JP2013012583A - Critical temperature thermistor, thermistor element for the same and method for manufacturing the thermistor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、臨界温度サーミスタ(CTRサーミスタ)、該サーミスタに使用されるサーミスタ素子、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a critical temperature thermistor (CTR thermistor), a thermistor element used in the thermistor, and a manufacturing method thereof.
これまでに、温度スイッチ等の各種センサ材料として、結晶の構造変化が生じる相転移点で抵抗が急激に低下する特性を利用したCTRサーミスタが使用されてきているが、従来のCTRサーミスタは、薄膜または厚膜の構造でしか得られず、ディスクタイプのCTRサーミスタ素子を実現することは困難であり、提案例は皆無であった。
現在に至るまで有望なディスクタイプCTRサーミスタ素子についての報告がない理由としては、セラミックス材料のように容易に焼結できない等の、素材の形状維持の困難さが第1であると考えられる。
Until now, CTR thermistors using the characteristic that the resistance rapidly decreases at the phase transition point where the structural change of the crystal occurs have been used as various sensor materials such as temperature switches. Alternatively, it can be obtained only with a thick film structure, and it is difficult to realize a disk type CTR thermistor element, and there has been no proposed example.
The reason why no promising disc-type CTR thermistor element has been reported so far is considered to be the difficulty in maintaining the shape of the material, such as the fact that it cannot be easily sintered like a ceramic material.
先行技術文献として、例えば下記の特許文献1には、バナジウム酸化物を母材料とし、該母材料中にバナジウム酸化物よりも高い導電性を有する金属、金属酸化物または金属チッ化物の1種または2種以上からなる導電性材料を含む測温用抵抗体が記載されている。
しかしながら、この測温用抵抗体は、薄膜として基板上に形成するものであり、ディスクタイプCTRサーミスタのサーミスタ素子とすることができるものではないために、汎用性がなく、取り扱いも容易ではないという問題点があった。
As a prior art document, for example, in
However, this resistance temperature detector is formed as a thin film on a substrate and cannot be used as a thermistor element of a disk type CTR thermistor. Therefore, it is not versatile and easy to handle. There was a problem.
本発明は、素材の形状維持の困難さという問題点を解決し、様々な用途に用いることが可能なディスクタイプCTRサーミスタ用のサーミスタ素子を、比較的簡単な工程により製造できる方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記のサーミスタ素子および、これを用いたディスクタイプのCTRサーミスタを提供することを課題とするものでもある。
The present invention solves the problem of difficulty in maintaining the shape of a material, and provides a method by which a thermistor element for a disk type CTR thermistor that can be used in various applications can be manufactured by a relatively simple process. Is an issue.
Another object of the present invention is to provide the thermistor element described above and a disk type CTR thermistor using the thermistor element.
本発明者は、種々検討を行った結果、酸化バナジウム(VO2)粉末に、バインダーとしてのポリビニルアルコール(PVA)またはメチルセルロースと、導電性物質としてのカーボンを添加した混合物より得られた、ディスク状成形体の側面をシリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂で外装し、更に当該成形体の表裏両面全面(両主面)を導電性接着剤で覆うことによって、素材の形状維持性に優れ、特定温度を超えると急激に抵抗が減少する特性を有したCTRサーミスタ用のサーミスタ素子が製造できることを見出して、本発明を完成した。 As a result of various studies, the inventor has obtained a disc-like shape obtained from a mixture obtained by adding polyvinyl alcohol (PVA) or methyl cellulose as a binder and carbon as a conductive substance to vanadium oxide (VO 2 ) powder. The side surface of the molded body is covered with a silicone resin or epoxy resin, and the entire front and back surfaces (both main surfaces) of the molded body are covered with a conductive adhesive. The inventors have found that a thermistor element for a CTR thermistor having a characteristic that the resistance decreases abruptly when the value is exceeded can be manufactured, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明による、臨界温度サーミスタ用のサーミスタ素子の製造方法は、
酸化バナジウム粉末に、バインダーとしてポリビニルアルコールまたはメチルセルロース、および導電性物質としてカーボンを添加して成形を行い、ディスク状の成形体を得る第1工程と、
前記成形体の両主面を除く外周側面を、シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂で外装し補強する第2工程と、
前記第2工程により得られた成形体の両主面に導電性接着剤を付着させる第3工程と、
を含むことを特徴とする。
That is, according to the present invention, a method for manufacturing a thermistor element for a critical temperature thermistor comprises:
A first step of obtaining a disk-shaped molded body by adding polyvinyl alcohol or methyl cellulose as a binder to a vanadium oxide powder and adding carbon as a conductive substance to perform molding,
A second step of covering and reinforcing outer peripheral side surfaces excluding both main surfaces of the molded body with a silicon-based resin or an epoxy-based resin;
A third step of attaching a conductive adhesive to both main surfaces of the molded body obtained by the second step;
It is characterized by including.
