JPH11273904A - Positive temperature coefficient thermistor element - Google Patents

Positive temperature coefficient thermistor element

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JPH11273904A
JPH11273904A JP7680698A JP7680698A JPH11273904A JP H11273904 A JPH11273904 A JP H11273904A JP 7680698 A JP7680698 A JP 7680698A JP 7680698 A JP7680698 A JP 7680698A JP H11273904 A JPH11273904 A JP H11273904A
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JP
Japan
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temperature coefficient
region
positive temperature
element body
coefficient thermistor
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Application number
JP7680698A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Nagao
吉高 長尾
Toshiharu Hirota
俊春 広田
Yasunori Namikawa
康訓 並河
Gakuo Haga
岳夫 芳賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance resistance to flash voltage, by dividing an element body into two region, an outer region and an inner region so that the outer region has lower Curie point than the inner region, while at least a portion of the periphery is thicker than the center in each opposite principal surface of the element body. SOLUTION: A positive temperature coefficient thermistor element has a disc shape and comprises a ceramic element body 12 with positive temperature coefficient thermistor characteristics. A protrusion 13 is formed on the whole periphery of each principal surface in the element body 12 and a recess 14 is formed on a region surrounded with the protrusion 13. Ohmic contact electrodes 15 and 16 are also formed on each principal surface of the element body 12. An inner region 18 of the element body 12 is located at the center in the thickness direction and an outer region 18 is located at both ends in the thickness direction so that the inner region 18 is inserted into the outer region 17 in the thickness direction. The outer region 17 has lower Curie point than the inner region 18.

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】この発明は、正特性サーミス
タ素子に関するもので、特に、フラッシュ耐圧を向上さ
せるための改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PTC thermistor element, and more particularly to an improvement for improving a flash breakdown voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、過電流保護、消磁、モータス
タータ等の分野において、正特性サーミスタ素子が用い
られている。図5は、従来の典型的な正特性サーミスタ
素子1を斜視図で示している。図5を参照して、正特性
サーミスタ素子1は、正の温度係数を持つサーミスタ特
性を有するセラミックからなる素子本体2を備える。素
子本体2の相対向する各主面上には、それぞれ、電極3
および4が形成される。これら電極3および4は、たと
えばIn−Gaをもって形成され、素子本体2にオーミ
ック接触するようにされる。
2. Description of the Related Art Positive temperature coefficient thermistors are used in fields such as overcurrent protection, demagnetization, and motor starters. FIG. 5 is a perspective view showing a conventional typical PTC thermistor element 1. Referring to FIG. 5, a positive temperature coefficient thermistor element 1 includes an element body 2 made of ceramic having a thermistor characteristic having a positive temperature coefficient. Each of the opposing main surfaces of the element body 2 has an electrode 3
And 4 are formed. These electrodes 3 and 4 are formed of, for example, In-Ga, and are brought into ohmic contact with element body 2.

【0003】また、図6に断面図で示した正特性サーミ
スタ5が用いられることもある。図6に示した正特性サ
ーミスタ素子5は、素子本体6の各主面上に形成される
電極7および8の構造において、図5に示した正特性サ
ーミスタ素子1と異なっている。すなわち、電極7およ
び8は、それぞれ、たとえばニッケルを含む下層7aお
よび8aと、たとえば銀を含む上層7bおよび8bとの
2層から構成される。また、下層7aおよび8aの周縁
にギャップを残して上層7bおよび8bが形成され、下
層7aおよび8aの周縁部が露出するようにされる。
Further, a positive temperature coefficient thermistor 5 shown in a sectional view in FIG. 6 is sometimes used. The PTC thermistor element 5 shown in FIG. 6 differs from the PTC thermistor element 1 shown in FIG. 5 in the structure of the electrodes 7 and 8 formed on each main surface of the element body 6. That is, electrodes 7 and 8 are each composed of two layers: lower layers 7a and 8a containing, for example, nickel and upper layers 7b and 8b containing, for example, silver. Also, upper layers 7b and 8b are formed leaving a gap on the periphery of lower layers 7a and 8a, so that the periphery of lower layers 7a and 8a is exposed.

