JPH02191303A - 正特性サーミスタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は正特性サーミスタ（ＰＴＣ）の製造方法に係り
、特に、放熱フィンを正特性サーミスタ基板に固定して
なる正特性サーミスタの製造方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

この種の正特性サーミスタとしては、第８図に示すよう
に、正特性サーミスタ基板１の各対向主面に対向電極３
を形成し、帯状の金属薄板２例えばアルミニウム薄板を
波形に形成した各コルゲートフィン５の一方の山部を各
々の対向電極３に固定し、各コルゲートフィン５の他方
の山部にフィンカバー７を固定し、フィンカバー７から
端子板９を導出した構成が良く知られている。

そして、コルゲートフィン５を対向電極３に固定する方
法としては、ろう材を付着させたコルゲートフィン５を
対向電極３に重ねた後、真空中で約６００℃に加熱して
ろう材を溶かし、コルゲートフィン５を対向電極３に固
定するろう付は法がある。

第９図はろう付は後の状態を示しており、符号１１はろ
う材である。

このような正特性サーミスタは、端子板９間に交流電圧
を印加して正特性サーミスタ基板ｌを発熱させると発熱
装置として利用できるが、キューリ温度で抵抗値が急激
に上昇するので、その表面温度が略そのキューリ温度で
安定し９周囲の温度や電圧変動に影響し雑い利点がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述した正特性サーミスタは。

真空中でコルゲートフィン５を対向電極３にろう付けす
ると、キューリ温度で抵抗値があまり上昇しない等、Ｐ
ＴＣ特性が劣化する難点のあること分かった。

このように、真空中でコルゲートフィン５をろう付けす
ると、ＰＴＣ特性が劣化する原因は明確ではないが１例
えば次のような理由が考えられる。

すなわち、一般には完全な真空に近い高真空状態を形成
し難いことから１ろう行処理容器内を例えば１０−′Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度にするとともに。

ろう付材料よりも活性化し易いろう付促進用金属例えば
マグネシウム等を混入させたろう付材料を用い、高真空
度状態を形成しながらろう付けすることが行われている
。

そのため、ろう付は時の高温雰囲気中ではろう付材料か
ら金属成分が気化析出し易く、それが正特性サーミスタ
基板１の端面から内部の空孔へ入り込んで正特性サーミ
スタの絶縁特性を劣化させる点が挙げられる。

第９図中符号１３は正特性サーミスタ基板１の端面から
入り込んだ金属成分である。

また、金属成分１３の還元作用によって正特性サーミス
タ基板１中の酸素成分が一部還元され。

ＰＴＣ特性を劣化させることが考えられる。

なお、コルゲートフィン５にフラックスを付着させてろ
う付けすれば、高真空中でろう付けしなくとも、ろう材
を酸化させずにろう付は可能となるが、フラックスを塗
布する必要があるうえ、ろう付は後にフラックスを洗浄
しなければならない。

ところが、正特性サーミスタ基板１は多孔質であるから
、フラックスが正特性サーミスタ基板１の内部へしみ込
んで洗浄し難いのが現状で、フラックスを清浄するため
に酸洗浄やアルカリ洗浄によってフラックスを除去させ
ることになり、　　ＰＴＣ特性を劣化させる可能性があ
るうえフラックスを完全に除去することは困難である。

この点、高真空状態でフラックスを使用せずにろう付け
する手法の方が優れている。

本発明はこのような状況の下になされたもので。

真空中等の非酸化性雰囲気中で金属製の放熱フィンを対
向電極にろう付けしても、ＰＴＣ特性を劣化させ難い正
特性サーミスタの製造方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、正特性サー
ミスタ基板の対向面に電極を形成し、非酸化性雰囲気中
でその電極に金属製放熱フィンをろう付けして固定した
後、４８０℃以上の温度に加熱された酸化性雰囲気中に
その正特性サーミスタ基板をさらして正特性サーミスタ
を製造するものである。

