JPH09219302A

JPH09219302A - Ｐｔｃ素子

Info

Publication number: JPH09219302A
Application number: JP2570296A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sugaya; 昭一菅谷
Original assignee: Daito Tsushinki KK
Current assignee: Daito Tsushinki KK
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1997-08-19
Also published as: EP0790625A2; EP0790625A3

Abstract

(57)【要約】【課題】確実な電極が得られ実装性が良好な小型のＰ
ＴＣ素子を提供する。【解決手段】結晶性高分子物質に導電性粒子を分散し
たＰＴＣ組成物にて略板状に成形した基板15の表裏面に
それぞれ金属箔３，３を接合形成する。金属箔３，３の
表面にパターンをずらして縞状に複数の絶縁性ペースト
層を形成し、金属箔３，３の一部が露出する短冊片に切
断する。長手方向の両側面に表裏面に設けた一方の絶縁
性ペースト層に亘って絶縁性ペースト層をそれぞれ形成
する。両側面の絶縁性ペースト層の表面に露出する金属
箔３から反対面の絶縁性ペースト層に亘って導電性ペー
スト層を形成する。導電性ペースト層の表面にメッキ膜
層を形成し、チップ状に短冊片を切断してＰＴＣ素子１
を形成する。金属箔３，３と、絶縁性ペースト層と、導
電性ペースト層およびメッキ膜層の電極９，９とを膜状
に形成するため、一括に複数のＰＴＣ素子１を容易に形
成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性高分子物質
に導電性粒子が分散されたＰＴＣ（Positive Temperatu
re Coefficient）組成物にて形成したＰＴＣ基板に電極
を設けたＰＴＣ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特定の温度領域において電気抵抗
が急激に増大する正の温度特性を示すＰＴＣ素子は、自
己制御形ヒータや自己復帰形の過電流保護素子などとし
て広く利用されている。そして、このＰＴＣ素子は、キ
ュリー点での急激な抵抗値上昇を利用するチタン酸バリ
ウムなどのセラミックス素材や、カーボンブラックなど
の導電性粒子を結晶性高分子物質に分散させたＰＴＣ組
成物の成形体の表面に、金属や有機導電性高分子物質な
どからなる電極を取り付け、この結晶性高分子物質の結
晶融点での急激な熱膨張に伴う抵抗値上昇を利用する構
成が採られている。

【０００３】ところで、ＰＴＣ素子を過電流保護素子と
して利用する場合には、例えば特開平１−１１０７０２
号公報、特開平２−１４５６５９号公報、特開平３−２
０９７０２号公報、特開平３−２００３０１号公報、特
開平３−２３３９０２号公報、特開平４−７８０２号公
報、特開平４−７８０１号公報、特開平４−４８７０１
号公報、特開平４−１６７５０１号公報、特開平５−２
１２０７号公報、特開平５−９０００９号公報、特開平
５−２１２０８号公報、特開平５−１０９５０２号公報
および特開平６−３１８５０４号公報などに記載されて
いるように、一般に、体積抵抗率が低く、また狭い温度
範囲で急激に抵抗値が上昇する特性をもつ結晶性高分子
物質を用いることが好ましい。

【０００４】そして、今日ポリマー系ＰＴＣ組成物を用
いたＰＴＣ素子を過電流保護素子として利用するものと
して、例えば図５および図６に示す構造が知られてい
る。

【０００５】この図５および図６に示す過電流保護素子
21は、導電性粒子を結晶性高分子物質に分散させたＰＴ
Ｃ組成物の成形体22の表裏面に、金属箔を接合して一対
の電極23，23を形成し、これら一対の電極23，23の表面
に金属板を略Ｌ字状に折曲形成した端子24，24を半田な
どにてそれぞれ取り付け形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の高密
度実装の要求により、小型の表面実装型の電子部品が望
まれている。

【０００７】しかしながら、上記図５および図６に示す
従来の過電流保護素子21は、金属板を略Ｌ字状に折曲形
成した形状の異なる一対の端子24，24にてＰＴＣ組成物
の成形体22を挟持する構造であるため、結晶性高分子物
質の結晶融点での急激な熱膨張に伴う抵抗値上昇を利用
するＰＴＣ素子21では、十分な強度を有する厚さ寸法の
厚い端子を用いる必要があり、小型化が図れない。さら
に、一対の端子24，24間および端子24と電極23との短絡
を防止するために、これらの距離を大きく設定しなけれ
ばならず、ＰＴＣ組成物の成形体22の寸法に比して過電
流保護素子21の寸法が極端に大きくなり、小型化が図れ
ない。また、ＰＴＣ素子21に対して端子24のサイズが大
きいので、全体の熱容量が大きくなり、限流動作が緩慢
になる。

【０００８】また、端子24，24を半田にて取り付けてい
るため、この過電流保護素子21を実装する際のリフロー
半田付け工程で、端子24と電極23との接合部分の半田が
溶融し、端子24，24の接合が不十分となるおそれがあ
る。

