熔断器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种不依靠基底层的电极的厚度而能够固定熔断器材料并且不容易受到来自电极的热影响，且能够实现小型化的熔断器。本发明的熔断器具备：绝缘性基板(2)；一对电极(3)，形成于绝缘性基板上；金属熔丝膜(4)，为带状且其两端直接或经由其他的导电材料与一对电极连接；及低熔点部件(5)，覆盖金属熔丝膜的至少中间部分而设置，且由熔点低于金属熔丝膜的金属材料形成，其中，金属熔丝膜具有以宽度比其他部分或电极窄的方式形成的窄幅部(4a)，低熔点部件比其宽度比窄幅部宽的方式形成，且通过粘结剂直接固定于绝缘性基板上。
【专利说明】熔断器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在汽车等电气电路中在产生过电流时或伴随过电流的产生而温度异常时通过熔断来保护电子组件或电路等的熔断器。
【背景技术】
[0002]通常，在汽车或电子产品等中为了在过电流及异常温度下保护电子组件和电路等而组装有熔断器。尤其在近几年，混合动力车或电动车等中搭载有多个电池和电容器，而与这些相关的保护电路中也在使用熔断器。
[0003]以往，温度熔断器使用在一定熔点以上熔化的合金等材料作为导体，并通过该导体在所设定的温度以上熔断来实现(例如，专利文献I等)。
[0004]专利文献1:日本专利公开平7-130277号公报
[0005]上述以往的技术中留有以下课题。
[0006]在以往的熔断器的结构中的电极与低熔点的熔断器材料的接合方法中，作为低温用接合方法可以使用焊接，但是作为高温用接合方法焊料有可能熔化，因此作为高温用接合方法使用超声波焊接或压接。然而，当基底层的电极较薄时，超声波焊接或压接等难以获得充分的接合强度。并且，当直接接合电极与熔断器材料时，熔断器材料有时因装配熔断器时的焊接等引起的热而在与电极的接合部附近熔断，从而导致了产品成品率的下降。进而，需利用熔断器整体的大小来缓和来自电极的热影响，因此熔断器的小型化也难以实现。
【发明内容】
[0007]本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种不依靠基底层的电极的厚度而能够固定熔断器材料，并且不容易受到来自电极的热影响，且能够实现小型化的熔断器。
[0008]本发明为了解决上述课题而采用了以下结构。S卩，第I发明所涉及的熔断器的特征在于，具备:绝缘性基板；一对电极，形成于所述绝缘性基板上；金属熔丝膜，为带状且其两端直接或经由其他的导电材料与所述一对电极连接；及低熔点部件，覆盖所述金属熔丝膜的至少中间部分而设置，且由熔点低于所述金属熔丝膜的金属材料形成，其中，所述金属熔丝膜具有以宽度比其他部分或所述电极窄的方式形成的窄幅部，所述低熔点部件以其宽度比所述窄幅部宽的方式形成，且通过粘结剂直接固定于所述绝缘性基板上。
[0009]在该熔断器中，低熔点部件以其宽度比所述窄幅部宽的方式形成，且通过粘结剂直接固定于绝缘性基板上，因此，无论电极与金属熔丝膜是否电连接，低熔点部件主要通过自绝缘性基板传导来的热而熔解，并且使低熔点部件下方的窄幅部熔断。即，低熔点部件通过由进行发热的其他的部位传导至绝缘性基板的热而熔融，而并非通过金属熔丝膜或低熔点部件的电阻加热而熔融。
