JP4118394B2

JP4118394B2 - 薄型温度ヒュ−ズの製造方法

Info

Publication number: JP4118394B2
Application number: JP17967398A
Authority: JP
Inventors: 智宏丹羽
Original assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Current assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date: 1998-06-11
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2018-06-11
Also published as: JPH11353994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型温度ヒュ−ズの製造方法に関し、例えばリチウムイオン二次電池を過充電や過放電から保護するのに用いる温度ヒュ−ズの製造に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、携帯用電気機器の電源としてリチウムイオン二次電池等の大容量電池が使用されている。
かかる大容量電池では充電時や放電時に相当に大きな電流が流れる可能性があり、過充電や本体機器の故障により異常発熱する畏れがある。
そこで、この異常発熱を温度ヒュ−ズで感知し、電池を充電用電源から遮断し、または電池と本体機器との間を遮断することが検討されている。
【０００３】
この電池保護用温度ヒュ−ズにおいては薄型であることが要求され、樹脂ベ−スフィルムの片面上に一対の帯状リ−ド導体の先端部を固着し、帯状リ−ド導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、樹脂ベ−スフィルムの片面上に樹脂カバ−フィルムを配し、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと帯状リ−ド導体との間を接着剤で封止した薄型温度ヒュ−ズが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記接着剤による封止では、接着剤が内側に流延して低融点可溶合金片に付着し、低融点可溶合金片の溶断を阻害して温度ヒュ−ズの作動性が損なわれる畏れがある。
また、超音波融着では樹脂カバ−フィルムと帯状リ−ド導体との間の封止が不可である。
【０００５】
而して、上記接着剤に代えヒ−トシ−ルを使用することが考えられるが、樹脂ベ−スフィルムと樹脂カバ−フィルムとの樹脂同士の融着性に較べ樹脂カバ−フィルムと帯状リ−ド導体との間の樹脂対金属間の融着性が劣り、樹脂カバ−フィルムと帯状リ−ド導体との間の融着を確実に行うには、使用する加熱治具の熱出力を相当に大きくする必要があり、これでは低融点可溶合金片の熱による損傷が懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、互いに重畳した樹脂フィルム間の空間に低融点可溶合金片が納められ、この低融点可溶合金片に対する帯状リ−ド導体の少なくとも一本が上記樹脂フィルム間の空間から外部に引き出され、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び各フィルムと帯状リ−ド導体との間が封止されてなる薄型温度ヒュ−ズを製造する場合、熱または振動から低融点可溶合金片を安全に保持して両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び各フィルムと帯状リ−ド導体との間をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレザ−照射で封止し得る薄型温度ヒュ−ズの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る一の薄型温度ヒュ−ズの製造方法は、被封止部に孔を加工した一対の帯状リード導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、而るのち、この低融点可溶合金片及び前記被封止部を含む帯状リード導体端部を樹脂フィルムで挾み、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂フィルムと帯状リード導体の被封止部との間を融着することを特徴とする構成である。
