JP4521842B2

JP4521842B2 - Fuse assembly

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Publication number: JP4521842B2
Application number: JP01222999A
Authority: JP
Inventors: ベドナレクアライアン
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: DE69906836D1; JPH11260238A; DE69906836T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に自動車用の電源部分に使用されるヒューズ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明の解決すべき課題】
自動車用バッテリーのための大電流用ヒューズが、欧州特許公開公報第６９９５６５号に開示される。この出願に開示されるヒューズの一つは、溶融部分となる合金から成るヒューズ部（又はヒューズバー）、及びそれを間に支持して溶融可能なヒューズ合金よりも高い融点を有する材料から成る支持バーを含む。支持バーの材料は例えば青銅（ＣｕＺｎ３０）の如き銅合金であり、ヒューズ部の材料は例えば半田合金の如き錫合金とされる。ヒューズ部はリフロー工程、即ち支持バー間における溶融材料の溶融及びそれに続く凝固又は固化によって支持バーに機械的に及び電気的に結合される。ヒューズ部の機械的強度の要求を低くするために、近接する支持バーは絶縁支持部材に強固に固定される。欧州特許公開公報第６９９５６５号に示される如き低融点の溶融材料を提供することは、好ましいブローイング特性（又は溶融特性）を得るために特に効果的であることが知られているが、その場合ヒューズ部は１００乃至６００Ａ程度の大電流に対して所定の時間維持される。高融点の溶融材料が、例えば近接配置される支持バーに一体的に形成されて使用されるとき、信頼性の高いブローイング特性は提供できない。その場合、ヒューズ部のそりを生じること、高温での溶融が要求されること、ヒューズリンクに置かれるとき高温溶融材料に拡散されるよう作用してその抵抗特性を変化させてしまう溶融錫のビードを除去する必要があることなどの様々な問題を伴うものである。最後の点に関連して、錫ビードはしばしばヒューズ部のブローイング又は溶融破壊される前に溶融するものであるが、内部振動が生じるような特定の環境では、溶融ビードはヒューズ部がブローイングを生じる前にヒューズから離散されてしまうこともあるので、これによりヒューズのブローイング特性は不安定となる。
【０００３】
そのような問題はヒューズ部に対して低融点材料を使用することによって解決される。しかしながら、低融点材料によるヒューズ部（又はヒューズリンク）の問題の一つは、機械的強度が弱くなることである。温度変化によって生じる絶縁支持体に対するヒューズ部の熱膨張及び熱収縮により、ヒューズ部にそのサイクルによるひずみ応力が加わる。熱サイクルはヒューズ部の電流の変化、及び外部温度の変化によっても生じ得る。
【０００４】
本発明の発明者は、低融点ヒューズ部に適用される特定の引張応力に係る熱的又は機械的応力によってヒューズ部にクラックが生じ更にそれが大きく成長し、それによってヒューズ部の機械的抵抗が小さくなり、加えてヒューズ部の導電率が小さくなってしまうことを認識している。これは、経時的にヒューズ部のブローイング特性を悪化させる。特に電流の流れ方向に対して交差する方向に成長するクラックが形成されることにより最も導電性が悪くなるが、そのようなクラックは電流の方向に加わる引っ張り応力によって影響を受ける。クラックは支持体に対してヒューズ部が相対的に収縮及び膨張することによって形成され得る。発明者は更に、粒界及び材料構造内の転位等の不規則要素がクラックの成長を助長するのであるから、小径の結晶粒（又はグレイン）が形成され且つその結晶粒がヒューズ部の電流の流れ方向に対して交差する方向に粒界を形成することがヒューズ部の経時的な信頼性を悪くすることを認識した。
【０００５】
本発明は、上述のことに鑑みて、経時的な面から信頼性の高い大電力用のヒューズ組立体を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属板によって形成される一対の端子の間にヒューズ部が固着されて成るヒューズ組立体において、前記ヒューズ部は、前記一対の端子間を前記ヒューズ部の電流の流れ方向に平行に延びる柱状結晶粒構造を含むことを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記柱状結晶粒構造は方向性凝固によって実現される。
【０００８】
好ましくは、前記一対の端子は、前記ヒューズ部の形成前及び形成途中工程で両者を相互に連結し、前記ヒューズ部の形成後に切除される連結部を具える。
【０００９】
好ましくは、該連結部は前記ヒューズ部の両外側に位置し、前記ヒューズ部の両側方への延長位置に略接触して重なるよう配置される。
【００１０】
好ましくは、前記ヒューズ部は半田合金（ＰｂＳｎ６０／４０）又は銀錫合金（ＳｎＡｇ９６．５／３．５）から成る。
【００１１】
好ましくは、前記端子は、青銅（ＣｕＺｎ３０）の如き銅合金から形成される。
【００１８】
本発明によれば、特にヒューズ組立体は、一対の端子に設けられる支持バー間に延びるヒューズ部又はヒューズリンクを有し、ヒューズ部は支持バーよりも低融点とされ、更にヒューズ部はそれを通って流れる電流の流れ方向に沿って延びる柱状組織構造を構成する結晶粒を有する。柱状結晶粒はヒューズ部に対して方向性を持たせた凝固（又は固化）によって形成される。方向性を持たせた凝固は、ヒューズ部に対して局所的に提供されて特に電流の流れ方向に沿ってヒューズ部に対して相対移動される熱源を提供することによって実現される。これによってヒューズ部の第１端から電流の流れ方向に沿って温度勾配が生ぜしめられる。結晶粒の発生は支持部と溶融されたヒューズ部との間の界面で生じ得るが、それらの結晶粒は熱源が移動されるにつれて電流の流れ方向にそって柱状に成長する。効果的な熱源はレーザービーム、又はヒューズに対して一つの支持部から他の支持部へと延びる方向（即ち電流の流れ方向）に移動するビームである。熱源の速度を制御することによって、ヒューズ部に使用される合金の固相／液相の界面における所定の温度勾配が保証され得る。温度勾配が液相線の凝固曲線より大きく維持される場合には、固相／液相の界面の前に溶質が形成され、界面の先に結晶粒が形成されることはない。換言すれば、十分な温度勾配を保証することによって、新たな結晶粒をほとんど形成することなく柱状結晶粒の安定した成長が実現される。電流の流れ方向を交差する方向に延びる粒界が減らされるので、機械的抵抗強度が増し、特に電流の流れ方向に加わる引っ張り力に対してのクリープ（又は匍匐）特性が改善される。方向性を有する凝固の際の温度勾配は、ヒューズ部の結晶粒形成端近傍位置に制御された冷却手段を提供することによって改善され得る。例えば、ヒューズ部の結晶粒形成端に設けられる支持手段は、制御された冷却を伴う導電性支持体に固定され得る。
【００１９】
溶融可能なヒューズ部用合金として効果的な材料は、市販されて直ぐに入手可能な鉛：錫が６：４の組成を有する半田合金である。しかしながら錫：銀の質量組成比が９６．５：３．５とされる銀錫合金等の他の低融点合金も使用され得る。
【００２０】
ヒューズ部に使用される合金は、所定の長さに切断されてヒューズ部の対向する支持バー間のスロット内に挿入される連続ストリップとして提供され得る。ヒューズ部を支持する支持バーは一体連結部によって相互に所定位置に保持され、これによってヒューズ部支持部分及び一体連結部は単一の金属部材から打ち抜き形成される。ヒューズ部の材料はその後熱源によって溶融可能とされ、それに続いて上述した方向性を持たせた凝固の方法によって冷却される。ヒューズ部のためのストリップは方向性凝固法に使用される局所的熱源とは別の熱源によって予め加熱されていても良く、これによって製造サイクル時間が短縮され得る。方向性凝固の工程の後でヒューズ部の延長部は切除され、ヒューズ部は絶縁支持体に装着される。溶融され凝固された後、即ち完成時のヒューズ部の断面積を略一定にすることを保証するために、支持バーに組み立てられるヒューズ部用合金のストリップは支持バー間の幅よりも大きな長さを有するようにして設けられ、凝固された後の過剰な材料は切除され得る。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態となるヒューズ組立体、及びその製造方法について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、導電性ケーブルにクリンプ固定されるヒューズ組立体となる電気端子を絶縁支持体を省略して示す斜視図である。図２は、絶縁支持体に組立てられるヒューズ部（ヒューズリンク）の斜視図である。図３は、複数のヒューズ部を含む他の実施形態を絶縁支持体なしで示す斜視図である。図４は、図３のヒューズ部を含む組立体の完成状態を示す斜視図である。図５は、ヒューズ部の挿入及び結合の前段階として部分的に製造されたヒューズ組立体を示す図３類似の図である。図６は、ヒューズ部支持用基体の平面図である。図７は、基体に組み立てられるヒューズ部用合金のストリップをそれに続く製造工程にして示す図６類似の図である。図８は、レーザによる熱源の作用を簡易的に示す図７類似の図である。図９は、連結部及びヒューズ部材料の延長部が切除される工程を示す図８類似の図である。図１０は、ヒューズ部支持用の基体が絶縁支持体にクリンプ固定される図９に続く工程を示す図９類似の図である。図１１は、凝固（又は固化）が制御されないヒューズ部の概略構造を示す図で、ヒューズ部の結晶粒を概略的に拡大して示す図である。図１２は、本発明によってヒューズ部の凝固が制御される場合を示す図１１に類似の図である。図１３は、半田合金の相図である。図１４は、鉛：錫の比が６０：４０の半田合金による固相／液相の界面での液相線のグラフである。図１５は、レーザビームが照射される３つの位置Ａ、Ｂ、Ｂ’を示すヒューズ部の側方から見たヒューズ部の断面図である。図１６は、凸形のレンズによって集光される単一のレーザビームを示すヒューズ部の部分平面図で、ヒューズ部の熱流を示す図である。図１７は、２つのレーザビームを示す図１６類似の図である。図１８は、固相及び液相の界面の移動を示すヒューズ部の一部を示す断面図である。
【００２３】
図１及び図２を参照すれば、ヒューズ組立体（又はヒューズリンク組立体）２は導電性を有する基体（又は端子）４、ヒューズ部８を含むヒューズ構造６、導体接続部１０、１２、及び組立体の支持体１６（図２参照）にクランプ固定されるための変形可能なタブ形状の取付部１４を有する。絶縁材料から成る支持体１６には更にカバー１８が提供され、それはヒューズ構造６に重ねて置かれる。接続部１０は自動車のバッテリー端子に接続されるバッテリー端子接続部であり、他の接続部１２は圧着バレルの形状とされ、自動車に電源を供給するケーブルに圧着接続される。接続部１０、１２は外部導体に接続されるための自動車バッテリー及びケーブルに限らない多くの相違する形状形態とされることも可能である。本実施形態による導電性基体４はシート金属から打ち抜き折り曲げ加工され、これにより接続部１０、１２は様々な形状とされ、また様々な方向を向くようにして導電性基体４に一体的に設けられ得る。図３に例示されるヒューズ組立体の他の実施形態によれば、ケーブル接続部１２’は導電性基体４’から略直交方向にそれと一体にして延出するよう構成され、ヒューズ組立体２’には２つの相違するヒューズ構造６’、６”が提供される。第１ヒューズ構造６’はバッテリー端子接続部１０’から電源ケーブル接続部１２’への主要電気パスを構成し、第２ヒューズ構造６”はタブ１１’を介して更なる外部導体１３’（図４参照）へのプラグ接続を可能にし、それは主電源から独立して置かれる安全機能のような自動車の他の機能を提供し得る。自動車に対して電源ケーブル１２’を介して電源を供給する代わりに多数の小径の電源ケーブルが使用されても良く、その場合多数のヒューズ構造６を介して基体４への接続が行われる。