また、前記第1工程では、酸化バナジウム粉末100重量部に対して、ポリビニルアルコールを3.0〜5.0重量部添加するとともに、カーボンを5.0〜10.0重量部添加して前記成形体を形成することを特徴とする。 In the first step, 3.0 to 5.0 parts by weight of polyvinyl alcohol and 5.0 to 10.0 parts by weight of carbon are added to 100 parts by weight of vanadium oxide powder, and the molding is performed. It is characterized by forming a body.
さらに、酸化バナジウム粉末に、バインダーとしてポリビニルアルコールまたはメチルセルロース、および導電性物質としてカーボンを添加してディスク状に成形された成形体と、
シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂からなり、前記成形体の両主面を除く外周側面に外装された補強部材と、
前記成形体の両主面に導電性接着剤により形成された電極部とを備えたことを特徴とする臨界温度サーミスタ用のサーミスタ素子である。
Further, a molded article formed into a disk shape by adding polyvinyl alcohol or methyl cellulose as a binder to the vanadium oxide powder and carbon as a conductive substance,
A reinforcing member made of a silicon-based resin or an epoxy-based resin, and sheathed on the outer peripheral side surface excluding both main surfaces of the molded body,
A thermistor element for a critical temperature thermistor comprising electrode portions formed of a conductive adhesive on both main surfaces of the molded body.
そして、前記成形体は、酸化バナジウム粉末100重量部に対するポリビニルアルコールの添加量が3.0〜5.0重量部であり、カーボンの添加量が5.0〜10.0重量部であることを特徴とする臨界温度サーミスタ用のサーミスタ素子である。 And the said molded object is that the addition amount of polyvinyl alcohol with respect to 100 weight part of vanadium oxide powder is 3.0-5.0 weight part, and the addition amount of carbon is 5.0-10.0 weight part. A thermistor element for a critical temperature thermistor.
また、前記のサーミスタ素子を用いた臨界温度サーミスタである。 Further, the present invention is a critical temperature thermistor using the thermistor element.
本発明によるCTRサーミスタ用のサーミスタ素子の製造方法においては、バインダーとしてポリビニルアルコールまたはメチルセルロースを添加することによって成形体強度が向上し、かつ、導電性物質としてカーボンを添加することによって酸化バナジウム粉末同士の隙間が小さくなり、成形体の抵抗が低下するという作用効果が発揮される。
その上、ディスク状の形状を有した成形体の側面が、シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂で外装されることによって成形体の側面が保護され、成形体の両主面が導電性接着剤で覆われることによって電極が形成されるとともに、成形体の両主面が保護された構造を有することで、十分な強度を有するCTRサーミスタ素子が得られる。
In the method for producing a thermistor element for a CTR thermistor according to the present invention, the strength of the molded body is improved by adding polyvinyl alcohol or methyl cellulose as a binder, and the addition of carbon as a conductive substance allows the vanadium oxide powders to be bonded together. The effect that a clearance gap becomes small and the resistance of a molded object falls is exhibited.
In addition, the side surfaces of the molded body having a disk shape are covered with a silicone resin or an epoxy resin to protect the side surfaces of the molded body, and both main surfaces of the molded body are covered with a conductive adhesive. Thus, an electrode is formed, and a CTR thermistor element having sufficient strength is obtained by having a structure in which both main surfaces of the molded body are protected.
