JPH03261089A - 正特性サーミスタ発熱体およびその製造方法 - 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、正特性サーミスタ発熱体に関する。

［従来の技術］ 従来、正特性サーミスタ発熱体として、例えば特開昭５
７−６３７９０号公報に開示されているように、正特性
・リーミスタ素子の表面にアルミ：′−ウムを溶射法に
よって形成し、その」二に接着剤を介して金属放熱体を
固着したものが知られており、この従来の正特性サーミ
スタ発熱体においては、両端の金属放熱体に電圧を印力
］１することによって前記アルミニウム等を介して正時
外サーミスタ素子に電流を供給して発熱さセるようにし
ている。

（発明が解決しようとする課題］ しかしなから、この従来のものにおいては、正特性サー
ミスタ素子に直接アルミニウムを形成しているため、ア
ルごニウムと正特性サーミスタ素子との間の接触抵抗が
大きく、両端の金属放熱体に電圧を印加した際にその接
触抵抗の大きい部分で発熱するため、正特性サーミスタ
素子における通電量に応した発熱量を得る際に、余分な
発熱が起こるため、所望の温度制御が困難であるという
問題点を有していた。

又、アル実ニウム電極は、耐湿性が悪く、高温中にて経
時変化により抵抗が著しく増大する問題がある。さらに
、ＰＴＣセラミックに溶射を用いて直接電極を形成して
いる為、通電の際の熱膨張により電極はくりを生し、性
能が低下するという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明においては、平板状
の正特性サーごスタ素子と、 該正特性ザーごスタ素子の両主面に設ｆＪられ、接触抵
抗が所定値より小さく、かつ導電性を有する金属電極と
、 該金属電極の表面に設けられた導電体粒子より成る凸部
と、 該凸部に、耐熱性及び熱伝導性を有する接着剤によって
接合され、前記凸部ど電気的導通を得る金属放熱体とを
備える構成としている。

（作用］ 上記構成とした本発明においては、金属放熱体に電流か
供給されると、導電体粒子より成る凸部、及び金属電極
を介して正特性サーミスタ素子に電流が供給されて、こ
の正特性″す″−ξスタ素子は発熱する。この熱は、耐
熱性及び熱伝導性を有ずろ接着剤を介して金属放熱体に
伝達され、この金属放熱体から放熱される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す断面し１である。

この第１図において、１および３は電極板であり、各々
給電端子５．７を有している。電極板］と金属板９の間
には放熱フィン１１がろうイｔ　＋：ｌまた！：１半田
付けにより接合されており、金属放熱体を形成している
。同様に、電極板３と金属板１３との間には放熱フィン
１５がろう石］けまたは半田付けにより接合され、金属
放熱体を形成している。正特性サーミスタ１７は、接着
剤１９および２１によって金属板９と１３の間に接着固
定されている。

第１図の要部拡大断面図を第２図に示す。正特性→ノー
ミスク素子１７の主表面には、金属電極として厚さが２
μｍから２０μｍの銀電極２３が印刷、焼付されている
。銀電極２３の表面には導電体粒子として１０１１ｍか
ら１００μｍの粒子径をもつ銅の粒子２５が、溶射法に
よって均一に固着されて、第３図に模式的に示すように
、導電体粒子２５は均一に分布した状態で正特性サーミ
スタ素子１７上に設けられた銀電極２３の表面に凸部２
６を形成している。金属板９と銀電極２３上に設けられ
た導電体粒子２５とは、耐熱性、および熱伝導性に優れ
た接着剤としてシリコン系の接着剤１９により強固に接
合されている。

第２図は金属放熱体のうち金属板９の方の要部のみを示
したが、金属板１３側も同し構成となっている。

次に、本実施例を製込順に従って説明する。まず、金属
放熱体を用意する。そのため、長方形の形状をした電極
板１と金属板９との間に放熱フィン１１をろうイ＝Ｊシ
：ｌまたは半田付υにより接合する。

同様に、電極板３と金属板］３との間に触熱フィン１５
をろう（＝］けまたは半田付けにより接合し、て金属放
熱体を形成する。この際、電極板１．３、金属板９．１
３、放熱フィン１１．１５にしょｊド１を使用してあり
、金属板９および１３の厚さは２　ｌｔｍから２　Ｑ　
ｌ１ｒｎである。

