JPH047802A - Ptc素子 - Google Patents
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- JPH047802A JPH047802A JP10922790A JP10922790A JPH047802A JP H047802 A JPH047802 A JP H047802A JP 10922790 A JP10922790 A JP 10922790A JP 10922790 A JP10922790 A JP 10922790A JP H047802 A JPH047802 A JP H047802A
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は導電性ポリマー組成物よりなるPTC(Pos
i目we Te+ape目1ute Coeflici
enl)素子本体に金属箔電極を付与したPTC素子に
関する。
i目we Te+ape目1ute Coeflici
enl)素子本体に金属箔電極を付与したPTC素子に
関する。
(従来の技術)
正の抵抗温度特性を示すPTC素子としては、チタン酸
バリウム系のものが最もよく知られているが、小形で低
抵抗化ができるということから、最近は高分子物質中に
導電性粒子を均一に分散させた導電性ポリマー組成物を
用いたPTC素子として、特開昭55−78406号公
報、特開平1−110702号公報に記載のものが知ら
れている。
バリウム系のものが最もよく知られているが、小形で低
抵抗化ができるということから、最近は高分子物質中に
導電性粒子を均一に分散させた導電性ポリマー組成物を
用いたPTC素子として、特開昭55−78406号公
報、特開平1−110702号公報に記載のものが知ら
れている。
また、この種のPTC素子の電極の形成に関しては、米
国特許第4426633号明細書、特開昭63−877
05号公報、特開昭64−1201号公報等に記載され
ている。
国特許第4426633号明細書、特開昭63−877
05号公報、特開昭64−1201号公報等に記載され
ている。
米国特許第4426633号明細書には、金属板を電極
として用いており、PTC組成物本体と電極箔を合わせ
た上から十分な熱と圧力を加え組成物本体をとかして接
着させる工法によって強固な接着力を与えられたPTC
素子が記載されている。
として用いており、PTC組成物本体と電極箔を合わせ
た上から十分な熱と圧力を加え組成物本体をとかして接
着させる工法によって強固な接着力を与えられたPTC
素子が記載されている。
また、特開昭63−87705号公報にはN1、Cu等
の圧延箔を電解液中に浸せきし直流電流で電気分解して
箔の表面に微細な突起物を形成させて不規則な凹凸を作
り、その凹凸によってPTC組成物本体と金属箔の接着
力を強固に17たPTC素子が記載されている。
の圧延箔を電解液中に浸せきし直流電流で電気分解して
箔の表面に微細な突起物を形成させて不規則な凹凸を作
り、その凹凸によってPTC組成物本体と金属箔の接着
力を強固に17たPTC素子が記載されている。
さらに、特開昭64−1201号公報には、凹凸を作る
金属箔をNi箔としCu箔にした時の電極表面の酸化被
膜により抵抗値が増大するのを防ぎ粗さを1.0〜2.
0μmにすることにより接合強さを上げた有機正特性サ
ーミスタが記載されている。
金属箔をNi箔としCu箔にした時の電極表面の酸化被
膜により抵抗値が増大するのを防ぎ粗さを1.0〜2.
