JP3857571B2 - ポリマーptcサーミスタおよび温度センサ - Google Patents

ポリマーptcサーミスタおよび温度センサ Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリマーPTCサーミスタ、ならびにこれを用いた温度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリマーPTCサーミスタとは、熱膨張することによって導電性を変化させる導電性ポリマーの正の抵抗温度特性、すなわちPTC(Positive Temperature Coefficient)を利用して通電を断続する素子である。
ポリマーPTCサーミスタの一例を図6を用いて説明する。図6は従来のポリマーPTCサーミスタの斜視図である。図において符号101は導電性ポリマー、102,103は導電性ポリマー101に接合された電極、104,105は導電性ポリマーとの間で電極102,103を被覆する非導電性の樹脂膜である。
【0003】
導電性ポリマー101は、平面視すると長方形で厚さが均一な板状で、例えばポリエチレンとカーボンブラックとを混練した後に、放射線によって架橋して構成された高分子樹脂体である。導電性ポリマー101の内部は、常温ではカーボンブラックの粒子が繋がって存在するために電流が流れる多数の導電パスが形成され、良好な導電性を発揮する。しかしながら、周辺の環境温度の上昇や導電パスを流れる電流の超過等によって導電性ポリマー101が熱膨張すると、カーボンブラックの粒子間距離が広がって導電パスが切られ、導電性を急激に低下させる(抵抗値を増大させる)。
【0004】
電極102,103は、板状の導電性ポリマー101の両端にそれぞれ設けられている。電極102は、導電性ポリマー101の一方の側面101aに沿って設けられた銅製の電極片102aと、電極片102aに繋がって導電性ポリマー101の一端に設けられた基部102bと、導電性ポリマー101と電極片102aとの間に介在するニッケル箔102cとから構成されている。
【0005】
電極103も電極102と同じ構造であり、導電性ポリマー101の他方の側面101bに沿って設けられた銅製の電極片103aと、電極片103aに繋がって導電性ポリマー101の他端に設けられた基部103bと、導電性ポリマー101と電極片103aとの間に介在するニッケル箔103cとから構成されている。
【0006】
電極片102aは導電性ポリマー101と同じ幅で、先端は矩形に形成されて相手方の電極103(後述する電極片103d)との間に平行な間隙を設けて形成されている。基部102bは、電極片102aと他方の側面101bに一部残された銅製の電極片102dとをハンダの被覆層102eで一体化して形成されている。
【0007】
電極片103aは導電性ポリマー101と同じ幅で、先端は矩形に形成されて相手方の電極102(上述した電極片102d)との間に平行な間隙を設けて形成されている。基部103bは、電極片103aと一方の側面101aに一部残された銅製の電極片103dとをハンダの被覆層103eで一体化して形成されている。
【0008】
樹脂膜104は、導電性ポリマー101の側面101aを、基部102bや電極片102dを除いて電極片102aを被覆するように形成されている。樹脂膜105も、導電性ポリマー101の側面101bを、基部103bや電極片103dを除いて電極片103aを被覆するように形成されている。
【0009】
上記のように構成されたポリマーPTCサーミスタは、導電性ポリマー101のPTC特性を利用して、周辺の環境温度が所定の温度(導電性ポリマーが熱膨張する温度)より低ければ電流を流し、環境温度が所定の温度以上になれば導電性ポリマー101が熱膨張して通電を断つというように、導電性ポリマー101の置かれる環境温度をトリガとするスイッチとして機能させることが可能である。
【0010】
また、上記のポリマーPTCサーミスタは、電極102,103間に過電流が生じたときには導電性ポリマー101がジュール熱による自己発熱によって熱膨張して通電を断ち、電流の超過が解除されると通電可能な状態に戻るというように、電極102,103間に通電される電流の大きさをトリガとするスイッチとして機能させることも可能である。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち本発明は、PTC特性を有する導電性ポリマーと、該導電性ポリマーに接合された電極とを備えるポリマーPCTサーミスタにおいて、
