專利名稱：合金型溫度保險(xiǎn)絲和熔線元件的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種合金型溫度保險(xiǎn)絲和熔線元件，特別是作為電池的過熱保護(hù)裝置使用的合金型溫度保險(xiǎn)絲和熔線元件。
對(duì)于合金型溫度保險(xiǎn)絲，采用涂布助熔劑的低熔點(diǎn)可熔合金片作為熔線元件，安裝到需要保護(hù)的電氣設(shè)備上，當(dāng)電氣設(shè)備異常發(fā)熱時(shí)，利用產(chǎn)生的熱使低熔點(diǎn)可熔合金片液化，該熔融金屬在與已經(jīng)熔融的助熔劑共存的狀態(tài)下由于表面張力而形成球狀，通過球形化的進(jìn)程斷開，切斷向設(shè)備的通電。
上述低熔點(diǎn)可熔合金所需的第一要素是具有在設(shè)備的允許溫度下熔融的規(guī)定熔點(diǎn)。
進(jìn)而，要求固相線和液相線之間的固液共存區(qū)狹小。即，通常對(duì)于合金而言，在固相線和液相線之間存在固液共存區(qū)，在該區(qū)域中，存在固相顆粒分散于液相中的狀態(tài)、具有象液相一樣的性質(zhì)，因而在屬于固液共存區(qū)的溫度范圍(ΔT)內(nèi)低熔點(diǎn)可熔合金片存在可以球形化并斷開的可能性。而且，固液共存區(qū)越寬、則溫度保險(xiǎn)絲的操作溫度范圍的偏差越大。另一方面，固液共存區(qū)越窄，則溫度保險(xiǎn)絲的操作溫度范圍的偏差越小，可以在規(guī)定的設(shè)定溫度下可靠地操作溫度保險(xiǎn)絲。因而，在作為溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件使用的合金中，需要固液共存區(qū)窄。
進(jìn)而，上述低熔點(diǎn)可熔合金所需的要素是需要低的電阻。
即，根據(jù)低熔點(diǎn)可熔合金片的電阻，當(dāng)由于平時(shí)的發(fā)熱使溫度上升ΔT’時(shí)，與其溫度不上升時(shí)相比，實(shí)際上操作溫度相應(yīng)于ΔT’降低，ΔT’越大，則在熔點(diǎn)相同的情況下操作誤差實(shí)際上也越大。因而，在作為溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件使用的合金中，需要電阻率低。特別是，由于最近以來伴隨著設(shè)備的小型化，溫度保險(xiǎn)絲的尺寸也逐漸小型化，因而，需要用到500μmφ以下的熔線元件，因而需要進(jìn)一步降低電阻率。
進(jìn)而，由于對(duì)于在熔線元件的制造中作用的力(在拉線卷取時(shí)作用的力等)、在溫度保險(xiǎn)絲的制造中熔線元件受到的力、溫度保險(xiǎn)絲的輸送、處理中熔線元件受到的力、在熱力學(xué)循環(huán)時(shí)熔線元件受到的力等，需要切實(shí)保護(hù)熔線元件，所以必須要有規(guī)定的機(jī)械強(qiáng)度、特別是抗拉強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
過去，在合金型溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件中，廣泛采用含鉛的材料，但是鉛對(duì)于生物體是有害的，不能適應(yīng)近年來全球范圍內(nèi)對(duì)保護(hù)環(huán)境方面的要求。
所以，需要發(fā)明不含對(duì)生物體有害的金屬(Pb、Cd、Tl等)的熔線元件，作為其中一種，提出了In-Sn-Bi三元合金的熔線元件。
作為這種In-Sn-Bi三元合金熔線元件，已知合金組成為In42～53％、Sn40～46％、Bi7～12％、工作溫度為95℃～105℃的熔線元件(特開2001-266724號(hào))，合金組成為In55～72.5％、Sn2.5～10％、Bi25～35％、工作溫度為65℃～75℃的熔線元件(特開2001-291459號(hào))，合金組成為In0.5～10％、Sn33～43％、Bi47～66.5％、工作溫度為125℃～135℃的熔線元件(特開2001-266723號(hào))，合金組成為In51～53％、Sn42～44％、Bi4～6％、工作溫度為107℃～113℃的熔線元件(特開昭59-8229號(hào))、Sn1～15％、Bi20～33％、其余為In、工作溫度為75℃～100℃的熔線元件(特開2001-325867號(hào))。
近年來，作為便攜式電子設(shè)備例如便攜式電話、筆記本電腦等的電源，廣泛采用鋰電池等能量密度高的蓄電池，需要用溫度保險(xiǎn)絲對(duì)這種電池進(jìn)行熱保護(hù)。即，由于能量密度大，所以在異常時(shí)發(fā)熱溫度高，需要在達(dá)到異常溫度之前通過過熱保護(hù)裝置切斷電池回路，作為過熱保護(hù)裝置，優(yōu)選采用溫度保險(xiǎn)絲。這種情況下，溫度保險(xiǎn)絲所需的工作溫度在100℃左右以下(100℃左右或以下的溫度)。
