に
曲げ歪が波及されるが、その界面に気泡を点在させてあ
るから、気泡点在による弾性モジュラスの減少や気泡の
弾力性によりその界面の曲げ応力がよく吸収緩和されて
同界面を機械的に安定に保持できる。

【００１１】上記において、気泡の寸法は、１５μｍφ
〜４００μｍφとされ（４００μｍφを越えると界面の
接着強度が不足し、１５μｍφ未満では曲げ応力の吸収
緩和を満足に行なわせ難い）、気泡の占積率〔（気泡が
占める総面積）／（界面の面積）〕が１５ ％〜８５％
とされる（８５％を越えると界面の接着強度が不足し、
１５％未満では曲げ応力の吸収緩和を満足に行なわせ難
い）。

【００１２】上記薄型温度ヒューズを製造するには、ま
ず、両帯状リード導体の端部及びこれらのリード導体間
に接続されたフラックス塗布低融点可溶合金片をベース
樹脂フィルムとカバー樹脂フィルムとで封止する。この
封止は、（１）両帯状リード導体間に低融点可溶合金片
を接続し、この低融点可溶合金片にフラックスを塗布
し、このフラックス塗布低融点可溶合金片と両帯状リー
ド導体端部とをベース樹脂フィルムとカバー樹脂フィル
ムとで挾み、これらの両樹脂フィルムの周囲に沿いフィ
ルム面同士及びフィルム面と導体面との間を熱圧着、超
音波溶接、高周波溶接、ホットメルト接着剤等により接
着する、または（２）ベース樹脂フィルムに両帯状リー
ド導体を熱圧着や接着剤等で固着し、両帯状リード導体
間に低融点可溶合金片を接続し、該低融点可溶合金片に
フラックスを塗布し、次いでカバー樹脂フィルムを載置
し、そのフィルムの周囲に沿いフィルム面同士及びフィ
ルム面と導体面との間を熱圧着、超音波溶接、高周波溶
接、ホットメルト接着剤等により接着することにより行
うことができる。

【００１３】このようにして封止したのちは、帯状リー
ド導体巾を覆う巾の離型性チップ、例えばセラミックス
チップでカバー樹脂フィルムの両端部を加圧し、この加
圧状態を保持しつつ各帯状リード導体を加熱し、その熱
で上記離型性チップ直下のカバー樹脂フィルム縁端部及
びその下方のベース樹脂フィルム縁端部を熱軟化させる
と共に帯状リード導体上面及び下面に接する樹脂フィル
ム面から含有水を気化させて気泡を生成させ、冷却固化
をまって加圧を解除し、これにて製造を終了する。

【００１４】上記樹脂フィルムには、保湿保存したもの
を使用することが望ましいが、封止直前に水や適度の気
化温度の溶剤を塗布付着させてもよい。

【００１５】上記離型性チップで加圧するカバー樹脂フ
ィルム端部の巾部分は少なくとも帯状リード導体巾を覆
う部分とすることが好ましく、カバー樹脂フィルム端部
の巾全体とすることもできる。上記帯状リード導体の加
熱には、チップ直下の帯状リード導体部分に高周波磁束
を貫通させて誘導電流をその導体表面に高周波表皮効果
により流してその導体両表面を加熱する電磁誘導加熱方
式を使用することができる。

【００１６】上記において、樹脂フィルムとして、例え
ばポリエチレンテレフタレートのようなポリエステルフ
ィルムを使用すれば、上記水分の気化のもとでの加水分
解により有機酸が生成され、溶融樹脂の帯状リード導体
に対する濡れが促されて接着強度の向上が期待される。

【００１７】図２の（イ）は、請求項４に係る薄型温度
ヒューズを示す一部欠切平面図、図２の（ロ）は同じく
底面図、図２の（ハ）は図２の（イ）におけるハ−ハ断
面図である。図２において、４１はベ−ス樹脂フィルム
である。１，１は一対の帯状リ−ド導体であり、各リ−
ド導体１の先端部１０をベ−ス樹脂フィルム４１の裏面
から表面に熱プレス等によって水密に現出させると共に
ベ−ス樹脂フィルム４１とリ−ド導体１との間を熱融着
してある。２はリ−ド導体１，１の現出先端部１０，１
０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である。４２はカバ−樹脂フ
ィルムであり、その周囲をベ−ス樹脂フィルム４１に加
熱圧着または高周波融着あるいは超音波融着等による融
着してフラックス塗布低融点可溶合金片及び帯状リード
導体端部を封止をしてある。４１１はベース樹脂フィル
ム裏面と帯状リード導体との間の熱融着界面の少なくと
もベース樹脂フィルム縁端部分に点在させた気泡であ
る。

【００１８】この請求項４に係る薄型温度ヒューズにお
いて、帯状リード導体が曲げられると、ベース樹脂フィ
ルム及びカバー樹脂フィルムも曲げられて両樹脂フィル
ムの融着界面に剪断応力が作用するが、ベース樹脂フィ
ルム裏面と帯状リード導体との融着界面に点在する気泡
の剪断変形により上記の剪断応力が緩和されるから、帯
状リード導体の繰返し曲げのもとでも充分なシール性を
保証できる。上記請求項４に係る薄型温度ヒューズにお
いても、気泡の寸法は、１５μｍφ〜４００μｍφとさ
れ（４００μｍφを越えると界面の接着強度が不足して
界面剥離が生じ、この界面剥離が帯状リード導体の先端
部にまで達して先端部の界面剥離によるシール破損が惹
起され易く、１５μｍφ未満では剪断応力の緩和を満足
に行なせ難い）、気泡の占積率〔（気泡が占める総面
積）／（界面の面積）〕が１５％〜８５％とされる（８
５％を越えると界面の接着強度が不足し、帯状リード導
体先端部の界面剥離によるシール破損が惹起され易く、
１５％未満では剪断応力の緩和を満足に行なせ難い）。