0μmにすることにより接合強さを上げた有機正特性サ
ーミスタが記載されている。
以上はPTC素子に関して電極箔を粗面化し素子本体と
電極箔の接着力を強化する手段であるが、プリント回路
基板を作る分野においては、接着強度を向上させるため
に、接合表面を粗面化した電解箔を用いるという技術は
一般的に知られている技術である。
電極箔の接着力を強化する手段であるが、プリント回路
基板を作る分野においては、接着強度を向上させるため
に、接合表面を粗面化した電解箔を用いるという技術は
一般的に知られている技術である。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら従来の粗面化された金属箔を1−゛TC素
子本体の電極として使用した場合には次のような欠点が
ある。
子本体の電極として使用した場合には次のような欠点が
ある。
銅箔に直流正解法により微粒子を電着させた粗面の粗さ
は5・−]、Oum程度でかつ形状は不均一である。ま
た凹凸の表面には箔製造り程のトす・−ト処理(後処理
工程)で[花Jと称する亜酸化銅の瘤を発生させて凹凸
形状を複雑にしている。これらが各々PTC素子に用い
た場合、次のような欠点となる。
は5・−]、Oum程度でかつ形状は不均一である。ま
た凹凸の表面には箔製造り程のトす・−ト処理(後処理
工程)で[花Jと称する亜酸化銅の瘤を発生させて凹凸
形状を複雑にしている。これらが各々PTC素子に用い
た場合、次のような欠点となる。
■ 凹凸形状が不均一なためP T C素子本体との接
着力の強いところと弱いところができる。
着力の強いところと弱いところができる。
■ 箔のトリート処理のため電極の接着表面に酸化銅が
付着しておりこれがPTC素子本体と箔の接触抵抗を増
大させる。
付着しておりこれがPTC素子本体と箔の接触抵抗を増
大させる。
■ 銅箔の製法には電解析出法と圧延法とがあるが電解
析出法によるときは結晶構造を有17でいるので、圧延
箔よりも可撓性が少なく、さら番、:成形時の加熱条件
によっては再結晶により折曲げ強度が低下しやすいので
、電極箔が素子本体の熱収縮に追随できず銅箔にクラッ
クが発生する。
析出法によるときは結晶構造を有17でいるので、圧延
箔よりも可撓性が少なく、さら番、:成形時の加熱条件
によっては再結晶により折曲げ強度が低下しやすいので
、電極箔が素子本体の熱収縮に追随できず銅箔にクラッ
クが発生する。
■ 電解析出法によるときは、圧延箔と違い光沢面側に
も1.4μm程度の粗さがあるためリード端子をバラレ
ススポット等により溶接する際にうまく溶接できない。
も1.4μm程度の粗さがあるためリード端子をバラレ
ススポット等により溶接する際にうまく溶接できない。
■ ポリマー系PTC素子の特徴である小形で低抵抗な
素子を作る場合には接着強度を上げるのに有効な不均一
な凹凸故に電極間距離が微細な部分で不均一となり局部
的な発熱がおこりやすい。
素子を作る場合には接着強度を上げるのに有効な不均一
な凹凸故に電極間距離が微細な部分で不均一となり局部
的な発熱がおこりやすい。
例えば、素子抵抗を50+1Ω、大きさ4 mm X
4 mmとしたとき体積抵抗ρ=2.θΩ印の素子本体
を用いると、 電極間距離t = X ((1,4) an =0
.0[14anρ 電極間距離は40amとなる。これに用いる電極凹凸の
粗さが仮に5〜1.0pmあるとすると、小さい凸部(
5μm)同志の対向距離を40amとすると大きい凸部
(10μm)同志の対向距離はそれよりも短(30pm
となり、電流の局部的な集中がおきて素子の寿命に大き
く影響する。
4 mmとしたとき体積抵抗ρ=2.θΩ印の素子本体
を用いると、 電極間距離t = X ((1,4) an =0
.0[14anρ 電極間距離は40amとなる。これに用いる電極凹凸の
粗さが仮に5〜1.0pmあるとすると、小さい凸部(
5μm)同志の対向距離を40amとすると大きい凸部
(10μm)同志の対向距離はそれよりも短(30pm
となり、電流の局部的な集中がおきて素子の寿命に大き
く影響する。
さらに、圧延箔に銅粗粒メツキ法で凹凸をもたせる銅メ
ツキ粗箔は、可撓性を必要とするプリント基板で一般に
使用されているが、凹凸形状は小さく接着力は平滑面よ
り強い程度でさらに電解箔同様に表面に亜酸化銅を発生
する恐れがある。
ツキ粗箔は、可撓性を必要とするプリント基板で一般に
使用されているが、凹凸形状は小さく接着力は平滑面よ
り強い程度でさらに電解箔同様に表面に亜酸化銅を発生
する恐れがある。
また表面に粗粒子を電着させたものであるため素子の熱
収縮によって付着した粗粒子と金属箔が剥離してしまう
という欠点がある。
収縮によって付着した粗粒子と金属箔が剥離してしまう
という欠点がある。
本発明の目的は上述の問題点に鑑み金属箔電極のPTC
素子本体と接する粗面の粗さが微細で均一であり、かつ
、表面に酸化膜などを形成せず、接着が強固で抵抗値に