【００２４】
図４に示されるように、ヒューズ組立体２’は更に絶縁支持体１６を有し、導電性基体が４’はそれに設けられる変形可能なタブ１４’による固定手段によってクリンプ固定される。組立体は更にヒューズ構造６’、６”を覆うカバー１８’を有する。絶縁支持体１６’は更に第２タブ１１’に係合されるためにコネクタ１９’をプラグ嵌合して受容可能なハウジング部１７’を有する。従って絶縁支持体（又はハウジング）１６、１６’は、ヒューズ構造６、６’、６”を機械的に支持するべく作用する。よってケーブル１３、１３’又は接続部１０、１０’に加わる外力は、ヒューズ構造６、６’、６”に加わることはなく、主に支持体１６、１６’に加わる。この構成はヒューズ部８が組立体に一体的に形成されて接続部１０、１２、１０’、１２’同士がそれによって相互に連結することを可能にする。
【００２５】
ヒューズ構造６は、相互接続部２２の幅を介して基体に結合されるヒューズ部８の両側に支持バー２０を有するが、基体４の本体部分と連結される相互接続部２２の幅は支持バー２０の幅とは相違し、特に支持バー２０の幅Ｗ２よりも小さく設定された幅Ｗ１とされる。幅Ｗ１及びＷ２は、ヒューズのブローイング特性を調節するためにヒューズ部８に発生する熱からの熱流を制御するための所定の寸法に設定される。調節のために、基体４の材料厚さ、ヒューズ部８の特性、ヒューズ部８を介した電流の流れ方向Ｉの長さＬが考慮される。
【００２６】
ヒューズ部８は、近接する支持バー２０よりも低い融点を有する導体から成り、そのための好適な合金は、半田の共融合金組成のものである。広く市販される半田合金は質量比にして錫６０％に対して鉛が４０％とされるものであり、それは図１３に示すように最も低い融点である共融温度に近いものとされる。支持バーはＣｕＺｎ３０の如き銅合金から構成されることができ、それは共融合金材料であるＳｎＰｂの融点である１８３℃よりかなり高い融点を有する。ヒューズ部８の材料として２２１℃の融点を有するＳｎＡｇ９６．５／３．５の如き他の低融点溶融合金も考慮され得る。しかしながら、他の低融点合金が使用される際には、そのヒューズ部のブローイング特性を考慮しなければならない。広く市販される点から考えられる好ましい合金はＳｎＰｂ６０／４０及びＳｎＡｇ９６．５／３．５であり、前者は特に安価である。これらの両合金は小寸法の結晶構造を有する多結晶構造を成し、単相にして結晶寸法が微細ではない材料に比較するとクリープ抵抗が改善されるという利点を有する。
【００２７】
ヒューズ部８はその使用寿命の間に、様々な負荷及び温度変化を受ける。前者の「負荷」は接続部１０、１２に加わる力に起因する機械的なものである。支持体１６、１６’はそのような力の大部分を吸収するが、ヒューズ部６に残りの力が加わる。他の負荷はヒューズ組立体２、２’の熱膨張及び熱収縮によるものであり、特にそれらは支持体１６と導電性基体４との相違する材料に起因する熱膨張係数の相違によって生じる。温度変化はヒューズ組立体２、２’又はそれに接続される導体の電力損、又は外部温度の変化によって生じる。自動車製造業者は、−４０℃乃至７０℃を動作温度範囲として規格している。
【００２８】
ヒューズ部８の負荷及び温度は、クラック又はキャビティの成長を助長し、最悪の状況によれば高温にさらされてヒューズ部８の電流の流れ方向Ｉに強い引っ張り力を生じせしめる。低融点のヒューズ部８は機械的抵抗を有するものの、支持用基体４よりもクリープ抵抗は更に小さいので、ヒューズ部８内又は支持バー２０とヒューズ部８の界面にクリープ又は亀裂が生じ得る。
【００２９】
ヒューズ部８内又は支持バー２０との界面にクラックが形成され成長することによって、ヒューズ部８を通して流れる電流の流れ方向の有効断面積が変化し、これによってヒューズのブローイング特性は劣化してしまう。クラックの形成及び成長は、更にヒューズ部８の機械的強度を劣化させ、それはヒューズ部８の断絶につながる。例えば、自動車の応用によれば、例えば１０年を超えるヒューズの寿命の間にわたって、信頼性の高いヒューズブローイング特性を維持することが望まれ、その際に、自動車のエンジン室又は他の場所での環境下で、ヒューズが受ける機械的及び熱的負荷を考慮する必要がある。
【００３０】
本発明によるヒューズ部８は、以下に詳細に説明するように電流の流れ方向Ｉに略平行に延びる柱状の結晶構造を提供することによって、ヒューズの寿命の間に信頼性の高いブローイング特性を保証するものである。
【００３１】
図６乃至図１０によれば、ヒューズ組立体の製造工程が示される。まず図６を参照すると、導電性基体４はシート金属から打ち抜き折り曲げ形成され、導体接続部１０、１２、支持バー２０、及びヒューズ部６のための接続部２２が構成される。支持バー２０は対向する第１及び第２端面２４、２６をそれぞれ有し、それらの間にヒューズ部８を受容するための長さＬの間隙（図１参照）を形成する。基体４の接続部１０、１２はヒューズ構造６の両外側に位置する一対の連結部２８によって相互に支持され、それらは間隙３０を介してヒューズ構造６とは離間される。図６に示される打ち抜き折り曲げ形成された基部４はその後金めっきされ、支持バー２０に溶着又は半田付けされるヒューズ部８の合金に接着固定を容易にする。めっき材料はヒューズ部８に使用される合金に合わせて他のものに変更しても良い。図７に示す次の製造工程では、ＳｎＰｂ６０／４０の如き固体ヒューズ材料の線材（又はストリップ）７６が支持バー２０の第１及び第２端面２４、２６の間に締まり嵌め固定される。線材７は例えば連続したリールとして提供されて基部４に組み立てられるための所定長さにして提供され得る。線材７は支持バー２０の両側端部３４を超えて延びる延長部３２を有し、図７に示すように連結部２８を交差して配置され得る。延長部３２は、溶着される工程の間、ヒューズ部８の収縮を防止すべく作用する。延長部３２は連結部２８を交差するように延びるので、ヒューズ部８の溶融、凝固による固着工程の際に支持され得る。
【００３２】
次の工程では、支持バー２０間のヒューズ部８は熱源を提供することによって溶融される。本実施形態によれば、熱源はレーザとして提供される。溶融したヒューズ部８は、支持バー端面２４、２６間に張力現象によって維持され、これによってヒューズ部８の若干の垂下が生じ得る。ヒューズ用線材７の延長部３２は溶融したヒューズ部８を補助的に支持し、支持バー２０間のヒューズ部８の収縮を防止する。側端部３４に沿うヒューズ部８の収縮、即ち側端部３４における支持バー２０間に形成されるヒューズ部８の湾曲面形状は、特定の電流通路を有するヒューズの信頼性を低下させてしまう。
【００３３】
ヒューズ用線材７の溶融に先立って、支持体２０及びヒューズ用線材７をその材料の融点に近い温度にするよう予め加熱しておいても良い。この予加熱は、レーザ照射に晒される過程及びそれに続く凝固の過程を通して製造サイクル回数を増やすために行われる。予加熱は溶融のためのレーザとは別の加熱手段によって行われるが、例えばそれはホットプレート、誘導加熱の他、レーザ技術に比較して十分安価である従来の加熱手段による。
【００３４】
図８に最も良く示されるように、予加熱の後にレーザビームがヒューズ用線材７に集光して照射され、細長断面の照射部３６がヒューズ部の上に設定される。これに関連して、レーザビームは、ヒューズ部８が幅Ｗ２にわたって略全体が加熱されるよう、単一もしくは複数のレーザビームとされて略長円又は細長い多角形形状とされる。レーザビームの形状は、更にレンズを使用して集光状態を変更するように構成しても良く、またビームの出力強度及びビームの広がりを調節するようにしても良い。本実施形態によれば、図１６及び図１７に示すように、長円形状のビームは、支持されたヒューズ用線材７の方向に２つのビーム３６’が近接してヒューズ上の照射位置で比較的広い面積となるよう焦点位置からずらされるように設定されるか、又はレンズによって長円形状とされる単一のビーム３６とされる。レーザビームは、ヒューズ用線材に対して、図１５に示すように、まず初期位置Ａに設定され、ヒューズ材料を溶融するためにヒューズ部８に重ねられ、次に凝固のためにレーザビームがヒューズ材料に対して第２位置に向けて方向Ｄに移動され基体４上のヒューズ部８から離される。凝固のための方向Ｄはヒューズ部８の電流の流れ方向Ｉに平行とされる。方向性を有する凝固を適確に制御することによって、ヒューズ部８は以下に詳細に示すように柱状の結晶構造を有する。
【００３５】
ヒューズ部８の凝固は第１端面２４に始まり、支持バー２０の第２端面２６へと進む。第１端の基体４には、第１側５にその温度を略一定にするべく維持する温度制御手段３７（図１５参照）がヒューズ部から所定の距離だけ離して置かれる。例えばこれは、基体４の第１側がアルミニウム等の熱伝導性の材料にクランプ固定されることにより実現され、その材料はアルミニウムブロックに沿って循環される水等の強制的熱対流手段によって一定の温度に維持される。ヒューズ基体４の第２側３の冷却は図１５に示すように自然冷却手段４１によって行われ得る。方向性凝固の後で、図９に示すように連結部２８及びヒューズ部８の延長部３２は図１０に示すヒューズ構造６を形成するように切除され、その後基体４は取付タブ１４のクリンプ固定によって支持体１６に固定され得る。
【００３６】
それに続く工程では、カバーがヒューズ部６に重なるように置かれ、それは例えば熱的手段によってハウジング１６に固定され、ヒューズ部６の安全ケースを提供する。組立体２はその後電力ケーブル１３にクリンプ固定され、バッテリー端子又は他の導電性部材に取り付けられる。同様の製造工程は、例えば図３に示すように複数のヒューズ部を有する設計にも適用可能であり、その場合ヒューズ部８’、８”は方向性凝固され、連結部２８はその後切除され、ヒューズ基体４’は支持体に固定され得る。
【００３７】
図１１乃至図１６によれば、方向性を有する凝固工程が詳細に示される。発明者は、大電力用ヒューズを自動車環境下で１０年又はそれ以上の間の寿命にわたって使用する際に信頼性の高い特性を保証し、特にそれに低融点ヒューズを利用して機械的及び熱的要求を考慮すべき場合にヒューズ部におけるクラックの形成及びその成長が抑制される必要のあることを理解している。特に電流の流れ方向Ｉに沿う方向の力に対して、ヒューズ部のクリープ抵抗を改良することは有効である。これは、ヒューズ部に柱状の結晶粒組織構造を提供することによって実現される。柱状の結晶粒構造は方向性凝固によって実現される。電流の流れ方向に沿う柱状の結晶粒構造は、電流の流れ方向Ｉに交差する方向に延びる粒界、転移、欠陥、及び不純物の量又は数を減らす。電流の流れ方向に交差する方向又はヒューズ部の主要応力方向に延びる粒界及び転移は、電流の流れ方向に交差するクラックを形成及び成長させ、これによってヒューズの導電性及び機械的強度を劣化させてしまう。クラックはヒューズ部の破断にもつながるが、特にヒューズ部の電気抵抗の変化はそれがブローイング特性を変えてしまうという意味から好ましくない。
【００３８】
図１１によれば、ヒューズ部を制御することなく溶融させて凝固させた場合の結晶粒の形成が示される。ヒューズ部は自然の対流及び伝導によって冷却されるものであるので、冷却は主要なＦ１乃至Ｆ４の４つの方向、即ちヒューズ部の対向端面２４、２６、及び対向側端部３４に進む。近接する支持バー２０への大きな熱流によって、支持バーの端面２４、２６に近接して小径の結晶粒がこの界面で急激な冷却凝固によって形成される。多くの小径の結晶粒については以下のように説明される。
【００３９】
同源による結晶粒形成の場合に、結晶粒形成のための自由エンタルピーΔＧに関する方程式は以下のようになる。
【００４０】
【数式１】

