JPH0129044B2

JPH0129044B2 -

Info

Publication number: JPH0129044B2
Application number: JP8126483A
Authority: JP
Inventors: Asayuki Yamamoto
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1983-05-09
Publication date: 1989-06-07
Also published as: JPS59205704A

Description

【発明の詳細な説明】発明の分野この発明は、正特性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
る正特性サーミスタにおける電極材料およびリー
ド線引き出し構造の改良に関するものである。

先行技術の説明正特性サーミスタとしては、最も典型的には、
チタン酸バリウム系のセラミツク半導体で素子本
体を構成するものがある。このような典型的な正
特性サーミスタに代わつて、導電性粉末を混入し
た有機高分子材料を素子本体として用いた正特性
サーミスタが、最近注目され、実用化されつつあ
る。この正特性サーミスタでは、有機高分子材料
の熱膨張を利用するもので、たとえば、ポリエチ
レン、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂をベースにし
て、カーボンブラツクや必要に応じて金属粉を混
入させて、適当な方法で架橋して、素子本体が構
成される。カーボンブラツク等の導電性粉末を通
して電流が流れ、発熱を生じ、ベースとなる樹脂
が膨張し、導電性粉末間の距離を拡げ、抵抗をよ
り高めるという原理に基づくものである。そし
て、素子本体が冷されると、ベースとなる有機高
分子材料が架橋されているため、もとの状態に戻
ることができる。

従来、このような有機高分子材料を用いる正特
性サーミスタの電極としては、ニツケル、銅など
が用いられ、無電解めつきにより素子本体上に形
成されていた。

ところが、素子本体は、上述した構成に鑑みれ
ば、その物理的な性質としては、ベースになつて
いる有機高分子材料に近い性質を示すことがわか
る。したがつて、このような素子本体と、電極と
なる金属めつき膜との熱膨張係数が合わず、素子
本体の膨張・収縮を繰返すうちに、電極にひび割
れを生じたり、電極が剥離するという問題点があ
つた。また、素子本体が歪んだ場合、電極は機械
的にそれに追従し得ないため、同様に、ひび割れ
や剥離が生じるという問題があつた。

また、電極からリード線を引き出す際、通常
は、はんだ付けを行なうが、このはんだ付けに際
しての予熱やはんだの熱によつて、素子本体が加
熱され、その温度が有機高分子材料の軟化点以上
に達し、初期抵抗値が大幅に変化したり、サーミ
スタ特性が劣化するという問題もあつた。

発明の目的この発明は、上述したような導電性粉末を混入
した有機高分子材料を素子本体として用いる正特
性サーミスタにおいて、好ましい電極材料を提供
するとともに、リード線のはんだ付けに起因する
問題点を解消することを目的とするものである。

発明の概要この発明は、電極材料について言えば、素子本
体が有機高分子材料に近い物理的な性質を示すの
で、これに付与する電極も、これに近い性質のも
のを用いればよいという原理に基づくものであ
る。したがつて、この発明では、電極が、導電ペ
ーストから構成される。導電ペーストは、樹脂に
金属粉を混ぜて導電性を持たせたものであり、こ
れを塗布し、乾燥後、適当な温度で焼付けを行な
うことによつて、導電ペースト中の樹脂を硬化さ
せ、電極を形成するものである。

また、リード線の引き出しについて言えば、リ
ード線は、各電極に導電ペーストによつて接着さ
れる。そして、このようなリード線の接着後にお
いて、素子本体および電極を覆うように絶縁外装
がリード線の先端部を残して付与される。

発明の効果この発明によれば、電極を構成する導電ペース
トには樹脂が含まれているので、有機高分子材料
を含む素子本体とのなじみが良く、安定した接着
強度が得られる。また、素子本体が歪んだり膨
張・収縮を繰返したりしても、導電ペーストより
なる電極は、無理なく追従することができ、電極
には、ひび割れや剥離が生じにくい。

