JP4012916B2 - PTC element and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、PTC素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a PTC element and a manufacturing method thereof.
過電流から回路素子を保護するための素子として、PTC(Positive TemperatureCoefficient)素子が知られている。PTC素子は、ある特定の温度領域に達すると、正温度係数が急激に増大する素子である。そのようなPTC素子の一つとして、下記特許文献1に記載されたものが知られている。
上記特許文献1に記載されたPTC素子では、ニッケル等の金属からなる端子電極が、結晶性ポリマーに導電性粒子を分散した有機質正温度特性組成物からなる素体の表裏両面に熱圧着されて固定されている。端子電極は、素体から互い違いに突出しており、それぞれ突出した部分がリードとなっている。
In the PTC element described in
しかしながら、熱圧着により端子電極を素体に接合する場合、圧着されて押しつぶされた素体が、端子電極の一部において互いに対向している対向領域以外の領域であるリードにまで延出してしまう。そのため、延出した素体によってリードが覆われてしまい、PTC素子を実装する際に接続不良が生じうるという問題があった。 However, when the terminal electrode is joined to the element body by thermocompression bonding, the element body that has been crimped and crushed extends to a lead that is a region other than the opposing region facing each other in a part of the terminal electrode. . Therefore, the lead is covered with the extended element body, and there is a problem that connection failure may occur when the PTC element is mounted.
本発明は、端子電極における接続不良の発生を抑制することのできるPTC素子及びその製造方法を提供することを目的とする An object of the present invention is to provide a PTC element capable of suppressing the occurrence of connection failure in a terminal electrode and a method for manufacturing the same.
本発明に係るPTC素子の製造方法は、樹脂及び導電性粒子を含む素体と、一方の面が粗面となっている一対の端子電極とを備えるPTC素子の製造方法であって、素体となる素体素材及び各端子電極を用意する工程と、各端子電極の粗面側の一部が互いに対向するように各端子電極を配置すると共に、各端子電極が互いに対向する領域によって挟まれる位置に素体素材を配置して、各端子電極と素体素材とを圧着する工程と、各端子電極と素体素材とを圧着する工程により各端子電極が互いに対向する領域から延出した素体素材の延出部分から、その延出部分と接合している端子電極の内部に至るまで切断部材の先端を導入することで、延出部分を切断する工程と、切断部材の先端が端子電極の内部に導入されている状態で、各端子電極が互いに対向する領域から離れる方向に、少なくとも延出部分の端部まで移動させて、切欠き部を形成する工程と、を備えることを特徴とする。 A method for producing a PTC element according to the present invention is a method for producing a PTC element comprising an element body containing a resin and conductive particles, and a pair of terminal electrodes whose one surface is a rough surface. Preparing the element body material and each terminal electrode, and arranging each terminal electrode so that a part of the rough surface side of each terminal electrode faces each other, and each terminal electrode is sandwiched between regions facing each other An element in which each terminal electrode is extended from a region facing each other by the step of crimping each terminal electrode and the element body material and the step of crimping each terminal electrode and the element body material by arranging the element body material at the position. A step of cutting the extending part by introducing the tip of the cutting member from the extending part of the body material to the inside of the terminal electrode joined to the extending part, and the tip of the cutting member is the terminal electrode Each terminal electrode is in the state of being introduced inside Away from the region facing the stomach, is moved to the end of at least extended portion, characterized in that it comprises a step of forming a notch, a.