但是，在用DSC(差示掃描量熱計(jì))測(cè)定In-Sn-Bi三元合金的熔融特性時(shí)，大致如

圖13所示，在緊挨著熔融結(jié)束點(diǎn)b之前，觀察到緩慢的相變c(圖13，48In-45Sn-7Bi的DSC曲線)。
在圖13中，直到溫度a(固相線溫度)為止，向試樣(熔線元件)的熱能輸入量沒有變化，保持固相狀態(tài)，當(dāng)超過溫度a時(shí)，吸收熱能并開始相變，當(dāng)超過溫度b(液相線溫度)試樣完全轉(zhuǎn)變成液相時(shí)，熱能輸入量不變。
通常，在合金的DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)產(chǎn)生上述那樣的緩慢變化是很少見的，該緩慢變化是In-Sn-Bi三元合金的DSC曲線的特殊現(xiàn)象。
In-Sn-Bi三元合金熔線元件的DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)的緩慢變化導(dǎo)致上述的固液共存區(qū)ΔT的擴(kuò)大，上述合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的偏差無奈地增加。

發(fā)明內(nèi)容
在這種情況下，本發(fā)明人為了消除In-Sn-Bi三元合金的DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)的上述緩慢變化，進(jìn)行了深入的研究，從而發(fā)現(xiàn)在52In-(48-x)Sn-xBi，x＝8～16的條件下，可以確保防止上述緩慢變化，并且可以使溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度在100℃左右以下。進(jìn)而確認(rèn)在這種條件下可以充分地滿足上述低電阻和機(jī)械強(qiáng)度的要求。
本發(fā)明的目的是，根據(jù)上述知識(shí)和認(rèn)識(shí)，對(duì)于由In-Sn-Bi三元合金、或在該三元合金中進(jìn)一步添加Ag或Cu的合金制成的合金型溫度保險(xiǎn)絲以及上述熔線元件，可以良好地控制工作溫度的偏差，并且可以使溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度在100℃左右以下，并且可以充分保證熔線元件的低電阻和機(jī)械強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲，在將低熔點(diǎn)可熔合金作為熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲中，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為In50～55％、Sn25～40％、其余為Bi，優(yōu)選范圍為In51～53％、Sn32～36％、其余為Bi。而且，可以采用In大致為52％，Sn和Bi的合計(jì)量大致為48％的組成，Bi為8～16％、優(yōu)選為8～14。并且，根據(jù)本發(fā)明的熔線元件也具有與上述相同的合金組成。
在上面所述中，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為In50～55％、Sn25～40％、其余為Bi的原因是，當(dāng)在該范圍以外時(shí)，偏離了可靠地消除上述In-Sn-Bi三元合金的DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)的上述緩慢變化的條件52In-(48-x)Sn-xBi，x＝8～16，不能充分地抑制這種緩慢變化，難以滿意地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度偏差，并且難以將溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度設(shè)定在100℃左右以下，In為52％、且Sn和Bi的合計(jì)量大致為48％的原因是，這樣可以更加接近上述條件，Bi為8～16的理由是，這實(shí)際上與上述條件更為一致，可以最大限度地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度偏差。
根據(jù)本發(fā)明的另一種合金型溫度保險(xiǎn)絲，在將低熔點(diǎn)可熔合金作為熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲中，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為，含有In、Sn、Bi以及Ag，In為50～55％、Ag為0.01～7.0％、Sn和Ag的合計(jì)量為25～40％、其余為Bi，優(yōu)選的組成為In51～53％、Ag0.01～3.5％、Sn和Ag的合計(jì)量為32～36％，其余為Bi。并且，In為大致52％、Sn和Bi和Ag的合計(jì)量大致為48％的組成，進(jìn)而Bi可以為8～16％。并且本發(fā)明的另一種熔線元件，具有與上述相同的合金組成。
