JP2006228657A - Thin thermal fuse, method and apparatus of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、周囲温度の上昇により溶断し回路を保護する薄型温度ヒューズの製造方法およびその製造装置ならびにその製造方法、製造装置によって製造された薄型温度ヒューズに関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a thin thermal fuse that melts and protects a circuit due to an increase in ambient temperature, a manufacturing apparatus thereof, a manufacturing method thereof, and a thin thermal fuse manufactured by the manufacturing apparatus.
従来からある一般的な温度ヒューズとしては、例えば実開昭56−65553号公報に示されるように、両端が開口した筒状のケース内に、ヒューズ素体である可溶合金を収納し、その両端に接続されたリード導体をケース外に導出し、かつケース両端の開口部を封止した構成となっている。 As a conventional general temperature fuse, for example, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-65553, a fusible alloy as a fuse element is housed in a cylindrical case having both ends opened. The lead conductor connected to both ends is led out of the case, and the openings at both ends of the case are sealed.
この温度ヒューズはケースの厚みがある。近年、電子機器は益々小型、薄型化の傾向にある。このため、上記温度ヒューズも薄型にすることが好ましい。 This thermal fuse has a case thickness. In recent years, electronic devices are becoming smaller and thinner. For this reason, it is preferable to make the temperature fuse thin.
薄型化を図った温度ヒューズとしては特開平11−353995号公報に示されるものがある。 As a thermal fuse designed to be thin, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-353995.
この温度ヒューズは、図19に示すように、一対の帯状リード導体211、212の先端間に低融点可溶合金220を接続し、可溶合金片220を樹脂フィルム231、232で挟む。そして、樹脂フィルム231、232の周辺を封止すると共に、各樹脂フィルム231、232と帯状リード導体211、212との間を封止する。このとき、帯状リード導体211、212の被封止部に樹脂層241、242を被覆して、樹脂フィルム231、232と帯状リード導体211、212の被封止部の樹脂層241、242との間を融着する構成となっている。
この薄型温度ヒューズは、可溶合金、リード導体のほかに、ケース部品、封止材等を必要とし、部品点数が多く、その分の部品代を要する。 This thin thermal fuse requires a case component, a sealing material, etc. in addition to a fusible alloy and a lead conductor, has a large number of components, and requires a corresponding component cost.
また、製造するにあたり、低融点可溶合金片220を一対の帯状リード導体211、212に対して溶接等で接続する工程に加えて、さらに、ヒートシール、超音波融着、レーザ照射等の加熱工程により、樹脂フィルム231と樹脂フィルム232とを融着し、かつ樹脂フィルム231、232と帯状リード導体211、212の被封止部の樹脂層241、242とを融着する必要があり、なおかつその際に特殊活性樹脂も樹脂フィルム231、232によって形成された内部空間に必要量を封入しなければならず、製造が煩雑である。
In addition, in addition to the process of connecting the low melting point
本発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、部品点数を削減し、かつ加熱工程を必要とせず容易に製造し得る薄型温度ヒューズの製造方法およびその製造方法に用いられる製造装置、ならびに製造された薄型温度ヒューズを提供することにある。 The present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a manufacturing method and a manufacturing method of a thin thermal fuse that can be easily manufactured without reducing the number of components and requiring a heating process. It is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus to be used and a manufactured thin thermal fuse.