JP2013218809A - 温度ヒューズおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、薄型化しても、大電流に使用することができ、信頼性に優れた温度ヒューズを得ることを目的とするものである。
【解決手段】第１の金属端子１１と第２の金属端子１２の一端部との間に橋設され、かつ周囲にフラックス１４が塗布された可溶合金１３と、上面に第１、第２の金属端子１１、１２が配置された第１の絶縁フィルム１５と、可溶合金１３を覆うようにその一部が第１、第２の金属端子１１、１２の上面に配置され、かつ第１の絶縁フィルム１５との間で可溶合金１３を封止した第２の絶縁フィルム１６とを備え、第２の絶縁フィルム１６は厚さの５倍以上の深さにほぼ矩形状にエンボス加工され、第２の絶縁フィルム１６の天面角部の厚さを第２の絶縁フィルム１６の厚さの７０％以上としたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄型の温度ヒューズおよびその製造方法に関するものである。

近年電子機器の小型化が進んでおり、例えば携帯電話の電池パックも小型、薄型化が求められている。このような電池パックへの要望に対し、その中に使われる温度ヒューズは、図４の従来の温度ヒューズの内観上面図、図５の図４におけるＡ−Ａ線の断面図のように、端子１に可溶合金２を橋設して接続し、これを絶縁フィルム３で封止したものを用いていた。

ここで、図４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。

そして、このような温度ヒューズに対しても、さらなる小型化、大電流化、高信頼性が要求されるようになってきている。

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。

特開２００１−６５０８号公報

上記従来の温度ヒューズを大電流でも使用可能とするためには、可溶合金２の断面積を大きくする必要があり、底面積を小さくしようとすると、厚い可溶合金２を用いざるを得なくなる。そのため薄型化するためには、可溶合金２を封止する絶縁フィルム３に薄いものを用いる必要がある。ところが絶縁フィルム３が薄くなり、絶縁フィルム３の厚さに対して可溶合金２の厚さが厚くなってくると、これを封止しようとするとその天面角部の厚さが薄くなり、信頼性が悪くなるという課題があった。

本発明はこの課題に対して、小型化、薄型化しても、大電流に使用することができ、信頼性に優れた温度ヒューズを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、第１の金属端子および第２の金属端子と、第１の金属端子と第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、上面に第１、第２の金属端子が配置された第１の絶縁フィルムと、可溶合金を覆うようにその一部が第１、第２の金属端子の上面に配置され、かつ第１の絶縁フィルムとの間で可溶合金を封止した第２の絶縁フィルムとを備え、第２の絶縁フィルムは厚さの５倍以上の深さにほぼ矩形状にエンボス加工され、第２の絶縁フィルムの天面角部の厚さを第２の絶縁フィルムの厚さの７０％以上としたものである。

上記構成により、小型化、薄型化しても、大電流に使用することができ、信頼性に優れた温度ヒューズを得ることができる。

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１におけるＣ−Ｃ線の断面図 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 従来の温度ヒューズの内観上面図 図４におけるＡ−Ａ線の断面図

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。

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、図２は図１におけるＣ−Ｃ線の断面図であって、ニッケルからなる第１の金属端子１１、第２の金属端子１２の間に、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｂｉ合金からなる可溶合金１３を橋設させ、可溶合金１３の周囲にフラックス１４が塗布され、可溶合金１３およびフラックス１４を第１の絶縁フィルム１５と第２の絶縁フィルム１６とを溶着固定された溶着部２０で封止している。第１の絶縁フィルム１５は厚さ約０．１８ｍｍのポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと称す）フィルム、また第２の絶縁フィルム１６は厚さ（ｔ１）約０．１２ｍｍのＰＥＮフィルムからなっており、第２の絶縁フィルム１６は深さ（ｔ２）が約０．７ｍｍとなるように、ほぼ矩形状にエンボス加工され、可溶合金１３およびフラックス１４はこのエンボス加工されたポケット１７部分に収納されている。

