JPH10208902A - Production of organic ptc thermistor - Google Patents

Production of organic ptc thermistor

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JPH10208902A
JPH10208902A JP2199397A JP2199397A JPH10208902A JP H10208902 A JPH10208902 A JP H10208902A JP 2199397 A JP2199397 A JP 2199397A JP 2199397 A JP2199397 A JP 2199397A JP H10208902 A JPH10208902 A JP H10208902A
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JP
Japan
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thermistor
electrode
conductive particles
organic ptc
polymer
Prior art date
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Application number
JP2199397A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Shirakawa
幸彦 白川
Norihiko Shigeta
徳彦 繁田
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH10208902A publication Critical patent/JPH10208902A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable organic PTC(positive temperature coefficient of resistivity) thermistor exhibiting low resistance at the nonoperating time and having high degree of freedom in the selection of material. SOLUTION: The method for producing an organic PTC having a thermistor element where conductive particles are diffused into a crystalline polymer and an electrode provided on the surface comprises a step for removing the crystalline polymer selectively to expose the conductive particles to the surface of the thermistor element, and a step for forming electrodes. The selective removing step utilizes a reactive ion etching method, UV-irradiation, exposure to atmosphere containing ozone, combination of UV-irradiation and exposure to atmosphere containing ozone, laser irradiation, or the like. The electrode comprises a resin electrode layer where conductive electrode material particles are dispersed into a resin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正の抵抗温度特性
(PTC:positive temperature coefficient of resi
stivity)を示すPTCサーミスタのうち、結晶性高分
子重合体を用いる有機PTCサーミスタを製造する方法
に関する。
The present invention relates to a positive temperature coefficient of resistance (PTC).
The present invention relates to a method for producing an organic PTC thermistor using a crystalline high-molecular polymer among PTC thermistors exhibiting high sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機PTCサーミスタは、結晶性高分子
重合体にカーボンブラックや金属等の導電性粒子を分散
させた構成のサーミスタ素体表面に電極を設けたもので
あり、従来のセラミックス系PTCサーミスタに比べ、
室温での比抵抗(非動作時の比抵抗)が低いため、大電
流を流す用途に好適であり、また、小型化でき、さら
に、抵抗変化率(最大抵抗値/室温抵抗値)が大きいと
いう優れた特性を有することが知られている。有機PT
Cサーミスタは、例えば自己制御型ヒーターや温度検出
器、過電流保護素子などに利用することができる。
2. Description of the Related Art An organic PTC thermistor has a structure in which conductive particles such as carbon black and metal are dispersed in a crystalline polymer, and electrodes are provided on the surface of a thermistor body. Compared to thermistors,
Since the specific resistance at room temperature (the specific resistance during non-operation) is low, it is suitable for applications in which a large current flows, and can be miniaturized, and the resistance change rate (maximum resistance value / room temperature resistance value) is large. It is known to have excellent properties. Organic PT
The C thermistor can be used, for example, for a self-control type heater, a temperature detector, an overcurrent protection element, and the like.

【0003】有機PTCサーミスタの素体に電極を設け
る方法としては、金属箔を圧着する方法(米国特許第
4,426,633号明細書)が広く知られている。し
かし、この方法を用いると、素体と電極との間の電気的
な接触を均一にすることができないので、電極の接触抵
抗が大きくなってしまう。このため、非動作時の抵抗値
が高くなってしまい、大電流を流す用途には好ましくな
い。
[0003] As a method of providing an electrode on a body of an organic PTC thermistor, a method of pressing a metal foil (US Pat. No. 4,426,633) is widely known. However, when this method is used, the electrical contact between the element body and the electrode cannot be made uniform, so that the contact resistance of the electrode increases. For this reason, the resistance value during non-operation becomes high, which is not preferable for an application in which a large current flows.

【0004】このため、特公平4−44401号公報で
は、あらかじめ素体表面をエッチングして素体表面付近
の導電性充填材を露出させた後、電気めっき法または化
学めっき法により電極を形成する方法が提案されてい
る。同公報には、エッチング手段としてクロム酸混液、
パラキシレンなどによる表面処理や、サンドブラスト、
サンドペーパーによる表面処理が挙げられている。
For this reason, in Japanese Patent Publication No. 4-44401, an electrode is formed by an electroplating method or a chemical plating method after a surface of a body is etched in advance to expose a conductive filler near the surface of the body. A method has been proposed. In this publication, a chromic acid mixed solution as an etching means,
Surface treatment with para-xylene, sandblasting,
Surface treatment with sandpaper is mentioned.

【0005】しかし、サーミスタ素体表面のエッチング
にクロム酸混液やパラキシレンなどを用いる湿式法を利
用する場合、例えば導電性粒子として金属や酸化物、非
酸化物の粒子を用いると、結晶性高分子重合体だけを選
択的にエッチングすることが難しくなるため、実質的に
カーボンブラックなどの限られた導電性粒子を用いる場
合にしか適用できない。また、湿式エッチング法は、水
溶性の結晶性高分子重合体を用いる場合には好ましくな
く、例えばポリエチレンオキシド等に対してはパラキシ
レン等の芳香環を有する有機溶剤を用いることはできな
い。また、結晶性高分子重合体が非水溶性であっても、
素体中へのエッチング液の浸透は避けられないので、サ
ーミスタ特性の不安定化や信頼性低下を招くことがあ
る。
However, when a wet method using a chromic acid mixed solution or para-xylene is used for etching the thermistor body surface, for example, if metal, oxide, or non-oxide particles are used as the conductive particles, high crystallinity is obtained. Since it is difficult to selectively etch only the molecular polymer, it is practically applicable only when using limited conductive particles such as carbon black. The wet etching method is not preferable when a water-soluble crystalline polymer is used. For example, an organic solvent having an aromatic ring such as para-xylene cannot be used for polyethylene oxide or the like. Also, even if the crystalline polymer is water-insoluble,
Since infiltration of the etching solution into the element body is unavoidable, thermistor characteristics may become unstable and reliability may be reduced.

【0006】また、サーミスタ素体表面のエッチングに
サンドブラストを利用する場合、重合体を選択除去する
際の選択性が不十分となる。また、サーミスタ素体の物
理的ダメージや不純物混入などが生じるため、サーミス
タ特性の劣化を招くことがある。
When sandblasting is used for etching the surface of the thermistor body, the selectivity at the time of selectively removing the polymer becomes insufficient. Further, physical damage to the thermistor body and contamination with impurities may occur, which may cause deterioration of the thermistor characteristics.

【0007】また、めっき液は、通常、強アルカリ性ま
たは強酸性の水溶液であり、これがめっき時にサーミス
タ素体に直接接触することになる。このため、めっき法
を用いる場合には、ポリエチレンオキシドなどの水溶性
高分子材料をサーミスタ素体の結晶性高分子重合体とし
て用いることはできない。また、ポリエチレンなどの非
水溶性高分子材料を用いる場合でも、素体中へのめっき
液の浸透は避けられず、サーミスタ特性の不安定化や信
頼性の低下を招くなどの問題がある。特に、サーミスタ
素体に含有させる導電性粒子として金属粒子や表面に導
電性コーティングがされた粒子を用いる場合、導電性粒
子の導電性劣化につながり、信頼性を著しく低下させる
要因となっている。
[0007] The plating solution is usually a strongly alkaline or strongly acidic aqueous solution, which comes into direct contact with the thermistor body during plating. Therefore, when the plating method is used, a water-soluble polymer material such as polyethylene oxide cannot be used as the crystalline polymer of the thermistor body. In addition, even when a water-insoluble polymer material such as polyethylene is used, there is a problem that the plating solution is unavoidably infiltrated into the element body, which causes instability of the thermistor characteristics and a decrease in reliability. In particular, when metal particles or particles having a conductive coating on the surface are used as the conductive particles to be contained in the thermistor body, the conductivity of the conductive particles is deteriorated, and the reliability is significantly reduced.

【0008】また、サーミスタ素体表面をエッチングし
て導電性粒子を露出させると、素体表面に凹凸が形成さ
れてしまう。この凹凸上に直接めっき層を形成した場
合、均一な厚さとすることが難しい。具体的には、めっ
き層が素体表面の凹凸を強調した形で島状に成長してし
まう。このため、めっき層面内方向の電気抵抗が増大
し、また、機械的強度の低下を招いてしまう。このよう
な状態になると、例えば大電流を流す用途に用いられる
ような比較的面積の大きいPTCサーミスタの場合、サ
ーミスタ素体中を流れる電流がリード線から遠いところ
では小さくなり、逆にリード線近傍では過大となるた
め、電気抵抗変化の非直線性の低下や許容電流値の低下
を招いてしまう。
When the conductive particles are exposed by etching the surface of the thermistor body, irregularities are formed on the surface of the body. When a plating layer is formed directly on these irregularities, it is difficult to make the thickness uniform. Specifically, the plating layer grows in an island shape in a manner emphasizing irregularities on the surface of the element body. For this reason, the electrical resistance in the in-plane direction of the plating layer increases, and the mechanical strength decreases. In such a state, for example, in the case of a PTC thermistor having a relatively large area used for flowing a large current, the current flowing through the thermistor element becomes small at a position far from the lead wire, and conversely, near the lead wire In this case, the resistance becomes excessively large, which causes a decrease in the non-linearity of the electric resistance change and a decrease in the allowable current value.

【0009】また、有機PTCサーミスタでは、PTC
動作時に素体が著しく熱膨張するため、電極に過大な応
力が発生する。めっき層からなる電極は機械的強度が低
いため、PTC動作の繰り返しにより電極にクラックが
発生したり、電極が部分的に剥離したりしてしまい、電
気抵抗の増大等の信頼性上の問題が生じる要因となって
いる。
In the organic PTC thermistor, PTC
During operation, the element body undergoes significant thermal expansion, causing excessive stress on the electrodes. Since the electrode composed of the plating layer has low mechanical strength, cracks may occur in the electrode due to repetition of the PTC operation, or the electrode may be partially peeled off, resulting in reliability problems such as an increase in electric resistance. It is a factor that arises.

【0010】米国特許第4,689,475号明細書に
は、微小粗面を有する電極を有する有機PTCサーミス
タが記載されている。この微小粗面を有する電極は、電
気めっきや電着等により形成された金属箔である。同明
細書でも、電極の接着性の向上を効果としている。
US Pat. No. 4,689,475 describes an organic PTC thermistor having an electrode with a microrough surface. The electrode having the fine rough surface is a metal foil formed by electroplating, electrodeposition, or the like. Also in this specification, the effect of improving the adhesiveness of the electrode is described.

【0011】しかし、電極の接着性および接触抵抗の改
善が可能な特定の粗面を有する金属箔、特にNi箔は高
価であり、一方、Cu箔は相対的に安価ではあるが耐食
性が不十分である。また、本発明者らの研究によれば、
有機PTCサーミスタにおいて、素体表面付近に存在す
る導電性粒子のうち素体表面から露出しているものはわ
ずかであり、大部分が厚さ数マイクロメートル程度の高
分子重合体に被覆されていることがわかった。このた
め、接触抵抗を安定して低減するためには電極の粗面化
だけでは不十分である。
However, a metal foil having a specific rough surface capable of improving the adhesion and contact resistance of the electrode, particularly a Ni foil, is expensive, while a Cu foil is relatively inexpensive but has insufficient corrosion resistance. It is. Also, according to the study of the present inventors,
In the organic PTC thermistor, only a few conductive particles existing near the element body surface are exposed from the element body surface, and most of the conductive particles are coated with a high-molecular polymer having a thickness of about several micrometers. I understand. For this reason, roughening of the electrode alone is not enough to stably reduce the contact resistance.

【0012】また、米国特許第4,444,708号明
細書では、2本の電極をアモルファス高導電率ラバーに
よって被覆し、これをPTC材料に埋め込むことによ
り、電極とPTC材料との密着強度を改善して、抵抗値
の安定、信頼の向上を図る提案がなされている。同明細
書におけるアモルファス高導電率ラバーは、非PTC特
性を有するものである。同公報には、アモルファス高導
電率ラバーの好ましい例として、多量のカーボンブラッ
クを含むエピクロロヒドリンが挙げられている。同明細
書には、必要であれば電極表面を突起状(例えば微小突
起状)にして、接触抵抗および付着力を改善してもよい
旨の記載がある。
Also, in US Pat. No. 4,444,708, two electrodes are covered with an amorphous high-conductivity rubber and embedded in a PTC material, thereby improving the adhesion strength between the electrodes and the PTC material. Improvements have been made to improve the stability of the resistance value and the reliability. The amorphous high-conductivity rubber in the specification has non-PTC characteristics. In this publication, epichlorohydrin containing a large amount of carbon black is mentioned as a preferable example of the amorphous high conductivity rubber. The specification states that if necessary, the electrode surface may be formed in a projecting shape (for example, a minute projecting shape) to improve the contact resistance and the adhesive force.

