JP3826468B2 - ポリマｐｔｃサーミスタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電気電子機器の過電流や過熱に対する回路保護に用いる、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ（以下、「ＰＴＣ」と記す。）サーミスタに関するもので、特に、有機高分子材料を素子本体として用いる面実装タイプのポリマＰＴＣサーミスタおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のポリマＰＴＣサーミスタについて、説明する。
【０００３】
従来のポリマＰＴＣサーミスタは、特公平１−２９０４４号公報に、「導電性粉末を混入した有機高分子材料を素子本体とし、その両面に樹脂に金属粉を混ぜて導電性を持たせた導電性ペーストからなる電極がそれぞれ形成され、これら各電極にリード線が樹脂に金属粉を混ぜて導電性を持たせた導電ペーストによって接続され、さらに、素子本体および電極を覆うように樹脂外装がリード線の先端部を残して付与された」ものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、リード線を有しているため、近年市場より要求される電子部品の低背化および面実装化に対応できないという課題を有していた。
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、低背で、面実装の可能なポリマＰＴＣサーミスタおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、凹状の第１の絶縁基板の凹部内にポリマ導電性シートを有し、前記第１の絶縁基板の凹部を塞ぐように第２の絶縁基板を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１，第２の脚部を有する凹形の第１の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の凹部の上面の一部から第１の脚部の下面にかけて設けられた第１の電極と、前記第１の絶縁基板の第２の脚部の上面から下面にかけて設けられた第２の電極と、前記第１の絶縁基板の凹部に載置され下面に前記第１の電極と導通する第３の電極を有するＰＴＣ特性を有するポリマ導電性シートと、前記第１の絶縁基板の凹部を塞ぐとともに下面に前記第２の電極および前記ポリマ導電性シートと導通する第４の電極を有する第２の絶縁基板とにより構成したものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明のポリマ導電性シートと接する第３，第４の電極は、樹脂と金属粉の混合物からなる樹脂電極である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、凹状の連続してなる基板の脚部に相当する下面に下面電極を形成する工程と、前記基板の脚部で分割して第１の絶縁基板を形成する工程と、前記第１の絶縁基板における第１，第２の脚部の側面に側面電極を形成するとともに前記第１の絶縁基板の凹部の上面の一部、前記第１の脚部の内側面および前記第１の脚部の上面に第１の電極を形成し、かつ前記第２の脚部の上面に第２の電極を形成する工程と、下面に第３の電極を形成したポリマ導電性シートを、第３の電極が前記第１の電極と導通しかつ前記第１，第２の脚部に当接しないように前記第１の絶縁基板の凹部内に載置して形成する工程と、下面に第４の電極を形成してなる第２の絶縁基板を、前記第１の絶縁基板の凹部を塞ぐとともに第４の電極が前記第２の電極およびポリマ導電性シートと導通するように前記第１の絶縁基板に載置して形成する工程とを備えたものである。
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態におけるポリマＰＴＣサーミスタおよびその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態におけるポリマＰＴＣサーミスタの分解斜視図である。
【００１２】
図において、１は第１，第２の脚部２，３で囲まれた凹部４を有する凹状のアルミナ、窒化アルミナ、マグネシア、ジルコニア、ガラスセラミック等のセラミック、あるいはアルミニウム、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、銅マンガン、銅ニッケル亜鉛アルミニウム等の金属にポリエチレン、ナイロン、ポリエーテルアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂等の絶縁膜を形成してなる第１の絶縁基板である。
【００１３】
５は第１の絶縁基板１の凹部４の上面の一部から第１の脚部２の下面にかけて設けられたポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等に銀、銅、ニッケル等の金属粉を充填したもの、あるいは金、銀、銀パラジウム、銅、ニッケル、金白金等の粉体を焼結したものからなる第１の電極である。
【００１４】
６は第１の絶縁基板１の第２の脚部３の上面から下面にかけて設けられたポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等に銀、銅、ニッケル等の金属粉を充填したもの、あるいは金、銀、銀パウジウム、銅、ニッケル、金白金等の粉体を焼結したものからなる第２の電極である。７は第１の絶縁基板１の第１，第２の脚部２，３に当接しないように凹部４内に載置するとともに第１の電極５と導通するように下面にポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等に銀、銅、ニッケル等の金属粉を充填したもの、あるいは金、銀、銀パウジウム、銅、ニッケル、金白金等の粉体を焼結したものからなる第３の電極８を有する高密度ポリエチレン等からなる結晶性ポリマーとカーボンブラック等からなる導電性粒子とを混合してなる組成物よりなるＰＴＣ特性を有するポリマ導電性シートである。
【００１５】
９は第１の絶縁基板１の凹部４を塞ぐとともに下面に第２の電極６およびポリマ導電性シート７と導通するポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等に銀、銅、ニッケル等の金属粉を充填したもの、あるいは金、銀、銀パウジウム、銅、ニッケル、金白金等の粉体を焼結したものからなる第４の電極１０を有するアルミナ、窒化アルミナ、マグネシア、ジルコニア、ガラスセラミック等のセラミック、あるいはアルミニウム、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、銅マンガン、銅ニッケル亜鉛アルミニウム等の金属にポリエチレン、ナイロン、ポリエーテルアミド、ポリイミド、エポキシ樹脂等の絶縁膜を形成してなる第２の絶縁基板である。
【００１６】
以上のように構成された本発明の一実施の形態におけるポリマＰＴＣサーミスタについて、以下にその製造方法を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図２は本発明の一実施の形態におけるポリマＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図である。
【００１８】
まず、図２（ａ）に示すように、凹状の連続してなる基板１１の脚部１２に相当する下面に、銀パラジウムペーストを印刷し８５０℃で焼成して、下面電極１３を形成する。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、基板１１を脚部１２で分割し、第１，第２の脚部１４，１５および凹部１６を有する凹状の第１の絶縁基板１７を形成する。
【００２０】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１の絶縁基板１７における第１，第２の脚部１４，１５の側面に、銀パラジウムペーストを印刷し８５０℃で焼成して、側面電極１８を形成する。
【００２１】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１の絶縁基板１７における第１の脚部１４の上面、内側面および第１の絶縁基板１７の凹部１６と、第２の脚部１５の上面に樹脂銀ペーストを印刷し、第１，第２の電極１９，２０を形成する。
【００２２】
次に、結晶化度７０〜９０％の高密度ポリエチレン５０重量％と、ファーネス法で製造した平均粒径５８ｎｍ、比表面積３８ｍ²／ｇのカーボンブラック４３重量％と、酸化防止剤２重量％と、カップリング剤５重量％を、約１５０℃に加熱した２本ロールにより約３０分間混練し、この混合物をシート状で取り出し、厚みを０．２mmに切断したポリマ導電性シート２１の下面に樹脂銀ペーストを印刷して第３の電極２２を形成し、そしてこのポリマ導電性シート２１を図２（ｅ）に示すように、第３の電極２２が第１の絶縁基板１７における第１の電極１９と導通しかつ第１，第２の脚部１４，１５に当接しないように前記第１の絶縁基板１７の凹部１６内に載置して形成する。
【００２３】
最後に、図２（ｆ）に示すように、下面に樹脂銀ペーストを印刷して第４の電極２３を形成してなる第２の絶縁基板２４を、前記第１の絶縁基板１７の凹部１６を塞ぐとともに第４の電極２３が前記第２の電極２０およびポリマ導電性シート２１と導通するように前記第１の絶縁基板１７の上に載置し、その後、約１５０℃に加熱した熱プレス機で、２０kg／cm²で３０分間圧着し、さらにその後、電子線照射装置内で２０Ｍｒａｄ照射してポリマ導電性シート２１の高密度ポリエチレンに放射線架橋を施し、ポリマＰＴＣサーミスタを製造するものである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ポリマ導電性シートの電極を、リード端子を介して取り出す構成から、絶縁基板から直接取り出す構成とし、さらに、ポリマ導電性シートを立てた構成から、寝かした構成としているため、低背化できかつ安定姿勢でプリント基板上に面実装できるとともに電極を取り出す際に、ポリマ導電性シートの側面に電極を接触させない構成としているため、熱膨張収縮による電極へのストレスも低減したものとなり、これにより、信頼性に優れたポリマＰＴＣサーミスタおよびその製造方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態におけるポリマＰＴＣサーミスタの分解斜視図
【図２】 同ポリマＰＴＣサーミスタの製造方法を示す図
【符号の説明】
１ 第１の絶縁基板
２ 第１の脚部
３ 第２の脚部
４ 凹部
５ 第１の電極
６ 第２の電極
７ ポリマ導電性シート
８ 第３の電極
９ 第２の絶縁基板
１０ 第４の電極