本発明によるCTRサーミスタ用のサーミスタ素子の製造方法における各工程について説明する。
まず、成形体を製造する第1工程(工程A)においては、酸化バナジウム粉末と、導電性物質としてのカーボンと、バインダーとしてのポリビニルアルコールまたはメチルセルロースを混合する。
この際、酸化バナジウムとカーボンを秤量し、水を加え、ポットミルにて湿式混合を行い、その後脱水のため濾過・乾燥し、バインダーを添加・混練して得られた混練粉をプレス成形機でディスク状に成形する。
ただし、このような方法に限定されるものではなく、酸化バナジウム粉末に添加されるバインダーは、粉末の形態を有するものであっても、水溶液の形態を有するものであっても良い。また、成形体のサイズは特に限定されるものではないが、直径24mm程度、厚み2mm程度が一般的である。
Each process in the manufacturing method of the thermistor element for CTR thermistors by this invention is demonstrated.
First, in the 1st process (process A) which manufactures a molded object, vanadium oxide powder, carbon as an electroconductive substance, and polyvinyl alcohol or methylcellulose as a binder are mixed.
At this time, vanadium oxide and carbon are weighed, added with water, wet-mixed in a pot mill, then filtered and dried for dehydration, and the kneaded powder obtained by adding and kneading the binder is disked with a press molding machine. To form.
However, the method is not limited to such a method, and the binder added to the vanadium oxide powder may have a powder form or an aqueous solution form. Further, the size of the molded body is not particularly limited, but a diameter of about 24 mm and a thickness of about 2 mm are common.
CTRサーミスタ素子を製造するには、酸化バナジウム粉末100重量部に対して、バインダーとしてのポリビニルアルコールについては、成形性および初期抵抗の増大抑制を考慮して3.0〜5.0重量部添加することが好ましく、導電性物質としてのカーボンについては、初期抵抗値、CTR特性を考慮して、5.0〜10.0重量部添加することが好ましい。 In order to produce a CTR thermistor element, 3.0 to 5.0 parts by weight of polyvinyl alcohol as a binder is added to 100 parts by weight of vanadium oxide powder in consideration of suppression of increase in moldability and initial resistance. The carbon as the conductive material is preferably added in an amount of 5.0 to 10.0 parts by weight in consideration of the initial resistance value and CTR characteristics.
第2工程(工程B)は、上記工程Aで得られたディスク状成形体の側面(外周面)部分に樹脂外装する工程であり、この際に使用される樹脂としては、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂等が種々使用可能であり、耐熱性、電気絶縁性の点でも優れている。一般に、上記樹脂の塗布は、刷毛等による塗布や転写等によって行うことができ、この塗布厚みは特に限定されるものではないが、1.0〜2.0mm程度が一般的である。 The second step (step B) is a step of resin-covering the side (outer peripheral surface) portion of the disk-shaped molded body obtained in step A above. The resin used at this time is a silicon-based resin, epoxy Various resins and the like can be used, which is excellent in terms of heat resistance and electrical insulation. In general, the application of the resin can be performed by application or transfer with a brush or the like. The thickness of the application is not particularly limited, but is generally about 1.0 to 2.0 mm.
本発明における第3工程(工程C)では、上記工程Bで得られた成形体の表面および裏面のそれぞれ全面に導電性接着剤(導電性樹脂)が印刷等によって付着されることによって導電層が形成される。
このとき、前記外装樹脂層は、上記工程Bで成形体の外周側面に、該側面から主面の法線方向に突出するように盛られて塗布されることで(図2参照)、導電性接着剤が成形体の主面からはみ出して印刷されるのを防止することができる。
導電性接着剤としては、銀粉末や銅粉末を含む市販の導電性接着剤が使用できる。このような導電性接着剤の塗布は、スクリーン印刷等によって行うことができ、この塗布厚みは特に限定されるものではないが、5〜50μm程度が一般的である。
In the third step (step C) in the present invention, a conductive layer is formed by attaching a conductive adhesive (conductive resin) to the entire front and back surfaces of the molded body obtained in step B by printing or the like. It is formed.
At this time, the exterior resin layer is deposited and applied to the outer peripheral side surface of the molded body in Step B so as to protrude from the side surface in the normal direction of the main surface (see FIG. 2), thereby providing conductivity. It is possible to prevent the adhesive from being printed out of the main surface of the molded body.