【0013】しかし、同明細書では、PTC材料のアモ
ルファス高導電率ラバーとの界面をエッチングしてもよ
い旨の記載はない。結晶性高分子重合体中に導電性粒子
を分散した構成のサーミスタ素体では、上述したように
素体表面付近の導電性粒子が重合体に覆われているた
め、サーミスタ素体と電極との間に同明細書記載のアモ
ルファス高導電率ラバーを介在させた場合、単純に接合
しただけでは接触抵抗が大きくなってしまう。
However, the specification does not disclose that the interface between the PTC material and the amorphous high-conductivity rubber may be etched. In a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer, the conductive particles near the element surface are covered with the polymer as described above, so that the thermistor element and the electrode If the amorphous high-conductivity rubber described in the same specification is interposed between them, simply joining them together will increase the contact resistance.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、非動作時の抵抗値が低く、かつ信頼性の高い有機P
TCサーミスタを提供することである。また、本発明の
第2の目的は、非動作時の抵抗値が低く、かつ信頼性が
高く、かつ材料選択の自由度が高い有機PTCサーミス
タを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide a highly reliable organic P which has a low resistance value during non-operation and a high reliability.
To provide a TC thermistor. A second object of the present invention is to provide an organic PTC thermistor having a low resistance value during non-operation, high reliability, and a high degree of freedom in material selection.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(13)のいずれかの構成により達成される。 (1) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、プラズマ処理法によりサーミスタ素
体の表面から結晶性高分子重合体を選択的に除去して、
導電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させる選択除去
工程と、電極を形成する電極形成工程とを有する有機P
TCサーミスタの製造方法。 (2) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、反応性イオンエッチング法によりサ
ーミスタ素体の表面から結晶性高分子重合体を選択的に
除去して、導電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させ
る選択除去工程と、電極を形成する電極形成工程とを有
する有機PTCサーミスタの製造方法。 (3) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、紫外線を照射することによりサーミ
スタ素体の表面から結晶性高分子重合体を選択的に除去
して、導電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させる選
択除去工程と、電極を形成する電極形成工程とを有する
有機PTCサーミスタの製造方法。 (4) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、紫外線を照射すると共にオゾン含有
雰囲気に曝露することによりサーミスタ素体の表面から
結晶性高分子重合体を選択的に除去して、導電性粒子を
サーミスタ素体表面に露出させる選択除去工程と、電極
を形成する電極形成工程とを有する有機PTCサーミス
タの製造方法。 (5) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、オゾン含有雰囲気に曝露することに
よりサーミスタ素体の表面から結晶性高分子重合体を選
択的に除去して、導電性粒子をサーミスタ素体表面に露
出させる選択除去工程と、電極を形成する電極形成工程
とを有する有機PTCサーミスタの製造方法。 (6) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、レーザー光を照射することによりサ
ーミスタ素体の表面から結晶性高分子重合体を選択的に
除去して、導電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させ
る選択除去工程と、電極を形成する電極形成工程とを有
する有機PTCサーミスタの製造方法。 (7) 前記電極形成工程において、導電性の電極材料
粒子が樹脂中に分散された構成の樹脂電極層を含む電極
を形成し、PTCサーミスタとして動作する際に、前記
電極の抵抗値が前記サーミスタ素体の抵抗値の1/10
0以下である有機PTCサーミスタを製造する上記
(1)〜(6)のいずれかの有機PTCサーミスタの製
造方法。 (8) 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分散され
た構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体表面に
設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタを製造
する方法であって、サーミスタ素体の表面から結晶性高
分子重合体を選択的に除去して導電性粒子をサーミスタ
素体表面に露出させる選択除去工程と、導電性の電極材
料粒子が樹脂中に分散された構成の樹脂電極層を含む電
極を形成する電極形成工程とを有し、PTCサーミスタ
として動作する際に、前記電極の抵抗値が前記サーミス
タ素体の抵抗値の1/100以下である有機PTCサー
ミスタを製造する有機PTCサーミスタの製造方法。 (9) 前記選択除去工程において、逆スパッタ法を用
いる上記(8)の有機PTCサーミスタの製造方法。 (10) 前記選択除去工程において、サンドブラスト
法を用いる上記(8)の有機PTCサーミスタの製造方
法。 (11) 前記電極が金属電極層を含み、この金属電極
層を前記樹脂電極層上に形成する上記(7)〜(10)
のいずれかの有機PTCサーミスタの製造方法。 (12) 前記金属電極層をめっき法により形成する上
記(11)の有機PTCサーミスタの製造方法。 (13) 前記樹脂電極層が接着性を有し、前記金属電
極層が金属箔である上記(11)の有機PTCサーミス
タの製造方法。
This and other objects are achieved by any one of the following constitutions (1) to (13). (1) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element, comprising: The crystalline polymer is selectively removed from the surface of the thermistor body by a treatment method,
Organic P having a selective removal step of exposing conductive particles to the thermistor body surface and an electrode forming step of forming an electrode
Manufacturing method of TC thermistor. (2) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the thermistor element surface, the method comprising: A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by a reactive ion etching method to expose conductive particles to the surface of the thermistor body; and an electrode forming step of forming an electrode. A method for producing an organic PTC thermistor. (3) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the thermistor element surface, the method comprising: A selective removal step of selectively removing the crystalline high molecular polymer from the surface of the thermistor body by irradiating the same and exposing the conductive particles to the surface of the thermistor body, and an electrode forming step of forming an electrode. A method for producing an organic PTC thermistor. (4) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the thermistor element surface, the method comprising: And selectively exposing the conductive particles to the thermistor body surface by selectively removing the crystalline high-molecular polymer from the surface of the thermistor body by exposing to the ozone-containing atmosphere and exposing the electrode. A method for producing an organic PTC thermistor having an electrode forming step of forming. (5) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the thermistor element surface, comprising: A selective removal step of selectively removing the crystalline high molecular polymer from the surface of the thermistor body by exposing to the containing atmosphere to expose conductive particles to the thermistor body surface; and an electrode forming step of forming an electrode A method for producing an organic PTC thermistor comprising: (6) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer, and an electrode provided on the surface of the thermistor element, comprising: A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by irradiating light to expose conductive particles to the surface of the thermistor body; and an electrode forming step of forming an electrode. A method for producing an organic PTC thermistor having: (7) In the electrode forming step, when forming an electrode including a resin electrode layer having a configuration in which conductive electrode material particles are dispersed in a resin and operating as a PTC thermistor, the resistance value of the electrode is reduced by the thermistor. 1/10 of the element's resistance
The method for producing an organic PTC thermistor according to any one of the above (1) to (6), wherein the organic PTC thermistor is 0 or less. (8) A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer, and an electrode provided on the surface of the thermistor element, the method comprising: A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the element to expose the conductive particles to the surface of the thermistor element; and a resin having a configuration in which conductive electrode material particles are dispersed in the resin. An electrode forming step of forming an electrode including an electrode layer, wherein when operating as a PTC thermistor, an organic PTC thermistor in which the resistance value of the electrode is 1/100 or less of the resistance value of the thermistor body is manufactured. A method for producing an organic PTC thermistor. (9) The method for producing an organic PTC thermistor according to the above (8), wherein a reverse sputtering method is used in the selective removal step. (10) The method for producing an organic PTC thermistor according to the above (8), wherein the selective removal step uses a sandblast method. (11) The method according to (7) to (10), wherein the electrode includes a metal electrode layer, and the metal electrode layer is formed on the resin electrode layer.
The method for producing an organic PTC thermistor according to any one of the above. (12) The method for manufacturing an organic PTC thermistor according to (11), wherein the metal electrode layer is formed by a plating method. (13) The method for producing an organic PTC thermistor according to the above (11), wherein the resin electrode layer has adhesiveness, and the metal electrode layer is a metal foil.

【0016】[0016]

【作用および効果】本発明では、サーミスタ素体と電極
との接触抵抗を低減して非動作時の抵抗値を低くするた
めに、プラズマ処理、反応性イオンエッチング、紫外
線、オゾン含有雰囲気、レーザー光を利用して、サーミ
スタ素体表面の結晶性高分子重合体を選択的に除去す
る。これら各方法は、上記した特公平4−44401号
公報に記載されたサンドブラスト法などの物理的除去方
法や湿式エッチング法などと異なり、サーミスタ素体に
与える悪影響が実質的になく、しかも、結晶性高分子重
合体をエッチングする際の選択性が良好なため、信頼性
が高く、しかも非動作時の抵抗値の低い有機PTCサー
ミスタが得られる。
According to the present invention, in order to reduce the contact resistance between the thermistor element and the electrode to reduce the resistance value during non-operation, plasma treatment, reactive ion etching, ultraviolet light, an ozone-containing atmosphere, laser light Is used to selectively remove the crystalline high molecular polymer on the thermistor body surface. Each of these methods is different from a physical removal method such as a sand blast method described in Japanese Patent Publication No. 4-44401 or a wet etching method, and has substantially no adverse effect on the thermistor body. An organic PTC thermistor having high reliability and a low resistance value during non-operation can be obtained because of good selectivity when etching a polymer.

【0017】上記特公平4−44401号公報では、電
極をめっき法により形成しているため、使用可能な結晶
性高分子重合体および導電性粒子が限定されてしまい、
例え使用可能な結晶性高分子重合体や導電性粒子を用い
た場合でも、めっき液によるこれらの特性劣化が問題と
なる。これに対し、本発明において電極を樹脂電極層と
金属電極層とから構成すれば、結晶性高分子重合体およ
び導電性粒子の種類によらず金属電極形成にめっき法を
用いることができ、特性劣化も抑えることができる。こ
のため、材料選択の自由度が高く、しかも信頼性が高い
有機PTCサーミスタが実現する。
In Japanese Patent Publication No. Hei 4-44401, since the electrodes are formed by plating, the usable crystalline high molecular polymer and conductive particles are limited.
Even when a crystalline polymer or conductive particles that can be used are used, deterioration of these characteristics due to the plating solution becomes a problem. On the other hand, in the present invention, if the electrode is composed of the resin electrode layer and the metal electrode layer, the plating method can be used for forming the metal electrode regardless of the type of the crystalline polymer and the conductive particles, Deterioration can also be suppressed. Therefore, an organic PTC thermistor having a high degree of freedom in material selection and high reliability is realized.

【0018】なお、同公報には、電気めっきの前処理と
して、オゾン含有ガスによる表面酸化、プラズマ照射に
よる親水性付与が記載されている。しかし、電気めっき
の前処理は被めっき面の改質処理であって、サブミクロ
ンオーダーの深さで表面を変化させるにすぎず、本発明
における結晶性高分子重合体の選択除去処理とは全く異
なる。
This publication describes, as pretreatments for electroplating, surface oxidation with an ozone-containing gas and imparting hydrophilicity by plasma irradiation. However, the pretreatment of electroplating is a treatment for modifying the surface to be plated, and only changes the surface at a depth of the order of submicrons, which is completely different from the selective removal treatment of the crystalline polymer in the present invention. different.

【0019】また、特開昭63−312601号公報に
は、粗面化した素体表面上に電極を形成することによ
り、電極の接合を強固にしてオーミック性を改善する方
法が記載されている。同公報には、素体の粗面化手段と
して逆スパッタおよびサンドブラストが挙げられてお
り、また、電極形成方法としてスパッタ法またはイオン
プレーティング法が挙げられている。しかし、本発明で
用いる樹脂電極層についての記載はない。また、サンド
ブラスト法は、結晶性高分子重合体をエッチングする際
の選択性が悪く、逆スパッタ法も、反応性イオンエッチ
ング法に対し選択性が劣る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-321601 describes a method of forming an electrode on a roughened element body surface to strengthen the bonding of the electrode and improve the ohmic property. . In this publication, reverse sputtering and sand blast are mentioned as surface roughening means, and a sputtering method or an ion plating method is mentioned as an electrode forming method. However, there is no description about the resin electrode layer used in the present invention. In addition, the sandblast method has poor selectivity when etching a crystalline polymer, and the reverse sputtering method has poor selectivity as compared with the reactive ion etching method.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明により製造される有機PT
Cサーミスタの構成例を、図1に示す。同図に示す有機
PTCサーミスタは、結晶性高分子重合体(以下、単に
重合体ということがある)中に導電性粒子が分散された
構成のサーミスタ素体2と、このサーミスタ素体を挟ん
で設けられた一対の電極3、3とを有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Organic PT produced according to the present invention
FIG. 1 shows a configuration example of the C thermistor. The organic PTC thermistor shown in FIG. 1 has a thermistor element 2 having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer (hereinafter, sometimes simply referred to as a polymer), and the thermistor element interposed therebetween. And a pair of electrodes 3 provided.

【0021】サーミスタ素体の製造 本発明で用いる重合体は特に限定されず、導電性粒子を
分散して素体としたときにPTC特性を発現できるもの
であれば制限なく使用できる。
Production of the Thermistor Element The polymer used in the present invention is not particularly limited, and any polymer can be used without limitation as long as it can exhibit PTC characteristics when the conductive particles are dispersed to form an element.

【0022】本発明で使用できる重合体としては、例え
ば、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、t−4−ポ
リブタジエン、ポリエチレンアクリレート、エチレン−
エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共
重合体、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポ
リカプロラクタムフッ素化エチレン−プロピレン共重合
体、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化エチレン、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリ
アルキレンオキシド、ポリフェニレンオキシド、ポリス
ルホン、フッ素系樹脂などが挙げられ、これらの少なく
とも1種を用いればよい。具体的には、電極の形成法
や、要求されるPTCサーミスタ特性などに応じて適宜
選択すればよい。例えば、製造工程においてサーミスタ
素体がめっき液と接触する場合には、水溶性の重合体の
使用は避けることが好ましい。ただし、素体表面に樹脂
電極層を設け、さらにその表面にめっき法により金属電
極層を形成する場合には、水溶性重合体を問題なく使用
することができる。
The polymer usable in the present invention includes, for example, polyethylene, polyethylene oxide, t-4-polybutadiene, polyethylene acrylate, ethylene-
Ethyl acrylate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, polyester, polyamide, polyether, polycaprolactam fluorinated ethylene-propylene copolymer, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated ethylene,
Ethylene-vinyl acetate copolymer, polypropylene, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacetal, polyalkylene oxide, polyphenylene oxide, polysulfone, fluorine-based resin and the like, and at least one of these. It may be used. Specifically, it may be appropriately selected according to the method of forming the electrodes, the required PTC thermistor characteristics, and the like. For example, when the thermistor body contacts the plating solution in the manufacturing process, it is preferable to avoid using a water-soluble polymer. However, when a resin electrode layer is provided on the surface of the element body and a metal electrode layer is formed on the surface by a plating method, a water-soluble polymer can be used without any problem.