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。

通常このように絶縁フィルムをエンボス加工すると、絶縁フィルムが伸ばされ天面角部の厚さが薄くなってしまう。特に絶縁フィルムの厚さに対して深くエンボス加工すると、天面角部の厚さは元の絶縁フィルムの厚さの半分以下となってしまう。温度ヒューズにおいては可溶合金およびフラックスを絶縁フィルム間に封止しておく必要がある。そのため絶縁フィルム天面角部の厚さが極端に薄くなった場合、信頼性に課題が生じる可能性がある。

これに対して本発明の一実施の形態では、第２の絶縁フィルム１６の天面角部の最も薄い部分の厚さ（ｄ１）を約０．１ｍｍと極端に薄くならないように構成している。このようにｄ１を第２の絶縁フィルム１６の厚さの７０％以上とすることにより、信頼性に優れた温度ヒューズを得ることができる。

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。

まず図３（ａ）のように、ＰＥＮからなり厚さ約０．１８ｍｍのテープ状の第１の絶縁フィルム１５の上に、ニッケルからなる第１の金属端子１１、第２の金属端子１２を第１の絶縁フィルム１５の延伸方向に対して垂直な方向に対向するように配置させ、第１の絶縁フィルム１５と第１の金属端子１１、第２の金属端子１２とを溶着させて固定する。

溶着させる方法としては、熱プレス、あるいは金属端子に電流を流して金属端子を発熱させ、その熱で溶着しても良い。

なお、第１の絶縁フィルム１５には、第１の金属端子１１、第２の金属端子１２を固着する領域間に直径約１ｍｍの搬送用の送り穴１８ａが設けられている。

次に図３（ｂ）のように、第１の金属端子１１と第２の金属端子１２との間に橋設するように可溶合金１３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合金１３の一部を溶かすことにより、第１の金属端子１１、第２の金属端子１２と可溶合金１３とを接合する。

次に第２の絶縁フィルム１６を準備する。まず図３（ｃ）のように、ＰＥＮからなり厚さ約０．１２ｍｍのテープ状の第２の絶縁フィルム１６に、送り穴１８ｂと貫通孔１９を形成する。第２の絶縁フィルム１６に設ける送り穴１８ｂは、第１の絶縁フィルム１５に設けた送り穴１８ａと同じ大きさで同じ位置にくるように形成する。

図３（ｃ）の点線は、エンボス加工によってポケット１７を形成する位置を示している。このポケット１７の底面は、第２の絶縁フィルム１６の延伸方向の長さ（ｄ２）を約２．０ｍｍ、第２の絶縁フィルム１６の幅方向の長さ（ｄ３）を約２．５ｍｍとするほぼ矩形状となっている。このポケット１７を形成する位置に対して第２の絶縁フィルム１６の延伸方向に所定の距離（ｄ４）はなれた位置に、ポケット１７の幅方向の長さとほぼ同じ長さの細長い貫通孔１９が形成されている。ここでｄ４の距離を約０．５ｍｍとしている。

次に送り穴１８ｂと貫通孔１９が形成された第２の絶縁フィルム１６をエンボス加工することにより、ポケット１７を形成することにより、図３（ｄ）のようになる。エンボス加工は冷間プレスにより行うが、通常ポケット１７の部分で伸ばされるためにその厚さは薄くなる。ここでポケット１７を形成する位置に沿って貫通孔１９が設けられているため、貫通孔１９とポケット１７との間のフィルムがポケット１７側に引き込まれる。このように引き込まれることによりポケット１７の領域の厚さが薄くなることを防ぐことができる。以上のようにして深さ約０．７ｍｍのポケット１７を形成したが、天面角部の最も薄い部分の厚さ（ｄ１）を約０．１ｍｍと、第２の絶縁フィルム１６の厚さの７０％以上を確保することができた。

なおポケット側に引き込まれることにより、貫通孔１９の形状は、図３（ｄ）のようにＤ字状に変形されるが、貫通孔１９がポケット１７を形成する位置にまで到達しないようにすれば後の封止する工程で問題なく封止することができる。このように貫通孔１９とポケット１７との間の第２の絶縁フィルム１６をポケット側に引き込むようにし、貫通孔１９がポケット１７を形成する位置にまで到達しないようにするためには、貫通孔１９を設ける位置を、ｔ２／２≦ｄ４≦ｔ２となるようにすることが望ましい。

