JP2001035640A - Ｐｔｃ素子及びその製造方法 - Google Patents
Ｐｔｃ素子及びその製造方法Info
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- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
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- H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
- H01C1/142—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors the terminals or tapping points being coated on the resistive element
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- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＴＣ素子において、繰り返し動作を安定化
するとともに抵抗率を低くする。 【解決手段】 結晶性ポリマー成分に導電性粉末充填材
４５〜６０ｖｏｌ％を混練して組成物成形体を得る。こ
の際、導電性粉末充填材としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、
ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ及びＭｏ2 Ｃのうち少な
くとも一種を用いる。組成物成形体の表面に導電体をそ
の一部が組成物成形体の表面から露出するようにして圧
着して埋設する。そして、この組成物成形体の表面にメ
ッキ処理を施して電極を形成する。
するとともに抵抗率を低くする。 【解決手段】 結晶性ポリマー成分に導電性粉末充填材
４５〜６０ｖｏｌ％を混練して組成物成形体を得る。こ
の際、導電性粉末充填材としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、
ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ及びＭｏ2 Ｃのうち少な
くとも一種を用いる。組成物成形体の表面に導電体をそ
の一部が組成物成形体の表面から露出するようにして圧
着して埋設する。そして、この組成物成形体の表面にメ
ッキ処理を施して電極を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の温度（以下
スイッチング温度という）領域に達した際、急激に抵抗
値が上昇する正温度特性、所謂ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ）特性を有するＰＴＣ素子に関し、特に、電極と成形
体との接触抵抗を低減して良好なオーミック接触が得ら
れるＰＴＣ素子及びその製造方法に関する。
スイッチング温度という）領域に達した際、急激に抵抗
値が上昇する正温度特性、所謂ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎ
ｔ）特性を有するＰＴＣ素子に関し、特に、電極と成形
体との接触抵抗を低減して良好なオーミック接触が得ら
れるＰＴＣ素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣ素子は、結晶性高分子に導電性粉
末を混練して得られるＰＴＣ組成物からなり、所定の温
度で急激な抵抗値上昇を示す。ＰＴＣ組成物は、材料固
有の抵抗値Ｒと素子に流された電流値Ｉとによって、所
謂ジュール熱加熱（Ｉ2 Ｒ熱）によって発熱する。この
ため、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れると発熱
が起こって、抵抗率が上昇する。
末を混練して得られるＰＴＣ組成物からなり、所定の温
度で急激な抵抗値上昇を示す。ＰＴＣ組成物は、材料固
有の抵抗値Ｒと素子に流された電流値Ｉとによって、所
謂ジュール熱加熱（Ｉ2 Ｒ熱）によって発熱する。この
ため、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れると発熱
が起こって、抵抗率が上昇する。
【０００３】一般に、ＰＴＣ組成物に電極を形成したＰ
ＴＣ素子は、前述のジュール熱加熱を利用した面状発熱
体及び抵抗率の上昇を利用した過電流保護素子等に用い
られている。
ＴＣ素子は、前述のジュール熱加熱を利用した面状発熱
体及び抵抗率の上昇を利用した過電流保護素子等に用い
られている。
【０００４】このようなＰＴＣ素子として、ステンレス
又はニッケル等の金属板表面をＰＴＣ組成物表面に接合
して、金属板を電極としたものが知られている。さら
に、ＰＴＣ組成物と電極との密着性を向上させるため、
ＰＴＣ組成物の表面に接する面を物理的又は化学的に粗
面化した金属板を接合しこれを電極としたものが知られ
ており、また、ＰＴＣ組成物に直接金属メッキを施し
て、これを電極としたものも知られている。
又はニッケル等の金属板表面をＰＴＣ組成物表面に接合
して、金属板を電極としたものが知られている。さら
に、ＰＴＣ組成物と電極との密着性を向上させるため、
ＰＴＣ組成物の表面に接する面を物理的又は化学的に粗
面化した金属板を接合しこれを電極としたものが知られ
ており、また、ＰＴＣ組成物に直接金属メッキを施し