前記電極は前記導電性ポリマーの或る側面に沿って該側面の縁から離間した位置に配設され、樹脂膜が、前記電極を包むようにして前記或る側面を被覆していることを特徴とする。
【0012】
ところで、上記のポリマーPTCサーミスタでは、電極片102a,103aやニッケル箔102c,103cの側縁が常時空気に触れているので、空気中の水分の影響を受け易く、時間が経過するにつれて徐々に酸化してしまう。こういった酸化現象は、導電性ポリマー101とニッケル箔102c,103cとの間で特に活発に進行し、導電性ポリマー101と電極片102a,103aとの接触不良を引き起こして通電を阻害する要因となってポリマーPTCサーミスタの性能事態に影響を与えるので大きな問題となっている。しかも近年では、ポリマーPTCサーミスタにも小型化(例えば導電性ポリマー101の大きさが長辺×短辺×板厚;1.60mm×0.80mm×0.62mm以下)への要求が高まっているが、小型のポリマーPTCサーミスタほど導電性ポリマーと電極片との接触面積が小さくなることから、わずかな酸化でも接触不良が起こり易くなる。
【0013】
また、上記のポリマーPTCサーミスタでは、電極片102a,103aの側縁が露出しているため、これを例えば電気機器の回路基板上にハンダ付けする場合、ハンダの滓が電極片102a,103a間に跨って付着し、短絡を引き起こしてスイッチとしての機能を阻害する可能性があるので問題となっている。
【0014】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、電極の酸化を防止してポリマーPTCサーミスタの性能低下を未然に防止することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち本発明は、PTC特性を有する導電性ポリマーと、該導電性ポリマーに接合された電極とを備えるポリマーPCTサーミスタにおいて、
前記電極は前記導電性ポリマーの或る側面に沿って該側面の縁から離間した位置に配設され、前記樹脂膜は前記電極を包むようにして前記或る側面を被覆していることを特徴とする。
【0016】
本発明においては、電極を導電性ポリマーの或る側面に沿って該側面の縁から離間した位置に配設し、さらに電極を包むようにして側面を被覆する樹脂膜を形成することにより、電極が、酸化の始まりとなり易い導電性ポリマーと樹脂膜との境界から離間するとともに導電性ポリマー上で樹脂膜に覆われることになるので、導電性ポリマーと電極との間に水分が進入しなくなって電極の酸化が防止される。さらに、電極の周囲には、導電性ポリマーと樹脂膜とが重なって水分の進入を阻む耐食領域が形成されるので、これによっても電極の酸化が防止さる。
【0017】
本発明においては、導電性ポリマーを板状に形成し、該導電性ポリマーの2つの側面に振り分けて電極をひとつずつ配設し、電極を包むようにして2つの側面をそれぞれ被覆する樹脂膜を形成するのが望ましい。この構造を採用すれば、導電性ポリマーに対する電極の取り付けや電極を被覆する樹脂膜の形成といった作業が行い易くなり、ポリマーPCTサーミスタを製造するにあたって生産性の向上が図れる。
【0018】
また、本発明においては、電極を導電性ポリマーの或る側面に2つ離間して配設し、2つの電極を包むようにして側面を被覆する樹脂膜を形成してもよい。この構造を採用しても、導電性ポリマーに対する電極の取り付けや電極を被覆する樹脂膜の形成といった作業が行い易くなり、ポリマーPCTサーミスタを製造するにあたって生産性の向上が図れる。
【0019】
上記のような特徴を有するポリマーPCTサーミスタは、周辺の環境温度をトリガとしたスイッチング機能により温度検知素子として用いることが可能であり、特に温度センサに好適である。
【0020】
