JPS62150701A - 正特性サ−ミスタ素子 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はビデオテープレコーダの結露防止や水晶オーブ
ン等、比較的小さい熱容量のものを加温もしくは恒温化
するために使用される正特性サーミスタ素子に関する。

（従来技術） 従来、この種の正特性サーミスタ素子としては、たとえ
ば第５図に示すように、正の温度係数を有する半導体セ
ラミック材料からなる正特性サーミスタのＪ＆板ｌの対
向する両生表面に夫々電極２および３を形成し、これら
電極２および３にリード線４および５が半田６により半
田付けされた構成を有するものが周知である。この正特
性サーミスタ素子ＩＯは、第６図に示すように、正特性
サーミスタ基板ｌが絶縁性の樹脂７により被覆され、適
宜の手段により被加熱体８に固定される。

ところで、上記正特性サーミスタ素子ｌＯでは、第６図
からも明らかなように、被加熱体８に固定すると、正特
性サーミスタ基板１と被加熱体８との間にリード線５が
決まれ丸形となり、正特性サーミスタ素子１０と被加熱
体８との間に隙間９が生じる。この隙間９のために、正
特性サーミスタ素子ＩＯにて発生した熱が被加熱体８に
伝達され難いので、上記隙間９にディップ材もしくはコ
ーチ、ｆング材等の充填材もしくは接着剤１１が充填さ
れ、被加熱体８には充填材１１を介して正特性サーミス
タ素子１０の熱が与えられる。このため、第５図の構造
を有する正特性サーミスタ索子１０はヒータとしての効
率が低いという問題があった。

そこで、第５図の正特性サーミスタ素子１０において、
正特性サーミスタ基板１に形成された電極２および３の
うち電極２を、第７図および第８図に示すように、２つ
の電極２ａおよび２ｂに分割し、これら電極２ａおよび
２ｂに夫々リード線４および５を半田６により半田付け
したものら提案されている。

この正特性サーミスタ素子ｌＯ°は、その電極構成から
し明らかなように、第９図に示ず電極２ａと電極３との
間に位置している正特性サーミスタ基板ｌの領域１１の
抵抗Ｒａと、電極２ｂと電極３との間に位置している正
特性サーミスタ基板Ｉの領域１２の抵抗ｎｂとがリード
線４とリード−線５との間にシリーズに接続された等価
回路構成を有している。

上記正特性サーミスタ素子ｌＯ°の電極３側には、第８
図に示すように、リード端子４らしくは５が半田付けさ
れていないので、上記正特性サーミスタ素子ｌＯ′は、
第９図に示すように、その電極３を被加熱物８に密着さ
せてこの被加熱物８を効率よく加熱することができる。

ところで、上記正特性サーミスタ素子ｌＯ°において、
正特性サーミスタ基板１かそのすべての領域で比抵抗が
一定で、上記抵抗ＲａおよびＲｂが等しければ、第９図
の２つの領域１１および１２における電圧対電流特性（
以下、Ｖ−正特性と記す。）は、いずれも第１０図に示
す曲線り。に一致し、正特性サーミスタ素子ｌＯ°は、
第５図の正特性サーミスタ素子ＩＯと同様、曲線り。の
ピークを越えた定Ｗ（ワット）領域で発熱する。しかし
、上記領域１１と領域１２とで比抵抗の分布に差が存在
し、たとえばＲｂ＜Ｒａとなると、領域１１およびＩ２
におけるｖ−正特性は夫々第１０図において曲線ｌｌｌ
５およびり、で示ずようになる。これら曲線ｈ１および
り、は曲線り。を定Ｗ（ワット）線に沿って移動したも
のとなる。第７図の正特性サーミスタ素子１０′では、
リード線４と５との間に抵抗ＲａとＲｈとが直列に接続
された回路構成を有しているので、これら抵抗ＲａとＲ
ｂとに流れる電流は等しい。従って、上記リード線４と
５との間に電圧が印加された時の抵抗Ｒａにかかる電圧
Ｖａと抵抗Ｒｈにかかる電圧ｖｂの割合を考えると、領
域ｌｌを流れる電流がピーク値１ｐを越えて定Ｗ領域に
入っても、領域１２を流れる電流はピーク値ｌ。