[0010]如此，由于低熔点部件通过粘结剂直接粘结于绝缘性基板上，因此无需将低熔点部件通过超声波焊接或压接等接合于金属熔丝膜上而进行电连接，并且能够不依靠金属熔丝膜的厚度而以高粘结强度进行固定。并且，由于低熔点部件并未与连接于电极的金属熔丝膜接合，并且被固定于绝缘性基板上，因此能够降低在装配熔断器时由焊接等引起的来自电极的热影响，且能够抑制低熔点部件在装配时熔断的现象，并且还能够实现整体的小型化。另外，粘结剂涂抹在绝缘性基板上而非金属熔丝膜上，因此在金属熔丝膜熔融时难以产生影响。
[0011]第2发明所涉及的熔断器的特征在于，在第I发明中，所述低熔点部件在所述窄幅部的两侧通过粘结剂被粘结于所述绝缘性基板上。
[0012]S卩，在该熔断器中，低熔点部件在窄幅部的两侧通过粘结剂粘结于绝缘性基板上，因此低熔点部件能够从窄幅部的两侧开始熔融，从而可靠地使窄幅部熔断。
[0013]第3发明所涉及的熔断器的特征在于，在第2发明中，所述低熔点部件形成为在所述窄幅部的两侧配设有一对凹部的H型，并且通过涂布于所述凹部的粘结剂而粘结于所述绝缘性基板上。
[0014]S卩，在该熔断器中，低熔点部件形成为在窄幅部的两侧配设有一对凹部的H型，并且通过涂布于凹部的粘结剂而粘结于绝缘性基板上，因此，由于在一对凹部上以点状的方式设有粘结剂，因此在金属熔丝膜熔断时粘结剂很难流向金属熔丝膜侧，从而能够进一步抑制对熔断的影响。并且，由于低熔点部件形成为H型，因此在熔融时被拉向两侧，从而变得容易在中央熔断。
[0015]第4发明所涉及的熔断器的特征在于，在第I至第3发明的任一发明中，所述金属熔丝膜通过溅射而成膜。
[0016]即，在该熔断器中，金属熔丝膜通过溅射而成膜，因此通过比基于电镀或蒸镀而形成的膜更薄的金属熔丝膜能够使装配时的来自电极的热更难以传导至低熔点部件。
[0017]第5发明所涉及的熔断器的特征在于，在第I至第4发明的任一发明中，具备由通过通电而发热的电阻材料形成于所述绝缘性基板上，并且与所述一对电极连接的电阻体部，其中，所述一对电极的至少一方经由所述金属熔丝膜与所述电阻体部连接。
[0018]S卩，在该熔断器中，在绝缘性基板上具备与一对电极连接的电阻体部，并且一对电极的至少一方经由金属熔丝膜与电阻体部连接，因此，在过电流流经时发热的电阻体部的热经由绝缘性基板传导至低熔点部件，从而能够使其熔融，并且使金属熔丝膜熔断。并且，能够使电阻体部与熔断器机构一体形成为单片而使其小型化，并能够减少组件件数，并且还能够应对较窄的设置区域。
[0019]根据本发明，发挥以下效果。
[0020]S卩，根据本发明所涉及的熔断器，低熔点部件以其宽度宽于窄幅部的方式形成且通过粘结剂直接固定于绝缘性基板上，因此能够不依靠金属熔丝膜的厚度而以高粘结强度将低熔点部件固定在金属熔丝膜上，并且能够降低在装配熔断器时由焊接等引起的来自电极的热影响，进而还能够实现整体的小型化。
[0021]由此，本发明的熔断器小型且能够获得较高的可靠性，尤其优选作为搭载有电池和电容器的混合动力车或电动车等的保护电路来使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示本发明所涉及的熔断器的一实施方式的俯视图。
[0023]图2是图1的A-A’剖视图。
[0024]图3是图1的B-B’剖视图。
【具体实施方式】
[0025]以下，参考图1至图3对本发明所涉及的熔断器的一实施方式进行说明。
[0026]如图1至图3所示，本实施方式的熔断器系统I具备:绝缘性基板2 对电极3，形成于绝缘性基板2上；金属熔丝膜4，为带状且其两端直接或经由其他的导电材料与一对电极3连接；低熔点部件5，覆盖金属熔丝膜4的至少中间部分而设置，且由熔点低于金属熔丝膜4的金属材料形成；及电阻体部6，由通过通电而发热的电阻材料形成于绝缘性基板2上，并且与一对电极3连接。