【0023】重合体の好ましい具体例としては、ナイロ
ン12またはポリエチレンオキシド(PEO)が挙げら
れる。このうち、60〜70℃程度の比較的低温での動
作が対象となるときにはポリエチレンオキシドが好まし
く、140〜160℃程度の温度での動作が対象となる
ときにはナイロン12が好ましい。特に、動作温度を下
げられるという目的ではポリエチレンオキシドが好まし
い。
Preferred specific examples of the polymer include nylon 12 and polyethylene oxide (PEO). Of these, polyethylene oxide is preferable when the operation is performed at a relatively low temperature of about 60 to 70 ° C, and nylon 12 is preferable when the operation is performed at a temperature of about 140 to 160 ° C. In particular, polyethylene oxide is preferred for the purpose of lowering the operating temperature.

【0024】ポリエチレンオキシドは、重量平均分子量
Mwが好ましくは200万以上、より好ましくは300
万〜600万である。Mwが小さすぎると、溶融時の粘
度が低くなりすぎて導電性粒子の分散性が悪化してしま
い、室温での抵抗を下げることが困難になる。Mw20
0万以上のポリエチレンオキシドは、融点が65〜70
℃程度で、密度が1.15〜1.22g/cm3程度であ
る。
The polyethylene oxide has a weight average molecular weight Mw of preferably 2,000,000 or more, more preferably 300,000,000 or more.
10,000 to 6 million. If Mw is too small, the viscosity at the time of melting will be too low, and the dispersibility of the conductive particles will deteriorate, making it difficult to lower the resistance at room temperature. Mw20
Polyethylene oxide having a melting point of 65 to 70
At about ° C, the density is about 1.15 to 1.22 g / cm 3 .

【0025】ナイロン12は、12−アミノドデカン酸
のラクタムのポリマーであり、融点177℃、密度1.
03g/cm3であり、Mw2万〜5万のものが好まし
い。
Nylon 12 is a lactam polymer of 12-aminododecanoic acid, having a melting point of 177 ° C. and a density of 1.
It is preferably 0.3 g / cm 3 and Mw of 20,000 to 50,000.

【0026】また、フッ素系樹脂としては、ポリフッ化
ビニリデンが好ましい。ポリフッ化ビニリデンは、自消
性を示す。自消性とは、着火しても、炎を遠ざけると自
然に消火する性質のことである。このため、ポリフッ化
ビニリデンは着火の可能性のある用途に好適である。
As the fluorine resin, polyvinylidene fluoride is preferred. Polyvinylidene fluoride exhibits self-extinguishing properties. The self-extinguishing property is a property that, even after ignition, the fire extinguishes naturally when the flame is kept away. For this reason, polyvinylidene fluoride is suitable for applications in which ignition is possible.

【0027】本発明で用いる導電性粒子は特に限定され
ず、必要な導電性を有するものあれば制限なく用いるこ
とができる。
The conductive particles used in the present invention are not particularly limited, and may be used without limitation as long as they have the necessary conductivity.

【0028】本発明で使用できる導電性粒子としては、 炭素系粒子:カーボンブラック、グラファイト等; 金属粒子:Ni、Ti、Cu、Ag、Pd、Au、Pt
等; 酸化物系導電性粒子:ZnO、SnO2、ITO、In2
3等; 非酸化物系導電性粒子:TiN、WC、TiC、TiB
2、ZrC、ZrN等; 導電性コーティング粒子:カーボンブラック、Al
23、TiO2等の粒子にAgめっき層を形成したも
の、BaTiO3等の粒子にPdめっき層を形成したも
の などが挙げられる。これらの導電性粒子から少なくとも
1種を選択すればよい。具体的には、電極の形成方法や
要求されるPTCサーミスタ特性などに応じて適宜選択
すればよい。例えば、製造工程においてサーミスタ素体
がめっき液と接触する場合には、金属粒子や導電性コー
ティング粒子の使用は避けることが好ましい。ただし、
素体表面に樹脂電極層を設け、さらにその表面にめっき
法により金属電極層を形成する場合には、金属粒子や導
電性コーティング粒子を問題なく使用することができ
る。
The conductive particles usable in the present invention include: carbon-based particles: carbon black, graphite, etc .; metal particles: Ni, Ti, Cu, Ag, Pd, Au, Pt.
Oxide-based conductive particles: ZnO, SnO 2 , ITO, In 2
O 3 etc .; non-oxide conductive particles: TiN, WC, TiC, TiB
2 , ZrC, ZrN, etc .; conductive coating particles: carbon black, Al
Examples include particles in which an Ag plating layer is formed on particles such as 2 O 3 and TiO 2 , and particles in which a Pd plating layer is formed on particles such as BaTiO 3 . At least one kind may be selected from these conductive particles. Specifically, it may be appropriately selected according to the electrode forming method, the required PTC thermistor characteristics, and the like. For example, when the thermistor body contacts the plating solution in the manufacturing process, it is preferable to avoid using metal particles or conductive coating particles. However,
When a resin electrode layer is provided on the surface of the element body and a metal electrode layer is formed on the surface by plating, metal particles and conductive coating particles can be used without any problem.

【0029】上記導電性粒子のうちWCは、単体での比
抵抗は他の非酸化物系導電性粒子に比べ特に低いわけで
はないが、サーミスタ素体中に分散したときには、素体
中の体積比が他の非酸化物系導電性粒子と同じであって
も素体全体の室温での抵抗値が著しく低くなる。したが
って、WCを用いる場合、素体中の導電性粒子の比率を
低くしても十分に低い室温抵抗値を得ることができる。
このため、導電性粒子と重合体とを混練する際のトルク
が小さくなり、また、成形も容易となる。
Although the specific resistance of WC among the above-mentioned conductive particles is not particularly low as compared with other non-oxide-based conductive particles, when dispersed in the thermistor body, the volume in the body is small. Even if the ratio is the same as that of the other non-oxide-based conductive particles, the resistance of the entire element at room temperature is significantly reduced. Therefore, when WC is used, a sufficiently low room temperature resistance can be obtained even if the ratio of the conductive particles in the element body is reduced.
For this reason, the torque at the time of kneading the conductive particles and the polymer becomes small, and molding becomes easy.

【0030】導電性粒子の形状は特に限定されず、フレ
ーク状、球状、不定形等のいずれであってもよいが、好
ましくは、例えば特開平5−47503号公報や特願平
8−332979号に記載されているようなスパイク状
の突起を有するものを用いる。
The shape of the conductive particles is not particularly limited, and may be any of flakes, spheres, irregular shapes, etc., but is preferably, for example, disclosed in JP-A-5-47503 or Japanese Patent Application No. 8-332799. The one having a spike-shaped protrusion as described in (1) is used.

【0031】導電性粒子の好ましい平均粒径は、その種
類や形状、径の測定方法などによっても異なるが、通
常、0.01〜10μm程度、好ましくは0.04〜5
μm程度である。
The preferred average particle size of the conductive particles varies depending on the type, shape, diameter measuring method and the like, but is usually about 0.01 to 10 μm, preferably 0.04 to 5 μm.
It is about μm.

【0032】素体中の導電性粒子の比率(体積比)は、
要求されるPTCサーミスタ特性が得られ、かつ非動作
時に十分に抵抗値が低くなるように適宜決定すればよ
い。導電性粒子の好ましい比率{導電性粒子/(重合体
+導電性粒子)}は、導電性粒子の種類やその形状等の
各種条件によっても異なるが、好ましくは15〜65体
積%、より好ましくは20〜50体積%である。導電性
性粒子の比率が低すぎると素体の抵抗値が高くなるの
で、大電流を流す用途には好ましくない。また、電気め
っき法により電極を形成する場合には、電極の形成が困
難になる。一方、導電性粒子の比率が高すぎると、導電
性粒子を重合体と混練する際に均一な分散が困難となる
ほか、耐電圧等の特性が劣化しやすくなる。また、PT
C特性が発現しなくなることもある。
The ratio (volume ratio) of the conductive particles in the body is
What is necessary is just to determine appropriately so that the required PTC thermistor characteristics are obtained and the resistance value is sufficiently low during non-operation. The preferred ratio of the conductive particles {conductive particles / (polymer + conductive particles)} varies depending on various conditions such as the type and shape of the conductive particles, but is preferably 15 to 65% by volume, more preferably. 20 to 50% by volume. If the ratio of the conductive particles is too low, the resistance value of the element increases, which is not preferable for use in flowing a large current. Further, when the electrodes are formed by the electroplating method, it is difficult to form the electrodes. On the other hand, if the ratio of the conductive particles is too high, uniform dispersion becomes difficult when kneading the conductive particles with the polymer, and characteristics such as withstand voltage tend to deteriorate. Also, PT
The C characteristic may not be exhibited.

【0033】サーミスタ素体は、通常、以下に示す手順
で製造する。まず、結晶性高分子重合体に導電性粒子を
加えて、重合体の軟化点以上の温度に保ち、導電性粒子
が均一に分散されるまで十分に混練する。次いで、押し
出し成型機やロール成型機などを用いてシート状等に成
形し、必要に応じ架橋処理を施して、サーミスタ素体を
得る。
The thermistor body is usually manufactured by the following procedure. First, conductive particles are added to a crystalline polymer, and the mixture is kept at a temperature equal to or higher than the softening point of the polymer and sufficiently kneaded until the conductive particles are uniformly dispersed. Next, it is formed into a sheet or the like using an extrusion molding machine or a roll molding machine or the like, and is subjected to a crosslinking treatment as necessary, to obtain a thermistor body.

【0034】選択除去工程 サーミスタ素体製造後、サーミスタ素体の表面から結晶
性高分子重合体を選択的に除去して導電性粒子をサーミ
スタ素体表面に露出させる。選択除去工程を設ける理由
は、以下のとおりである。
Selective Removal Step After the production of the thermistor body, the crystalline polymer is selectively removed from the surface of the thermistor body to expose the conductive particles to the thermistor body surface. The reason for providing the selective removal step is as follows.

【0035】上記したような方法で製造されたサーミス
タ素体の表面には、導電性粒子と結晶性高分子重合体と
の混合比に応じて両者が分布していると期待される。し
かし、本発明者らの研究によれば、前述したように素体
表面付近の導電性粒子は、その表面が重合体の薄膜で覆
われていることがわかった。具体的には、導電性粒子と
重合体との組み合わせにもよるが、走査型電子顕微鏡に
よる表面観察および原子間力顕微鏡による表面導電率の
測定の結果から、素体表面付近に存在する導電性粒子の
最大90%程度が、厚さ0.1〜3μm程度の重合体層
に覆われていることがわかった。
It is expected that both are distributed on the surface of the thermistor body manufactured by the above-described method in accordance with the mixing ratio of the conductive particles and the crystalline polymer. However, according to the study of the present inventors, it was found that the surface of the conductive particles near the element body surface was covered with a polymer thin film as described above. Specifically, although it depends on the combination of the conductive particles and the polymer, the results of surface observation with a scanning electron microscope and measurement of the surface conductivity with an atomic force microscope show that the conductivity existing near the element body surface is high. It was found that at most about 90% of the particles were covered by a polymer layer having a thickness of about 0.1 to 3 μm.

【0036】このような素体表面に電極を形成すると、
電極と素体との接触抵抗が著しく高くなってしまい、好
ましくない。そこで本発明では、素体表面付近に存在す
る導電性粒子を覆う重合体膜を除去するために、選択除
去工程を設ける。
When electrodes are formed on the surface of such a body,
The contact resistance between the electrode and the element body is significantly increased, which is not preferable. Therefore, in the present invention, a selective removal step is provided in order to remove the polymer film covering the conductive particles existing near the element body surface.

【0037】重合体の除去深さは、導電性粒子が十分に
露出するように、導電性粒子と重合体との組み合わせに
応じて適宜決定すればよいが、好ましくは0.1〜20
μm、より好ましくは0.5〜10μmである。選択除去
する深さが浅すぎると、選択除去による効果が不十分と
なる。一方、選択除去する深さが深すぎると、導電性粒
子が重合体から完全に浮いてしまうため、電極付着強度
の低下、電極抵抗の増大を招く。
The removal depth of the polymer may be appropriately determined according to the combination of the conductive particles and the polymer so that the conductive particles are sufficiently exposed, but is preferably 0.1 to 20.
μm, more preferably 0.5 to 10 μm. If the depth of the selective removal is too shallow, the effect of the selective removal becomes insufficient. On the other hand, if the depth for selective removal is too deep, the conductive particles completely float from the polymer, which causes a decrease in electrode adhesion strength and an increase in electrode resistance.