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、中央部に可溶合金1が設けられたリード導体2の前記可溶合金1を、下型3の凹部3c内に位置させ、前記リード導体2を前記凹部3cの両側に形成された溝状のリード導体配置部3dに位置させ、前記凹部3c内にUVを照射すると硬化する樹脂8を所定量滴下後、前記下型3の上部にUVを透過する上型4を被せ型閉じし、前記下型3、上型4の少なくともいずれか一方はUV透過性の材質からなり、型の外側からUVを照射することにより前記樹脂8を硬化させ前記可溶合金1および前記リード導体2の内端部をモールドすることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1記載の薄型温度ヒューズの製造方法において、前記可溶合金1の外周部およびこの可溶合金1と前記リード導体2との各接合部周辺にロジン1aを塗布し、各接合部周辺は、前記可溶合金1端部の外側の長さ方向領域にわたって塗布するとともに、長さ方向とほぼ直交する外側の領域にわたって広範囲に塗布したことを特徴とする。
請求項3の発明の製造装置は、中央部に樹脂8充填用の凹部3cが形成され、この凹部3cの両側に溝状のリード導体配置部3dがそれぞれ形成された下型3と、この下型3の上部に配置され、その両側に前記溝状のリード導体配置部3d内に挿入されリード導体2を押さえる凸状のリード導体固定部4dが形成された上型4と、UVを照射する光源10とを備え、前記下型3または前記上型4の少なくともいずれか一方をUV透過性の材質にて形成したことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3記載の薄型温度ヒューズ製造装置において、前記下型3の前記各リード導体配置部3dに離型用突き出しピン挿入孔3eがそれぞれ形成され、前記下型3の下側に、上部に前記突き出しピン挿入孔3e内に挿通され、上端が前記離型用突き出しピン挿入孔3eから突出可能な突き出しピン6が突設された離型部材5が上下動自在に配置されることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項1記載の薄型温度ヒューズ製造方法によって作製されたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a thin thermal fuse according to the first aspect, the
The manufacturing apparatus of the invention of
According to a fourth aspect of the present invention, in the thin thermal fuse manufacturing apparatus according to the third aspect of the present invention, a release
The invention of
以上のように請求項1〜5記載の本発明によれば加熱工程を必要とせず、UVを照射するだけで良いため、設備費を低減でき、かつ製造時間を短縮でき、容易に製造し得る。 As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, it is only necessary to irradiate UV without requiring a heating step. Therefore, the equipment cost can be reduced, and the manufacturing time can be shortened, which can be easily manufactured. .
また、請求項2記載のようにロジン1aを塗布すると、直接樹脂8で覆っても溶断スペースを確保でき、直接樹脂8で覆うため、薄型温度ヒューズの封止信頼性が向上し、かつ構造が簡易であり、製造を簡略化できる。
In addition, when the
さらに、設備費低減に加え、UVによって硬化する樹脂がケース、封止材等を兼ねるため、その分、部品点数も削減するので、この点からも組み立てが容易であるとともに、コストダウンを達成できる。 Furthermore, in addition to the reduction in equipment costs, the resin cured by UV also serves as a case, sealing material, etc., so the number of parts is reduced accordingly, so that assembly is easy and cost reduction can be achieved. .
また、型を変更するだけで簡単に任意の形状の薄型温度ヒューズを得ることができ、仕様の変更に容易に対応でき汎用性を有する。 In addition, a thin thermal fuse having an arbitrary shape can be obtained simply by changing the mold, and it can be easily adapted to a change in specifications and has versatility.
以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1〜図17は本発明の第1実施例にかかる薄型温度ヒューズの製造工程を示す。
[Embodiment 1]
1 to 17 show a manufacturing process of a thin thermal fuse according to the first embodiment of the present invention.
