[发明专利]温度熔断器用电极材料及其制造方法和使用该电极材料的温度熔断器

说明书

技术领域

本发明涉及在电子设备和家用电气产品中，为了防止这些设备变成异常高温而安装的温度熔断器用的电极材料及其制造方法和使用该电极材料的温度熔断器。

背景技术

为了防止设备变成异常高温而安装的温度熔断器中，热敏颗粒在工作温度下熔融，对强压缩弹簧卸荷，强压缩弹簧伸长，由此，被该强压缩弹簧压接的电极材料与引线分离从而将电流切断，作为该电极材料，Ag-CdO合金是主流。但是，Ag-CdO合金，因为Cd是有害物质，所以在环境问题上其使用受到限制。

另外，电极材料做成薄板状使用，而且电极材料与引线的接触面长时间被保持在通电状态，因此，在使用Ag-CdO合金的情况下，会引起与金属壳体的熔接现象，存在不能实现作为温度熔断器的功能的问题。对于该问题，通过在Ag-CdO合金中增加CdO的含量，能够改善耐熔接性，但是，与CdO的含量的增加相应，接触电阻增加，由此导致接触部的温度上升，因此，会对温度熔断器的功能产生不良影响。

因此，最近，温度熔断器用电极材料已使用Ag-CuO合金（例如专利文献1、专利文献2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-162704号公报

专利文献2：日本特许第4383859号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

这样的Ag-CuO合金，作为温度熔断器用电极材料已成为主流，但是，为了降低价格而使CuO的含量增加，另外要求薄板化。

但是，在Ag-CuO合金中，随着CuO的含量的增加，轧制加工性明显变差，在内部氧化后的轧制加工中难以加工成薄板。特别是，Cu的含量超过20质量%的材料，不可能加工至截面减少率为50%以上。

本发明的技术问题是解决上述的问题。

用于解决技术问题的手段

因此，本发明是一种电极材料，其具有以下的构造：在包含50～99质量%的Ag和1～50质量%的Cu的内部氧化性合金的正反两面形成有内部氧化层3，并且在中央部具有未氧化层。

内部氧化处理采用以下的过程：预先通过熔解而含在Ag中的Cu，与从材料表层被吸纳在Ag中的氧气结合，由此，在Ag基体中作为氧化物析出。此时，作为溶质元素的Cu会发生从材料中心部向表层扩散的现象。

该扩散的现象是以下的现象：在由从材料表面向内部析出的氧化物形成的内部氧化层、与随着时间的经过未发生析出的未氧化层之间，Cu的浓度产生差异，为了弥补该浓度梯度，Cu从未氧化层向表层扩散。

本发明的特征在于，在该内部氧化处理中，使得仅材料表层部成为内部氧化组织，并在内部氧化炉中600℃～750℃、1～5小时、氧气压力1～5个气压的条件下调整为此的内部氧化条件。由此，能够在材料中心部形成未被氧化的层、即未氧化层（图1～图3）。

在温度熔断器的机理上，温度熔断器用的电极材料使用0.1mm以下的薄板材料，因此，内部氧化后的材料需要被轧制加工至0.1mm以下。

另外，要求以降低成本为目的而增加氧化物含量和薄板化，但是，在以往的制造方法中，如上所述，Cu的含量超过20质量%的材料不可能轧制加工至截面减少率为50%以上。这是因为，随着氧化物的增加，轧制加工性明显变差。

因此，本发明通过在内部氧化层之间形成未氧化层，即使含有50质量%的Cu，也能够抑制接触电阻的上升，成功地轧制加工至截面减少率为70%以上。

在此，使Cu的添加量为1～50质量%的理由是因为：当Cu的含量小于1质量%时，不会成为对于作为温度熔断器用电极材料使用而言充分的内部氧化合金，当Cu的含量超过50质量%时，接触电阻上升，由此导致温度上升，不适合于温度熔断器用电极材料和使用该电极材料的温度熔断器。

另外，采用以下的构造：在包含50～99质量%的Ag、1～50质量%的Cu以及0.1～5质量%的Sn和In中的至少1种的内部氧化性合金的正反两面形成有内部氧化层，并且在中央部具有未氧化层。

通过添加Sn和/或In，形成与Cu的复合氧化物、例如（Cu-Sn）Ox，具有使耐熔接性提高的效果。

在此，使Sn和In中的至少1种为0.1～5质量%的理由是因为：当小于0.1质量%时，没有提高耐熔接性的效果，当超过5质量%时，接触电阻变大。