JP2001110603A - 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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- JP2001110603A JP2001110603A JP28361899A JP28361899A JP2001110603A JP 2001110603 A JP2001110603 A JP 2001110603A JP 28361899 A JP28361899 A JP 28361899A JP 28361899 A JP28361899 A JP 28361899A JP 2001110603 A JP2001110603 A JP 2001110603A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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あり、ＰＴＣ組成物との接触
抵抗が低い電極を有するＰＴＣ素子及びその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 結晶性ポリマー成分に金属炭化物の導電
性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練した組成物シー
トと、結晶性ポリマー成分に金属の導電性粉末充填材を
混練し、片面にめっき処理を施した混合物シートとから
なるＰＴＣ素子。
物との間の密着性が良好であり、ＰＴＣ組成物との接触
抵抗が低い電極を有するＰＴＣ素子及びその製造方法を
提供すること。 【解決手段】 結晶性ポリマー成分に金属炭化物の導電
性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練した組成物シー
トと、結晶性ポリマー成分に金属の導電性粉末充填材を
混練し、片面にめっき処理を施した混合物シートとから
なるＰＴＣ素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ある特定の温度
（スイッチング温度とする）領域に達したときに急激に
抵抗が上昇する正温度特性いわゆるＰＴＣ（Positive
Temperature Coefficient）特性を有するＰＴＣ素子及
びその製造方法に関し、特に電極と成形体との接触抵抗
を低減し、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する）領域に達したときに急激に
抵抗が上昇する正温度特性いわゆるＰＴＣ（Positive
Temperature Coefficient）特性を有するＰＴＣ素子及
びその製造方法に関し、特に電極と成形体との接触抵抗
を低減し、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、結晶性ポリマーに導電性
粉末を混練して得られるＰＴＣ組成物からなり、ある特
定の温度で急激な抵抗上昇を示す。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とで、いわ
ゆるジュール熱加熱（Ｉ２Ｒ加熱）により発熱する。そ
のため、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れると、
発熱が起こり、抵抗率が上昇する。このＰＴＣ組成物に
電極を形成したＰＴＣ素子は、前述のジュール熱加熱を
利用した面状発熱体や、抵抗率の上昇を利用した過電流
保護素子等に用いられる。
粉末を混練して得られるＰＴＣ組成物からなり、ある特
定の温度で急激な抵抗上昇を示す。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とで、いわ
ゆるジュール熱加熱（Ｉ２Ｒ加熱）により発熱する。そ
のため、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れると、
発熱が起こり、抵抗率が上昇する。このＰＴＣ組成物に
電極を形成したＰＴＣ素子は、前述のジュール熱加熱を
利用した面状発熱体や、抵抗率の上昇を利用した過電流
保護素子等に用いられる。
【０００３】このようなＰＴＣ素子には、ステンレス、
ニッケル等の金属板表面をＰＴＣ組成物の表面に接合
し、これを電極としたものがある。
ニッケル等の金属板表面をＰＴＣ組成物の表面に接合
し、これを電極としたものがある。
【０００４】また、ＰＴＣ組成物と電極との密着性向上
を目的とし、ＰＴＣ組成物の表面に接する面を物理的、
化学的に粗面化した金属板を接合し、これを電極とした
ものがある。
を目的とし、ＰＴＣ組成物の表面に接する面を物理的、
化学的に粗面化した金属板を接合し、これを電極とした
ものがある。
【０００５】更に、ＰＴＣ組成物へ直接金属めっきを施
し、これを電極としたものがある。
し、これを電極としたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属板
表面をＰＴＣ組成物の表面に接合して電極とした場合、
ＰＴＣ組成物と電極間の接触抵抗が高く、良好なオーミ
ック接触が得られず、ＰＴＣ素子の室温抵抗率が高い、
また、ＰＴＣ組成物と電極間の密着性が悪いため、繰り
返し動作（通電）により大幅な抵抗の増加がある等、実
用上の問題があった。
表面をＰＴＣ組成物の表面に接合して電極とした場合、
ＰＴＣ組成物と電極間の接触抵抗が高く、良好なオーミ
ック接触が得られず、ＰＴＣ素子の室温抵抗率が高い、
また、ＰＴＣ組成物と電極間の密着性が悪いため、繰り
返し動作（通電）により大幅な抵抗の増加がある等、実
用上の問題があった。
【０００７】また、ＰＴＣ組成物の表面に接する面を物
理的、化学的に粗面化した金属板を接合して電極とした