て、これを電極としたものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、金属板表面
をＰＴＣ組成物表面に接合して電極とすると、ＰＴＣ組
成物と電極間の接触抵抗値が高くなり、良好なオーミッ
ク接触が得られず、この結果、ＰＴＣ素子の室温抵抗率
が高くなってしまう。加えて、ＰＴＣ組成物と電極間と
の密着性が悪いため、繰り返し動作により大幅な抵抗値
増加がある等、実用上種々問題点がある。
をＰＴＣ組成物表面に接合して電極とすると、ＰＴＣ組
成物と電極間の接触抵抗値が高くなり、良好なオーミッ
ク接触が得られず、この結果、ＰＴＣ素子の室温抵抗率
が高くなってしまう。加えて、ＰＴＣ組成物と電極間と
の密着性が悪いため、繰り返し動作により大幅な抵抗値
増加がある等、実用上種々問題点がある。
【０００６】また、ＰＴＣ組成物表面に接する面を物理
的又は化学的に粗面化した金属板を接合して電極とした
場合には、比較的接触抵抗値が低く、ＰＴＣ組成物と電
極との間の密着性も良好となるが、このＰＴＣ素子にお
いても、ＰＴＣ組成物と金属板との間に良好なオーミッ
ク接触が得られない。特に、ＰＴＣ素子の室温抵抗値を
低減させるとともに、繰り返し動作に対する安定性を向
上させるため、ＰＴＣ組成物に分散する導電性粉末量を
４５ｖｏｌ％程度以上に増加させると、室温抵抗率をあ
る一定値以下とすることが困難となるばかりでなく、繰
り返し動作毎の抵抗率上昇を完全には抑制できない。
的又は化学的に粗面化した金属板を接合して電極とした
場合には、比較的接触抵抗値が低く、ＰＴＣ組成物と電
極との間の密着性も良好となるが、このＰＴＣ素子にお
いても、ＰＴＣ組成物と金属板との間に良好なオーミッ
ク接触が得られない。特に、ＰＴＣ素子の室温抵抗値を
低減させるとともに、繰り返し動作に対する安定性を向
上させるため、ＰＴＣ組成物に分散する導電性粉末量を
４５ｖｏｌ％程度以上に増加させると、室温抵抗率をあ
る一定値以下とすることが困難となるばかりでなく、繰
り返し動作毎の抵抗率上昇を完全には抑制できない。
【０００７】さらに、ＰＴＣ組成物に直接金属メッキを
施して、これを電極とした場合には、ＰＴＣ組成物とメ
ッキ被膜との間の密着強度が十分ではなく、ＰＴＣ組成
物とメッキ被膜との間の接触抵抗値が高くなってしまう
ばかりでなく、繰り返し動作によって大幅に抵抗率が増
加してしまう。
施して、これを電極とした場合には、ＰＴＣ組成物とメ
ッキ被膜との間の密着強度が十分ではなく、ＰＴＣ組成
物とメッキ被膜との間の接触抵抗値が高くなってしまう
ばかりでなく、繰り返し動作によって大幅に抵抗率が増
加してしまう。
【０００８】加えて、ＰＴＣ素子を繰り返し動作（通
電）させた場合、ＰＴＣ組成物自体の劣化によっても、
室温抵抗率が増加する。なお、この原因としては、繰り
返し動作毎のヒートショックによって結晶性ポリマー成
分が劣化するためであると推定される。
電）させた場合、ＰＴＣ組成物自体の劣化によっても、
室温抵抗率が増加する。なお、この原因としては、繰り
返し動作毎のヒートショックによって結晶性ポリマー成
分が劣化するためであると推定される。
【０００９】本発明の目的は、繰り返し動作安定性に優
れ、かつＰＴＣ組成物との間の密着性が良好でＰＴＣ組
成物との接触抵抗値が低い電極を有するＰＴＣ素子を提
供することにある。
れ、かつＰＴＣ組成物との間の密着性が良好でＰＴＣ組
成物との接触抵抗値が低い電極を有するＰＴＣ素子を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、結晶性
ポリマー成分に導電性粉末充填材を４５〜６０ｖｏｌ％
混練した組成物成形体と、前記組成物成形体の表面から
その一部が露出するようにして圧着埋設された導電体
と、前記組成物成形体の表面にメッキ処理によって形成
された電極とを有し、前記導電性粉末充填材として、Ｔ
ｉＣ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、
及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を用いたことを特徴
とするＰＴＣ素子が得られる。
ポリマー成分に導電性粉末充填材を４５〜６０ｖｏｌ％
混練した組成物成形体と、前記組成物成形体の表面から
その一部が露出するようにして圧着埋設された導電体
と、前記組成物成形体の表面にメッキ処理によって形成
された電極とを有し、前記導電性粉末充填材として、Ｔ
ｉＣ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、
及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を用いたことを特徴
とするＰＴＣ素子が得られる。
【００１１】さらに、本発明によれば、結晶性ポリマー
成分にＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、
ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を導電性粉
末充填材として４５〜６０ｖｏｌ％混練して高分子成形
体を得る第１の工程と、該高分子成形体に導電体粉末を
含む導電体ペーストを塗布した後前記導電体粉末の圧着
処理を行って前記導電体粉末の一部を前記高分子成形体
の表面に露出させる第２の工程と、前記高分子成形体に
メッキ処理を行い電極を形成する第３の工程とを有する
ことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法が得られる。