在上述中，添加Ag的原因是為了降低工作溫度，降低熔線元件的電阻率，當(dāng)其不足0.01％時(shí)難以滿意地達(dá)到這一效果，當(dāng)其超過7.0％時(shí)，出現(xiàn)無法忽視的由于添加Ag發(fā)生DSC曲線的上述緩慢變化。而且In為50～55％，Ag為0.01～7.0％，Sn和Ag的合計(jì)量為25～40％，其余為Bi的原因是，對(duì)于上述條件52In-(48-x)Sn-xBi，x＝8～16，若將Sn的量(48-x)％的0.01～7.0％置換成Ag，則盡管添加了Ag，對(duì)可以可靠消除In-Sn-Bi三元合金的DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)的上述緩慢變化進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)的結(jié)果是，若在In為50～55％、Ag為0.01～7.0％、Sn和Ag的合計(jì)量為25～40％、其余為Bi的范圍以外，則偏離了由于上述Ag的添加而可靠消除DSC曲線的上述緩慢變化的條件，不能充分抑制這種緩慢變化，難以滿意地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的偏差，并且難以將溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度設(shè)定在100℃左右以下。In為大約52％、并且Sn和Bi和Ag和合計(jì)量大約為48％的原因是使其進(jìn)一步接近上述條件，進(jìn)而，Bi為8～16％的原因是實(shí)際上與上述條件更為一致，可以最大限度地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度偏差。
根據(jù)本發(fā)明的另一種合金型溫度保險(xiǎn)絲，對(duì)于不含有Ag的上述合金型溫度保險(xiǎn)絲的合金組成100重量份，添加合計(jì)量為0.01～7.0重量份的從Ag、Cu中選出的至少一種成分，添加從Ag、Cu中選出的至少一種成分的原因是為了降低合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度，降低熔線元件的電阻率，當(dāng)不足0.01％時(shí)難以滿意地達(dá)到這一效果，當(dāng)超過7.0％時(shí)，由于Ag、Cu造成的DSC曲線的上述緩慢變化的寬度變得很寬，不能滿意地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的偏差。另外，本發(fā)明的另一種熔線元件具有與上述相同的合金組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一種合金型溫度保險(xiǎn)絲，在將低熔點(diǎn)可熔合金作為熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲中，含有不可避免的雜質(zhì)，在該不可避免的雜質(zhì)中，例如可以舉出由于各原料金屬的制造時(shí)和這些原料的熔融攪拌時(shí)不可避免地產(chǎn)生的雜質(zhì)。另外，本發(fā)明的另一種熔線元件與上面所述一樣，含有不可避免的雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件，可以通過將低熔點(diǎn)可熔合金的熔融射流噴射到旋轉(zhuǎn)冷卻液層中并進(jìn)行抽絲的從旋轉(zhuǎn)液中進(jìn)行抽絲的方法來制造。
根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲和熔線元件，可以作為電池中的過熱保護(hù)裝置使用。
并且，在上面所述中，當(dāng)提到大致為x％(x＝52或48)時(shí)，若為x％當(dāng)然是最理想的，但是也可以包含(x-1)％以上(x+1)％以下的范圍。
如上所述，采用本發(fā)明，因?yàn)榭梢蕴峁┡溆性贗n-Sn-Bi三元合金中消除了當(dāng)熔融結(jié)束時(shí)熱能輸入量緩慢變化且不能迅速地完全轉(zhuǎn)變成液相的問題、且液相線溫度在110℃～70℃的范圍內(nèi)、并且電阻足夠低，機(jī)械強(qiáng)度足夠的熔線元件的合金型溫度保險(xiǎn)絲或這樣的熔線元件，所以可以提供能夠很好地抑制合金型溫度保險(xiǎn)絲或熔線元件的工作溫度偏差、使工作溫度在100℃左右以下、且符合環(huán)境保護(hù)要求的合金型溫度保險(xiǎn)絲。
特別是由于(Δ工作溫度)/(ΔBi添加量)＝-2℃/％的關(guān)系，通過調(diào)節(jié)Bi的添加量，可以容易地設(shè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度。