【0004】なお、図5に示した正特性サーミスタ素子
1は円板状であり、また、図6に示した正特性サーミス
タ素子5も、円板状であることを意図したものである
が、このような外形形状に関しては、その他、たとえば
角板状の正特性サーミスタ素子が用いられることもあ
る。
The positive temperature coefficient thermistor element 1 shown in FIG. 5 has a disk shape, and the positive temperature coefficient thermistor element 5 shown in FIG. 6 is also intended to have a disk shape. For such an outer shape, for example, a square-plate-shaped positive characteristic thermistor element may be used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述したような過電流
保護、消磁、あるいはモータスタータ等の用途に向けら
れる正特性サーミスタ素子は、たとえば600Vといっ
た高いフラッシュ耐圧を有していることが要求される。
また、ここで言うフラッシュ耐圧は、電流を制限しない
状態でのフラッシュ耐圧であるが、たとえば、通信機用
素子の公的規格では、正特性サーミスタ素子に対して直
列に固有抵抗を接続し、正特性サーミスタ素子に流れる
電流を制限した状態でのフラッシュ耐圧も高いことが要
求されている。たとえば、電流を2.2Aに制限しなが
ら、600Vというような高いフラッシュ耐圧を有して
いることが要求されている。
A positive temperature coefficient thermistor element for use in applications such as overcurrent protection, demagnetization, or a motor starter as described above is required to have a high flash breakdown voltage of, for example, 600 V. .
In addition, the flash withstand voltage referred to here is a flash withstand voltage in a state where current is not limited. For example, in a public standard of an element for a communication device, a specific resistance is connected in series to a positive characteristic thermistor element, and It is also required that the flash withstand voltage in a state where the current flowing through the characteristic thermistor element is limited is high. For example, it is required to have a flash withstand voltage as high as 600 V while limiting the current to 2.2 A.

【0006】しかしながら、前述した正特性サーミスタ
素子1または5による限り、電流を制限しないフラッシ
ュ耐圧および電流を制限したフラッシュ耐圧の双方を高
くすることは困難であった。そこで、この発明の目的
は、電流を制限しないフラッシュ耐圧ばかりでなく、電
流を制限したフラッシュ耐圧をも高レベルにすることが
可能な正特性サーミスタ素子を提供しようとすることで
ある。
However, as far as the positive temperature coefficient thermistor element 1 or 5 described above has been concerned, it has been difficult to increase both the flash breakdown voltage without limiting the current and the flash breakdown voltage with limiting the current. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a positive temperature coefficient thermistor element capable of increasing not only a flash withstand voltage that does not limit current but also a flash withstand current that limits current.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は、正の温度係
数を持つサーミスタ特性を有するセラミックからなる素
子本体を備える正特性サーミスタ素子に向けられるもの
であって、上述した技術的課題を解決するため、素子本
体は、相対向する各主面の周縁部の少なくとも一部にお
ける厚みが中央部における厚みに比べて厚くされた形状
を有することを特徴とするとともに、素子本体は、外部
領域と内部領域とに区画され、外部領域が内部領域より
も低いキュリー点を有していることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a positive temperature coefficient thermistor element including a ceramic element body having a thermistor characteristic having a positive temperature coefficient, and solves the above-mentioned technical problem. Therefore, the element body has a shape in which the thickness at at least a part of the peripheral portion of each of the opposing main surfaces is thicker than the thickness at the central portion, and the element body has an outer region and an inner region. The outer region has a lower Curie point than the inner region.

【0008】この発明において、上述した外部領域およ
び内部領域の配置態様に関して、典型的には、内部領域
が、素子本体の厚み方向における中央部に位置され、外
部領域が、内部領域を厚み方向に挟むように素子本体の
厚み方向における両端部に位置される、第1の態様と、
内部領域が、素子本体の主面方向における中央部に位置
され、外部領域が、内部領域を周囲から取り囲むように
素子本体の主面方向における周縁部に位置される、第2
の態様とがある。
In the present invention, with respect to the arrangement of the external region and the internal region described above, typically, the internal region is located at the center in the thickness direction of the element body, and the external region is formed by connecting the internal region in the thickness direction. A first aspect, which is located at both ends in the thickness direction of the element body so as to sandwich the element body;
A second region located at a central portion in the main surface direction of the element body, and an outer region located at a peripheral portion in the main surface direction of the element body so as to surround the inner region from the periphery.
There is a mode of.

【0009】また、この発明に係る正特性サーミスタ素
子において、各主面上に電極が形成されていてもよい。
Further, in the positive temperature coefficient thermistor element according to the present invention, an electrode may be formed on each main surface.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施形態に
よる正特性サーミスタ素子11を示している。図1にお
いて、(1)は平面図であり、(2)は断面正面図であ
る。正特性サーミスタ素子11は、全体としてたとえば
円板状をなしていて、正の温度係数を持つサーミスタ特
性を有する、たとえばBaTiO3 を主成分とするセラ
ミックからなる素子本体12を備えている。素子本体1
2は、相対向する主面を有し、各主面の周縁部の少なく
とも一部における厚みが中央部における厚みに比べて厚
くされた形状を有している。この実施形態では、素子本
体12の各主面において、その周縁部全周に凸部13が
形成されるとともに、凸部13に囲まれた領域に凹部1
4が形成されている。
FIG. 1 shows a PTC thermistor element 11 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (1) is a plan view, and (2) is a sectional front view. The positive-characteristic thermistor element 11 has an element body 12 made of, for example, ceramic containing BaTiO 3 as a main component and having a thermistor characteristic having a positive temperature coefficient as a whole, for example. Element body 1
2 has opposing main surfaces, and has a shape in which the thickness of at least a part of the peripheral portion of each main surface is thicker than the thickness of the central portion. In this embodiment, on each main surface of the element main body 12, a convex portion 13 is formed on the entire periphery thereof, and the concave portion 1 is formed in a region surrounded by the convex portion 13.
4 are formed.