変化を生じないPTC素子を提供するものである。
素子本体と接する粗面の粗さが微細で均一であり、かつ
、表面に酸化膜などを形成せず、接着が強固で抵抗値に
変化を生じないPTC素子を提供するものである。
(課題を解決するための手段)
本発明の請求項1に記載のPTC素子は、結晶性高分子
物質とこの高分子物質中に均一に分散された導電性粒子
とよりなる導電性ポリマー組成物よりなるPTC素子本
体の表面に金属箔電極を形成してなるPTC素子におい
て、前記金属箔電極が金属圧延箔であって、前記PTC
素子本体と接する面が、交流イオンエツチング法(以下
ACE法と略称する)によって粗面に形成されているも
のである。
物質とこの高分子物質中に均一に分散された導電性粒子
とよりなる導電性ポリマー組成物よりなるPTC素子本
体の表面に金属箔電極を形成してなるPTC素子におい
て、前記金属箔電極が金属圧延箔であって、前記PTC
素子本体と接する面が、交流イオンエツチング法(以下
ACE法と略称する)によって粗面に形成されているも
のである。
本発明の請求項2に記載のPTC素子は、金属箔電極が
、無酸素銅または、タフピッチ銅であるものである。
、無酸素銅または、タフピッチ銅であるものである。
本発明の請求項3に記載のPTC素子は、無酸素銅また
はタフピッチ銅が表面に防錆処理を施されているもので
ある。
はタフピッチ銅が表面に防錆処理を施されているもので
ある。
(作用)
本発明のACE法による金属箔電極への粗面の形成は、
間接給電方法によって行なわれ、電解液には、塩酸、硝
酸などの無機酸を使用し、2枚のカーボン電極間に平滑
面を背中合せにした金属箔電極を挟んで通電することに
よって施される。
間接給電方法によって行なわれ、電解液には、塩酸、硝
酸などの無機酸を使用し、2枚のカーボン電極間に平滑
面を背中合せにした金属箔電極を挟んで通電することに
よって施される。
その反応モデルを銅膜の場合について説明する。
交流電解中のアノードサイクルでは、
Cu0−+Cu”+2e−(酸化電解)が主反応で、表
面欠陥部を核とした方位依存性の溶解がおこる。次のカ
ソードでは、還元析出反応がおこる。
面欠陥部を核とした方位依存性の溶解がおこる。次のカ
ソードでは、還元析出反応がおこる。
Cu”+ ’le−−+ Cu0(還元析出反応)また
、粗化形態の制御は、交流イオンエツチングの種々のパ
ラメータである電流密度、温度、周波数、液組成の組み
合わせによって行なうことができる。
、粗化形態の制御は、交流イオンエツチングの種々のパ
ラメータである電流密度、温度、周波数、液組成の組み
合わせによって行なうことができる。
そして接合面の粗さが全面的に微細で均一であり酸化膜
を発生しない電極が得られる。
を発生しない電極が得られる。
また圧延箔は、電解析出法による電解箔と比べて可撓性
が大きく、例えば、圧延銅箔の加熱時間と伸びとの関係
は第1図に示す如くでありPTC素子本体の成形時の熱
収縮にも追随できる可撓性を有している。
が大きく、例えば、圧延銅箔の加熱時間と伸びとの関係
は第1図に示す如くでありPTC素子本体の成形時の熱
収縮にも追随できる可撓性を有している。
(以下次頁)
(実施例)
実施例I
PTC素子本体の組成
表1
CB・カーボンブラック
HDPE 、高密度ポリエチレン
電極材
(^)ACE箔圧延銅35am(CFW81S)接合面
の粗さ11111表面防錆処理KDK株式会社製 (B)ACE箔圧延銅35μm(CFW81S)接合面
の粗さ2μm表面未処理KDK株式会社製 (C)圧延銅箔光沢面 KDK株式会社製 ACE箔圧箔圧延液合面をACE法により粗面に形成し
た無酸素銅圧延箔(または、タフピッチ銅圧延箔) 表面防錆処理:表面をニッケル合金化処理した。
の粗さ11111表面防錆処理KDK株式会社製 (B)ACE箔圧延銅35μm(CFW81S)接合面
の粗さ2μm表面未処理KDK株式会社製 (C)圧延銅箔光沢面 KDK株式会社製 ACE箔圧箔圧延液合面をACE法により粗面に形成し
た無酸素銅圧延箔(または、タフピッチ銅圧延箔) 表面防錆処理:表面をニッケル合金化処理した。
光沢面:接合面を粗面にせず光沢面のままにした無酸素
銅圧延箔(または、タフピッチ銅圧延箔) 前記表1に示す組成物を混線、粉砕して得た成形材と、
前記電極材(^) (B) (C) とを夫々200℃
で成形して第2図に示すPTC素子本体1と電極2とよ
りなるt =2mmSl + XA’ 2 = 13m
mX13m+nの成形品を得た。電極材(^) (B)
(C)に対応する成形品を試料(^) (B) (C
)とした。
銅圧延箔(または、タフピッチ銅圧延箔) 前記表1に示す組成物を混線、粉砕して得た成形材と、
前記電極材(^) (B) (C) とを夫々200℃
で成形して第2図に示すPTC素子本体1と電極2とよ
りなるt =2mmSl + XA’ 2 = 13m
mX13m+nの成形品を得た。電極材(^) (B)
(C)に対応する成形品を試料(^) (B) (C