ｐを越えて定Ｗ領域に入ることができないので、リード
線４と５の間に印加された電圧はほとんどｖｂに分配さ
れＶａは電圧かかからず、領域１１のみ発熱することに
なる。

この場合には、実質的な発熱面積が電極３のはＬ−Ｆ’
　Ｉ　／　９　＋、−ｒｒ−て１ネ＋１ｆｌｕ隷ろ１ｉ
漱ｈ＜ｔ＋τ下十スジいう問題があった。

（発明の目的） 本発明は、正特性サーミスタ基板内の比抵抗分布のばら
つきによる発熱の偏りがなく、加熱効率の高い正特性サ
ーミスタ素子を提供することを目的としている。

（発明の構成）、 このため、本発明は、正特性サーミスタ基板の一つの主
表面に、その周縁に沿って第１電極か形成されるととも
にその内側に第２電極が形成されており、正特性サーミ
スタ仄仮のいま一つの主表面には上記第２電極に対向す
る第３電極が形成されていることを特徴としている。す
なわち、本発明は、熱放散の良好な正特性サーミスタ基
板の周辺領域での抵抗値が高く、この周辺領域の内側の
熱放散の悪い領域での抵抗値が低くなるような電極構成
とし、正特性サーミスタ基板全体がほぼ均一に発熱する
ようにしたものである。

（発明の効果） 本発明によれば、正特性サーミスタ基板の周辺領域の内
側の熱放散の悪い領域での抵抗値が熱放散の良好な正特
性サーミスタ基板の周辺領域での抵抗値よりも低くなる
ような電極構成としたので、正特性サーミスタ基板内の
比抵抗分布のばらつきによる発熱の偏りが抑えられ、全
体がほぼ均一に発熱する発熱効率が良好な正特性サーミ
スタ素子を得ることができる。

（実施例） 以下、添付図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図において、ディスク状の正特性サー
ミスタ基板２１は、第５図および第７図において夫々説
明した正特性サーミスタ素子ｌＯおよびｌＯｏの正特性
サーミスタ基板Ｉと同様のものである。この正特性サー
ミスタ基板２！の一つの主表面２１ａの周縁に沿って所
定幅を有するリング状の第１電極２２が形成されている
。また、この第１電極２２の内部には円形の第２ｉ１を
極２３が形成されている。上記第１電極２２および第２
電極２３は、正特性サーミスタ基板２１の上記一つの主
表面２１ａ上で同芯に配置される。一方、正特性サーミ
スタ基板２１のいま一つの主表面２１ｂには、その周縁
部を残して円形の第３電極２４が形成されている。

上記正特性サーミスタ基板２１の第１電極２２および第
２電極２３には夫々リード端子２５および２６が半田２
７により半田付けされ、このリード端子２５．２６間に
正特性サーミスタ基板２１を発熱させるための電圧が印
加される。なお、リード端子２５．２　Ｇのうち、リー
ド端子２６は、第１電極２２との接触を避けるため、そ
の半田付部分の近傍にて、階段状に折曲されている。

以上のような電極構成において、第３図に示す正特性サ
ーミスタ基板２Ｉの第１電極２２と第３電極２４との間
の領域３Ｉの熱放散Ｄａ、と抵抗値Ｒａ＋、第２電極２
２と第３７１を極２４との間の領域３２の熱放散Ｄｂ、
と抵抗値ＲｂＩを予め調整する。

ただし、たとえ比抵抗の分布が最大化じた場合にでもＲ
ｔｚ＜Ｒａｔが成り立つようにＲｂ１の方を必要充分Ｒ
ａＩより低くしておく。そうずろことにより、第４図に
示すように、領域３１のＶ−Ｉ特性曲線り、と領域３２
のｖ−ｒ特性曲線ｈ＋ｔとが必然的に交叉するようにし
、設計の比抵抗の等しい場合に曲線ｈ１１と曲線ｈ１２
のピークがほぼ等しくなるように第１電極２２、第２電
極２３および第３電極２４の寸法を設定しておく。

