JP2000348583A

JP2000348583A - 合金型温度ヒュ−ズ

Info

Publication number: JP2000348583A
Application number: JP11160060A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Uemura; 充明植村; Tomokuni Mitsui; 朋晋三井; Toshiaki Kawanishi; 俊朗川西
Original assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Current assignee: Uchihashi Estec Co Ltd
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: JP4209549B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムイオン二次電池のような高エネルギ−
密度の二次電池の異常昇温の未然防止に好適に使用でき
る合金型温度ヒュ−ズを提供する。【解決手段】電極２の表面が研磨されその研磨面に低融
点可溶合金片４の端部が溶着され、リ−ド導体３がニッ
ケル導体とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合金型温度ヒュ−ズ
に関し、リチウムイオン二次電池等の異常昇温の未然防
止に有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、携帯電話、ＰＨＳ、携帯型のパ−
ソナルコンピュ−タ等の携帯型電子機器の電源として、
繰返し充放電が可能な電池、すなわち二次電池が使用さ
れている。この二次電池としては、リチウムイオン二次
電池が高いエネルギ−密度、長いライフサイクル、高い
作動電圧等のために注目されている。このリチウムイオ
ン二次電池等においては、何らかの原因でエネルギ−が
一挙に放出されると、電池が異常高温になって爆裂する
畏れがある。そこで、温度ヒュ−ズをリチウムイオン二
次電池等の缶体に密接させ、かつ当該電池の＋極と−極
との間に直列に挿入するようにして取付け、当該電池が
所定の上限温度に達したときに電池回路を電気的に遮断
することが提案されている。

【０００３】この二次電池用温度ヒュ−ズに要求される
一の条件は、薄型・小型であり、かかる薄型・小型温度
ヒュ−ズとして、図６に示す合金型温度ヒュ−ズが公知
である。図６の（イ）に示す合金型温度ヒュ−ズにおい
ては、導電ペ−ストの印刷・焼付けによりセラミックス
板１’等の絶縁基板に対向電極２’，２’が設けられ、
各電極２’にリ−ド導体３’が接合され、両電極２’，
２’間に低融点可溶合金片４’が接続され、低融点可溶
合金片４’にフラックス５’が塗布され、フラックス塗
布低融点可溶合金片が樹脂層６’で封止されいる。

【０００４】図６の（ロ）に示す合金型温度ヒュ−ズに
おいては、一対の帯状リ−ド導体３’，３’の先端部が
プラスチックベ−スフィルム１１’の表面に熱融着さ
れ、その導体先端部間に低融点可溶合金片４’が接続さ
れ、この低融点可溶合金片４’にフラックス５’が塗布
され、フラックス塗布低融点可溶合金片がプラスチック
カバ−フィルム１２’で封止されている。

【０００５】図６の（ハ）に示す合金型温度ヒュ−ズに
おいては、一対の帯状リ−ド導体３’，３’の先端部が
プラスチックベ−スフィルム１１’の裏面より表面に水
密に現出され、かつリ−ド導体３’とプラスチックベ−
スフィルム１１’との間が熱融着され、現出導体３
１’，３１’間に低融点可溶合金片４’が接続され、こ
の低融点可溶合金片４’にフラックス５’が塗布され、
フラックス塗布低融点可溶合金片がプラスチックカバ−
フィルム１２’で封止されている。

【０００６】更に、二次電池用温度ヒュ−ズに要求され
る他の条件は、リ−ド導体が二次電池の缶体に容易に溶
接できるようにその缶体と同材質とすること、例えばニ
ッケルとすることが挙げられる。しかしながら、ニツケ
ルははんだ接合が困難な金属であり、図６の（イ）に示
す合金型温度ヒュ−ズにおいて、リ−ド導体３’をニッ
ケル導体とするとリ−ド導体３’と導電ペ−スト焼付け
電極２’とのはんだ接合が困難となる。また、図６の
（ロ）や図６の（ハ）に示す合金型温度ヒュ−ズにおい
ては、ニッケルリ−ド導体の先端部での低融点可溶合金
片端の溶着が困難となる。

