JP3628222B2 - Ｐｔｃ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装に適したＰＴＣ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過電流時に発熱し、それにより抵抗値が上昇し、被保護回路に流れる電流を抑制する保護素子として、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子が知られている。
【０００３】
ＰＴＣ素子は、基本的に、平板状のＰＴＣ材料の上下両面を電極で挟んだ構造を有するが、これを表面実装に使用できるようにするためには、上下両面の電極の端子を一つの面に集める必要がある。
【０００４】
従来、このような表面実装型のＰＴＣ素子の製造方法としては、図４に示すように、ＰＴＣ材料１を上面電極箔２ａと下面電極箔２ｂで挟み（同図（ａ））、スルーホール３を開け、メッキ層４でスルーホール３を充填することにより上面電極箔２ａと下面電極箔２ｂとを導通し（同図（ｂ））、上下両面の電極箔２ａ、２ｂ及びメッキ層４をパターニングし（同図（ｃ））、メッキ層４上の電極端子となる部分を残して絶縁材５を塗布し（同図（ｄ））、これを、スルーホール３を通る切断線Ｌで切断する（同図（ｅ））方法が知られている。
【０００５】
これにより、ＰＴＣ材料１の下面に上面電極箔２ａの電極端子６ａと下面電極箔２ｂの電極端子６ｂが形成され、ＰＴＣ材料１の上面にも上面電極箔２ａの電極端子６ａ’と下面電極箔２ｂの電極端子６ｂ’が形成され、ＰＴＣ材料１の上面又は下面から表面実装できるＰＴＣ素子１０Ｘを得ることができる（同図（ｅ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示したＰＴＣ素子１０Ｘの製造工程は複雑であり、製造コストが高くなる。また、製造されるＰＴＣ素子１０Ｘがモールドされていないため耐湿性が劣り、ＰＴＣ素子の異常発熱時には発火する危険もある。
【０００７】
これに対しては、インジェクションモールド製法により、図５に示したように、ＰＴＣ材料１の上下両面を電極箔２ａ、２ｂで挟み、これらの電極端子６ａ、６ｂをＰＴＣ材料１の一方の面上でとれるようにリード７、８を形成し、さらに電極端子６ａ、６ｂのみが露出するように全体をモールド材９でモールドした表面実装型のＰＴＣ素子１０Ｙを製造することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、このＰＴＣ素子１０Ｙの製造工程でも、ＰＴＣ材料１を電極箔２ａ、２ｂで挟んだ後、その上にリード７、８を積層しなくてはならないので製造工程や部品数が多くなり、コスト高となる。また、素子厚が厚くなるという問題もある。例えば、ＰＴＣ材料１の厚みｔ１が０．４ｍｍの場合に、各電極箔２ａ、２ｂの厚みｔ２を０．０５ｍｍ、各リード７、８の厚みｔ３を０．２ｍｍ、上面、下面のモールド材９の厚みｔ４ａ、ｔ４ｂをそれぞれ０．３ｍｍ、０．６ｍｍとした場合、ＰＴＣ素子全体の厚みｔ０は１．８ｍｍとなる。
【０００９】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、表面実装型のＰＴＣ素子の厚みを薄くし、かつ低コストに製造できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電極箔等を用いて平板状のＰＴＣ材料を巻き込むように電極層を形成し、その電極層を部分的に除去することにより、上面電極と下面電極を形成し、かつそれらの電極端子がＰＴＣ材料の上面又は下面のいずれか一方に形成されるようにすると、素子厚の薄い表面実装型のＰＴＣ素子を簡便な製造工程で低コストに得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、平板状のＰＴＣ材料の表面にメッキをすることにより、該ＰＴＣ材料の上下両面と２つの側面の全体に電極層を形成し、
電極層がＰＴＣ材料の下面に存在する領域と、ＰＴＣ材料の上面、側面及び下面に亘って存在する領域とに分断されるように、下面の電極層の縁辺近傍を部分的に除去し、且つそのＰＴＣ材料を、下面の電極層の中央部で二分することにより、二分された各ＰＴＣ材料の上面電極と下面電極との端子が当該ＰＴＣ材料の下面に位置するように形成してＰＴＣ素子を得、
得られたＰＴＣ素子の上面電極の端子と下面電極の端子を露出させる以外はＰＴＣ素子全表面をモールド材で覆う
ことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１３】