成分にＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、
ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を導電性粉
末充填材として４５〜６０ｖｏｌ％混練して高分子成形
体を得る第１の工程と、該高分子成形体に導電体粉末を
含む導電体ペーストを塗布した後前記導電体粉末の圧着
処理を行って前記導電体粉末の一部を前記高分子成形体
の表面に露出させる第２の工程と、前記高分子成形体に
メッキ処理を行い電極を形成する第３の工程とを有する
ことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法が得られる。
【００１２】このように、結晶性ポリマー成分に導電性
粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練し、この際、導電
性粉末充填材としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうちの少なくとも
一種を用いることによって、実質的に結晶性ポリマー成
分量が低下し、繰り返し動作毎の結晶性ポリマー成分劣
化がＰＴＣ素子に与える影響が低減される。その結果、
繰り返し動作安定性が向上する。
粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練し、この際、導電
性粉末充填材としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうちの少なくとも
一種を用いることによって、実質的に結晶性ポリマー成
分量が低下し、繰り返し動作毎の結晶性ポリマー成分劣
化がＰＴＣ素子に与える影響が低減される。その結果、
繰り返し動作安定性が向上する。
【００１３】また、ＰＴＣ組成物成形体表面に導電体の
一部がＰＴＣ組成物成形体の表面から露出するように導
電体を圧着して埋設し、ＰＴＣ組成物成形体表面にメッ
キ処理を施して電極を形成すると、繰り返し動作安定性
に優れ、かつ、電極とＰＴＣ組成物との間の密着性が良
好となって、電極とＰＴＣ組成物との間の接触抵抗値を
低くすることができる。
一部がＰＴＣ組成物成形体の表面から露出するように導
電体を圧着して埋設し、ＰＴＣ組成物成形体表面にメッ
キ処理を施して電極を形成すると、繰り返し動作安定性
に優れ、かつ、電極とＰＴＣ組成物との間の密着性が良
好となって、電極とＰＴＣ組成物との間の接触抵抗値を
低くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１５】まず、ポリマー成分として軟化点１３０℃
程度の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍの導
電性粉末充填材を１４０〜２００℃程度の温度での加熱
ロール上で導電性粉末＝４５〜６０ｖｏｌ％となるよう
に混練して、高分子混練物を得た。この際、導電性粉末
として、例えば、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃを用いた。
程度の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍの導
電性粉末充填材を１４０〜２００℃程度の温度での加熱
ロール上で導電性粉末＝４５〜６０ｖｏｌ％となるよう
に混練して、高分子混練物を得た。この際、導電性粉末
として、例えば、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃを用いた。
【００１６】次に、上記の高分子混練物を粉末化した
後、１４０〜２００℃程度の温度でプレス成型しシート
化して混練物シートを得た。そして、この混練物シート
の両面上にＮｉ粉末とポリビニルブチラール及び溶剤か
らなる導電体ペーストを塗布し、室温で５時間以上の乾
燥処理を行い、乾燥処理済シートとした。この乾燥処理
済シートを１４０〜２００℃程度の温度で５〜１５分間
程度熱プレスして、Ｎｉ粉末の圧着処理を行った。その
結果、Ｎｉ粉末の大部分がシート中に埋設され、その一
部がシート表面に露出した状態でＰＴＣ組成物シートが
得られた。
後、１４０〜２００℃程度の温度でプレス成型しシート
化して混練物シートを得た。そして、この混練物シート
の両面上にＮｉ粉末とポリビニルブチラール及び溶剤か
らなる導電体ペーストを塗布し、室温で５時間以上の乾
燥処理を行い、乾燥処理済シートとした。この乾燥処理
済シートを１４０〜２００℃程度の温度で５〜１５分間
程度熱プレスして、Ｎｉ粉末の圧着処理を行った。その
結果、Ｎｉ粉末の大部分がシート中に埋設され、その一
部がシート表面に露出した状態でＰＴＣ組成物シートが
得られた。
【００１７】上述のようにして、圧着処理が施されたＰ
ＴＣ組成物シートを脱脂処理した後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ
電解メッキ処理を施して、電極を形成した。
ＴＣ組成物シートを脱脂処理した後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ
電解メッキ処理を施して、電極を形成した。
【００１８】以上のようにして得られたＮｉメッキシー
トから、面積１ｃｍ2 の試験片を打ち抜き、評価用試料
とした（以下この評価試料を実施例という）。なお、Ｐ
ＴＣ組成物に埋設する導電体粉末としてはＮｉ粉末の
他、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、黒鉛を用いてもよい。