導電性ポリマーの熱膨張温度、すなわち導電パスが断続される温度は、それ自体の組成を変化させたりカーボンブラックの量を調整したりすることで任意に設定が可能である。そこで、導電性ポリマーの熱膨張温度をある値に設定しておき、2つの電極間に通電があれば対象物の温度はある値より低く、通電が途切れればある値を越えたと判断する。このように、本発明のポリマーPTCサーミスタを温度検知素子として用いることで、目標温度を絞って明確な温度検知が可能になる。
【0021】
さらに、例えば各種電気機器の回路基板上に、該回路基板が正常に動作し得る上限温度を勘案して導電性ポリマーの熱膨張温度を設定した本発明のポリマーPCTサーミスタを設置することで、基板が異常に発熱した場合に回路が遮断されるので、電気機器の保全が図れる。
【0022】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
以下、本発明に係る第1の実施形態について、図1ないし図3を参照して説明する。図1(a)は本実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの平面図であり、以下(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。図2は同じく本実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの斜視図である。
このポリマーPTCサーミスタは、各種の電気機器に、過熱を生じた回路基板の保護を目的とする温度検知素子として用いられるものである。各図において符号1は導電性ポリマー、2,3は導電性ポリマー1に接合された電極、4,5は導電性ポリマーとの間で電極2,3を被覆する非導電性の樹脂膜である。
【0023】
導電性ポリマー1は、平面視すると長方形で厚さが均一な板状(長辺×短辺×板厚;1.60mm×0.80mm×0.62mm)で、例えばポリエチレンとカーボンブラックとを混練した後に、放射線によって架橋して構成された高分子樹脂体である。導電性ポリマー1の内部は、常温ではカーボンブラックの粒子が繋がって存在するために電流が流れる多数の導電パスが形成され、良好な導電性を発揮する。しかしながら、周辺の環境温度の上昇や導電パスを流れる電流の超過等によって導電性ポリマー1が熱膨張すると、カーボンブラックの粒子間距離が広がって導電パスが切られ、導電性を急激に低下させる(抵抗値を増大させる)。
【0024】
電極2,3は、導電性ポリマー1の長手方向の両端にそれぞれ設けられている。電極2は、導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿って設けられた銅製の電極片2aと、電極片2aに繋がって導電性ポリマー1の一端に設けられた基部2bと、導電性ポリマー1と電極片2aとの間に介在するニッケル箔2cとから構成されている。
【0025】
電極3も電極2と同じ構造であり、導電性ポリマー1の他方の側面1bに沿って設けられた銅製の電極片3aと、電極片3aに繋がって導電性ポリマー1の他端に設けられた基部3bと、導電性ポリマー1と電極片3aとの間に介在するニッケル箔3cとから構成されている。
【0026】
電極片2aは基端を除く部分が短冊状(長さ×幅;0.73mm×0.40mm)で、厚さは20〜30μmに成形されている。電極片2aは導電性ポリマー1に長手方向を一致させてはいるが、その幅は導電性ポリマー1よりも狭くなっており、電極片2aの長手方向の2つの側縁2d,2dは導電性ポリマー1の両側縁からそれぞれ0.20mm程度の間隔を空けて配置されている。また、電極片2aの先端は矩形に形成されて相手方の電極3(後述する電極片3e)との間に0.27mm程度の間隙を設けられている。
【0027】
基部2bは、電極片2aの基端と、導電性ポリマー1の他方の側面1bに一部残された銅製の電極片2eとを、導電性ポリマー1の一端に形成された凹部1cに沿って一体化したもので、その表面にはハンダの被覆層2fが形成されている。被覆層2fの厚さは20〜35μm程度となっている。
【0028】
電極片3aも電極片2aと同形状、同寸法の短冊状をなしており、導電性ポリマー1に長手方向を一致させてはいるが、その幅は導電性ポリマー1よりも狭くなっており、電極片3aの長手方向の2つの側縁3d,3dは導電性ポリマー1の両側縁からそれぞれ0.20mm程度の間隔を空けて配置されている。また、電極片3aの先端は矩形に形成されて相手方の電極2(上述した電極片2e)との間にやはり0.27mm程度の間隙を設けられている。