【０００７】そこで、図６の（イ）に示す合金型温度ヒ
ュ−ズに対しては、ニッケルリ−ド導体３’の先端部を
錫めっきし、この錫めっき面と導電ペ−スト焼付け電極
２’とを接合することが提案されている。また、図６の
（ロ）や図６の（ハ）に示す合金型温度ヒュ−ズに対し
ては、ニッケルリ−ド導体の先端部表面に銅箔のクラッ
ド、銅めっき等によって銅導体を設け、この銅導体に低
融点可溶合金片端を溶着することが提案されている（特
開平１１−４００２６号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記リチウムイオン二
次電池等においては、その高いエネルギ−密度のために
定格電流を高く設定することが可能である。しかしなが
ら、本発明者等の図６の（イ）の合金型温度ヒュ−ズの
検討結果によれば、電極表面に焼付け時に雰囲気ガスと
の反応で生成された異質薄膜（厚み１０ｎｍ程度）が存
在するために導電ペ−スト焼付け電極と低融点可溶合金
片との溶着界面が高抵抗となり、この高抵抗部位の平常
時電流による発熱が原因で温度ヒュ−ズの動作誤差の惹
起が避けられない。すなわち、この平常時電流による発
熱に基づく低融点可溶合金片の温度上昇をΔＴとする
と、前記の上限温度（Ｔx）より低い温度（Ｔx−ΔＴ）
で合金型温度ヒュ−ズが作動してしまい、合金型温度ヒ
ュ−ズの作動精度の低下が避けられない

【０００９】また、リ−ド導体の先端部をプラスチック
ベ−スフィルムに加熱融着している図６の（ロ）や図６
の（ハ）に示す合金型温度ヒュ−ズにおいても、リ−ド
導体先端部の銅導体表面の酸化が加熱のために促進され
たり、プラスチックベ−スフィルムから加熱により発生
する気化物の附着が生じるため、それだけ銅導体表面と
低融点可溶合金片との溶着界面の抵抗値が高くなる結
果、前記導電ペ−スト焼付け電極の場合より軽度であっ
ても、その高抵抗部位の平常時電流による発熱が原因し
ての動作誤差は無視し難い。

【００１０】従って、図６示す薄型・小型の合金型温度
ヒュ−ズにおいて、リ−ド導体を二次電池の缶体と同材
質にして溶接取付けの容易化を図り、そのリ−ド導体の
先端部に易はんだ付け導体を設けてリ−ド導体と導電ペ
−スト焼付け電極とのはんだ接合やリ−ド導体と低融点
可溶合金片との溶着の容易化を図っただけでは、リチウ
ムイオン二次電池の高エネルギ−密度に基づく高い定格
電流のもとで、その二次電池の異常発熱の適確な未然防
止を保証することは困難である。

【００１１】本発明の目的は、リチウムイオン二次電池
のような高エネルギ−密度の二次電池の異常昇温の未然
防止に好適に使用できる合金型温度ヒュ−ズを提供する
ことにある。より詳しくは、リ−ド導体を二次電池の缶
体と同材質にして二次電池への溶接取付けを容易に行い
得、定格電流を二次電池の高エネルギ−密度に応じて高
く設定しても高精度で作動させ得る薄型・小型の合金型
温度ヒュ−ズを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る一の合金型
温度ヒュ−ズは、金属粒体を導電性成分とする導電ペ−
ストの焼付けにより絶縁基板に対向電極が設けられ、各
電極にリ−ド導体が接合され、両電極間に低融点可溶合
金片が接続され、低融点可溶合金片にフラックスが塗布
され、フラックス塗布低融点可溶合金片が封止されてな
る温度ヒュ−ズであり、電極表面が研磨されその研磨面
に低融点可溶合金片端が溶着され、リ−ド導体がニッケ
ル導体とされていることを特徴とする構成であり、フラ
ックス塗布低融点可溶合金片の封止を絶縁基板を包囲す
るプラスチックフィルムにより行なうこと、電極の研磨
表面における金属粒体の占める割合を８０％以上とする
こと、ニッケルリ−ド導体を帯状としでそのビッカ−ス
硬度を１００〜２８０、厚みを５０〜８５０μｍとする
こと、定格電流値を０．１Ａ〜１５Ａ、好ましくは１．
５Ａ〜１５Ａとすること、リ−ド導体を電池の缶体に溶
接して使用すること、ニッケルリ−ド導体に代え、ステ
ンレスリ−ド導体、アルミリ−ド導体または鉄リ−ド導
体の何れかを使用することが可能である。

【００１３】本発明に係る他の合金型温度ヒュ−ズは、
一対の帯状リ−ド導体の先端部がプラスチックベ−スフ
ィルムの裏面より表面に水密に現出され、かつリ−ド導
体とプラスチックベ−スフィルムとの間が融着され、現
出導体間に低融点可溶合金片が接続され、低融点可溶合
金片にフラックスが塗布され、フラックス塗布低融点可
溶合金片が封止されてなる温度ヒュ−ズであり、帯状リ
−ド導体が先端部表面が銅または銀または金導体とされ
ニッケル導体であり、その銅または銀または金導体表面
が研磨され該研磨面に低融点可溶合金片端が溶着されて
いることを特徴とする構成であり、本発明に係る他の別
の合金型温度ヒュ−ズは、一対の帯状リ−ド導体の先端
部がプラスチックベ−スフィルムの表面に融着され、そ
の先端部間に低融点可溶合金片が接続され、低融点可溶
合金片にフラックスが塗布され、フラックス塗布低融点
可溶合金片が封止されてなる温度ヒュ−ズであり、帯状
リ−ド導体が先端部表面が銅または銀または金導体とさ
れニッケル導体であり、その銅または銀導体表面が研磨
され該研磨面に低融点可溶合金片端が溶着されているこ
とを特徴とする構成であり、何れの構成においても、ニ
ッケル帯状リ−ド導体のビッカ−ス硬度を１００〜２８
０、厚みを５０〜８５０μｍとすること、定格電流値を
０．１Ａ〜１５Ａ好ましくは１．５Ａ〜１５Ａとするこ
と、帯状リ−ド導体を電池の缶体に溶接して使用するこ
と、ニッケル帯状リ−ド導体に代え、ステンレス帯状リ
−ド導体、アルミ帯状リ−ド導体または鉄帯状リ−ド導
体の何れかを使用することが可能である。