【0011】また、素子本体12の各主面上には、素子
本体12にオーミック接触する、たとえばIn−Gaか
らなる電極15および16が形成されている。素子本体
12は、外部領域17と内部領域18とに区画されてい
る。この実施形態では、内部領域18が、素子本体12
の厚み方向における中央部に位置され、外部領域17
は、内部領域18を厚み方向に挟むように素子本体12
の厚み方向における両端部に位置されている。
On each main surface of the element main body 12, electrodes 15 and 16 made of, for example, In-Ga and in ohmic contact with the element main body 12 are formed. The element body 12 is partitioned into an outer region 17 and an inner region 18. In this embodiment, the inner region 18 is
Is located at the center in the thickness direction of the outer region 17.
The element body 12 is sandwiched so that the inner region 18 is sandwiched in the thickness direction.
Are located at both ends in the thickness direction.

【0012】このような構造の素子本体12において、
特徴的構成として、外部領域17は、内部領域18より
も低いキュリー点を有している。このようなキュリー点
の差を外部領域17と内部領域18との間で生じさせる
ため、たとえば、BaTiO 3 を主成分とするサーミス
タ材料の組成が変えられる。図2は、この発明の第2の
実施形態による正特性サーミスタ素子21を示してい
る。
In the element body 12 having such a structure,
As a characteristic configuration, the outer region 17 is
Also have a low Curie point. Curie point like this
Between the outer region 17 and the inner region 18
Therefore, for example, BaTiO ThreeThermist mainly composed of
The composition of the material is changed. FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a positive temperature coefficient thermistor element 21 according to an embodiment.
You.

【0013】図2に示した正特性サーミスタ素子21
は、上述した正特性サーミスタ素子11に備える素子本
体12と外形形状において同様の素子本体22を備えて
いる。すなわち、素子本体22は、各主面の周縁部全周
に凸部23を形成するとともに、凸部23に囲まれた領
域に凹部24を形成している。また、素子本体22の各
主面上には、それぞれ、電極25および26が形成され
ている。
The positive temperature coefficient thermistor element 21 shown in FIG.
Is provided with an element main body 22 having the same outer shape as the element main body 12 provided in the above-described PTC thermistor element 11. That is, the element body 22 has the convex portions 23 formed on the entire periphery of each main surface, and the concave portions 24 in the region surrounded by the convex portions 23. Electrodes 25 and 26 are formed on each main surface of the element main body 22, respectively.

【0014】このような正特性サーミスタ素子21にお
いて、素子本体22の外部領域27と内部領域28との
形成態様が、前述した正特性サーミスタ素子11の場合
と異なっている。すなわち、内部領域28は、素子本体
22の主面方向における中央部に位置され、キュリー点
のより低い外部領域27は、内部領域28を周囲から取
り囲むように素子本体22の主面方向における周縁部に
位置されている。
In such a PTC thermistor element 21, the form of the outer region 27 and the inner region 28 of the element body 22 is different from that of the PTC thermistor element 11 described above. That is, the inner region 28 is located at the central portion in the main surface direction of the element body 22, and the outer region 27 having a lower Curie point is located at the peripheral portion of the element body 22 in the main surface direction so as to surround the inner region 28 from the periphery. It is located in.

【0015】図3は、この発明の第3の実施形態による
正特性サーミスタ素子11aを示している。この正特性
サーミスタ素子11aは、図1に示した正特性サーミス
タ素子11と共通する要素を多く備えているので、図3
において、図1に示した要素に相当する要素には同様の
参照符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 3 shows a PTC thermistor element 11a according to a third embodiment of the present invention. This positive temperature coefficient thermistor element 11a has many elements common to the positive temperature coefficient thermistor element 11 shown in FIG.
In FIG. 7, elements corresponding to the elements shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0016】図3に示した正特性サーミスタ素子11a
は、電極15および16の形成態様に特徴がある。すな
わち、電極15および16は、前述の図6に示した正特
性サーミスタ素子5の場合と同様、それぞれ、たとえば
ニッケルを含む下層15aおよび16aと、たとえば銀
を含む上層15bおよび16bとの2層から構成され
る。そして、上層15bおよび16bは、下層15aお
よび16aの周縁にギャップを残して形成され、下層1
5aおよび16aの周縁部が露出するようにされてい
る。
The positive temperature coefficient thermistor element 11a shown in FIG.
Is characterized by the manner in which the electrodes 15 and 16 are formed. That is, the electrodes 15 and 16 are formed of two layers, for example, lower layers 15a and 16a containing nickel and upper layers 15b and 16b containing silver, for example, as in the case of the positive temperature coefficient thermistor element 5 shown in FIG. Be composed. The upper layers 15b and 16b are formed leaving a gap around the lower layers 15a and 16a.
The edges of 5a and 16a are exposed.