本発明に係るPTC素子の製造方法では、切断部材の先端を、延出部分からその延出部分と接合している端子電極の内部に至るまで導入することで、各端子電極が互いに対向する領域から延出した素体素材の延出部分を切断している。そして、この切断部材の先端を端子電極の内部に導入した状態のまま、延出部分側で且つ端子電極の延在方向に少なくとも延出部分の端部まで切断部材を移動させている。そのため、素体素材と端子電極とを圧着することによって端子電極の粗面内に食い込んだ素体素材の延出部分が、端子電極の表面(粗面)と共に除去される。その結果、PTC素子の実装の際に、端子電極における接続不良の発生が抑制される。また、切断部材の先端を端子電極の内部に導入した状態のまま、少なくとも延出部分の端部まで移動させて切欠き部を形成しているため、切欠き部において端子電極が曲がりやすくなるので、端子電極に外力が加わった場合でも端子電極が素体から極めて剥離し難くなる。さらに、各端子電極が対向する領域から延出した素体素材の延出部分を除去しているため、PTC素子の外観を良好に保つことができる。 In the method for manufacturing a PTC element according to the present invention, the distal end of the cutting member is introduced from the extended portion to the inside of the terminal electrode joined to the extended portion, so that the terminal electrodes are opposed to each other. The extension part of the element body material extending from is cut off. And the cutting member is moved to the extended part side and the edge part of the extended part at least to the edge part of the extended part with the front-end | tip of this cutting member introduced into the inside of the terminal electrode. Therefore, the extension part of the element body material that has bitten into the rough surface of the terminal electrode by crimping the element body material and the terminal electrode is removed together with the surface (rough surface) of the terminal electrode. As a result, the occurrence of connection failure in the terminal electrode is suppressed when the PTC element is mounted. In addition, since the notch is formed by moving at least the end of the extended portion while the tip of the cutting member is introduced into the terminal electrode, the terminal electrode is easily bent at the notch. Even when an external force is applied to the terminal electrode, the terminal electrode is extremely difficult to peel from the element body. Furthermore, since the extended portion of the element material extending from the region where the terminal electrodes face each other is removed, the appearance of the PTC element can be kept good.
一方、本発明に係るPTC素子は、樹脂及び導電性粒子を含む素体と、一方の面が粗面となっている一対の端子電極とを備えるPTC素子であって、各端子電極は、その粗面側の一部が互いに対向するように配置され、素体は、各端子電極が互いに対向する領域に挟まれる位置に配置されると共に、各端子電極が延在している側の外面が切断面となっており、各端子電極が互いに対向する側の面で且つ各端子電極が互いに対向する領域以外の領域に、切断面と同一平面である壁面を有する切欠き部がそれぞれ形成されていることを特徴とする。 On the other hand, the PTC element according to the present invention is a PTC element comprising an element body containing a resin and conductive particles and a pair of terminal electrodes whose one surface is a rough surface. Arranged so that parts of the rough surface face each other, the element body is arranged at a position where each terminal electrode is sandwiched between regions facing each other, and the outer surface on the side where each terminal electrode extends is Cutout portions each having a wall surface that is the same plane as the cut surface are formed in a region other than a region where each terminal electrode is opposed to each other and a region where each terminal electrode is opposed to each other. It is characterized by being.
本発明に係るPTC素子では、素体の各端子電極が延在している側の外面が切断面となっている。そのため、各端子電極が対向する領域から素体素材が延出して端子電極が覆われていないので、PTC素子の実装の際に、端子電極における接続不良の発生が抑制される。ここで、切断面と切欠き部の壁面とが同一平面でなくてずれているような場合に端子電極に力が加わると、端子電極に余計な応力が発生し、除去されずに残された延出部分がその応力によって端子電極と共に曲げられ、端子電極が素体から剥離してしまうことがある。しかしながら、本発明に係るPTC素子の各端子電極には、切断面と同一平面である壁面を有する切欠き部がそれぞれ形成されているため、切欠き部において端子電極が曲がりやすくなるので、端子電極に外力が加わった場合でも端子電極が素体から極めて剥離し難くなっている。 In the PTC element according to the present invention, the outer surface on the side where each terminal electrode of the element body extends is a cut surface. Therefore, since the element body material extends from the region where each terminal electrode opposes and the terminal electrode is not covered, the occurrence of connection failure in the terminal electrode is suppressed when the PTC element is mounted. Here, when the force is applied to the terminal electrode when the cut surface and the wall surface of the notch portion are not the same plane and are shifted, extra stress is generated in the terminal electrode, which remains without being removed. The extended portion may be bent together with the terminal electrode due to the stress, and the terminal electrode may be peeled off from the element body. However, since each terminal electrode of the PTC element according to the present invention has a notch portion having a wall surface that is the same plane as the cut surface, the terminal electrode is easily bent at the notch portion. Even when an external force is applied to the terminal electrode, the terminal electrode is extremely difficult to peel from the element body.