図１は、本発明の一態様の製造方法の工程図である。この製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、平板状のＰＴＣ材料１の上下両面１ａ、１ｂと少なくとも一つの側面１ｃに亘るように、一枚の電極箔をＰＴＣ材料１にプレスすることにより電極層１１を形成する。
【００１４】
次に、電極層１１がＰＴＣ材料１の下面１ｂに存在する領域と、ＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ及び下面１ｂに亘って存在する領域とに分断されるように、電極層１１を分断ライン１２でダイアモンドカッター等によって部分的に除去する（同図（ｂ））。これにより、電極層１１から上面電極１３と下面電極１４が形成され、ＰＴＣ素子１０Ａを得ることができる。このＰＴＣ素子１０Ａでは、上面電極１３の一端１３ａがＰＴＣ材料１の下面１ｂ上に延びているので、上面電極１３の端子と下面電極１４の端子をＰＴＣ材料１の一つの面上に形成するために別途リード等を積層することは不要であり、このままの電極配置でＰＴＣ材料１の下面１ｂに上面電極１３と下面電極１４の端子を形成することができる。したがって、このＰＴＣ素子の製造方法によれば、素子厚を薄くし、かつ簡便に表面実装型のＰＴＣ素子を得ることができる。
【００１５】
こうして得られたＰＴＣ素子１０Ａは、耐湿性の向上と異常発熱時の発火の防止の点からモールドすることが好ましい。具体的には、例えば、モールド材９を、上面電極１３と下面電極１４の端子が露出するように塗布し、モールドしたＰＴＣ素子１０Ｂを得る（図１（ｃ））。
【００１６】
ＰＴＣ素子１０Ａへのモールド材９の塗布態様としては、上面電極１３と下面電極１４の端子がとれるようにする限り特に制限はなく、例えば、図２に示すＰＴＣ素子１０Ｃのように、上面電極１３と下面電極１４の端子部１３ａ、１４ａ以外の素子全表面をモールド材９で覆ってもよい。
【００１７】
図３は、本発明の製造方法の変形例の工程図である。この方法では、平板状のＰＴＣ材料１の上下両面１ａ、１ｂと２つの側面１ｃ、１ｄの全体をメッキによりにより電極層１１で覆う（同図（ａ））。
【００１８】
次に、電極層１１が、ＰＴＣ材料１の下面１ｂに存在する領域と、ＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ、１ｄ及び下面１ｂに亘って存在する領域とに分断されるように、電極層１１を分断ライン１２でダイアモンドカッター等によって部分的に除去し、上面電極１３と下面電極１４を有するＰＴＣ素子１０Ｄを得る（同図（ｂ））。このＰＴＣ素子１０Ｄに対しては、電極面の中央部で電極面に垂直に直線Ｌで二分することにより、図１のＰＴＣ素子１０Ａと同様の構造のＰＴＣ素子１０ＡＡを得てもよく（同図（ｃ））、さらにそれをモールド材９でモールドしてもよい（同図（ｄ））。
【００１９】
以上のようなＰＴＣ素子の製造方法において、ＰＴＣ材料１自体については特に制限はなく、導電性粒子を結晶性高分子（例えば、ポリオレフィン系樹脂）に分散させた所謂ポリマーＰＴＣ、チタン酸バリウム系ＰＴＣ、クリストバライト系ＰＴＣ（特開平１０−２６１５０５号公報）等を使用することができる。
【００２０】
また、モールド材９としては、ガラス等の無機系絶縁体、あるいはエポキシ系、アクリル系、ポリエステル系等の種々の難燃性の有機系樹脂を使用することができる。これらの無機系絶縁体あるいは有機系樹脂を用いてＰＴＣ素子をモールドする方法としては、印刷、塗布等をあげることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２２】
図１の製造工程により、同図（ｃ）のＰＴＣ素子１０Ｂを次のように製造した。まず、結晶性高分子である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：三井石油化学工業社製、ハイゼックス５０００Ｈ）とエチレン−エチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ：日本ユニカー社製、ＮＶＣ６１７０）と微小球状炭素に銀メッキを施した導電粒子（日本カーボン社製、ＭＳＢ−１０Ａ）を４４：２２：３４の重量比で配合し、加圧ニーダーを用いて１９０℃で混練後、ホットプレス（１９０℃、５ｋｇ／ｃｍ２、２０秒）で厚さ４００μｍのフィルム状にした。これを２．５ｍｍ×４ｍｍの大きさにカットし、ＰＴＣ材料１を得た。
【００２３】
このＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ及び下面１ｂに、電極層１１として厚さ３５μｍの電解銅箔をホットプレスすることにより貼付し、ダイアモンドカッターでＰＴＣ材料１の下面１ｂ上の銅箔を、下面１ｂと側面１ｃとの縁辺近傍において幅０．５ｍｍの分断ライン１２で切除した。
【００２４】
さらにモールド材９として難燃性樹脂（日本ペルノックス社製、ＥＬＭ−１０００）を、上面電極１３の端子部と下面電極１４の端子部を残して素子全体に塗布し、ＰＴＣ素子１０Ｂを得た。
【００２５】
得られたＰＴＣ素子１０Ｂの厚さは０．８ｍｍであり、図５のＰＴＣ素子１０Ｙの約１／２程度であった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、表面実装型のＰＴＣ素子の厚みを薄くし、かつ低コストに製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のＰＴＣ素子の製造工程図である。
【図２】異なる態様のＰＴＣ素子の断面図である。
【図３】異なる態様のＰＴＣ素子の製造工程図である。
【図４】従来の表面実装型ＰＴＣ素子の製造方法の説明図である。
【図５】インジェクションモールド製法による表面実装型ＰＴＣ素子の断面図である。
【符号の説明】
１ ＰＴＣ材料
１ａ ＰＴＣ材料の上面
１ｂ ＰＴＣ材料の下面
１ｃ ＰＴＣ材料の側面
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０ＡＡ ＰＴＣ素子
１１ 電極層
１２ 分断ライン
１３ 上面電極
１４ 下面電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装に適したＰＴＣ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過電流時に発熱し、それにより抵抗値が上昇し、被保護回路に流れる電流を抑制する保護素子として、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）素子が知られている。
【０００３】
ＰＴＣ素子は、基本的に、平板状のＰＴＣ材料の上下両面を電極で挟んだ構造を有するが、これを表面実装に使用できるようにするためには、上下両面の電極の端子を一つの面に集める必要がある。
【０００４】
従来、このような表面実装型のＰＴＣ素子の製造方法としては、図４に示すように、ＰＴＣ材料１を上面電極箔２ａと下面電極箔２ｂで挟み（同図（ａ））、スルーホール３を開け、メッキ層４でスルーホール３を充填することにより上面電極箔２ａと下面電極箔２ｂとを導通し（同図（ｂ））、上下両面の電極箔２ａ、２ｂ及びメッキ層４をパターニングし（同図（ｃ））、メッキ層４上の電極端子となる部分を残して絶縁材５を塗布し（同図（ｄ））、これを、スルーホール３を通る切断線Ｌで切断する（同図（ｅ））方法が知られている。
【０００５】
これにより、ＰＴＣ材料１の下面に上面電極箔２ａの電極端子６ａと下面電極箔２ｂの電極端子６ｂが形成され、ＰＴＣ材料１の上面にも上面電極箔２ａの電極端子６ａ’と下面電極箔２ｂの電極端子６ｂ’が形成され、ＰＴＣ材料１の上面又は下面から表面実装できるＰＴＣ素子１０Ｘを得ることができる（同図（ｅ））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示したＰＴＣ素子１０Ｘの製造工程は複雑であり、製造コストが高くなる。また、製造されるＰＴＣ素子１０Ｘがモールドされていないため耐湿性が劣り、ＰＴＣ素子の異常発熱時には発火する危険もある。
【０００７】
これに対しては、インジェクションモールド製法により、図５に示したように、ＰＴＣ材料１の上下両面を電極箔２ａ、２ｂで挟み、これらの電極端子６ａ、６ｂをＰＴＣ材料１の一方の面上でとれるようにリード７、８を形成し、さらに電極端子６ａ、６ｂのみが露出するように全体をモールド材９でモールドした表面実装型のＰＴＣ素子１０Ｙを製造することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、このＰＴＣ素子１０Ｙの製造工程でも、ＰＴＣ材料１を電極箔２ａ、２ｂで挟んだ後、その上にリード７、８を積層しなくてはならないので製造工程や部品数が多くなり、コスト高となる。また、素子厚が厚くなるという問題もある。例えば、ＰＴＣ材料１の厚みｔ１が０．４ｍｍの場合に、各電極箔２ａ、２ｂの厚みｔ２を０．０５ｍｍ、各リード７、８の厚みｔ３を０．２ｍｍ、上面、下面のモールド材９の厚みｔ４ａ、ｔ４ｂをそれぞれ０．３ｍｍ、０．６ｍｍとした場合、ＰＴＣ素子全体の厚みｔ０は１．８ｍｍとなる。
