JPH04369802A - Positive characteristic thermistor and manufacture thereof - Google Patents

Positive characteristic thermistor and manufacture thereof

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JPH04369802A
JPH04369802A JP14717791A JP14717791A JPH04369802A JP H04369802 A JPH04369802 A JP H04369802A JP 14717791 A JP14717791 A JP 14717791A JP 14717791 A JP14717791 A JP 14717791A JP H04369802 A JPH04369802 A JP H04369802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
aluminum
temperature coefficient
positive temperature
coefficient thermistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP14717791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Takagaki
高垣 正美
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a highly reliable positive characteristic thermistor by a method wherein, in the positive characteristic thermistor which is used as the heat-generating body such as a hot-air heater and the like, the problem such as decrease in reliability and migration due to oxidation and corrosion' of an electrode is solved. CONSTITUTION:An aluminum electrode 12 is formed on both main flat surfaces of a positive characteristic thermistor element 11, and after the oxide film on the surface of the aluminum electrode 12 has been removed, a gold electrode 13 is formed, and a positive characteristic thermistor, having excellent reliability and heat-resisting property, can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング素子や発
熱体として使用される正特性サーミスタおよびその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive temperature coefficient thermistor used as a switching element or a heating element, and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】近年、正特性サーミスタは用途が拡大し
、家庭で使用するパーソナル温風ヒータとして使用され
ている。さらに、従来より高電力,高温度指向となって
きている。
2. Description of the Related Art In recent years, the use of positive temperature coefficient thermistors has expanded, and they are now being used as personal warm air heaters for home use. Furthermore, there has been a trend towards higher power and higher temperature than before.

【0003】以下に従来の正特性サーミスタについて説
明する。図2は従来の正特性サーミスタの構造を示すも
のである。図2において、1は正特性サーミスタ素子、
2はアルミニウム電極であり、正特性サーミスタ素子1
の対向する両主平面に付与されている。この電極形成方
法としては、アルミニウムをスクリーン印刷して焼付す
る方法や、アルミニウムの溶射方法などがある。また、
端子の導出は圧接による方法をとっていた。また、半田
付による端子導出や特性向上のため、アルミ電極の上に
銅電極を付与する構造も知られている。
A conventional positive temperature coefficient thermistor will be explained below. FIG. 2 shows the structure of a conventional positive temperature coefficient thermistor. In FIG. 2, 1 is a positive temperature coefficient thermistor element;
2 is an aluminum electrode, and positive temperature coefficient thermistor element 1
is applied to both opposing principal planes. Examples of methods for forming this electrode include a method of screen printing and baking aluminum, and a method of thermal spraying aluminum. Also,
The terminals were brought out using pressure welding. Furthermore, a structure in which a copper electrode is provided on an aluminum electrode is also known in order to lead out a terminal by soldering and improve characteristics.

【0004】図3はさらに別の従来技術を示すものであ
る。図3において、1は図2と同じく正特性サーミスタ
素子、3はその正特性サーミスタ素子1の両主平面に無
電解メッキ法によって形成されたニッケル電極、4はそ
のニッケル電極3の上にスクリーン印刷焼付法で形成さ
れた銀電極である。
FIG. 3 shows yet another conventional technique. In FIG. 3, 1 is a PTC thermistor element as in FIG. 2, 3 is a nickel electrode formed on both main planes of the PTC thermistor element 1 by electroless plating, and 4 is screen printed on the nickel electrode 3. This is a silver electrode formed by a baking method.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の構成では、以下のような問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional configuration as described above has the following problems.

【0006】まず、アルミニウム電極のみの場合、発熱
体として使用しているとアルミニウム電極表面に酸化膜
を形成したり、アルミニウムの腐食が生じ、信頼性が低
下するという問題点があった。
First, when only an aluminum electrode is used as a heating element, there is a problem that an oxide film is formed on the surface of the aluminum electrode, corrosion of the aluminum occurs, and reliability is lowered.

【0007】また、アルミニウム電極の上に銅電極を付
与した場合、半田付タイプでスイッチング素子として使
用されるには問題はない。しかし、この正特性サーミス
タが温風ヒータなどの発熱体として使用されると、銅電
極が大気中で酸化し、信頼性の点で問題があった。
[0007] Furthermore, when a copper electrode is provided on an aluminum electrode, there is no problem in using it as a soldering type switching element. However, when this positive temperature coefficient thermistor is used as a heating element in a hot-air heater or the like, the copper electrode oxidizes in the atmosphere, which poses a problem in terms of reliability.