并且，由于熔點(diǎn)降低和機(jī)械強(qiáng)度提高，所以即使添加Ag和Cu，也可以提供能夠保證消除熔融結(jié)束時(shí)的緩慢變化的性能、很好地抑制工作溫度偏差、符合環(huán)境保護(hù)要求、且易于設(shè)定工作溫度的合金型溫度保險(xiǎn)絲。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示在利用旋轉(zhuǎn)液中抽絲法制造根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件的情況下使用的旋轉(zhuǎn)液中抽絲裝置的圖。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的形式的一個(gè)例子的圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的與上述形式不同的例子的圖。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的與上述形式不同的例子的圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)色的與上述形式不同的例子的圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)色的與上述形式不同的例子的圖。
圖7是表示在實(shí)施例1中使用的熔線元件的DSC曲線的圖。
圖8是表示在實(shí)施例2中使用的熔線元件的DSC曲線的圖。
圖9是表示在實(shí)施例3中使用的熔線元件的DSC曲線的圖。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲中的熔線元件的工作溫度/Bi添加量的關(guān)系的圖。
圖11是表示在實(shí)施例4中使用的熔線元件的DSC曲線的圖。
圖12是表示在比較例1中使用的熔線元件DSC曲線的圖。
圖13是表示在比較例2中使用的熔線元件DSC曲線的圖。
圖14是表示在實(shí)施例5中使用的熔線元件DSC曲線的圖。
圖15是表示在實(shí)施例8中使用的熔線元件DSC曲線的圖。
具體實(shí)施例方式
在根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲中，對(duì)于熔線元件，可以使用外徑為200μmφ～600μmφ、優(yōu)選為250μmφ～350μmφ的圓形線、或者與該圓形線截面面積相同的扁平線。
根據(jù)本發(fā)明的溫度保險(xiǎn)絲的熔線元件，可以利用金屬母材的拉絲和旋轉(zhuǎn)液中抽絲法進(jìn)行制造，截面可以為圓形，或者可以進(jìn)一步加工成扁平形。
在利用旋轉(zhuǎn)液抽絲法進(jìn)行制造的過程中，可以使用如圖1所示的旋轉(zhuǎn)液抽絲裝置。在圖1中，61為旋轉(zhuǎn)鼓，圓形體壁的一端被垂直壁封閉，在圓形體壁的另一端的內(nèi)周上設(shè)有凸緣壁。62是冷卻液，例如可以使用異丙醇等有機(jī)溶劑。63是由石英等耐熱材料構(gòu)成的噴嘴，配有加熱器。在利用旋轉(zhuǎn)液中抽絲法制造熔線元件時(shí)，以與冷卻液層的周速相同的速度、相同的方向?qū)氖娮?3噴射出的熔融母材射流20射入到利用離心力形成并保持在旋轉(zhuǎn)鼓61內(nèi)周面上的冷卻液層621中，在該冷卻液層621中使射入的射流急冷、凝固，并進(jìn)行抽絲。在這種情況下，從噴嘴至冷卻液層的空間中的射流，借助熔融金屬的表面張力保持了噴嘴的圓形形狀形成圓形截面，但是也可以在冷卻液層內(nèi)利用動(dòng)壓使其扁平化。而且，由上述射流的表面張力造成的圓形保持力以冷卻液層的動(dòng)壓為基礎(chǔ)，調(diào)整冷卻液層的周速、射流的冷卻液層入射角等以使其比扁平化壓力大，使入射到冷卻液層中的射流保持圓形截面并冷卻、凝固，由此，可以獲得截面大致為正圓形的熔線元件。
若合金型溫度保險(xiǎn)絲的形式為帶式，則可以使合金型溫度保險(xiǎn)絲薄型化，適于作為鋰電池等蓄電池的過熱保護(hù)裝置。
圖2表示帶式合金型溫度保險(xiǎn)絲，利用粘結(jié)劑或通過熔融粘附將帶狀導(dǎo)體1、1固定在塑料基膜41上，在帶狀導(dǎo)體之間連接熔線元件2，在該熔線元件2上涂布助熔劑3，利用粘結(jié)劑或通過熔融粘附將涂布助熔劑的熔線元件固定密封在塑料罩薄膜41上。
根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲，也可以以套(case)式、基板式、樹脂浸漬式的形式。
圖3表示筒形套式類型，將低熔點(diǎn)可熔合金片2連接在一對(duì)導(dǎo)線1、1之間，在該低熔點(diǎn)可熔合金片2上涂布助熔劑3，將耐熱性、導(dǎo)熱性好的絕緣筒4、例如陶瓷筒貫穿到該涂布助熔劑的低熔點(diǎn)可熔合金片上，利用常溫固化密封劑5、例如環(huán)氧樹脂對(duì)該絕緣筒4的各端和各導(dǎo)線1之間進(jìn)行密封。