Claims (3)

1. 第１，第２の脚部を有する凹形の第１の絶縁基板と、前記第１の絶縁基板の凹部の上面の一部から第１の脚部の下面にかけて設けられた第１の電極と、前記第１の絶縁基板の第２の脚部の上面から下面にかけて設けられた第２の電極と、前記第１の絶縁基板の凹部に載置され下面に前記第１の電極と導通する第３の電極を有するＰＴＣ特性を有するポリマ導電性シートと、前記第１の絶縁基板の凹部を塞ぐとともに下面に前記第２の電極および前記ポリマ導電性シートと導通する第４の電極を有する第２の絶縁基板とにより構成したポリマＰＴＣサーミスタ。
2. ポリマ導電性シートと接する第３，第４の電極は、樹脂と金属粉の混合物からなる樹脂電極である請求項１記載のポリマＰＴＣサーミスタ。
3. 凹状の連続してなる基板の脚部に相当する下面に下面電極を形成する工程と、前記基板の脚部で分割して第１の絶縁基板を形成する工程と、前記第１の絶縁基板における第１，第２の脚部の側面に側面電極を形成するとともに前記第１の絶縁基板の凹部の上面の一部、前記第１の脚部の内側面および前記第１の脚部の上面に第１の電極を形成し、かつ前記第２の脚部の上面に第２の電極を形成する工程と、下面に第３の電極を形成したポリマ導電性シートを、第３の電極が前記第１の電極と導通しかつ前記第１，第２の脚部に当接しないように前記第１の絶縁基板の凹部内に載置して形成する工程と、下面に第４の電極を形成してなる第２の絶縁基板を、前記第１の絶縁基板の凹部を塞ぐとともに第４の電極が前記第２の電極およびポリマ導電性シートと導通するように前記第１の絶縁基板に載置して形成する工程とを備えたポリマＰＴＣサーミスタの製造方法。

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