As the conductive adhesive, a commercially available conductive adhesive containing silver powder or copper powder can be used. Such a conductive adhesive can be applied by screen printing or the like, and the thickness of the application is not particularly limited, but is generally about 5 to 50 μm.
図1(i)および(ii)は、本発明の製造方法により得られた円板状CTRサーミスタ用のサーミスタ素子の好ましい一例を示す図であり、(i)は、当該サーミスタ素子の外観を示す図で、(ii)は、(i)のサーミスタ素子のa−a’線における断面構造を示す図である。
図1(ii)に示されるように、本発明の製造方法により得られたディスク状CTRサーミスタ用のサーミスタ素子1は、酸化バナジウムとポリビニルアルコールとカーボンからなるディスク状(円板状)成形体2の側面部分に、シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂を塗布することにより外装樹脂層(補強層)3が形成されており、円板状成形体2の表面および裏面(素子表面)の全面はそれぞれ、導電性接着剤を印刷して形成された導電性層4により覆われている。この導電性層4は、電極として機能し、かつ素子両主面を補強するための層である。
1 (i) and (ii) are diagrams showing a preferred example of a thermistor element for a disk-shaped CTR thermistor obtained by the manufacturing method of the present invention, and (i) shows the appearance of the thermistor element. In the figure, (ii) is a diagram showing a cross-sectional structure taken along line aa ′ of the thermistor element of (i).
As shown in FIG. 1 (ii), a
上記構造の本発明のディスク型CTRサーミスタ素子は、機械的強度が強く、大電流を流すことが可能である。また、このようなディスク型CTRサーミスタ素子は、適用範囲が広いために工業プロセス用や化学計測、医療用計測等の広い分野で利用することができ、経時変化や温度サイクル試験によるドリフトが極めて少ないため、長期安定性が要求される用途にも使用することができる。 The disk-type CTR thermistor element of the present invention having the above structure has high mechanical strength and can pass a large current. In addition, since such a disk type CTR thermistor element has a wide application range, it can be used in a wide range of fields such as industrial process, chemical measurement, and medical measurement, and drift due to aging and temperature cycle test is extremely small. Therefore, it can be used for applications that require long-term stability.
図2の(i)には、図1に例示したサーミスタ素子1を用いて製造された、本発明によるリード型CTRサーミスタの断面構造の一例が示されており、このCTRサーミスタにおいては、サーミスタ素子1の表面側および裏面側の導電性接着剤により形成された層4にそれぞれ、はんだ付け処理を施して、はんだ6によりリード線5が取り付けられている。
また、(ii)には、図1のサーミスタ素子の表面および裏面の導電性接着剤により形成された層4にそれぞれ電極板7が圧接された、本発明による素子型CTRサーミスタの断面構造の一例が示されており、本発明のCTRサーミスタは、リード型あるいは素子型のいずれであっても良い。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に例示したものに限定されるものではない。
FIG. 2 (i) shows an example of a cross-sectional structure of a lead type CTR thermistor according to the present invention manufactured using the
Further, (ii) shows an example of a cross-sectional structure of the element type CTR thermistor according to the present invention, in which the electrode plate 7 is pressed into contact with the
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to those exemplified in the examples.
試験結果1:PVA、メチルセルロースによる成形性
市販の酸化バナジウム粉末(平均粒子径100μm)100重量部に、バインダーとしての市販のポリビニルアルコール(PVA)10重量%溶液30重量部および、導電性物質としてのカーボン(平均粒子径50μm)8.5重量部を添加し、均一になるまで混合を行った後、得られた混合物を、金型を用いてプレス加工し、円板状の成形体(直径24mm、厚さ2mm)を得た。
そして、この成形体の外周部分に市販のシリコン系樹脂を塗布して外装樹脂層を設け、さらに、成形体の表面及び裏面に導電性接着剤(フィラーに銀を用いたエポキシ系接着剤)を印刷することにより、ディスク状CTRサーミスタ用のサーミスタ素子を作製した。
同様に、バインダーとして、メチルセルロース10重量%溶液20重量部、またはニトロセルロース10重量%溶液20重量部を用いたサーミスタ素子を作製した。
PVAとメチルセルロースをバインダーとして用いたサーミスタ素子は、成形性、電極処理性に優れるとともに、サーミスタ特性を有していたが、バインダーにニトロセルロースを用いたものは、成形性が悪く、端部に欠けが発生したり、電極を均一に形成できないという問題が生じた。
以上の実験結果のとおり、バインダーにPVAまたはメチルセルロースを用いることで、ディスク状CTRサーミスタ用のサーミスタ素子の作製が可能となる。
Test result 1: Formability with PVA and
Then, a commercially available silicone resin is applied to the outer peripheral portion of the molded body to provide an exterior resin layer, and a conductive adhesive (an epoxy adhesive using silver as a filler) is provided on the front and back surfaces of the molded body. By printing, a thermistor element for a disk-shaped CTR thermistor was produced.