このような構成であれば、２つの上記Ｖ−１特性曲線ｈ
ｌｌおよび１１１２のピーク値（第４図において１１）
＋で示す。）がほぼ等しくなっているため、たとえ領域
３１．３２の比抵抗に差があったとして乙、第３図にお
いて、正特性サーミスタ素子のリード線２５．２６間に
電圧を印加すると、正特性サーミスタ基板２１の領域３
１．３２はほとんどの場合に定Ｗ領域に達することがで
きろ。詳しくは、比抵抗がばらついた場合を考えると、
いま、抵抗値Ｒａ　＋　＞　Ｒｈ　＋、熱放散Ｄａｌ＜
Ｄｂｌで設計的なり一■特性は第４図に示すような特性
になっておりｈｌｌ、ｈ１２のピークはＩｐｔでほぼ等
しい状態になっている。

■Ｒａ１が相対的に小さくなりＩ’ｉ　ａ　＋≧ＲｂＩ
になったとき（第１Ｏ図）、１１ａｌ＝１１ｂ、を考え
れば、抵抗値が等しく電圧印加開始とともに領域３１．
３２とも同時に発熱を開始し、同時にＩｐ、、Ｉｐｔに
相当する地点を通過することになる。

■Ｒａｔが相対的に大きくなり、Ｒａ　＋　＞　＞　Ｒ
ｂ　２になったとき（第１１図）、Ｒａ１の抵抗値が大
きいので、電圧がＲｂ１より大きくかかり、発熱量大き
く早くＩｐ１に相当する地点を通過するがＲｂ２の方ら
熱放散が低いため比較釣竿＜Ｉｐｚに相当する地点を通
過する。後者の方か早くなる条件のＲａｌ≧■（ｂ２の
範囲であれば必ずＲａｔ、Ｒｂ２とら定Ｗ領域に達する
。従って、はとんどの場合、正特性サーミスタ基板２１
全体が定Ｗ領域で効率よく発熱する。

なお、上記実施例において、第１電極２２、第２電極２
３および第３電極２４の形状は、正特性サーミスタ基板
２１の外側の熱放散のよい部分の抵抗値が高く、中心部
の熱放散の悪い部分の抵抗値が低くなるようなものであ
ればよく、その形状は上記実施例に限定されるしのでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々本発明に係る正特性サーミス
タ素子を２つの方向から見た斜視図、第３図は第１図お
よび第２図の正特性サーミスタ素子の縦断面図、 第４図は第１図および第２図の正特性サーミスタ素子の
動作を説明するためのＶ−１特性図、第５図および第６
図は夫々従来の正特性サーミスタ素子の斜視図および縦
断面図、 第７図および第８図は夫々いま一つの従来の正特性サー
ミスタ素子の２つの方向から見た斜視図、第９図は第７
図および第８図の正特性サーミスタ素子の縦断面図、 第１０図および第１１図は第７図および第８図の正特性
ザルミスタの動作を夫々説明するためのＶ−１特性図で
ある。 ２１・・・正特性サーミスタ基板、 ２２・・・第１電極、　２３・・第２電極、２４・・・
第３電極、　　２５．２６・・・リード線。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　青　山　　葆ほか２名第１１！Ｉ Ｏ 第３図 第４図 一→ｌｏｑ　Ｖ 第５図 第７図 第８図 （Ｒｂ）　　　　　（Ｒａ） 第１０図 第１１図 一→１０ｇ　Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板状の正特性サーミスタ基板の一つの主表面に
   は第１電極および第２電極が形成され、上記正特性サー
   ミスタ基板のいま一つの主表面には第３電極が形成され
   ており、上記第１電極と第２電極との間に電圧が印加さ
   れて上記正特性サーミスタ基板が発熱するようにした正
   特性サーミスタ素子であって、 上記第１電極は正特性サーミスタ基板の一つの主表面の
   周縁に沿って形成されるとともに、上記第２電極はこの
   第１電極の内側に形成されており、上記第３電極は正特
   性サーミスタ基板のいま一つの主表面に上記第２電極と
   対向して形成されており、正特性サーミスタ基板の上記
   第１電極の近傍領域の抵抗値が他の領域の抵抗値よりも
   大きくなるようにしたことを特徴とする正特性サーミス
   タ素子。