トから、面積１ｃｍ2 の試験片を打ち抜き、評価用試料
とした（以下この評価試料を実施例という）。なお、Ｐ
ＴＣ組成物に埋設する導電体粉末としてはＮｉ粉末の
他、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｇ、黒鉛を用いてもよい。
【００１９】次に、比較のため、次のようにして比較試
料１（以下比較例１という）を作成した。
料１（以下比較例１という）を作成した。
【００２０】高分子混練物をシート化するまでは、上述
の実施例と同様な手法で処理を行った。その後、１４０
〜２００℃程度の温度において、混練物シートの両面に
熱プレスによって金属板を接合して電極を形成した。そ
して、このシートから面積１ｃｍ2 の試験片を打ち抜
き、ＰＴＣ素子を得た（比較例１）。
の実施例と同様な手法で処理を行った。その後、１４０
〜２００℃程度の温度において、混練物シートの両面に
熱プレスによって金属板を接合して電極を形成した。そ
して、このシートから面積１ｃｍ2 の試験片を打ち抜
き、ＰＴＣ素子を得た（比較例１）。
【００２１】さらに、比較のため、次のようにして比較
試料２（以下比較例２という）を作成した。高分子混練
物をシート化するまでは、上述の実施例と同様な手法で
処理を行った。その後、１４０〜２００℃程度の温度に
おいて、熱プレスによって混練物シートの両面に、混練
物シートに接する片面を電解質で粗面化した金属板を接
合して電極を形成した。そして、このシートから面積１
ｃｍ2 の試験片を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例
２）。
試料２（以下比較例２という）を作成した。高分子混練
物をシート化するまでは、上述の実施例と同様な手法で
処理を行った。その後、１４０〜２００℃程度の温度に
おいて、熱プレスによって混練物シートの両面に、混練
物シートに接する片面を電解質で粗面化した金属板を接
合して電極を形成した。そして、このシートから面積１
ｃｍ2 の試験片を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例
２）。
【００２２】さらに、比較のため、次のようにして比較
試料３（以下比較例３という）を作成した。高分子混練
物をシート化するまでは、上述の実施例と同様な手法で
処理を行った。その後、混練物シートを脱脂処理した
後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ電解メッキ処理を施して電極を形
成した。そして、このシートから面積１ｃｍ2 の試験片
を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例３）。
試料３（以下比較例３という）を作成した。高分子混練
物をシート化するまでは、上述の実施例と同様な手法で
処理を行った。その後、混練物シートを脱脂処理した
後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ電解メッキ処理を施して電極を形
成した。そして、このシートから面積１ｃｍ2 の試験片
を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例３）。
【００２３】さらに、比較のため、次のようにして比較
試料４（以下比較例４という）を作成した。ポリマー成
分として軟化点１３０℃程度の結晶性高密度ポリエチレ
ンと粒径１〜５μｍの導電性粉末とを１４０〜２００℃
程度の温度で加熱ロール上で導電性粉末＝４４ｖｏｌ％
となるように混練して高分子混練物を得た。なお、導電
性粉末としてはＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、
ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃを用いた。その後、実施例と
同様の手法で処理を行って、処理済シートから面積１ｃ
ｍ2 の試験片を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例
４）。
試料４（以下比較例４という）を作成した。ポリマー成
分として軟化点１３０℃程度の結晶性高密度ポリエチレ
ンと粒径１〜５μｍの導電性粉末とを１４０〜２００℃
程度の温度で加熱ロール上で導電性粉末＝４４ｖｏｌ％
となるように混練して高分子混練物を得た。なお、導電
性粉末としてはＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、
ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃを用いた。その後、実施例と
同様の手法で処理を行って、処理済シートから面積１ｃ
ｍ2 の試験片を打ち抜き、ＰＴＣ素子を得た（比較例
４）。
【００２４】上述のようにして、得られた実施例及び比
較例１乃至３について特性試験を行った。なお、ＰＴＣ
素子の目標特性として、電極接合強度が電極として十分
信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ2 以上、室温抵抗が２
Ω・ｃｍ以下、温度に対して抵抗率が急激に上昇した後
（スイッチング後）の抵抗率と室温での抵抗率の比（ス
イッチング後Ｒ／室温Ｒ）が過電流保護素子として十分
動作しかつ面状発熱体として十分使用可能である１０4
以上であることとした。さらに、高分子ＰＴＣ素子を繰
り返しスイッチングさせた際の室温抵抗率目標値とし
て、５００回スイッチング後にも２Ω・ｃｍを上回らな