【０００９】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、表面実装型のＰＴＣ素子の厚みを薄くし、かつ低コストに製造できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、電極箔等を用いて平板状のＰＴＣ材料を巻き込むように電極層を形成し、その電極層を部分的に除去することにより、上面電極と下面電極を形成し、かつそれらの電極端子がＰＴＣ材料の上面又は下面のいずれか一方に形成されるようにすると、素子厚の薄い表面実装型のＰＴＣ素子を簡便な製造工程で低コストに得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、平板状のＰＴＣ材料の表面にメッキをすることにより、該ＰＴＣ材料の上下両面と２つの側面の全体に電極層を形成し、
電極層がＰＴＣ材料の下面に存在する領域と、ＰＴＣ材料の上面、側面及び下面に亘って存在する領域とに分断されるように、下面の電極層の縁辺近傍を部分的に除去し、且つそのＰＴＣ材料を、下面の電極層の中央部で二分することにより、二分された各ＰＴＣ材料の上面電極と下面電極との端子が当該ＰＴＣ材料の下面に位置するように形成してＰＴＣ素子を得、
得られたＰＴＣ素子の上面電極の端子と下面電極の端子を露出させる以外はＰＴＣ素子全表面をモールド材で覆う
ことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１３】
図１は、本発明の一態様の製造方法の工程図である。この製造方法では、まず、図１（ａ）に示すように、平板状のＰＴＣ材料１の上下両面１ａ、１ｂと少なくとも一つの側面１ｃに亘るように、一枚の電極箔をＰＴＣ材料１にプレスすることにより電極層１１を形成する。
【００１４】
次に、電極層１１がＰＴＣ材料１の下面１ｂに存在する領域と、ＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ及び下面１ｂに亘って存在する領域とに分断されるように、電極層１１を分断ライン１２でダイアモンドカッター等によって部分的に除去する（同図（ｂ））。これにより、電極層１１から上面電極１３と下面電極１４が形成され、ＰＴＣ素子１０Ａを得ることができる。このＰＴＣ素子１０Ａでは、上面電極１３の一端１３ａがＰＴＣ材料１の下面１ｂ上に延びているので、上面電極１３の端子と下面電極１４の端子をＰＴＣ材料１の一つの面上に形成するために別途リード等を積層することは不要であり、このままの電極配置でＰＴＣ材料１の下面１ｂに上面電極１３と下面電極１４の端子を形成することができる。したがって、このＰＴＣ素子の製造方法によれば、素子厚を薄くし、かつ簡便に表面実装型のＰＴＣ素子を得ることができる。
【００１５】
こうして得られたＰＴＣ素子１０Ａは、耐湿性の向上と異常発熱時の発火の防止の点からモールドすることが好ましい。具体的には、例えば、モールド材９を、上面電極１３と下面電極１４の端子が露出するように塗布し、モールドしたＰＴＣ素子１０Ｂを得る（図１（ｃ））。
【００１６】
ＰＴＣ素子１０Ａへのモールド材９の塗布態様としては、上面電極１３と下面電極１４の端子がとれるようにする限り特に制限はなく、例えば、図２に示すＰＴＣ素子１０Ｃのように、上面電極１３と下面電極１４の端子部１３ａ、１４ａ以外の素子全表面をモールド材９で覆ってもよい。
【００１７】
図３は、本発明の製造方法の変形例の工程図である。この方法では、平板状のＰＴＣ材料１の上下両面１ａ、１ｂと２つの側面１ｃ、１ｄの全体をメッキによりにより電極層１１で覆う（同図（ａ））。
【００１８】
次に、電極層１１が、ＰＴＣ材料１の下面１ｂに存在する領域と、ＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ、１ｄ及び下面１ｂに亘って存在する領域とに分断されるように、電極層１１を分断ライン１２でダイアモンドカッター等によって部分的に除去し、上面電極１３と下面電極１４を有するＰＴＣ素子１０Ｄを得る（同図（ｂ））。このＰＴＣ素子１０Ｄに対しては、電極面の中央部で電極面に垂直に直線Ｌで二分することにより、図１のＰＴＣ素子１０Ａと同様の構造のＰＴＣ素子１０ＡＡを得てもよく（同図（ｃ））、さらにそれをモールド材９でモールドしてもよい（同図（ｄ））。
【００１９】
以上のようなＰＴＣ素子の製造方法において、ＰＴＣ材料１自体については特に制限はなく、導電性粒子を結晶性高分子（例えば、ポリオレフィン系樹脂）に分散させた所謂ポリマーＰＴＣ、チタン酸バリウム系ＰＴＣ、クリストバライト系ＰＴＣ（特開平１０−２６１５０５号公報）等を使用することができる。