場合、比較的接触抵抗が低く、ＰＴＣ組成物と電極間の
密着性も良好であるが、ＰＴＣ組成物と金属板との間の
良好なオーミック接触が得られない問題があった。特
に、ＰＣＴ素子の室温抵抗の低減、及び繰り返し動作に
対する安定性向上を目的として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た場
合、室温抵抗率をある一定値以下とすることが困難なこ
と、繰り返し動作ごとの抵抗率の上昇を完全には抑制で
きないことの問題があった。
理的、化学的に粗面化した金属板を接合して電極とした
場合、比較的接触抵抗が低く、ＰＴＣ組成物と電極間の
密着性も良好であるが、ＰＴＣ組成物と金属板との間の
良好なオーミック接触が得られない問題があった。特
に、ＰＣＴ素子の室温抵抗の低減、及び繰り返し動作に
対する安定性向上を目的として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た場
合、室温抵抗率をある一定値以下とすることが困難なこ
と、繰り返し動作ごとの抵抗率の上昇を完全には抑制で
きないことの問題があった。
【０００８】また、ＰＴＣ組成物へ直接金属めっきを施
し、これを電極とした場合、ＰＴＣ組成物とめっき皮膜
との間の密着強度が十分ではなく、ＰＴＣ組成物とめっ
き皮膜との間の接触抵抗が高く、また繰り返し動作によ
り、大幅な抵抗率の増加が生じる問題があった。
し、これを電極とした場合、ＰＴＣ組成物とめっき皮膜
との間の密着強度が十分ではなく、ＰＴＣ組成物とめっ
き皮膜との間の接触抵抗が高く、また繰り返し動作によ
り、大幅な抵抗率の増加が生じる問題があった。
【０００９】また、ＰＴＣ素子を繰り返し動作した場
合、ＰＴＣ組成物自体の劣化によっても室温抵抗率が増
加する問題がある。この原因としては、繰り返し動作ご
とのヒートショックにより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。
合、ＰＴＣ組成物自体の劣化によっても室温抵抗率が増
加する問題がある。この原因としては、繰り返し動作ご
とのヒートショックにより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。
【００１０】そこで、本発明の技術的課題は、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
が良好であり、ＰＴＣ組成物との接触抵抗が低い電極を
有するＰＴＣ素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
動作安定性に優れ、かつ、ＰＴＣ組成物との間の密着性
が良好であり、ＰＴＣ組成物との接触抵抗が低い電極を
有するＰＴＣ素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するた
め、本発明者は、種々の検討を行った結果、結晶性ポリ
マー成分に導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％とを混
練し、導電性粉末をＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択され
た少なくとも一種とし、実質的に結晶性ポリマー成分量
を低下させることで、繰り返し動作ごとの結晶性ポリマ
ー成分劣化が、ＰＴＣ素子に与える影響を低減し、繰り
返し動作安定性が向上することを見い出した。
め、本発明者は、種々の検討を行った結果、結晶性ポリ
マー成分に導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％とを混
練し、導電性粉末をＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、Ｖ
Ｃ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択され
た少なくとも一種とし、実質的に結晶性ポリマー成分量
を低下させることで、繰り返し動作ごとの結晶性ポリマ
ー成分劣化が、ＰＴＣ素子に与える影響を低減し、繰り
返し動作安定性が向上することを見い出した。
【００１２】また、ＰＴＣ組成物成形体の表面に、結晶
性ポリマー成分と導電体との混合物シートの片面にめっ
き処理を施した片面めっき処理混合物シートを熱融着し
これを電極とすることで、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あり、ＰＴ
Ｃ組成物との間の接触抵抗が低い電極を有するＰＴＣ素
子が得られることがわかった。
性ポリマー成分と導電体との混合物シートの片面にめっ
き処理を施した片面めっき処理混合物シートを熱融着し
これを電極とすることで、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あり、ＰＴ
Ｃ組成物との間の接触抵抗が低い電極を有するＰＴＣ素
子が得られることがわかった。
【００１３】即ち、本発明は、 結晶性ポリマー成分に
金属炭化物の導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混
練した組成物シートと、結晶性ポリマー成分に金属の導
電性粉末充填材を混練し、片面にめっき処理を施した混
合物シートとからなるＰＴＣ素子である。
金属炭化物の導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混
練した組成物シートと、結晶性ポリマー成分に金属の導
電性粉末充填材を混練し、片面にめっき処理を施した混
合物シートとからなるＰＴＣ素子である。
【００１４】また、本発明は、前記金属炭化物の導電性
粉末充填材がＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎ
ｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少な
くとも一種である上記のＰＴＣ素子である。
粉末充填材がＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎ
ｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少な
くとも一種である上記のＰＴＣ素子である。
【００１５】また、本発明は、結晶性ポリマー成分に金
属炭化物の導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練
し、組成物シートを得、該シートの表面に、結晶性ポリ
マー成分に金属の導電性粉末充填材を混練し、片面にめ
っき処理を施した混合物シートを熱圧着したＰＴＣ素子
の製造方法である。
属炭化物の導電性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練
し、組成物シートを得、該シートの表面に、結晶性ポリ
マー成分に金属の導電性粉末充填材を混練し、片面にめ
っき処理を施した混合物シートを熱圧着したＰＴＣ素子
の製造方法である。
【００１６】また、本発明は、前記金属炭化物の導電性
粉末充填材がＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎ
ｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少な
くとも一種である上記のＰＴＣ素子の製造方法である。
粉末充填材がＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、Ｎ
ｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少な
くとも一種である上記のＰＴＣ素子の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１８】まず、ポリマー成分として、軟化点が約１
３０℃の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍの
導電性粉末を１４０〜２００℃の温度での加熱ロール上
で、導電性粉末が４５〜６０ｖｏｌ％となるように混練
し、高分子混練物を得た。導電性粉末としては、Ｔｉ
Ｃ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍ
ｏ２Ｃとした。
３０℃の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍの
導電性粉末を１４０〜２００℃の温度での加熱ロール上
で、導電性粉末が４５〜６０ｖｏｌ％となるように混練
し、高分子混練物を得た。導電性粉末としては、Ｔｉ
Ｃ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍ
ｏ２Ｃとした。
【００１９】高分子混練物を粉末化した後、１４０〜２
００℃の温度でプレス成形し、ＰＴＣ組成物シートを得
た。
００℃の温度でプレス成形し、ＰＴＣ組成物シートを得
た。
【００２０】また、Ｎｉ粉末と結晶性高密度ポリエチレ
ンを１４０〜２００℃の温度での加熱ロール上で導電性
粉末が６０〜８０ｖｏｌ％となるように混練した後、１
４０〜２００℃の温度でプレス成形し、シート化した。
その後、Ｎｉ粉末混合シートの片面をマスキングし、脱
脂処理した後、一方の面にＮｉ無電解＋Ｎｉ電解めっき
処理を施した。
ンを１４０〜２００℃の温度での加熱ロール上で導電性
粉末が６０〜８０ｖｏｌ％となるように混練した後、１
４０〜２００℃の温度でプレス成形し、シート化した。
その後、Ｎｉ粉末混合シートの片面をマスキングし、脱
脂処理した後、一方の面にＮｉ無電解＋Ｎｉ電解めっき
処理を施した。
【００２１】得られたＰＴＣ組成物シートの両面上に、
片面めっき処理混合シートのめっき処理を施していない
面を、１４０〜２００℃の温度で５〜１５分間、熱プレ
スを行い、圧着した。
片面めっき処理混合シートのめっき処理を施していない
面を、１４０〜２００℃の温度で５〜１５分間、熱プレ
スを行い、圧着した。
【００２２】以上のようにして得られたＮｉめっきシー
トより、面積１ｃｍ２の試験片を打ち抜き、評価用試料
とした。なお、片面めっき処理混合物シートに使用する
導電性粉末としては、Ｎｉ粉末のほか、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ａｇ、黒鉛を用いても同様の効果が得られる。ま
た、導電性粉末以外のファイバー、ワイヤー、メッシュ
等の導電性材料を用いても同様の効果が得られる。
トより、面積１ｃｍ２の試験片を打ち抜き、評価用試料
とした。なお、片面めっき処理混合物シートに使用する
導電性粉末としては、Ｎｉ粉末のほか、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ａｇ、黒鉛を用いても同様の効果が得られる。ま
た、導電性粉末以外のファイバー、ワイヤー、メッシュ
等の導電性材料を用いても同様の効果が得られる。
【００２３】（比較例１）ＰＴＣ組成物のシート化まで
は上記と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物シート両
面に、金属板を１４０〜２００℃の温度の熱プレスによ
り接合し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２の大きさ
に打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
は上記と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物シート両
面に、金属板を１４０〜２００℃の温度の熱プレスによ