【0008】さらに、ニッケル−銀電極の場合、発熱体
として使用する時に、銀電極を付与しているため、ニッ
ケル電極の酸化は抑制できる。しかし、銀は大気中のわ
ずかな硫化性ガスによって化合物をつくって劣化したり
、電場とわずかな水分によって銀のマイグレーションが
発生し、最悪の場合、短絡し破壊する危険性がある。 これを防ぐためには両対向面の銀電極の面積を小さくし
なければならず、その場合には作りにくく、量産性に劣
るという問題点を有していた。
Furthermore, in the case of a nickel-silver electrode, since a silver electrode is provided when it is used as a heating element, oxidation of the nickel electrode can be suppressed. However, silver can deteriorate due to the formation of compounds due to small amounts of sulfuric gas in the atmosphere, and migration of silver can occur due to electric fields and small amounts of moisture, and in the worst case, there is a risk of short circuiting and destruction. In order to prevent this, it is necessary to reduce the area of the silver electrodes on both opposing surfaces, which poses the problem of being difficult to manufacture and poor in mass production.

【0009】本発明は上記のような従来の問題点を解決
するもので、発熱体として使用した場合にも信頼性,耐
熱性に優れた正特性サーミスタを提供することを目的と
するものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a positive temperature coefficient thermistor that has excellent reliability and heat resistance even when used as a heating element. .

【0010】0010

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の正特性サーミスタは、正特性サーミスタ素子
の両主平面にアルミニウム電極を設け、上記アルミニウ
ム電極の上に金電極を設けてなるものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the PTC thermistor of the present invention is provided with aluminum electrodes on both main planes of a PTC thermistor element, and a gold electrode is provided on the aluminum electrodes. It is something.

【0011】また本発明は、正特性サーミスタ素子の両
主平面にアルミニウム電極を形成し、上記アルミニウム
電極の表面の酸化膜を除去後、その上に金電極を形成し
たことを特徴とする正特性サーミスタの製造方法を提供
するものである。
The present invention also provides a positive temperature coefficient thermistor element characterized in that aluminum electrodes are formed on both main planes of the positive temperature coefficient thermistor element, and after removing an oxide film on the surface of the aluminum electrode, a gold electrode is formed thereon. A method for manufacturing a thermistor is provided.

【0012】0012

【作用】この構成によれば、アルミニウム電極の上に金
電極が設けられているため、アルミニウム電極の酸化や
腐食を防止することができる。また、銀電極を使用しな
いため、マイグレーションの劣化も防止でき、信頼性,
耐久性を向上させることができる。さらに、アルミニウ
ム電極の表面の酸化膜を除去後、金電極を設けることに
より、アルミニウム電極と金電極との導通を完全なもの
とすることができ、信頼性をより一層高めることができ
る。
[Operation] According to this configuration, since the gold electrode is provided on the aluminum electrode, oxidation and corrosion of the aluminum electrode can be prevented. In addition, since no silver electrodes are used, migration deterioration can be prevented, and reliability and
Durability can be improved. Furthermore, by providing a gold electrode after removing the oxide film on the surface of the aluminum electrode, the electrical conduction between the aluminum electrode and the gold electrode can be completed, and reliability can be further improved.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明にかかる正特性サーミスタの
一実施例を示す断面図である。図1において、11は正
特性サーミスタ素子であり、この正特性サーミスタ素子
11の対向する両主平面上にはアルミニウム電極12が
設けられており、かつそのアルミニウム電極12の上に
は金電極13が設けられている。また、14はバネ端子
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a positive temperature coefficient thermistor according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a PTC thermistor element, and aluminum electrodes 12 are provided on both opposing main planes of the PTC thermistor element 11, and a gold electrode 13 is provided on the aluminum electrodes 12. It is provided. Further, 14 is a spring terminal.