本発明によれば、端子電極における接続不良の発生を抑制することのできるPTC素子及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the PTC element which can suppress generation | occurrence | production of the connection failure in a terminal electrode, and its manufacturing method can be provided.
本発明の実施形態に係るPTC素子について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 A PTC element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
図1及び図2を参照して、本実施形態に係るPTC素子1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るPTC素子を示す斜視図である。図2は、本実施形態に係るPTC素子の一部を拡大して示す断面図である。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of the
PTC素子1は、ポリマーPTCであり、素体10と、一対の端子電極12,14とを備えている。
The
素体10は、結晶性高分子樹脂に導電性フィラーを分散させることで形成されている。導電性フィラーとしてはNi粉が、結晶性高分子樹脂としては熱可塑性樹脂であるポリエチレン樹脂がそれぞれ好適に用いられる。素体10は、各端子電極12,14に加圧及び加熱により圧着されている。また、素体10において各端子電極12,14と接合されていない外周面を構成する側面101〜104は、切断面となっている。
The
各端子電極12,14は、例えばNi又はNi合金からなる略矩形状の平板である。各端子電極12,14は、それぞれの一部が互いに対向する領域である対向領域121,141と、互いに対向しない領域である非対向領域122,142とを有しており、非対向領域122,142同士が反対側に延びるようにそれぞれ配置されている。各端子電極12,14の対向領域121,141は素体10を挟持する領域となっており、各端子電極12,14の非対向領域122,142はPTC素子1を他の部品に実装するためのリードとなっている。各端子電極12,14が互いに対向する側の面は、素体10が端子電極12,14に食い込むことによるアンカー効果で素体10と端子電極12,14とを強固に接合させるため、図2に示されるように、微細な凹凸が形成された粗面となっている(図2では、説明の便宜のために凹凸を強調して描いている)。なお、各端子電極12,14の厚さは、例えば100μm程度となっている。また、各端子電極12,14に形成された凹凸の差は、例えば10〜50μm程度となっている。
Each of the
また、各端子電極12,14には、それぞれが互いに対向する側の面で且つ非対向領域122,142の一部が所定幅で略凹形状に切り欠かれた切欠き部12a,14aを有している。切欠き部12a,14aの素体10側の壁面12b、14bは、素体10の各側面101,102とそれぞれ同一平面となっている。なお、切欠き部12a,14aの深さDは、例えば10μm程度となっている。また、切欠き部12a,14aの幅Lは、対向領域121,141から延出した延出部分と同程度であり(詳しくは後述する)、例えば1.3mm程度となっている。
Each of the
続いて、図3及び図4を参照して、本実施形態に係るPTC素子1の製造方法について説明する。図3は、本実施形態に係るPTC素子の製造方法の手順を示した図である。図4は、本実施形態に係るPTC素子の製造方法のうち、切断工程を説明するための図である。なお、図3では、ステップをSと略記している。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a method for manufacturing the
PTC素子1の製造方法では、ステップ1〜4において、素体作成工程と、配置工程と、端子接続工程と、切断工程とがそれぞれ行われる。
In the method for manufacturing the
ステップ1の素体作成工程では、素体10(図1及び図2参照)となる素体素材Mを作成する。素体素材Mを作成する際には、まず、導電性フィラーとなるNi粉と、結晶性高分子樹脂となるポリエチレン樹脂とを混練して、ブロックを形成する。このブロックを円盤状にプレスし、これを素体10の体積よりも大きな体積となるように切断することで、素体素材Mが得られる。このとき、素体素材Mの体積が素体10よりも大きく、投影面積が素体10よりも小さくなるように、素体素材Mを形成する。
In the element body creating step of
続くステップ2の配置工程では、一方の面が粗面となっている各端子電極12,14及び素体素材Mを準備する。そして、各端子電極12,14の粗面側であって対向領域121,141同士が互いに対向すると共に、端子電極12の非対向領域122と端子電極14の非対向領域142とがそれぞれ反対側に延びるように配置する。この際、対向領域121と対向領域141との間に素体素材Mを配置する。
In the subsequent arrangement process of step 2, the
続くステップ3の端子接続工程では、対向領域121,141の間に素体素材Mが配置された状態から各端子電極12,14を素体素材Mに向けて加熱しながら圧着し、又は加熱後に圧着して、各端子電極12,14を素体素材Mに接続する。そうすると、素体素材Mが各端子電極12,14によって押しつぶされて、図4(a)に示されるように、素体素材Mが非対向領域122,142へと延出した延出部分M1,M2が生じることとなる。なお、図4(a)では各端子電極12,14の非対向領域122,142に延出している延出部分M1,M2を図示しているが、素体素材Mは他の方向にも延出している。