次に、平板状の正時↑Ｊ、　、１）　−柔スタ素子１７
の両主面に、厚みが２μｍから２０μｍのｆｆ１ｆｆｌ
　７ｉｔ極２３を印刷または焼付にまり形成する。

次に、この銀電極２３の表面に、溶射法によって銅の導
電体粒子２５を均一に分布させ、銀電極２３と同時に焼
付され、凸部２６を形成する。ここて、銅の導電体粒子
２５の粒径は、１０μｒｎから１００μｍであり、この
理由は後述する。

次に、先程用意した金属放熱体のうち金属板９および１
３の表面に、面・１熱性、熱イ云遵性乙こ優れたシリコ
ン性の接着剤１９および２１を一面にむらなく塗布する
。そして、この接着剤１９と２１を介して第１図に示す
ように金属放熱体の間に導電体粒子よりなる凸部を形成
したサーミスタ素子１７を数個並列に挟み、電極板ｌと
３の上から１．０乃至５．０ｋｇ／−の圧力を加え、接
着固定する。

接着剤１９および２１を使用する際に上記方法とするこ
とによって、接着剤１９および２１を正特性サーミスタ
素子１７側に塗布する場合に比べて作業性が向上する。

すなわち、金属板９と１３の表面に接着剤を塗布する際
に、電極板ｌ　３や放熱フィン１１．１５等を保持して
塗布できるため、正特性サーミスタ素子１７側に塗布す
るのに比べて塗布し易い。また、正特性サーミスタ素子
Ｉ７側に接着剤を塗布すると、正特性サーミスタ素子１
７の１個ずつに塗布しなければならないが、上記の如く
金属放熱体側の金属板９及び１３の表面に接着剤１９お
よび２１を塗布することによって、接着剤の塗布は１度
で済む。

上記構成とした本実施例においては、外部電源３０から
給電端子５およＱ・７に電源供給を受けると、電極板１
および３、放熱フィン１１および１５、金属板９および
］３、導電体粒子２５より代る凸部２６、銀電極２３を
介して正特性リーー嵩スタ素子１７に電流が供給され、
正特性サーミスタ素子１７は発熱する。この正時性ナー
ξスタ素子１７において発η…した熱は、接着剤１９お
よＯ＝　２１を介して金属放熱体、即ち、金属板９およ
び１３、放熱フィン１１および１５、電極Ｆｉ１および
・３に伝達され、この金属放熱体から熱を放熱する。

ここで、接着剤１９および２１の厚さは、予め銀電極２
３の表面」二に形成された導電体粒子２５の粒径を選定
しておくことにより決定され、接着強度、ヒータ出力、
導通良品率の優れたものとなっている。

次に、本実施例において導電体ね子２５のね径を変化さ
せた場合の発熱体出力割合と導通良品率の関係を表すグ
ラフを第４図に示す。このグラフから分かるように、導
電体粒子の粒径が２０μｍ以下の場合には破線で示すよ
うに良品率が低い。

この理由として、導電体粒子２５の凸部２６が低く、谷
部２７が浅いために、金属放熱体に　圧力をかけて接着
する際に、接着剤１９が金属板９と銀電極２３の間から
ほとんど押し出されてしまい、この結果、金属板９と銀
電極２３との間の接着か弱くなり、不良になると考えら
れる。金属板１３と銀電極２３との関係も同様である。

また、第４図において、導電体粒子の粒径が１２０μｍ
以上になると、発熱体出力割合が低下するのは、導電体
粒子２５の凸部２６と谷部２７との距離の差が大きいた
め、即ち金属板９と銀電極２３との距離が大きく、接着
剤の層が厚くなるために正特性サーミスタ素子１７にお
いて発生した熱が金属板９を含む金属放熱体に伝達しに
くくなるためである。

本実施例では、金属電極として銀を使用したが、凸部２
６を正特性゛サーミスタ素子１７に直接形成した際の接
触抵抗を所定値とすると、この所定値よりも小さい接触
抵抗値を有する導電性金属であれば他のものでもよく、
例えば黄銅としてもよい。