り接合し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２の大きさ
に打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
【００２４】（比較例２）ＰＴＣ組成物のシート化まで
は上記の本発明と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物
シート両面に、ＰＴＣ組成物シートに接する片面を電解
質で粗面化した金属板を１４０〜２００℃の温度の熱プ
レスにより接合し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２
の大きさに打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
は上記の本発明と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物
シート両面に、ＰＴＣ組成物シートに接する片面を電解
質で粗面化した金属板を１４０〜２００℃の温度の熱プ
レスにより接合し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２
の大きさに打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
【００２５】（比較例３）ＰＴＣ組成物のシート化まで
は上記の本発明と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物
シートを脱脂処理した後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ電解めっき
処理を施し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２の大き
さに打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
は上記の本発明と同様に行った。その後、ＰＴＣ組成物
シートを脱脂処理した後、Ｎｉ無電解＋Ｎｉ電解めっき
処理を施し、電極を形成した。その後、１ｃｍ２の大き
さに打ち抜き加工し、ＰＴＣ素子を得た。
【００２６】（比較例４）ポリマー成分として、軟化点
が約１３０℃の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５
μｍの導電性粉末を１４０〜２００℃の温度での加熱ロ
ール上で導電性粉末が４４ｖｏｌ％となるように混練
し、高分子混練物を得た。導電性粉末としては、ＴｉＣ
とした。その後、上記の本発明と同様にしてＰＴＣ素子
を得た。
が約１３０℃の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５
μｍの導電性粉末を１４０〜２００℃の温度での加熱ロ
ール上で導電性粉末が４４ｖｏｌ％となるように混練
し、高分子混練物を得た。導電性粉末としては、ＴｉＣ
とした。その後、上記の本発明と同様にしてＰＴＣ素子
を得た。
【００２７】ここで、ＰＴＣ素子の目標特性は、電極接
合強度が電極として十分信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃ
ｍ２以上、室温抵抗が２Ω・ｃｍ以下、抵抗率が温度に
対して急激に上昇した後（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以上とした。
合強度が電極として十分信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃ
ｍ２以上、室温抵抗が２Ω・ｃｍ以下、抵抗率が温度に
対して急激に上昇した後（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以上とした。
【００２８】また、ＰＴＣ素子を繰り返しスイッチング
させた際の室温抵抗率の目標値は、５００回スイッチン
グ後にも２Ω・ｃｍを上回らないこととした。
させた際の室温抵抗率の目標値は、５００回スイッチン
グ後にも２Ω・ｃｍを上回らないこととした。
【００２９】前述のようにして得られたＰＴＣ素子の電
極の表面に、リード線を半田付けにより接続した。更
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。
極の表面に、リード線を半田付けにより接続した。更
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。
【００３０】得られた電極接合強度測定用試料のリード
線を引っ張り、電極と組成物との接合強度を測定した結
果を表１に示した。
線を引っ張り、電極と組成物との接合強度を測定した結
果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、本発明によるＰ
ＴＣ素子の電極の接合強度は、金属板を粗面化していな
い比較例１、めっき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と同等であり、
電極として十分信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ２以上
である。
ＴＣ素子の電極の接合強度は、金属板を粗面化していな
い比較例１、めっき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と同等であり、
電極として十分信頼性を保てる５００ｇｆ／ｃｍ２以上
である。
【００３３】また、得られた素子の室温抵抗率測定結果
を表２に示した。測定は、直流４探針でディジタルマル
チメータを用いて行なった。
を表２に示した。測定は、直流４探針でディジタルマル