【0017】図4は、この発明の第4の実施形態による
正特性サーミスタ素子21aを示している。この正特性
サーミスタ素子21aは、図2に示した正特性サーミス
タ素子21と共通する多くの要素を備えているので、図
4において、図2に示した要素に相当する要素には同様
の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 4 shows a PTC thermistor element 21a according to a fourth embodiment of the present invention. This positive temperature coefficient thermistor element 21a includes many elements common to the positive temperature coefficient thermistor element 21 shown in FIG. 2, and therefore, in FIG. 4, the elements corresponding to the elements shown in FIG. , And duplicate description will be omitted.

【0018】図4に示した正特性サーミスタ素子21a
も、図3に示した正特性サーミスタ素子11aの場合と
同様、電極25および26が2層構造を有している。す
なわち、電極25および26は、それぞれ、たとえばニ
ッケルを含む下層25aおよび26aと、たとえば銀を
含む上層25bおよび26bとの2層から構成され、下
層25aおよび26aの周縁にギャップを残して上層2
5bおよび26bが形成され、下層25aおよび26a
の周縁部が露出するようにされている。
The positive temperature coefficient thermistor element 21a shown in FIG.
Also, similarly to the case of the positive temperature coefficient thermistor element 11a shown in FIG. 3, the electrodes 25 and 26 have a two-layer structure. In other words, electrodes 25 and 26 are each composed of two layers of lower layers 25a and 26a containing, for example, nickel and upper layers 25b and 26b containing, for example, silver.
5b and 26b are formed to form lower layers 25a and 26a
Is exposed.

【0019】以上述べた各実施形態に係る正特性サーミ
スタ素子11、11a、21および21aにおいて、素
子本体12または22の各主面の周縁部に設けられた凸
部13または23の存在、ならびに、素子本体12また
は22における外部領域17または27のキュリー点が
内部領域18または28のキュリー点より低くされてい
ることが、電流を制限しないフラッシュ耐圧および電流
を制限したフラッシュ耐圧の双方の向上に寄与してい
る。このような両フラッシュ耐圧の向上を確認するため
に実施した実験例について以下に記載する。
In the positive temperature coefficient thermistor elements 11, 11a, 21 and 21a according to the above-described embodiments, the presence of the protrusions 13 or 23 provided on the periphery of each main surface of the element body 12 or 22; The fact that the Curie point of the external region 17 or 27 in the element body 12 or 22 is lower than the Curie point of the internal region 18 or 28 contributes to the improvement of both the flash breakdown voltage that does not limit the current and the flash breakdown voltage that limits the current. doing. An example of an experiment conducted to confirm such an improvement in the breakdown voltage of both flashes will be described below.

【0020】[0020]

【実験例1】実験例1では、この発明の実施例として、
図1に示す正特性サーミスタ素子11(実施例1)、お
よび図2に示した正特性サーミスタ素子21(実施例
2)を採用した。また、比較例として、図5に示した正
特性サーミスタ素子1(比較例1)、図7に示した正特
性サーミスタ素子31(比較例2)、および図9に示し
た正特性サーミスタ素子41(比較例3)を採用した。
[Experimental Example 1] In Experimental Example 1, as an embodiment of the present invention,
The PTC thermistor element 11 (Example 1) shown in FIG. 1 and the PTC thermistor element 21 (Example 2) shown in FIG. 2 were employed. Further, as comparative examples, the positive temperature coefficient thermistor element 1 (comparative example 1) shown in FIG. 5, the positive temperature coefficient thermistor element 31 (comparative example 2) shown in FIG. 7, and the positive temperature coefficient thermistor element 41 shown in FIG. Comparative Example 3) was employed.

【0021】なお、図7に示した正特性サーミスタ素子
31は、素子本体32ならびに素子本体32の各主面上
にそれぞれ形成された電極33および34を備える。こ
の素子本体32には、各主面の周縁部に凸部が形成され
ないが、素子本体32は、外部領域35と内部領域36
とに区画され、内部領域36は、素子本体32の厚み方
向における中央部に位置され、外部領域35は、内部領
域36を厚み方向に挟むように素子本体32の厚み方向
における両端部に位置される。そして、外部領域35
は、内部領域36よりも低いキュリー点を有している。
The positive temperature coefficient thermistor element 31 shown in FIG. 7 includes an element body 32 and electrodes 33 and 34 formed on the main surfaces of the element body 32, respectively. In the element main body 32, no convex portion is formed at the peripheral edge of each main surface, but the element main body 32 has an outer region 35 and an inner region 36.
The internal region 36 is located at the center in the thickness direction of the element body 32, and the external region 35 is located at both ends in the thickness direction of the element body 32 so as to sandwich the internal region 36 in the thickness direction. You. Then, the external area 35
Has a lower Curie point than the inner region 36.