In the subsequent terminal connection step of Step 3, the
続くステップ4の切断工程では、素体素材Mの延出部分M1を切断するために、まず、ステップ3の端子接続工程で接続された各端子電極12,14及び素体素材Mを、段差部を有する位置決め部材20に載置する(図4(a)参照)。このとき、位置決め部材20の段差部分に端子電極の一方(図4(a)では、端子電極12)が係止されるようにして、接続された各端子電極12,14及び素体素材M(延出部分M1,M2の切断前におけるPTC素子)の位置決めを行う。
In the subsequent cutting process of step 4, in order to cut the extended portion M <b> 1 of the base material M, first, the
続いて、ストリッパ等の固定部材30を端子電極12側から押しつけて、固定手段30によって各端子電極12,14及び素体素材Mを固定する(図4(b)参照)。そして、対向領域121,141から延出した延出部分M1を対向領域141及び非対向領域142の境界付近に位置する切断線L1に沿って、カッター等の切断部材40によって切断する。このとき、図4(b)の矢印A方向に切断部材40を下降させて、延出部分M1からこの延出部分M1と接合している端子電極14の内部に至るまで(例えば、端子電極14の表面から10μm程度の深さまで)切断部材40の先端を導入する。
Subsequently, the fixing
続いて、延出部分M1の切断後、切断部材40の先端が端子電極14の内部に導入されている状態のまま(図4(b)の状態のまま)、延出部分M1側で且つ端子電極14の延在方向(図4(c)の矢印B方向)に切断部材40を幅Lだけ移動させる。これにより、端子電極14の非対向領域142に切欠き部14aが形成されると共に、切欠き部14aの素体素材M側の壁面14bと素体素材Mの切断面(素体10の側面101)とが同一平面となる。なお、端子電極14の非対向領域142における粗面に食い込んだ素体素材Mを除去するため、少なくとも延出部分M1の端部M1aまで切断部材40を移動させている。
Subsequently, after cutting the extension portion M1, the tip of the cutting
切断工程では、上述した処理を延出部分M2及び図示しない延出部分についても行い、各延出部分を切断して素体10の各側面101〜104を形成すると共に、各端子電極12,14に切欠き部12a,14aを形成する。その後、切断された各延出部分M1,M2を真空吸引等によって除去することで、PTC素子1が製造される。
In the cutting step, the above-described processing is also performed on the extended portion M2 and an extended portion (not shown), and each extended portion is cut to form the side surfaces 101 to 104 of the
以上のように、本実施形態においては、切断部材40の先端を延出部分M1,M2から端子電極14,12の内部に至るまで導入することで、延出部分M1,M2を切断している。そして、切断部材40の先端を端子電極14,12の内部に導入した状態のまま、延出部分M1,M2側で且つ端子電極14,12の延在方向に少なくとも延在部分M1,M2の端部M1a,M2aまで切断部材40を移動させている。そのため、素体素材Mと端子電極とが圧着されることによって端子電極12,14の粗面内に食い込んだ素体素材Mの延出部分M1,M2が、端子電極12,14の表面(粗面)と共に除去される。その結果、PTC素子1の実装の際に、端子電極12,14における接続不良を極めて抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the extending portions M1 and M2 are cut by introducing the tip of the cutting
また、素体素材Mの各切断面(素体10の側面102,101)と切欠き部12a,14aの壁面とが同一平面でなくてずれているような場合に各端子電極12,14に力が加わると、端子電極12,14に余計な応力が発生し、除去されずに残された延出部分M1,M2がその応力によって端子電極12,14と共に曲げられ、端子電極12,14が素体10から剥離してしまうことがある。しかしながら、本実施形態においては、端子電極12,14の非対向領域122,142に切欠き部12a,14aがそれぞれ形成されているため、切欠き部12a,14aにおいて端子電極12,14が曲がりやすくなるので、端子電極12,14に外力が加わった場合でも端子電極12,14が素体10から極めて剥離し難くなっている。
Further, when the cut surfaces of the base material M (the side surfaces 102 and 101 of the base body 10) and the wall surfaces of the
また、本実施形態においては、対向領域121,141から延出した素体素材Mの延出部分M1,M2を除去しているため、PTC素子1の外観が良好になっている。
Moreover, in this embodiment, since the extension parts M1 and M2 of the element body material M extending from the opposing