【００４１】
これにおいて、
Ｖ：結晶粒の体積（ｍ^３）
Ｓ：結晶粒の表面積（ｍ^２）
γ：固相／液相表面エネルギー（Ｊ／ｍ^２）
ΔＴ：冷却度（℃）
Ｔｆ：融点（℃）
である。
【００４２】
結晶粒の半径をｒとすると上記方程式は以下のようになる。
【００４３】
【数式２】

【００４４】
半径ｒの結晶粒が安定して維持され、成長可能であるためには、自由エンタルピーΔＧは減らされる方向にされる、即ちδΔＧ／δｒが０以下にされる必要がある。第１の安定した結晶粒の最小半径をｒ^＊とすると、ｒ^＊はΔＴの逆数に比例する。
【００４５】
結晶粒成長温度Ｔｇ＝Ｔｆ−ΔＴで形成され得る結晶粒の数は、以下の式で現される。
【００４６】
【数式３】

【００４７】
ここでＮ_０は初期の原子の数で、Ｋはボルツマン定数である。
【００４８】
このようにｒ^＊及びｎに関する計算によれば、冷却度が小さいほど、安定した結晶粒の数が小さくなり、大寸法となることが理解される。
【００４９】
逆に、多数の結晶粒の形成が避けられるためには、冷却度は融点に非常に近い領域に設定されなければならない。発明者は更に、多くの結晶粒の形成は電流の流れ方向に交差する方向に延びる多くの粒界を形成してしまうという欠点を有することを認識している。柱状の結晶粒の構造を提供し、更にその数を少なくして寸法を大きくすることが有効であるが、それは第１端面２４において初期の凝固、特に凝固の速度を落とすことを制御することによって実現される。数の少ない大きな結晶粒の形成によれば、ヒューズ部８を交差する方向のクリープ抵抗を改善し、支持バー２０に対するヒューズ部８の接着強度を改善する。
【００５０】
図１１に示す制御されないヒューズ部の凝固状態から理解されるように、溶融ゾーン３８がヒューズ部の中央に生じ、更に好ましくないクリープ抵抗を生じる多くの小径の結晶粒を含む。加えて側端部３４の冷却端部Ｆ３、Ｆ４は、電流の流れ方向Ｉに交差する方向に配向する結晶粒によってゾーン３９を形成するが、それは電流の流れ方向Ｉに交差する方向の負荷に対抗するクリープ抵抗に対して望まれないものである。溶融ゾーン３８は、支持バー２０の第１端面２４に始まり第２端面２６に終わる方向性凝固によって防止され得る。方向性凝固によって実現される柱状の結晶粒構造は、図１２に概略的に示される。
【００５１】
図１５に最も良く示されるように、レーザビームはヒューズ部８を溶融すべくそれに重なるよう最初は第１位置Ａに設定される。熱４０、４１は、ヒューズ部８の第１及び第２側５、３から流れるが、第１側５には熱レギュレータ３７が提供され、それはヒューズ部８から所定距離離れて第１側５を略一定の温度に維持する。これによって支持バー２０の第１端面２４温度の効果的な制御が行われ、そこでは第１の結晶粒が凝固される。基体４は絶縁体４３に対して、ヒューズ部８からの熱流をより効果的に制御するためにヒューズ部８のいずれか一側に置かれる。レーザエネルギーの出力はパルスレーザビームを提供することによって制御され、その周波数はヒューズからの熱流を増減するよう適当に変化される。またその出力は合金の融点に近い領域での溶融周期の中でヒューズ部８を溶融すると共にヒューズ部８を維持するよう調節される。材料溶融のための高い温度は、重力によって溶融されたヒューズ部の張力現象を減らし、大きな垂下作用を生じる。加えて、融点に近い温度は第１端面２４での結晶粒の初期形成を十分制御することを可能にする。初期の結晶粒形成は、レーザビームを位置Ａから凝固方向である方向Ｄに移動されることで実現され、これによって第１端５から伝導される熱エネルギー４０は端面２４の冷却端に提供される。ビームを初期位置Ａから凝固方向Ｄにより低速で移動するほど、冷却はよりゆっくり行われ、即ち徐冷される。従って、上述したような比較的大きな寸法を有する少数の結晶粒の形成が端面２４で実現される。本実施形態によれば、ＰｂＳｎの組成は亜共晶の組成であるので、初期形成される結晶粒は共融結晶前に形成されるＰｂ（１９％）の組成を有する。これは図１３の相図において液相の組成Ｃ０が融点に達していることにより理解される。
【００５２】
初期の結晶粒の形成後に、固相／液相の界面の先で新しい結晶粒の形成をすることなく、柱状（又は板状）の結晶粒を形成するために、略安定した又は面状の固相／液相界面を維持することが必要とされる。これは以下のように説明される。固相の界面の前に液相の組成が変わった溶質の抵抗を生じる。この組成の変化は構造における冷却を生じる。換言すれば、融点は、液相の組成が変化することによって図１３の相図に示す共融温度によって決定される最も低い融点よりも高くなる。液相と固相との界面の前に位置する液相部分の融点の上昇によって、液体が冷却温度となる低い温度を有するならば、界面の前に結晶粒が形成されるよう凝固が生じる。大寸法の柱状の結晶粒が形成されるべきならば、これは避けられるべき不安定状態である。図１４によれば、液相曲線は固相界面の前に位置する液相の融点を、液相の組成に対する界面からの距離の関数として示すが、それは界面Ｃｅにおける共融組成から合金の組成Ｃ０へと変化する。小さな温度勾配ＴＬ１による冷却度ΔＴのために、液相における温度勾配はＴＬ２より大きいか又はそれに等しくされる必要がある。この状態は次の関係を満たすべきものとして理解される。
【００５３】
【数式４】