Similarly, a thermistor element using 20 parts by weight of a 10% by weight methylcellulose solution or 20 parts by weight of a 10% by weight nitrocellulose solution as a binder was prepared.
Thermistor elements using PVA and methylcellulose as binders have excellent the moldability and electrode processability and thermistor characteristics, but those using nitrocellulose as the binder have poor moldability and lack edge portions. And the problem that the electrodes could not be formed uniformly occurred.
As described above, by using PVA or methyl cellulose as the binder, it is possible to produce a thermistor element for a disk-shaped CTR thermistor.
試験結果2:PVA添加量に対する特性変化
市販の酸化バナジウム粉末(平均粒子径100μm)100重量部に、バインダーとしての市販のポリビニルアルコール(PVA)10重量%溶液20〜60重量部および、導電性物質としてのカーボン(平均粒子径50μm)8.5重量部を添加し、均一になるまで混合を行った後、得られた混合物を、金型を用いてプレス加工し、円板状の成形体(直径24mm、厚さ2mm)を得た。
そして、この成形体の外周部分に市販のシリコン系樹脂を塗布して外装樹脂層を設け、さらに、成形体の表面及び裏面に導電性接着剤(フィラーに銀を用いたエポキシ系接着剤)を印刷することにより、本発明のディスク状CTRサーミスタ用のサーミスタ素子(試料No.1〜4)を作製した。
Test result 2: Change in characteristics with respect to
Then, a commercially available silicone resin is applied to the outer peripheral portion of the molded body to provide an exterior resin layer, and a conductive adhesive (an epoxy adhesive using silver as a filler) is provided on the front and back surfaces of the molded body. By printing, the thermistor elements (sample Nos. 1 to 4) for the disc-shaped CTR thermistor of the present invention were produced.
表1には、上記のサーミスタ素子(試料No.1〜4)の測定結果が示されており、各測定項目についての評価基準は以下のとおりである。
〔初期抵抗値〕
サーミスタ素子として求められる初期抵抗値を200Ω以下とし、200Ω以下であるものを好適とした。
〔抵抗減少〕
臨界温度における抵抗変化が2桁以上であるものを好適とした。
〔B定数〕
25℃と60℃の時の抵抗値を測定して算出し、3500以下を好適とした。
Table 1 shows the measurement results of the thermistor elements (sample Nos. 1 to 4), and the evaluation criteria for each measurement item are as follows.
[Initial resistance value]
The initial resistance value required for the thermistor element was set to 200Ω or less, and those having 200Ω or less were suitable.
(Reduction in resistance)
The resistance change at a critical temperature is preferably two digits or more.
[B constant]
The resistance value at 25 ° C. and 60 ° C. was measured and calculated, and 3500 or less was preferable.
表1より、PVA添加量が、3.0重量部と5.0重量部の場合には、初期抵抗値200Ω以下が達成できる。一方、PVA添加量が、6.0重量部の場合には、初期抵抗値が200Ωを超え、また、B定数が3500を超えることが分かった。また、PVA添加量が、2.0重量部の場合には、抵抗減少が1桁であることが分かった。
上記表1の結果から分かるように、試料No.2、3は、初期抵抗値が小さく、温度変化に伴う抵抗変化が大きく、優れた特性を実現するものであることが確認された。
以上の実験結果から、好適なPVA添加量は3.0〜5.0重量部であると判断した。
From Table 1, when the PVA addition amount is 3.0 parts by weight and 5.0 parts by weight, an initial resistance value of 200Ω or less can be achieved. On the other hand, it was found that when the amount of PVA added was 6.0 parts by weight, the initial resistance value exceeded 200Ω and the B constant exceeded 3500. Moreover, when the addition amount of PVA was 2.0 weight part, it turned out that resistance reduction is one digit.