いこととした。
較例１乃至３について特性試験を行った。なお、ＰＴＣ
素子の目標特性として、電極接合強度が電極として十分
信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ2 以上、室温抵抗が２
Ω・ｃｍ以下、温度に対して抵抗率が急激に上昇した後
（スイッチング後）の抵抗率と室温での抵抗率の比（ス
イッチング後Ｒ／室温Ｒ）が過電流保護素子として十分
動作しかつ面状発熱体として十分使用可能である１０4
以上であることとした。さらに、高分子ＰＴＣ素子を繰
り返しスイッチングさせた際の室温抵抗率目標値とし
て、５００回スイッチング後にも２Ω・ｃｍを上回らな
いこととした。
【００２５】まず、上述のようにして得られたＰＴＣ素
子（実施例及び比較例１乃至３）の電極表面にリード線
を半田付けにより接続し、さらに、周囲をエポキシ樹脂
で被覆して電極接合強度測定用試料を作製した。そし
て、各電極接合強度測定用試料のリード線を引っ張っ
て、電極の接合強度を測定した。その測定結果を図１に
示す。
子（実施例及び比較例１乃至３）の電極表面にリード線
を半田付けにより接続し、さらに、周囲をエポキシ樹脂
で被覆して電極接合強度測定用試料を作製した。そし
て、各電極接合強度測定用試料のリード線を引っ張っ
て、電極の接合強度を測定した。その測定結果を図１に
示す。
【００２６】図１から明らかなように、実施例のＰＴＣ
素子電極の接合強度は、金属板を粗面化していない比較
例１、メッキ処理のみを行った比較例３と比較して大き
く、金属板を粗面化した比較例２と同等であることがわ
かる。つまり、実施例においては、電極として十分信頼
性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ2 以上であることが確認さ
れた。
素子電極の接合強度は、金属板を粗面化していない比較
例１、メッキ処理のみを行った比較例３と比較して大き
く、金属板を粗面化した比較例２と同等であることがわ
かる。つまり、実施例においては、電極として十分信頼
性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ2 以上であることが確認さ
れた。
【００２７】次に、実施例及び比較例１乃至３について
室温抵抗率を測定した。その測定結果を図２に示す。な
お、室温抵抗率の測定に当たっては、直流４短針ディジ
タルマルチメータを用いた。
室温抵抗率を測定した。その測定結果を図２に示す。な
お、室温抵抗率の測定に当たっては、直流４短針ディジ
タルマルチメータを用いた。
【００２８】図２から明らかなように、実施例のＰＴＣ
素子では、導電性粉末としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、Ｚ
ｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃのいずれを用い
た場合でも、室温抵抗率が目標値である２Ω・ｃｍを十
分下回っていることがわかる。
素子では、導電性粉末としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、Ｚ
ｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ2 Ｃのいずれを用い
た場合でも、室温抵抗率が目標値である２Ω・ｃｍを十
分下回っていることがわかる。
【００２９】これに対して、金属板を粗面化していない
比較例１、メッキ処理のみを行った比較例３では、電極
−混練物シート間の接触抵抗が高いため、室温抵抗率が
高いことがわかる。また、金属板を粗面化した比較例２
では、実施例と比較して電極−混練物間に良好なオーミ
ック接触がとれていないため、室温抵抗率が高くなるこ
とがわかる。
比較例１、メッキ処理のみを行った比較例３では、電極
−混練物シート間の接触抵抗が高いため、室温抵抗率が
高いことがわかる。また、金属板を粗面化した比較例２
では、実施例と比較して電極−混練物間に良好なオーミ
ック接触がとれていないため、室温抵抗率が高くなるこ
とがわかる。
【００３０】次に、実施例について、温度と抵抗率との
関係を測定した。その測定結果を図３に示す。なお、測
定に当たっては、オイルバス中において４短針法を用い
て行い、抵抗率測定にはディジタルマルチメータを用い
た。
関係を測定した。その測定結果を図３に示す。なお、測
定に当たっては、オイルバス中において４短針法を用い
て行い、抵抗率測定にはディジタルマルチメータを用い
た。
【００３１】図３から明らかなように、実施例のＰＴＣ
素子では、室温での抵抗率が抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標
を下回り、かつ、温度・抵抗率曲線はそれぞれの樹脂の
軟化点に対応した温度で抵抗率が立ち上がっている。ま
た、抵抗率の比は（スイッチング後Ｒ／室温Ｒ）＞１０
8 と目標を大きく上回っている。
素子では、室温での抵抗率が抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標
を下回り、かつ、温度・抵抗率曲線はそれぞれの樹脂の
軟化点に対応した温度で抵抗率が立ち上がっている。ま
た、抵抗率の比は（スイッチング後Ｒ／室温Ｒ）＞１０
8 と目標を大きく上回っている。
【００３２】さらに、前述のようにして得られたＰＴＣ
素子（実施例と比較例１乃至４）に、１０Ａ（５０Ｖ）
の電流を繰り返し通電して、素子動作後の抵抗率の変化
を測定した。その測定結果を図４に示す。
素子（実施例と比較例１乃至４）に、１０Ａ（５０Ｖ）