【0022】また、図9に示した正特性サーミスタ素子
41は、素子本体42ならびに素子本体42の各主面上
にそれぞれ形成される電極43および44を備えてい
る。素子本体42は、外部領域と内部領域とに区画され
ることなく、一様な材料から構成されるが、素子本体4
2の各主面の周縁部には凸部45が形成されるととも
に、凸部45に囲まれた領域に凹部46が形成されてい
る。
The PTC thermistor element 41 shown in FIG. 9 includes an element body 42 and electrodes 43 and 44 formed on the main surfaces of the element body 42, respectively. The element body 42 is made of a uniform material without being divided into an outer region and an inner region.
A convex portion 45 is formed on the periphery of each of the main surfaces of No. 2 and a concave portion 46 is formed in a region surrounded by the convex portion 45.

【0023】これら実施例1および2ならびに比較例1
ないし3において、素子本体を構成する正の温度係数を
持つサーミスタ特性を有するセラミック材料として、B
aTiO3 を主成分とするものを用い、比較例1および
3のように、素子本体が一様な材料から構成される試料
については、キュリー点が100℃となるようにし、実
施例1および2ならびに比較例2のように、素子本体が
外部領域と内部領域とに区画される試料については、外
部領域のキュリー点を100℃、内部領域のキュリー点
を105℃として、外部領域におけるキュリー点を内部
領域のキュリー点より低くなるようにした。また、電極
は、In−Gaをもって形成した。
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
3 to 3, the ceramic material having a thermistor characteristic having a positive temperature coefficient and constituting the element body is
For a sample using aTiO 3 as a main component and having a device body made of a uniform material as in Comparative Examples 1 and 3, the Curie point was set to 100 ° C., and Examples 1 and 2 were used. Further, as in Comparative Example 2, for a sample in which the element body is partitioned into an outer region and an inner region, the Curie point of the outer region is set to 100 ° C., the Curie point of the inner region is set to 105 ° C., and the Curie point of the outer region is set. It was made lower than the Curie point of the inner area. The electrodes were formed of In-Ga.

【0024】また、図1(2)、図2(2)、図5、図
7および図9にそれぞれ表示した各部の寸法について
は、aを8.2mm、bを1mm、cを3.5mm、d
を1mm、eを1mm、fを1mm、gを8.2mm、
hを1mm、iを3.5mm、jを3mm、kを8.2
mm、mを3mm、nを8.2mm、pを1mm、qを
1mm、rを1mm、sを8.2mm、tを1mm、u
を3.5mm、vを3mmにそれぞれ設定し、常温にお
ける抵抗値が23Ωとなるようにした。
As for the dimensions of the respective parts shown in FIGS. 1 (2), 2 (2), 5, 7 and 9, a is 8.2 mm, b is 1 mm, and c is 3.5 mm. , D
Is 1 mm, e is 1 mm, f is 1 mm, g is 8.2 mm,
h is 1 mm, i is 3.5 mm, j is 3 mm, and k is 8.2.
mm, m is 3 mm, n is 8.2 mm, p is 1 mm, q is 1 mm, r is 1 mm, s is 8.2 mm, t is 1 mm, u
Was set to 3.5 mm and v was set to 3 mm, respectively, so that the resistance value at room temperature was 23Ω.

【0025】このようにして得られた実施例1および2
ならびに比較例1ないし3に係る正特性サーミスタ素子
の電流を制限しないフラッシュ耐圧および電流を2.2
Aに制限したフラッシュ耐圧をそれぞれ測定した。これ
らの測定結果が以下の表1に示されている。
Examples 1 and 2 thus obtained
In addition, the flash withstand voltage and the current which do not limit the current of the PTC thermistor elements according to Comparative Examples 1 to 3 are set to 2.2.
The flash withstand voltage limited to A was measured. The results of these measurements are shown in Table 1 below.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】なお、電流を制限しないフラッシュ耐圧
は、810Vまで測定し、この810Vまで耐えた試料
があるものについては、上記表1において「以上」と表
示した。また、電流を制限したフラッシュ耐圧について
は、658Vまで測定し、上記表1において「658V
以上」と表示したものは、すべての試料について658
Vに耐えたことを意味している。
The flash withstand voltage, which does not limit the current, was measured up to 810 V. Samples withstanding up to 810 V were indicated as “over” in Table 1 above. The flash withstand voltage at which the current was limited was measured up to 658 V.
Above is 658 for all samples.
It means that you endured V.

