JPS6031203A - 抵抗素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、Ｒ湿時、特定の温瓜領域ＣＤ激に正の抵抗温
度係数がＩｌｊ大づる特性（以下Ｐ丁Ｃ特ｆ１という）
を有する導電性ポリマー組成物からなる抵抗素子に関す
る。

「発明の技術的費用」 従来からＰ　Ｔ　Ｃ特性をイｑターる抵抗素子（以下Ｐ
ＴＣ素子という）として、ヂタン酸バリウム系の金１ｔ
ｉｌ［化物からなる平板状の素子本体の両面に金属箔電
極を被着してなるものが一般に用いられＣいる。

しかしながらこのような従来のｌ）　Ｔ　Ｃ素子は、固
有抵抗が高く、かつ熱容量が大きいため限られた用途に
しか使用されていないのが実情である。

これに対しＣ１結晶性ポリマーに導電性粒子を均一に分
散さＶた導電性ポリマー組成物からなるＰＴＣ素子は、
固有抵抗も低く熱容量も小さいことから近時チタン酸バ
リウム系のＰＴＣ素子を使用することがＣきない分野へ
の適用につい℃検約がずづめられている。

このような導電性ポリマー組成物のｒ’　１　Ｃ１寺１
ｇは、ベースとなる結晶性ポリマーが、その融点にＪ３
いて結晶質から非結晶質に変化覆る際に示す急激な体積
膨張のために、その中に分散させｌこ導電性粒子間隔が
広げられることにより発現される。

そしてこのＰＴＣ素子は、導電１１１ポリマー絹成物が
急激に電気抵抗を増大する温度（以下スイッチング温度
と称す）以下では固有抵抗も低く導電体となっているが
、過電流状態ひは自己発熱にＪ、つて急激にその温痘が
上昇してスイツヂング温度となり、電流を制限して機器
を過電流による破壊から保護する作用をし、また発熱体
として使用する場合には加熱による自己損１０を防止す
る作用をするのである。

第１図おにび第２図は、導電性ポリマーからなる円板状
の素子本体１の両面に金属箔電極２．２を貼着し、この
金属箔電極２．２にリード線３．３を半田４により接続
させたＰ　Ｔ　Ｃ素子の一例を示している。

しかしＣ上記素子本体１は、ポリエチレンのような結晶
性ポリマーに、接着性ポリマーと導電性カーボン等の導
電性粒子を配合しノζ導電性組成物を板状に成形した後
、その両面に金属箔電極を加熱圧着して成形されるが、
さらに金属箔電極上から電子線照射を行なうことにより
導電伯組成物を架橋させて素子全体に耐熱性が（ｑ与さ
れＣいる。

［背景技術の問題点］ このような従来の導電性ポリマー組成物を用いたＰ　Ｔ
　Ｃ素子にＪ３いＣは、第３図に示すように素子本体１
の熱膨張が、１００℃角近におい−Ｃ金属電極のほぼ４
０倍にも達するため、ヒートサイクルに伴ない両者の接
着界面にせん断力が作用して金属箔電極の剥離を促進づ
る硬固の一つとなっでいた。

すなわちこの抵抗素子は、第４図（ａ＞に示Ｊような断
面を有する場合、第４図（）））に示すような通電方向
にお【プる熱膨服分イロを示し、その結果、第４図（Ｃ
）に示づように両者の界面に強いＶん断力が作用し、こ
れが電極剥離を引き起こづ要因となっていたのである。

また、ニッケル箔の冷間加工時には、第５図に示、すよ
うに、ニッケル危の硬度が加工率の上昇に伴い急速に増
大して柔軟性が失われるとともに、冷間加工時に生じた
残留応ツノが使用時の加熱により開放されて電極にゆが
みが牛し、このゆがみも電極に対しＣ応力として作用し
、電極剥Ｎｔを助長する要因の一つとなっ（いた。

［発明の目的］ 本発明はかかる従来の難点をＷ（消りべくなされ７ｊも
ので、電極と素子本体との接名境界面に作用するせん断
力および電極のゆがみによる応力を緩和して、両者の密
着性を向上させた抵抗素子を提供することを目的とする
。

［発明の概要１ すなわち本発明の抵抗素子は、導電性ポリマー組成物か
らなる素子本体と、前記素子本体をはさ）υでその表面
に密接被着され７ｊ電極とを備えてなる抵抗素子におい
Ｃ１前記電極が焼鈍により伸びが３０％以上とされｌ〔
ニッケル箔からなることことを特徴としている。