As can be seen from the results in Table 1, sample No. Nos. 2 and 3 have a small initial resistance value, a large resistance change with a temperature change, and have been confirmed to realize excellent characteristics.
From the above experimental results, it was determined that a suitable PVA addition amount was 3.0 to 5.0 parts by weight.
試験結果3:カーボン添加量に対する特性変化
PVA添加量3.0重量部の場合について、前記試験結果1と同様の製造工程によりカーボン添加量を0〜20.0重量%まで変化させ、測定用試料を作製し、初期抵抗値を測定した。
図3には、カーボン添加量の異なる試料についての初期抵抗値が示されており、この図3の測定結果から、カーボンの添加量を大きくすると初期抵抗値が減少することが分かる。図3から明らかなように、5.0重量部以上添加した場合、初期抵抗値200Ω以下となる。
また、カーボン添加量の異なる試料について、温度を変化させた際の抵抗値の変化を調べた。この結果が図4に示されており、PVA3.0重量%添加の場合には、カーボン添加量を調整することによってサーミスタ素子に要求される特性を十分に満足するものが得られることが分かった。図4に示すように、カーボン添加量が10.0重量%を超えると、抵抗減少が2桁を保つことができないことも分かった。
以上から、カーボン添加量の好適な範囲は5.0〜10.0重量部であると判断した。
Test result 3: Change in characteristics with respect to the amount of carbon added For the case of 3.0 parts by weight of PVA, the amount of carbon added was changed from 0 to 20.0% by the same production process as in
FIG. 3 shows initial resistance values for samples having different carbon addition amounts. From the measurement results of FIG. 3, it can be seen that the initial resistance value decreases as the carbon addition amount is increased. As apparent from FIG. 3, when 5.0 parts by weight or more is added, the initial resistance value is 200Ω or less.
Moreover, the change of resistance value when the temperature was changed was investigated about the sample from which carbon addition amount differs. This result is shown in FIG. 4, and in the case of adding 3.0% by weight of PVA, it was found that the characteristics required for the thermistor element can be sufficiently obtained by adjusting the carbon addition amount. . As shown in FIG. 4, it was also found that when the carbon addition amount exceeds 10.0% by weight, the resistance reduction cannot be maintained at two digits.
From the above, it was judged that the preferable range of the carbon addition amount was 5.0 to 10.0 parts by weight.
本発明の製造方法を用いることによって、素材の形状維持性に優れ、しかも、特定温度を超えると、急激に抵抗が減少する特性を有したCTRサーミスタ用のサーミスタ素子を製造することが可能である。
本発明のサーミスタ素子はディスク状の形状を有しているので、工業プロセス用や化学計測、医療用計測などの幅広い分野で利用することができ、長期安定性が要求される用途にも使用可能である。
By using the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a thermistor element for a CTR thermistor that has excellent characteristics of maintaining the shape of a material and that has a characteristic that the resistance rapidly decreases when a specific temperature is exceeded. .
Since the thermistor element of the present invention has a disk shape, it can be used in a wide range of fields such as industrial process, chemical measurement, and medical measurement, and can be used for applications that require long-term stability. It is.