【００５４】
ここで
Ｒ：界面の転移割合
ＧＬ：液相の熱勾配
ｍ：Ｘ＝０における液相線の勾配
ＤＬ：液体の溶質の拡散係数
である。（ＤＬ及びｍは合金の特性値であり、例えば上述した半田合金に対しては、ＤＬ＝６．７×１０^−６ｃｍ^２／ｓｅｃであり、ｍ＝−２．３２６℃である。）
【００５５】
０．２ｃｍの長さＬを有し、好ましい凝固割合Ｒ＝４×１０^−２ｓｅｃ^−１（即ちヒューズ部の凝固に５秒必要とされる割合）を有するヒューズ部のために、温度勾配ＧＬは２６３℃／ｃｍとされ、それはヒューズの両端面２４、２６間で５２℃となる温度勾配である。
【００５６】
温度勾配をより高くするほど、凝固割合は高くなり、これによって凝固サイクルの時間は短くなる。しかしながら、温度勾配の増加効果が溶融された合金の平均温度を増すことが可能であるので、この合金の粘性は小さくなり、体積は増加する。液相合金は凝固又は半田接着の間に支持されず、張力現象によって所定位置に維持されるのみであるので、溶融された合金の温度は安定した面端のための最小の温度勾配を確実に実現できるよう十分な温度に制御されるべきである。
【００５７】
温度勾配を制御するために、レーザビームの方向Ｄへの移動速度及びレーザの出力強度が制御される。レーザ出力は金属によって相違する放射率εを考慮して制御されても良く、例えば上述の半田合金によれば、放射率はε＝０．２２であり、それは錫めっき青銅基部によるε＝０．１３とは相違する。従って、ヒューズ部８は本実施形態では支持体２０よりも多くのレーザエネルギーを吸収する。例えばパルスモードのＹＡＧレーザを５００Ｗにして、周波数を１から５０ＫＨｚで動作可能にしてヒューズの出力破壊の出力を制御する。端面２４における初期結晶粒成長のための低い温度勾配の要求は、及びそれに続く柱状結晶粒形成のための温度勾配とは多少の矛盾を生じるものである。更に製造サイクルを短くするために、熱源の移動の適正な速度が提供されるが、例えばそれは０．５乃至１．０ｍｍ／ｓｅｃ程度である。より少ない数でより大きな結晶粒が必要とされるとき、最初の凝固相形成のためのレーザ照射位置のより遅い移動、及び初期の結晶粒形成の後のより早い割合での移動との間で効果的な妥協点が見つけられ得る。
【００５８】
図１６及び図１７に示すように、単一又は多重のビーム３６、３６’が提供可能である。図１６及び図１７によれば、凝固工程の後にヒューズ線材延長部３２は、くびれ部３３を介してヒューズ部８に結合されるが、くびれ部３３はヒューズ部８の断面積を維持することを保証する。上述した工程で形成される柱状の結晶粒は、安定した多層型凝固を生じる共融組成の平板構造に類似し、そのための半田合金（６０／４０）によるＣｏに近い組成を有する並置されたＰｂＳｎの平板構造を有し得る。
【００５９】
図１８によれば、方向性凝固工程の間のヒューズ部８の断面が示される。凝固の間に、線５０で示される固相／液相の界面は、端面２４、２６に対して傾斜して位置するが、それは対向端面２６、２４の間の温度勾配、及びレーザビーム３６を受容する頂面５２と熱源からの熱を受容しないヒューズの対向端５４との間の温度勾配によって生じるものである。固相／液相の界面５０の斜め方向の移動は破線５０’で示されるように第２端面２６に界面が重なる凝固工程の最終段階で有効である。液相の合金の体積は固相の合金よりも大きく、もし固相／液相の界面が第２端面２６で平行に合致するならば、それは凝固の間に相対収縮のために平滑でない粗さ部分を形成する。固相／液相界面５０’の傾斜角は、それが端面２６に合致するときに液相合金５８のポケットが材料の固相界面によって形成され、よって界面５０’は粗さ部分を形成することなく端面２６に沿って上方に移動する。非常に小さな液相のポケットが端面２６と頂面５２との間の頂隅部６０に残るときにのみ、体積の収縮によって粗さ部分が形成される。しかしながら、頂隅部６０は溶融した合金にかかる引力によって生じるヒューズ部８の湾曲した頂面による応力の低い部分（又は応力逃がし部分）となる。頂隅部６０内の比較的弱い接着及び結晶粒構造は、従ってヒューズ部に加わる引っ張り応力６１を効果的に抑え、よってヒューズの機械的強度又はクリープ抵抗に悪影響が及ばないようにヒューズ部８を実現可能である。従って、頂面５２への熱源を提供し、又は第１側５での底面５４側のみに冷却素子３７を提供し、又は図１８に示すように対向側に熱源及び冷却素子をそれぞれ提供することによって固相／液相界面が端面２６、２４に対して傾斜角を成すように設定することは効果的である。
【００６０】
他の場合として、ヒューズ部８の第２端面２６が垂直方向Ｖ及び頂面５２と底端５４とに対して傾斜角を成すように設定しておく場合には、固相／液相の界面が粗さ部分を生じるような垂直方向に延びるものであっても良い。
【００６１】
垂直方向Ｖに作用する重力を考慮するとき、頂隅部６０で凝固が終結することは特に効果的であるが、それはこの頂隅部６０がヒューズ部８の頂面の湾曲形状６２を考慮したときの応力を小さくすることができ、これによりヒューズ部８を交差する主要な応力６１が抑えられるからである。
【００６２】
まとめると、パルスレーザによる熱源の使用によって容易に制御されることが可能であるヒューズ部の方向性凝固は、電流の流れ方向を交差する方向のクリープ抵抗を増し、中央の溶融ゾーンを減らし、支持用端面２４、２６での小径の結晶粒の形成を阻止し、結晶粒の数を減らし、特に電流の流れ方向を交差する方向の結晶粒界を減らす。これらの点は、第１端面２４での制御された初期の結晶粒の凝固、及び熱源の出力と凝固方向Ｄの熱源の移動速度との制御による固相／液相界面での温度勾配の維持によって実現される。図８、図１６、及び図１７に示されるようにレーザビーム３６、３６’の端部は基体４の第２側３に入り、結晶粒が第２端面２６に達するまでに固相界面に温度勾配を維持することを保証する。製造工程を制御するために、温度センサ４６、４８がヒューズ部８に対して配置されても良い。方向性凝固工程における温度変化において、その変化の曲線は工程の間に正確な温度勾配が確実に維持される特性曲線となるように制御されることが可能である。支持端に対して傾斜方向を向く凝固端は、例えばヒューズの厚さ方向の熱調整によって実現され、支持部に対するヒューズ部の接着性及びクリープ抵抗を改善する。
【００６３】
以上の如く本発明によるヒューズ組立体及びその製造方法について詳細に説明したが、これはあくまでも例示的なものであり、本発明を制限するものではなく、当業者によって様々な変形変更が成され得る。
【００６４】
【発明の効果】
本発明のヒューズ組立体によれば、ヒューズ部は、一対の端子間をブリッジする方向に延びる柱状結晶粒構造を含むことを特徴とするので、ヒューズ特性のばらつきが抑えられ信頼性の高い動作が保証されるとともに、外力によって生じる内部応力に対して十分大きない耐性を有し、使用寿命の間で経時変化が少なく確実なブローイング特性を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性ケーブルにクリンプ固定されるヒューズ組立体となる電気端子を絶縁支持体を省略して示す斜視図
【図２】絶縁支持体に組立てられるヒューズ部（ヒューズリンク）の斜視図。
【図３】複数のヒューズ部を含む他の実施形態を絶縁支持体なしで示す斜視図。
【図４】図３のヒューズ部を含む組立体の完成状態を示す斜視図。
【図５】ヒューズ部の挿入及び結合の前段階として部分的に製造されたヒューズ組立体を示す図３類似の図。
【図６】ヒューズ部支持用基体の平面図。
【図７】基体に組み立てられるヒューズ部用合金のストリップをそれに続く製造工程にして示す図６類似の図。
【図８】レーザによる熱源の作用を簡易的に示す図７類似の図。
【図９】連結部及びヒューズ部材料の延長部が切除される工程を示す図８類似の図。
【図１０】ヒューズ部支持用の基体が絶縁支持体にクリンプ固定される図９に続く工程を示す図９類似の図。
【図１１】凝固（又は固化）が制御されないヒューズ部の概略構造を示す図で、ヒューズ部の結晶粒を概略的に拡大して示す図。
【図１２】本発明によってヒューズ部の凝固が制御される場合を示す図１１に類似の図。
【図１３】半田合金の相図。
【図１４】鉛：錫の比が６０：４０の半田合金による固相／液相の界面での液相線のグラフ。
【図１５】レーザビームが照射される３つの位置Ａ、Ｂ、Ｂ’を示すヒューズ部の側方から見たヒューズ部の断面図。
【図１６】凸形のレンズによって集光される単一のレーザビームを示すヒューズ部の部分平面図で、ヒューズ部の熱流を示す図。
【図１７】２つのレーザビームを示す図１６類似の図である。
【図１８】固相及び液相の界面の移動を示すヒューズ部の一部を示す断面図
【符号の説明】
２、２’ ヒューズ組立体
４、４’ 端子（導電性基体）
７ヒューズ用線材
８、８’ ヒューズ部
３６レーザ光照射部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuse assembly particularly used in a power supply part for an automobile. To the body Related.
[0002]
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention]
A high current fuse for automotive batteries is disclosed in European Patent Publication No. 699,565. One of the fuses disclosed in this application is a fuse part (or fuse bar) made of an alloy that becomes a molten part, and a support made of a material having a higher melting point than a fuse alloy that can be melted by supporting the fuse part. Includes a bar. The material of the support bar is a copper alloy such as bronze (CuZn30), and the material of the fuse portion is a tin alloy such as a solder alloy. The fuse portion is mechanically and electrically coupled to the support bar by a reflow process, ie, melting of the molten material between the support bars and subsequent solidification or solidification. In order to reduce the mechanical strength requirement of the fuse portion, the adjacent support bar is firmly fixed to the insulating support member. It has been found that providing a low melting point melting material as shown in EP 699565 is particularly effective for obtaining favorable blowing properties (or melting properties), in which case the fuse The part is maintained for a predetermined time against a large current of about 100 to 600 A. When a high melting point molten material is used, for example, integrally formed on a support bar that is disposed in close proximity, reliable blowing characteristics cannot be provided. In that case, the molten tin bead that causes warping of the fuse part, requires high temperature melting, and diffuses into the high temperature molten material when placed in the fuse link, changing its resistance characteristics. This is accompanied by various problems such as the need to be removed. In connection with the last point, tin beads often melt before blowing or melting failure of the fuse part, but in certain circumstances where internal vibrations occur, the fused bead causes the fuse part to blow. This may cause the blowing characteristics of the fuse to be unstable because it may have previously been separated from the fuse.
[0003]
Such a problem is solved by using a low melting point material for the fuse portion. However, one of the problems of the fuse portion (or fuse link) due to the low melting point material is that the mechanical strength is weakened. Due to thermal expansion and contraction of the fuse portion with respect to the insulating support caused by the temperature change, strain stress due to the cycle is applied to the fuse portion. Thermal cycling can also be caused by changes in the fuse section current and external temperatures.
[0004]
The inventor of the present invention believes that the thermal resistance or mechanical stress associated with a specific tensile stress applied to the low melting point fuse part causes cracks in the fuse part and further grows, thereby reducing the mechanical resistance of the fuse part. It is recognized that the electrical conductivity of the fuse portion is reduced in addition to the reduction. This deteriorates the blowing characteristics of the fuse portion over time. In particular, the formation of a crack that grows in a direction crossing the current flow direction causes the worst conductivity, but such a crack is affected by a tensile stress applied in the direction of the current. The crack can be formed by the shrinkage and expansion of the fuse portion relative to the support. The inventor further found that irregular elements such as grain boundaries and dislocations in the material structure promote crack growth, so that small-diameter grains (or grains) are formed and the grains serve as currents in the fuse portion. It was recognized that the formation of grain boundaries in the direction intersecting the flow direction deteriorates the reliability of the fuse portion over time.
[0005]