次に図３（ｂ）の第１の絶縁フィルム１５に、図３（ｄ）の第２の絶縁フィルム１６を、送り穴１８ａ、１８ｂを用いて重ね合わせる。このとき第２の絶縁フィルム１６のポケット１７にはフラックス１４が入れられている。フラックス１４は溶融したものをディスペンサでポケット１７の中に注入したもので、可溶合金１３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１４が可溶合金１３に回り込んで塗布される。

次にポケット１７の周囲に超音波ホーン（図示していない）を当てて第１の絶縁フィルム１５と第２の絶縁フィルム１６を超音波溶着して溶着部２０を形成することにより、図３（ｅ）のように、可溶合金１３およびフラックス１４を第１の絶縁フィルム１５と第２の絶縁フィルム１６との間に封止する。

最後に超音波溶着した溶着部２０で切断して個片化することにより、図３（ｆ）のような温度ヒューズを得る。

以上のように第２の絶縁フィルムのポケット１７を形成する領域の近くに貫通孔１９を設けて、これをエンボス加工することにより、第２の絶縁フィルム１６の厚さに対して深いポケット１７を形成しても、天面角部の厚さを十分に確保することができるため、小型化、薄型化しても、大電流に使用することができ、信頼性に優れた温度ヒューズを得ることができる。

本発明に係る温度ヒューズおよびその製造方法は、小型化、薄型化しても、大電流に使用することができ、さらに信頼性に優れた温度ヒューズを得ることができるため、産業上有用である。

１１ 第１の金属端子
１２ 第２の金属端子
１３ 可溶合金
１４ フラックス
１５ 第１の絶縁フィルム
１６ 第２の絶縁フィルム
１７ ポケット
１８ａ 送り穴
１８ｂ 送り穴
１９ 貫通孔
２０ 溶着部

Claims (3)

1. 第１の金属端子および第２の金属端子と、前記第１の金属端子と前記第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、上面に前記第１、第２の金属端子が配置された第１の絶縁フィルムと、前記可溶合金を覆うようにその一部が前記第１、第２の金属端子の上面に配置され、かつ前記第１の絶縁フィルムとの間で前記可溶合金を封止した第２の絶縁フィルムとを備え、前記第２の絶縁フィルムは厚さの５倍以上の深さにほぼ矩形状にエンボス加工され、前記第２の絶縁フィルムの天面角部の厚さを前記第２の絶縁フィルムの厚さの７０％以上としたことを特徴とする温度ヒューズ。
2. テープ状の第１の絶縁フィルムに第１の金属端子および第２の金属端子を固定する工程と、前記第１の金属端子と前記第２の金属端子の一端部との間に橋設するように可溶合金を接続する工程と、テープ状の第２の絶縁フィルムをエンボス加工することにより直方体状のポケットを形成してカバーフィルムを得る工程と、前記可溶合金およびその周囲に塗布したフラックスを前記ポケットに収納するように前記第１の絶縁フィルムと前記カバーフィルムとを融着させる工程とを備え、前記第１の金属端子および前記第２の金属端子は前記第１の絶縁フィルムの延伸方向に対して垂直な方向に固定され、前記ポケットは前記第２の絶縁フィルムの厚さの５倍以上の深さに形成され、前記第２の絶縁フィルムの、前記ポケットが形成される場所の前記第２の絶縁フィルムの延伸方向の両側には、所定の寸法をあけて前記ポケットの幅方向の長さとほぼ同じ長さの貫通孔が設けられ、前記ポケットの天面角部の厚さを前記第２の絶縁フィルムの厚さの７０％以上となるようにした温度ヒューズの製造方法。
3. 前記ポケットが形成される場所の端部から前記貫通孔までの距離を前記ポケットの深さよりも小さくしたことを特徴とする請求項２記載の温度ヒューズの製造方法。

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