【００１４】

【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）は本発明に
係る合金型温度ヒュ−ズの一例を示す図面、図１の
（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図である。図
１において、１は耐熱性及び良熱伝導性の絶縁板、例え
ばセラミックス板である。２，２は絶縁板１上に設けた
導電ペ−ストの焼付け電極、３，３は各電極２，２に接
続したニッケル帯状リ−ド導体、４は電極２，２間に接
続した低融点可溶合金片であり、各電極２の表面を研磨
したうえで各電極２とリ−ド導体３との接続、電極２，
２間への低融点可溶合金片４の接続を行っている。５は
低融点可溶合金片４上に塗布したフラツクス、６はフラ
ックス塗布低融点可溶合金片を封止した樹脂層である。
この樹脂層６の表面に機械的強度の大なる補強板を固着
して封止層全体の厚みを薄くすることもできる。

【００１５】図２の（イ）は本発明に係る合金型温度ヒ
ュ−ズの別例を示す図面、図２の（ロ）は図２の（イ）
におけるロ−ロ断面図である。図２において、１は耐熱
性及び良熱伝導性の絶縁板、例えばセラミックス板であ
る。２，２は絶縁板１上に設けた導電ペ−ストの焼付け
電極、３，３は各電極２，２に接続したニッケル帯状リ
−ド導体、４は電極２，２間に接続した低融点可溶合金
片であり、各電極２の表面を研磨したうえで各電極２と
リ−ド導体３との接続、電極２，２間への低融点可溶合
金片４の接続を行っている。５は低融点可溶合金片上に
塗布したフラツクスである。６１はフラックス塗布低融
点可溶合金片を封止したプラスチックフィルムであり、
絶縁基板１を挾み周辺部をヒ−トシ−ル等により封止し
てある。これらのプラスチックフィルムの使用に代え、
熱収縮性のプラチチックチュ−ブを絶縁板に挿通し、こ
れを熱収縮させることもできる。また、フラックス塗布
低融点可溶合金片を樹脂塗布層で覆ったうえで、プラス
チックフィルムまたは熱収縮性プラチチックチュ−ブに
よる最終的な封止を行うことも可能である。

【００１６】上記電極２への低融点可溶合金片４の端部
の溶着には、接合箇所とこの箇所から隔たった電極部分
とにピン電極を当接しパルス電流を流して溶接する抵抗
溶接法、接合箇所を加熱ピンで加圧する熱圧着法、接合
箇所にホ−ンチップを当接する超音波加熱法等を使用で
きる。上記導電ペ−ストには導電性金属粉末（粒径は通
常０．４〜６μｍ）とガラス粉末と金属酸化物粉末との
混合物を溶媒（例えばエチルセルロ−ス）でペ−スト状
にしたものが使用される。例えば、導電性金属粉末とし
てＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔを用いたＡｇ系ぺ−ス
ト、Ｃｕ系ペ−スト、Ａｕ系ぺ−スト等を用いることが
できる。上記電極は導電ペ−ストをセラミックス板に印
刷・焼付けることにより設け、焼付けは通常空気雰囲気
中で行うが、窒素等の不活性ガス雰囲気中で行うことも
できる。この電極の厚みは５μｍ〜１００μｍとされ、
その焼付けにおいては、雰囲気ガスと印刷導電ペ−スト
表面との反応やバインダ−の分解生成物の析出等により
電極表面に厚み数１０ｎｍの高電気抵抗の異質薄膜が形
成される。