圖4表示套式徑向類型，通過焊接將可熔合金片2結(jié)合到并列的導(dǎo)體1、1頂端部之間，將助熔劑3涂布到熔線元件2上，利用一端開口的絕緣套4、例如陶瓷套包圍涂布有助熔劑的熔線元件，利用環(huán)氧樹脂等密封劑5對(duì)絕緣套4的開口進(jìn)行密封。
圖5表示基板式類型，通過印刷燒結(jié)導(dǎo)電糊劑(例如銀糊劑)在絕緣基板4上、例如陶瓷基板上形成一對(duì)膜電極1、1，通過焊接等將導(dǎo)體11連接到各電極1上，通過焊接在電極1、1之間結(jié)合熔線元件2，將助熔劑3涂布到熔線元件2上，利用密封劑5、例如環(huán)氧樹脂覆蓋所述涂布有助熔劑的熔線元件。
圖6表示樹脂浸漬類型，通過焊接將熔線元件2結(jié)合到并列的導(dǎo)體1、1的頂端部之間上，在熔線元件2上涂布助熔劑3，通過樹脂液浸漬，利用絕緣密封劑、例如環(huán)氧樹脂5密封所述涂布有助熔劑的熔線元件。
并且，采用在帶有導(dǎo)電式發(fā)熱體的保險(xiǎn)絲、例如基板式的合金型溫度保險(xiǎn)絲的絕緣基板上附設(shè)電阻體(膜電阻)，在設(shè)備異常時(shí)使電阻體通電發(fā)熱，利用所產(chǎn)生的熱使低熔點(diǎn)可熔合金片熔斷的帶有電阻的基板型保險(xiǎn)絲形式，也可以實(shí)施本發(fā)明。
在上述的助熔劑中，通常采用熔點(diǎn)比熔線元件的熔點(diǎn)低的，例如，可以使用90～60重量份的松香、10～40重量份的硬脂酸、0～3重量份的活性劑。在這種情況下，松香可以使用天然松香、改性松香(例如氫化松香、不均勻化松香、聚合松香)或者它們的精制松香，活性劑可以使用二乙胺的鹽酸鹽或溴酸鹽等。
為了使由后面所述的各實(shí)施例的DSC曲線可以理解，根據(jù)本發(fā)明的合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度，是在100℃左右或比其略低的溫度，通過與蓄電池的罐體熱接觸地安裝，作為過熱保護(hù)裝置使用(當(dāng)電池溫度達(dá)到100℃左右或比其略低的溫度時(shí)，借助溫度保險(xiǎn)絲的作用，將電池與負(fù)載之間切斷)。
在下述的實(shí)施例和比較例中，試樣數(shù)量為30個(gè)，通以0.1安培的電流，浸漬在升溫速度為0.5℃/分的油浴中，測(cè)定在由于熔斷而將通電切斷時(shí)的油溫以作為工作溫度，進(jìn)而，求出工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
工作溫度偏差的評(píng)價(jià)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1以下時(shí)為合格，為比1大的數(shù)值時(shí)不合格。
DSC[將基準(zhǔn)試樣(不變化)和測(cè)試試樣裝在氮?dú)馊萜鲀?nèi)，對(duì)容器加熱器提供電能，以恒定的速度對(duì)兩個(gè)試樣加熱，利用差示熱電偶檢測(cè)伴隨測(cè)定試樣的溫度變化的熱能輸入量]的加熱速度為5℃/分，采樣的時(shí)間間隔為0.5s。
在DSC曲線的熔融結(jié)束時(shí)的緩慢變態(tài)排出評(píng)價(jià)，變化寬度為固液共存寬度的50％以上時(shí)(參照?qǐng)D13)表示為×，在50％～10％之間時(shí)(參照?qǐng)D12)表示為△，觀察不到緩慢變化時(shí)表示為◎，觀察到緩慢變化，但變化寬度很小(10％以下時(shí))表示為○。
熔線元件由旋轉(zhuǎn)液中抽絲法制造而成，噴嘴直徑為300μmφ、鼓的旋轉(zhuǎn)速度為200rpm、噴射壓力為1.0kg/cm2。所獲得的熔線元件的截面尺寸，縱橫比大約為0.8，平均直徑大約為300μm。
合金型溫度保險(xiǎn)絲的形式為帶式，在圖2中，樹脂薄膜41和42采用厚度為200μm、寬5mm、長(zhǎng)10mm的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜，帶狀導(dǎo)體1采用厚150μm、寬3mm、長(zhǎng)20mm的銅導(dǎo)體，熔線元件2的長(zhǎng)度為4mm，兩個(gè)帶狀導(dǎo)體1的端部和連接在導(dǎo)體之間的熔線元件被樹脂薄膜41、42夾著配置在基臺(tái)上，利用陶瓷觸頭對(duì)連接到各帶狀導(dǎo)體上的包覆樹脂薄膜邊緣端部加壓，然后，利用設(shè)置在絕緣基臺(tái)內(nèi)的電磁感應(yīng)加熱器對(duì)陶瓷觸頭正下方的帶狀導(dǎo)體部分加熱，對(duì)帶狀導(dǎo)體和各薄膜之間進(jìn)行熔融密封，而后，利用超聲波熔焊對(duì)薄膜彼此之間進(jìn)行熔融密封。
助熔劑的成分為70重量份的樹脂、30重量份的酰胺HT30、5重量份的己二酸。各實(shí)施例和比較例的合金型溫度保險(xiǎn)絲的制造個(gè)數(shù)為30個(gè)。