)とした。
得られた試料(A) CB) (C)の夫々の電極2の
一端を2〜3 mmはがし、電極2面が固定台と平行に
なるように試料(^) (B) (C)の本体1を夫々
固定する。電極2のはがしたところをクリップではさみ
垂直方向(上)にデジタルフォースゲージDFG−5K
(シンポ工業株式会社)で引きはがし接合強度を測定し
た。
一端を2〜3 mmはがし、電極2面が固定台と平行に
なるように試料(^) (B) (C)の本体1を夫々
固定する。電極2のはがしたところをクリップではさみ
垂直方向(上)にデジタルフォースゲージDFG−5K
(シンポ工業株式会社)で引きはがし接合強度を測定し
た。
得られた結果を表2に示す。
表2
表2より電極材にACE処理を施したものが大きな接合
強度を有することがわかる。
強度を有することがわかる。
実施例2
PTC素子本体の組成
表3
電極材
(^)実施例1と同じ
(B)実施例1と同じ
(DJ電解銅箔35μm
福田金属箔粉工業株式会社製
(E)電解Ni箔 25μl
福田金属箔粉工業株式会社製
前記表3に示す組成物を混練、粉砕して得た成形材と、
前記電極材(^) (B) (D) (E)とより、実
施例1と同様にして試料FA) FB) (D) (E
)を得た。
前記電極材(^) (B) (D) (E)とより、実
施例1と同様にして試料FA) FB) (D) (E
)を得た。
得られた試料(A) (B) (D) (E)に電流1
.mA、4端子法によって抵抗値を測定した。結果を表
4に示す。
.mA、4端子法によって抵抗値を測定した。結果を表
4に示す。
表4
B703ST 、シランカップリング処理水酸化アルミ
ニウム 表4より実施例2によるものは、銅材であるにもかかわ
らず、Ni箔を用いたと同程度の抵抗値を示し、酸化膜
による抵抗値の増大がないことがわかる。
ニウム 表4より実施例2によるものは、銅材であるにもかかわ
らず、Ni箔を用いたと同程度の抵抗値を示し、酸化膜
による抵抗値の増大がないことがわかる。
実施例3
実施例1と同様の試料(^) (B) (C)を135
℃に加熱したフロリナー)(Fe12、bp215℃、
住友スリーエム株式会社製)に3Qsec、次に室温の
エタノールに3 Q sec浸せきすることを1サイク
ルとした熱衝撃試験を10回くり返した。
℃に加熱したフロリナー)(Fe12、bp215℃、
住友スリーエム株式会社製)に3Qsec、次に室温の
エタノールに3 Q sec浸せきすることを1サイク
ルとした熱衝撃試験を10回くり返した。
但し各々媒体間を移動させる時間は5 secとした。
結果を表5に示す。
表5
ラック等の異常も発生しなかったことから十分な接着力
をもち、また、PTC素子本体の熱収縮にも追随できる
と考えられる。
をもち、また、PTC素子本体の熱収縮にも追随できる
と考えられる。
実施例4
実施例1の試料B1実施例2の試料りの各電極材の平滑
面にリード端子(42アロイ、厚さ0.25mm、表面
半田メツキ3μm)をパラレルスポラ) (13Wse
c、加圧目盛8 (3,75kg) )で電極面に1ケ
所溶接した。その端子の先端を電極に対し垂直方向にな
るように折りまげ加工しハンドホルトデジタルフォース
ゲージ(DFG−5に、シンポ工業株式会社製)で引張
り強度を測定した。但しこのとき素子は固定しておいた
。その結果を表6に示す。
面にリード端子(42アロイ、厚さ0.25mm、表面
半田メツキ3μm)をパラレルスポラ) (13Wse
c、加圧目盛8 (3,75kg) )で電極面に1ケ
所溶接した。その端子の先端を電極に対し垂直方向にな
るように折りまげ加工しハンドホルトデジタルフォース
ゲージ(DFG−5に、シンポ工業株式会社製)で引張
り強度を測定した。但しこのとき素子は固定しておいた
。その結果を表6に示す。
表6
表5より試験回数10回で試料Cのみ剥離したのに対し
て試料ASBは剥離せずかつ電極にり表6より平滑面の
粗さの小さい方が引張り強度が優れていることがわかる
。
て試料ASBは剥離せずかつ電極にり表6より平滑面の
粗さの小さい方が引張り強度が優れていることがわかる
。
以上の実施例は、金属箔電極として無酸素銅圧延箔また
はタフピッチ銅圧延箔を用いたが、他の金属圧延箔の接
合面をACE法により粗面化した電極を用いることもで
き、特にニッケルのように電気的安定性の高い箔を用い
ると抵抗値の安定性も高くなる。
はタフピッチ銅圧延箔を用いたが、他の金属圧延箔の接
合面をACE法により粗面化した電極を用いることもで
き、特にニッケルのように電気的安定性の高い箔を用い
ると抵抗値の安定性も高くなる。
本発明によれば、ACE法で粗面化した金属箔電極の接
合面は、凹凸面が全面的に均一であるためPTC素子本
体とどの部分も均一に接合し接合力が大であ8゜ ACE法によるため、金属箔として銅箔を用いた場合も
凹凸面に酸化膜を生じないため、電極付けした場合に体