【0038】重合体の選択除去に用いる方法は、重合体
および導電性粒子からなるサーミスタ素体から重合体を
選択的に除去でき、かつサーミスタ素体にダメージを与
えないように、両者の組み合わせを考慮して適宜選択す
ればよく、特に限定されるものではないが、本発明で
は、例えば以下に説明する方法を用いることが好まし
い。
The method used for the selective removal of the polymer is such that the combination of the two can be selectively removed from the thermistor body composed of the polymer and the conductive particles so as not to damage the thermistor body. The method may be appropriately selected in consideration of the method, and is not particularly limited. However, in the present invention, for example, a method described below is preferably used.

【0039】気体放電プラズマを利用する選択除去法 この方法では、サーミスタ素体を置いた真空槽内に放電
用ガスを導入して気体プラズマを発生させ、プラズマの
イオン衝撃やプラズマ中で生成される活性酸化性ガスに
より、重合体を選択的に除去する。放電用ガスとして
は、Ar等の不活性ガス、酸素などの酸化性ガスまたは
これらの混合ガスを用いればよいが、好ましくは少なく
とも酸化性ガスを含むものを用いる。具体的には、プラ
ズマ処理法、反応性イオンエッチング法、逆スパッタ法
などを用いればよい。反応性イオンエッチング法では酸
素等の酸化性ガスを放電用ガスとして用い、また、逆ス
パッタ法ではAr等の不活性ガスを放電用ガスとして用
いる。そして、両方法では、エッチング対象物を電極と
して用いる。一方、プラズマ処理法は、反応性イオンエ
ッチング法や逆スパッタ法とは異なり、エッチング対象
物を電極として用いず、単にプラズマ雰囲気に曝す方法
である。
[0039] In the selective removal method This method utilizes a gas discharge plasma, to generate a gas plasma by introducing a discharge gas into the vacuum chamber was placed a thermistor body, it is produced by plasma ion bombardment and plasma The polymer is selectively removed by the active oxidizing gas. As the discharge gas, an inert gas such as Ar, an oxidizing gas such as oxygen, or a mixed gas thereof may be used, but a gas containing at least an oxidizing gas is preferably used. Specifically, a plasma treatment method, a reactive ion etching method, a reverse sputtering method, or the like may be used. In the reactive ion etching method, an oxidizing gas such as oxygen is used as a discharge gas, and in the reverse sputtering method, an inert gas such as Ar is used as a discharge gas. In both methods, an object to be etched is used as an electrode. On the other hand, unlike the reactive ion etching method and the reverse sputtering method, the plasma processing method is a method of simply exposing an etching target to a plasma atmosphere without using an etching target as an electrode.

【0040】プラズマ処理法に用いる処理装置は特に限
定されないが、通常、バレル型プラズマ処理装置を用い
ることが好ましい。バレル型プラズマ処理装置では、反
応性イオンエッチング装置や逆スパッタ法に用いるスパ
ッタエッチング装置と異なり、被エッチング試料は電極
上には配置されず、周囲から電気的に絶縁された状態で
プラズマに曝される。具体的には、例えば石英製チャン
バー中に対向電極を配置した構成とされる。この装置で
は、まず、チャンバー内に被エッチング試料を挿入した
後、チャンバー内部を例えば10Pa以下まで排気する。
次に、チャンバー内に酸素などの酸化性ガスを含んだ放
電用ガスを導入し、真空ポンプの排気速度を調整してチ
ャンバー内の圧力を100Pa程度に保つ。この状態で電
極に高周波電力を投入してプラズマを発生させる。エッ
チング中に試料を100℃程度に加熱することで、エッ
チング時間を1/3以下に短縮することも可能である。
プラズマ励起に用いる高周波電力は、通常使われる周波
数13.56MHzのものに限らず、例えば100kHz程度
の比較的低周波から2.45GHz程度のマイクロ波ま
で、プラズマ発生が可能な周波数のものであれば同等の
エッチング効果が得られる。
The processing apparatus used for the plasma processing method is not particularly limited, but it is usually preferable to use a barrel-type plasma processing apparatus. In a barrel-type plasma processing apparatus, unlike a reactive ion etching apparatus or a sputter etching apparatus used for a reverse sputtering method, a sample to be etched is not disposed on an electrode, but is exposed to plasma while being electrically insulated from the surroundings. You. Specifically, for example, the counter electrode is arranged in a quartz chamber. In this apparatus, first, after inserting a sample to be etched into the chamber, the inside of the chamber is evacuated to, for example, 10 Pa or less.
Next, a discharge gas containing an oxidizing gas such as oxygen is introduced into the chamber, and the pressure in the chamber is maintained at about 100 Pa by adjusting the pumping speed of the vacuum pump. In this state, plasma is generated by applying high frequency power to the electrodes. By heating the sample to about 100 ° C. during the etching, the etching time can be reduced to 3 or less.
The high-frequency power used for plasma excitation is not limited to the normally used frequency of 13.56 MHz, but may be any frequency that can generate plasma from a relatively low frequency of about 100 kHz to a microwave of about 2.45 GHz. An equivalent etching effect can be obtained.

【0041】有機PTCサーミスタの素体エッチングに
プラズマ処理法または反応性イオンエッチング法を用い
る旨の提案は、従来なされていない。プラズマ処理法
は、反応性イオンエッチング法や逆スパッタ法などに比
べエッチング速度はやや遅くなるが、プラズマ処理法で
は、プラズマ発生のための高電圧が試料に直接印加され
ないため、装置の構成が簡単となること、多数の試料を
同時にエッチングすることが可能であること、試料の両
面を同時にエッチングすることが容易であること、例え
ばシート状試料を巻き取り式に連続処理することが装置
の構造的に容易であることなどの長所がある。すなわ
ち、プラズマ処理法を用いる方法は、低コストであり、
生産性が良好である。一方、反応性イオンエッチング法
は、逆スパッタ法に比べ、重合体をエッチングする際の
選択性に優れる点で好ましい。
No proposal has been made to use a plasma processing method or a reactive ion etching method for elementary etching of an organic PTC thermistor. The plasma processing method has a slightly lower etching rate than the reactive ion etching method or the reverse sputtering method, but the plasma processing method does not directly apply a high voltage for plasma generation to the sample, so the apparatus configuration is simple. The fact that it is possible to simultaneously etch a large number of samples, that it is easy to simultaneously etch both sides of the sample, and that the continuous processing of a sheet-like sample in a roll-up manner is a structural aspect of the apparatus. It has advantages such as being easy. That is, the method using the plasma processing method is low cost,
Good productivity. On the other hand, the reactive ion etching method is preferable because it has excellent selectivity when etching a polymer as compared with the reverse sputtering method.

【0042】気体放電プラズマを利用する方法では、重
合体の組成にもよるが、素体表面の重合体を数十秒間か
ら数十分間で最大20μm程度の深さまで選択的に除去
することが可能である。
In the method using gas discharge plasma, depending on the composition of the polymer, it is possible to selectively remove the polymer on the surface of the element from tens of seconds to tens of minutes to a depth of about 20 μm at the maximum. It is possible.

【0043】紫外線照射およびオゾン含有雰囲気への曝
露の少なくとも一方を利用する選択除去法 サーミスタ素体に紫外線を照射することにより、重合体
中の原子間の結合を切断することができる。紫外線照射
を酸化性雰囲気中で行えば、分解物を周囲の酸化性ガス
により酸化除去することができる。一方、紫外線照射を
不活性ガス中で行った後、水洗やエッチングすることな
どによっても、重合体を除去することができる。なお、
この場合のエッチングは有機溶媒などを用いて行えばよ
い。
UV irradiation and exposure to an ozone-containing atmosphere
By irradiating the thermistor body with the selective removal method utilizing at least one of the dew rays with ultraviolet light, the bonds between atoms in the polymer can be broken. If the ultraviolet irradiation is performed in an oxidizing atmosphere, the decomposed product can be oxidized and removed by a surrounding oxidizing gas. On the other hand, the polymer can also be removed by performing ultraviolet irradiation in an inert gas, followed by washing with water or etching. In addition,
The etching in this case may be performed using an organic solvent or the like.

【0044】また、強力な酸化力をもつオゾンを含む雰
囲気にサーミスタ素体を曝露して、オゾンを重合体と直
接反応させることにより重合体を選択除去することもで
きる。
Further, the polymer can be selectively removed by exposing the thermistor body to an atmosphere containing ozone having a strong oxidizing power to directly react the ozone with the polymer.

【0045】また、紫外線照射とオゾン含有雰囲気への
曝露とを併用することもできる。併用する方法では、紫
外線照射により重合体中の原子間の結合を切断し、これ
をオゾンにより強力に酸化して除去する。
In addition, ultraviolet irradiation and exposure to an ozone-containing atmosphere can be used in combination. In the combined method, bonds between atoms in the polymer are cut by irradiation with ultraviolet rays, and the bonds are strongly oxidized and removed by ozone.

【0046】なお、紫外線照射法に用いる酸化性雰囲気
は特に限定されず、例えば空気であってもよい。また、
上記各方法で用いるオゾン含有雰囲気中のオゾン濃度は
特に限定されず、必要な除去速度が得られるように適宜
決定すればよい。
The oxidizing atmosphere used for the ultraviolet irradiation method is not particularly limited, and may be, for example, air. Also,
The ozone concentration in the ozone-containing atmosphere used in each of the above methods is not particularly limited, and may be appropriately determined so as to obtain a necessary removal rate.

【0047】紫外線照射を利用する方法およびオゾン含
有雰囲気に曝露する方法では、気体放電プラズマを用い
た方法と比較してエッチング速度は遅くなるが、真空装
置を用いないため低コスト化がはかれ、大面積のエッチ
ング処理が可能である点でも優れている。また、紫外線
照射とオゾン含有雰囲気への曝露とを併用する方法で
は、気体プラズマを利用する方法に匹敵するエッチング
速度が得られる。具体的には、例えば、市販のUVオゾ
ンクリーナーを用いれば、10分間程度で最大20μm
程度の深さまで選択除去が可能である。なお、UVオゾ
ンクリーナーとは、紫外線ランプによる試料への紫外線
照射と同時に空気中の酸素を紫外線でオゾン化し、発生
したオゾンを試料と反応させる装置である。
In the method using ultraviolet irradiation and the method of exposing to an ozone-containing atmosphere, the etching rate is lower than that in the method using gas discharge plasma, but the cost is reduced because no vacuum device is used. It is also excellent in that a large area etching process can be performed. In addition, in the method using both the ultraviolet irradiation and the exposure to the ozone-containing atmosphere, an etching rate comparable to the method using gas plasma can be obtained. Specifically, for example, if a commercially available UV ozone cleaner is used, a maximum of 20 μm
Selective removal is possible to a certain depth. The UV ozone cleaner is a device that oxidizes oxygen in the air with ultraviolet rays at the same time as irradiating a sample with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp, and reacts the generated ozone with the sample.

【0048】レーザー光照射を利用する選択除去法 サーミスタ素体にレーザー光を照射すると、レーザー光
の強力な光化学的励起により重合体の分子間結合が切
れ、重合体が乖離、分解、飛散する。これを利用するこ
とにより、重合体を素体表面から選択的に除去すること
ができる。この方法は一般にレーザーアブレーション法
と呼ばれ、光分解除去加工の一種であり、分子間結合が
比較的弱いものである樹脂ではエッチングレートが高
く、金属等の無機材料ではエッチングレートが一般に低
くなるため、素体から重合体を選択的に除去する際の選
択性に優れる。また、加工の際の素体の温度上昇がほと
んどないため、高品位加工が可能である。また、短時間
で深いエッチングが可能である。また、レーザー光の走
査により大面積の加工も可能である。
Selective Removal Method Utilizing Laser Light Irradiation of laser light to the thermistor body breaks intermolecular bonds of the polymer due to strong photochemical excitation of the laser light, and the polymer separates, decomposes, and scatters. By utilizing this, the polymer can be selectively removed from the element body surface. This method is generally called a laser ablation method, and is a type of photolytic removal processing. The etching rate is high for resins having relatively weak intermolecular bonds, and generally low for inorganic materials such as metals. It is excellent in selectivity when the polymer is selectively removed from the element body. Further, since there is almost no rise in the temperature of the element body during processing, high-quality processing is possible. Further, deep etching can be performed in a short time. In addition, a large area can be processed by scanning with a laser beam.

【0049】この方法に用いるレーザー加工装置として
は、エキシマレーザー加工装置が好ましい。エキシマレ
ーザーとしては、KrF、ArF、NeF、XeF等の
いずれであってもよく、いずれも同等の効果が得られ
る。エキシマレーザーのパワーは特に限定されず、重合
体と導電性粒子との組み合わせに応じて適宜決定すれば
よいが、通常、エネルギー密度として0.1〜6J/cm2
程度、好ましくは0.5〜4J/cm2程度である。
As a laser processing apparatus used in this method, an excimer laser processing apparatus is preferable. The excimer laser may be any of KrF, ArF, NeF, XeF and the like, and the same effect can be obtained in any case. The power of the excimer laser is not particularly limited, and may be appropriately determined depending on the combination of the polymer and the conductive particles, and is usually 0.1 to 6 J / cm 2 as the energy density.
Degree, preferably about 0.5 to 4 J / cm 2 .

【0050】なお、エキシマレーザーとはエッチング原
理が異なり、エキシマレーザーを利用する場合に比べエ
ッチングの選択性に劣るが、炭酸ガスレーザーやYAG
レーザーなどでエッチングを行うこともできる。
The etching principle is different from that of the excimer laser, and the etching selectivity is inferior to the case of using the excimer laser.
Etching can also be performed with a laser or the like.