製造にあたっては、図1に示すように、周囲にロジン1a(図2参照)が塗布される可溶合金1を互に離間して対向配置された一対のリードフレームからなるリード導体2、2の内端部間に溶着する。
In manufacturing, as shown in FIG. 1, the
可溶合金1は、周囲温度の上昇に応じて可溶する棒状または帯状の金属であり、例えば、Sn,AgまたはCu等の一種、あるいはそれらを適宜混合したものが用いられる。周囲に塗布される特殊活性樹脂からなるロジン1aは可溶合金1の酸化抑制等のために塗布される。
The
リード導体2はこの例では単純な平坦な帯状の板状体からなる。したがって、容易に製造でき、低コストである。リード導体2の材質としては例えばニッケルなどの金属が用いられる。
In this example, the
図2(a)はロジン1aが塗布された可溶合金1を一対のリード導体2、2間に接続した組立体の側面図、(b)は平面図を示す。
2A is a side view of an assembly in which a
ロジン1aは、固体もしくはある程度の可塑性や粘性を有し、可溶合金1の外周部および各リード導体2との接合部周辺に塗布される。各接合部周辺は可溶合金1の端部の外側に可溶合金1の長さ方向に沿った領域に塗布されている。また、長さ方向とほぼ直交する外側の領域にわたっても塗布され、広範囲にわたって塗布されている。図示例ではほぼ矩形に塗布しているが、長円形に塗布しても良い。この特殊活性樹脂の役割は低融点可溶合金の酸化抑制や可溶合金が溶断するとき表面張力を大きくし、かつリード線への濡れ性を向上させると考えられている。したがって可溶合金は溶断するまで常時、特殊活性樹脂によって覆われていることが好ましい。本発明では、このようにロジン1aを塗布することで、樹脂8でモールドしても溶断スペースを確保できることを本発明者は発見した。その結果、直接樹脂8で可溶合金1を覆うことを可能とし、薄型温度ヒューズの封止信頼性の向上と、構造を簡易にでき、容易に製造できるようにした。
The
図3(a)は上記組立体が設置される下側に位置する成形用の下型3の平面図を示す。なお、右側の図はこの下型3を右側から見た側面図を示す。
Fig.3 (a) shows the top view of the lower mold |
図3(b)は下型3に組み合わせられる、上側に配置される上型4の底面図を示す。右側の図はこの上型4を右側から見た側面図を示す。
FIG. 3B shows a bottom view of the
図3(c)は、下型3と、これと対向配置された上型4の斜視図を示す。
FIG.3 (c) shows the perspective view of the lower mold |
下型3は、図3(a)、(c)等に示すように、全体の外形は横長のほぼ矩形をなす本体3aからなり、その上面3bの中央部に必要とされる所定の深さを有し、外形がほぼ矩形状の凹部3cが形成されている。この凹部3cの中央部両側には、溝状をなし本体3aの長さ方向に沿って延びるリード導体配置部3dがそれぞれ形成されている。この部分にリード導体2が配置される。
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (c), etc., the
また、溝状の各リード導体配置部3dの内端部、すなわち凹部3c側にはほぼ円形の離型用突き出しピン挿通孔3eがそれぞれ形成されている。
Also, a substantially circular release
上型4は、図3(b)、(c)に示すように外形は下型3とほぼ同様に形成され、本体4aの底面4bの中央部には下型3の凹部3cとほぼ対応する凹部4cが形成されている。この凹部4cは薄型温度ヒューズの厚みを一定にするために設けられる。この凹部4cの中央部両側には、下型3に形成された溝状のリード導体配置部3d内に挿入される凸状のリード導体固定部4dが突設されている。
As shown in FIGS. 3B and 3C, the outer shape of the
上型4に用いる樹脂としてはUV(紫外線)や可視光線を透過する樹脂であれば良い。例えば、LCP(液晶高分子),PP(ポリプロピレン),UHMWPE(超高分子量ポリエチレン),PMMA(ポリメタクリル酸メチル),PBT(ポリブチレンテレフタレート),フッ素樹脂,ポリアセタール,ABS樹脂,PC(ポリカーボネート),m−PPE(変性ポリフェニレンエーテル),PAR(ポリアリレート),PES(ポリエーテルスルフォン),PSF(ポリスルフォン),PPS(ポリフェニレンサルファイド),PA(ポリアミド),PI(ポリイミド),PAI(ポリアミドイミド),PEI(ポリエーテルイミド),PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)またはGF−PET(強化ポリエチレンテレフタレート)等が用いられる。なお、上記に挙げた以外にも、透明もしくは紫外線透過するような樹脂の板材,シート,フィルム等で成形型4を作製しても良い。
The resin used for the
下型3も上型4と同様の材質で形成することが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。
The
図4は下型3の所定位置に、可溶合金1が溶着されたリード導体2を配置した状態を示す。可溶合金1は凹部3c内にセットされ、リード導体2はリード導体配置部3dにセットされる。
FIG. 4 shows a state in which the
下型3の下方には、離型用突き出しピン6を有する離型部材5が組み込まれる。この離型部材5は所定の肉厚を有する板状体からなり、上面5aの所定の位置に突き出しピン6の基部が埋設され、上面5aから上方に向って突出した突き出しピン6は下型3に形成された離型用突出ピン挿入孔3e内に挿入される。
A
