CN102129936A - 带垫层的薄型温度熔断器的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，带垫层结构的薄型温度熔断器包括一对金属引脚，金属引脚相对呈直线排列且端部间留有间距，且在间距部设有垫层，在金属引脚端部的下方设有下载带，该垫层将两端部相互横向阻隔，且将熔芯与下载带之间相互纵向阻隔，两端部之间由熔芯焊接相连，在熔芯上涂刷有助熔剂，上载带从上方覆盖，上载带与下载带形成一密闭空间，将金属引脚端部、熔芯以及助熔剂密封于该密闭空间的内部，其中，所述的熔芯是从背面焊接在引脚上。优点是：本发明通过背面焊接来保护熔芯，克服了目前合金正面焊接中形貌上破坏、氧化层加重、熔芯内部普遍有二次结晶并伴随晶体长大的缺陷，极大的减少因熔芯过度焊接受热而引起的熔断温度非正常上升。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品用过温保护薄型元件，尤其是手机电池用的带垫层的薄型温度熔断器的制造工艺。
背景技术
近几年来，通讯业日趋发达，尤其是在无线电通讯方面，手机的市场己普及到几乎是人手一机。手机的普及直接带动了手机零部件尤其是手机电池市场规模的扩大。
但在市场高速发展过程中频频发生的质量问题，如全球各地手机电池***伤人、诺基亚全球召回4600万块松下制造的电池等等，使手机电池安全成为焦点。此外，随着3G（第三代通信）技术的发展使得手机向多功能化方向发展，多功能化要求手机电池容量进一步增大，容量从以往的200mAh激增到目前最大3600mAh（型号DB736），如此高容量电池的***威力可见一斑。
锂电池制造技术的不完善，是导致手机电池不安全的重要因素。日本东京理工大学的教授Wakihara就指出，大部分笔记本和手机所使用的锂离子电池的底层技术都存在潜在危险。
为此，本发明申请人于2009年申请了一项关于“带垫层结构的薄型温度熔断器”公布号CN101763982，通过垫层结构提高结构稳定性且降低熔断温度。
然而申请人通过一年来的生产发现，焊接工艺对熔断温度也有很大影响，目前为止，所有有关薄型温度熔断器的熔芯焊接都是直接接触熔芯上表面（与引脚端部接触的是下表面，与之平行的上表面）的正面焊接，而且大多数是热的方式焊接，对熔芯的损伤很大，表面严重氧化，熔芯内部很容易二次结晶并伴随晶体长大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种带垫层的薄型温度熔断器的制造工艺，通过焊接工艺的改进，提高带垫层的薄型温度熔断器的产品品质。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，带垫层结构的薄型温度熔断器包括一对金属引脚，金属引脚相对呈直线排列且端部间留有间距，且在间距部设有垫层，在金属引脚端部的下方设有下载带，该垫层将两端部相互横向阻隔，且将熔芯与下载带之间相互纵向阻隔，两端部之间由熔芯焊接相连，在熔芯上涂刷有助熔剂，上载带从上方覆盖，上载带与下载带形成一密闭空间，将金属引脚端部、熔芯以及助熔剂密封于该密闭空间的内部，其中，熔芯是从背面焊接在引脚上。
在上述方案基础上，所述的背面焊接为热焊，或冷焊。
在上述方案基础上，用于将熔芯背面焊接在引脚上的焊头顶端为平面，该焊头与下载带平面接触，进行热焊；或焊头顶端具有中部凹陷，该焊头与下载带接触，且其中间凹陷跨过垫层设置的位置，进行热焊。
在上述方案基础上，在背面焊接时，在薄型温度熔断器的正面设置光滑平整的导热平面，该导热平面为金属、非金属材料、金属与非金属的复合材料中的一种。
在上述方案基础上，所述的熔断器总厚度小于1.0mm，包括塑料上载带、中间层载带、下载带、一对金属引脚、助熔剂、熔芯，其中助熔剂将熔芯包裹，塑料下载带与塑料上载带将助熔剂、垫层、熔芯及部分引脚包裹，使得全部的助熔剂与熔芯处于一个密封固定的环境。
在上述方案基础上，为了方便加工，所述的垫层由中间层载带的垫层部分构成。
在上述方案基础上，所述的载带材料为PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PC（聚碳酸酯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）中的一种。
在上述方案基础上，垫层部分宽度s不小于两引脚端部之间的最小距离d。
在上述方案基础上，所述的垫层部分的厚度等于两引脚端部的厚度。
在上述方案基础上，当两引脚与下载带和中间层载带焊接好后，垫层部分上表面与两引脚端部上表面在同一水平面上。
在上述方案基础上，为方便客户使用，在距上载带边缘至少1mm外，引脚有台阶或折弯。
本发明的有益效果是：
本发明通过背面焊接来保护熔芯，克服了目前合金正面焊接中形貌上破坏、氧化层加重、熔芯内部普遍有二次结晶并伴随晶体长大的缺陷，极大的减少因熔芯过度焊接受热而引起的熔断温度非正常上升。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明引脚的结构示意图。
图3为本发明下载带的结构示意图。
图4为本发明引脚与下载带结合的结构示意图。
图5为本发明中间层载带的结构示意图。
图6为本发明中间层载带盖在图4结构上方的结构示意图。