[0027]上述金属熔丝膜4具有以宽度比其他部分或电极3窄的方式形成的窄幅部4a。即，窄幅部4a为线宽局部性地变细的缩颈部，并且为低熔点部件5被熔融时熔断的部分。
[0028]上述低熔点部件5以其宽度比窄幅部4a宽的方式形成，并且通过粘结剂S直接固定于绝缘性基板2上。具体而言，低熔点部件5在窄幅部4a的两侧通过粘结剂S粘结于绝缘性基板2上。即，低熔点部件5形成为在窄幅部4a的两侧配设有一对凹部5a的H型，并且通过涂布于凹部5a的粘结剂S而粘结于绝缘性基板2上。
[0029]上述金属熔丝膜4及电极3为通过溅射而一体成膜的薄膜。例如，金属熔丝膜4及电极3为通过使用Cu溅射靶的溅射而成膜的Cu薄膜，例如其膜厚为3 μ m以下。
[0030]上述绝缘性基板2例如为AlN等陶瓷基板。
[0031]上述电阻体部6为例如通过溅射而成膜的TaSi等，并且为在通电时通过电阻加热而发热的电阻膜。
[0032]一对电极3的一方经由金属熔丝膜4而与电阻体部6连接。即，金属熔丝膜4的一端与配设于绝缘性基板2的一端侧的长方形的电极3连接，并且金属熔丝膜4的另一端连接于电阻体部6的一端。即，金属熔丝膜4的另一端经由导电材料即电阻体部6连接于电极3。并且，电阻体部6的另一端连接于配设于绝缘性基板2的另一端侧的电极3。如此，一对电极3的一方、金属熔丝膜4、电阻体部6、及一对电极3的另一方依次以串联的方式电连接。
[0033]在上述一对电极3上，块状的电极端子7分别通过焊接等被接合。
[0034]上述低熔点部件5,能够采用例如Ag/Sn/Cu、Sn/Pb、Ag/Sn、Au/Sn/Cu或Au/Sn等的合金。该低熔点部件5设定为其厚度大幅厚于配设于下部的金属熔丝膜4，即设定为大约10倍的厚度。
[0035]本实施方式的熔断器I中，当电流流过一对电极3之间时，串联连接的电阻体部6被电阻加热而发热。此时所发出的热被传导至绝缘性基板2，从而低熔点部件5也受到热。若在一对电极3之间流过的电流较大，并且上述电阻体部6的发热变高而绝缘性基板2的温度超过低熔点部件5的熔点，则低熔点部件5通过来自绝缘性基板2的热而熔融。并且，位于低熔点部件5下方的金属熔丝膜4的窄幅部4a通过被熔融的低熔点部件5而熔断。即，若在一对电极3之间流经过大的电流，则通过高温化后的电阻体部6使低熔点部件5熔融，并且使金属熔丝膜4熔断。
[0036]如此在本实施方式的熔断器I中，低熔点部件5形成为其宽度宽于窄幅部4a，且通过粘结剂S直接固定于绝缘性基板2上，因此，无论电极3与金属熔丝膜4是否电连接，低熔点部件5主要通过自绝缘性基板2传导来的热而熔解，并且使位于低熔点部件5下方的窄幅部4a熔断。即，低熔点部件5通过自进行发热的其他的部位(本实施方式中为电阻体部6)传导至绝缘性基板2的热而熔融，而并非通过金属熔丝膜4或低熔点部件5的电阻加热而熔融。
[0037]如此，低熔点部件5通过粘结剂S直接粘结于绝缘性基板2上，因此无需将低熔点部件5通过超声波焊接或压接等接合于金属熔丝膜4上而进行电连接，并且能够不依靠金属熔丝膜4的厚度而以高粘结强度将低熔点部件5固定在金属膜4上。并且，由于低熔点部件5并未与连接于电极3的金属熔丝膜4接合，并且被固定于绝缘性基板2上，因此能够降低在装配熔断器时由焊接等引起的来自电极3的热影响，且能够抑制低熔点部件5在装配时熔断的现象，并且还能够实现整体的小型化。另外，粘结剂S涂抹在绝缘性基板2上而非金属熔丝膜4上，因此在金属熔丝膜4熔融时难以产生影响。
[0038]另外，低熔点部件5在窄幅部4a的两侧通过粘结剂S被粘结于绝缘性基板2上，因此低熔点部件5能够从窄幅部4a的两侧开始熔融，从而可靠地使窄幅部4a熔断。