［発明の実施例Ｊ 以下本弁明の詳頒１を図面に承り一実施例について説明
する。

第６図は本発明の抵抗素子の一実施例を示Ｊ一部切欠斜
視図であり、第１図と共通する部分には同一符号をイリ
しである。

第６図においにの実施例の抵抗素子は、架橋可能な結晶
性ポリマーに、導電性カーボン等の導電性粒子と、必要
に応じて接着性ポリマーを配合してなるＰＴＣ特性を有
するＳ電性ポリマー組成物からなる円板状の素子本体１
と、その両面に被着した電極２．２およびその中央に半
［１３により電気的に接続したリード線４．４から構成
されている。

この実施例の導電性ポリマー組成物に用いられる結晶性
ポリマーとしては、例えばｉ０Ｉ密度、中密度、低密度
のポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンが
あり、また必要に応じ−Ｃ配合される接着性ポリマーと
しては、例えば１チレン・エチルアクリレート共重合体
、１チレン・酢酸ビニル共重合体等のエチレン系共重合
体がある。

また、この実施例の抵抗素子においＣは、電極２．２と
しでニッケル板を珪延加］−にＪ：す１９さ２０−４．
０μｍの箔状とし、これを焼鈍しＣ伸びを３０％以上と
した後、複数の円形の打抜孔５．５．５、・・・を穿設
したニッケル熱が使用されている。

第７図はこのニッケル熱の焼鈍効果を示Ｊグラフである
。第７図からも明らかなよう；こ、はぼ６００℃以上の
焼鈍温度においＣ最高の柔軟性３０％以上の伸びが得ら
れる。

このような焼鈍にＪ：り伸びが３０％以上とされたニッ
ケル箔を用いた本発明の抵抗素子においては、その柔軟
性にＪ：り金属箔２．２と素子本体１との熱膨張の差か
らくるＩ！ｌｖ萌力や残留応力の解放により引き起こさ
れる応力が緩和され電極剥離を防止することができる。

なお厚さ２０〜４０μｍのニッケル箔ぐあれば８３０℃
、３〜６分間の加熱処理により伸びが３０％以上となる
まで焼鈍することができる。

本発明においＣ焼鈍されたニッケル箔の伸びを３０％以
上としたのは、伸びが３０％未満では高温となったとき
の素子本体１と電極２との線膨張係数の差によるせん断
力を緩和づる効果が不十分どなるためである。またニッ
ケル箔の厚さは２０〜４０μｍの範囲が好ましく、これ
より厚いと電極の熱容量が増大して、抵抗素子に要求さ
れる迅速な応答性や冷却特性が低下するとともに柔軟性
も低下し、また逆にこれより薄いと熱収縮により皺を生
じるようになる。また、素子本体とニッケル箔の厚み比
は、１／２０程度が々ｆましい。

なお実施例に示したように、電極２．２に複数の打抜孔
５を形成することににり接名性をさらに改善することが
できる。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明の抵抗素子においては、電極
として焼鈍により伸びが３０％以上とされたニッケル箔
を用いたので電極と素子ホイホとの熱膨張の差によるせ
ん断力が緩和され、かつ加工時の残留応力が緩和されて
、電極剥離を防止りることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＰＴＣ素子を示ず斜ン児図、第２図はその部分
断面図、第３図は素子本体Ｊ＞　Ｊ：び電極の熱膨張を
示すグラフ、第４図は抵抗素子の通電方向の熱膨張弁イ
ｂおよび熱応力分布を示１図、第５図はニッケル箔の加
工率と硬度との関係を承りグラフ、第６図は本発明の抵
抗素子の一実施例を承り一部切欠斜視図、第７図はニッ
ケル箔の焼鈍温度と硬度Ｌ１ｊよび伸びの関係を示すグ
ラフである。 １・・・・・・・・・・・・素子本体 ２・・・・・・・・・・・・電　極 ３・・・・・・・・・・・・半　田 ４・・・・・・・・・・・・リード線 代理人弁理士　須　山　仏　− （ほか１名） 鶴１図 第３図 （２０″Ｃ）温凡上昇　（６Ｃ） ｗ＆４図 第５図 ０２０４０６０８０１ｏ○ １０工卑（Ｘ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性ポリマー組成物からなる素子本体と、前記
   素子本体をはさ／υでその表面に密接被着された電極と
   を備えＣなる抵抗素子においＣ１前記電極が焼鈍により
   伸びが３０％以上とされたニッケル箔からなることを特
   徴と覆る抵抗素子。
2. （２）焼鈍されたニッケル箔の厚さが２０〜４０μｎ１
   である特許請求の範囲第１項記載の抵抗素子。