In view of the above, the present invention is a high power fuse assembly that is highly reliable over time. Body It is intended to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a fuse assembly in which a fuse portion is fixed between a pair of terminals formed of a metal plate, and the fuse portion is provided between the pair of terminals. Current flow in the fuse part In the direction In parallel It includes a columnar crystal grain structure that extends.
[0007]
Preferably, the columnar grain structure is realized by directional solidification.
[0008]
Preferably, the pair of terminals include a connecting portion that connects the fuse portion to each other before and during the formation of the fuse portion, and is cut off after the fuse portion is formed.
[0009]
Preferably, the connecting portion is located on both outer sides of the fuse portion, and is disposed so as to be substantially in contact with and overlapped with the extended positions on both sides of the fuse portion.
[0010]
Preferably, the fuse portion is made of a solder alloy (PbSn60 / 40) or a silver tin alloy (SnAg96.5 / 3.5).
[0011]
Preferably, the terminal is made of a copper alloy such as bronze (CuZn30).
[0018]
According to the present invention, in particular, the fuse assembly has a fuse portion or a fuse link extending between the support bars provided in the pair of terminals, and the fuse portion has a lower melting point than the support bar, and the fuse portion has the same. Crystal grains constituting a columnar structure extending along the flow direction of the current flowing therethrough are included. The columnar crystal grains are formed by solidification (or solidification) having a direction with respect to the fuse portion. Directional solidification is achieved by providing a heat source that is locally provided to the fuse portion and that is moved relative to the fuse portion, particularly along the direction of current flow. As a result, a temperature gradient is generated along the direction of current flow from the first end of the fuse portion. The generation of crystal grains can occur at the interface between the support portion and the melted fuse portion, but these crystal grains grow in a columnar shape along the direction of current flow as the heat source is moved. An effective heat source is a laser beam or a beam that moves in a direction extending from one support to another (ie, the direction of current flow) relative to the fuse. By controlling the speed of the heat source, a predetermined temperature gradient at the solid / liquid interface of the alloy used for the fuse portion can be ensured. When the temperature gradient is maintained larger than the solidification curve of the liquidus, a solute is formed before the solid phase / liquid phase interface, and no crystal grains are formed at the tip of the interface. In other words, by guaranteeing a sufficient temperature gradient, stable growth of columnar crystal grains can be realized with almost no new crystal grains formed. Since the grain boundaries extending in the direction crossing the current flow direction are reduced, the mechanical resistance strength is increased, and in particular, the creep (or soot) characteristic against the tensile force applied in the current flow direction is improved. The temperature gradient during solidification with directionality can be improved by providing a controlled cooling means in the vicinity of the crystal grain forming end of the fuse portion. For example, the support means provided at the crystal grain forming end of the fuse portion can be fixed to a conductive support with controlled cooling.
[0019]
An effective material for the meltable fuse alloy is a commercially available solder alloy having a 6: 4 lead: tin composition. However, other low melting point alloys such as a tin-silver alloy with a tin: silver mass composition ratio of 96.5: 3.5 can also be used.
[0020]
The alloy used for the fuse portion may be provided as a continuous strip that is cut to a predetermined length and inserted into a slot between opposing support bars of the fuse portion. The support bars that support the fuse portion are held in place with each other by the integral connecting portion, whereby the fuse portion supporting portion and the integral connecting portion are stamped and formed from a single metal member. The material of the fuse portion can then be melted by a heat source, and then cooled by the solidification method having the above-mentioned directionality. The strip for the fuse portion may be preheated by a heat source that is separate from the local heat source used in the directional solidification process, thereby reducing manufacturing cycle time. After the directional solidification process, the extension of the fuse part is cut off and the fuse part is attached to an insulating support. In order to ensure that the cross-sectional area of the fuse part when melted and solidified, i.e. when completed, the alloy strip for the fuse part assembled on the support bars is longer than the width between the support bars. Excess material can be excised after being provided and solidified.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a fuse assembly and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0022]
FIG. 1 is a perspective view showing an electrical terminal, which is a fuse assembly crimped to a conductive cable, with an insulating support omitted. FIG. 2 is a perspective view of a fuse portion (fuse link) assembled to the insulating support. FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment including a plurality of fuse portions without an insulating support. FIG. 4 is a perspective view showing a completed state of the assembly including the fuse portion of FIG. FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 showing the fuse assembly partially manufactured as a pre-stage of insertion and connection of the fuse portion. FIG. 6 is a plan view of the fuse portion supporting base. FIG. 7 is a view similar to FIG. 6, showing the fuse alloy strip assembled to the base body in the subsequent manufacturing process. FIG. 8 is a view similar to FIG. 7 that simply shows the action of the heat source by the laser. FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 showing a process in which the connecting portion and the extension portion of the fuse portion material are cut off. FIG. 10 is a view similar to FIG. 9 showing a step subsequent to FIG. 9 in which the base for supporting the fuse portion is crimped to the insulating support. FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic structure of a fuse portion in which solidification (or solidification) is not controlled, and is a diagram in which crystal grains of the fuse portion are schematically enlarged. FIG. 12 is a view similar to FIG. 11 showing the case where solidification of the fuse portion is controlled by the present invention. FIG. 13 is a phase diagram of a solder alloy. FIG. 14 is a graph of the liquidus line at the solid / liquid interface with a solder alloy having a lead: tin ratio of 60:40. FIG. 15 is a cross-sectional view of the fuse portion viewed from the side of the fuse portion showing three positions A, B, and B ′ irradiated with the laser beam. FIG. 16 is a partial plan view of the fuse portion showing a single laser beam focused by the convex lens, and is a diagram showing the heat flow of the fuse portion. FIG. 17 is a view similar to FIG. 16 showing two laser beams. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a part of the fuse portion showing the movement of the interface between the solid phase and the liquid phase.
[0023]
1 and 2, the fuse assembly (or fuse link assembly) 2 includes a conductive base (or terminal) 4, a fuse structure 6 including a fuse portion 8,