組成為In52％、Sn40％、Bi8％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖7所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的結(jié)果，平均102.63℃、最大104.1℃、最小101.6℃、標(biāo)準(zhǔn)偏差0.53，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
在測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度前測(cè)定的電阻值結(jié)果為平均13.35mΩ，不存在任何問題。并且，在從熔線元件的制造到工作溫度測(cè)定期間，均沒有熔線元件的斷線，強(qiáng)度也沒有任何問題。
另外，對(duì)于實(shí)施例1的組成100重量份，即使為了降低熔融溫度或降低電阻等而添加0.01～7重量份的Ag、Cu中的任何一種或兩種，對(duì)于DSC的評(píng)價(jià)，雖然從不添加的情況下的◎變?yōu)椤?，但是可以確認(rèn)強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn38％、Bi10％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖8所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的結(jié)果，平均98.00℃、最大99.7℃、最小96.6℃、標(biāo)準(zhǔn)偏差0.76，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
在測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度前測(cè)定的電阻值為平均14.27mΩ，不存在任何問題。并且，在從熔線元件的制造到工作溫度測(cè)定期間，均沒有熔線元件的斷線，強(qiáng)度也沒有任何問題。
另外，對(duì)于實(shí)施例2的組成100重量份，即使為了降低熔融溫度或降低電阻等而添加0.01～7重量份的Ag、Cu中的任何一種或兩種，對(duì)于DSC的評(píng)價(jià)，雖然從不添加的情況下的◎變?yōu)椤?，但是可以確認(rèn)強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn36％、Bi12％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖9所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。
測(cè)定帶式合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的結(jié)果，平均94.15℃、最大95.9℃、最小93.0℃、標(biāo)準(zhǔn)偏差0.74，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
在測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度前測(cè)定的電阻值為平均15.28mΩ，不存在任何問題。并且，在從熔線元件的制造到工作溫度測(cè)定期間，均沒有熔線元件的斷線，強(qiáng)度也沒有任何問題。
另外，對(duì)于實(shí)施例3的組成100重量份，即使為了降低熔融溫度或降低電阻等而添加0.01～7重量份的Ag、Cu中的任何一種或兩種，對(duì)于DSC的評(píng)價(jià)，雖然從不添加的情況下的◎變?yōu)椤?，但是可以確認(rèn)強(qiáng)度沒有任何問題。
圖10是由實(shí)施例1～3求出的工作溫度和Bi量的關(guān)系的結(jié)果，通過增加Bi量1％、減少Sn量1％，可以使合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度降低2℃。
組成為In52％、Sn34％、Bi14％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖11所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
另外，對(duì)于實(shí)施例4的組成100重量份，即使為了降低熔融溫度或降低電阻等而添加0.01～7重量份的Ag、Cu中的任何一種或兩種，雖然對(duì)于DSC的評(píng)價(jià)變?yōu)椤穑强梢源_認(rèn)強(qiáng)度沒有任何問題。