の電流を繰り返し通電して、素子動作後の抵抗率の変化
を測定した。その測定結果を図４に示す。
【００３３】図４から明らかなように、実施例における
ＰＴＣ素子は、初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標値を
下回り、かつ、繰り返し通電後も、室温抵抗率＜２Ω・
ｃｍと室温抵抗率目標値内を維持した。また、数回繰り
返し通電後には室温抵抗率の増加はほぼ飽和しているこ
とがわかる。
ＰＴＣ素子は、初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標値を
下回り、かつ、繰り返し通電後も、室温抵抗率＜２Ω・
ｃｍと室温抵抗率目標値内を維持した。また、数回繰り
返し通電後には室温抵抗率の増加はほぼ飽和しているこ
とがわかる。
【００３４】これに対して、金属板を粗面化していない
比較例１、メッキ処理のみを行った比較例３では、初期
室温抵抗率が目標値を大きく上回り、さらに、繰り返し
通電によって室温抵抗率が急激に上昇することがわか
る。
比較例１、メッキ処理のみを行った比較例３では、初期
室温抵抗率が目標値を大きく上回り、さらに、繰り返し
通電によって室温抵抗率が急激に上昇することがわか
る。
【００３５】一方、金属板を粗面化した比較例２では、
初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍであるが、繰り返し通電に
より室温抵抗率が２Ω・ｃｍを上回り、室温抵抗率の増
加に飽和が観られないことがわかる。
初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍであるが、繰り返し通電に
より室温抵抗率が２Ω・ｃｍを上回り、室温抵抗率の増
加に飽和が観られないことがわかる。
【００３６】また、ＴｉＣ＝４４ｖｏｌ％以下とした比
較例４では、初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍであるが、繰
り返し通電によって、室温抵抗率が２Ω・ｃｍを上回
り、安定した繰り返し動作性が得られないことがわか
る。
較例４では、初期室温抵抗率＜２Ω・ｃｍであるが、繰
り返し通電によって、室温抵抗率が２Ω・ｃｍを上回
り、安定した繰り返し動作性が得られないことがわか
る。
【００３７】ところで、導電性粉末を金属粉末とした場
合には、粉末自体の凝集が生じて、部分的な導電経路が
形成され、これによって、耐電圧特性が低下してしま
う。また、導電性粉末をカーボンブラック、黒鉛等のカ
ーボン系粉末とした場合、粉末自体の導電率が金属炭化
物粉末より高く、室温抵抗率＞２Ω・ｃｍと目標値を上
回ってしまう。
合には、粉末自体の凝集が生じて、部分的な導電経路が
形成され、これによって、耐電圧特性が低下してしま
う。また、導電性粉末をカーボンブラック、黒鉛等のカ
ーボン系粉末とした場合、粉末自体の導電率が金属炭化
物粉末より高く、室温抵抗率＞２Ω・ｃｍと目標値を上
回ってしまう。
【００３８】さらに、導電性粉末充填量が４５ｖｏｌ％
を下回った場合、前述のように繰り返し動作時の安定性
が低下し、動作回数に応じて室温抵抗率＞２Ω・ｃｍと
目標値を上回ってしまう。また、導電性粉末充填量が６
０ｖｏｌ％を上回った場合には、作業性が低下し、実質
的に素子作製が困難となってしまう。
を下回った場合、前述のように繰り返し動作時の安定性
が低下し、動作回数に応じて室温抵抗率＞２Ω・ｃｍと
目標値を上回ってしまう。また、導電性粉末充填量が６
０ｖｏｌ％を上回った場合には、作業性が低下し、実質
的に素子作製が困難となってしまう。
【００３９】加えて、電極が導電性埋込＋メッキ以外で
あった場合には、前述のように繰り返し動作時の安定性
が低下して、動作回数に応じて室温抵抗率＞２Ω・ｃｍ
と目標値を上回ってしまう。
あった場合には、前述のように繰り返し動作時の安定性
が低下して、動作回数に応じて室温抵抗率＞２Ω・ｃｍ
と目標値を上回ってしまう。
【００４０】なお、導電粉末充填量を５０ｖｏｌ％以上
とすると、繰り返し動作安定性がさらに増すことがわか
った。
とすると、繰り返し動作安定性がさらに増すことがわか
った。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、結晶
性ポリマー成分に導電性粉末充填材を４５〜６０ｖｏｌ
％混練した組成物成形体表面に、導電体の一部が成形体
の表面から露出するように導電体を圧着して埋め込み、
導電体の一部が露出した成形体表面にメッキ処理を施す
るようにするとともに、ＰＴＣ素子に分散する導電性粉
末としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を用い
るようにしたから、繰り返し動作安定性に優れ、かつＰ
ＴＣ組成物との間の密着性が良好となって、電極とＰＴ
Ｃ組成物との間の接触抵抗値を低くすることができると
いう効果がある。
性ポリマー成分に導電性粉末充填材を４５〜６０ｖｏｌ
％混練した組成物成形体表面に、導電体の一部が成形体
の表面から露出するように導電体を圧着して埋め込み、
導電体の一部が露出した成形体表面にメッキ処理を施す
るようにするとともに、ＰＴＣ素子に分散する導電性粉
末としてＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎｂ
Ｃ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一種を用い
るようにしたから、繰り返し動作安定性に優れ、かつＰ
