JPH05275205A - Manufacture of positive temperature coefficient thermistor element - Google Patents
Manufacture of positive temperature coefficient thermistor elementInfo
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- JPH05275205A JPH05275205A JP6843692A JP6843692A JPH05275205A JP H05275205 A JPH05275205 A JP H05275205A JP 6843692 A JP6843692 A JP 6843692A JP 6843692 A JP6843692 A JP 6843692A JP H05275205 A JPH05275205 A JP H05275205A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ素子
（以下、ＰＴＣ素子という）の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a positive temperature coefficient thermistor element (hereinafter referred to as PTC element).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、ＰＴＣ素子としては、図２で
示すように、チタン酸バリウム系セラミックスを成形及
び焼成することによって作成されたサーミスタ素体１の
両主表面それぞれ上にニッケル（Ｎｉ）からなるオーミ
ック層２を無電解メッキ法によって形成し、かつ、各オ
ーミック層２上に銀（Ａｇ）やスズ（Ｓｎ）などからな
る電極層３を形成してなる構造のものが知られている。
そして、この電極層３の形成に際しては、Ａｇのような
所要の金属粉末を含む電極ペーストをオーミック層２上
に塗布したうえで焼き付けるのが一般的となっている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a PTC element, as shown in FIG. 2, nickel (Ni) is formed on both main surfaces of a thermistor element body 1 formed by molding and firing barium titanate ceramics. There is known a structure in which the ohmic layer 2 made of Ag is formed by electroless plating, and the electrode layer 3 made of silver (Ag) or tin (Sn) is formed on each ohmic layer 2. ..
When forming the electrode layer 3, it is general that an electrode paste containing a required metal powder such as Ag is applied on the ohmic layer 2 and then baked.
【０００３】なお、このとき、電極層３がＡｇやアルミ
ニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などからなるものである場
合にはオーミック性接触を直接的に得ることができるの
で、オーミック層２を形成することなく、サーミスタ素
体１の両主表面それぞれ上に電極層３を直接形成するこ
とも行われている。At this time, when the electrode layer 3 is made of Ag, aluminum (Al), copper (Cu) or the like, ohmic contact can be directly obtained, so that the ohmic layer 2 is formed. Alternatively, the electrode layer 3 may be directly formed on each of the two main surfaces of the thermistor body 1.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされたＰＴＣ素子においては、Ａｇ，Ｓｎ，Ａｌ，
Ｃｕなどの金属粉末を含む電極ペーストの焼き付けによ
って電極層３を形成することが行われるのであるが、こ
のようにした場合には、図３で要部構造を拡大して示す
ように、焼き付け形成された電極層３の表面部や内部に
空隙が発生することになり、この電極層３の有する抵抗
変化率が大きくなってしまう。また、このとき、電極層
３の表面部に発生した空隙が開口することになるため、
スパッタリングや溶射などによって形成された電極層と
比べた場合における緻密度が低下することになる結果、
耐湿性及び信頼性の劣化を招くことにもなっていた。By the way, in the PTC element having the above-mentioned conventional structure, Ag, Sn, Al,
The electrode layer 3 is formed by baking an electrode paste containing a metal powder such as Cu. In this case, as shown in FIG. Voids are generated in the surface portion and inside of the formed electrode layer 3, and the rate of change in resistance of the electrode layer 3 increases. Further, at this time, since the voids generated on the surface of the electrode layer 3 are opened,
As a result, the density will be lower when compared to an electrode layer formed by sputtering or thermal spraying,
It also leads to deterioration of moisture resistance and reliability.