通過上述實(shí)施例的DSC測(cè)定，表明對(duì)于52In-(48-x)Sn-xBi，當(dāng)x＝8～14時(shí)，可以完全排除DSC曲線中的緩慢變化的產(chǎn)生(DSC評(píng)價(jià)為◎)，即使x＝14～16也可以確認(rèn)同樣的效果。進(jìn)而，當(dāng)x＝15～25時(shí)，可以確認(rèn)DSC評(píng)價(jià)為○。當(dāng)x不足8時(shí)，DSC評(píng)價(jià)為◎～○，但是不能充分滿足工作溫度的條件(在x＝0、即52In-48Sn時(shí)大約為118℃)、x超過25時(shí)DSC評(píng)價(jià)為△～×，并且判明電阻率變得過大。
組成為In50％、Sn43％、Bi7％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖12所示，DSC評(píng)價(jià)為△。
組成為In48％、Sn45％、Bi7％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖13所示，DSC評(píng)價(jià)為×。
組成為In52％、Sn33％、Ag3％、Bi12％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖14所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與圖9所示的實(shí)施例3的DSC曲線(In52％、Sn36％、Bi12％)的對(duì)比可以看出，工作溫度降低4℃～5℃。
測(cè)定帶式合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn34％、Ag2％、Bi12％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與In52％、Sn36％、Bi12％情況時(shí)的對(duì)比可以看出，工作溫度降低3℃～4℃。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn35％、Ag1％、Bi12％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與In52％、Sn36％、Bi12％情況時(shí)的對(duì)比可以看出，工作溫度降低2℃～3℃。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn37％、Ag3％、Bi8％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，如圖15所示，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與圖7所示的實(shí)施例1(In52％、Sn40％、Bi8％)的DSC曲線的對(duì)比可以看出，工作溫度降低4℃～5℃。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn38％、Ag2％、Bi8％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與In52％、Sn40％、Bi8％情況時(shí)的對(duì)比可以看出，工作溫度降低3℃～4℃。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
組成為In52％、Sn39％、Ag1％、Bi8％。
測(cè)定DSC曲線的結(jié)果，DSC評(píng)價(jià)為◎。從與In52％、Sn40％、Bi8％情況時(shí)的對(duì)比可以看出，工作溫度降低2℃～3℃。
測(cè)定合金型溫度保險(xiǎn)絲的工作溫度的標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果在1以下，工作溫度偏差的評(píng)價(jià)為合格。
合金型溫度保險(xiǎn)絲電阻值、機(jī)械強(qiáng)度沒有任何問題。
進(jìn)而，改變Ag的量并對(duì)DSC進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)于上述條件52In-(48-x)Sn-xBi，x＝8～16，若52In-(48-x-y)Sn-xBi-yAg、x＝8～16的y為0.01～7.0％，則與Ag的添加無關(guān)，可以可靠地消除DSC曲線熔融結(jié)束時(shí)的上述緩慢變化。
權(quán)利要求
1.一種合金型溫度保險(xiǎn)絲，將低熔點(diǎn)可熔合金作為熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為In50～55％、Sn25～40％、其余為Bi。
2.如權(quán)利要求1所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，In大致為52％、Sn和Bi的合計(jì)量大致為48％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，Bi為8～16％。
