體12、以及覆蓋框體12的上表面的蓋體13構 成。保護套l〇a具有使與第一、第二電極3、4連接的熔絲元件5的兩端向外方導出的開口 部14。保護套10a除了導出熔絲元件5的開口部14之外被閉塞,防止熔融焊料等向框體 12內的侵入。保護套10a能夠使用具備絕緣性、耐熱性、抵抗性的工程塑料(engineering plastics)等來形成。
[0068] 保護套10a通過如圖6(B)所示那樣利用框體12的被開口的上表面?zhèn)仁占{熔絲元 件5,如圖6 (C)所示那樣利用蓋體13進行閉塞來形成。關于熔絲元件5,與第一、第二電 極3、4連接的兩端向下方彎曲,從框體12的側面導出??蝮w12被蓋體13閉塞,由此,通過 形成在蓋體13的內表面的凸部13a和框體12的側面來形成熔絲元件5導出的開口部14。
[0069] 關于設置有這樣的保護構件10、保護套10a的熔絲元件5,除了裝入到熔絲器件1 來使用(參照圖1)之外,還可以自身作為熔絲器件而直接在電子部件的電路基板上直接表 面安裝。
[0070] [安裝狀態(tài)] 接著,對熔絲元件5的安裝狀態(tài)進行說明。在熔絲器件1中,如圖1所示那樣,熔絲元 件5與絕緣基板2的表面2a分離地安裝。由此,在熔絲器件1中,在超過額定的電流流動 時,在第一、第二電極3、4間,熔絲元件5的熔融金屬不會附著于絕緣基板2的表面2a,而能 夠可靠地切斷電流路徑。
[0071] 另一方面,在利用向絕緣基板的表面印刷來形成熔絲元件等熔絲元件與絕緣基板 的表面相接的熔絲器件中,在第一、第二電極間熔絲元件的熔融金屬附著于絕緣基板上而 產(chǎn)生泄露。例如,在通過向陶瓷基板印刷Ag漿來形成熔絲元件的熔絲器件中,陶瓷和銀被 燒結并陷入而殘留在第一、第二電極間。因此,通過該殘留物,泄露電流在第一、第二電極間 流動,不能完全地切斷電流路徑。
[0072] 在此方面,在熔絲器件1中,在絕緣基板2之外以單體形成熔絲元件5,并且與絕緣 基板2的表面2a分離地安裝。因此,關于熔絲器件1,即使在熔絲元件5的熔融時,熔融金 屬也不會向絕緣基板2陷入,而被拉攏到第一、第二電極上,能夠可靠地使第一、第二電極 間絕緣。
[0073] [焊劑涂敷] 此外,關于熔絲元件5,為了外層的高熔點金屬層5b或低熔點金屬層5a的氧化防止和 熔斷時的氧化物除去和焊料的流動性提高,如圖1所示那樣,也可以在熔絲元件5上的外層 的大致整個表面涂覆焊劑。通過涂覆焊劑17,從而能夠提高低熔點金屬(例如焊料)的濕潤 性,并且,除去低熔點金屬熔解的期間的氧化物,使用向高熔點金屬(例如Ag)的侵蝕作用來 提尚速恪斷性。
[0074] 此外,通過涂覆焊劑17,從而即使在最外層的高熔點金屬層5b的表面形成了以Sn 為主要成分的無Pb焊料等的氧化防止膜7的情況下,也能夠除去該氧化防止膜7的氧化 物,從而能夠有效地防止高熔點金屬層5b的氧化,維持、提高速熔斷性。
[0075] 這樣的熔絲元件5能夠如上述的那樣通過回流焊接而連接于第一、第二電極3、4 上,但是,此外,熔絲元件5也可以通過超聲波熔接而連接于第一、第二電極3、4上。
[0076] 此外,熔絲元件5也可以如圖7所示那樣利用與第一、第二電極3、4連接的夾具端 子21來安裝。夾具端子21通過壓接來夾持熔絲元件5的端部,由此,能夠容易地連接。