また、電極とリード線との接続のための接着剤
として、電極と同じまたは同種の導電ペーストを
用いるので、確実に固定することができる。そし
て、はんだ付けを行なつた場合のように、熱によ
る素子本体の劣化がなく、素子本体が本来有する
サーミスタを引き出すことができる。また、はん
だ付けに際してのフラツクスの悪影響も阻止する
ことができる。

さらに、電極およびリード線のための接着剤に
は、導電ペーストが用いられているので、同じく
樹脂により構成される絶縁外装とのなじみが良
く、素子本体が加熱・冷却によつて熱歪みを起こ
しても、追従し、素子本体の劣化や破壊がなくな
り、信頼度の高い正特性サーミスタを得ることが
できる。

さらに、この発明の正特性サーミスタを得るた
めの加工は簡単で、部品点数も少ないので、安価
に正特性サーミスタを提供することができる。

実施例の説明第１図ないし第３図は、この発明の一実施例を
説明するための図である。

第１図には、素子本体１が示され、その両面に
は電極２が形成されている。素子本体１は、たと
えば、ポリエチレン、塩化ビニル等の熱可塑性樹
脂からなる有機高分子材料をベースにして、カー
ボンブラツクや必要に応じて金属粉のような導電
性粉末を混入させて、適当な方法で架橋して得ら
れるものである。他方、電極２は、たとえば接着
性の高い樹脂（エポキシ系、フエノール系、ポリ
エステル系など）に、銀、銅、ニツケルなどの金
属粉を混ぜて導電性を持たせた導電ペーストによ
り構成される。導電ペーストは、素子本体１の所
定の面に塗布される。この塗布方法としては、い
くつかの素子本体１を適当に並べておいて、パタ
ーンもしくはローラで導電ペーストを塗布するこ
となどが行なわれる。この塗布後において、乾燥
され、適当な温度で焼付けを行なえば、導電ペー
スト中の樹脂が硬化される。なお、導電ペースト
の焼付けに際しては、素子本体１が軟化しない温
度で行なわれないと、素子本体１の特性が劣化す
るので好ましくない。そのために、比較的低温
（150℃以下）で焼付け可能な導電ペーストを用い
ることが好ましい。

第２図に示すように、リード線３は、Ｕ字状に
曲げられた状態で用意され、このようなものが複
数個テープ４に保持された状態とされる。Ｕ字状
のリード線３の両自由端は互いに交差する形状と
されていて、この部分に、素子本体１が挾まれ
る。このとき、Ｕ字状のリード線３の各自由端
は、それぞれ、電極２に接する状態となる。

次に、第３図に示すように、導電ペーストを接
着剤５として、リード線３が電極２上に固定され
る。そして接着剤５となる導電ペーストもまた、
前述の電極２と同様の材料を用いることができ、
付与後、乾燥して、焼付けが行なわれる。なお、
電極２の焼付けと接着剤５の焼付けは、同時に行
なつてもよい。

次に、流動浸漬法等により、絶縁外装６が付与
される。絶縁外装６を構成する樹脂としては、た
とえばエポキシ系のものが用いられる。

そして、最終的に、Ｕ字状となつていたリード
線３が切断され別々のリード線３とされて、第３
図に示すような完成品が得られる。

なお、上述した実施例の説明では、電極２と接
着剤５とを、それぞれ別の工程で付与したが、電
極２を構成する導電ペーストが接着剤５を兼ねて
もよい。すなわち、電極２のための導電ペースト
を付与し、それを未だ乾燥させないうちに、リー
ド線３をその上に載せれば、リード線３を固定す
るための導電ペーストをさらに付加する必要がな
い。

次に、この発明に係る正特性サーミスタを得る
ための製造方法を、より具体的に説明する。

まず、ポリエチレン（出光石油化学製「出光ポ
リエチレン440M」）100重量部に対して75重量部
のカーボンブラツク（三菱化成工業製「ダイアブ
ラツクＥ」）を混入し、混練した後、熱間プレス
によつて、シート状に成形し、たとえば第１図に
示すような素子本体１を得た。