【0029】
基部3bは、電極片3aの基端と、導電性ポリマー1の一方の側面1aに一部残された銅製の電極片3eとを、導電性ポリマー1の他端に形成された凹部1dに沿って一体化したもので、その表面にはハンダの被覆層3fが形成されている。被覆層3fの厚さは20〜35μm程度となっている。
【0030】
樹脂膜4は、導電性ポリマー1の一方の側面1aを、基部2bや電極片2eを除いて電極片2aをすべて覆い隠すように形成されており、その厚さは10〜15μm程度となっている。樹脂膜5も、導電性ポリマー1の他方の側面1bを、基部3bや電極片3eを除いて電極片3aをすべて覆い隠すように形成されており、その厚さは10〜15μm程度となっている。
【0031】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタは、導電性ポリマー1のPTC特性を利用して、環境温度をトリガとするスイッチとして機能する。導電性ポリマー1の熱膨張温度、すなわち導電パスが断続される温度は、それ自体の組成を変化させたりカーボンブラックの量を調整したりすることで任意に設定が可能である。そこで、対象物の温度がある値を越えたか否かを知りたい場合は、導電性ポリマー1の組成を変化させたりカーボンブラックの量を調整したりして導電性ポリマー1の熱膨張温度を上記のある値に等しく設定しておき、電極2,3間に通電があれば対象物の温度はある値より低く、通電が途切れればある値を越えたと判断する。このように、ポリマーPTCサーミスタを温度検知素子として使用するのである。
【0032】
これ以外にも、例えば各種電気機器の回路基板上に、該回路基板が正常に動作し得る上限温度を勘案して導電性ポリマー1の熱膨張温度を設定したポリマーPCTサーミスタを設置しておけば、基板が異常に発熱した場合に回路が遮断されるので、電気機器の保全を図ることが可能である。
なお、上記のいずれについても作動の仕方は従来のポリマーPTCサーミスタと同じなので、ここでの説明は省略する。
【0033】
上記のポリマーPTCサーミスタを製造する工程を図3を参照して説明する。図3(a)〜(e)は各製造工程にあるポリマーPTCサーミスタの状態を示す断面図である。
まず、図3(a)に示すように、厚さが均一な導電性ポリマーの生板11の両面にニッケル箔12を圧着したワーク13を用意する。この部分がいずれポリマーPTCサーミスタにおける導電性ポリマー1となる。
ワーク13には、等ピッチの貫通孔14の列を、等しい間隔を空けて複数形成する。ポリマーPTCサーミスタは、貫通孔14の隣り合う列間において個々に各部を形成され、ワーク13を切断することで最終的に製品となる。なお、貫通孔14は、隣り合う列に属するものどうしが凹部1c,1dとなる。
【0034】
図3(b)に示すように、ワーク13の表裏両面および貫通孔14の内面すべてに銅のメッキ層15を形成する。この部分が電極2,3となる。
【0035】
図3(c)に示すように、ワーク13の表裏両面の所定の部分にエッチングを施し、銅のメッキ層15およびニッケル箔12を除去してその部分から導電性ポリマーの生板11の表面を露出させる。この部分が電極片2aと電極片3eとの間に設けられる間隙となる。
【0036】
図3(d)に示すように、銅のメッキ層15の所定の部分と、導電性ポリマーの生板11の表面を露出させた部分とを被覆するように、樹脂層16を形成する。この部分が樹脂膜4,5となる。
【0037】
図3(e)に示すように、樹脂層16をマスク代わりに利用してその他の部分(孔14の内面も含む)にハンダのメッキ層17を形成する。この部分がハンダの被覆層2f,3fとなる。この後、ワーク13を貫通孔14の列に沿って切断し、さらに図3の紙面に平行な方向に沿って切断して最終的な製品としてのポリマーPTCサーミスタを得る。