conductor connection portions

10, 12, and It has a deformable tab-shaped attachment 14 for clamping to the support 16 (see FIG. 2) of the assembly. The support 16 made of insulating material is further provided with a cover 18 that is placed over the fuse structure 6. The connection part 10 is a battery terminal connection part connected to the battery terminal of the automobile, and the other connection part 12 is formed into a crimp barrel shape, and is crimped and connected to a cable for supplying power to the automobile. The connecting

portions

10 and 12 may be formed in many different shapes and are not limited to automobile batteries and cables to be connected to external conductors. The conductive substrate 4 according to the present embodiment is punched and bent from sheet metal, whereby the connecting

portions

10 and 12 are formed in various shapes and are integrally provided on the conductive substrate 4 so as to face various directions. obtain. According to another embodiment of the fuse assembly illustrated in FIG. 3, the cable connection 12 ′ is configured to extend integrally from the conductive base 4 ′ in a substantially orthogonal direction, and the fuse assembly 2 ′. Are provided with two different fuse structures 6 ', 6 ". The first fuse structure 6' constitutes the main electrical path from the battery terminal connection 10 'to the power cable connection 12' and the second fuse. The structure 6 "allows a plug connection to a further outer conductor 13 '(see Fig. 4) via the tab 11', which provides other functions of the vehicle such as a safety function placed independently of the main power supply. Can do. A large number of small-diameter power cables may be used instead of supplying power to the automobile via the power cable 12 ′. In this case, connection to the base body 4 is performed via a large number of fuse structures 6.
[0024]
As shown in FIG. 4, the fuse assembly 2 ′ further has an insulating support 16, and the conductive substrate 4 ′ is crimped by a fixing means by a deformable tab 14 ′ provided thereon. The assembly further includes a cover 18 'covering the fuse structure 6', 6 ". The insulating support 16 'is further receivable by plugging a connector 19' for engagement with the second tab 11 '. It has a housing part 17 ', so that the insulating support (or housing) 16, 16' serves to mechanically support the

fuse structure

6, 6 ', 6 ". Therefore, the external force applied to the

cables

13, 13 ′ or the

connection portions

10, 10 ′ is not applied to the

fuse structures

6, 6 ′, 6 ″, but is mainly applied to the

support bodies

16, 16 ′. Are integrally formed in the assembly to allow the

connections

10, 12, 10 ', 12' to be interconnected thereby.
[0025]
The fuse structure 6 has support bars 20 on both sides of the fuse part 8 coupled to the base via the width of the interconnect 22, but the width of the interconnect 22 connected to the body portion of the base 4 is the support bar. The width W1 is different from the width 20 and is set to a width W1 that is set to be smaller than the width W2 of the support bar 20 in particular. The widths W1 and W2 are set to predetermined dimensions for controlling the heat flow from the heat generated in the fuse portion 8 in order to adjust the blowing characteristics of the fuse. For adjustment, the material thickness of the substrate 4, the characteristics of the fuse part 8, and the length L in the current flow direction I through the fuse part 8 are considered.
[0026]
The fuse portion 8 is made of a conductor having a melting point lower than that of the adjacent support bar 20, and a suitable alloy for that is a solder alloy gold composition. A commercially available solder alloy has a mass ratio of 40% lead to 60% tin, which is close to the eutectic temperature which is the lowest melting point as shown in FIG. The support bar can be composed of a copper alloy such as CuZn30, which has a melting point much higher than 183 ° C., which is the melting point of the eutectic gold material SnPb. Other low melting point molten alloys such as SnAg 96.5 / 3.5 having a melting point of 221 ° C. may be considered as the material of the fuse part 8. However, when other low melting point alloys are used, the blowing characteristics of the fuse portion must be taken into consideration. Preferred alloys considered from the point of being widely marketed are SnPb 60/40 and SnAg 96.5 / 3.5, the former being particularly inexpensive. Both of these alloys have a polycrystalline structure having a small-size crystal structure, and have the advantage that the creep resistance is improved as compared with a single-phase material having a non-fine crystal size.
[0027]
The fuse portion 8 undergoes various loads and temperature changes during its service life. The former “load” is mechanical due to the force applied to the connecting

portions

10 and 12. The supports 16 and 16 ′ absorb most of such force, but the remaining force is applied to the fuse portion 6. Other loads are due to thermal expansion and contraction of the

fuse assemblies

2, 2 ′, in particular they are caused by differences in thermal expansion coefficients due to different materials of the support 16 and the conductive substrate 4. The temperature change is caused by a power loss of the

fuse assembly

2, 2 ′ or a conductor connected thereto, or a change in external temperature. Automobile manufacturers specify -40 ° C to 70 ° C as the operating temperature range.
[0028]
The load and temperature of the fuse part 8 promotes the growth of cracks or cavities, and in the worst case, the fuse part 8 is exposed to a high temperature and causes a strong tensile force in the current flow direction I of the fuse part 8. Although the low melting point fuse portion 8 has mechanical resistance, the creep resistance is smaller than that of the support base 4, so that creep or cracks may occur in the fuse portion 8 or at the interface between the support bar 20 and the fuse portion 8.
[0029]
Cracks are formed and grown in the fuse part 8 or at the interface with the support bar 20, thereby changing the effective cross-sectional area in the flow direction of the current flowing through the fuse part 8, thereby deteriorating the blowing characteristics of the fuse. The formation and growth of cracks further deteriorates the mechanical strength of the fuse part 8, which leads to the disconnection of the fuse part 8. For example, in automotive applications, it is desirable to maintain reliable fuse blowing characteristics over the lifetime of a fuse, for example, over 10 years, in which case it is desirable to maintain the vehicle in the engine compartment or elsewhere. It is necessary to consider the mechanical and thermal loads experienced by the fuse in the environment.
[0030]
The fuse portion 8 according to the present invention ensures a reliable blowing characteristic during the lifetime of the fuse by providing a columnar crystal structure extending substantially parallel to the current flow direction I as will be described in detail below. To do.
[0031]
6 to 10, the manufacturing process of the fuse assembly is shown. First, referring to FIG. 6, the conductive substrate 4 is punched and bent from sheet metal to form

conductor connection portions

10 and 12, a support bar 20, and a connection portion 22 for the fuse portion 6. The support bar 20 has first and second end faces 24 and 26 facing each other, and a gap of length L (see FIG. 1) for receiving the fuse portion 8 is formed therebetween. The connecting