【０００５】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、電極層に発生した空隙を減らすこ
とにより、抵抗変化率の低下とともに、耐湿性及び信頼
性の向上を図ることができるＰＣＴ素子の製造方法を提
供することを目的としている。The present invention was devised in view of such inconvenience, and aims to improve the moisture resistance and the reliability while reducing the resistance change rate by reducing the voids generated in the electrode layer. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a PCT element capable of achieving the above.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明にかかるＰＣＴ素
子の製造方法は、このような目的を達成するために、サ
ーミスタ素体の主表面上に焼き付け形成された電極層に
対して封孔処理を施す工程を含むことを特徴とする。そ
して、この際に採用される封孔処理としては、バレル処
理やバフ研磨、加圧処理などが挙げられる。In order to achieve such an object, the method of manufacturing a PCT element according to the present invention has a sealing treatment for the electrode layer formed by baking on the main surface of the thermistor body. Is included. And as the sealing treatment adopted at this time, barrel treatment, buffing, pressure treatment and the like can be mentioned.
【０００７】[0007]
【作用】上記方法によれば、電極層に対して封孔処理を
施すのであるから、この電極層の焼き付け形成時に発生
した空隙のうち、少なくとも電極層の表面部に開口して
いた空隙は圧し潰されて消滅してしまうことになり、こ
の表面部には空隙が存在しないことになる。According to the method described above, since the electrode layer is subjected to the sealing treatment, among the voids generated during the baking of the electrode layer, at least the voids opened on the surface portion of the electrode layer are pressed. It will be crushed and disappear, and there will be no voids on this surface.
【０００８】[0008]
【実施例】本発明にかかるＰＣＴ素子の製造方法は、サ
ーミスタ素体の主表面上に焼き付け形成された電極層に
対して封孔処理を施すことを特徴とするものであり、図
１は本発明方法に従って製造されたＰＴＣ素子の要部を
拡大して示す断面図、図２はＰＴＣ素子の全体構造を示
す一部破断斜視図である。なお、ここで、製造されたＰ
ＴＣ素子の全体構造は従来例と基本的に異ならないので
同じ図２に基づいて説明することとし、図１において図
２及び図３と互いに同一もしくは相当する部品、部分に
は同一符号を付している。EXAMPLE A method of manufacturing a PCT element according to the present invention is characterized in that a sealing treatment is applied to an electrode layer formed by baking on a main surface of a thermistor element body. FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a PTC element manufactured according to the method of the invention, and FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the entire structure of the PTC element. In addition, here, the manufactured P
Since the entire structure of the TC element is basically the same as that of the conventional example, it will be described based on the same FIG. 2, and in FIG. 1, parts and portions which are the same as or equivalent to those in FIG. 2 and FIG. ing.
【０００９】本発明方法に従って製造されたＰＴＣ素子
は、図２で示すように、チタン酸バリウム系セラミック
スからなる円板状のサーミスタ素体１を備えており、そ
の両主表面それぞれ上にはＮｉからなるオーミック層２
が形成される一方、各オーミック層２上にはＡｇやＳｎ
などの金属粉末を含む電極ぺーストからなる電極層３が
焼き付けによって形成されている。そして、これらの電
極層３に対しては、バレル処理やバフ研磨、加圧処理な
どの封孔処理が施されている。なお、ここで、バレル処
理とは、容器（バレル）内に投入したＰＣＴ素子をメデ
ィアといわれるメノウのような玉石とともに回転させな
がら混合する処理である。As shown in FIG. 2, the PTC element manufactured according to the method of the present invention is provided with a disc-shaped thermistor element body 1 made of barium titanate-based ceramics, and Ni is provided on each of its two main surfaces. Ohmic layer 2 consisting of
On the other hand, Ag and Sn are formed on each ohmic layer 2.
An electrode layer 3 made of an electrode paste containing a metal powder such as is formed by baking. Then, the electrode layers 3 are subjected to sealing treatment such as barrel treatment, buffing, and pressure treatment. Here, the barrel treatment is a treatment in which a PCT element placed in a container (barrel) is mixed with a cobblestone such as agate called a medium while rotating.