【0028】表1からわかるように、実施例1および2
については、電流を制限しないフラッシュ耐圧および電
流を制限したフラッシュ耐圧の双方について、著しい向
上が図られている。なお、電流を制限しないフラッシュ
耐圧については、比較例1に比べて、比較例2がより優
れ、比較例3がさらに優れ、比較例3の場合には、実施
例1および2とほぼ同等の結果が得られている。しかし
ながら、電流を制限したフラッシュ耐圧について見る
と、比較例1ないし3のいずれについても、実施例1お
よび2に比べると劣っている。
As can be seen from Table 1, Examples 1 and 2
As for the flash withstand voltage that does not limit the current and the flash withstand voltage that limits the current, a remarkable improvement has been achieved. As for the flash breakdown voltage which does not limit the current, the comparative example 2 is more excellent than the comparative example 1, the comparative example 3 is more excellent, and in the case of the comparative example 3, the results are almost the same as those of the examples 1 and 2. Has been obtained. However, when looking at the flash breakdown voltage with the current limited, all of Comparative Examples 1 to 3 are inferior to Examples 1 and 2.

【0029】[0029]

【実験例2】実験例2では、この発明の実施例として、
図3に示した正特性サーミスタ素子11a(実施例3)
および図4に示した正特性サーミスタ素子21a(実施
例4)を採用し、また、比較例として、図6に示した正
特性サーミスタ素子5(比較例4)、図8に示した正特
性サーミスタ素子31a(比較例5)および図10に示
した正特性サーミスタ素子41a(比較例6)を採用し
た。
[Experimental Example 2] In Experimental Example 2, as an embodiment of the present invention,
PTC thermistor element 11a shown in FIG. 3 (Example 3)
The positive-characteristic thermistor element 21a (Example 4) shown in FIG. 4 and FIG. 4 are employed. As a comparative example, the positive-characteristic thermistor element 5 (Comparative Example 4) shown in FIG. 6 and the positive-characteristic thermistor shown in FIG. The element 31a (Comparative Example 5) and the positive temperature coefficient thermistor element 41a (Comparative Example 6) shown in FIG. 10 were employed.

【0030】図8に示した正特性サーミスタ素子31a
は、図7に示した正特性サーミスタ素子31と比較し
て、電極33および34が、それぞれ、下層33aおよ
び34aと、上層33bおよび34bとの2層から構成
されるとともに、下層33aおよび34aの周縁にギャ
ップを残して上層33bおよび34bが形成されている
点において異なっているだけである。
The positive temperature coefficient thermistor element 31a shown in FIG.
Compared with the positive temperature coefficient thermistor element 31 shown in FIG. 7, the electrodes 33 and 34 are respectively composed of two layers of lower layers 33a and 34a and upper layers 33b and 34b, and the lower layers 33a and 34a The only difference is that the upper layers 33b and 34b are formed leaving a gap at the periphery.

【0031】また、図10に示した正特性サーミスタ素
子41aにあっても、図9に示した正特性サーミスタ素
子41と比較して、電極43および44が、それぞれ、
下層43aおよび44aと、上層43bおよび44bと
の2層から構成されるとともに、下層43aおよび44
aの周縁にギャップを残して上層43bおよび44bが
形成されている点において異なっているだけである。
Also, in the positive temperature coefficient thermistor element 41a shown in FIG. 10, the electrodes 43 and 44 are different from the positive temperature coefficient thermistor element 41 shown in FIG.
It is composed of two layers, lower layers 43a and 44a and upper layers 43b and 44b.
The only difference is that upper layers 43b and 44b are formed leaving a gap at the periphery of a.

【0032】これら実施例3および4ならびに比較例4
ないし6の各々において、電極の下層としてニッケルを
用いるとともに、上層として銀を用い、上層を下層の周
縁に対して1mmのギャップを残して形成した点を除い
て、上述した実験例1と同様の材料および寸法をもっ
て、常温における抵抗値が23Ωの各試料に係る正特性
サーミスタ素子を作製した。
Examples 3 and 4 and Comparative Example 4
In each of Nos. 6 to 6, the same as in Experimental Example 1 described above, except that nickel was used as the lower layer of the electrode, silver was used as the upper layer, and the upper layer was formed leaving a gap of 1 mm from the periphery of the lower layer. Positive temperature coefficient thermistor elements according to the respective samples having a material and dimensions and a resistance value of 23Ω at room temperature were manufactured.

【0033】なお、キュリー点について繰り返すと、比
較例4および6のように、素子本体が一様な材料から構
成される試料については、キュリー点が100℃となる
ようにし、実施例3および4ならびに比較例5のよう
に、素子本体が外部領域と内部領域とに区画される試料
については、外部領域のキュリー点を100℃、内部領
域のキュリー点を105℃として、外部領域におけるキ
ュリー点を内部領域のキュリー点より低くなるようにし
た。
When the Curie point is repeated, as in Comparative Examples 4 and 6, the Curie point of the sample whose element body is made of a uniform material is set to 100 ° C. For a sample in which the element body is divided into an outer region and an inner region as in Comparative Example 5, the Curie point of the outer region is 100 ° C., the Curie point of the inner region is 105 ° C., and the Curie point of the outer region is It was made lower than the Curie point of the inner area.