図5は、下型3の凹部3cの上方に配置されたノズル7から樹脂8を凹部3c内に滴下する状態を示す。ノズル7は樹脂8が充填された容器(図示せず)に接続されている。この樹脂8は変性アクリレートまたはエポキシ樹脂を主成分としたUV(紫外線)硬化型の樹脂(接着剤)であり、粘性を有し、かつUVが照射されると硬化する。
FIG. 5 shows a state where the
この過程では、下型3と離型部材5との間には隙間9が形成され、突き出しピン6の先端はリード導体2の下面と当接または若干離間した位置にある。
In this process, a
図6は下型3の凹部3c内に樹脂8を充填した状態を示す。接着材8は可溶合金1をモールドする量滴下される。凹部3c内に位置する各リード導体2の内端部も樹脂8によってモールドされる。
FIG. 6 shows a state where the
この樹脂8は、硬化後、ケース、封止材として機能する。
This
所定の量の樹脂8を滴下した後、図7に示すように、第1の成形型3の上部に上型4を対向配置し、図8に示すように、第1の成形型3に第2の成形型4を圧着し、型閉じを行う。
After dripping a predetermined amount of the
ついで、図9に示すように、UVを照射する光源10を上型4上に配置し、例えば10秒以上UVを照射する。上型4はUV11を透過するため、樹脂8はUV11により硬化する。
Next, as shown in FIG. 9, a
硬化後、図10に示すように、上型4を上動させ型開きし、かつ、離型部材5を押し上げる。すると、図11に示すように、それに伴い突き出しピン6も上動し、下型3の上面3bから突き出しピン6の先端部が突出する。このため、樹脂8によってモールドされた可溶合金1、リード導体2を下型3から押し上げられ、下型3から硬化した樹脂8からなるモールド体を分離させることができ、外部に取出すことができる。リードフレームに余長部分があればそれを切断して除去するなどすれば薄型温度ヒューズが完成する。
After the curing, as shown in FIG. 10, the
図12は取出された薄型温度ヒューズ12の側断面を示す。硬化した樹脂8がケースとしての役割を果す。また、この薄型温度ヒューズ12は可溶合金1が樹脂8でモールドされているため、封止材による封止の必要はない。
FIG. 12 shows a side cross section of the thin
この薄型温度ヒューズ12には、例えばリチウムイオン電池のような二次電池の過充電や過放電から、この二次電池を保護する用途に用いられる。
The thin
樹脂8は薄型の長方体の形状に形成されるが、その形状は、下型3および上型4の凹部3c、4cの深さや外形等を適宜変更することにより、必要に応じ簡単に所望の形状の薄型温度ヒューズとすることができる。
The
[実施の形態2]
図13は本発明の第2実施例を示す。この実施例では、下型3、離型部材5も上型4と同様にUV11を透過する材質にて形成したことに特徴を有している。
[Embodiment 2]
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is characterized in that the
したがって、下方にも光源10を配置し、上下方向からそれぞれUV11を照射し、速やかに樹脂8を硬化させることができる。この実施例によれば、硬化時間を短縮することができるため、製造時間を短縮することができる。
Therefore, the
他の構成、作用等は前述の第1実施例と同様である。 Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態3]
図14はリード導体の一変形例の側面図、図15はこのリード導体に可溶合金を取付けた状態、図16は樹脂でモールドした状態を示す。
[Embodiment 3]
FIG. 14 is a side view of a modification of the lead conductor, FIG. 15 shows a state in which a soluble alloy is attached to the lead conductor, and FIG. 16 shows a state in which the lead conductor is molded with resin.
前述の実施例では平板状のリード導体2を用いていたが、この例ではリード導体2Aの内端部に補強用の第1の折曲部2aを形成したことに特徴を有している。
Although the
この第1の折曲部2aは上方に向って、かつ巾方向(長さ方向に対し直交する方向)に向って凸状に折曲され、ほぼ逆U字状に形成されている。この折曲部2aはプレス加工により容易に形成できる。
The first
また、リード導体2Aの内端のほぼ中央部には互いに離間して一対の棒状の立上げ部a、aが形成されている。これらの立ち上げ部a、a間に可溶合金1の端部が位置決めされ挟持される。したがってリード導体2Aへの可溶合金1の取り付け、両者の溶着作業等を容易、かつ迅速に行うことができる。
In addition, a pair of rod-like rising portions a and a are formed at a substantially central portion of the inner end of the
この可溶合金1が溶着され、かつ第1の折曲部2aが形成されたリード導体2Aは前述の実施例と同様、下型3の所定位置にセットし、その後、上型4を圧着し、UVを照射し、型から取り出すことにより図16に示すように、樹脂8により可溶合金1等がモールドされた薄型温度ヒューズを作製できる。
The
[実施の形態4]
図17(a)、(b)はリード導体の他の変形例を示す。
[Embodiment 4]
FIGS. 17A and 17B show another modification of the lead conductor.