【0038】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタにおいては、例えば電極片2aを導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿わせつつ、電極片2aの側縁2dを導電性ポリマー1の側縁からは離間した位置に配設し、さらにこの側面1aを電極片2aごと樹脂膜4で被覆したことにより、電極片2aが酸化の始まりとなり易い導電性ポリマー1と樹脂膜4との境界から離間し、すべてが樹脂膜4に覆われてしまうので、空気に晒されることがない。これにより、電極片2aの酸化を防止することができる。さらに、電極片2aの周囲には導電性ポリマー1と樹脂膜4とが重なって水分の進入を阻む耐食領域が形成されるので、これによっても電極片2aの酸化を防止することができる。これは、電極片3aについても同様に期待される効果である。
【0039】
また、上記のようにして製造されるポリマーPTCサーミスタにおいては、板状の導電性ポリマー1の両側面に振り分けて2つの電極片2a,3aをそれぞれ配設するので、導電性ポリマー1に対する電極2,3の取り付けや電極片2a,3aを被覆する樹脂膜4,5の形成といった作業が行い易くなり、生産性の向上を図ることができる。
【0040】
なお、本実施形態においては電極片2a,3aをすべて覆い隠すように樹脂膜4,5を形成したが、導電性ポリマー1と電極片2a,3aとの間に進行する酸化を防止する意味では、少なくとも導電性ポリマー1と電極片2aとの境界を含んで外部に露出する領域、および導電性ポリマー1と電極片3aとの境界を含んで外部に露出する領域のみを樹脂膜で被覆する構造を採用してもよい。
【0041】
[第2の実施形態]
次に、本発明に係る第2の実施形態について、図4を参照して説明する。図4(a)は本実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの平面図であり、以下(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。なお、上記第1の実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
【0042】
本実施形態においては、電極12,13の構造が上記第1の実施形態と異なる。電極12は、導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿って設けられた銅製の電極片12aと、他方の側面1bに沿って設けられた同じく銅製の電極片12bと、電極片12a,12bに跨って導電性ポリマー1の一端に設けられた基部12cと、導電性ポリマー1と電極片12a,12bとの間にそれぞれ介在するニッケル箔12dとから構成されている。
【0043】
電極13も電極12と同じ構造であり、導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿って設けられた銅製の電極片13aと、他方の側面1bに沿って設けられた同じく銅製の電極片13bと、電極片13a,13bに跨って導電性ポリマー1の他端に設けられた基部13cと、導電性ポリマー1と電極片13a,13bとの間にそれぞれ介在するニッケル箔13dとから構成されている。
【0044】
電極片12aは先端が斜めに切除された直角三角形の舌片状(長さ;0.73mm)をなしており、斜辺と隣り合う側縁12eを導電性ポリマー1の長手方向に一致させてはいるが、導電性ポリマー1の側縁からは0.10mm程度の間隔を空けて配置されている。
【0045】
電極片13aも電極片12aと同形状、同寸法で先端が斜めに切除された直角三角形の舌片状をなしており、斜辺と隣り合う側縁13eを導電性ポリマー1の長手方向を一致させてはいるが、導電性ポリマー1の側縁からはやはり0.10mm程度の間隔を空けて配置されている。電極片12a,13aは、導電性ポリマー1の一方の側面1a上において、先端の斜辺どうしを平行に向かい合わせ、0.27mm程度の間隙を設けて配置されており、その間隔は導電性ポリマー11の板厚よりも大きく設定されている。
【0046】
電極片12b,13bについても、導電性ポリマー1の他方の側面1b上に電極片12a,13aと同様に配置されており、斜辺と隣り合う側縁12e,13eを導電性ポリマー1の長手方向にそれぞれ一致させ、かつ導電性ポリマー1の側縁から0.10mm程度の間隔を空けて配置されている。また、先端の斜辺どうしを平行に向かい合わせ、0.27mm程度の間隙を設けて配置されている。
【0047】