【0051】サンドブラストを利用する選択除去法 サーミスタ素体表面をサンドブラスト加工することによ
り、素体表面付近の重合体を除去することができる。た
だし、この方法は、重合体を選択除去する際の選択性に
劣る。また、サーミスタ素体の物理的ダメージや不純物
混入などが生じるため、サーミスタ特性の劣化を招くこ
とがある。しかし、例えば前記特開平特公平4−444
01号公報に記載されている湿式エッチング法とは異な
り、素体内部へダメージがおよぶことはない。
Selective Removal Method Using Sandblast By subjecting the surface of the thermistor body to sandblasting, the polymer near the surface of the body can be removed. However, this method is inferior in selectivity when selectively removing the polymer. Further, physical damage to the thermistor body and contamination with impurities may occur, which may cause deterioration of the thermistor characteristics. However, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-444
Unlike the wet etching method described in Japanese Patent Application Publication No. 01-301, there is no damage to the inside of the element body.

【0052】電極形成工程 重合体を選択除去した後、サーミスタ素体表面に電極を
形成する。
Electrode forming step After the polymer is selectively removed, an electrode is formed on the thermistor body surface.

【0053】電極は、金属箔を圧着したものや、スパッ
タやイオンプレーティングなどの気相成長法により形成
した金属層などのいずれであってもよいが、好ましくは
樹脂電極層を含むものとする。
The electrode may be a metal foil pressed or a metal layer formed by a vapor phase growth method such as sputtering or ion plating, but preferably includes a resin electrode layer.

【0054】樹脂電極層は、導電性の電極材料粒子が樹
脂中に分散された構成を有する。
The resin electrode layer has a structure in which conductive electrode material particles are dispersed in a resin.

【0055】樹脂電極層は、導電性を有する粒子を含有
する点ではサーミスタ素体と同様な構成である。ただ
し、樹脂電極層では、サーミスタ素体に用いる結晶性高
分子重合体よりも結晶性が低い樹脂または無定型樹脂を
用いたり、電極材料粒子の含有量を多くしたり、これら
を併用したりすることなどにより、有機PTCサーミス
タとしての動作を抑制する。このような構成とすること
により、樹脂電極層を実質的にPTC特性を示さないも
のとできる。
The resin electrode layer has the same structure as the thermistor body in that it contains particles having conductivity. However, in the resin electrode layer, a resin or an amorphous resin having a lower crystallinity than the crystalline polymer used for the thermistor element is used, or the content of the electrode material particles is increased, or these are used in combination. Thus, the operation as the organic PTC thermistor is suppressed. With such a configuration, the resin electrode layer can be made to substantially exhibit no PTC characteristics.

【0056】樹脂電極層に用いる樹脂は、上記したよう
に電極材料粒子を分散したときにPTC動作が実質的に
生じないものから適宜選択すればよいが、接着性を有す
る樹脂が特に好ましい。具体的には、例えば、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、
ポリエステル、ポリイミド、アクリル系樹脂などから選
択すればよい。これらのうちでは、特にエポキシ樹脂が
好ましい。
The resin used for the resin electrode layer may be appropriately selected from those which do not substantially cause the PTC operation when the electrode material particles are dispersed as described above, and a resin having adhesiveness is particularly preferable. Specifically, for example, epoxy resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin,
What is necessary is just to select from polyester, polyimide, acrylic resin, etc. Of these, epoxy resins are particularly preferred.

【0057】電極材料粒子は特に限定されず、サーミス
タ素体の説明の際に挙げた各種導電性粒子から適宜選択
すればよいが、好ましくは金属粒子を用いる。また、好
ましくは、素体に含まれる導電性粒子と同系のもの、例
えば、導電性粒子が金属粒子であれば電極材料粒子にも
金属粒子を用い、より好ましくは同組成のものを用い
る。電極材料粒子の形状は特に限定されず、フレーク
状、球状、不定形、あるいは前述したスパイク状突起を
有するもの等のいずれであってもよいが、樹脂電極層の
導電性を高くするためには、フレーク状のものまたはス
パイク状突起を有するものを用いることが好ましい。
The electrode material particles are not particularly limited, and may be appropriately selected from the various conductive particles mentioned in the description of the thermistor body, but preferably metal particles are used. In addition, preferably, particles having the same composition as the conductive particles contained in the element body, for example, metal particles are used as the electrode material particles if the conductive particles are metal particles, and more preferably particles having the same composition are used. The shape of the electrode material particles is not particularly limited, and may be any of flakes, spheres, irregular shapes, or those having the above-described spike-shaped protrusions, but in order to increase the conductivity of the resin electrode layer, It is preferable to use a flake-like or spike-like protrusion.

【0058】電極材料粒子の好ましい平均粒径は、その
種類や形状、径の測定方法などによっても異なるが、通
常、0.01〜10μm程度である。
The preferred average particle size of the electrode material particles varies depending on the type, shape, diameter measuring method and the like, but is usually about 0.01 to 10 μm.

【0059】樹脂電極層中の電極材料粒子の比率(体積
比)は、樹脂電極層に必要とされる導電性が得られ、か
つ動作時にPTC特性を実質的に示さないように適宜決
定すればよい。電極材料粒子の好ましい比率{電極材料
粒子/(樹脂+電極材料粒子)}は、電極材料粒子の形
状等の各種条件によっても異なるが、好ましくは60〜
95体積%、より好ましくは70〜90体積%である。
電極材料粒子の比率が低すぎると、樹脂電極層の抵抗値
が高くなってしまい、また、組み合わせる樹脂の種類に
よってはPTC特性が発現してしまうことがある。一
方、電極材料粒子の比率が高すぎると、樹脂と混練する
際に均一な分散が困難となるほか、付着力や加工性が低
くなってしまう。
The ratio (volume ratio) of the electrode material particles in the resin electrode layer is appropriately determined so that the conductivity required for the resin electrode layer is obtained and the PTC characteristics are not substantially exhibited during operation. Good. The preferred ratio of the electrode material particles {electrode material particles / (resin + electrode material particles)} varies depending on various conditions such as the shape of the electrode material particles, but is preferably from 60 to 60%.
It is 95% by volume, more preferably 70 to 90% by volume.
If the ratio of the electrode material particles is too low, the resistance value of the resin electrode layer increases, and PTC characteristics may be exhibited depending on the type of the resin to be combined. On the other hand, if the ratio of the electrode material particles is too high, uniform dispersion becomes difficult when kneading with the resin, and the adhesive force and workability decrease.

【0060】樹脂電極層を形成するためのペーストや塗
料は、上記した樹脂と電極材料粒子とを混練して調製し
てもよく、市販の導電性接着剤や導電性塗料、導電性ペ
ーストなどから選択してもよい。
The paste or paint for forming the resin electrode layer may be prepared by kneading the above-mentioned resin and electrode material particles, and may be prepared from a commercially available conductive adhesive, conductive paint, conductive paste, or the like. You may choose.

【0061】重合体の選択除去により導電性粒子が露出
しているサーミスタ素体表面に樹脂電極層を形成する
と、導電性粒子が樹脂電極層内に埋め込まれるため、樹
脂電極層の接着強度が極めて高くなる。特に、導電性粒
子にスパイク状の突起を有するものを用いた場合には、
接着強度が著しく向上する。
When the resin electrode layer is formed on the surface of the thermistor body where the conductive particles are exposed by selective removal of the polymer, the conductive particles are embedded in the resin electrode layer, so that the adhesive strength of the resin electrode layer is extremely high. Get higher. In particular, when a conductive particle having a spike-shaped protrusion is used,
Adhesive strength is significantly improved.

【0062】電極は、樹脂電極層だけから構成されてい
てもよいが、好ましくは樹脂電極層上に金属電極層を設
けて、図2に示すような構成とする。同図では、サーミ
スタ素体2表面に接して一対の樹脂電極層31、31を
設け、これらの表面にそれぞれ接して金属電極層32、
32を設けている。この構成では、樹脂電極層31と金
属電極層32とから電極3が構成される。
The electrode may be composed of only the resin electrode layer, but preferably, a metal electrode layer is provided on the resin electrode layer to have a constitution as shown in FIG. In the figure, a pair of resin electrode layers 31, 31 are provided in contact with the surface of the thermistor body 2, and the metal electrode layers 32,
32 are provided. In this configuration, the electrode 3 is composed of the resin electrode layer 31 and the metal electrode layer 32.

【0063】樹脂電極層だけから電極を構成した場合、
樹脂電極層は面内抵抗が大きいため、例えば大電流を流
す用途ではサーミスタ素体に局所的な電流集中が発生
し、異常発熱や局部的な損傷、繰り返し動作時の信頼性
低下などを招くことがある。また、樹脂電極層は機械的
強度が低い。また、電極と外部回路とを接続する際に、
樹脂電極層だけからなる電極ではリード線の接続が困難
となる場合がある。これに対し、樹脂電極層上に金属電
極層を積層する構成とすれば、電極全体としての面内抵
抗が低くなり、また、機械的に強固となり、また、リー
ド線の接続についての問題も解消する。
When an electrode is composed of only the resin electrode layer,
Since the resin electrode layer has a large in-plane resistance, for example, when a large current is applied, local current concentration occurs in the thermistor body, causing abnormal heat generation, local damage, and reduced reliability during repeated operation. There is. Further, the resin electrode layer has low mechanical strength. Also, when connecting the electrode and the external circuit,
In some cases, it is difficult to connect a lead wire with an electrode composed of only a resin electrode layer. On the other hand, if the metal electrode layer is laminated on the resin electrode layer, the in-plane resistance of the entire electrode will be low, it will be mechanically strong, and the problem of lead wire connection will be solved. I do.

【0064】金属電極層の形成方法は特に限定されず、
金属箔を熱圧着する方法、スパッタやイオンプレーティ
ング等の気相成長法により金属層を形成する方法などの
いずれを用いてもよい。樹脂電極層に導電性接着剤など
の接着性を有するものを用いた場合、金属箔を強固に接
着することができる。また、樹脂電極層を設けることに
より、めっき法の使用が可能となる。めっきに際して
は、サーミスタ素体とめっき液との間に樹脂電極層が介
在するため、めっき液が素体に直接触れることが妨げら
れ、素体がめっき液の影響を受けることがない。サーミ
スタ素体表面には重合体の選択除去により凹凸が形成さ
れているため、素体表面に直接めっき層を形成する場
合、前述したようにめっき層表面は素体表面の凹凸が拡
大された形状となってしまう。しかし、素体表面に凹凸
があってもその上に形成した樹脂電極層の表面は平坦と
なるため、平滑なめっき層の形成が可能となる。このた
め、従来問題になっていためっき電極形成面の荒れによ
るめっき電極の異常成長や、その面内抵抗の増大、その
機械的強度の低下などを解決することができる。なお、
素体側面(樹脂電極層が形成されていない面)からのめ
っき液の侵入を防ぐために、素体側面に保護被覆層を形
成してもよい。
The method for forming the metal electrode layer is not particularly limited.
Any of a method of thermocompression bonding a metal foil and a method of forming a metal layer by a vapor phase growth method such as sputtering or ion plating may be used. When a material having adhesive properties such as a conductive adhesive is used for the resin electrode layer, the metal foil can be firmly bonded. Further, by providing the resin electrode layer, the plating method can be used. At the time of plating, since the resin electrode layer is interposed between the thermistor body and the plating solution, the plating solution is prevented from directly touching the body, and the body is not affected by the plating solution. Since irregularities are formed on the surface of the thermistor body by selective removal of the polymer, when a plating layer is formed directly on the surface of the body, the surface of the plating layer has a shape in which the irregularities of the body surface are enlarged as described above. Will be. However, even if there are irregularities on the surface of the element body, the surface of the resin electrode layer formed thereon becomes flat, so that a smooth plating layer can be formed. For this reason, it is possible to solve the problem of the abnormal growth of the plating electrode due to the roughening of the plating electrode forming surface, the increase in the in-plane resistance, the decrease in the mechanical strength, and the like, which have conventionally been problems. In addition,
In order to prevent the intrusion of the plating solution from the element body side surface (the surface on which the resin electrode layer is not formed), a protective coating layer may be formed on the element body side surface.

【0065】電極は、抵抗が低いほどよく、また、PT
Cサーミスタとして動作する温度域において抵抗値の上
昇がほとんど生じないことが好ましい。すなわち、PT
Cサーミスタとして動作する際に、電極の抵抗値がサー
ミスタ素体の抵抗値よりも著しく低くなることが好まし
い。具体的には、PTC動作温度において、電極の抵抗
値がサーミスタ素体の抵抗値の1/100以下であれば
よい。また、非動作時(25℃)においては、電極の抵
抗値はサーミスタ素体の抵抗値の好ましくは同等以下、
より好ましくは1/10以下である。なお、ここでいう
PTC動作温度での抵抗値とは、(Rmax+R25)/2
を意味する。Rmaxは昇温したときの最大抵抗値であ
り、R25は25℃における抵抗値である。また、ここで
いう電極の抵抗値とは、電極全体の抵抗値のことであ
り、例えば電極が樹脂電極層と金属電極層とから構成さ
れる場合、樹脂電極層単独で上記条件を満足する必要は
ない。
The lower the resistance of the electrode, the better.
It is preferable that the resistance value hardly increases in a temperature range in which the C thermistor operates. That is, PT
When operating as a C thermistor, it is preferable that the resistance of the electrode be significantly lower than the resistance of the thermistor body. Specifically, at the PTC operating temperature, the resistance value of the electrode may be 1/100 or less of the resistance value of the thermistor body. In addition, during non-operation (25 ° C.), the resistance value of the electrode is preferably equal to or less than the resistance value of the thermistor body,
It is more preferably 1/10 or less. Here, the resistance value at PTC operating temperatures say, (R max + R 25) / 2
Means R max is the maximum resistance value when the temperature is raised, and R 25 is the resistance value at 25 ° C. Further, the resistance value of the electrode as referred to herein means the resistance value of the entire electrode. For example, when the electrode is formed of a resin electrode layer and a metal electrode layer, the resin electrode layer alone must satisfy the above conditions There is no.

