DE3910861A1

DE3910861A1 - Organischer ptc-thermistor

Info

Publication number: DE3910861A1
Application number: DE3910861A
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Uchida
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1989-04-04
Publication date: 1989-11-02
Anticipated expiration: 2009-04-05
Also published as: DE3910861C2; US4977309A; JPH01257303A; JPH0616442B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen organischen Thermi stor mit positivem Temperaturkoeffizient (PTC). Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen organischen PTC-Thermistor, bei welchem ein Paar von Elektroden auf einer Hauptoberfläche eines organischen PTC-Thermistorblattes ge bildet sind, welches von einem Isolationsfilm abgedeckt ist, und bei welchem ein Anschluß in der Phase verstemmt wird, in welcher dieser den Isolationsfilm, jede der Elektroden und das organische PTC-Thermistorblatt organisch durchdringt.

Wenn leitende Partikel wie Ruß, Graphit, Metallpuder und der gleichen gemixt und in Harz der Polyolefinfamilie, wie Poly ethylen, verteilt werden, erhält das Harz die Eigenschaften eines PTC-Thermistors. Es ist bekannt, daß es möglich ist, eine Heizplatte zu konstruieren, indem Harz mit PTC-Thermi storeigenschaften zu einem organischen PTC-Thermistorblatt ausgeformt und ein Paar von Elektroden auf einer Hauptober fläche des organischen PTC-Thermistorblattes gebildet wird.

Ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlichen PTC-Thermistors, bei welchem ein derartiges organisches PTC-Thermistorblatt verwendet wird, ist in Fig. 1 gezeigt. Im Detail ist auf ei nem organischen PTC-Thermistorblatt 1 eine Elektrode 2 gebil det und beide durch den Isolationsfilm 3 und 4 abgedeckt. An schließend wird ein Anschluß 5 durch den Isolationsfilm 3, die Elektrode 2, das organische PTC-Thermistorblatt 1 und den Isolationsfilm 4 hindurchgepreßt und verstemmt.

In einem herkömmlichen, wie in Fig. 1 gezeigten PTC-Thermi stor wird der organische PTC-Thermistor 1 bei der Verstemmung des Anschlusses 5 deformiert. Dabei wird, da die Elektrode 2 durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste hergestellt wird und keine Elastizität aufweist, diese in der Umgehung des Berei ches, wo der Anschluß verstemmt wird, zerstört. Damit wird der Kontakt zwischen dem Anschluß 5 und der Elektrode 2 in stabil und somit der Kontaktwiderstand groß. Wird dieser or ganische PTC-Thermistor verwendet, tritt in Folge des hohen Kontaktwiderstandes unnormale Hitzeerzeugung auf und der PTC- Thermistor wird somit thermisch zerstört.

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen organischen PTC-Thermistor bereitzustellen, bei welchem im Kontaktbereich eines Anschlusses und einer Elektrode keine unnormale Hitzeerzeugung stattfindet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches 1 gelöst.

Ein erfindungsgemäßer organischer PTC-Thermistor umfaßt ein organisches PTC-Thermistorblatt; ein Paar von Elektroden, welche auf einer Hauptoberfläche des organischen PTC-Thermi storblattes gebildet sind; leitende Lagen, welche jede auf einen Bereich einer jeden Elektrode des Elektrodenpaares auf gelegt sind; ein Isolationsfilm, welcher wenigstens die lei tenden Lagen und die Elektroden abdeckt; und Anschlüsse, wel che jede so eingesetzt sind, daß sie den Isolationsfilm, jede der leitenden Lagen, jede der Elektroden und das organische PTC-Thermistorblatt durchdringen und verstemmt sind.

Bei einem erfindungsgemäßen PTC-Thermistor findet, da die leitende Lage zwischen der Elektrode und dem Isolationsfilm in einem Anschlußbefestigungsbereich eingelegt ist, auch wenn bei der Verstemmung des Anschlusses im Anschlußbefestigungs bereich der Elektode Stemmdruck auftritt, keine Zerstörung der Elektrode statt. Auch wenn bei der Verstemmung des An schlusses im Anschlußbefestigungsbereich der Elektrode ein kleiner Riß auftritt, wird der elektrische Kontaktstatus zwi schen dem Anschluß und der Elektrode nicht instabil, da die leitende Lage und die Elektrode auf einer Fläche miteinander in Kontakt stehen, welche größer ist als der Riß. Somit fin det auch keine unnormale Hitzeerzeugung in Folge eines erhöh ten Kontaktwiderstandes und somit seine thermische Zerstörung des organischen PTC-Thermistors statt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines herkömmli chen organischen PTC-Thermistors,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel im Sinne der vorliegenden Erfindung

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie gem. Fig. 2, und

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Hauptberei ches gem. Fig. 2.

Gemäß Fig. 2 bis 4 umfaßt ein erfindungsgemäßer organischer PTC-Thermistor 10 ein organisches PTC-Thermistorblatt 12, das aus einem Material besteht, welches durch Mixen und Verteilen leitfähiger Partikel wie Ruß, Graphit, Metallpuder oder der gleichen in Harz der Polyolefinfamilie, wie Polyethylen, er halten wird. Auf einer Hauptoberfläche des organischen PTC- Thermistorblattes 12 ist ein Paar kammförmiger Elektroden 14 und 16 gebildet. Die Elektroden 14 und 16 werden gebildet, indem beispielsweise leitfähige Paste, wie Silberpaste, auf gedruckt wird. Die Form einer jeden der Elektroden 14 und 16 kann willkürlich geändert werden.