【0034】得られた各正特性サーミスタ素子につい
て、実験例1と同様の方法により、電流を制限しないフ
ラッシュ耐圧および電流を2.2Aに制限したフラッシ
ュ耐圧を測定した。これらの測定結果が以下の表2に示
されている。
For each of the obtained positive temperature coefficient thermistor elements, the flash withstand voltage without limiting the current and the flash withstand voltage with the current limited to 2.2 A were measured in the same manner as in Experimental Example 1. The results of these measurements are shown in Table 2 below.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】表2からわかるように、この実験例2にお
いても、前述した実験例1と同様の傾向が見られ、実施
例3および4によれば、電流を制限しないフラッシュ耐
圧および電流を制限したフラッシュ耐圧の双方につい
て、著しい向上が図られている。なお、上述した各実験
例において規定した各部の寸法a,…は、得ようとする
キュリー点等によって、その最適値が変わるもので、こ
の発明に係る正特性サーミスタ素子は、言うまでもな
く、これら特定的な寸法のものに限定されるものではな
い。
As can be seen from Table 2, the same tendency as in the above-described Experimental Example 1 was observed in Experimental Example 2, and according to Examples 3 and 4, the flash breakdown voltage and current, which did not limit the current, were limited. Significant improvements have been made in both the flash breakdown voltage. The optimum values of the dimensions a,... Of the respective parts defined in the above-mentioned respective experimental examples vary depending on the Curie point to be obtained. However, it is not limited to those having typical dimensions.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、上述
した実験例からわかるように、両フラッシュ耐圧、すな
わち電流を制限しないフラッシュ耐圧および電流を制限
したフラッシュ耐圧の双方について、著しい向上を図る
ことができる。その理由は、次のように考えることがで
きる。まず、素子本体の各主面の周縁部の少なくとも一
部における厚みが中央部における厚みに比べて厚くされ
ているので、周縁部における抵抗値が中央部における抵
抗値に比べて大きくなり、その結果、特に発熱初期にお
いて、周縁部における昇温が中央部における昇温より速
く生じるようになる。また、素子本体の外部領域の方が
内部領域よりも低いキュリー点を有しているので、この
ことも、特に発熱初期において、外部領域における抵抗
値を内部領域における抵抗値よりも大きくし、外部領域
における昇温が内部領域における昇温より速く生じるよ
うに作用する。これらのことから、素子本体の周縁部ま
たは外部領域での熱放散量が多いにもかかわらず、周縁
部または外部領域と中央部または内部領域との温度差が
小さくなり、したがって、正特性サーミスタ素子の両フ
ラッシュ耐圧が向上する、と考えられる。
As described above, according to the present invention, as can be seen from the above-mentioned experimental examples, both flash withstand voltages, that is, both the flash withstand voltage without limiting the current and the flash withstand voltage with the current limited, are significantly improved. Can be planned. The reason can be considered as follows. First, since the thickness of at least a part of the peripheral portion of each main surface of the element body is thicker than the thickness of the central portion, the resistance value at the peripheral portion becomes larger than the resistance value at the central portion. In particular, particularly at the beginning of heat generation, the temperature rise at the peripheral portion occurs faster than the temperature rise at the central portion. In addition, since the outer region of the element body has a lower Curie point than the inner region, this also makes the resistance value in the outer region larger than the resistance value in the inner region, especially in the early stage of heat generation, and It acts so that the temperature rise in the region occurs faster than in the internal region. From these facts, despite the large amount of heat dissipation at the peripheral portion or the external region of the element body, the temperature difference between the peripheral portion or the external region and the central portion or the internal region becomes small, and therefore, the positive temperature coefficient thermistor device It is considered that both flash breakdown voltages are improved.

【0038】この発明に係る正特性サーミスタ素子は、
その素子本体自身の各主面上に電極が形成されず、たと
えばばね性を有する端子部材を各主面上に接触させても
よいが、各主面上に電極が形成される場合には、上述し
たような凸部ならびに外部領域および内部領域を有する
素子本体の特性をより効果的に引き出すことができる。
The positive temperature coefficient thermistor element according to the present invention comprises:
An electrode is not formed on each main surface of the element body itself, and for example, a terminal member having a spring property may be brought into contact with each main surface, but when an electrode is formed on each main surface, The characteristics of the element main body having the above-described protrusions, the outer region, and the inner region can be more effectively brought out.

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

【図1】この発明の第1の実施形態による正特性サーミ
スタ素子11を示すもので、(1)は平面図、(2)は
断面正面図である。
FIG. 1 shows a positive temperature coefficient thermistor element 11 according to a first embodiment of the present invention, wherein (1) is a plan view and (2) is a sectional front view.