4.一種合金型溫度保險(xiǎn)絲，將低熔點(diǎn)可熔合金作為熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為，含有In、Sn、Bi以及Ag，In為50～55％、Ag為0.01～7.0％、Sn和Ag的合計(jì)量為25～40％、其余為Bi。
5.如權(quán)利要求4所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，In大致為52％、Sn和Bi和Ag的合計(jì)量大致為48％。
6.如權(quán)利要求4或5所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中Bi為8～16％。
7.如權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，對(duì)于100重量份的權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所記載的合金組成，添加合計(jì)為0.01～7.0重量份的從Ag、Cu中選擇出的至少一種成分。
8.如權(quán)利要求1～7中任何一項(xiàng)所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，含有不可避免的雜質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1～8中任何一項(xiàng)所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，利用向旋轉(zhuǎn)冷卻液層中噴射低熔點(diǎn)可熔合金的熔融射流并進(jìn)行抽絲的旋轉(zhuǎn)液中抽絲法，制造熔線元件。
10.如權(quán)利要求1～9任何一項(xiàng)所述的合金型溫度保險(xiǎn)絲，其中，被用作電池的過熱保護(hù)裝置。
11.一種熔線元件，該熔線元件是由合金型溫度保險(xiǎn)絲的低熔點(diǎn)可熔合金構(gòu)成的熔線元件，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為In50～55％、Sn25～40％、其余為Bi。
12.如權(quán)利要求11所述的熔線元件，其中，In大致為52％、Sn和Bi的合計(jì)量大致為48％。
13.如權(quán)利要求11或12所述的熔線元件，其中，Bi為8～16％。
14.一種熔線元件，該熔線元件是由合金型溫度保險(xiǎn)絲的低熔點(diǎn)可熔合金構(gòu)成的熔線元件，其特征為，低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成包含In、Sn、Bi和Ag，In為50～55％、Ag為0.01～7.0％、Sn和Ag的合計(jì)量為25～40％、其余為Bi。
15.如權(quán)利要求14所述的熔線元件，其中，In大致為52％、Sn和Bi和Ag的合計(jì)量大致為48％。
16.如權(quán)利要求14或15所述的熔線元件，其中，Bi為8～16％。
17.如權(quán)利要求11～13任何一項(xiàng)所述的熔線元件，對(duì)于100重量份的權(quán)利要求11～13任何一項(xiàng)所記載的合金組成，添加合計(jì)為0.01～7.0重量份的從Ag、Cu中選擇出的至少一種成分。
18.如權(quán)利要求11～17任何一項(xiàng)所述的熔線元件，其中，含有不可避免的雜質(zhì)。
19.如權(quán)利要求11～18任何一項(xiàng)所述的熔線元件，其中，利用向旋轉(zhuǎn)冷卻液層中噴射低熔點(diǎn)可熔合金的熔融射流并進(jìn)行抽絲的旋轉(zhuǎn)液中抽絲法進(jìn)行制造。
20.如權(quán)利要求11～19任何一項(xiàng)所述的熔線元件，其中，被用作電池的過熱保護(hù)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合金型溫度保險(xiǎn)絲和熔線元件，特別是用于電池的過熱保護(hù)裝置。本發(fā)明的目的是，對(duì)于將In－Sn－Bi三元合金、或者在該三元合金中進(jìn)一步添加Ag或Cu的合金制成熔線元件的溫度保險(xiǎn)絲或該熔線元件，可以良好地抑制工作溫度的偏差、并且可以使工作溫度在100℃左右以下，而且可以充分地滿足熔線元件的電阻率和機(jī)械強(qiáng)度。本發(fā)明的用于熔線元件的低熔點(diǎn)可熔合金的合金組成為In為50～55％、Sn為25～40％、其余為Bi，優(yōu)選范圍是，In為51～53％、Sn為32～36％、其余為Bi。
文檔編號(hào)H01H37/76GK1455428SQ0313061
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月2日
發(fā)明者浜田好人 申請(qǐng)人:內(nèi)橋艾斯泰克股份有限公司