portions

10 and 12 of the base body 4 are mutually supported by a pair of connecting portions 28 located on both outer sides of the fuse structure 6, and they are separated from the fuse structure 6 through a gap 30. The stamped and bent base 4 shown in FIG. 6 is then gold-plated to facilitate bonding and fixing to the alloy of the fuse 8 that is welded or soldered to the support bar 20. The plating material may be changed to other materials according to the alloy used for the fuse portion 8. In the next manufacturing process shown in FIG. 7, a wire (or strip) 76 of solid fuse material such as SnPb 60/40 is tightly fitted and fixed between the first and second end faces 24 and 26 of the support bar 20. The wire 7 can be provided, for example, in a predetermined length for being provided as a continuous reel and assembled to the base 4. The wire 7 has an extension 32 that extends beyond both end portions 34 of the support bar 20, and can be disposed across the connecting portion 28 as shown in FIG. 7. The extension part 32 acts to prevent the fuse part 8 from shrinking during the welding process. Since the extension part 32 extends so as to cross the connecting part 28, it can be supported in the fixing process by melting and solidifying the fuse part 8.
[0032]
In the next step, the fuse portion 8 between the support bars 20 is melted by providing a heat source. According to this embodiment, the heat source is provided as a laser. The melted fuse portion 8 is maintained by a tension phenomenon between the support bar end surfaces 24 and 26, which may cause a slight droop of the fuse portion 8. The extension part 32 of the fuse wire 7 supports the melted fuse part 8 in an auxiliary manner and prevents the fuse part 8 from contracting between the support bars 20. The shrinkage of the fuse portion 8 along the side end portion 34, that is, the curved surface shape of the fuse portion 8 formed between the support bars 20 at the side end portion 34 reduces the reliability of the fuse having a specific current path. .
[0033]
Prior to melting of the fuse wire 7, the support 20 and the fuse wire 7 may be preheated to a temperature close to the melting point of the material. This preheating is performed in order to increase the number of manufacturing cycles through the process of exposure to laser irradiation and the subsequent solidification process. The preheating is performed by a heating means other than the laser for melting. For example, it is a conventional heating means which is sufficiently inexpensive compared with laser technology, in addition to a hot plate and induction heating.
[0034]
As best shown in FIG. 8, after preheating, the laser beam is focused on the fuse wire 7 and irradiated, and the irradiation section 36 having an elongated cross section is set on the fuse section. In this connection, the laser beam is made into a single or a plurality of laser beams so as to have a substantially oval or elongated polygonal shape so that the entire fuse portion 8 is heated over the width W2. The shape of the laser beam may be further configured to change the focused state using a lens, and the output intensity of the beam and the spread of the beam may be adjusted. According to the present embodiment, as shown in FIGS. 16 and 17, the elliptical beam is compared at the irradiation position on the fuse where the two beams 36 ′ are close to each other in the direction of the supported fuse wire 7. The single beam 36 is set so as to be shifted from the focal position so as to have a large area, or is formed into an oval shape by a lens. As shown in FIG. 15, the laser beam is first set at an initial position A with respect to the fuse wire, and is superimposed on the fuse portion 8 to melt the fuse material, and then the laser beam is fused for solidification. The material is moved in the direction D toward the second position and separated from the fuse portion 8 on the substrate 4. The direction D for solidification is parallel to the current flow direction I of the fuse portion 8. By properly controlling the solidification having directionality, the fuse portion 8 has a columnar crystal structure as will be described in detail below.
[0035]
Solidification of the fuse portion 8 starts at the first end surface 24 and proceeds to the second end surface 26 of the support bar 20. A temperature control means 37 (see FIG. 15) for maintaining the temperature on the first side 5 to be substantially constant is placed on the first end base 4 at a predetermined distance from the fuse portion. For example, this is achieved by clamping the first side of the substrate 4 to a thermally conductive material such as aluminum, which is constant by forced thermal convection means such as water circulated along the aluminum block. Maintained at temperature. Cooling of the second side 3 of the fuse base 4 can be performed by natural cooling means 41 as shown in FIG. After directional solidification, as shown in FIG. 9, the connecting portion 28 and the extension 32 of the fuse portion 8 are cut to form the fuse structure 6 shown in FIG. 10, and then the base body 4 is crimped to the mounting tab 14. Can be fixed to the support 16.
[0036]
In subsequent steps, the cover is placed overlying the fuse part 6, which is fixed to the housing 16, for example by thermal means, to provide a safety case for the fuse part 6. The assembly 2 is then crimped to the power cable 13 and attached to a battery terminal or other conductive member. A similar manufacturing process can be applied to a design having a plurality of fuse portions, for example, as shown in FIG. 3, in which case the fuse portions 8 ′, 8 ″ are directionally solidified, the connecting portion 28 is subsequently cut off, The fuse base 4 ′ can be fixed to a support.
[0037]
11 to 16, the solidification process having directionality is shown in detail. The inventor ensures reliable characteristics when using high power fuses in automotive environments for a lifetime of 10 years or more, especially utilizing low melting fuses for mechanical and thermal It is understood that crack formation and growth in the fuse portion need to be suppressed when requirements are considered. In particular, it is effective to improve the creep resistance of the fuse portion with respect to the force in the direction along the current flow direction I. This is achieved by providing a columnar grain structure in the fuse portion. A columnar grain structure is realized by directional solidification. The columnar grain structure along the current flow direction reduces the amount or number of grain boundaries, dislocations, defects, and impurities extending in the direction intersecting the current flow direction I. Grain boundaries and transitions extending in the direction crossing the current flow direction or in the main stress direction of the fuse part form and grow cracks crossing the current flow direction, thereby degrading the conductivity and mechanical strength of the fuse. End up. Cracks also lead to breakage of the fuse part. In particular, a change in electrical resistance of the fuse part is not preferable in the sense that it changes blowing characteristics.
[0038]
FIG. 11 shows the formation of crystal grains when the fuse portion is melted and solidified without control. Since the fuse portion is cooled by natural convection and conduction, the cooling proceeds in four main directions F1 to F4, that is, the opposite end surfaces 24 and 26 and the opposite end 34 of the fuse portion. Due to the large heat flow to the adjacent support bar 20, small diameter crystal grains are formed by rapid cooling and solidification at this interface in the vicinity of the end faces 24 and 26 of the support bar. Many small-diameter grains are explained as follows.
[0039]
In the case of crystal grain formation by the same source, an equation relating to free enthalpy ΔG for crystal grain formation is as follows.
[0040]
[Formula 1]

[0041]
In this,
V: Volume of crystal grain (m ³ )
S: Surface area of crystal grains (m ² )
γ: solid phase / liquid phase surface energy (J / m ² )
ΔT: degree of cooling (° C)
Tf: melting point (° C.)
It is.
[0042]
If the radius of the crystal grain is r, the above equation is as follows.
[0043]
[Formula 2]

[0044]
In order for the crystal grains having the radius r to be stably maintained and to be able to grow, the free enthalpy ΔG needs to be reduced, that is, δΔG / δr needs to be set to 0 or less. Let r be the minimum radius of the first stable grain ^* Then r ^* Is proportional to the inverse of ΔT.
[0045]
The number of crystal grains that can be formed at the crystal grain growth temperature Tg = Tf−ΔT is expressed by the following equation.
[0046]
[Formula 3]

[0047]
Where N ₀ Is the initial number of atoms and K is the Boltzmann constant.
[0048]
R ^* According to the calculation regarding n and n, it is understood that the smaller the degree of cooling, the smaller the number of stable crystal grains and the larger the size.
[0049]
Conversely, in order to avoid the formation of a large number of crystal grains, the degree of cooling must be set in a region very close to the melting point. The inventor has further recognized that the formation of many crystal grains has the disadvantage of forming many grain boundaries extending in a direction intersecting the direction of current flow. It is effective to provide a columnar grain structure and further reduce the number and increase the size by controlling the initial solidification at the first end face 24, in particular, reducing the rate of solidification. Realized. According to the formation of large crystal grains with a small number, the creep resistance in the direction crossing the fuse portion 8 is improved, and the adhesive strength of the fuse portion 8 to the support bar 20 is improved.
[0050]
As can be seen from the solidified state of the uncontrolled fuse portion shown in FIG. 11, the melting zone 38 occurs in the center of the fuse portion and includes a number of small diameter grains that produce undesirable creep resistance. In addition, the cooling ends F3 and F4 of the side end portion 34 form a zone 39 by crystal grains oriented in a direction crossing the current flow direction I, which is loaded in a direction crossing the current flow direction I. This is undesirable for the opposing creep resistance. The melting zone 38 may be prevented by directional solidification that begins at the first end face 24 of the support bar 20 and ends at the second end face 26. The columnar grain structure realized by directional solidification is schematically shown in FIG.
[0051]
As best shown in FIG. 15, the laser beam is initially set to the first position A so as to overlap the fuse portion 8 to melt it.

Heat

40, 41 flows from the first and second sides 5, 3 of the fuse part 8, but the first side 5 is provided with a thermal regulator 37, which moves the first side 5 a predetermined distance away from the fuse part 8. Maintain a substantially constant temperature. This provides effective control of the temperature of the first end face 24 of the support bar 20, where the first crystal grains are solidified. The base 4 is placed on either side of the fuse portion 8 in order to more effectively control the heat flow from the fuse portion 8 with respect to the insulator 43. The laser energy output is controlled by providing a pulsed laser beam, the frequency of which is appropriately changed to increase or decrease the heat flow from the fuse. Further, the output is adjusted so that the fuse portion 8 is melted and the fuse portion 8 is maintained in a melting cycle in a region close to the melting point of the alloy. The high temperature for melting the material reduces the tension phenomenon of the fuse part melted by gravity and causes a large drooping action. In addition, the temperature close to the melting point makes it possible to sufficiently control the initial formation of crystal grains on the first end face 24. Initial grain formation is achieved by moving the laser beam from position A in direction D, which is the solidification direction, whereby thermal energy 40 conducted from the first end 5 is provided to the cooling end of the end face 24. The The slower the beam is moved from the initial position A in the solidification direction D, the slower the cooling, i.e., slow cooling. Therefore, the formation of a small number of crystal grains having relatively large dimensions as described above is realized on the end face 24. According to this embodiment, since the composition of PbSn is a hypoeutectic composition, the initially formed crystal grains have a composition of Pb (19%) formed before eutectic crystal. This is understood from the fact that the liquid phase composition C0 reaches the melting point in the phase diagram of FIG.
[0052]
In order to form columnar (or plate-like) grains without forming new grains at the solid / liquid phase interface after the initial grain formation, a substantially stable or planar It is necessary to maintain a solid / liquid interface. This is explained as follows. In front of the interface of the solid phase, the resistance of the solute whose liquid phase composition has changed is generated. This change in composition results in cooling in the structure. In other words, the melting point becomes higher than the lowest melting point determined by the eutectic temperature shown in the phase diagram of FIG. 13 by changing the composition of the liquid phase. By increasing the melting point of the liquid phase portion located before the interface between the liquid phase and the solid phase, if the liquid has a low temperature that is a cooling temperature, solidification occurs so that crystal grains are formed before the interface. If large-sized columnar grains are to be formed, this is an unstable state that should be avoided. According to FIG. 14, the liquid phase curve shows the melting point of the liquid phase located before the solid phase interface as a function of the distance from the interface to the composition of the liquid phase, which is from the eutectic composition at the interface Ce to the composition of the alloy. Change to C0. Due to the degree of cooling ΔT due to the small temperature gradient TL1, the temperature gradient in the liquid phase needs to be greater than or equal to TL2. This state is understood as satisfying the following relationship.
[0053]
[Formula 4]