ＴＣ組成物との間の密着性が良好となって、電極とＰＴ
Ｃ組成物との間の接触抵抗値を低くすることができると
いう効果がある。
【図１】電極と素子との接合強度を示す図である。
【図２】素子の室温抵抗率測定結果を示す図である。
【図３】本発明によるＰＴＣ素子の一例における温度−
抵抗率特性を示す図である。
抵抗率特性を示す図である。
【図４】本発明によるＰＴＣ素子の一例及び比較例にお
いて電流１０Ａ（５０Ｖ）を繰り返し印加後における抵
抗率特性を示す図である。
いて電流１０Ａ（５０Ｖ）を繰り返し印加後における抵
抗率特性を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 結晶性ポリマー成分に導電性粉末充填材
を４５〜６０ｖｏｌ％混練した組成物成形体と、前記組
成物成形体の表面からその一部が露出するようにして圧
着埋設された導電体と、前記組成物成形体の表面にメッ
キ処理によって形成された電極とを有し、前記導電性粉
末充填材として、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ2Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃのうち少なくとも一
種を用いたことを特徴とするＰＴＣ素子。 - 【請求項２】 請求項１に記載されたＰＴＣ素子におい
て、前記導電体にはＮｉ粉末、Ａｌ粉末、Ｃｕ粉末、Ｆ
ｅ粉末、Ａｇ粉末、又は黒鉛粉末が含まれていることを
特徴とするＰＴＣ素子。 - 【請求項３】 結晶性ポリマー成分にＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ
2 Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、及びＭｏ2 Ｃの
うち少なくとも一種を導電性粉末充填材として４５〜６
０ｖｏｌ％混練して高分子成形体を得る第１の工程と、
該高分子成形体に導電体粉末を含む導電体ペーストを塗
布した後前記導電体粉末の圧着処理を行って前記導電体
粉末の一部を前記高分子成形体の表面に露出させる第２
の工程と、前記高分子成形体にメッキ処理を行い電極を
形成する第３の工程とを有することを特徴とするＰＴＣ
素子の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載されたＰＴＣ素子の製造
方法において、前記導電体粉末としてＮｉ粉末、Ａｌ粉
末、Ｃｕ粉末、Ｆｅ粉末、Ａｇ粉末、又は黒鉛粉末を用
いるようにしたことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方
法。
Priority Applications (8)
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|---|---|---|---|
| JP11202617A JP2001035640A (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
| PCT/JP2000/004777 WO2001006521A1 (fr) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Dispositif a coefficient de temperature positif et son procede de fabrication |
| CN00801438A CN1318201A (zh) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Ptc元件及其制造方法 |
| KR1020017003431A KR20010079845A (ko) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | 정온도 계수 소자 및 그 제조 방법 |
| EP00946362A EP1126478A4 (en) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| CA002344532A CA2344532A1 (en) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Ptc element and method of manufacturing the same |
| TW089114201A TW472499B (en) | 1999-07-16 | 2000-07-15 | PTC device and method for producing the same |
| NO20011325A NO20011325L (no) | 1999-07-16 | 2001-03-15 | PTC-element og fremgangsmåte ved dets fremstilling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11202617A JP2001035640A (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=16460357
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP2001035640A (ja) |
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| CN (1) | CN1318201A (ja) |
