JPS62230003A - Ｐｔｃ素子の製造法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、電気抵抗素子の製造法に関し、より二Ｔ細
には温度上背に伴って比較的狭い渇痩領域′ｒ−電気抵
抗が急増する性ｙｉ〔ｐｖｃ特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）　
）を有する抵抗素子すなわち、Ｐ丁Ｃ糸子の製造法に関
する。

（従来技術） ＰＴＣ特性を有する物質は、一定の温度に上背すると発
熱が止まるヒータ、正特性骨ナーミスタ（ＰＴＣｔｈｅ
ｒｍｉｓｔｅｒ）　、感熱はン１す、乾電池などで短絡
したとき回路を開き他方その短絡が取り除かれたとき回
路が開じる保護素子などに利用することができる。した
がっＵ、ＰＴＣ特性をイエする物質の開発が従来から進
められ、現在Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３に１１１１１ｉまた
は３１１１ｉの金属酸化物を添加したしの、ポリエチレ
ンなどの結晶性重合体に電導性物質が分散されたものな
どがある。

ＰＴＣ特性を右する抵抗素子（以下、ＰＴＣ素子と略す
）は、第３図に示すようにＰＴＣ特性を何する物質２と
、これを挟持りる゛電極板３ａおよび３ｂど、電極板に
接続されたリード板４ａおよび／１ｂとからなる。

従来のＰＴＣ素子の製造法は、次のとおりである。ＰＴ
Ｃ特性を右する物質（組成物）をまず調製し、このＰ、
ＴＣ組成物をフィルム状に成形し、フィルムの上下に金
属的の電極を熱圧着して積層体を形成する。この積層体
を所定の寸法に切断し、このＶＩ層体の電極表面にリー
ド板を事出付けなどで溶接してＰ　Ｔ　Ｃ素子を製造す
る。

Ｐ丁Ｃふ子として好ましい特性は、高温′Ｃ−抵抗ＩＩ
（ピーク抵抗）が大きいことと共に、室温で１００Ｔｒ
ＬＯ以下の低い抵抗値く室温抵抗）を有することである
。室温での低抵抗化のために、ＰＴＣ紺成物中のカーボ
ンブラック（導電性粒子）の充填量を増是することが考
えられるが、充分なピーク抵抗／室温抵抗の比を得るこ
とができない。

また、ｌ）　Ｔ　Ｃ組成物と電極との接触抵抗、゛電極
とリード板との接触抵抗を低減する方法が種々提案され
ている（米国特許第４．２３８．８１２号明ｌ１ｌｌ占
、および特開昭５３−９５２９８号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） ＰＴＣ素子の電極板にリード板を半田付番ノなどＣ溶接
づる際にＰＴＣ素子全体が加熱され、この熱によってＰ
ＴＣ組成物の一部が熱分解して、ガス発生、熱劣化、Ｐ
ＴＣ組成物と電極板との剥離などの熱損傷が起こる。こ
の熱損傷のためにＰＴＣ組成物と電極板との接触抵抗が
増大するという問題がある。

この発明は上述の青貝にもとずいてなされたものであり
、その目的とするところはＰＴＣ素子の電極板とリード
板との溶接時におりる熱損（カを軒減し、接触抵抗を低
減して、低い室温抵抗値を有する優れたＰＴＣ素子の製
造する方法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述の目的達成のために種々の試験・研
究の結果、電極板とリード板との接触面積を小さくして
スポット溶接すれば、熱損傷が以外と少ないことを見出
しこの発明を完成するに到った。

ずなわら、この発明のＰＴＣ素子の製造法は、ＰＴＣ特
性を有する物５１（ＰＴＣ組成物）とこの物質を挟持す
る２枚の電極板とからなる積層体の一方の電極板であり
かつ溶接電極と電気的に接続された電極板面と、他の溶
接電極と電気的に接続されたリード板面とを狭い面積で
接触させ、各溶接電極に通電して電極板とリード板とを
溶接することを含むしの一部ある。

この発明の好ましい態様として、溶接と同時にリード板
に圧力を電極板側にかけることができる。

別の態様として、溶接前にリード板表面に溶接用突起を
形成することができる。

さらに他の好ましい態様として、溶接前型極板表面に溶
接用突起を形成づることかできる。

この発明において用いることのできるＰＴＣ特竹をｈす
る物質としては、例えば、重合体と導電性粒子との混合
物がある。この重合体として、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−１〜、Ｉ　７−レンー■チルアクリレート共
重合体、エチレン−アクリル酸共用合体、ポリエステル
、ポリアミド、ポリ１−チル、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、塩素化ポリニレ
チン、りＬＴＩ　Ｏスルボン化エチレン、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ボリスヂレン、ス
チレンーアクルロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ごニリデン、ポリ酢酸ビニル、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、フッ素樹脂、および
これらのブレンドポリマーなどが、ＰＴＣ特性を有づる
物質の調製に用いることができる。重合体の種類、組成
比などは、所望の性能、用途等に応じて適宜変更り“る
ことができる。