[0077] 關于利用夾具端子21物理地嵌合連接的熔絲元件5,除了被裝入到熔絲器件1來 使用之外,還可以如圖8所示那樣自身作為熔絲器件而直接地直接裝入到熔絲盒、斷路器 (breaker)裝置。在該情況下,熔絲元件5由配設在絕緣端子臺22上的第一、第二電線端子 23、24和夾具端子21所夾持,通過貫通夾具端子21、電線端子23、24和絕緣端子臺22的螺 栓25以及配置于絕緣端子臺22的背面的螺母26等締結工具來固定。
[0078][覆蓋構件] 再有,熔絲器件1也可以如圖1所示那樣為了保護像這樣構成的絕緣基板2的表面2a上而在絕緣基板2上載置覆蓋構件20。
[0079] 此外,關于熔絲元件5,除了應用于上述的通過由于超過額定的電流造成的自我發(fā) 熱而熔斷的熔絲器件1,還能夠應用于通過設置在絕緣基板的發(fā)熱體的加熱而熔斷來切斷 電流路徑的鋰離子二次電池等用的保護器件。
[0080][第二實施方式] 接著,對應用本發(fā)明的其他的熔絲元件和熔絲器件進行說明。再有,在以下的說明中, 對與上述的熔絲器件1相同的構件標注相同的附圖標記并省略其細節(jié)。圖9是熔絲元件30 的立體圖,圖10是示出使用了熔絲元件30的熔絲器件40的制造工序的立體圖。
[0081] 如圖10所示那樣,熔絲器件40具有:設置有第一、第二電極3、4的絕緣基板2、 遍及第一、第二電極3、4間裝載的熔絲元件30、設置在熔絲元件30上的焊劑17、以及覆蓋 設置有熔絲元件30的絕緣基板2的表面2a上的覆蓋構件20。熔絲器件40被安裝于電路 基板,由此,熔絲元件30串聯(lián)地裝入到形成在該電路基板上的電路。
[0082] 熔絲器件40實現(xiàn)了小型且高額定的熔絲器件,例如,謀求作為絕緣基板2的尺寸 而小型到3~4mmX5~6mm左右同時電阻值高額定化到0. 5~lmQ、50~60A額定。再有,當然本 發(fā)明能夠應用于具備一切尺寸、電阻值和電流額定的熔絲器件。
[0083] 如圖9所示,在熔絲元件30中,并聯(lián)多個元件部31A~31C,由此,具有多個通電路 徑。如圖10 (B)所示,多個元件部31A~31C分別遍及形成在絕緣基板2的表面2a的第一、 第二電極3、4間連接,成為電流的通電路徑,超過額定的電流進行通電,由此,通過自我發(fā) 熱(焦耳熱)恪斷。在恪絲元件30中,通過使全部的元件部31A~31C恪斷來切斷遍及第一、 第二電極3、4間的電流路徑。
[0084] 熔絲元件30與上述的熔絲元件5同樣地為由內層和外層構成的層疊構造體,作為 內層具有低恪點金屬層5a,作為層疊在低恪點金屬層5a的外層具有高恪點金屬層5b。此 外,恪絲元件30經(jīng)由焊料等粘接材料8裝載在第一和第二電極3、4間,之后,通過回流焊接 等連接在絕緣基板2上。關于恪絲元件30的低恪點金屬層5a和高恪點金屬層5b的材料、 層疊構造以及其制法、作用、效果等外形以外,與上述的熔絲元件5相同,因此,省略詳細的 說明。
[0085] 再有,低熔點金屬層5a通過將Sn作為主要成分來熔蝕高熔點金屬,例如,通過使 用包含40%以上Sn的合金,從而能夠熔蝕Ag等高熔點金屬,迅速地熔斷熔絲元件30。
[0086] 如圖9所示,在熔絲元件30中,并聯(lián)有遍及形成在絕緣基板2的第一、第二電極3、 4間裝載的多個元件部31A~31C。由此,即使熔絲元件30在超過額定的電流通電而熔斷時 發(fā)生了電弧放電的情況下,也能夠防止熔融后的熔絲元件遍及廣范圍飛散而由飛散的金屬 新形成電流路徑或者飛散的金屬附著于端子、周圍的電子部件等。