【００１７】しかしながら、本発明に係る合金型温度ヒ
ュ−ズにおいては、異質薄膜を研削除去して（研磨代は
１μｍ程度で充分である）電極に低融点可溶合金片の端
部を溶着しているから、低融点可溶合金片と電極との溶
着界面の抵抗値を充分に低くでき、また、溶着性の向上
により界面溶着強度を高くでき、低融点可溶合金片の断
面積を安定に維持できる。従って、溶着部を含めた低融
点可溶合金片の抵抗値を充分に低くでき、定格電流値を
大きく設定しても、低融点可溶合金片の自己発熱を防止
して所定の温度で適確に作動させ得る。また、樹脂層等
による封止とフラックス塗布との二重の酸化防止機構に
より、電極の研磨表面の後発的酸化がよく防止されるか
ら、溶融した低融点可溶合金の電極表面への濡れをよく
保証でき、温度ヒュ−ズの作動時、溶融した低融点可溶
合金が溶融フラックスとの共存下で電極によく濡れて迅
速に分断され得る。

【００１８】上記電極表面の研磨は全面にわたり行うこ
とが望ましいが、低融点可溶合金片の溶着箇所のみを研
磨するようにしてもよい。

【００１９】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズにおい
て、電極とニッケル帯状リ−ド導体との接合は、抵抗溶
接、レザ−溶接等により行うが、電極表面から前記の異
質薄膜を除去してあるから、溶接部への異質物質の巻き
込みを排除でき、電極とニッケル帯状リ−ド導体との接
合も低抵抗値、優れた機械的強度で行うことができる。
上記電極の研磨表面における金属粒体が占める割合α
（膜電極試料の面積をＳ、その面中金属粒体によって占
められる面積をＳ’とすれば、α＝Ｓ’／Ｓ×１００％
で与えられる）は、電極と低融点可溶合金片との接合部
及び電極とニッケルリ−ド導体との接合部の機械的強度
や電気導通性を高めるために８０％以上、好ましくは９
０％以上とすることが望ましい。この割合αは電子顕微
鏡による観測や蛍光Ｘ線分析法によって測定でき、例え
ばαが８０％の膜電極試料を作成し、この膜電極試料の
表面に白色Ｘを照射したときのその金属粒体の金属の固
有Ｘ線強度をｚとすれば、固有Ｘ線強度がｚ以上の膜電
極であれば、膜電極表面における金属粒体が占める割合
を８０％以上と判定できる。

【００２０】上記ニッケル帯状リ−ド導体には、ビッカ
−ス硬度１００〜２８０好ましくは１３０〜２２０、厚
み５０〜３００μｍ好ましくは８０〜１６０μｍのもの
を使用することが望ましい。而して、ビッカ−ス硬度１
００以上であるために、厚み５０μｍという薄い厚みの
もとでもニッケル帯状リ−ド導体に充分な剛直性を付与
でき、低融点可溶合金片の接合時や機器への溶接接合時
にリ−ド導体を安定に保持してそれらの溶接を容易に行
うことができ、またビッカ−ス硬度２８０以下であるた
めに、３００μｍという比較的厚いリ−ド導体を溶接上
折り曲げても、その折り曲げ部位でのクラック発生を排
除して容易に溶接できる。かかるビッカ−ス硬度、厚み
のリ−ド導体では、その端部の中央部に孔を開けたり一
部切り欠いて機器への溶接接合することも可能である。

【００２１】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズは二次電
池、特にリチウムイオン二次電池の異常発熱の防止に好
適に使用できる。図３は、図２に示した合金型温度ヒュ
−ズの使用状態の一例を示し、ｃは正極であるキャツプ
ａに対して部位ｂで絶縁分離された負極のでニッケル缶
体を示し、この缶体ｃ上の絶縁膜ｉを局部的に剥離し、
その露出缶体面に合金型温度ヒュ−ズの本体Ａと一方の
ニッケルリ−ド導体３１を接触させ、そのリ−ド導体３
１と缶体ｃとを抵抗溶接等で接合し、キャツプａの正極
端子と合金型温度ヒュ−ズの他方のリ−ド導体３２とを
二端子として携帯機器の負荷に電気的に接続する構成で
あり、一方のリ−ド導体３１と缶体ｂとの溶接がニッケ
ル同士の溶接であるために容易であり、大なる定格電流
で使用しても前記した通り低融点可溶合金片の融点で規
制された正確な温度で作動させ得、温度ヒュ−ズの薄型
・小型のために温度ヒュ−ズ装着電池の外形寸法もほぼ
元のままに維持でき、リチウムイオン二次電池の異常発
熱の防止に好適である。この使用形態では、二次電池の
内部短絡などにより異常電流が流れると、その異常電流
による低融点可溶合金片のジュ−ル発熱・溶断で通電を
遮断させること、すなわち電流温度ヒュ−ズとしても機
能させることができる。