【0015】次に、その製造方法の一実施例について説
明する。まず、正特性サーミスタ素子11の対向する両
主平面上に導電性のアルミニウムペーストをスクリーン
印刷し、焼付けてアルミニウム電極12を形成する。そ
の後、アルミニウム電極12の表面の酸化膜をバフ研磨
にて除去する。次に、上記アルミニウム電極12の上に
、DCスパッタリング装置を用いて金電極13を形成す
る。このようにして、正特性サーミスタが作製される。
Next, one embodiment of the manufacturing method will be described. First, conductive aluminum paste is screen printed on both opposing main planes of the PTC thermistor element 11 and baked to form the aluminum electrodes 12. Thereafter, the oxide film on the surface of the aluminum electrode 12 is removed by buffing. Next, a gold electrode 13 is formed on the aluminum electrode 12 using a DC sputtering device. In this way, a positive temperature coefficient thermistor is manufactured.

【0016】さて、本発明の正特性サーミスタを温風ヒ
ータに使用する場合、スイッチング温度が300℃前後
のため、正特性サーミスタが300℃となり、耐熱性が
重要となってくる。そこで、本発明の実施例と従来例の
比較として、初期特性と300℃耐熱試験50時間後の
正特性サーミスタの抵抗値変化率を下記の(表1)に示
す。
Now, when the positive temperature coefficient thermistor of the present invention is used in a hot air heater, the switching temperature is around 300°C, so the temperature of the positive temperature coefficient thermistor is 300°C, and heat resistance becomes important. Therefore, as a comparison between the example of the present invention and the conventional example, the initial characteristics and the rate of change in resistance value of the positive temperature coefficient thermistor after 50 hours of heat resistance test at 300° C. are shown in Table 1 below.

【0017】ここで、正特性サーミスタ素子には、(B
a0.65Pb0.35)TiO3+0.0003Nb
2O5+0.001MnO2+0.02SiO2の組成
のものを用い、直径14mm,厚み3.0mmのディス
ク状素子とした。そして、本実施例ではアルミニウム電
極をスクリーン印刷,焼付けにより厚み20μmに形成
し、その表面の酸化膜を除去後、その上にDCスパッタ
リング装置を用いて厚み1.0μmの金電極を形成した
。一方、従来例Iではアルミニウム電極を厚み20μm
とし、従来例IIではニッケル電極を厚み2μm、その
上に形成される銀電極を厚み30μmとした。この時、
従来例I,II共、本実施例と同一組成で、同一形状の
正特性サーミスタ素子を用い、スイッチング温度は全て
300℃のものである。
Here, the positive temperature coefficient thermistor element has (B
a0.65Pb0.35) TiO3+0.0003Nb
A disk-shaped element having a composition of 2O5+0.001MnO2+0.02SiO2 and having a diameter of 14 mm and a thickness of 3.0 mm was made. In this example, an aluminum electrode was formed with a thickness of 20 μm by screen printing and baking, and after removing the oxide film on the surface, a gold electrode with a thickness of 1.0 μm was formed thereon using a DC sputtering device. On the other hand, in Conventional Example I, the aluminum electrode has a thickness of 20 μm.
In Conventional Example II, the thickness of the nickel electrode was 2 μm, and the thickness of the silver electrode formed thereon was 30 μm. At this time,
Both Conventional Examples I and II use a positive temperature coefficient thermistor element having the same composition and shape as the present example, and the switching temperature is 300°C.

【0018】[0018]

【表1】[Table 1]

【0019】上記(表1)に示すように、従来例Iのア
ルミニウム電極のみのものは、抵抗値変化率が大きい。 これはアルミニウム電極が大気と接しているため、表面
酸化が促進されることに起因すると考えられる。これに
対し、本実施例では金電極によってアルミニウム電極が
保護されており、金はアルミニウムに比較して酸化され
にくいため、抵抗値変化率は従来例Iの半分となってい
る。また、ニッケル電極の上に銀電極を設けた従来例I
Iのものは、従来例Iよりも抵抗値変化率が小さいが、
このものは上述したようにマイグレーションが発生しや
すいという別の問題点を有している。
As shown in Table 1 above, the conventional example I, which only uses aluminum electrodes, has a large rate of change in resistance value. This is considered to be due to the fact that surface oxidation is promoted because the aluminum electrode is in contact with the atmosphere. In contrast, in this example, the aluminum electrode is protected by the gold electrode, and gold is less likely to be oxidized than aluminum, so the rate of change in resistance value is half that of Conventional Example I. In addition, conventional example I in which a silver electrode was provided on a nickel electrode
I has a smaller resistance change rate than conventional example I, but
As mentioned above, this method has another problem in that migration is likely to occur.