1…PTC素子、10…素体、12,14…端子電極、12a,14a…切欠き部、121,141…対向領域、122,142…非対向領域、30…固定部材、40…切断部材、M…素体素材、M1,M2…延出部分。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記素体となる素体素材及び前記各端子電極を用意する工程と、
前記各端子電極の粗面側の一部が互いに対向するように前記各端子電極を配置すると共に、前記各端子電極が互いに対向する領域によって挟まれる位置に前記素体素材を配置して、前記各端子電極と前記素体素材とを圧着する工程と、
前記各端子電極と前記素体素材とを圧着する前記工程により前記各端子電極が互いに対向する領域から延出した前記素体素材の延出部分から、該延出部分と接合している前記端子電極の内部に至るまで切断部材の先端を導入することで、前記延出部分を切断する工程と、
前記切断部材の先端が前記端子電極の内部に導入されている状態で、前記各端子電極が互いに対向する領域から離れる方向に、少なくとも前記延出部分の端部まで移動させて、切欠き部を形成する工程と、を備えることを特徴とするPTC素子の製造方法。 A manufacturing method of a PTC element comprising an element body including a resin and conductive particles, and a pair of terminal electrodes whose one surface is a rough surface,
Preparing an element body material to be the element body and the terminal electrodes;
The terminal electrodes are arranged so that a part of the rough surface side of each terminal electrode faces each other, and the element body material is arranged at a position sandwiched by regions where the terminal electrodes face each other, Crimping each terminal electrode and the element material; and
The terminal joined to the extension part from the extension part of the element body material extended from the region where the terminal electrodes face each other by the step of crimping the terminal electrode and the element body material. Cutting the extension part by introducing the tip of the cutting member up to the inside of the electrode; and
In a state where the tip of the cutting member is introduced into the terminal electrode, the terminal electrode is moved to at least the end of the extending portion in a direction away from the region facing each other, and the notch is And a process for forming the PTC element.
前記各端子電極は、その粗面側の一部が互いに対向するように配置され、
前記素体は、前記各端子電極が互いに対向する領域に挟まれる位置に配置されると共に、前記各端子電極が延在している側の外面が切断面となっており、
前記各端子電極が互いに対向する側の面で且つ前記各端子電極が互いに対向する前記領域以外の領域に、前記切断面と同一平面である壁面を有する切欠き部がそれぞれ形成されていることを特徴とするPTC素子。
A PTC element comprising an element body including a resin and conductive particles, and a pair of terminal electrodes whose one surface is a rough surface,
Each of the terminal electrodes is disposed such that a part of the rough surface side thereof faces each other,
The element body is disposed at a position where the terminal electrodes are sandwiched between regions facing each other, and the outer surface on the side where the terminal electrodes extend is a cut surface.
A notch having a wall surface that is flush with the cut surface is formed in a region other than the region in which the terminal electrodes face each other on the surface on which the terminal electrodes face each other. A characteristic PTC element.
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