【００２２】上記定格電流は、０．１Ａ〜１５Ａに設定
され、この場合、低融点可溶合金片には抵抗値４５ｍΩ
以下、好ましくは１５ｍΩ以下、特に好ましくは２ｍΩ
以下のものが使用され、上記電極表面の研磨のために、
低融点可溶合金片の断面寸法（丸線の場合は直径、リボ
ンの場合は厚み）５０μｍ〜８００μｍのもとでリ−ド
導体と電極及び低融点可溶合金片を経る抵抗値を充分に
低くでき（低融点可溶合金片の抵抗値４５ｍΩ以下に対
しては２０ｍΩ以下、低融点可溶合金片の抵抗値１５ｍ
Ω以下に対しては２０ｍΩ以下、低融点可溶合金片の抵
抗値２ｍΩ以下に対しては１２ｍΩ以下）、低融点可溶
合金片の自己発熱をよく防止して合金型温度ヒュ−ズを
低融点可溶合金片の融点で規制された正確な温度で作動
させ得る。また、低融点可溶合金片の断面寸法（丸線の
場合は直径、リボンの場合は厚み）を３５０μｍ以下に
して合金型温度ヒュ−ズの一層の薄厚化を図ることも可
能となる。

【００２３】上記低融点可溶合金片には、固相線温度が
８０℃〜１２０℃、固相線温度が８０℃〜１２０℃であ
る合金、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、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｉ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、Ｂｉ４
８〜５３重量％、Ｐｂ２８〜３３重量％、Ｓｎ１３〜１
９重量％の合金、Ｉｎ０．５〜４重量％、Ｂｉ５０〜５
４重量％、Ｐｂ３０〜３４重量％、Ｓｎ１４〜１８重量
％の合金等を使用できる。

【００２４】上記低融点可溶合金片に塗布するフラック
スは、研磨した電極表面を無酸化状態に保持して溶融し
た低融点可溶合金片の電極への濡れを促しつつ球状化分
断を促進する作用を呈し、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。

【００２５】上記絶縁板には、例えば、厚さ１００μｍ
〜１０００μｍのアルミナセラミックス板や窒化アルミ
ニウム基板等のセラミックス板、ガラス板、ガラスエポ
キシ板、紙フェノ−ル板等を使用できる。また、未焼成
のセラミックスシ−ト（グリ−ンシ−ト）に導電ペ−ス
トを電極パタ−ンに印刷し、セラミックスシ−トと導電
ペ−スト電極パタ−ンとを加熱して一挙に焼成すること
もできる。

【００２６】上記の塗布タイプの封止用樹脂塗料には、
粘度５０，０００〜６００，０００ｃｐｓの硬化性樹脂
液を使用できる。例えば、ビスフェノ−ルＡとエピクロ
ロヒドリンとから得られるビスフェノ−ル系エポキシ樹
脂、ノボラック形エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
多価アルコ−ル等にエピクロロヒドリンを反応させてエ
ポキシ基を導入したエポキシ樹脂等に硬化剤（ジアミ
ン、ポリアミン、ポリアミド、無水有機酸、ビニルフェ
ノ−ル等）を混合し、アルミナ、炭酸カルシウム等のフ
ィラ−を添加したものを使用できる。その外、不飽和ポ
リエステル、ジアリルフタレ−ト樹脂、シリコ−ン、ポ
リウレタンを硬化性樹脂とする硬化性樹脂液を使用する
こともできる。

【００２７】上記プラスチックフィルムには、厚み５μ
ｍ〜２６０μｍ好ましくは１６０μｍ〜２１０μｍの熱
可塑性樹脂フィルムを使用できる。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、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−テルレトン、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）の中から選択される。

【００２８】上記実施例においては、リ−ド導体にニッ
ケルを使用しているがリ−ド導体の溶接接合される金属
面がステンレス、アルミまたは鉄の場合は、ステンレス
リ−ド導体、アルミリ−ド導体または鉄リ−ド導体が使
用される。これらのリ−ド導体の場合も、低融点可溶合
金片の接合時や機器への溶接接合時にリ−ド導体を安定
に保持してそれらの溶接を容易に行うことができるよう
に、またリ−ド導体を溶接上折り曲げても、その折り曲
げ部位でのクラック発生を排除して容易に溶接できるよ
うに厚みが設定され、例えばステンレスリ−ド導体の場
合、５０μｍ〜３００μｍに設定される。

【００２９】上記何れの実施例においても、絶縁板に抵
抗体を取付け、温度以外の異常例えば二次電池過充電時
の電圧上昇を検知して抵抗体を通電発熱させ、この通電
発熱で低融点可溶合金片を溶断させること、すなわち異
常昇温とこれ以外の異常との双方で温度ヒュ−ズを作動
させることもできる。

【００３０】上記何れの実施例に係る合金型温度ヒュ−
ズを製造するには、通常、導電ペ−ストの焼付け電極を
研磨したのち、リ−ド導体の接合及び低融点可溶合金片
の溶着を行うが、研磨前に導電ペ−ストの焼付け電極に
リ−ド導体を接合し、而るのち、電極表面を研磨し、該
研磨面に低融点可溶合金片を溶着することもできる。

