熔丝元件以及熔丝器件的制作方法_3

文档序号:9332815阅读:来源:国知局
体12、以及覆盖框体12的上表面的盖体13构 成。保护套l〇a具有使与第一、第二电极3、4连接的熔丝元件5的两端向外方导出的开口 部14。保护套10a除了导出熔丝元件5的开口部14之外被闭塞,防止熔融焊料等向框体 12内的侵入。保护套10a能够使用具备绝缘性、耐热性、抵抗性的工程塑料(engineering plastics)等来形成。
[0068] 保护套10a通过如图6(B)所示那样利用框体12的被开口的上表面侧收纳熔丝元 件5,如图6 (C)所示那样利用盖体13进行闭塞来形成。关于熔丝元件5,与第一、第二电 极3、4连接的两端向下方弯曲,从框体12的侧面导出。框体12被盖体13闭塞,由此,通过 形成在盖体13的内表面的凸部13a和框体12的侧面来形成熔丝元件5导出的开口部14。
[0069] 关于设置有这样的保护构件10、保护套10a的熔丝元件5,除了装入到熔丝器件1 来使用(参照图1)之外,还可以自身作为熔丝器件而直接在电子部件的电路基板上直接表 面安装。
[0070] [安装状态] 接着,对熔丝元件5的安装状态进行说明。在熔丝器件1中,如图1所示那样,熔丝元 件5与绝缘基板2的表面2a分离地安装。由此,在熔丝器件1中,在超过额定的电流流动 时,在第一、第二电极3、4间,熔丝元件5的熔融金属不会附着于绝缘基板2的表面2a,而能 够可靠地切断电流路径。
[0071] 另一方面,在利用向绝缘基板的表面印刷来形成熔丝元件等熔丝元件与绝缘基板 的表面相接的熔丝器件中,在第一、第二电极间熔丝元件的熔融金属附着于绝缘基板上而 产生泄露。例如,在通过向陶瓷基板印刷Ag浆来形成熔丝元件的熔丝器件中,陶瓷和银被 烧结并陷入而残留在第一、第二电极间。因此,通过该残留物,泄露电流在第一、第二电极间 流动,不能完全地切断电流路径。
[0072] 在此方面,在熔丝器件1中,在绝缘基板2之外以单体形成熔丝元件5,并且与绝缘 基板2的表面2a分离地安装。因此,关于熔丝器件1,即使在熔丝元件5的熔融时,熔融金 属也不会向绝缘基板2陷入,而被拉拢到第一、第二电极上,能够可靠地使第一、第二电极 间绝缘。
[0073] [焊剂涂敷] 此外,关于熔丝元件5,为了外层的高熔点金属层5b或低熔点金属层5a的氧化防止和 熔断时的氧化物除去和焊料的流动性提高,如图1所示那样,也可以在熔丝元件5上的外层 的大致整个表面涂覆焊剂。通过涂覆焊剂17,从而能够提高低熔点金属(例如焊料)的湿润 性,并且,除去低熔点金属熔解的期间的氧化物,使用向高熔点金属(例如Ag)的侵蚀作用来 提尚速恪断性。
[0074] 此外,通过涂覆焊剂17,从而即使在最外层的高熔点金属层5b的表面形成了以Sn 为主要成分的无Pb焊料等的氧化防止膜7的情况下,也能够除去该氧化防止膜7的氧化 物,从而能够有效地防止高熔点金属层5b的氧化,维持、提高速熔断性。
[0075] 这样的熔丝元件5能够如上述的那样通过回流焊接而连接于第一、第二电极3、4 上,但是,此外,熔丝元件5也可以通过超声波熔接而连接于第一、第二电极3、4上。
[0076] 此外,熔丝元件5也可以如图7所示那样利用与第一、第二电极3、4连接的夹具端 子21来安装。夹具端子21通过压接来夹持熔丝元件5的端部,由此,能够容易地连接。
[0077] 关于利用夹具端子21物理地嵌合连接的熔丝元件5,除了被装入到熔丝器件1来 使用之外,还可以如图8所示那样自身作为熔丝器件而直接地直接装入到熔丝盒、断路器 (breaker)装置。在该情况下,熔丝元件5由配设在绝缘端子台22上的第一、第二电线端子 23、24和夹具端子21所夹持,通过贯通夹具端子21、电线端子23、24和绝缘端子台22的螺 栓25以及配置于绝缘端子台22的背面的螺母26等缔结工具来固定。
[0078][覆盖构件] 再有,熔丝器件1也可以如图1所示那样为了保护像这样构成的绝缘基板2的表面2a上而在绝缘基板2上载置覆盖构件20。
[0079] 此外,关于熔丝元件5,除了应用于上述的通过由于超过额定的电流造成的自我发 热而熔断的熔丝器件1,还能够应用于通过设置在绝缘基板的发热体的加热而熔断来切断 电流路径的锂离子二次电池等用的保护器件。
[0080][第二实施方式] 接着,对应用本发明的其他的熔丝元件和熔丝器件进行说明。再有,在以下的说明中, 对与上述的熔丝器件1相同的构件标注相同的附图标记并省略其细节。图9是熔丝元件30 的立体图,图10是示出使用了熔丝元件30的熔丝器件40的制造工序的立体图。
[0081] 如图10所示那样,熔丝器件40具有:设置有第一、第二电极3、4的绝缘基板2、 遍及第一、第二电极3、4间装载的熔丝元件30、设置在熔丝元件30上的焊剂17、以及覆盖 设置有熔丝元件30的绝缘基板2的表面2a上的覆盖构件20。熔丝器件40被安装于电路 基板,由此,熔丝元件30串联地装入到形成在该电路基板上的电路。