【０００８】
本発明に係る他の薄型温度ヒュ−ズの製造方法は、一方の帯状リ−ド導体の先端部を樹脂ベ−スフィルムにその裏面側から表面側に表出させて固着し、他方の帯状リ−ド導体の先端部を樹脂ベ−スフィルムの表面側に固着し、両帯状リ−ド導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、樹脂ベ−スフィルムの表面上に樹脂カバ−フィルムを配し、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体との間を封止して温度ヒュ−ズを製造する方法において、他方の帯状リ−ド導体の被封止部に孔を加工し、上記両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体との間の封止をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレザ−照射により行う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）及び図１の（ロ）〔図１の（イ）のロ−ロ断面図〕は、請求項１に係る発明により製造される薄型温度ヒュ−ズの一例を示している。
図１において、１は樹脂フィルムを、２は帯状リ−ド導体を、３は低融点可溶合金片を、４はフラックスをそれぞれ示し、樹脂フィルム１，１間に接合される帯状リ−ド導体２の被封止部には図２に示すように孔ａ，…を加工してある。
上記帯状リ−ド導体２には、例えば銅、アルミニウム、ニッケル等を使用でき、上記樹脂フィルム１や後述の樹脂ベ−スフィルム、樹脂カバ−フィルムには、例えばポリエチレンテレフタレ−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を使用できる。
【００１０】
請求項１に係る発明により薄型温度ヒュ−ズを製造するには、まず図１において一対の帯状リ−ド導体２，２の先端片面間に低融点可溶合金片３を溶接等により接続し、この接続した低融点可溶合金片上にフラックス４を塗布する。次ぎに、フラックス塗布低融点可溶合金片を樹脂フィルム１，１で挾み、樹脂フィルム１の周辺の樹脂フィルム同士１，１及び樹脂フィルム１と帯状リ−ド導体被封止部２０との間をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−ザ照射により接合し、これにて請求項１に係る発明による薄型温度ヒュ−ズの製造を終了する。
上記ヒ−トシ−ルには、樹脂フィルムの周辺部分に接触される枠形熱板を所定の温度、圧力及び時間で被被封止部位に接触させる方法を用いることができる。
上記超音波融着には、樹脂フィルムの周辺部分に接触される枠形ホ−ンを被被封止部位に押し付け、この押し付けホ−ンを発振器の作動で所定の超音波出力で振動させる方法を用いることができる。
【００１１】
上記被封止部位は樹脂フィルム１，１同士の接合部分と樹脂フィルム１と帯状リ−ド導体被封止部２０との接合部分を含んでおり、樹脂分子鎖の相互拡散が生じる樹脂フィルム同士１，１の接合部分に較べ樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との接合部分が難接合性であるために、樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との接合部分を基準として上記ヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−ザ照射の条件を設定する必要がある（樹脂フィルム同士の接合は樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との接合に較べて低いエネルギ−で良好に行い得るが、かかる低いエネルギ−では樹脂フィルムと帯状リ−ド導体とを満足に接合できず、従って、樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との接合部分を基準として上記ヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−ザ照射の条件を設定する必要がある）。
【００１２】