| CA (1) | CA2344532A1 (ja) |
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| KR100420470B1 (ko) * | 2001-10-31 | 2004-03-02 | 엘지전선 주식회사 | 정온도 특성 소자 제조를 위한 솔더링 공법 |
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|---|---|---|---|---|
| CN100407468C (zh) * | 2003-09-25 | 2008-07-30 | 松下电器产业株式会社 | 压电元件及备有该压电元件的喷墨头以及它们的制造方法 |
| US20160322641A1 (en) * | 2012-11-19 | 2016-11-03 | Uacj Corporation | Current collector, electrode structure, electrical storage device, and composition for current collectors |
| DE102017121038A1 (de) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Webasto SE | Luftheizgerät |
| CN112153765B (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 广东康烯科技有限公司 | 多孔碳化钼MXene/还原氧化石墨烯基发热膜 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH06318504A (ja) * | 1993-05-10 | 1994-11-15 | Daito Tsushinki Kk | Ｐｔｃ素子 |
| JP2810351B2 (ja) * | 1995-09-27 | 1998-10-15 | ティーディーケイ株式会社 | 有機質正特性サーミスタ |
| JPH0969409A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Mitsubishi Electric Corp | Ｐｔｃ素子 |
| JPH10125504A (ja) * | 1996-10-17 | 1998-05-15 | Tdk Corp | 有機質正特性サーミスタとその製造方法 |
| JPH10140004A (ja) * | 1996-11-05 | 1998-05-26 | Daicel Huels Ltd | 高分子感温体用樹脂組成物および高分子感温体 |
| JP3214546B2 (ja) * | 1996-11-08 | 2001-10-02 | ティーディーケイ株式会社 | 有機質正特性サーミスタの製造方法および有機質正特性サーミスタ |
| JPH10208902A (ja) * | 1997-01-21 | 1998-08-07 | Tdk Corp | 有機ｐｔｃサーミスタの製造方法 |
| JPH10241907A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 回路保護装置 |
| JPH1116707A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-22 | Tdk Corp | 有機質正特性サーミスタ |
| JPH1187106A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-30 | Unitika Ltd | Ｐｔｃ素子の製造方法 |
| JPH11144906A (ja) * | 1997-11-13 | 1999-05-28 | Tokin Corp | Ｐｔｃ組成物 |
-
1999
- 1999-07-16 JP JP11202617A patent/JP2001035640A/ja not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-07-14 KR KR1020017003431A patent/KR20010079845A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-07-14 EP EP00946362A patent/EP1126478A4/en not_active Withdrawn
- 2000-07-14 WO PCT/JP2000/004777 patent/WO2001006521A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2000-07-14 CA CA002344532A patent/CA2344532A1/en not_active Abandoned
- 2000-07-14 CN CN00801438A patent/CN1318201A/zh active Pending
- 2000-07-15 TW TW089114201A patent/TW472499B/zh not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-03-15 NO NO20011325A patent/NO20011325L/no unknown
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20061003 |