图7为本发明在图6结构上方焊接熔芯的结构示意图。
图8为本发明带垫层的薄型温度熔断器的剖面结构示意图。
图9为现有无垫层的薄型温度熔断器的剖面结构示意图。
图10为顶端为平面的焊头与下载带接触的结构示意图。
图11为顶端具有中间凹陷的焊头与下载带接触的结构示意图。
附图中标号说明
1、2－引脚 1-1、2-1－端部
3－下载带 3-1－凸耳
4－中间层载带 4-1－凸耳 4-2－垫层部分
5－熔芯 6－助熔剂 7－上载带
8－焊头
9－焊头 9-1－中部凹陷
10－导热平面。
具体实施方式
请参阅图2为本发明引脚的结构示意图，图3为本发明下载带的结构示意图，图4为本发明引脚与下载带结合的结构示意图，图5为本发明中间层载带的结构示意图，图6为本发明中间层载带盖在图4结构上方的结构示意图，图7为本发明在图6结构上方焊接熔芯的结构示意图和图8为本发明带垫层的薄型温度熔断器的剖面结构示意图所示，带垫层结构的薄型温度熔断器总厚度小于1.0mm，包括塑料上载带7、中间层载带4、下载带3、一对金属引脚1，2 、助熔剂6、熔芯5。
一对金属引脚1、2相对呈直线排列且端部1-1、2-1间留有间距，且在间距部设有垫层，由中间层载带4的垫层部分4-2构成，在金属引脚端部1-1、2-1的下方设有下载带3，该垫层将两端部1-1、2-1相互横向阻隔，且将熔芯5与下载带3之间相互纵向阻隔，两端部1-1、2-1之间由熔芯5焊接相连，在熔芯5上涂刷有助熔剂6，将熔芯5包裹，上载带7从上方覆盖，上载带7与下载带3形成一密闭空间，将金属引脚端部1-1、2-1、垫层部分4-2、熔芯5以及助熔剂6密封于该密闭空间的内部，使得全部的助熔剂6与熔芯5处于一个密封固定的环境。
请参阅图1为本发明的工艺流程图，图10为顶端为平面的焊头与下载带接触的结构示意图和图11为顶端具有中间凹陷的焊头与下载带接触的结构示意图所示，一种带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，所述的熔芯5是从背面焊接在引脚1、2上。熔芯5上表面用光滑平整的材料来支撑，背面焊可以是热焊，也可以是冷焊（单纯靠压力将熔芯和引脚端部压合起来）。
用于将熔芯5背面焊接在引脚1、2上的焊头8顶端为平面，该焊头8与下载带3平面接触，进行热焊；或焊头9顶端具有中部凹陷9-1，该焊头9与下载带3接触，且其中间凹陷9-1跨过垫层设置的位置，进行热焊。
由于最终是熔芯的下表面与引脚端部熔合，避开了不需要焊接的熔芯上表面，直接将能量传递到需要焊接的熔芯下表面。
背面焊接时，在薄型温度熔断器的正面设置光滑平整的导热平面10，其中，若焊头8或9是加热焊头，则光滑平整的导热平面10有导热作用，可以将背部的传导至熔芯的热量导出，起到冷却熔芯的作用，保护熔芯尽可能少的被氧化，并让其晶粒尽可能少的二次结晶及晶粒长大；若焊头8或9是压力平面，不带温度，则光滑平整的导热平面10是一个压力承载面，使熔芯焊接后上表面保持光滑平整。
当薄型温度熔断器没有垫层时，熔芯5在助熔剂6，表面张力，重力的共同作用下，出现如图9为现有无垫层的薄型温度熔断器的剖面结构示意图所示的熔芯中部塌陷，熔断时端部的润湿力要分一部分出来将塌陷的合金重新向上拉起，使得实际熔断温度要滞后。
本发明通过垫层结构，使得熔芯5在受热时不会塌陷，熔芯5一直处在一条水平线上，端部润湿力能最大程度的发挥作用。
请参阅图3和图4所示，下载带3和中间层载带4两侧均有延伸出凸耳3-1、4-1，主要是增加载带与引脚的接触面积，使它们焊接的更加牢固，助熔剂不容易向外溢出。
如图8所示，金属引脚1、2直接做成带台阶及折弯形状，更加适应客户的实际使用，同时也省去了点焊辅助弯脚。
实施例1
请参阅图1为本发明的工艺流程图所示，上载带7、中间层载带4和下载带3均选用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），厚度为100～125um，将一对金属引脚1、2按预定位置（图2）与下载带3和中间层载带4焊接好，然后与熔芯5的背面焊接好（如图8、图10、图11所示），刷上助熔剂6，再用塑料上载带7将助熔剂6、熔芯5包裹并高精密封焊接，切割、清洗、检验后成品。
实施例2
请参阅图1为本发明的工艺流程图所示，上载带7和下载带3均选用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），厚度为100～125um，将一对金属引脚1、2按预定位置（图2）与下载带3焊接好，然后与熔芯5背面焊接好（图9、图10、图11所示），刷上助熔剂6，再将塑料上载带7将助熔剂6、熔芯5包裹并高精密封焊接，切割、清洗、检验后成品。
实施例3
请参阅图1为本发明的工艺流程图所示，上载带7、中间层载带4和下载带3均选用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），厚度为100～125um，将一对金属引脚1，2按预定位置（图2）与下载带3和中间层载带4焊接好，然后与熔芯5正面焊接好（如图8、图10、图11所示），刷上助熔剂6，再将塑料上载带7将助熔剂6、熔芯5包裹并高精密封焊接，切割、清洗、检验后成品。
实施例4