[0087]S卩,如圖11 (A)所示,在遍及絕緣基板40上的電極端子41、42間而在廣范圍內裝 載的熔絲元件43中,當施加超過額定的電壓而大電流流動時,整體地發(fā)熱。然后,如圖11 (B)所示,熔絲元件43的整體熔融而成為凝集狀態(tài),之后,如圖11 (C)所示那樣,一邊發(fā)生 大規(guī)模的電弧放電一邊熔斷。因此,熔絲元件43的熔融物爆發(fā)地飛散。因此,存在如下的 擔憂:由飛散的金屬新形成電流路徑而損害絕緣性,或者,使形成在絕緣基板40的電極端 子41、42熔融并且飛散,由此,附著于周圍的電子部件等。進而,關于熔絲元件43,在整體地 凝集之后,使其熔融、切斷,因此,熔斷所需要的熱能也變多,速熔斷性差。
[0088] 作為迅速地停止電弧放電而切斷電路的對策,還提出在中空殼體內塞滿消弧材料 的熔絲、在散熱材料的周圍將熔絲元件卷繞成螺旋狀來使時滯(timelag)發(fā)生的高電壓對 應的電流熔絲。但是,在以往的高電壓對應的電流熔絲中,需要消弧材料的封入、螺旋熔絲 的制造等均是復雜的材料、加工過程,在熔絲器件的小型化、電流的高額定化等方面中是不 利的。
[0089] 在此方面,在熔絲元件30中,并聯(lián)有遍及第一、第二電極3、4間裝載的多個元件部 31A~31C,因此,當超過額定的電流通電時,在電阻值低的元件部31中許多電流流動,通過 自我發(fā)熱而依次熔斷,僅在最后殘留的元件部31熔斷時發(fā)生電弧放電。因此,根據(jù)熔絲元 件30,即使在最后殘留的元件部31的熔斷時發(fā)生了電弧放電的情況下,根據(jù)元件部31的體 積也是小規(guī)模的放電,能夠防止熔融金屬的爆發(fā)的飛散,此外,也能夠大幅提高熔斷后的絕 緣性。此外,熔絲元件30按照多個元件部31A~31C的每一個熔斷,因此,各元件部31的熔 斷所需要的熱能很少就行,而能夠在短時間內切斷。
[0090] 在熔絲元件30中,也可以使多個元件部31之中的一個元件部31的一部分或全部 的剖面積比其他的元件部的剖面積小,由此,相對地高電阻化。通過使一個元件部31相對 地高電阻化,從而,在熔絲元件30中,當超過額定的電流通電時,從比較低電阻的元件部31 起,許多電流進行通電而熔斷。之后,電流集中于殘留的該高電阻化后的元件部31,最后伴 隨著電弧放電而熔斷。因此,在熔絲元件30中,能夠使元件部31依次熔斷。此外,在剖面 積小的元件部31的熔斷時發(fā)生電弧放電,因此,根據(jù)元件部31的體積而為小規(guī)模的放電, 能夠防止熔融金屬的爆發(fā)的飛散。
[0091] 此外,關于熔絲元件30,優(yōu)選的是設置3個以上的元件部,并且,使內側的元件部 最后熔斷。例如,如圖9所示,關于熔絲元件30,優(yōu)選的是設置3個元件部31A、31B、31C,并 且使正中的元件部31B最后熔斷。
[0092] 如圖12 (A)所示,當在熔絲元件30中超過額定的電流通電時,首先在2個元件部 31A、31C中許多電流流動而通過自我發(fā)熱熔斷。如圖12 (B)所示,元件部31A、31C的熔斷 并未伴隨著由自我發(fā)熱造成的電弧放電,因此,也沒有熔融金屬的爆發(fā)的飛散。
[0093] 接著,如