而るに、本発明では帯状リ−ド導体２の被封止部分２０に孔ａを設けてあり、この孔ａを通しての樹脂フィルム同士１，１の接合が行われるから、孔無しの場合に較べて低いエルルギ−で良好に接合できる。従って、ヒ−トシ−ルの場合は、それだけ温度、圧力及び時間を小に、もしくは短くでき、また超音波融着の場合は、それだけ発振機の超音波出力を低くでき、レ−ザ照射の場合は、照射時間を短くでき、低融点可溶合金片３の熱または振動による損傷をよく抑制できる。
【００１３】
図４の（イ）及び図４の（ロ）〔図４の（イ）のロ−ロ断面図〕は、請求項２に係る発明により製造される薄型温度ヒュ−ズの一例を示している。
請求項２に係る発明により薄型温度ヒュ−ズを製造するには、図４において、一方の帯状リ−ド導体２１の先端部を熱プレス等で樹脂ベ−スフィルム１１にその裏面側から表面側に表出させて固着し、被封止部２０に孔ａを設けた他方の帯状リ−ド導体２の先端部を樹脂ベ−スフィルム１１の表面に熱プレス等で固着し、更に両帯状リ−ド導体２，２１の先端間に低融点可溶合金片３を溶接等で接合し、更に低融点可溶合金片３上にフラックス４を塗布する。次いで、樹脂ベ−スフィルム１１の片面上に樹脂カバ−フィルム１２を配し、樹脂カバ−フィルム１２の周辺の樹脂ベ−スフィルム１１と樹脂カバ−フィルム１２との間及び樹脂カバ−フィルム１２と他方の帯状リ−ド導体２の被封止部２０との間をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−ザ照射により接合し、これにて請求項２に係る発明による薄型温度ヒュ−ズの製造を終了する。
【００１４】
請求項２に係る発明による場合、他方の帯状リ−ド導体２が樹脂カバ−フィルム１２で封止されるが、この帯状リ−ド導体２の被封止部分２０に孔ａを設けており、この孔ａを通しての樹脂フィルム同士１１，１２の接合が行われるから、孔無しの場合に較べて低いエルルギ−で良好に接合でき、その結果、ヒ−トシ−ルの場合は、それだけ温度、圧力及び時間を小もしくは短くでき、また超音波融着の場合は、発振機の超音波出力を低くできるので低融点可溶合金片の熱または振動による損傷をよく抑制できる。
【００１５】
本発明において帯状リ−ド導体２の被封止部２０の孔ａは、図２に示す帯状リ−ド導体２や後述の図４における帯状リ−ド導体２（図３参照）のように、多数箇を分散させて設けることが好ましいが、大きい孔を一箇設けることも可能である。
【００１６】
本発明により製造した薄型温度ヒュ−ズは、例えばリチウムイオン二次電池を異常発熱から保護するために使用でき、例えば、電池の負極缶に一方の帯状リ−ド導体及び温度ヒュ−ズ本体を密接させると共にその一方の帯状リ−ド導体と負極缶との間を電気的に接続し、他方の帯状リ−ド導体を負極缶から離隔や絶縁フィルムの介在により絶縁して当該電池に直列に挿入し、電池の異常発熱で低融点可溶合金片を溶断させて電池を本体機器から電気的に遮断させることができる。
【００１７】
図５はリチウムイオン二次電池を示し、セパレ−タ５１を介在させた正極５２と負極５３とのスパイラル巻回体Ｅを負極缶５４に収容して負極５３と負極缶５４の底面とを電気的に導通し、負極缶５４内の上端に正極集電極５５を配設して正極５２をこの集電極５５に電気的に導通し、負極缶５４の上端部５４１を防爆弁板外５６の外周端部及び正極蓋５７の外周端部にパッキング５８を介してかしめ加工し、防爆弁板５６の中央凹部を正極集電極５９に電気的に導通してあり、請求項１や２の発明により製造した薄型温度ヒュ−ズでは、薄型温度ヒュ−ズをリチウムイオン二次電池の防爆弁板５６と正極蓋５７との間の空間に配し、防爆弁板５６の外周端部と正極蓋５７の外周端部との間に絶縁スペ−サリングｒを介在させ、一方の帯状リ−ド導体２を防爆弁板５６の外周端部と絶縁スペ−サリングｒとで挾持し、他方の帯状リ−ド導体２を正極蓋５７の外周端部と絶縁スペ−サリングｒとで挾持して電池内に直列に組み込んで使用することができる。
【００１８】
図６の（イ）及び図６の（ロ）〔図６の（イ）におけるロ−ロ断面図〕は請求項２に係る発明で製造した薄型温度ヒュ−ズの別実施例を示し、上記と同様にして電池内に直列に組み込んで使用することができる。
図６において、Ｆはフレ−ムを示し、図７の（イ）に示す環状部２０１の内周に一方の帯状リ−ド導体２１を有する一方の箔状電極ｆ_１と、図８の（ロ）に示す環状の樹脂スペ−サフィルムｓと、図７の（ハ）に示す環状部２００の内周に他方の帯状リ−ド導体２を有する箔状電極ｆ_２とをリ−ド部２，２１を１８０°互い違いにして重畳してある。これらの帯状リ−ド導体２、２１のうちリ−ド導体２の被封止部２０には孔ａを加工してある。これらの箔状電極ｆ_１，ｆ_２と樹脂スペ−サフィルムｓの界面の接着には熱融着等を使用できる。