また、重合体に分散される’！’！？Ｑ性粒子としては
、カーボンブラックの他、黒鉛、スズ、銀、金、銅など
の導電性物質の粒子を用いることができる。

ＰＴＣ特性を右する物質の調製に際して、上記の重合体
、導°市性粒子以外に、必要に応じて種々の添加剤を混
合することができる。添加できる物質として、例えばア
ンヂｔン化合物、リン化合物、塩素化合物Ａ３よび臭素
化合物などの難燃剤もしくは耐燃剤、酸化防止剤イ【ど
がある。

この発明において））　Ｔ　Ｃ特性を右する物質は、そ
の原材料、例えば重合体、導電性粒子、その他添加剤を
所定の割合で混合して調製される。

この発明のＰＴＣｆｉ子の積層体は、上述のＰ　Ｔ　Ｃ
！：ｊ↑１を有する物質と、この物質を挟持する電極板
とからなっている。ここで用いることのできる電極板ど
しては、通常の電極として用いることのできる材料ｒあ
る。ここで挟持する方法としては、導電性接着剤を用い
て電極板とＰＴＣ特性を有する物質とを接合する方法、
ＰＴＣ特性を有する物質を融点近くまで加熱しこれに電
極板を熱圧着する方法などがある。

この発明において゛電極板とリード板との溶接は、溶接
電極と電気的に接続された積層体電極板面と、他の溶接
電極と電気的に接続されたリード板面とを狭い面積で接
触さけ、この各溶接電極に通常して行なう。この発明に
おいて、狭い面積での接触は、種々の態様が可能である
。例えば、リード板にポンチなどで１個またはそれ以上
の突起を形成し【Ｊｊき、この突起を電極板表面に接触
させる態様、逆に電極板に突起を形成しておき、この突
起をリード板表面に接触させる態様、さらに、電極板と
リード板との間に溶接材の小片を介在させる態様などが
ある。

この発明において、溶接と同時にリード板に圧力を電極
板側にかけることが望ましい。リード板と電極板との溶
接をより強固にするためである。

この発明にお（）る電極板とリード板との溶接を、第１
図および第２図を参照して、４体的に説明する。ＰＴＣ
組成物２とこの組成物を挟持する２枚の電極＃；Ｌ３ａ
および３ｂとからなるｖ４層体をｔＦ備する。この積層
体の上方の電極板３ａの表面に広い接触面積を持つ溶接
電極６を接触する。他方、リード板４ｂの下面にボンデ
などで突起７を形成してＪ３き、この突起７を電極板３
ａと接触させ、さらに上方から溶接電極５で押す。この
ような状態で溶接電極５および６に通電し、突起７に大
電流（例えば、１００〜２００ＯＡ）を短時間に流１Ｊ
０突起７は溶融し、第２図に示すように、電極板３ａと
リード板３ｂとにわたって溶融が形成され、溶融部分が
凝固するとノーゲラ］・８が生じ、電極板３ａとリード
板４ａとが溶接される。

このにうに狭い接触面積で溶接されるので、この狭い箇
所に大電流が集中し、その部分のみ短時間で溶Ｆ！Ａす
る。発生するオーム熱は、０効に溶接に用いられ、７８
接後ずみやかに飛散する。従って、溶接による熱損傷を
最少にすることがでさ゛る。

この発明のＰＴＣ素子の表面に必要に応じて樹脂膜を形
成さＵることができる。この発明において用いることの
できる樹脂の種類は、この発明のＬＪ的に反しない限り
制限されない。その樹脂の例としＣ１ポリ［７−レン、
ポリプロピレン、ポリスレチン、ポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、フ
ッ讃樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネー１〜樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリアルキレンオキシド、飽和ポ
リエステルｔｑｉ、ボリフＪニレンオキシド、ポリスル
ホン、ポリｐ−ｔシリレン、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリエステルイミド、ポリベンゾイミダゾール、
ポリフＬニレンスルフィド、ケイ糸樹脂、）【ノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルＶド樹
脂、不飽和ポリ１ステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂
、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、これらのブレンド
ポリマー、化学試薬どの反応、放射ａ橋かけ、共重合体
などの改質された一Ｆ記樹脂などがある。これらのうち
特に好ましいものはエポキシ樹脂およびフｒノール樹脂
である。

これらの樹脂には、種々の添加剤、例えば可塑剤、滑剤
、橋かけ剤、加硫剤、砂化剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、充てん剤、強化剤、補強剤、改質剤、帯電防止剤、
難燃剤、石色剤、熱安定剤、軟化剤、粘着性付与剤、結
合剤、粘着防止剤、表面処理剤、付香剤、防カビ剤、白
アリ防除剤、ネズミ忌避剤などを添加してｂよい。