【0066】[0066]

【実施例】実施例1 サンプルNo.101 以下に示す手順で有機PTCサーミスタサンプルを作製
した。サーミスタ素体の作製 重合体として重量平均分子量Mwが430〜480万で
あるポリエチレンオキシド(融点67℃)を用意し、導
電性粒子としてフィラメント状ニッケルパウダー(イン
コ社製の商品名INCO Type 255ニッケルパウダー)を用
意した。なお、フィラメント状パウダーは、スパイク状
突起を有する粒子が連なって形成された粒子からなるも
のである。このスパイク状突起を有する粒子は、平均粒
径が2.2〜2.8μm、見かけの密度が0.5〜0.
65g/cm3、比表面積が0.68m2/gである。
Example 1 An organic PTC thermistor sample was prepared according to the procedure shown below for Sample No. 101 . Preparation of the thermistor body A polyethylene oxide (melting point 67 ° C.) having a weight average molecular weight Mw of 430 to 4.8 million was prepared as a polymer, and filamentous nickel powder (INCO Type 255 nickel powder manufactured by Inco Corporation) was used as conductive particles. ) Was prepared. The filament-like powder is composed of particles formed by connecting particles having spike-like projections. The particles having spike-like projections have an average particle size of 2.2 to 2.8 μm and an apparent density of 0.5 to 0.2 μm.
It is 65 g / cm 3 and the specific surface area is 0.68 m 2 / g.

【0067】次に、重合体に導電性粒子を加え、ミル中
で80℃に保持したまま5分間混練した。得られた混練
物をプレス成型機により成形して、厚さ1mmのシート状
のサーミスタ素体を得た。サーミスタ素体中の導電性粒
子の比率は、24体積%であった。
Next, conductive particles were added to the polymer and kneaded in a mill at 80 ° C. for 5 minutes. The obtained kneaded material was molded by a press molding machine to obtain a sheet-shaped thermistor body having a thickness of 1 mm. The ratio of the conductive particles in the thermistor body was 24% by volume.

【0068】選択除去工程 このサーミスタ素体に対し、UVオゾンクリーナー(オ
ーク製作所製VUM-3073-13-00)を用いて、オゾン含有雰
囲気中での紫外線照射を行った。このUVオゾンクリー
ナーは、40Wの低圧水銀ランプを4本備えたものであ
り、有効照射面積は20cm×20cmである。5分間の紫
外線照射およびオゾン含有雰囲気への曝露により、サー
ミスタ素体表面から約10μmの深さまでの重合体が選
択的に除去された。
Selective Removal Step The thermistor body was irradiated with ultraviolet rays in an ozone-containing atmosphere using a UV ozone cleaner (VUM-3073-13-00, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). This UV ozone cleaner is provided with four 40 W low-pressure mercury lamps, and has an effective irradiation area of 20 cm × 20 cm. The polymer was selectively removed from the thermistor body surface to a depth of about 10 μm by ultraviolet irradiation for 5 minutes and exposure to an ozone-containing atmosphere.

【0069】選択除去前および選択除去後のサーミスタ
素体表面の走査型電子顕微鏡写真を、それぞれ図3およ
び図4に示す。電子線は重合体を多少透過するため、重
合体は明度が低く、導電性粒子は明度が高くなってい
る。選択除去処理前の図3では、素体表面付近の導電性
粒子が、薄い膜状の重合体を被っていることが明瞭にわ
かる。そして、選択除去処理後の図4では、導電性粒子
が露出していることが明瞭にわかる。
FIGS. 3 and 4 show scanning electron microscope photographs of the thermistor body surface before and after the selective removal, respectively. Since the electron beam transmits through the polymer to some extent, the brightness of the polymer is low and the brightness of the conductive particles is high. In FIG. 3 before the selective removal treatment, it can be clearly seen that the conductive particles near the element body surface are covered with a thin film-like polymer. FIG. 4 after the selective removal process clearly shows that the conductive particles are exposed.

【0070】また、選択除去処理の前後での素体表面の
導電性を原子力間顕微鏡の電流印加モードを用いて評価
した。図5に選択除去処理前の表面の出力画像を、図6
に選択除去処理後の出力画像をそれぞれ示す。図5か
ら、選択除去処理前の素体表面がほとんど絶縁状態であ
ることがわかり、図6から、選択除去処理により表面の
導電性が著しく向上することがわかる。
Further, the conductivity of the element body surface before and after the selective removal treatment was evaluated using the current application mode of the atomic force microscope. FIG. 5 shows an output image of the surface before the selective removal processing, and FIG.
Shows output images after the selective removal processing. FIG. 5 shows that the surface of the element body before the selective removal treatment was almost insulated, and FIG. 6 shows that the conductivity of the surface was significantly improved by the selective removal treatment.

【0071】電極形成工程 電極材料粒子として、直径0.1〜5μmの分布をもつ
球状Ag粒子を用意した。この電極材料粒子とアクリル
系樹脂とを混練し、導電性塗料を調製した。この導電性
塗料をサーミスタ素体の両面に塗布し、厚さ100μm
の樹脂電極層とした。樹脂電極層中の電極材料粒子の比
率は、80体積%であった。
Electrode Forming Step Spherical Ag particles having a diameter of 0.1 to 5 μm were prepared as electrode material particles. These electrode material particles and an acrylic resin were kneaded to prepare a conductive paint. This conductive paint is applied to both sides of the thermistor body and has a thickness of 100 μm.
Of the resin electrode layer. The ratio of the electrode material particles in the resin electrode layer was 80% by volume.

【0072】次いで、樹脂電極層の表面に、金属電極層
として厚さ16μmのNiめっき層を形成した。めっき
浴には、pH4.5、液温50℃のスルファミン酸浴を
用い、電流密度は5A/cm2、めっき時間は20分間とし
た。
Then, a 16 μm thick Ni plating layer was formed as a metal electrode layer on the surface of the resin electrode layer. As the plating bath, a sulfamic acid bath having a pH of 4.5 and a liquid temperature of 50 ° C. was used, the current density was 5 A / cm 2 , and the plating time was 20 minutes.

【0073】金属電極層形成後、直径10mmの円盤状に
打ち抜き、有機PTCサーミスタサンプルとした。
After forming the metal electrode layer, a disk having a diameter of 10 mm was punched out to obtain an organic PTC thermistor sample.

【0074】サンプルNo.102 金属電極層を形成しなかったほかはサンプルNo.101
と同様にして、サンプルNo.102を作製した。
Sample No. 102 Sample No. 101 except that no metal electrode layer was formed
In the same manner as in the above, Sample No. 102 was produced.

【0075】サンプルNo.103(比較例) 重合体の選択除去を行わなかったほかはサンプルNo.1
01と同様にして、サンプルNo.103を作製した。
Sample No. 103 (Comparative Example) Sample No. 1 except that the polymer was not selectively removed.
Sample No. 103 was produced in the same manner as Sample No. 01.

【0076】上記各サンプルについて、25℃および8
5℃においてそれぞれ抵抗値(初期抵抗値)を測定し
た。次に、室温と120℃との間で加熱・冷却を繰り返
すサイクル試験を1000回繰り返した後、同様にして
抵抗値(サイクル試験後抵抗値)を測定した。なお、抵
抗値の測定には、4端子法を用いた。これらの結果を表
1に示す。
For each of the above samples, at 25 ° C. and 8 ° C.
The resistance value (initial resistance value) was measured at 5 ° C. Next, after repeating a cycle test in which heating and cooling were repeated between room temperature and 120 ° C. 1000 times, a resistance value (resistance value after the cycle test) was measured in the same manner. The resistance value was measured using a four-terminal method. Table 1 shows the results.

【0077】[0077]

【表1】 [Table 1]

【0078】表1から、本発明の効果が明らかである。
それぞれ25℃での初期抵抗値およびサイクル試験後抵
抗値を比較すると、サーミスタ素体表面から重合体を選
択除去したサンプルNo.101および102は、選択除
去を行わなかったサンプルNo.103に比べ、著しく低
くなっている。なお、各サンプルとも、85℃では十分
に高い抵抗値が得られている。このように、本発明の方
法により製造された有機PTCサーミスタは、初期抵抗
値が十分に低く、PTC動作の繰り返しによる抵抗値変
動が実用上無視しうる程度に小さいので、極めて信頼性
が高い。
Table 1 clearly shows the effect of the present invention.
Comparing the initial resistance value at 25 ° C. and the resistance value after the cycle test, Sample Nos. 101 and 102 in which the polymer was selectively removed from the thermistor body surface were compared with Sample No. 103 in which the selective removal was not performed. It is significantly lower. In each sample, a sufficiently high resistance value was obtained at 85 ° C. As described above, the organic PTC thermistor manufactured by the method of the present invention has a sufficiently low initial resistance value, and the fluctuation of the resistance value due to the repetition of the PTC operation is so small as to be practically negligible.

【0079】上記した加熱・冷却サイクルは、サンプル
全体を加熱するものであるが、加熱をサンプルに通電す
ることにより行った場合でも、1000回の繰り返し後
に上記表1と同等の結果が得られた。
The above-mentioned heating / cooling cycle is for heating the entire sample. Even when heating was performed by energizing the sample, the same result as in Table 1 was obtained after 1000 repetitions. .

【0080】上記各サンプルに用いた電極について、2
5〜120℃の範囲での抵抗値を求めた。電極単独の抵
抗値は直接測定することができないので、まず、絶縁基
板上に上記樹脂電極層の形成に用いた導電性塗料を塗布
し、4探針プローブ法を用いて比抵抗を測定した。この
結果、上記導電性塗料の比抵抗は1×10-3〜1×10
-2Ωcmの範囲にあり、室温から120℃までの間で比抵
抗の変化は認められなかった。同様にして上記金属電極
層と同様にして形成したNiめっき層の比抵抗を測定し
たところ、約1×10-5Ωcmであり、かつ室温から12
0℃までの間で比抵抗の変化は認められなかった。これ
らの結果から、本実施例における電極抵抗値は0.1m
Ωと推定され、かつ電極抵抗値が温度依存性を示さない
ことがわかる。この電極抵抗値と表1に示されるサンプ
ルの抵抗値とから、25℃での抵抗値R25およびPTC
動作温度での抵抗値{(Rmax+R25)/2}は、いず
れも電極がサーミスタ素体に比べて十分に低いことがわ
かる。
With respect to the electrodes used for each of the above samples,
Resistance values in the range of 5 to 120 ° C were determined. Since the resistance value of the electrode alone cannot be directly measured, first, the conductive paint used for forming the resin electrode layer was applied on an insulating substrate, and the specific resistance was measured using a four-probe probe method. As a result, the specific resistance of the conductive paint is 1 × 10 −3 to 1 × 10 3
−2 Ωcm, and no change in specific resistance was observed between room temperature and 120 ° C. When the specific resistance of the Ni plating layer formed in the same manner as the above-mentioned metal electrode layer was measured, it was about 1 × 10 −5 Ωcm,
No change in specific resistance was observed up to 0 ° C. From these results, the electrode resistance value in this example was 0.1 m
It can be seen that it is estimated to be Ω, and the electrode resistance does not show temperature dependence. From the electrode resistance value and the sample resistance values shown in Table 1, the resistance value R 25 at 25 ° C. and the PTC
It can be seen that the resistance {(R max + R 25 ) / 2} at the operating temperature is sufficiently lower for the electrode than for the thermistor body.

【0081】なお、樹脂電極層を設けなかったほかはサ
ンプルNo.101と同様にしてサンプルを作製しようと
したが、めっき法により金属電極層を形成する際に、め
っき浴中で素体の重合体が膨潤すると共に一部溶解した
ため、金属電極層の形成が不可能であった。
A sample was prepared in the same manner as in Sample No. 101 except that the resin electrode layer was not provided. However, when the metal electrode layer was formed by plating, the weight of the element in a plating bath was reduced. Since the coalescence swelled and partially dissolved, it was impossible to form a metal electrode layer.

【0082】実施例2 サンプルNo.201 サーミスタ素体の作製 重合体としてMw3万のナイロン12(融点180℃)
を用い、混練温度を190℃としたほかは実施例1と同
様にして、サーミスタ素体を作製した。
Example 2 Preparation of Sample No. 201 Thermistor Element Nylon 12 having Mw of 30,000 as a polymer (melting point: 180 ° C.)
And a thermistor body was produced in the same manner as in Example 1 except that the kneading temperature was 190 ° C.

【0083】選択除去工程 このサーミスタ素体を反応性イオンエッチング型アッシ
ング装置にセットし、エッチングを行った。放電用ガス
にはO2を用い、放電圧力は20Paとし、電力密度は
0.25W/cm2とし、放電時間は2分間とした。この結
果、サーミスタ素体表面から約10μmの深さまでの重
合体が選択的に除去された。
Selective Removal Step This thermistor body was set in a reactive ion etching type ashing apparatus and etched. O 2 was used as a discharge gas, the discharge pressure was 20 Pa, the power density was 0.25 W / cm 2 , and the discharge time was 2 minutes. As a result, the polymer from the thermistor body surface to a depth of about 10 μm was selectively removed.