【００３１】図４の（イ）は本発明に係る合金型温度ヒ
ュ−ズの他の別例を示す図面、図４の（ロ）は図４の
（イ）におけるロ−ロ断面図である。図４において、１
１はプラスチックベ−スフィルムである。３，３はニッ
ケル帯状リ−ド導体であり、先端部を銅箔（銅合金箔も
含まれる）のクラッドまたは銅めっきにより銅導体と
し、その先端部裏面をプラスチックベ−スフィルム１１
の上面に熱プレスで融着してある。４は低融点可溶合金
片であり、リ−ド導体先端部の銅導体表面を研磨しその
研磨銅導体表面に低融点可溶合金片端を溶着してある。
５は低融点可溶合金片に塗布したフラックス、１２はプ
ラスチックベ−スフィルム１１の表面上に配したプラス
チックカバ−フィルムであり、プラスチックカバ−フィ
ルムの周辺のフィルム間及びプラスチックカバ−フィル
ムと帯状リ−ド導体との間を熱プレスや超音波融着或い
は接着剤等で封止してある。

【００３２】図５の（イ）は、本発明に係る温度ヒュ−
ズの上記とは別の例を示す図面、図５の（ロ）は図５の
（イ）におけるロ−ロ断面図であり、ニッケル帯状リ−
ド導体３，３の先端部を銅箔（銅合金箔も含まれる）の
クラッドまたは銅めっきにより銅導体とし、その先端部
を熱プレス等でプラスチックベ−スフィルム１１にその
裏面側から表面側に表出させて融着し、次いで、これら
の帯状リ−ド導体先端部の表出部（銅面）３１，３１を
研磨し、その研磨銅導体面に低融点可溶合金片４を溶着
し、低融点可溶合金片４にフラックス５を塗布し、プラ
スチックカバ−フィルム１２でフラックス塗布低融点可
溶合金片を封止してある。

【００３３】上記何れの実施例においても、研磨範囲は
低融点可溶合金片の被溶着箇所を完全に含む領域であ
る。また、ニッケル帯状リ−ド導体３，３の先端部を銀
めっきまたは金めっきにより銀導体または金導体とする
こともできる。

【００３４】図４及び図５に示す実施例においては、ニ
ッケルリ−ド導体の先端部表面をリ−ド導体の材質であ
るニッケルよりもはんだ付け性に優れた銅または銀また
は金導体にしてあるが、その先端部をプラスチックベ−
スフィルム１１に融着する際の加熱で銅または銀または
金導体表面に形成される酸化膜や加熱によってプラスチ
ックベ−スフィルムから発生する気化物の附着を残存さ
せると、折角付与された良はんだつけ性が毀損されるこ
とになる。

【００３５】しかしながら、本発明に係る合金型温度ヒ
ュ−ズにおいては、銅または銀または金導体表面を研磨
したうえでその研磨面に低融点可溶合金片端を溶着して
いるから、低融点可溶合金片の溶着界面の抵抗値を充分
に低くでき、また、溶着性の向上により界面溶着強度を
高くでき、低融点可溶合金片の断面積を安定に維持でき
る。従って、溶着部を含めた低融点可溶合金片の抵抗値
を充分に低くでき、定格電流値を大きく設定しても、低
融点可溶合金片の自己発熱を防止して所定の温度で適確
に作動させ得る。また、封止とフラックス塗布との二重
の酸化防止機構により、銅または銀または金導体の研磨
表面の後発的酸化をよく防止できるから、溶融した低融
点可溶合金の銅または銀導体表面への濡れをよく保証で
き、温度ヒュ−ズの作動時、溶融した低融点可溶合金が
溶融フラックスとの共存下で銅または銀または金導体表
面によく濡れて迅速に分断され得る。従って、図４や図
５に示す実施例において、定格電流値を高く設定して
も、低融点可溶合金片の自己発熱をよく抑えて低融点可
溶合金片の融点で規制された温度で適確に作動させるこ
とができる。

【００３６】これらの実施例においても、低融点可溶合
金片やフラックスには前記実施例と同じものを使用でき
る。また、前記実施例と同様に、ニッケル帯状リ−ド導
体のビッカ−ス硬度を１００〜２８０、厚みを５０〜８
５０μｍにすることが好ましい。また、前記実施例と同
様に、二次電池の缶体に一方のリ−ド導体を溶接して使
用でき、リ−ド導体が溶接接合される金属面がステンレ
ス、アルミまたは鉄の場合は、ステンレスリ−ド導体、
アルミリ−ド導体または鉄リ−ド導体を使用できる。こ
れらのリ−ド導体の場合も、低融点可溶合金片の接合時
や機器への溶接接合時にリ−ド導体を安定に保持してそ
れらの溶接を容易に行うことができるように、またリ−
ド導体を溶接上折り曲げても、その折り曲げ部位でのク
ラック発生を排除して容易に溶接できるように厚みが設
定され、例えばステンレスリ−ド導体の場合、５０μｍ
〜３００μｍに設定される。さらに、上記プラスチック
ベ−スフィルムやプラスチックカバ−フィルムには前記
実施例において使用したプラスチックフィルムを使用す
ることができる。