【００１０】すなわち、この発明方法においては、ま
ず、所要の組成比とされたチタン酸バリウム系セラミッ
クスを用意し、このセラミックスの成形及び焼成を行う
ことによってサーミスタ素体１を作成した後、無電解メ
ッキ法を採用することによってサーミスタ素体１の両主
表面それぞれ上にオーミック層２を形成する。つぎに、
Ａｇなどの金属粉末を含む電極ペーストをスクリーン印
刷などの手法によって各オーミック層２上に塗布し、塗
布された電極ペーストを所定の温度下で焼き付けること
によって電極層３を形成する。その後、焼き付け形成さ
れた電極層３のそれぞれに対する封孔処理を施すと、図
２で示した全体構造を有するＰＴＣ素子として完成す
る。すなわち、このような封孔処理を施した場合、各電
極層３の表面部や内部に発生していた空隙は圧し潰され
てしまうことになり、図１で示すように、電極層３の少
なくとも表面部に開口していた空隙は圧し潰されて消滅
することになる結果、この表面部には空隙が存在しない
ことになる。That is, in the method of the present invention, first, a barium titanate-based ceramic having a required composition ratio is prepared, and the thermistor body 1 is prepared by molding and firing the ceramic, and then electroless. By adopting the plating method, the ohmic layer 2 is formed on each of the both main surfaces of the thermistor element body 1. Next,
An electrode paste containing a metal powder such as Ag is applied onto each ohmic layer 2 by a technique such as screen printing, and the applied electrode paste is baked at a predetermined temperature to form the electrode layer 3. After that, a sealing treatment is applied to each of the baked electrode layers 3 to complete the PTC element having the entire structure shown in FIG. That is, when such a sealing treatment is performed, the voids generated on the surface and inside of each electrode layer 3 are crushed and crushed, and as shown in FIG. As a result of the voids opened in the surface portion being crushed and disappearing, there are no voids in this surface portion.
【００１１】つぎに、本発明方法に従って製造されたＰ
ＴＣ素子の特性を確認すべく、本発明の発明者らが行っ
た特性試験について説明する。Next, P produced by the method of the present invention
A characteristic test conducted by the inventors of the present invention in order to confirm the characteristic of the TC element will be described.
【００１２】まず、直径が１５ｍｍで厚みが１ｍｍとさ
れた多数のサーミスタ素体１を作成し、各サーミスタ素
体１の両主表面それぞれ上に膜厚が１μｍのオーミック
層２及び膜厚が４μｍとされた電極層３を順次形成した
後、焼き付け形成された電極層３に対するバレル処理を
施すことによってＰＴＣ素子（以下、実施例品という）
を得る。なお、このバレル処理に際しては、メディアと
して直径３ｍｍの酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）ビーズ
を用いることとし、容器（バレル）の容積を２リット
ル、回転数を６０ｒｐｍ、処理時間を１０分間としてい
る。そして、また、上記手順中における封孔処理のみを
省いた従来例方法を採用することにより、同形状及び同
構造とされたＰＴＣ素子（以下、従来例品という）を製
造した。First, a large number of thermistor bodies 1 having a diameter of 15 mm and a thickness of 1 mm were prepared, and an ohmic layer 2 having a film thickness of 1 μm and a film thickness of 4 μm were formed on both main surfaces of each thermistor body 1. PTC element (hereinafter referred to as an example product) is formed by sequentially forming the electrode layer 3 formed as
To get In this barrel treatment, zirconium oxide (ZrO 2 ) beads having a diameter of 3 mm are used as a medium, the volume of the container (barrel) is 2 liters, the rotation speed is 60 rpm, and the treatment time is 10 minutes. Further, a PTC element having the same shape and the same structure (hereinafter referred to as a conventional product) was manufactured by adopting the conventional method in which only the sealing treatment in the above procedure was omitted.