この発明において用いることのできる樹脂は、少なくと
も絶縁性を右しており、好ましくは電極表面、およびＰ
ＴＣ物質表面に対して密着性をイｉしている。

樹脂膜の成苗法は、この発明において特に限定されず、
例えば噴霧、塗り（−ｊけ、樹脂液への浸漬などである
。樹脂膜の被では、少なくとも、電極で覆われていない
ＰＴＣ物質表面に行なわれると共に、電極問にわたって
行なわれることが好ましい。しかし、それ以外の素子表
面を被覆してもよい。

樹脂の塗布後の硬化は、化学処理、加熱、放射線照射等
の樹脂に応じた通常の方法によって実施することができ
る。樹脂膜の厚さは、樹脂の種類、素子の用途Ｊ３よび
寸法等に応じて適宜変更することができる。

１’７られたρＴＣ累了は、所定の用途に洪される。

〔発明の効果） この発明のＰＴＣ累子の製造法によって次の効果を？’
／ることができる。

リード板と電極板との溶接を、狭い接触面積０行＜７ね
れるのＣ１溶接の大電流がその箇所に集中し、発熱を溶
接必要部分のみに限定する。従って、熱を有効に溶接に
用いることができ、ＰＴＣ組成物に対する熱損傷を最少
限に抑えることができる。

さらに、溶接による熱損傷を最少限に抑えることができ
るので、ＰＴＣ組成物と電極板との接触抵抗を低い値に
抑えることがＣき、ＰＴＣ素子として帰れた素子を製造
することができる。

（実施例） この発明を以下の例によってより具体的に説明する。

実施例１ 下記組成のＰＴＣ特性を有する物質を調製した。

ＰＴＣ紺成 重量％ 重　合　体：高密度ポリエチレン　　　　６０（東汀曹
達製、 ニボ【」ンハード５１００） 導電性粒子二カーボンブラック　　　　　３８（１ニヤ
ボット社製、 スターリングＶ） 添　加　剤二酸化防止剤　　　　　　　　　２（イルガ
ノックス１０１０） この組成物を二本［ｌ−ルミルーＱ　ｉｌＲ練し、ざら
に押出し成形機またはロール成形機で厚さ３００μのフ
ィル１１を成形した。フィルムの上下に厚さ６０μのニ
ッケル箔電極で熱圧着し、積層体を形成した。好ましく
は、電極表面を粗面化しておく。

得られた槓居体を所定の−」法（１０Ｘ１０ＸＯ，２５
ｍｍ）に切断した。

使方、約１００μ厚のニッケル板を用意し、このニッケ
ル板にポンチでφ０．１〜φ０．２の突起をｌａ影形成
た。その突起部をＰＴＣ電極上へ重ね、さらにリード板
上に広い接触面積を持つ溶接電極をＰｉｕた。また第１
図に承りように、ＰＴＣ電極上に、広い接触面積を持つ
溶接電極を、リード板と接触しないように重ねる。この
ような状態で、溶接電力の出力５ｗ、ｓ、電極圧力２ｋ
ｇｆ’、通電時間０．５〜２．０ｍＳの溶接条件で、溶
接してＰＴＣ素子を得た。

溶接前のＰＴＣ素子の室温抵抗が５０ｍΩであり、溶接
後の室温抵抗が５５ｍΩであった。従って抵抗増を５ｍ
Ωにとどめることができた。

朋暮１ リード板と電極板との溶接を、半田付けにより行なった
こと以外、実施例１と同様に実施した。

得られたＰＴＣ素子の室温抵抗は、溶接の前後で５０ｍ
Ωから２５４ｍΩに大幅に増大した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の詳細な説明するための断面図、第２
図はこの発明の方法で１９られたＰＴＣ素子の断面図、
第３図はＰＴＣ素子の斜視図である。 １・・・ＰＴＣ素子、２・・・ＰＴＣ組成物、３・・・
電極板、４・・・リード板、５．６・・・溶接用電極、
７・・・突起、８・・・犬ゲツ１−０ 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 Ｄ 第２図 ９Ｐ３３図 手続有ｎ正書 昭和６１年１１月ユｇ日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＰＴＣ特性を有する物質とこの物質を挟持する２枚
   の電極板とからなる積層体の一方の電極板でありかつ溶
   接電極と電気的に接続された電極板面と、他の溶接電極
   と電気的に接続されたリード板面とを狭い面積で接触さ
   せ、各溶接電極に通電して電極板とリード板とを溶接す
   ることを含む、ＰＴＣ素子の製造法。 ２、溶接と同時にリード板に圧力を電極板側にかける、
   特許請求の範囲第１項記載のＰＴＣ素子の製造法。 ３、溶接前にリード表面に溶接用突起を形成しておく、
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のＰＴＣ素子の
   製造法。 ４、溶接前に電極板表面に溶接用突起を形成しておく、
   特許請求の範囲第１項または第２項記載のＰＴＣ素子の
   製造法。