次に、本実施例の効果と従来のものの効果とを比較した
グラフを第５図に示１゜正特性ザーミスタ発熱体におい
ては、ＪＥ時外ザーミスク発熱体を通過する風量によっ
て発熱体出力は変化ずろ。第５図に示すように、従来の
ものよりも本実施例のもののほうか、同一風量に対して
発熱体出力か１’ｉｉ］上しており、圧損も低減される
。これは接着剤層の厚さを導電体粒子の粒径により制御
し、均一　で薄い接着剤層を形成したためてあり、正特
性り一一ξスタ素子の発熱が効率よく金属放熱体に伝わ
った結果である。また、特公平１−２８４６８号公報に
示される従来のものが本実施例よりも圧カ撰失は高くな
っていたのは、平行波型のパターン等に沿って接着剤を
押し退けるための所定の押圧力が必要であり、放熱フィ
ンかその押圧力に而、１えうるために板圧を厚くしてあ
ったからである。しかしながら、本実施例においては、
接着剤に対して導電体粒子の凸部２６かっきささろ恰好
となり、この山部２６によって押し退けられた接着剤は
１く横の谷部２７に移動するだけでよく、従来のものに
比べて押圧力を低減することかてき、びいて０ は放熱フィンの厚さも薄くすることができる。このため
、本実施例のものは従来例よりも圧損が低減できるので
ある。

以上説明したように本実施例によれば、正特性サーミス
タ素子と導電体粒子より成る凸部との間に銀電極を設け
たので、従来よりも抵触抵抗が小さくなるという効果を
奏する。また、銀電極は柔らかいため、銅を溶射した場
合に、銅粒子が銀電極とくっつき易いという効果も奏す
る。また、接着剤の厚さを導電体粒子の粒径によって制
御するため、均一で所望の厚さの接着剤層を形成でき、
正特性サーミスタの発熱が効率よく金属放熱体に伝達さ
れ、また正特性サーくスタと金属放熱体との電気的な接
触も良好に維持される。また、導電体粒子よりなる凸部
は線上や面上ではなく点上であるため、接着剤につきさ
さって接着剤を押し退けやすいため、金属放熱体と正特
性サーミスタとの押圧接着時における押圧力を低減でき
、ひいては放熱フィンの厚さを薄くすることができると
いう効果を奏する。さらには、金属放熱体または正特性
サーごスタそのものの形状を加工する必要かないという
効果も奏する。

次に、本発明の第２実施例を第６図に示す。本実施例の
最大の特徴は、前記第１実施例と製造方法が若干異なる
点である。即ち、前記第１実施例においては、銀電極２
３を正特性サーミスタ素子１３の表面に印刷して、焼付
を行った後、その上に導電体粒子を溶射法により形成し
たが、本実施例においては、正特性サーくスタ１７の表
面に銀電極２３を印刷した後、未乾燥の状態において珠
玉の導電体粒子２５を均一に散布し、その後で一体的に
焼イ１を行った点である。本実施例のような製造方法に
よっても、前記第１実施例と同し効果を奏することがで
きる。

次に、本発明の第３実施例を第７図に示す。本実施例に
おいては、正特性サーミスタ１７の表面に銀電極２３を
印刷および焼付成形した後、１０μｍから１００μｍの
粒径を有する銅などの導電体粒子３３を予め電極ペース
ト３５に混入して充分拡はんした状態で、スクリーンを
通して銀電極２３の上に印刷し、焼付時に電極ペースト
３５の中の溶射を飛散させることによって導電体粒子よ
りなる凸部を形成するものである。

尚、以上説明した各実施例においては、導電体粒子とし
て銅を用いたが、耐熱性、熱伝導性に優れ、接触抵抗の
低いものなら他のものでもよく、例えば黄銅でもよい。

（発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、正特性サーミスタ
素子と導電体粒子より成る凸部との間に接触抵抗が小さ
く、かつ導電性を有する金属電極を設けるようにしたの
で、金属放熱体と正特性サーミスタ素子との間の接触抵
抗が低減され、耐久性に優れるという優れた効果を奏す
る。

めの斜視図、第４図は上記第１実施例において導電体粒
子の粒径を変化させた場合の特性図、第５図は上記第１
実施例におＵる正特性サーミスタ発熱体と従来例とを比
較する特性図、第６図は本発明の第２実施例を説明する
要部断面図、第７図砥本発明の第３実施例を示す要部断
面図である。

１．３・・・電極板、９．１３・・・金属板、１１．ｉ
５・・・放熱フィン、１７・・・サーミスタ素子、１９
２１・・・接着剤、２３・・・金属電極、２６・・・凸
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　平板状の正特性サーミスタ素子と、 該正特性サーミスタ素子の両主面に設けられ、接触抵抗
   が所定値より小さく、かつ導電性を有する金属電極と、
   該金属電極の表面に設けられた導電体粒子より成る凸部
   と、 該凸部に、耐熱性及び熱伝導性を有する接着剤によって
   接合され、前記凸部と電気的導通を得る金属放熱体とを
   備えることを特徴とする正特性サーミスタ発熱体。