【0020】したがって、本実施例のものは従来例と初
期特性が同等レベルであり、かつ耐熱性が向上し、信頼
性が高いものとなっている。また、本実施例のものは、
アルミニウム電極の表面の酸化膜を除去後、金電極を形
成していることにより、アルミニウム電極と金電極との
導通を完全なものとし、より一層信頼性を高めたものと
している。
Therefore, the device of this example has initial characteristics on the same level as the conventional example, has improved heat resistance, and is highly reliable. In addition, in this example,
By forming the gold electrode after removing the oxide film on the surface of the aluminum electrode, the electrical conduction between the aluminum electrode and the gold electrode is made complete, further increasing reliability.

【0021】なお、本実施例において、アルミニウム電
極の形成方法は、溶射やスパッタリングによる形成方法
でも良く、また金電極の形成方法もメッキ方法などでも
良いものである。
In this embodiment, the aluminum electrode may be formed by thermal spraying or sputtering, and the gold electrode may be formed by plating.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アルミニ
ウム電極と、その上に設けられた金電極との2層構造に
することにより、アルミニウムの酸化を防止し、耐熱性
に優れた正特性サーミスタが得られる。また、銀電極を
用いない構成のため、マイグレーションによる短絡,破
壊といった危険性もないものとなる。そして、アルミニ
ウム電極の表面の酸化膜を除去後、金電極を形成するこ
とにより、アルミニウム電極と金電極との導通をより完
全なものとし、信頼性をさらに向上させることができる
ものとなる。したがって、本発明によれば、発熱体とし
て用いた場合にも信頼性の高い正特性サーミスタを提供
することができる。
As described above, according to the present invention, by forming a two-layer structure of an aluminum electrode and a gold electrode provided thereon, oxidation of aluminum can be prevented and a positive electrode with excellent heat resistance can be obtained. A characteristic thermistor is obtained. Furthermore, since the structure does not use silver electrodes, there is no risk of short circuit or destruction due to migration. Then, by forming a gold electrode after removing the oxide film on the surface of the aluminum electrode, conduction between the aluminum electrode and the gold electrode can be made more complete, and reliability can be further improved. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable positive temperature coefficient thermistor even when used as a heating element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例による正特性サーミスタを示
す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a positive temperature coefficient thermistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の正特性サーミスタを示す断面図[Figure 2] Cross-sectional view showing a conventional positive temperature coefficient thermistor

【図3】
他の従来の正特性サーミスタを示す断面図
[Figure 3]
Cross-sectional diagram showing other conventional positive temperature coefficient thermistors

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11  正特性サーミスタ素子 12  アルミニウム電極 13  金電極 11 Positive temperature coefficient thermistor element 12 Aluminum electrode 13 Gold electrode

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正特性サーミスタ素子の両主平面にアルミ
ニウム電極を設け、上記アルミニウム電極の上に金電極
を設けてなる正特性サーミスタ。
1. A positive temperature coefficient thermistor comprising aluminum electrodes provided on both main planes of a positive temperature coefficient thermistor element, and a gold electrode provided on the aluminum electrodes.
【請求項2】正特性サーミスタ素子の両主平面にアルミ
ニウム電極を形成し、上記アルミニウム電極の表面の酸
化膜を除去後、その上に金電極を形成したことを特徴と
する正特性サーミスタの製造方法。
2. Manufacture of a positive temperature coefficient thermistor, characterized in that aluminum electrodes are formed on both main planes of a positive temperature coefficient thermistor element, and after removing an oxide film on the surface of the aluminum electrode, a gold electrode is formed thereon. Method.
JP14717791A 1991-06-19 1991-06-19 Positive characteristic thermistor and manufacture thereof Pending JPH04369802A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570484B2 (en) * 1995-11-20 2003-05-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Mounting structure for thermistor with positive resistance-to-temperature characteristic

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570484B2 (en) * 1995-11-20 2003-05-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Mounting structure for thermistor with positive resistance-to-temperature characteristic

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