【００３７】

【実施例】〔実施例１〕図１に示す構成の合金型温度ヒ
ュ−ズであり、導電ペ−ストには銀ペ−ストで銀／バイ
ンダ−の重量比が１００／２０であり、銀粒体の平均粒
子径がほぼ１０μｍ、バインダ−用粒体の平均粒子径が
ほぼ５μｍのものを使用した。この導電ペ−ストをスク
リ−ンメツシュとスキ−ジを用いて厚み５００μｍ×巾
５．０ｍｍ×長さ８０ｍｍのアルミナセラミックス板上
に電極形状に印刷し、さらに温度１２０℃×１５分で乾
燥し、次いでピ−ク温度８５０℃×１０分、６０分サイ
クルで焼成し、その電極表面を砥石車で研磨し、各電極
にニッケル帯状リ−ド導体を抵抗溶接により接合し、更
に、電極間にに直径０．５ｍｍ、共晶点温度９４℃の低
融点可溶合金線を溶接した。低融点可溶合金線を溶接し
たのちの電極間の抵抗値を測定したところ２ｍΩであっ
た。更に、低融点可溶合金線にフラックスを塗布し、エ
ポキシ樹脂で封止を行って本発明に係る合金型温度ヒュ
−ズを得た。この合金型温度ヒュ−ズにつき（試料数２
０箇）、２Ａの電流を流しつつオイル浴に浸漬し、オイ
ルを加熱速度１℃／分で昇温したところ、オイル温度９
３℃（２０個の平均値）で溶断作動した。

【００３８】〔比較例１〕電極表面の研磨を省略した以
外、実施例１に同じとした。実施例１と同様に２Ａ通電
下での溶断試験を行ったところ、オイル温度９１．５℃
（２０個の平均値）で溶断作動した。この溶断作動温度
は実施例１の場合に較べ１．５℃低く、低融点可溶合金
線の自己発熱による作動誤差が認められた。

【００３９】〔実施例２〕図５に示す構成であり、プラ
スチックベ−スフィルム及びプラスチックカバ−フィル
ムに厚み１５０μｍ、平面寸法５ｍｍ×１１ｍｍのポリ
エチレンテレフタレ−トフィルムを使用し、帯状リ−ド
導体には厚み１００μｍ、ビッカ−ス硬度１９０（ビッ
カ−ス硬度は島津製作所製合金型温度ヒュ−ズＭＶ−２
０００で測定した）、巾３．５ｍｍ、長さ１３ｍｍのニ
ッケル帯状体の先端部に銅箔をクラッドしたものを使用
した。プラスチックベ−スフィルムに裏面より表面にリ
−ド導体の先端部を加熱プレスに現出させ、その現出銅
箔面を砥石車で研磨のうえ、直径０．３ｍｍ、共晶点温
度９４℃の低融点可溶合金線を溶接した。低融点可溶合
金線を溶接したのちの現出銅箔面間の抵抗値を測定した
ところ１０ｍΩであった。更に、低融点可溶合金線にフ
ラックスを塗布し、プラスチックカバ−フィルムの周辺
をヒ−トシ−ルにより封止して本発明に係る合金型温度
ヒュ−ズを得た。この合金型温度ヒュ−ズにつき（試料
数２０箇）、３Ａの電流を流しつつオイル浴に浸漬し、
オイルを加熱速度０．５℃／分で昇温したところ、オイ
ル温度９３．４℃（２０個の平均値）で溶断作動した。

【００４０】〔比較例２〕現出銅箔面の研磨を省略した
以外、実施例２に同じとした。実施例２と同様に２通
電下での溶断試験を行ったところ、オイル温度９１．１
℃（２０個の平均値）で溶断作動した。この溶断作動温
度は実施例１の場合に較べ２．３℃低く、低融点可溶合
金線の自己発熱による作動誤差が認められた。

【００４１】

【発明の効果】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズは、二
次電池、特にリチウムイオン二次電池の異常昇温防止用
プロテクタ−として使用するにあたり、薄型・小型を施
用し、リ−ド導体を電池缶体との溶接性に優れた材質と
するにとどまらず、その二次電池の高いエネルギ−密度
にみあう高い定格電流のもとでも上記二次電池の異常昇
温防止を適確に行い得る構成としてあり、二次電池、特
にリチウムイオン二次電池の異常昇温防止に極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズの一実施例を
示す図面である。