【００２０】
また、モールド材９としては、ガラス等の無機系絶縁体、あるいはエポキシ系、アクリル系、ポリエステル系等の種々の難燃性の有機系樹脂を使用することができる。これらの無機系絶縁体あるいは有機系樹脂を用いてＰＴＣ素子をモールドする方法としては、印刷、塗布等をあげることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２２】
図１の製造工程により、同図（ｃ）のＰＴＣ素子１０Ｂを次のように製造した。まず、結晶性高分子である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：三井石油化学工業社製、ハイゼックス５０００Ｈ）とエチレン−エチルアクリレートコポリマー（ＥＥＡ：日本ユニカー社製、ＮＶＣ６１７０）と微小球状炭素に銀メッキを施した導電粒子（日本カーボン社製、ＭＳＢ−１０Ａ）を４４：２２：３４の重量比で配合し、加圧ニーダーを用いて１９０℃で混練後、ホットプレス（１９０℃、５ｋｇ／ｃｍ２、２０秒）で厚さ４００μｍのフィルム状にした。これを２．５ｍｍ×４ｍｍの大きさにカットし、ＰＴＣ材料１を得た。
【００２３】
このＰＴＣ材料１の上面１ａ、側面１ｃ及び下面１ｂに、電極層１１として厚さ３５μｍの電解銅箔をホットプレスすることにより貼付し、ダイアモンドカッターでＰＴＣ材料１の下面１ｂ上の銅箔を、下面１ｂと側面１ｃとの縁辺近傍において幅０．５ｍｍの分断ライン１２で切除した。
【００２４】
さらにモールド材９として難燃性樹脂（日本ペルノックス社製、ＥＬＭ−１０００）を、上面電極１３の端子部と下面電極１４の端子部を残して素子全体に塗布し、ＰＴＣ素子１０Ｂを得た。
【００２５】
得られたＰＴＣ素子１０Ｂの厚さは０．８ｍｍであり、図５のＰＴＣ素子１０Ｙの約１／２程度であった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、表面実装型のＰＴＣ素子の厚みを薄くし、かつ低コストに製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のＰＴＣ素子の製造工程図である。
【図２】異なる態様のＰＴＣ素子の断面図である。
【図３】異なる態様のＰＴＣ素子の製造工程図である。
【図４】従来の表面実装型ＰＴＣ素子の製造方法の説明図である。
【図５】インジェクションモールド製法による表面実装型ＰＴＣ素子の断面図である。
【符号の説明】
１ ＰＴＣ材料
１ａ ＰＴＣ材料の上面
１ｂ ＰＴＣ材料の下面
１ｃ ＰＴＣ材料の側面
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０ＡＡ ＰＴＣ素子
１１ 電極層
１２ 分断ライン
１３ 上面電極
１４ 下面電極
Claims (1)
- 平板状のＰＴＣ材料の表面にメッキをすることにより、該ＰＴＣ材料の上下両面と２つの側面の全体に電極層を形成し、
電極層がＰＴＣ材料の下面に存在する領域と、ＰＴＣ材料の上面、側面及び下面に亘って存在する領域とに分断されるように、下面の電極層の縁辺近傍を部分的に除去し、且つそのＰＴＣ材料を、下面の電極層の中央部で二分することにより、二分された各ＰＴＣ材料の上面電極と下面電極との端子が当該ＰＴＣ材料の下面に位置するように形成してＰＴＣ素子を得、
得られたＰＴＣ素子の上面電極の端子と下面電極の端子を露出させる以外はＰＴＣ素子全表面をモールド材で覆う
ことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196202A JP2001196202A (ja) | 2001-07-19 |
| JP3628222B2 true JP3628222B2 (ja) | 2005-03-09 |
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Family Applications (1)
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| JP2000010212A Expired - Fee Related JP3628222B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | Ｐｔｃ素子の製造方法 |
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