基部12cは、電極片12a,12bを凹部1cに沿って一体化したもので、その表面にはハンダの被覆層12fが形成されている。基部13cも基部12cと同じく、電極片13a,13bを凹部1dに沿って一体化したもので、その表面にはハンダの被覆層13fが形成されている。被覆層12f,13fの厚さはいずれも20〜35μm程度となっている。
【0048】
樹脂膜4は、導電性ポリマー1の一方の側面1aを、基部12c,13cを除いて電極片12a,13aをすべて覆い隠すように形成されている。樹脂膜5も、導電性ポリマー1の他方の側面1bを、基部12c,13cを除いて電極片12b,13bをすべて覆い隠すように形成されている。
【0049】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタも、上記第1の実施形態と同じく、環境温度をトリガとしたスイッチング機能、ならびに電極12,13間に通電される電流の大きさをトリガとしたスイッチング機能とを有しているが、作動の仕方は同じなので説明は省略する。また、ポリマーPTCサーミスタの製造工程も第1の実施形態に準じるのでその説明も省略する。
【0050】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタにおいては、例えば電極片12aを導電性ポリマー11の一方の側面1aに沿わせつつ、電極片12aの側縁12eを導電性ポリマー11の側縁からは離間した位置に配設し、さらにこの側面1aを電極片12aごと樹脂膜4で被覆したことにより、電極片12aが酸化の始まりとなり易い導電性ポリマー1と樹脂膜4の境界から離間し、すべてが樹脂膜4に覆われてしまうので、空気に晒されることがない。これにより、電極片12aの酸化を防止することができる。さらに、電極片12aの周囲には導電性ポリマー1と樹脂膜4とが重なって水分の進入を阻む耐食領域が形成されるので、これによっても電極片12aの酸化を防止することができる。これは、電極片12b,13a,13bについても同様に期待される効果である。
【0051】
[第3の実施形態]
次に、本発明に係る第3の実施形態について、図5を参照して説明する。図5(a)は本実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの平面図であり、以下(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。なお、上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同一符号を付して説明は省略する。
【0052】
本実施形態においては、電極22,23の構造が上記の各実施形態と異なる。電極22は、導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿って設けられた銅製の電極片22aと、電極片22aに繋がって導電性ポリマー1の一端に設けられた基部22bと、導電性ポリマー1と電極片22aとの間に介在するニッケル箔22cとから構成されている。
【0053】
電極23も電極22と同じ構造であり、導電性ポリマー1の一方の側面1aに沿って設けられた銅製の電極片23aと、電極片23aに繋がって導電性ポリマー1の他端に設けられた基部23bと、導電性ポリマー1と電極片23aとの間に介在するニッケル箔23cとから構成されている。なお、導電性ポリマー1の他方の側面1bには電極片22a,23aにあたるものは設けられていない。
【0054】
電極片22aは鋤歯(すきば)状をなしており、それぞれの歯22dは長さが0.90mm、幅が0.10mm程度で、隣り合うものどうしの間隔が0.30mm程度に形成されており、各歯22dの長手方向を導電性ポリマー1に長手方向を一致させて配置されている。電極片23aも電極片22aと同形状、同寸法の鋤歯状をなしており、各歯23dの長手方向を導電性ポリマー1に長手方向を一致させるとともに、電極片22aと互いの歯を向かい合わせて互い違いに組み合わせて配置されている。互い違いに組み合わされた歯22d,23dは、0.10mm程度の間隔を空けて配置され、導電性ポリマー1の幅方向の外側に配置された歯22d,23dは、そのどちらもが導電性ポリマー1の側縁からそれぞれ0.05mm程度の間隔を空けて配置されている。