積抵抗率が増大しない。また金属箔電極として銅圧延箔
を用いたため可撓性に優れ、PTC素子本体の熱収縮に
追随するから、電極にクラックを発生するようなことが
ない。さらに、電解法による銅箔と比べて圧延箔は接合
面と反対側の端子接続面の凹凸が少ないため、リード端
子をスポット溶接で簡単に接続でき、しかも抵抗値を増
大させることがない。
合面は、凹凸面が全面的に均一であるためPTC素子本
体とどの部分も均一に接合し接合力が大であ8゜ ACE法によるため、金属箔として銅箔を用いた場合も
凹凸面に酸化膜を生じないため、電極付けした場合に体
積抵抗率が増大しない。また金属箔電極として銅圧延箔
を用いたため可撓性に優れ、PTC素子本体の熱収縮に
追随するから、電極にクラックを発生するようなことが
ない。さらに、電解法による銅箔と比べて圧延箔は接合
面と反対側の端子接続面の凹凸が少ないため、リード端
子をスポット溶接で簡単に接続でき、しかも抵抗値を増
大させることがない。
また銅箔電極の表面に防錆処理を施すことによりさらに
抵抗値を安定させることができる。
抵抗値を安定させることができる。
第1図は圧延銅箔の加熱条件とアニール状況関係図、第
2図は本発明のPTC素子の斜視図である。 1・・PTC素子本体、2・・電極。
2図は本発明のPTC素子の斜視図である。 1・・PTC素子本体、2・・電極。
Claims (3)
- (1)結晶性高分子物質とこの高分子物質中に均一に分
散された導電性粒子とよりなる導電性ポリマー組成物よ
りなるPTC素子本体の表面に金属箔電極を形成してな
るPTC素子において、前記金属箔電極が金属圧延箔で
あって、前記PTC素子本体と接する面が、交流イオン
エッチング法によって粗面に形成されていることを特徴
とするPTC素子。 - (2)金属箔電極が、無酸素銅または、タフピッチ鋼で
あることを特徴とする請求項1に記載のPTC素子。 - (3)無酸素銅またはタフピッチ銅が表面に防錆処理を
施されていることを特徴とする請求項2記載のPTC素
子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10922790A JPH047802A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Ptc素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10922790A JPH047802A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Ptc素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH047802A true JPH047802A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=14504831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10922790A Pending JPH047802A (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Ptc素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH047802A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0602386A2 (de) * | 1992-12-02 | 1994-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer haftfesten Kunststoff-Metall-Verbindung |
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JP2007088167A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Tdk Corp | Ptc素子及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-04-25 JP JP10922790A patent/JPH047802A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
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EP0952591A4 (en) * | 1996-09-20 | 2000-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | PTC THERMISTOR |
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