チメータを用いて行なった。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２から明らかなように、本発明によるＰ
ＴＣ素子の室温抵抗率は、導電性粉末がＴｉＣ、ＷＣ、
Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃいず
れの場合も目標値である２Ω・ｃｍを十分、下回ってい
る。
ＴＣ素子の室温抵抗率は、導電性粉末がＴｉＣ、ＷＣ、
Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｍｏ２Ｃいず
れの場合も目標値である２Ω・ｃｍを十分、下回ってい
る。
【００３６】これに対して、金属板を粗面化していない
比較例１、めっき処理のみを行った比較例３は、電極−
組成物シート間の接触抵抗が高いため、室温抵抗率が高
い。金属板を粗面化した比較例２は、本発明と比較し
て、電極−組成物間に良好なオーミック接触がとれてい
ないため、室温抵抗率が高い。
比較例１、めっき処理のみを行った比較例３は、電極−
組成物シート間の接触抵抗が高いため、室温抵抗率が高
い。金属板を粗面化した比較例２は、本発明と比較し
て、電極−組成物間に良好なオーミック接触がとれてい
ないため、室温抵抗率が高い。
【００３７】また、得られた素子の温度と抵抗率の測定
結果を図１に示した。測定は、オイルバス中４探針法で
行い、ディジタルマルチメータを用いた。
結果を図１に示した。測定は、オイルバス中４探針法で
行い、ディジタルマルチメータを用いた。
【００３８】図１から明らかなように、本発明のＰＴＣ
素子は、室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標を下回り、か
つ、温度−抵抗率曲線は、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（スイ
ッチング後Ｒ／室温Ｒ）は、１０８未満と、目標を大き
く上回っている。
素子は、室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標を下回り、か
つ、温度−抵抗率曲線は、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（スイ
ッチング後Ｒ／室温Ｒ）は、１０８未満と、目標を大き
く上回っている。
【００３９】また、前述のようにして得られたＰＴＣ素
子に、１０Ａ（５０Ｖ）の電流を繰り返し通電した際の
動作後の抵抗率の変化を図２に示した。図２から明らか
なように、本発明における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２Ω・ｃｍ未満と室温抵抗率の目標値内を維持してい
る。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。
子に、１０Ａ（５０Ｖ）の電流を繰り返し通電した際の
動作後の抵抗率の変化を図２に示した。図２から明らか
なように、本発明における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２Ω・ｃｍ未満と室温抵抗率の目標値内を維持してい
る。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。
【００４０】これに対して、金属板を粗面化していない
比較例１、めっき処理のみを行った比較例３は、初期室
温抵抗率が目標値を大きく上回り、更に繰り返し通電に
より室温抵抗率が急激に上昇する。金属板を粗面化した
比較例２は、初期室温抵抗率が２Ω・ｃｍ未満である
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はみられない。
比較例１、めっき処理のみを行った比較例３は、初期室
温抵抗率が目標値を大きく上回り、更に繰り返し通電に
より室温抵抗率が急激に上昇する。金属板を粗面化した
比較例２は、初期室温抵抗率が２Ω・ｃｍ未満である
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はみられない。
【００４１】また、ＴｉＣが４４ｖｏｌ％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
し通電により室温抵抗率が２Ω・ｃｍを上回り、繰り返
し動作安定性が得られない。
４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、繰り返
し動作安定性が得られない。
【００４２】本発明において、導電性粉末を金属粉末と
した場合、粉末自体の凝集が生じ、部分的な導電経路が
形成され、耐電圧特性が低下するため、本発明の範囲か
ら除外される。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
目標値を上回るため、本発明の範囲から除外される。
した場合、粉末自体の凝集が生じ、部分的な導電経路が
形成され、耐電圧特性が低下するため、本発明の範囲か
ら除外される。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
目標値を上回るため、本発明の範囲から除外される。
【００４３】本発明において、導電性粉末充填量が４５
ｖｏｌ％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＞２
Ω・ｃｍと目標値を上回るため、本発明の範囲から除外
される。導電性粉末充填量が６０ｖｏｌ％を上回った場
合、作業性が低下し、実質的に素子の作製が困難となる
ため、本発明の範囲から除外される。
ｖｏｌ％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＞２
Ω・ｃｍと目標値を上回るため、本発明の範囲から除外
される。導電性粉末充填量が６０ｖｏｌ％を上回った場