〔作　用〕

このような手段を備えた本発明では、ろう付は工程で、
ろう付促進用金属材料の金属成分が正特性サーミスク基
板の端面から内部の空孔へ入り込んでも、正特性サーミ
スタ基板が高温酸化性雰囲気中にさらされることにより
、その入り込んだ金属成分が酸化して絶縁物となり、ま
た、還元された正特性サーミスタ基板も復元されてＰＴ
Ｃ特性が回復する。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

なお、上述した構成と共通する部分には同一の符号を付
す。

第１図〜第３図は本発明に係る正特性サーミスタの製造
方法の一実施例を示す工程図である。

まず１例えばチタン酸バリウム系の正特性セラミックス
材料から厚さ数ｍｍの長方形板を成形した後、これを焼
成して正特性サーミスタ基板１を形成し、その対向主面
にアルミニウム材料を溶射して対向電極３を形成する（
第１図）。

次に、略一定幅の金属薄板１例えばアルミニウム帯板を
波型に屈曲形成したコルゲートフィン５を２個用意し、
各コルゲートフィン５の表面にろう材を付着し、各々の
コルゲートフィン５の一方の山部を各対向電極３に重ね
て真空容器１５中に配置する（第２図）。なお、一般に
ろう材中にはマグネシウム等のろう付促進用金属が混入
される。

そして、真空容器１５内を脱気して１０−４’ｖ−５Ｔ
ｏｒｒ程度の真空状態にして、内部をろう材の溶解温度
以上１例えば６００℃程度に加熱してろう材を溶解した
後、温度を低下させて各コルゲートフィン５を対向電極
３に固定する。

さらに、第３図に示すように、正特性サーミスタ基板１
を酸化処理容器１７内に収納し、酸化処理容器１７内を
大気圧と同じ圧力にして内部を約５８０℃に加熱し２正
特性サーミスタ基板１を約４時間さらす。

その後、正特性サーミスタ基板１を取り出すと。

第４図に示すような正特性サーミスタが得られる。

このような製造方法でも、ろう付は工程においてろう付
材料からマグネシウム等の金属成分が析出し、第９図の
ように正特性サーミスタ基板１の端面から内部の空孔へ
入り込んで正特性サーミスタ基板１の一部を還元させる
可能性がある。

しかし、その後に正特性サーミスタ基板１を高温大気雰
囲気中にさらすことにより、その入り込んだ金属材料が
酸化して絶縁物となるとともに一部還元されていた部分
も酸化され、良好なＰＴＣ特性が回復される。

第５図はろう付後に加熱しないで製造した場合（破線）
と加熱して製造した場合（実線）について、正特性サー
ミスタ基板１の発熱温度に対する比抵抗の変化を示す所
謂ＰＴＣ特性図である。

これによると１本発明による製造方法で製造された正特
性サーミスタは良好なＰＴＣ特性を示すことが分かる。

ところで１本発明者の実験によれば、所定のＰＴＣ特性
への回復の程度や回復に要する時間は。

大気雰囲気中の温度、酸素量、圧力によって変化するこ
とが分かった。

例えば、アルミニウム電極３に同じくアルミニウムのコ
ルゲートフィン５をろう材でろう付けした場合、第６図
に示すように、５８０℃の大気雰囲気中に正特性サーミ
スタ基板１を放置すると。

４時間程で実用上使用可能な特性に回復した。

なお、第６図は放置時間に対する比抵抗比率の変化を示
す特性図であり、比抵抗比率は正特性サーミスタ基板ｌ
の動作時の最高抵抗値／最低抵抗値で示される。

一方、第７図に示すように、５６０℃の大気雰囲気中で
は同じ特性に回復するまでに約１０時間かかり、５００
℃の大気雰囲気中では同様に１４０時間かかり、４８０
℃では３００時間かかった。