【図２】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズの上記とは異
なる実施例を示す図面である。

【図３】図２に示す合金型温度ヒュ−ズの使用状態の一
例を示す図面である。

【図４】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズの上記とは異
なる実施例を示す図面である。

【図５】本発明に係る合金型温度ヒュ−ズの上記とは異
なる実施例を示す図面である。

【図６】異なる従来例を示す図面である。

【符号の説明】

１絶縁板１１プラスチックベ−スフィルム２導電ペ−スト焼付け電極３ニツケルリ−ド導体４低融点可溶合金片５フラックス６樹脂層１２プラスチックカバ−フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川西俊朗大阪市中央区島之内１丁目11番28号内橋エステック株式会社内Ｆターム(参考） 5G502 AA02 BA03 BB10 BB13 BC02 BC08 CC01 FF08 5H022 AA09 BB11 CC09 CC12 EE03 EE04 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属粒体を導電性成分とする導電ペ−スト
の焼付けにより形成された対向電極を有し、各電極にリ
−ド導体が接合され、両電極間に低融点可溶合金片が接
続され、低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、フ
ラックス塗布低融点可溶合金片が封止されてなる温度ヒ
ュ−ズであり、電極表面が研磨されその研磨面に低融点
可溶合金片端が溶着され、リ−ド導体がニッケル導体と
されていることを特徴とする合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項２】金属粒体を導電性成分とする導電ペ−スト
の焼付けにより絶縁基板に対向電極が設けられ、各電極
にリ−ド導体が接合され、両電極間に低融点可溶合金片
が接続され、低融点可溶合金片にフラックスが塗布さ
れ、フラックス塗布低融点可溶合金片が封止されてなる
温度ヒュ−ズであり、電極表面が研磨されその研磨面に
低融点可溶合金片端が溶着され、リ−ド導体がニッケル
導体とされていることを特徴とする合金型温度ヒュ−
ズ。
【請求項３】フラックス塗布低融点可溶合金片の封止
が、絶縁基板を包囲するプラスチックフィルムにより行
われている請求項２記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項４】電極の研磨表面における金属粒体の占める
割合が８０％以上である請求項１〜３何れか記載の合金
型温度ヒュ−ズ。
【請求項５】ニッケルリ−ド導体が帯状であり、そのビ
ッカ−ス硬度が１００〜２８０、厚みが５０〜８５０μ
ｍである請求項１〜４何れか記載の合金型温度ヒュ−
ズ。
【請求項６】定格電流値が０．１Ａ〜１５Ａである請求
項１〜５何れか記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項７】リ−ド導体が電池の缶体に溶接される請求
項１〜６何れか記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項８】ニッケルリ−ド導体に代え、ステンレスリ
−ド導体、アルミリ−ド導体または鉄リ−ド導体の何れ
かが使用されている請求項１〜７何れか記載の合金型温
度ヒュ−ズ。
【請求項９】一対の帯状リ−ド導体の先端部がプラスチ
ックベ−スフィルムの裏面より表面に水密に現出され、
かつリ−ド導体とプラスチックベ−スフィルムとの間が
融着され、現出導体間に低融点可溶合金片が接続され、
低融点可溶合金片にフラックスが塗布され、フラックス
塗布低融点可溶合金片が封止されてなる温度ヒュ−ズで
あり、帯状リ−ド導体が先端部表面が銅または銀または
金導体とされたニッケル導体であり、その銅または銀ま
たは金導体表面が研磨され該研磨面に低融点可溶合金片
端が溶着されていることを特徴とする合金型温度ヒュ−
ズ。
【請求項１０】一対の帯状リ−ド導体の先端部がプラス
チックベ−スフィルムの表面に融着され、その先端部間
に低融点可溶合金片が接続され、低融点可溶合金片にフ
ラックスが塗布され、フラックス塗布低融点可溶合金片
が封止されてなる温度ヒュ−ズであり、帯状リ−ド導体
が先端部表面が銅または銀または金導体とされたニッケ
ル導体であり、その銅または銀または金導体表面が研磨
され該研磨面に低融点可溶合金片端が溶着されているこ
とを特徴とする合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項１１】ニッケル帯状リ−ド導体のビッカ−ス硬
度が１００〜２８０、厚みが５０〜８５０μｍである請
求項９または１０記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項１２】定格電流値が０．１Ａ〜１５Ａである請
求項９〜１１何れか記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項１３】帯状リ−ド導体が電池の缶体に溶接され
る請求項９〜１２何れか記載の合金型温度ヒュ−ズ。
【請求項１４】ニッケル帯状リ−ド導体に代え、ステン
レス帯状リ−ド導体、アルミ帯状リ−ド導体または鉄帯
状リ−ド導体の何れかが使用されている請求項９〜１３
何れか記載の合金型温度ヒュ−ズ。