请参阅图1为本发明的工艺流程图所示，上载带7和下载带3均选用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），厚度为100～125um，将一对金属引脚1、2按预定位置（图2）与下载带3焊接好，然后将熔芯5正面焊接好（如图9、图10、图11所示），刷上助熔剂6，再用塑料上载带7将助熔剂6、熔芯5包裹并高精密封焊接，切割、清洗、检验后成品。
实施例5
请参阅图1为本发明的工艺流程图所示，上载带7、中间层载带4和下载带3均选用PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），厚度为100～125um，将一对金属引脚1、2按预定位置（图2）与下载带3和中间层载带4焊接好，然后与熔芯5背面冷焊接好（如图8、图10、图11所示），刷上助熔剂6，再将塑料上载带7将助熔剂6、熔芯5包裹并高精密封焊接，切割、清洗、检验后成品。
以下通过表1对实施例1至5中因熔芯与引脚的焊接方式及有无垫层对熔断器性能影响的直观数据。
从表1中我们可以看出，在同样的升温速率和同等结构下，和背面冷焊比正面热焊的平均熔断温度低了2.3度，背面热焊比正面热焊平均熔断温度低了1.7度；无论是背面焊接还是正面焊接，有垫层比无垫层的平均熔断温度低了0.9度，说明采用背面焊接模式时，熔芯的表面氧化显著减少，对其内部的晶体数量及形貌没有过多破坏和改变，同时引脚端部的对熔芯的“湿拉力”在垫层的作用下得到最大程度的发挥。
Claims (10)
1.一种带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，带垫层结构的薄型温度熔断器包括一对金属引脚（1）、（2），金属引脚（1）、（2）相对呈直线排列且端部（1-1）、（2-1）间留有间距，且在间距部设有垫层，在金属引脚端部（1-1）、（2-1）的下方设有下载带（3），该垫层将两端部（1-1）、（2-1）相互横向阻隔，且将熔芯（5）与下载带（3）之间相互纵向阻隔，两端部（1-1）、（2-1）之间由熔芯（5）焊接相连，在熔芯（5）上涂刷有助熔剂（6），上载带（7）从上方覆盖，上载带（7）与下载带（3）形成一密闭空间，将金属引脚端部（1-1）、（2-1）、熔芯（5）以及助熔剂（6）密封于该密闭空间的内部，其特征在于：所述的熔芯（5）是从背面焊接在引脚（1）、（2）上。
2.根据权利要求1所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：所述的背面焊接为热焊，或冷焊。
3.根据权利要求2所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：用于将熔芯（5）背面焊接在引脚（1）、（2）上的焊头（8）顶端为平面，该焊头（8）与下载带（3）平面接触，进行热焊；或焊头（9）顶端具有中部凹陷（9-1），该焊头（9）与下载带（3）接触，且其中间凹陷（9-1）跨过垫层设置的位置，进行热焊。
4.根据权利要求2所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：在背面焊接时，在薄型温度熔断器的正面设置光滑平整的导热平面（10），该导热平面为金属、非金属材料、金属与非金属的复合材料中的一种。
5.根据权利要求1所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：所述的熔断器总厚度小于1.0mm，包括塑料上载带（7）、中间层载带（4）、下载带（3）、一对金属引脚（1），（2）、助熔剂（6）、熔芯（5），其中，助熔剂（6）将熔芯（5）包裹，塑料下载带（3）与塑料上载带（7）将助熔剂（6）、垫层、熔芯（5）及部分引脚包裹，使得全部的助熔剂（6）与熔芯（5）处于一个密封固定的环境。
6.根据权利要求4所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：所述的垫层由中间层载带（4）的垫层部分（4-2）构成。
7.根据权利要求1所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：所述的上载带（7）、中间层载带（4）、下载带（3）材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种。
8.根据权利要求6所述的一种带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：垫层部分（4-2）宽度s不小于两引脚端部（1-1），（2-1）之间的最小距离d。
9.根据权利要求6所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：所述的垫层部分（4-2）的厚度等于两引脚端部（1-1），（2-1）的厚度。
10.根据权利要求6所述的带垫层结构的薄型温度熔断器的制造工艺，其特征在于：当两引脚（1），（2）与下载带（3）和中载带焊接好后，垫层部分（4-2）上表面与两引脚端部（1-1），（2-1）上表面在同一水平面上，在距上载带（7）边缘至少1mm外，引脚（1），（2）有台阶或折弯。
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