また、電極２の材料として、エポキシ系樹脂に
銀粉末を混練した市販の導電ペースト（藤倉化成
製「ドータイトＤ―723」）を用いた。

次に、この導電ペーストを、第１図に示すよう
に、素子本体１の所定の面に塗布した後、120℃
で30分間焼付けを行ない、導電ペースト中のエポ
キシ系樹脂を硬化させ、電極２を形成した。

次に、第２図に示すようなＵ字状のリード線３
を用意し、このリード線３の各自由端に電極２が
接するように、リード線３の両自由端の間に素子
本体１を挾んだ。

次に、前述した電極２の材料として用いたのと
同じ導電ペーストを、第３図に示すように、接着
剤５として用い、120℃で30分間焼付けを行ない、
リード線３を電極２上に固定した。

次に、第３図に示した絶縁外装６を形成するた
め、エポキシ系樹脂（住友デユレズ製
「PR52135KW」）を流動浸漬法により付与した
後、120℃で30分間の焼付けを行なつた。

そして、Ｕ字状となつていたリード線３を、第
３図に示すように、別々のリード線３となるよう
に切断して、所望の正特性サーミスタを得た。

このようにして得られたこの発明に係る正特性
サーミスタの特に電極の剥離の生じにくさを評価
するため、次のようなテストを行なつた。

まず、比較例として、上記実施例と同じ素子本
体を用いながら、従来例で示したニツケルの無電
解めつきにより電極を形成した正特性サーミスタ
を用意した。

この比較例の正特性サーミスタに、浸漬はんだ
によつてリード線を取付けると、はんだの熱によ
る素子本体の歪のため、ほとんどの試料につい
て、電極に剥離が生じた。また、たとえ剥離しな
い試料の場合であつても、はんだに浸漬する前と
比較して、抵抗値が５倍以上も増加した。したが
つて、比較例の正特性サーミスタに関しては、リ
ード線を取付けるため、実用上、浸漬はんだを適
用することができない。

他方、上述したような浸漬はんだによる電極の
剥離を防止するため、同じ比較例の正特性サーミ
スタに対して、はんだごてによつてリード線のは
んだ付けを行なつた。このはんだ付けを終えた直
後の正特性サーミスタには、電極の剥離がほとん
ど観察されず、また、抵抗値変化も1.5倍しか生
じなかつた。しかし、この正特性サーミスタに、
DC16Vを通電し、１分間オン、５分間オフのサ
イクルで100サイクルの通電を繰返したところ、
電極の周辺部に剥離が生じ、抵抗値は、このよう
なサイクルテストの前と比較して、約３倍に増加
した。

これに対して、前述のようにして得られたこの
発明に係る正特性サーミスタでは、上述のような
サイクルテストを行なつた後であつても、電極の
剥離は生じず、また、サイクルテスト前のものと
比較して、抵抗値の変化も1.5倍以下であつた。

このように、この発明によれば、電極の剥離が
生じにくく、また、素子本体が本来有するサーミ
スタ特性を長期にわたつて劣化なく引出すことが
できる。

なお、前述したこの発明に係るより具体的な実
施例では、ポリエチレンを主体とする素子本体と
エポキシ系樹脂を主体とする電極および接着剤と
の組合わせを用いたが、他の樹脂の組合わせであ
つても、同様に、この発明を実施することがで
き、また、この発明の効果を期待することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を説
明するためのものであつて、第１図は電極が形成
された素子本体を示す正面図であり、第２図はこ
の実施例の製造工程の途中の段階を示す斜視図で
あり、第３図は得られた正特性サーミスタの断面
図である。図において、１は素子本体、２は電極、３はリ
ード線、５は接着剤、６は絶縁外装である。

Claims

【特許請求の範囲】

１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
つて接着され、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、正特性サーミスタ。