【００１３】さらに、実施例品及び従来例品のそれぞれ
を２つの群ずつに分離した後、実施例品及び従来例品そ
れぞれの一群については素子状態のままとする（以下、
実施例素子品及び従来例素子品という）一方、他方の一
群については収納ケース（図示していない）内に収納す
る（以下、実施例ケース品及び従来例ケース品という）
ことによって試料を構成した。その後、このようにして
得られた試料、すなわち、実施例素子品，従来例素子
品，実施例ケース品，従来例ケース品のそれぞれに対す
る湿中負荷試験及びプレッシャークッカー試験を行って
抵抗変化率（％）を測定したところ、図４及び図５で示
すような結果が得られた。なお、図４及び図５の縦軸は
ともに抵抗変化率を示しており、図４の横軸は試験時間
（Ｌｏｇ時間）を示す一方、図５の横軸は試験サイクル
数を示している。ところで、この際、湿中負荷試験にお
いては室温４０℃，湿度９５％，直流電圧２４Ｖという
条件を採用する一方、プレッシャークッカー試験では純
水の温度及び圧力が１２０℃及び２気圧とし、２４時間
にわたる試験を５サイクル繰り返すという条件を採用し
ている。Furthermore, after separating each of the example product and the conventional product into two groups, each group of the example product and the conventional product is left in the element state (hereinafter, referred to as "element state").
On the other hand, the other group is stored in a storage case (not shown) (hereinafter, referred to as example case product and conventional case product).
This constituted the sample. Thereafter, the sample thus obtained, that is, the element device of the example, the device product of the conventional example, the case product of the example, and the case product of the conventional example are subjected to a humidity and medium load test and a pressure cooker test, respectively, and the resistance change rate ( %), The results shown in FIGS. 4 and 5 were obtained. The vertical axes of FIGS. 4 and 5 both show the resistance change rate, and the horizontal axis of FIG. 4 shows the test time (Log time), while the horizontal axis of FIG. 5 shows the number of test cycles. By the way, at this time, the conditions of room temperature 40 ° C., humidity 95%, and DC voltage 24 V are adopted in the humidity and medium load test, while the temperature and pressure of pure water are 120 ° C. and 2 atm in the pressure cooker test for 24 hours. The condition that the test is repeated 5 cycles is adopted.
【００１４】そして、湿中負荷試験の結果を示す図４及
びプレッシャークッカー試験の結果を示す図５によれ
ば、実施例品における抵抗変化率の方が従来例品の抵抗
変化率よりも小さくなっており、また、実施例素子品よ
りも実施例ケース品の抵抗変化率の方が小さくなってい
ることが分かる。さらに、図４によれば、実施例素子品
及び実施例ケース品の湿中における長時間使用に伴う抵
抗変化率の増加が従来例素子品及び従来例ケース品より
も少なくなっており、耐湿性が向上していることは明ら
かである。また、図５によれば、試験サイクル数が増加
した際における実施例素子品及び実施例ケース品の抵抗
変化率の方が従来例素子品及び従来例ケース品よりも少
なくなっており、信頼性の向上が実現されていることが
分かる。According to FIG. 4 showing the results of the humidity and medium load test and FIG. 5 showing the results of the pressure cooker test, the resistance change rate of the example product is smaller than that of the conventional example product. In addition, it is understood that the resistance change rate of the case product of the embodiment is smaller than that of the element product of the embodiment. Further, according to FIG. 4, the increase in the rate of change in resistance of the example element product and the example case product due to long-term use in humidity is smaller than that of the conventional element product and the conventional case product, and the moisture resistance Is clearly improved. Further, according to FIG. 5, the resistance change rate of the example element product and the example case product when the number of test cycles is increased is smaller than that of the conventional example device product and the conventional case product, and the reliability is improved. It can be seen that the improvement has been realized.