このように、特性の回復に必要な時間は、雰囲気中の温
度を高くすれば短くなる。

他方、４８０℃未満の温度でも時間を費やせば回復可能
であるが、工業生産性等を考慮すると。

本考案における雰囲気温度は４８０℃以上の温度である
ことが好ましい。

しかし１回復時間を早めるためは雰囲気温度を上げ過ぎ
ると、ろう材が溶解して対向電極３とコルゲートフィン
５との接合部分が剥がれ易いので。

コルゲートフィン５間を挟持する等の工夫が必要であろ
う。

従って、ろう材に合わせて４８０℃以上でろう付は温度
より多少高い温度の間で適当に選定すればよい。

また、加熱雰囲気も大気雰囲気以上に加圧状態とするこ
とによって大気圧時よりも回復時間を短くできるし、酸
素を増量させても大気雰囲気中よりも回復時間を短くで
きる。

このため、大気圧以上の加圧中で４８０℃以上の温度に
加熱した酸化性雰囲気中で正特性サーミスタ基板１をさ
らすことが好ましい。

上述した実施例は１本発明の一例であって１種々の形状
の正特性サーミスタ基板１やコルゲートフィン５にて実
施可能であり、真空容器１５と酸化処理容器１７は同一
のものを用いてもよい。

さらに２本発明の実施に当たっては、１０　Ｔｏｒｒ程
度の真空中に窒素ガス等のキャリアーガスを加えてろう
付けすることも行われるが、要は非酸化性雰囲気中で、
好ましくは露点−５０℃以下の非酸化性雰囲気中でろう
付けすれば本発明の目的達成が可能である。

ところで、正特性サーミスタの製造におけるコルゲート
フィン５の材料はアルミニウム以外、銅。

鉄、これらを主成分とした合金、又は鋼板に亜鉛。

ニッケル、アルミニウムもしくは錫をメツキした材料が
好適する。

対向電極３についてもアルミニウム以外に銅。

亜鉛、ニッケルもしくはこれらを主成分として合金材料
が好適し、これらに合わせてろう材を選定すればよい。

なお、ろう付けは狭義の半田付けを含むものであり、ろ
う材として半田材料が含まれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、正特性サーミスタ基板に
形成した電極に、非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィン
をろう付は固定した後、４８０℃以上の温度の酸化性雰
囲気中にその正特性サーミスタ基板をさらして製造する
から、ろう付促進用金属材料を混入させたろう付材料を
用いて非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィンを対向電極
にろう付けしても、ＰＴＣ特性の回復された正特性サー
ミスタが得られるし、製造コストの上昇を抑えることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係るセラミックス部品の製造
方法の一実施例を示す断面図、第４図は本発明によって
製造された正特性サーミスタの斜視図、第５図は酸化性
雰囲気中で正特性サーミスタ基板を加熱した場合としな
い場合における発熱温度に対する比抵抗の関係を示すＰ
ＴＣ特性図。 第６図は高温酸化処理とサーミスタ特性との関係を説明
するための特性図、第７図はＰＴＣ特性回復のために大
気雰囲気中で温度を変化させた場合の回復時間の関係を
示す図、第８図および第９図は本発明の参考となる製造
方法によって製造された正特性サーミスタの断面図およ
び要部部分断面図である。 １・・・・・・・・・・・・正特性サーミスタ基板３・
・・・・・・・・・・・対向電極 ５・・・・・・・・・・・・放熱フィン（コルゲートフ
ィン）７・・・・・・・・・・・・フィンカバー９・・
・・・・・・・・・・端子板 １１・・・・・・・・・・・・ろう材 １５・・・・・・・・・・・・真空容器１７・・・・・
・・・・・・・酸化処理容器第１図 特許出願人　日　セ　ラ　株式会社 三菱アルミニウム株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）正特性サーミスタ基板の対向面に電極を形成する
   工程と， 非酸化性雰囲気中で前記電極に金属製放熱フィンをろう
   付けして固定する工程と， 前記放熱フィンの固定後に，４８０℃以上の温度に加熱
   された酸化性雰囲気中に前記正特性サーミスタ基板をさ
   らす工程と， を有することを特徴とする正特性サーミスタの製造方法
   。