[0082] 熔丝器件40实现了小型且高额定的熔丝器件,例如,谋求作为绝缘基板2的尺寸 而小型到3~4mmX5~6mm左右同时电阻值高额定化到0. 5~lmQ、50~60A额定。再有,当然本 发明能够应用于具备一切尺寸、电阻值和电流额定的熔丝器件。
[0083] 如图9所示,在熔丝元件30中,并联多个元件部31A~31C,由此,具有多个通电路 径。如图10 (B)所示,多个元件部31A~31C分别遍及形成在绝缘基板2的表面2a的第一、 第二电极3、4间连接,成为电流的通电路径,超过额定的电流进行通电,由此,通过自我发 热(焦耳热)恪断。在恪丝元件30中,通过使全部的元件部31A~31C恪断来切断遍及第一、 第二电极3、4间的电流路径。
[0084] 熔丝元件30与上述的熔丝元件5同样地为由内层和外层构成的层叠构造体,作为 内层具有低恪点金属层5a,作为层叠在低恪点金属层5a的外层具有高恪点金属层5b。此 外,恪丝元件30经由焊料等粘接材料8装载在第一和第二电极3、4间,之后,通过回流焊接 等连接在绝缘基板2上。关于恪丝元件30的低恪点金属层5a和高恪点金属层5b的材料、 层叠构造以及其制法、作用、效果等外形以外,与上述的熔丝元件5相同,因此,省略详细的 说明。
[0085] 再有,低熔点金属层5a通过将Sn作为主要成分来熔蚀高熔点金属,例如,通过使 用包含40%以上Sn的合金,从而能够熔蚀Ag等高熔点金属,迅速地熔断熔丝元件30。
[0086] 如图9所示,在熔丝元件30中,并联有遍及形成在绝缘基板2的第一、第二电极3、 4间装载的多个元件部31A~31C。由此,即使熔丝元件30在超过额定的电流通电而熔断时 发生了电弧放电的情况下,也能够防止熔融后的熔丝元件遍及广范围飞散而由飞散的金属 新形成电流路径或者飞散的金属附着于端子、周围的电子部件等。
[0087]S卩,如图11 (A)所示,在遍及绝缘基板40上的电极端子41、42间而在广范围内装 载的熔丝元件43中,当施加超过额定的电压而大电流流动时,整体地发热。然后,如图11 (B)所示,熔丝元件43的整体熔融而成为凝集状态,之后,如图11 (C)所示那样,一边发生 大规模的电弧放电一边熔断。因此,熔丝元件43的熔融物爆发地飞散。因此,存在如下的 担忧:由飞散的金属新形成电流路径而损害绝缘性,或者,使形成在绝缘基板40的电极端 子41、42熔融并且飞散,由此,附着于周围的电子部件等。进而,关于熔丝元件43,在整体地 凝集之后,使其熔融、切断,因此,熔断所需要的热能也变多,速熔断性差。
[0088] 作为迅速地停止电弧放电而切断电路的对策,还提出在中空壳体内塞满消弧材料 的熔丝、在散热材料的周围将熔丝元件卷绕成螺旋状来使时滞(timelag)发生的高电压对 应的电流熔丝。但是,在以往的高电压对应的电流熔丝中,需要消弧材料的封入、螺旋熔丝 的制造等均是复杂的材料、加工过程,在熔丝器件的小型化、电流的高额定化等方面中是不 利的。
[0089] 在此方面,在熔丝元件30中,并联有遍及第一、第二电极3、4间装载的多个元件部 31A~31C,因此,当超过额定的电流通电时,在电阻值低的元件部31中许多电流流动,通过 自我发热而依次熔断,仅在最后残留的元件部31熔断时发生电弧放电。因此,根据熔丝元 件30,即使在最后残留的元件部31的熔断时发生了电弧放电的情况下,根据元件部31的体 积也是小规模的放电,能够防止熔融金属的爆发的飞散,此外,也能够大幅提高熔断后的绝 缘性。此外,熔丝元件30按照多个元件部31A~31C的每一个熔断,因此,各元件部31的熔 断所需要的热能很少就行,而能够在短时间内切断。
[0090] 在熔丝元件30中,也可以使多个元件部31之中的一个元件部31的一部分或全部 的剖面积比其他的元件部的剖面积小,由此,相对地高电阻化。通过使一个元件部31相对 地高电阻化,从而,在熔丝元件30中,当超过额定的电流通电时,从比较低电阻的元件部31 起,许多电流进行通电而熔断。之后,电流集中于残留的该高电阻化后的元件部31,最后伴 随着电弧放电而熔断。因此,在熔丝元件30中,能够使元件部31依次熔断。此外,在剖面 积小的元件部31的熔断时发生电弧放电,因此,根据元件部31的体积而为小规模的放电, 能够防止熔融金属的爆发的飞散。
[0091] 此外,关于熔丝元件30,优选的是设置3个以上的元件部,并且,使内侧的元件部 最后熔断。例如,如图9所示,关于熔丝元件30,优选的是设置3个元件部31A、31B、31C,并 且使正中的元件部31B最后熔断。
[0092] 如图12 (A)所示,当在熔丝元件30中超过额定的电流通电时,首先在2个元件部 31A、31C中许多电流流动而通过自我发热熔断。如图12 (B)所示,元件部31A、31C的熔断 并未伴随着由自我发热造成的电弧放电,因此,也没有熔融金属的爆发的飞散。
[0093] 接着,如
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