[0039]而且，低熔点部件5形成为在窄幅部4a的两侧配设有一对凹部5a的H型，并且通过涂布于凹部5a的粘结剂S而粘结于绝缘性基板2上，因此，由于在一对凹部5a上以点状的方式设有粘结剂S，因此在金属熔丝膜4熔断时粘结剂S很难流向金属熔丝膜4侧，从而能够进一步抑制对熔断的影响。并且，由于低熔点部件5形成为H型，因此在熔融时被拉向两侧，从而变得容易在中央熔断。
[0040]并且，金属熔丝膜4通过溅射而成膜，因此，通过比基于电镀或蒸镀而形成的膜更薄的金属熔丝膜4能够使装配时的来自电极3的热更难以传导至低熔点部件5。
[0041]而且，在绝缘性基板2上具备连接于一对电极3的电阻体部6，并且一对电极3的一方经由金属熔丝膜4与电阻体部6连接，因此在过电流流经时发热的电阻体部6的热经由绝缘性基板2传导至低熔点部件5，从而能够使其熔融，并且使金属熔丝膜4熔断。并且，能够使电阻体部6与熔断器机构一体形成为单片而使其小型化，并能够减少组件件数，并且还能够应对较窄的设置区域。
[0042][实施例]
[0043]根据上述实施方式制作本发明的实施例，并且进行了加热时的熔断器的功能试验。另外，本发明的实施例中，采用Ag/Sn/Cu (质量比Ag: Sn: Cu = 3.0:96.5:0.5,熔点约2200C )作为低熔点部件，采用通过溅射而成膜的膜厚为I μ m的Cu薄膜作为电极及金属熔丝膜。
[0044]该试验结果，在上述实施例中将绝缘性基板加热至300°C时，30秒后金属熔丝膜的窄幅部熔断。
[0045]另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够加以各种变更。
[0046]符号说明
[0047]1-熔断器，2-绝缘性基板，3-电极，4-金属熔丝膜，4a_窄幅部，5-低熔点部件，5a-低熔点部件的凹部，6-电阻体部，S-粘结剂。
【权利要求】
1.一种熔断器，其特征在于，具备: 绝缘性基板； 一对电极，形成于所述绝缘性基板上； 金属熔丝膜，为带状且其两端直接或经由其他的导电材料与所述一对电极连接；及低熔点部件，覆盖所述金属熔丝膜的至少中间部分而设置，且由熔点低于所述金属熔丝膜的金属材料形成， 所述金属熔丝膜具有以宽度比其他部分或所述电极窄的方式形成的窄幅部， 所述低熔点部件以其宽度比所述窄幅部宽的方式形成，且通过粘结剂直接固定于所述绝缘性基板上。
2.根据权利要求1所述的熔断器，其特征在于， 所述低熔点部件在所述窄幅部的两侧通过粘结剂粘结于所述绝缘性基板上。
3.根据权利要求2所述的熔断器，其特征在于， 所述低熔点部件形成为在所述窄幅部的两侧配设有一对凹部的H型，并且通过涂布于所述凹部的粘结剂粘结于所述绝缘性基板上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的熔断器，其特征在于， 所述金属熔丝膜通过溅射而成膜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的熔断器，其特征在于，具备: 电阻体部，由通过通电而发热的低电阻材料形成于所述绝缘性基板上，并且与所述一对电极连接， 所述一对电极的至少一方经由所述金属熔丝膜与所述电阻体部连接。
【文档编号】H01H85/04GK104347330SQ201410327037
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2013年8月1日
【发明者】白田敬治, 长瀬敏之 申请人:三菱综合材料株式会社