【００１５】なお、以上の説明においては、ＰＣＴ素子
がオーミック層２を有するものであるとしているが、電
極層３がＡｇやＡｌ、Ｃｕなどからなるものである場合
にはオーミック性接触を直接的に得ることができるの
で、オーミック層２を形成することなく、サーミスタ素
体１の両主表面それぞれ上に電極層３を直接形成しても
よいことは勿論である。In the above description, the PCT element has the ohmic layer 2. However, when the electrode layer 3 is made of Ag, Al, Cu or the like, ohmic contact is made directly. Therefore, it is needless to say that the electrode layer 3 may be directly formed on both main surfaces of the thermistor element body 1 without forming the ohmic layer 2.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるＰ
ＣＴ素子の製造方法によれば、焼き付け形成された電極
層に対して封孔処理を施すのであるから、この電極層の
表面部及び内部に発生していた空隙は圧し潰されてしま
う。そして、この際、少なくとも電極層の表面部に開口
していた空隙は圧し潰されて消滅することになる結果、
この表面部には空隙が存在しないことになる。したがっ
て、電極層における抵抗変化率は低下することになり、
ＰＣＴ素子における耐湿性及び信頼性の向上を図ること
ができるという効果が得られる。As described above, the P according to the present invention
According to the manufacturing method of the CT element, the sealing treatment is performed on the baked electrode layer, so that the voids generated in the surface portion and inside of the electrode layer are crushed. Then, at this time, at least the voids opened in the surface portion of the electrode layer are crushed and disappear,
There will be no voids on this surface. Therefore, the resistance change rate in the electrode layer is reduced,
The effect that the moisture resistance and reliability of the PCT element can be improved can be obtained.
【図１】本実施例方法によって製造されたＰＴＣ素子の
要部構造を拡大して示す断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a main part structure of a PTC element manufactured by a method of this example.
【図２】本実施例方法及び従来例方法によって製造され
たＰＴＣ素子の全体構造を示す一部破断斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the overall structure of a PTC element manufactured by the method of the present example and the method of the conventional example.
【図３】従来例方法によって製造されたＰＴＣ素子の要
部構造を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part structure of a PTC element manufactured by a conventional method.
【図４】湿中負荷試験の結果を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the results of a humidity and medium load test.
【図５】プレッシャークッカー試験の結果を示す説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the results of a pressure cooker test.
１ サーミスタ素体 ３ 電極層 1 Thermistor body 3 Electrode layer
Claims (4)
付け形成された電極層（３）に対して封孔処理を施す工
程を含むことを特徴とする正特性サーミスタ素子の製造
方法。1. A method of manufacturing a positive temperature coefficient thermistor element, comprising a step of subjecting an electrode layer (3) formed by baking on a main surface of a thermistor element body (1) to a sealing treatment.
あることを特徴とする正特性サーミスタ素子の製造方
法。2. The method for manufacturing a positive temperature coefficient thermistor element, wherein the sealing treatment according to claim 1 is barrel treatment.
ることを特徴とする正特性サーミスタ素子の製造方法。3. A method for manufacturing a positive temperature coefficient thermistor element, wherein the sealing treatment according to claim 1 is buffing.
ることを特徴とする正特性サーミスタ素子の製造方法。4. A method of manufacturing a positive temperature coefficient thermistor element, wherein the sealing treatment according to claim 1 is a pressure treatment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6843692A JPH05275205A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Manufacture of positive temperature coefficient thermistor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6843692A JPH05275205A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Manufacture of positive temperature coefficient thermistor element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275205A true JPH05275205A (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=13373659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6843692A Pending JPH05275205A (en) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | Manufacture of positive temperature coefficient thermistor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275205A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874885A (en) * | 1994-06-08 | 1999-02-23 | Raychem Corporation | Electrical devices containing conductive polymers |
| WO2007021528A1 (en) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Thermion Systems International | Heaters with perforated bus bars |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP6843692A patent/JPH05275205A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874885A (en) * | 1994-06-08 | 1999-02-23 | Raychem Corporation | Electrical devices containing conductive polymers |
| US6570483B1 (en) * | 1994-06-08 | 2003-05-27 | Tyco Electronics Corporation | Electrically resistive PTC devices containing conductive polymers |
| WO2007021528A1 (en) * | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Thermion Systems International | Heaters with perforated bus bars |
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