[0054]
here
R: Transition ratio of interface
GL: Thermal gradient of liquid phase
m: gradient of liquidus at X = 0
DL: Liquid solute diffusion coefficient
It is. (DL and m are characteristic values of the alloy. For example, for the above-described solder alloy, DL = 6.7 × 10 ^-6 cm ² / Sec, and m = −2.326 ° C. )
[0055]
It has a length L of 0.2 cm and a preferred solidification rate R = 4 × 10 ^-2 sec ^-1 For the fuse portion having (ie, the rate required for 5 seconds for solidification of the fuse portion), the temperature gradient GL is 263 ° C./cm, which is a temperature gradient of 52 ° C. between the end faces 24, 26 of the fuse. It is.
[0056]
The higher the temperature gradient, the higher the solidification rate, thereby shortening the time of the solidification cycle. However, since the increasing effect of the temperature gradient can increase the average temperature of the molten alloy, the viscosity of the alloy decreases and the volume increases. Since the liquid phase alloy is not supported during solidification or solder bonding and is only maintained in place by tension phenomena, the temperature of the molten alloy ensures a minimum temperature gradient for a stable surface edge. It should be controlled at a temperature sufficient to be realized.
[0057]
In order to control the temperature gradient, the moving speed of the laser beam in the direction D and the output intensity of the laser are controlled. The laser power may be controlled taking into account the emissivity ε, which varies from metal to metal, for example with the solder alloy described above, the emissivity is ε = 0.22, which is ε = 0. 13 is different. Therefore, the fuse part 8 absorbs more laser energy than the support 20 in this embodiment. For example, the YAG laser in the pulse mode is set to 500 W, and the frequency can be operated from 1 to 50 KHz to control the output destruction output of the fuse. The requirement for a low temperature gradient for initial grain growth at the end face 24 and the subsequent temperature gradient for columnar grain formation are somewhat inconsistent. In order to further shorten the manufacturing cycle, a reasonable rate of movement of the heat source is provided, for example on the order of 0.5 to 1.0 mm / sec. When fewer grains and larger grains are required, between the slower movement of the laser irradiation position for the initial solidification phase formation and the faster movement after the initial grain formation An effective compromise can be found.
[0058]
As shown in FIGS. 16 and 17, single or

multiple beams

36, 36 ′ can be provided. According to FIGS. 16 and 17, the fuse wire extension 32 is coupled to the fuse part 8 through the constriction part 33 after the solidification process, but the constriction part 33 maintains the cross-sectional area of the fuse part 8. Guarantee. The columnar crystal grains formed in the above-described process are similar to a plate structure having a eutectic composition that causes stable multilayer solidification, and a juxtaposed PbSn having a composition close to Co by a solder alloy (60/40) therefor. It may have a flat plate structure.
[0059]
FIG. 18 shows a cross section of the fuse portion 8 during the directional solidification process. During solidification, the solid / liquid interface indicated by line 50 is inclined with respect to the end faces 24, 26, which causes the temperature gradient between the opposed end faces 26, 24, and the laser beam 36. This is caused by a temperature gradient between the receiving top surface 52 and the opposed end 54 of the fuse that does not receive heat from the heat source. The oblique movement of the solid phase / liquid phase interface 50 is effective at the final stage of the solidification process where the interface overlaps the second end face 26 as indicated by a broken line 50 '. The volume of the liquid phase alloy is larger than that of the solid phase alloy, and if the solid phase / liquid phase interface coincides in parallel at the second end face 26, it is not smooth due to relative shrinkage during solidification. Forming part. The tilt angle of the solid / liquid interface 50 ′ is such that the pocket of the liquid phase alloy 58 is formed by the solid phase interface of the material when it meets the end face 26, so that the interface 50 ′ forms a rough portion. Instead, it moves upward along the end face 26. Only when a very small liquid phase pocket remains in the apex 60 between the end face 26 and the apex surface 52, the volume contraction forms a rough portion. However, the top corner portion 60 becomes a low stress portion (or stress relief portion) due to the curved top surface of the fuse portion 8 generated by the attractive force applied to the molten alloy. The relatively weak adhesion and grain structure in the top corner 60 thus effectively suppresses the tensile stress 61 applied to the fuse portion, thus preventing the fuse portion 8 from adversely affecting the mechanical strength or creep resistance of the fuse. It is feasible. Accordingly, providing a heat source to the top surface 52, or providing the cooling element 37 only on the bottom surface 54 side on the first side 5, or providing the heat source and the cooling element on the opposite side as shown in FIG. Therefore, it is effective to set the solid phase / liquid phase interface to form an inclination angle with respect to the end faces 26 and 24.
[0060]
As another case, when the second end surface 26 of the fuse portion 8 is set to form an inclination angle with respect to the vertical direction V and the top surface 52 and the bottom end 54, a solid phase / liquid phase interface. May extend in the vertical direction to produce a rough portion.
[0061]
When considering the gravity acting in the vertical direction V, it is particularly effective that the solidification is terminated at the top corner 60, which considers the curved shape 62 of the top surface of the fuse portion 8. This is because the main stress 61 that intersects the fuse portion 8 can be suppressed.
[0062]
In summary, the directional solidification of the fuse section, which can be easily controlled by the use of a heat source with a pulsed laser, increases the creep resistance in the direction crossing the current flow direction, reduces the central melting zone and supports The formation of small-diameter crystal grains on the end faces 24 and 26 for use is prevented, the number of crystal grains is reduced, and particularly the grain boundaries in the direction crossing the current flow direction are reduced. These points are the controlled initial grain solidification at the first end face 24 and the maintenance of the temperature gradient at the solid / liquid interface by controlling the heat source output and the rate of movement of the heat source in the solidification direction D. It is realized by. As shown in FIGS. 8, 16, and 17, the ends of the

laser beams

36 and 36 ′ enter the second side 3 of the substrate 4, and the temperature of the solid phase interface reaches the second end face 26 until the crystal grains reach the second end face 26. Guarantee that the gradient is maintained. In order to control the manufacturing process,

temperature sensors

46 and 48 may be arranged with respect to the fuse portion 8. In the temperature change in the directional solidification process, the curve of the change can be controlled to be a characteristic curve that ensures that an accurate temperature gradient is maintained during the process. The solidified end facing the inclined direction with respect to the support end is realized by, for example, thermal adjustment in the thickness direction of the fuse, and improves the adhesion and creep resistance of the fuse portion to the support portion.
[0063]
As described above, the fuse assembly and the method of manufacturing the same according to the present invention have been described in detail. However, this is merely an example, and does not limit the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art. .
[0064]
【The invention's effect】
According to the fuse assembly of the present invention, the fuse portion includes a columnar crystal grain structure that extends in a direction of bridging between a pair of terminals. In addition to being guaranteed, it has a sufficiently high resistance to internal stresses caused by external forces, and it can guarantee reliable blowing characteristics with little change over time during the service life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an electric terminal as a fuse assembly crimped to a conductive cable, omitting an insulating support.
FIG. 2 is a perspective view of a fuse part (fuse link) assembled to an insulating support.
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment including a plurality of fuse portions without an insulating support.
4 is a perspective view showing a completed state of the assembly including the fuse portion of FIG. 3;
FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 showing a partially assembled fuse assembly as a pre-stage of fuse portion insertion and coupling.
FIG. 6 is a plan view of a fuse portion supporting base.
FIG. 7 is a view similar to FIG. 6, showing the fuse alloy strip assembled to the substrate in a subsequent manufacturing process.
FIG. 8 is a view similar to FIG. 7 simply showing the action of a heat source by a laser.
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 showing a process in which an extension portion of the connecting portion and the fuse portion material is cut off;
10 is a view similar to FIG. 9 showing a process subsequent to FIG. 9 in which the base for supporting the fuse portion is crimp-fixed to the insulating support.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic structure of a fuse portion in which solidification (or solidification) is not controlled, and a diagram in which crystal grains of the fuse portion are schematically enlarged.
12 is a view similar to FIG. 11 showing the case where solidification of the fuse portion is controlled by the present invention.
FIG. 13 is a phase diagram of a solder alloy.
FIG. 14 is a graph of the liquidus line at the solid / liquid interface with a solder alloy having a lead: tin ratio of 60:40.
FIG. 15 is a cross-sectional view of the fuse portion viewed from the side of the fuse portion, showing three positions A, B, and B ′ irradiated with the laser beam.
FIG. 16 is a partial plan view of a fuse portion showing a single laser beam focused by a convex lens, and a diagram showing a heat flow in the fuse portion.
17 is a view similar to FIG. 16 showing two laser beams.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a part of a fuse portion showing movement of an interface between a solid phase and a liquid phase.
[Explanation of symbols]
2, 2 'fuse assembly
4, 4 'terminal (conductive base)
7 Wire for fuse
8, 8 'fuse part
36 Laser beam irradiation part

Claims

金属板によって形成される一対の端子の間にヒューズ部が固着されて成るヒューズ組立体において、
前記ヒューズ部は、前記一対の端子間を前記ヒューズ部の電流の流れ方向に平行に延びる柱状結晶粒構造を含むことを特徴とするヒューズ組立体。In a fuse assembly in which a fuse portion is fixed between a pair of terminals formed by a metal plate,
The fuse assembly includes a columnar crystal grain structure extending between the pair of terminals in parallel with a current flow direction of the fuse portion.