1 サーミスタ素子
2 ディスク状成形体
3 外装樹脂層(補強層)
4 導電性接着剤により形成された層(導電性層)
5 リード線
6 はんだ
7 電極板
DESCRIPTION OF
4 Layer formed with conductive adhesive (conductive layer)
5 Lead
Claims (5)
酸化バナジウム粉末に、バインダーとしてポリビニルアルコールまたはメチルセルロース、および、導電性物質としてカーボンを添加して成形を行い、ディスク状の成形体を得る第1工程と、
前記成形体の両主面を除く外周側面を、シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂で外装し補強する第2工程と、
前記第2工程により得られた成形体の両主面に導電性接着剤を付着させる第3工程と、
を含むことを特徴とする臨界温度サーミスタ用のサーミスタ素子の製造方法。 A method for producing a thermistor element for a critical temperature thermistor, comprising:
A first step of obtaining a disk-shaped molded body by adding polyvinyl alcohol or methyl cellulose as a binder to the vanadium oxide powder, and performing molding by adding carbon as a conductive substance;
A second step of covering and reinforcing outer peripheral side surfaces excluding both main surfaces of the molded body with a silicon-based resin or an epoxy-based resin;
A third step of attaching a conductive adhesive to both main surfaces of the molded body obtained by the second step;
A thermistor element manufacturing method for a critical temperature thermistor comprising:
シリコン系樹脂またはエポキシ系樹脂からなり、前記成形体の両主面を除く外周側面に外装された補強部材と、
前記成形体の両主面に導電性接着剤により形成された電極部と、
を備えたことを特徴とする臨界温度サーミスタ用のサーミスタ素子。 A molded article formed into a disk shape by adding polyvinyl alcohol or methyl cellulose as a binder to carbon oxide powder and carbon as a conductive substance,
A reinforcing member made of a silicon-based resin or an epoxy-based resin, and sheathed on the outer peripheral side surface excluding both main surfaces of the molded body,
An electrode portion formed of a conductive adhesive on both main surfaces of the molded body;
A thermistor element for a critical temperature thermistor, comprising:
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---|---|---|---|---|
JP2019192910A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 国立大学法人東京農工大学 | Switching element and thermoelectric conversion element |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49114093A (en) * | 1973-03-07 | 1974-10-31 | ||
JPS52115398A (en) * | 1976-03-25 | 1977-09-27 | Toshiba Corp | Manufacturing method of ceramic temperature sensing resistance element |
JPS53119A (en) * | 1976-06-23 | 1978-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Flash device for photography |
JPS57160101A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-02 | Hitachi Iruma Denshi Kk | Temperature variable resistor |
JPH053103A (en) * | 1991-06-26 | 1993-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermistor porcelain |
JPH05152103A (en) * | 1991-11-26 | 1993-06-18 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacture of thermistor element |
JPH09213504A (en) * | 1996-02-06 | 1997-08-15 | Murata Mfg Co Ltd | Positive temperature coefficient thermistor |
JP2000077211A (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-14 | Murata Mfg Co Ltd | Producing method of laminated ceramic electronic component |
JP2004319589A (en) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Murata Mfg Co Ltd | Chip ntc thermistor element and its manufacturing method |
JP2009054300A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Panasonic Corp | Internal short circuit evaluation method of battery |
-
2011
- 2011-06-29 JP JP2011144235A patent/JP5725612B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49114093A (en) * | 1973-03-07 | 1974-10-31 | ||
JPS52115398A (en) * | 1976-03-25 | 1977-09-27 | Toshiba Corp | Manufacturing method of ceramic temperature sensing resistance element |
JPS53119A (en) * | 1976-06-23 | 1978-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | Flash device for photography |
JPS57160101A (en) * | 1981-03-30 | 1982-10-02 | Hitachi Iruma Denshi Kk | Temperature variable resistor |
JPH053103A (en) * | 1991-06-26 | 1993-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermistor porcelain |
JPH05152103A (en) * | 1991-11-26 | 1993-06-18 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacture of thermistor element |
JPH09213504A (en) * | 1996-02-06 | 1997-08-15 | Murata Mfg Co Ltd | Positive temperature coefficient thermistor |
JP2000077211A (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-14 | Murata Mfg Co Ltd | Producing method of laminated ceramic electronic component |
JP2004319589A (en) * | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Murata Mfg Co Ltd | Chip ntc thermistor element and its manufacturing method |
JP2009054300A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Panasonic Corp | Internal short circuit evaluation method of battery |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019192910A (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-31 | 国立大学法人東京農工大学 | Switching element and thermoelectric conversion element |
JP7319655B2 (en) | 2018-04-18 | 2023-08-02 | 国立大学法人東京農工大学 | Switching element and thermoelectric conversion element |
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