合、作業性が低下し、実質的に素子の作製が困難となる
ため、本発明の範囲から除外される。
【００４４】本発明における組成範囲であっても、電極
が導電体埋込＋めっき以外であった場合、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と目標値を上回るため、本発
明の範囲から除外される。
が導電体埋込＋めっき以外であった場合、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と目標値を上回るため、本発
明の範囲から除外される。
【００４５】なお、導電性粉末充填量を５０ｖｏｌ％以
上とすると、繰り返し動作安定性がさらに増すため、な
お望ましい。
上とすると、繰り返し動作安定性がさらに増すため、な
お望ましい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
繰り返し動作安定性に優れ、かつ、ＰＴＣ組成物との間
の密着性が良好であり、ＰＴＣ組成物との間の接触抵抗
が低い電極を有するＰＴＣ素子及びその製造方法を提供
することができる。従って、本発明は、産業上の実用性
は大である。
繰り返し動作安定性に優れ、かつ、ＰＴＣ組成物との間
の密着性が良好であり、ＰＴＣ組成物との間の接触抵抗
が低い電極を有するＰＴＣ素子及びその製造方法を提供
することができる。従って、本発明は、産業上の実用性
は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＴＣ素子の温度
−抵抗率特性を示す図。
−抵抗率特性を示す図。
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＴＣ素子の５０
Ｖ、１０Ａ繰り返し印加後の抵抗率の変化を示す図。
Ｖ、１０Ａ繰り返し印加後の抵抗率の変化を示す図。
Ａ 本発明 Ｂ 比較例１（金属板） Ｃ 比較例２（粗面化金属板） Ｄ 比較例３（めっきのみ） Ｅ 比較例４（ＴｉＣ＝４４ｖｏｌ％）
Claims (4)
- 【請求項１】 結晶性ポリマー成分に金属炭化物の導電
性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練した組成物シー
トと、結晶性ポリマー成分に金属の導電性粉末充填材を
混練し、片面にめっき処理を施した混合物シートとから
なることを特徴とするＰＴＣ素子。 - 【請求項２】 前記金属炭化物の導電性粉末充填材は、
ＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｔａ
Ｃ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少なくとも一種
であることを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子。 - 【請求項３】 結晶性ポリマー成分に金属炭化物の導電
性粉末充填材４５〜６０ｖｏｌ％を混練し、組成物シー
トを得、該シートの表面に、結晶性ポリマー成分に金属
の導電性粉末充填材を混練し、片面にめっき処理を施し
た混合物シートを熱圧着したことを特徴とするＰＴＣ素
子の製造方法。 - 【請求項４】 前記金属炭化物の導電性粉末充填材は、
ＴｉＣ、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＺｒＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、Ｔａ
Ｃ、Ｍｏ２Ｃからなる群から選択された少なくとも一種
であることを特徴とする請求項３記載のＰＴＣ素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361899A JP2001110603A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361899A JP2001110603A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001110603A true JP2001110603A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17667850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28361899A Withdrawn JP2001110603A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | Ｐｔｃ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001110603A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116162302A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-26 | 上海维安电子股份有限公司 | 聚合物基导电复合材料及过流保护元件 |
-
1999
- 1999-10-05 JP JP28361899A patent/JP2001110603A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116162302A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-26 | 上海维安电子股份有限公司 | 聚合物基导电复合材料及过流保护元件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060206 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060512 |