【0055】
基部22bは、電極片22aの基端と、導電性ポリマー1の他方の側面1bに一部残された銅製の電極片22eとを、凹部1cに沿って一体化したもので、その表面にはハンダの被覆層22fが形成されている。基部23bも基部22bと同じく、電極片23aの基端と他方の側面1bに一部残された銅製の電極片23eとを、凹部1cに沿って一体化したもので、その表面はハンダの被覆層23fが形成されている。被覆層22f,23fの厚さはいずれも20〜35μm程度となっている。
【0056】
樹脂膜4は、導電性ポリマー1の一方の側面1aを、基部22b,23bを除いて電極片22a,23aをすべて覆い隠すように形成されている。樹脂膜5は、導電性ポリマー1の他方の側面1bを、電極片22e,23eを除いてすべて覆い隠すように形成されている。
【0057】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタも、上記の各実施形態と同じく、環境温度をトリガとしたスイッチング機能、ならびに電極22,23間に通電される電流の大きさをトリガとしたスイッチング機能とを有しているが、作動の仕方は同じなので説明は省略する。また、ポリマーPTCサーミスタの製造工程も第1の実施形態に準じるのでその説明も省略する。
【0058】
上記のような構造のポリマーPTCサーミスタにおいては、鋤歯状に形成した電極片22a,23aを、それぞれの歯22d,23dを互い違いに組み合わせるとともに導電性ポリマー1の側縁から離間した位置に配置し、さらにこの側面1aを電極片22a,23aごと樹脂膜4で被覆したことにより、電極片22a,23aが酸化の始まりとなり易い導電性ポリマー1と樹脂膜4の境界から離間し、すべてが樹脂膜4に覆われてしまうので、空気に晒されることがない。これにより、電極片22a,23aの酸化を防止することができる。さらに、互い違いに組み合わされた電極片22a,23aの周囲には導電性ポリマー1と樹脂膜4とが重なって水分の進入を阻む耐食領域が形成されるので、これによっても電極片22a,23aの酸化を防止することができる。
【0059】
また、上記のような構造のポリマーPTCサーミスタにおいては、導電性ポリマー1に対する電極22,23の取り付けや電極片22a,23aを被覆する樹脂膜4の形成といった作業が行い易くなり、ポリマーPCTサーミスタを製造するにあたって生産性の向上を図ることができる。
【0060】
なお、上記の各実施形態においては、ポリマーPTCサーミスタを、過熱を生じた回路基板の保護を目的とする温度検知素子として使用した例について説明したが、本発明に係るポリマーPTCサーミスタは、電極2,3間に通電される電流の大きさをトリガとするスイッチとして機能させることも可能である。この場合の用途としては、例えばリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッカド二次電池等の二次電池について、過充電の防止を目的とする過電流保護素子として用いられる。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るポリマーPTCサーミスタによれば、電極を導電性ポリマーの或る側面に沿って該側面の縁から離間した位置に配設し、電極を包むようにして側面を被覆する樹脂膜を形成することにより、電極が、酸化の始まりとなり易い導電性ポリマーと樹脂膜との境界から離間するとともに導電性ポリマー上で樹脂膜に覆われてしまい、導電性ポリマーと電極との間に水分が進入しなくなって電極の酸化が防止されるので、これを原因とするポリマーPTCサーミスタの性能低下を防止することができる。さらに、電極の周囲には導電性ポリマーと樹脂膜とが重なって水分の進入を阻む耐食領域が形成されるので、これによっても電極の酸化が防止され、ポリマーPTCサーミスタの性能低下を防止することができる。
【0062】
本発明に係るポリマーPTCサーミスタによれば、導電性ポリマーを板状に形成し、該導電性ポリマーの2つの側面に振り分けて電極をひとつずつ配設し、電極を包むようにして2つの側面をそれぞれ被覆する樹脂膜を形成することにより、導電性ポリマーに対する電極の取り付けや電極を被覆する樹脂膜の形成といった作業が行い易くなるので、ポリマーPCTサーミスタを製造するにあたって生産性の向上を図ることができる。