【0084】電極形成工程 電極材料粒子として、スパイク状突起を有するNi粒子
(平均粒径2.2〜2.8μm)を用意した。この電極
材料粒子とエポキシ系樹脂とを混練し、導電性接着剤を
調製した。この導電性接着剤をサーミスタ素体の両面に
塗布し、厚さ100μmの樹脂電極層とした。樹脂電極
層中の電極材料粒子の比率は、80体積%であった。
Electrode Forming Step Ni particles having spike-like projections (average particle size of 2.2 to 2.8 μm) were prepared as electrode material particles. The electrode material particles and the epoxy resin were kneaded to prepare a conductive adhesive. This conductive adhesive was applied to both surfaces of the thermistor body to form a resin electrode layer having a thickness of 100 μm. The ratio of the electrode material particles in the resin electrode layer was 80% by volume.

【0085】次いで、樹脂電極層の表面に、金属電極層
として厚さ30μmのNi箔を接着した。
Next, a 30 μm-thick Ni foil was bonded as a metal electrode layer to the surface of the resin electrode layer.

【0086】金属電極層接着後、直径10mmの円盤状に
打ち抜き、有機PTCサーミスタサンプルとした。
After bonding of the metal electrode layer, a disk having a diameter of 10 mm was punched out to obtain an organic PTC thermistor sample.

【0087】サンプルNo.202(比較例) 重合体の選択除去を行わず、また、樹脂電極層を設けず
に金属電極層を素体に熱圧着したほかはサンプルNo.2
01と同様にして、サンプルNo.202を作製した。
Sample No. 202 (Comparative Example) Sample No. 2 except that the polymer was not selectively removed and the metal electrode layer was thermocompressed to the element without providing the resin electrode layer.
Sample No. 202 was produced in the same manner as in Sample No. 01.

【0088】サンプルNo.203 樹脂電極層を設けず、また、金属電極層としてサンプル
No.101のものと同じNiめっき層を形成したほかは
サンプルNo.201と同様にして、サンプルNo.203を
作製した。
Sample No. 203 No resin electrode layer was provided, and the sample was used as a metal electrode layer.
Sample No. 203 was prepared in the same manner as Sample No. 201 except that the same Ni plating layer as that of No. 101 was formed.

【0089】上記各サンプルについて、25℃および1
90℃においてそれぞれ抵抗値(初期抵抗値)を測定し
た。次に、室温と200℃との間で加熱・冷却を繰り返
すサイクル試験を1000回繰り返した後、同様にして
抵抗値(サイクル試験後抵抗値)を測定した。なお、抵
抗値の測定には、4端子法を用いた。これらの結果を表
2に示す。
For each of the above samples, 25 ° C. and 1
At 90 ° C., the resistance value (initial resistance value) was measured. Next, after repeating a cycle test in which heating and cooling were repeated between room temperature and 200 ° C. 1000 times, a resistance value (resistance value after the cycle test) was measured in the same manner. The resistance value was measured using a four-terminal method. Table 2 shows the results.

【0090】[0090]

【表2】 [Table 2]

【0091】表2から、本発明の効果が明らかである。
すなわち、それぞれ25℃での初期抵抗値およびサイク
ル試験後抵抗値を比較すると、重合体の選択除去を行っ
たサンプルNo.201およびNo.203は、選択除去を行
わなかったサンプルNo.202に比べ著しく低くなって
いる。また、サイクル試験による抵抗値増大は、樹脂電
極層を設けたサンプルNo.201が、樹脂電極層を設け
ずに素体表面に直接金属電極層を形成したサンプルNo.
203よりも少なくなっている。これは、樹脂電極層に
よる応力吸収のためと考えられる。また、サンプルNo.
203のサイクル試験による抵抗値増大は、めっき液の
浸透による劣化も関係すると考えられる。このように、
本発明の方法により製造された有機PTCサーミスタ
は、初期抵抗値が十分に低く、PTC動作の繰り返しに
よる抵抗値変動が実用上無視しうる程度に小さいので、
極めて信頼性が高い。
Table 2 clearly shows the effect of the present invention.
That is, comparing the initial resistance value at 25 ° C. and the resistance value after the cycle test respectively, Sample No. 201 and No. 203 where the polymer was selectively removed were compared with Sample No. 202 where the selective removal was not performed. It is significantly lower. In addition, the increase in the resistance value by the cycle test was the same as in Sample No. 201 in which the resin electrode layer was provided, but in Sample No.
It is less than 203. This is considered to be due to stress absorption by the resin electrode layer. Sample No.
It is considered that the increase in the resistance value by the cycle test of 203 also relates to the deterioration due to the penetration of the plating solution. in this way,
The organic PTC thermistor manufactured by the method of the present invention has a sufficiently low initial resistance value and a resistance value variation due to repetition of the PTC operation is practically negligible.
Extremely reliable.

【0092】上記した加熱・冷却サイクルは、サンプル
全体を加熱するものであるが、加熱をサンプルに通電す
ることにより行った場合でも、1000回の繰り返し後
に上記表2と同等の結果が得られた。
The heating / cooling cycle described above heats the entire sample. Even when heating was performed by applying a current to the sample, the same result as in Table 2 was obtained after 1000 repetitions. .

【0093】表2の各サンプルに用いた電極の比抵抗を
実施例1と同様にして測定したところ、実施例1と同様
に電極抵抗値は0.1mΩと推定され、かつ電極抵抗値
が温度依存性を示さないことがわかった。この電極抵抗
値と表2に示されるサンプルの抵抗値とから、25℃で
の抵抗値R25およびPTC動作温度での抵抗値{(R
max+R25)/2}は、いずれも電極がサーミスタ素体
に比べて十分に低いことがわかる。
The specific resistance of the electrodes used for each sample in Table 2 was
When measured in the same manner as in Example 1, the same as in Example 1 was obtained.
The electrode resistance is estimated to be 0.1 mΩ, and the electrode resistance is
Showed no temperature dependence. This electrode resistance
From the values and the resistance values of the samples shown in Table 2, at 25 ° C
Resistance R oftwenty fiveAnd the resistance 温度 (R
max+ Rtwenty five) / 2} indicates that the electrode is a thermistor body
It can be seen that this is sufficiently lower than.

【0094】実施例3 サンプルNo.101に使用したサーミスタ素体を、反応
性イオンエッチング型アッシング装置を用いてエッチン
グした。放電用ガスにはO2またはArを用い、放電圧
力は20Paとし、電力密度は0.25W/cm2とし、放電
時間は1分間とした。この結果、サーミスタ素体表面か
ら約5μmの深さまでの重合体が選択的に除去された。
2を用いた反応性イオンエッチング法を利用したとき
のサーミスタ素体表面の走査型電子顕微鏡写真を図7
に、Arを用いた反応性イオンエッチング法を利用した
ときのサーミスタ素体表面の走査型電子顕微鏡写真を図
8に、それぞれ示す。前述したように、選択除去処理前
の図3では、素体表面付近の導電性粒子が薄い膜状の重
合体を被っていることが明瞭にわかる。そして、選択除
去処理後の図7および図8では、導電性粒子が露出して
いることが明瞭にわかる。なお、原子間力顕微鏡を用い
て、選択除去処理前後の素体表面の導電性を評価した結
果、選択除去処理前はほとんど絶縁状態であり、選択除
去処理により著しく導電性が向上することが確認でき
た。
Example 3 The thermistor element used for Sample No. 101 was etched using a reactive ion etching type ashing apparatus. The discharge gas used was O 2 or Ar, the discharge pressure was 20 Pa, the power density was 0.25 W / cm 2 , and the discharge time was 1 minute. As a result, the polymer was selectively removed from the thermistor body surface to a depth of about 5 μm.
FIG. 7 shows a scanning electron micrograph of the thermistor body surface when the reactive ion etching method using O 2 is used.
FIG. 8 shows a scanning electron micrograph of the thermistor body surface when the reactive ion etching method using Ar is used. As described above, in FIG. 3 before the selective removal treatment, it can be clearly seen that the conductive particles near the element body surface are covered with a thin film-like polymer. 7 and 8 after the selective removal process, it can be clearly seen that the conductive particles are exposed. Using an atomic force microscope, the conductivity of the element body surface before and after the selective removal treatment was evaluated. did it.

【0095】選択除去方法以外はサンプルNo.101と
同様にして有機PTCサーミスタを作製し、実施例1と
同様な測定を行ったところ、サンプルNo.101と同等
の結果が得られた。
An organic PTC thermistor was prepared in the same manner as in Sample No. 101 except for the selective removal method, and the same measurement as in Example 1 was performed. As a result, a result equivalent to that of Sample No. 101 was obtained.

【0096】実施例4 サーミスタ素体の作製 重合体としてポリフッ化ビニリデン(PVDF:米国エ
ルフ・アトケム・ノース・アメリカ社製カイナー71
1)を用意した。この重合体100重量部に対し、シラ
ンカップリング剤(信越化学工業(株)製KBC100
3)を10重量部加え、また、有機過酸化物である2,
5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシン)
ヘキシン−3を1重量部加え、200℃に加熱しながら
二軸押し出し機を用いてグラフト樹脂とした。次に、こ
のグラフト樹脂に平均粒径0.65μmのWC粒子(日
本新金属(株)製WC−F)が全体の20体積%となる
ように混合し、200℃に保ったまま1時間混練した。
これ以降は実施例1のサンプルNo.101と同様にして
サーミスタ素体を得た。
Example 4 Preparation of a Thermistor Element Polyvinylidene fluoride (PVDF: Kayner 71 manufactured by Elf Atochem North America, Inc., USA)
1) was prepared. A silane coupling agent (KBC100 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight of the polymer.
3) was added in an amount of 10 parts by weight.
5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxin)
Hexin-3 was added in an amount of 1 part by weight, and heated to 200 ° C. to obtain a graft resin using a twin screw extruder. Next, WC particles having an average particle diameter of 0.65 μm (WC-F manufactured by Nippon Shinkin Co., Ltd.) were mixed with the graft resin so as to be 20% by volume of the whole, and kneaded for 1 hour at 200 ° C. did.
Thereafter, a thermistor body was obtained in the same manner as in Sample No. 101 of Example 1.

【0097】選択除去工程 このサーミスタ素体を反応性イオンエッチング型アッシ
ング装置にセットし、エッチングを行った。放電用ガス
にはO2を用い、放電圧力は20Paとし、電力密度は
0.25W/cm2とし、放電時間は1分間とした。この結
果、サーミスタ素体表面から約5μmの深さまでの重合
体が選択的に除去された。なお、放電用ガスとしてAr
を用いた場合、エッチング速度は若干低下したが、O2
を用いた場合とほぼ同様に重合体の選択的な除去が可能
であった。
Selective Removal Step The thermistor body was set in a reactive ion etching type ashing apparatus and etched. O 2 was used as the discharge gas, the discharge pressure was 20 Pa, the power density was 0.25 W / cm 2 , and the discharge time was 1 minute. As a result, the polymer was selectively removed from the thermistor body surface to a depth of about 5 μm. Note that Ar gas is used as a discharge gas.
When etching was used, the etching rate was slightly reduced, but O 2
The polymer was selectively removed almost in the same manner as in the case of using.

【0098】選択除去前のサーミスタ素体表面の走査型
電子顕微鏡写真を図9に、放電用ガスとしてO2を用い
て選択除去を行った後のものの走査型電子顕微鏡写真を
図10に、放電用ガスとしてArを用いて選択除去を行
った後のものの走査型電子顕微鏡写真を図11に示す。
選択除去処理前の図9では、素体表面付近の導電性粒子
が薄い膜状の重合体を被っていることが明瞭にわかる。
そして、選択除去処理後の図10および図11では、導
電性粒子が露出していることが明瞭にわかる。なお、原
子間力顕微鏡を用いて、選択除去処理前後の素体表面の
導電性を評価した結果、選択除去処理前はほとんど絶縁
状態であり、選択除去処理により著しく導電性が向上す
ることが確認できた。
FIG. 9 is a scanning electron micrograph of the surface of the thermistor element before selective removal, and FIG. 10 is a scanning electron micrograph of the surface of the thermistor element after selective removal using O 2 as a discharge gas. FIG. 11 shows a scanning electron micrograph of the sample after the selective removal using Ar as the working gas.
In FIG. 9 before the selective removal treatment, it can be clearly seen that the conductive particles near the element body surface are covered with a thin film-like polymer.
Then, in FIGS. 10 and 11 after the selective removal processing, it can be clearly seen that the conductive particles are exposed. In addition, as a result of evaluating the conductivity of the element body surface before and after the selective removal treatment using an atomic force microscope, it was confirmed that the conductivity was substantially improved before the selective removal treatment, and the conductivity was significantly improved by the selective removal treatment. did it.

【0099】電極形成工程 サンプルNo.201と同様にして形成した。 Electrode Forming Step The electrode was formed in the same manner as in Sample No. 201.