この例では、リード導体2Bに、前述の第1の折曲部2aの外側に離間して第2の折曲部2bをさらに形成したことに特徴を有している。また、リード導体2Bの内端には上方に向って折曲して立ち上げられた立ち上げ部a’が形成され、かつ中央部には溝状の切り欠きが形成され、この部分に可溶合金1の端部が位置される。
This example is characterized in that a second
したがって、この例ではより強度を向上させることができる。また、この第2の折曲部2bの外側部分を曲げ支点としてリード導体2Bを下方に折り曲げ、被実装部品に取り付けることができる。
Therefore, the strength can be further improved in this example. Further, the
この第2の折曲部2bは樹脂8中にモールドされることはない。
The second
[実施の形態5]
図18はリード導体2Cの更に他の変形例を示す。
[Embodiment 5]
FIG. 18 shows still another modification of the
この例では第1の折曲部2aの外側立ち上げ部bの外壁の中央部にほぼ三角錐状の補強部2cを形成したことに特徴を有している。
This example is characterized in that a substantially triangular pyramidal reinforcing
[実施の形態6]
図18はリード導体2Dの更に他の変形例を示す。
[Embodiment 6]
FIG. 18 shows still another modification of the
この例では第1の折曲部2aの外側立ち上げ部bを外側に向って傾斜させ、かつ立ち上げ部bの外壁の中央部にほぼ三角錐状の補強部2cを形成したことに特徴を有する。
In this example, the outer raised portion b of the first
補強部2cは内側からの打ち起こしにより形成できる。あるいは別途用意した三角錐状の別部材を溶着しても良い。
The reinforcing
図18、図19に示した上記リード導体2C、2Dは、ほぼ三角錐状の補強部2cが設けられているため、巾方向の強度を向上させることができる。また、被実装部品への取り付けにあたり、この補強部2cの外端を曲げ支点としてリード導体2C、2Dを下方に容易に折り曲げることができる。
Since the
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、図示された本実施の形態に限られるものでなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の設計変更等も本発明に含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and various design changes and the like are of course included in the present invention without departing from the spirit of the present invention. It is.
例えば、下型3から薄型温度ヒューズを取り出す場合、離型部材5を用いることなく、下型3を振動させたり、斜めに傾斜ないし反転させて取り出すようにしても良い。
For example, when a thin thermal fuse is taken out from the
また、下型3の凹部3cを深くし、そのほぼ中央部に可溶合金1を配置できるように、モールド体内部のほぼ中央部に可溶合金1を位置させるようにすれば、上型4に凹部を形成しなくても良い。
Further, if the
さらに、上記実施理ではUVによって樹脂8を硬化させる例について説明したが、可視光線によって硬化する樹脂を用いても作用効果が実質的に変わることはなく均等の範囲である。この場合、可視光線を照射すれば良い。
Furthermore, in the above-described practical example, the example in which the
なお、樹脂としては、例えばウレタンアクリレート樹脂を主成分とし、ベンゾインエーテル、ベンゾフェノンアミン類を光重合開始剤として配合した20℃における粘度が20,000[mPa・s]のものを用いると好適である。また、光源としては、例えば超高圧水銀ランプを用いれば良い。 As the resin, it is preferable to use a resin having a viscosity of 20,000 [mPa · s] at 20 ° C. containing, for example, a urethane acrylate resin as a main component and a benzoin ether or benzophenoneamine as a photopolymerization initiator. . For example, an ultrahigh pressure mercury lamp may be used as the light source.
1 可溶合金
1a ロジン
2、2A、2B、2C、2D リード導体
3 下型
3a 本体
3b 上面
3c 凹部
3d リード導体配置部
3e 離型用突き出しピン挿入孔
4 上型
4a 本体
4b 底面
4c 凹部
4d リード導体固定部
5 離型部材
5a 上面
6 突き出しピン
8 樹脂
9 隙間
10 光源
11 UV(紫外線)
12、12A 薄型温度ヒューズ
DESCRIPTION OF
12, 12A thin thermal fuse
Claims (5)
前記下型(3)または前記上型(4)の少なくともいずれか一方をUV透過性の材質にて形成したことを特徴とする薄型温度ヒューズの製造装置。 A lower mold (3) in which a recess (3c) for filling a resin (8) is formed at the center, and groove-shaped lead conductor placement portions (3d) are formed on both sides of the recess (3c), A convex lead conductor fixing portion (4d) which is disposed on the upper side of the mold (3) and is inserted into the groove-shaped lead conductor arrangement portion (3d) on both sides to hold the lead conductor (2). A mold (4) and a light source (10) for irradiating UV;
An apparatus for manufacturing a thin thermal fuse, wherein at least one of the lower mold (3) and the upper mold (4) is formed of a UV transparent material.
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