【0063】
本発明に係るポリマーPTCサーミスタによれば、電極を導電性ポリマーの或る側面に2つ離間して配設し、2つの電極を包むようにして側面を被覆する樹脂膜を形成することにより、導電性ポリマーに対する電極の取り付けや電極を被覆する樹脂膜の形成といった作業が行い易くなり、ポリマーPCTサーミスタを製造するにあたって生産性の向上を図ることができる。
【0064】
また、本発明に係る温度センサによれば、本発明のポリマーPTCサーミスタを温度検知素子として用いることで、明確な温度検知が可能である。さらに、例えば各種電気機器の回路基板上に、該回路基板が正常に動作し得る上限温度を勘案して導電性ポリマーの熱膨張温度を設定したポリマーPCTサーミスタを設置することにより、基板が異常に発熱した場合に回路が遮断されるので、電気機器の保全が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態におけるポリマーPTCサーミスタを示す図であって、(a)はその平面図であり、(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。
【図2】 同じく第1の実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの斜視図である。
【図3】 同じく第1の実施形態におけるポリマーPTCサーミスタの製造工程を段階的に示す図である。
【図4】 本発明の本発明の第2の実施形態におけるポリマーPTCサーミスタを示す図であって、(a)はその平面図であり、(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。
【図5】 第3の実施形態におけるポリマーPTCサーミスタを示す図であって、(a)はその平面図であり、(b)は裏面図、(c)は前面図、(d)は後面図、(e)は左側面図、(f)は右側面図である。
【図6】 従来のポリマーPTCサーミスタの斜視図である。
【符号の説明】
1 導電性ポリマー
2,3 電極
2a,3a 電極片
2b,3b 基部
2c,3c ニッケル箔
4,5 樹脂膜

Claims (4)

  1. PTC特性を有する導電性ポリマーと、該導電性ポリマーに接合された電極とを備えるポリマーPTCサーミスタにおいて、
    前記電極は、前記導電性ポリマーの互いに平行な2つの側面の双方に2つずつ互いに離間して配設され、且つ、それぞれの電極は、配設された側面の縁からも離間して配設されており、
    樹脂膜が、前記電極を包むようにして前記2つの側面を被覆していることを特徴とするポリマーPTCサーミスタ。
  2. 前記電極は、
    (a) 先端が斜めに切除された直角三角形の舌片状をなし、
    (b) 前記直角三角形の斜辺と隣り合う一の側縁は、近接する前記導電性ポリマーの側縁から間隔を置いて、前記導電性ポリマーの長手方向に延在しており、
    (c) 前記導電性ポリマーの同一側面上に形成された2つの前記電極の前記直角三角形の斜辺どうしは、間隔をおいて、互いに平行に延在している、
    ことを特徴とする請求項1に記載のポリマーPTCサーミスタ。
  3. PTC特性を有する導電性ポリマーと、該導電性ポリマーに接合された電極とを備えるポリマーPTCサーミスタにおいて、
    (i) 前記電極は、
    (a) 先端が斜めに切除された直角三角形の舌片状をなして前記導電性ポリマーの或る側面に2つ離間して配設され、
    (b) 前記直角三角形の斜辺と隣り合う一の側縁は、近接する前記導電性ポリマーの側縁から間隔を置いて、前記導電性ポリマーの長手方向に延在しており、
    (c) 2つの前記電極の前記直角三角形の斜辺どうしは、間隔をおいて、互いに平行に延在しており、
    (ii) 樹脂膜が、2つの前記電極を包むようにして前記或る側面を被覆している、
    ことを特徴とするポリマーPTCサーミスタ。
  4. 請求項1ないし3記載のポリマーPTCサーミスタを温度検知素子として用いたことを特徴とする温度センサ。
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