【0100】このようにして作製した有機PTCサーミ
スタサンプルについて実施例1と同様な測定を行ったと
ころ、25℃での抵抗値R25は9.5Ω、120℃での
抵抗値R120は130MΩであった。比較のため、サー
ミスタ素体に直接Ni箔を熱圧着したサンプルを作製
し、これについても抵抗値の測定を行ったところ、R25
は20Ω、R120は150MΩであった。これらのサン
プルについて、室温と140℃との間で加熱・冷却を繰
り返すサイクル試験を1000回繰り返した後、同様に
して抵抗値を測定したところ、本発明サンプルでは
25、R120とも初期値の+50%以下の変化率にとど
まったのに対し、比較サンプルでは電極が完全に剥離
し、特性評価が不可能となった。
The organic PTC thermistor sample thus prepared was measured in the same manner as in Example 1. The resistance R 25 at 25 ° C. was 9.5Ω, and the resistance R 120 at 120 ° C. was 130 MΩ. there were. For comparison where, to prepare a sample directly Ni foil was heat pressed in the thermistor element, was also subjected to measurement of the resistance values for this, R 25
Is 20 [Omega, R 120 was 150Emuomega. For these samples, after repeating a cycle test of repeating heating and cooling between room temperature and 140 ° C. 1000 times, the resistance values were measured in the same manner. In the samples of the present invention, R 25 and R 120 were both the initial values. While the rate of change was kept at + 50% or less, the electrode was completely peeled off in the comparative sample, making it impossible to evaluate the characteristics.

【0101】実施例5 サンプルNo.101に使用したサーミスタ素体を、バレ
ル型プラズマ処理装置(株式会社プラズマシステム製DE
S-106-254AEN)を用いて以下の手順でエッチングした。
この装置は、直径25cm、長さ40cmの円筒形石英チャ
ンバーに対向電極を配置したもので、前述したように被
エッチング試料が電極上に配置されないものである。ま
ず、サーミスタ素体をチャンバー内に挿入した後、チャ
ンバー内部を10Pa以下まで真空排気した。次いで、O
2を導入し、真空ポンプの排気速度を調整してチャンバ
ー内部の圧力を100Paに保った。この状態で、電極に
13.56MHzの高周波電力400Wを投入してプラズマ
を発生させ、サーミスタ素体を15分間プラズマに曝し
た。この結果、サーミスタ素体表面から約10μmの深
さまでの重合体が選択的に除去された。
Example 5 A thermistor element used for Sample No. 101 was applied to a barrel-type plasma processing apparatus (DE manufactured by Plasma System Co., Ltd.).
(S-106-254AEN) using the following procedure.
In this apparatus, a counter electrode is arranged in a cylindrical quartz chamber having a diameter of 25 cm and a length of 40 cm, and the sample to be etched is not arranged on the electrode as described above. First, after inserting the thermistor body into the chamber, the inside of the chamber was evacuated to 10 Pa or less. Then O
2, and the pressure inside the chamber was kept at 100 Pa by adjusting the pumping speed of the vacuum pump. In this state, plasma was generated by applying high-frequency power of 13.56 MHz to 400 W to the electrodes, and the thermistor body was exposed to the plasma for 15 minutes. As a result, the polymer from the thermistor body surface to a depth of about 10 μm was selectively removed.

【0102】このようにして選択除去を行ったサーミス
タ素体を用いたほかはサンプルNo.101と同様にして
有機PTCサーミスタを作製し、実施例1と同様な測定
を行ったところ、サンプルNo.101と同等の結果が得
られた。
An organic PTC thermistor was manufactured in the same manner as in Sample No. 101 except that the thermistor element thus selectively removed was used, and the same measurement as in Example 1 was performed. A result equivalent to 101 was obtained.

【0103】実施例6 サンプルNo.101に使用したサーミスタ素体を、波長
248nmのKrFエキシマレーザーを用いたレーザーア
ブレーション法によりエッチングした。エネルギー密度
は2J/cm2、パルス照射回数は10回とした。この結
果、サーミスタ素体表面から約10μmの深さまでの重
合体が選択的に除去された。
Example 6 The thermistor element used for Sample No. 101 was etched by a laser ablation method using a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm. The energy density was 2 J / cm 2 , and the pulse irradiation frequency was 10 times. As a result, the polymer from the thermistor body surface to a depth of about 10 μm was selectively removed.

【0104】このようにして選択除去を行ったサーミス
タ素体を用いたほかはサンプルNo.101と同様にして
有機PTCサーミスタを作製し、実施例1と同様な測定
を行ったところ、サンプルNo.101と同等の結果が得
られた。
An organic PTC thermistor was prepared in the same manner as in Sample No. 101 except that the thermistor element thus selectively removed was used, and the same measurement as in Example 1 was performed. A result equivalent to 101 was obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】有機PTCサーミスタの構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an organic PTC thermistor.

【図2】有機PTCサーミスタの構成例を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an organic PTC thermistor.

【図3】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
(ポリエチレンオキシド)を選択除去する前のサーミス
タ素体表面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron micrograph of the thermistor body surface before a polymer (polyethylene oxide) is selectively removed.

【図4】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
(ポリエチレンオキシド)をUVオゾンクリーナーによ
り選択除去した後のサーミスタ素体表面の走査型電子顕
微鏡写真である。
FIG. 4 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron micrograph of the thermistor body surface after a polymer (polyethylene oxide) is selectively removed by a UV ozone cleaner.

【図5】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
を選択除去する前のサーミスタ素体表面についての原子
間力顕微鏡の出力画像である。
FIG. 5 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is an output image of the thermistor element body surface before selective removal of a polymer, which is taken by an atomic force microscope.

【図6】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
を選択除去した後のサーミスタ素体表面についての原子
間力顕微鏡の出力画像である。
FIG. 6 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is an output image of the thermistor element body surface after selective removal of a polymer, which is taken by an atomic force microscope.

【図7】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
(ポリエチレンオキシド)を、O2を用いた反応性イオ
ンエッチングにより選択除去した後のサーミスタ素体表
面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 7 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron micrograph of a thermistor element surface after a polymer (polyethylene oxide) is selectively removed by reactive ion etching using O 2. .

【図8】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
(ポリエチレンオキシド)を、Arを用いた反応性イオ
ンエッチングにより選択除去した後のサーミスタ素体表
面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 8 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron micrograph of the thermistor body surface after a polymer (polyethylene oxide) is selectively removed by reactive ion etching using Ar.

【図9】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合体
(ポリフッ化ビニリデン)を選択除去する前のサーミス
タ素体表面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 9 is a drawing-substitute photograph showing the particle structure, and is a scanning electron micrograph of the thermistor element surface before the polymer (polyvinylidene fluoride) is selectively removed.

【図10】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合
体(ポリフッ化ビニリデン)を、O2を用いた反応性イ
オンエッチングにより選択除去した後のサーミスタ素体
表面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 10 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron microscope photograph of the surface of a thermistor element body after a polymer (polyvinylidene fluoride) is selectively removed by reactive ion etching using O 2. is there.

【図11】粒子構造を示す図面代用写真であって、重合
体(ポリフッ化ビニリデン)を、Arを用いた反応性イ
オンエッチングにより選択除去した後のサーミスタ素体
表面の走査型電子顕微鏡写真である。
FIG. 11 is a drawing substitute photograph showing a particle structure, and is a scanning electron micrograph of the thermistor body surface after a polymer (polyvinylidene fluoride) is selectively removed by reactive ion etching using Ar. .

【符号の説明】 2 サーミスタ素体 3 電極 31 樹脂電極層 32 金属電極層[Description of Signs] 2 Thermistor element 3 Electrode 31 Resin electrode layer 32 Metal electrode layer

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年4月9日[Submission date] April 9, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 プラズマ処理法によりサーミスタ素体の表面から結晶性
高分子重合体を選択的に除去して、導電性粒子をサーミ
スタ素体表面に露出させる選択除去工程と、電極を形成
する電極形成工程とを有する有機PTCサーミスタの製
造方法。
1. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a structure in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by a plasma treatment method to expose conductive particles to the surface of the thermistor body; and an electrode forming step of forming an electrode. A method for producing an organic PTC thermistor.
【請求項2】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 反応性イオンエッチング法によりサーミスタ素体の表面
から結晶性高分子重合体を選択的に除去して、導電性粒
子をサーミスタ素体表面に露出させる選択除去工程と、
電極を形成する電極形成工程とを有する有機PTCサー
ミスタの製造方法。
2. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by reactive ion etching to expose the conductive particles to the thermistor body surface;
An electrode forming step of forming an electrode.
【請求項3】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 紫外線を照射することによりサーミスタ素体の表面から
結晶性高分子重合体を選択的に除去して、導電性粒子を
サーミスタ素体表面に露出させる選択除去工程と、電極
を形成する電極形成工程とを有する有機PTCサーミス
タの製造方法。
3. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a structure in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by irradiating ultraviolet rays to expose conductive particles to the surface of the thermistor body; and an electrode forming step of forming an electrode. A method for producing an organic PTC thermistor comprising:
【請求項4】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 紫外線を照射すると共にオゾン含有雰囲気に曝露するこ
とによりサーミスタ素体の表面から結晶性高分子重合体
を選択的に除去して、導電性粒子をサーミスタ素体表面
に露出させる選択除去工程と、電極を形成する電極形成
工程とを有する有機PTCサーミスタの製造方法。
4. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a structure in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by irradiating ultraviolet rays and exposing to an ozone-containing atmosphere to expose the conductive particles to the thermistor body surface; An electrode forming step of forming an electrode.
【請求項5】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 オゾン含有雰囲気に曝露することによりサーミスタ素体
の表面から結晶性高分子重合体を選択的に除去して、導
電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させる選択除去工
程と、電極を形成する電極形成工程とを有する有機PT
Cサーミスタの製造方法。
5. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor body having a structure in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor body. A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by exposing to an ozone-containing atmosphere to expose conductive particles to the thermistor body surface; and forming an electrode. Organic PT having a forming step
Manufacturing method of C thermistor.
【請求項6】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 レーザー光を照射することによりサーミスタ素体の表面
から結晶性高分子重合体を選択的に除去して、導電性粒
子をサーミスタ素体表面に露出させる選択除去工程と、
電極を形成する電極形成工程とを有する有機PTCサー
ミスタの製造方法。
6. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a configuration in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A selective removal step of selectively removing the crystalline polymer from the surface of the thermistor body by irradiating a laser beam to expose the conductive particles to the thermistor body surface;
An electrode forming step of forming an electrode.
【請求項7】 前記電極形成工程において、導電性の電
極材料粒子が樹脂中に分散された構成の樹脂電極層を含
む電極を形成し、 PTCサーミスタとして動作する際に、前記電極の抵抗
値が前記サーミスタ素体の抵抗値の1/100以下であ
る有機PTCサーミスタを製造する請求項1〜6のいず
れかの有機PTCサーミスタの製造方法。
7. An electrode including a resin electrode layer having a configuration in which conductive electrode material particles are dispersed in a resin in the electrode forming step, and when operating as a PTC thermistor, the resistance of the electrode is reduced. The method for producing an organic PTC thermistor according to any one of claims 1 to 6, wherein an organic PTC thermistor having a resistance of 1/100 or less of said thermistor body is produced.
【請求項8】 結晶性高分子重合体中に導電性粒子が分
散された構成のサーミスタ素体と、このサーミスタ素体
表面に設けられた電極とを有する有機PTCサーミスタ
を製造する方法であって、 サーミスタ素体の表面から結晶性高分子重合体を選択的
に除去して導電性粒子をサーミスタ素体表面に露出させ
る選択除去工程と、導電性の電極材料粒子が樹脂中に分
散された構成の樹脂電極層を含む電極を形成する電極形
成工程とを有し、 PTCサーミスタとして動作する際に、前記電極の抵抗
値が前記サーミスタ素体の抵抗値の1/100以下であ
る有機PTCサーミスタを製造する有機PTCサーミス
タの製造方法。
8. A method for producing an organic PTC thermistor having a thermistor element having a structure in which conductive particles are dispersed in a crystalline polymer and an electrode provided on the surface of the thermistor element. A selective removal step of selectively removing the crystalline high molecular polymer from the surface of the thermistor body to expose conductive particles to the surface of the thermistor body; and a structure in which conductive electrode material particles are dispersed in a resin. An electrode forming step of forming an electrode including the resin electrode layer of the above, wherein when operating as a PTC thermistor, an organic PTC thermistor having a resistance value of 1/100 or less of a resistance value of the thermistor element body A method for producing an organic PTC thermistor to be produced.
【請求項9】 前記選択除去工程において、逆スパッタ
法を用いる請求項8の有機PTCサーミスタの製造方
法。
9. The method of manufacturing an organic PTC thermistor according to claim 8, wherein said selective removing step uses a reverse sputtering method.
【請求項10】 前記選択除去工程において、サンドブ
ラスト法を用いる請求項8の有機PTCサーミスタの製
造方法。
10. The method for producing an organic PTC thermistor according to claim 8, wherein a sand blast method is used in said selective removing step.
【請求項11】 前記電極が金属電極層を含み、この金
属電極層を前記樹脂電極層上に形成する請求項7〜10
のいずれかの有機PTCサーミスタの製造方法。
11. The method according to claim 7, wherein the electrode includes a metal electrode layer, and the metal electrode layer is formed on the resin electrode layer.
The method for producing an organic PTC thermistor according to any one of the above.
【請求項12】 前記金属電極層をめっき法により形成
する請求項11の有機PTCサーミスタの製造方法。
12. The method for manufacturing an organic PTC thermistor according to claim 11, wherein said metal electrode layer is formed by plating.
【請求項13】 前記樹脂電極層が接着性を有し、前記
金属電極層が金属箔である請求項11の有機PTCサー
ミスタの製造方法。
13. The method for manufacturing an organic PTC thermistor according to claim 11, wherein said resin electrode layer has adhesiveness, and said metal electrode layer is a metal foil.
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