Wie insbesondere in Fig. 4 zu ersehen ist, ist auf die Elek trode 14 (16) die leitfähige Lage 18, wie Kupferfolie, mit tels leitfähiger Klebstoffe in einem Anschlußbefestigungsbe reich aufgeklebt. Als leitfähige Lage 18 kann auch Folie ei nes gut leitfähigen Metalls wie Nickel, Aluminium oder der gleichen verwendet werden.

Die leitfähige Lage 18, die Elektrode 14 (16) und das organi sche PTC-Thermistorblatt 12 werden durch die isolierenden Filme 20 und 22, beispielsweise Polyesterfilme, abgedeckt. Die Isolationsfilme 20 und 22 werden durch thermische Fusion auf den Oberflächen des organischen PTC-Thermistorblattes 12 befestigt. Anstelle einer Abdeckung mit dem Isolationsfilm durch thermische Fusion kann auch eine Abdeckung durch Auf kleben eines isolierenden Klebebandes verwendet werden.

Anschließend werden die Anschlüsse 24 und 26 an den An schlußbefestigungsbereichen verstemmt. Insbesondere wird der Anschluß 24 (26) eingesetzt, so daß er den Isolationsfilm 20, die leitfähige Lage 18, die Elektrode 14 (16), das organische PTC-Thermistorblatt 12 und den Isolationsfilm 22 durchdringt und dann verstemmt wird. Zusätzlich können die Formen der verstemmten Anschlüsse 24 und 26 beliebig verändert werden.

Zur Durchführung eines Experiments wurde zunächst ein PTC- Thermistorharz bei 190°C und 128 kg/cm² für 10 Minuten ge preßt, um ein organisches PTC-Thermistorblatt mit einer Dicke von 0,5 mm zu bilden. Dieses Blatt wird ausgeschnitten, um ein organisches PTC-Thermistorblatt von 50 × 100 mm zu erhal ten, und ein Paar von Elektroden mit einer jeweils vorbe stimmten und wie in Fig. 2 gezeigten Form werden auf dem or ganischen PTC-Thermistorblatt durch den Siebdruck von Silber paste gebildet. Weiterhin wird Kupferfolie von 5 × 5 mm und einer Dicke von 35 µm auf jede der Elektroden im Anschlußbe festigungsbereich aufgeklebt. Dann werden beide Oberflächen des organischen PTC-Thermistorblattes durch einen Polyester film abgedeckt. Zum Schluß werden die Anschlüsse in dem An schlußbefestigungsbereich verstemmt.

Auf diese Art werden zehn charakteristische Beispielstücke zur Vermessung und Auswertung hergestellt. Im Gegensatz dazu werden zehn Vergleichsstücke hergestellt, bei welchen keine leitfähige Lage 18, d.h. Kupferfolie auflaminiert ist. Dann wird der Widerstandswert zwischen den Anschlüssen 24 und 26 (Fig. 2) eines jeden Beispielstückes gemessen. In den Ver gleichsstücken trat eine sehr große Verteilung von 8.3-150 Ω auf; in den erfindungsgemäßen Stücken lagen die Wider standswerte zwischen den Anschlüssen 24 und 26 zwischen 5.3 bis 7.6 Ω. Somit wird durch die vorliegende Erfindung der Wi derstandswert zwischen den Anschlüssen klein und dessen Ver teilung beschränkt. Weiterhin traten in den Vergleichsstücken nach Anlegen einer Gleichspannung von 16 V an den Anschlüssen 24 und 26 unnormale Hitzeerzeugung und Funken in den An schlußbefestigungsbereichen auf, jedoch konnten solche Phäno mene nicht bei den erfindungsgemäßen Beispielsstücken beob achtet werden.

Somit kann im Sinne der vorliegenden Erfindung der Kontaktwi derstand im Kontaktbereich zwischen den Anschlüssen und der Elektrode klein gehalten und dessen Verteilung verhindert werden, wodurch in dem Fall, wo ein organisches PTC-Thermi storblatt als Heizplatte verwendet wird, unnormale Hitzegene ration oder Funkenbildung im Anschlußbefestigungsbereich ver hindert wird und es somit möglich ist, die gesamte Oberfläche des organischen PTC-Thermistorblattes einheitlich zu erwär men. Zusätzlich ist es möglich, in dem Fall, wo der organi sche PTC-Thermistor als Temperatursensor verwendet wird, eine Temperatur sehr stabil und präzise zu ermitteln, da die Ver teilung des Kontaktwiderstandes im Anschlußbefestigungsbe reich klein ist.

Claims

1. Organischer PTC-Thermistor (10) mit

- einem organischen PTC-Thermistorblatt (12),
- einem Paar von Elektroden (14, 16), welche auf einer Hauptoberfläche des organischen PTC-Thermi storblattes gebildet sind,
- isolierenden Abdeckungen (20, 22), die mindestens die Elektroden abdecken, und
- verstemmten Anschlüssen (24, 26), welche jeweils die isolierende Abdeckung, jede der Elektroden und das organische PTC-Thermistorblatt durchdrin gen, dadurch gekennzeichnet, daß leitende Lagen (18) zwi schen jeweils eine der Elektroden und dem Isolations film in einem Anschlußbefestigungsbereich eingesetzt sind, und daß jeder der verstemmten Anschlüsse die iso lierende Abdeckung, jede der leitenden Lagen, jede der Elektroden und das organische PTC-Thermistorblatt durchdringt.

2. Organischer PTC-Thermistor nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die leitenden Lagen aus einer Metall folie mit einer guten Leitfähigkeit hergestellt sind.