【００１９】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〜５
００μｍ程度のプラスチックフィルムが用いられ、特
に、ポリエチレンテレフタレ−トを使用することが好ま
しいが、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樹脂等のフィルムの使用も
可能である。

【００２０】また、帯状リ−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。

【００２１】また、低融点可溶合金片には、線径が２０
０〜５００μｍφ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℃〜１２
０℃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、Ｃｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂ
ｉ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。

【００２２】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。

【００２３】なお、上記実施例は温度ヒューズについて
のものであるが、本発明は温度ヒューズに限定されるも
のではなく、電流ヒューズにも適用できる。

【００２４】

【実施例】〔実施例１〕図１に示す構成の薄型温度ヒュ
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
の保湿保存のポリエチレンテレフタレートフィルムを、
帯状リード導体１に厚さ１５０μｍ、巾３ｍｍ、長さ２
０ｍｍの銅導体を、低融点可溶合金片２に長さ４ｍｍ、
外径３００μｍの融点９２℃（固相線温度）〜９５℃
（液相線温度）の線状体を使用した。樹脂フィルム４
１，４２周囲の封止は、枠状のヒートプレートを用いて
ヒートシールにより行った。更に、この半製品を絶縁基
台上に載置し、各帯状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
直下の帯状リード導体部分を加熱して上記ベース樹脂フ
ィルムとの界面及び下方のベース樹脂フィルムとの界面
に肉眼で認識できる気泡を生成させた。この実施例品の
製作個数は３０箇である。

【００２５】〔実施例２〕ベース樹脂フィルム及びカバ
ー樹脂フィルムに保湿保存の塩化ビニルフィルムを使用
した以外、実施例１に同じとした。この実施例品の製作
個数も３０箇である。

【００２６】〔比較例〕ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムに乾燥処理したものを用いて実施例と同様にして
薄型温度ヒューズを製作した。ベース樹脂フィルムと帯
状リード導体との界面及びベース樹脂フィルムと帯状リ
ード導体との界面に肉眼で認識できる気泡の生成は見ら
れなかった。この比較例品の製作個数も３０箇である。

【００２７】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、帯状リード導体の根元個所を支点とする左右４５°
曲げを４回繰返したのち、８０℃で３０００時間加熱し
たうえで、昇温速度１℃／秒のオイル槽で作動温度を測
定したところ、表１の通りであり、本発明によれば、帯
状リード導体の繰返し曲げにもかかわらず、初期のシー
ル性をよく保持でき、低融点可溶合金片を酸化させるこ
となく安定に維持でき、優れた作動精度を確保できるこ
とが明らかである。

【表１】 作動温度（℃） 実施例１ 実施例２ 比較例 平均値 ９３．９４ ９４．２４ ９６．２４ 最大値 ９４．８ ９５．１ １００．５ 最小値 ９３．４ ９３．４ ９３．４ 平均偏差 １．４ １．７ ７．１ 標準偏差 ０．３６４ ０．３９４ ２．１３

【００２８】実施例１，２と比較例との対比から、本発
明によれば、リード導体の繰返し曲げにもかかわらず、
作動温度のバラツキをよく抑えて優れた作動精度を保証
できることが確認でき、特に、樹脂フィルムにポリエチ
レンテレフタレートフィルムを用いることの有利性も明
らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁層としての樹脂フ
ィルムの薄肉化のために帯状リード導体の曲げが帯状リ
ード導体と樹脂フィルムとの封止界面に波及する薄型ヒ
ューズのシール性を帯状リード導体の曲げにもかかわら
ず充分安定に保持させる得、合金型温度ヒューズの薄型
化に特に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の薄型ヒューズの一実施例を示す図面
である。

【図２】請求項４の薄型ヒューズの一実施例を示す図面
である。

【図３】従来の薄型ヒューズを示す図面である。

【符号の説明】

１ 帯状リード導体 ２ ヒューズエレメント ４１ ベース樹脂フィルム ４２ カバー樹脂フィルム ４１１ 気泡

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両帯状リード導体の端部及びこれらの帯状
   リード導体間に接続されたヒューズエレメントがベース
   樹脂フィルムとカバー樹脂フィルムとで封止され、各樹
   脂フィルムと各帯状リード導体との封止界面に気泡が点
   在されていることを特徴とする薄型ヒューズ。
2. 【請求項２】両帯状リード導体の端部及びこれらの帯状
   リード導体間に接続されたヒューズエレメントをベース
   樹脂フィルムとカバー樹脂フィルムとで封着し、而るの
   ち、各樹脂フィルムと各帯状リード導体との界面に加圧
   加熱による樹脂フィルム含有水若しくは付着水の気化で
   気泡を発生させることを特徴とする薄型ヒューズの製造
   方法。
3. 【請求項３】各樹脂フィルムにポリエチレンテレフタレ
   ートフィルムを使用する請求項２記載の薄型ヒューズの
   製造方法。
4. 【請求項４】一対の帯状リ−ド導体の先端部がベ−ス樹
   脂フィルムの裏面より表面に水密に現出されると共にベ
   ース樹脂フィルム裏面と帯状リード導体とが固着され、
   それらの現出導体間にヒューズエレメントが接続され、
   該ヒューズエレメントがカバ−樹脂フィルムのベ−ス樹
   脂フィルム周囲への接合により封止され、上記ベース樹
   脂フィルム裏面と帯状リード導体との固着界面のうち少
   なくともベース樹脂フィルム縁端部での界面に気泡が点
   在されていることを特徴とする薄型ヒューズ。