【図2】この発明の第2の実施形態による正特性サーミ
スタ素子21を示すもので、(1)は平面図、(2)は
断面正面図である。
FIG. 2 shows a positive temperature coefficient thermistor element 21 according to a second embodiment of the present invention, wherein (1) is a plan view and (2) is a sectional front view.

【図3】この発明の第3の実施形態による正特性サーミ
スタ素子11aを示すもので、(1)は平面図、(2)
は断面正面図である。
FIG. 3 shows a positive temperature coefficient thermistor element 11a according to a third embodiment of the present invention, wherein (1) is a plan view and (2)
Is a sectional front view.

【図4】この発明の第4の実施形態による正特性サーミ
スタ素子21aを示すもので、(1)は平面図、(2)
は断面正面図である。
FIG. 4 shows a positive temperature coefficient thermistor element 21a according to a fourth embodiment of the present invention, wherein (1) is a plan view and (2)
Is a sectional front view.

【図5】従来の典型的な正特性サーミスタ素子1の外観
を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a typical conventional PTC thermistor element 1;

【図6】従来の他の典型的な正特性サーミスタ素子5を
示す断面正面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional front view showing another typical conventional PTC thermistor element 5;

【図7】この発明の効果を確認するために実施された実
験例で採用された比較例2としての正特性サーミスタ素
子31を示す断面正面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional front view showing a positive temperature coefficient thermistor element 31 as Comparative Example 2 employed in an experimental example conducted to confirm the effect of the present invention.

【図8】この発明の効果を確認するために実施された実
験例で採用された比較例5としての正特性サーミスタ素
子31aを示す断面正面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional front view showing a positive temperature coefficient thermistor element 31a as Comparative Example 5 employed in an experimental example conducted to confirm the effect of the present invention.

【図9】この発明の効果を確認するために実施された実
験例で採用された比較例3としての正特性サーミスタ素
子41を示す断面正面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional front view showing a positive temperature coefficient thermistor element 41 as Comparative Example 3 adopted in an experimental example conducted to confirm the effect of the present invention.

【図10】この発明の効果を確認するために実施された
実験例で採用された比較例6としての正特性サーミスタ
素子41aを示す断面正面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional front view showing a positive-characteristic thermistor element 41a as Comparative Example 6 employed in an experimental example performed to confirm the effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,11a,21,21a 正特性サーミスタ素子 12,22 素子本体 13,23 凸部 15,16,25,26 電極 17,27 外部領域 18,28 内部領域 11,11a, 21,21a Positive temperature coefficient thermistor element 12,22 Element body 13,23 Convex part 15,16,25,26 Electrode 17,27 External area 18,28 Internal area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳賀 岳夫 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takeo Haga 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto Inside Murata Manufacturing Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正の温度係数を持つサーミスタ特性を有
するセラミックからなるもので、相対向する主面を有
し、各前記主面の周縁部の少なくとも一部における厚み
が中央部における厚みに比べて厚くされた形状を有す
る、素子本体を備え、前記素子本体は、外部領域と内部
領域とに区画され、前記外部領域は、前記内部領域より
も低いキュリー点を有している、正特性サーミスタ素
子。
1. A ceramic material having a thermistor characteristic having a positive temperature coefficient, having main surfaces opposed to each other, wherein a thickness of at least a part of a peripheral portion of each of the main surfaces is smaller than a thickness of a central portion. A positive temperature coefficient thermistor, comprising: an element body having a thickened shape; wherein said element body is partitioned into an outer region and an inner region, wherein said outer region has a lower Curie point than said inner region. element.
【請求項2】 前記内部領域は、前記素子本体の厚み方
向における中央部に位置され、前記外部領域は、前記内
部領域を厚み方向に挟むように前記素子本体の厚み方向
における両端部に位置される、請求項1に記載の正特性
サーミスタ素子。
2. The internal region is located at a central portion in the thickness direction of the element body, and the external region is located at both ends in the thickness direction of the element body so as to sandwich the internal region in the thickness direction. The positive temperature coefficient thermistor element according to claim 1.
【請求項3】 前記内部領域は、前記素子本体の主面方
向における中央部に位置され、前記外部領域は、前記内
部領域を周囲から取り囲むように前記素子本体の主面方
向における周縁部に位置される、請求項1に記載の正特
性サーミスタ素子。
3. The device according to claim 1, wherein the inner region is located at a central portion of the element body in a main surface direction, and the outer region is located at a peripheral portion of the element body in a main surface direction so as to surround the inner region from the periphery. The positive temperature coefficient thermistor element according to claim 1, wherein
【請求項4】 各前記主面上に形成される電極をさらに
備える、請求項1ないし3のいずれかに記載の正特性サ
ーミスタ素子。
4. The positive temperature coefficient thermistor element according to claim 1, further comprising an electrode formed on each of said main surfaces.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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