【００１９】
図６において、Ａはフレ−ムＦの中央空間に配した温度ヒュ−ズ本体であり、一方の帯状リ−ド導体２１の先端部を樹脂ベ−スフィルム１１の一面に固着すると共に該フィルム１１の一面より他面に局部的に表出させ、他方の帯状リ−ド導体２の先端部を前記樹脂ベ−スフィルム１１の他面に固着し、該先端部と前記局部的に表出された一方の帯状リ−ド導体２１先端部分との間に低融点可溶合金片３を溶接等で接続し、該低融点可溶合金片３にフラックス４を塗布し、このフラックス塗布低融点可溶合金片上に樹脂カバ−フィルム１２を配し、樹脂カバ−フィルム１２周辺の樹脂ベ−スフィルム１１と樹脂カバ−フィルム１２との間及び樹脂カバ−フィルム１２と他方の帯状リ−ド導体２の被封止部２０との間をヒ−トシ−ルまたは超音波融着或いはレ−ザ照射により接合してある。
【００２０】
この薄型温度ヒュ−ズでは図５に示す電池において、前記絶縁スペ−サリングｒを介することなく防爆弁板５６の外周端部と正極蓋５７の外周端部との間に挾持されて防爆弁板５６とフレ−ムＦの箔状電極ｆ_１との電気的接触→箔状電極ｆ_２のリ−ド導体２１→低融点可溶合金片３→箔状電極ｆ_０のリ−ド導体２→フレ−ムＦの箔状電極ｆ_０と正極蓋５７との電気的接触により、電池に温度ヒュ−ズが電気的に直列に接続される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係る薄型温度ヒュ−ズの製造方法によれば、低融点可溶合金片を内蔵せる樹脂フィルム間の周辺の封止部に樹脂フィルム同士の接合部と樹脂フィルムと帯状リ−ド導体との接合部が存在するにもかかわらず、帯状リ−ド導体の被封止部に孔を設けてその封止部の融着性を樹脂フィルム同士の封止部の融着性に接近させ、樹脂フィルム間の周辺の封止全体を充分に低い熱出力の熱板やレ−ザ照射または充分に低出力の超音波ホ−ンで良好に行い得るようにしているから、熱または振動による低融点可溶合金片の損傷をよく抑制して良好な封止を行うことができ、良品質の薄型温度ヒュ−ズを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明により製造される薄型温度ヒュ−ズの一例を示す図面である。
【図２】本発明において使用する帯状リ−ド導体を示す図面である。
【図３】本発明において使用する帯状リ−ド導体の別例を示す図面である。
【図４】請求項２に係る発明により製造される薄型温度ヒュ−ズの一例を示す図面である。
【図５】本発明により製造された薄型温度ヒュ−ズの使用状態の一例を示す図面である。
【図６】請求項２に係る発明により製造される薄型温度ヒュ−ズの別例を示す図面である。
【図７】請求項２に係る発明により製造される上記別例の薄型温度ヒュ−ズに使用されるフレ−ムを示す図面である。
【符号の説明】
１樹脂フィルム
１１樹脂ベ−スフィルム
１２樹脂カバ−フィルム
２帯状リ−ド導体
２０帯状リ−ド導体２の被封止部
ａ孔
３低融点可溶合金片
４フラックス

Claims

被封止部に孔を加工した一対の帯状リード導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、而るのち、この低融点可溶合金片及び前記被封止部を含む帯状リード導体端部を樹脂フィルムで挾み、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂フィルムと帯状リード導体の被封止部との間を融着することを特徴とする薄型温度ヒューズの製造方法。
一方の帯状リ−ド導体の先端部を樹脂ベ−スフィルムにその裏面側から表面側に表出させて固着し、他方の帯状リ−ド導体の先端部を樹脂ベ−スフィルムの表面側に固着し、両帯状リ−ド導体の先端間に低融点可溶合金片を接続し、樹脂ベ−スフィルムの表面上に樹脂カバ−フィルムを配し、両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体との間を封止して温度ヒュ−ズを製造する方法において、他方の帯状リ−ド導体の被封止部に孔を加工し、上記両樹脂フィルム周辺のフィルム間及び樹脂カバ−フィルムと他方の帯状リ−ド導体との間の封止を融着により行うことを特徴とする薄型温度ヒュ−ズの製造方法。