【０００９】さらに、ＰＴＣ組成物にて所定の形状の成
形体22に形成した後、形状の異なる端子24，24を接続す
るため、生産効率の向上が図れない問題がある。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、電極が確実に設けられ実装性が良好な小型のＰＴＣ
素子を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＰＴＣ素
子は、結晶性高分子中に導電性粒子を分散してなるＰＴ
Ｃ組成物にて略板状に成形されたＰＴＣ基板と、このＰ
ＴＣ基板の表裏面にそれぞれ設けられた一対の金属膜状
の電極膜と、前記ＰＴＣ基板の対向する端面から連続し
て前記一対の電極膜のそれぞれ相異なるいずれか一方の
一部を覆ってそれぞれ設けられた一対の絶縁層と、これ
ら絶縁層の表面にこれら絶縁層に覆われていない前記一
対の電極膜に電気的に接触してそれぞれ膜状に設けられ
た一対の電極とを具備したもので、ＰＴＣ組成物にて略
板状に成形されたＰＴＣ基板の表裏面にそれぞれ一対の
金属膜状の電極膜を設け、これら一対の電極膜の一部を
露出して、ＰＴＣ基板の対向する端面に連続してそれぞ
れ一対の絶縁層を設け、これら絶縁層の表面に一対の電
極膜の露出する部分に亘って電気的に接触してそれぞれ
一対の電極を膜状に設けるため、膜状に形成した電極
膜、絶縁層および電極により一対の電極間に十分な絶縁
距離を有して小型に形成され、端面に位置する膜状の電
極により小型で表面実装可能に形成されるとともに、電
極がＰＴＣ基板の表裏面に亘るため、実装の際に電極の
基板に対向する部分と基板に対して垂直方向に位置する
部分とにて確実な実装が容易に得られる。また、上下ど
ちらの方向でも実装が可能になる。

【００１２】請求項２記載のＰＴＣ素子は、請求項１記
載のＰＴＣ素子において、一対の絶縁層は、ＰＴＣ基板
の対向する端面に設けられた一対の端面絶縁層と、これ
ら一対の端面絶縁層にそれぞれ連続し前記ＰＴＣ基板の
表裏面に前記一対の電極膜の一部を覆ってそれぞれ設け
られた一対の表面絶縁層とを設けたもので、ＰＴＣ基板
の対向する端面に一対の端面絶縁層を設けるとともに、
ＰＴＣ基板の表裏面に一対の電極膜の一部を覆ってそれ
ぞれ一対の表面絶縁層とを設けて、端面絶縁層と表面絶
縁層とをそれぞれ連続されて一対の絶縁層を形成するた
め、容易に絶縁層が形成される。

【００１３】請求項３記載のＰＴＣ素子は、請求項１ま
たは２記載のＰＴＣ素子において、絶縁層は、絶縁性ペ
ーストが塗布されて形成されたもので、ＰＴＣ基板の対
向する端面から一対の電極膜のいずれか一方の一部を覆
ってそれぞれ絶縁性ペーストを塗布して一対の絶縁層を
形成するため、容易に膜状の絶縁層が形成される。

【００１４】請求項４記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし３いずれか記載のＰＴＣ素子において、電極膜およ
び電極の少なくともいずれか一方は、導電ペーストが塗
布され焼結されて形成されたもので、電極膜および電極
の少なくともいずれか一方を導電ペーストを塗布して焼
結することにより形成するため、膜状の電極膜あるいは
電極が容易に形成される。

【００１５】請求項５記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし４いずれか記載のＰＴＣ素子において、電極は、導
電ペーストにて形成された導電ペースト層と、この導電
ペースト層の表面にメッキにて形成されたメッキ層とを
備えたもので、導電ペーストにて絶縁層の表面に一対の
電極膜の露出部分に亘ってそれぞれ膜状に導電ペースト
層を形成し、これら導電ペーストの表面にメッキにてメ
ッキ層を形成して一対の電極を形成するため、実装の際
の半田接続が容易な膜状の電極が容易に形成され、実装
性が良好で小型に形成される。

【００１６】請求項６記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし５いずれか記載のＰＴＣ素子において、電極は、表
面に半田にて形成された半田層とを備えたもので、表面
に半田にて半田層を設けて電極を形成するため、実装の
際の半田接続が容易に行える。

【００１７】請求項７記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし６いずれか記載のＰＴＣ素子において、電極および
絶縁層の少なくともいずれか一方は、転写によりパター
ン形成されたもので、電極および絶縁層の少なくともい
ずれか一方を転写によりパターン形成するため、連続的
に容易に電極あるいは絶縁層が形成され、製造性が向上
する。

【００１８】請求項８記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし７いずれか記載のＰＴＣ素子において、電極および
絶縁層の少なくともいずれか一方は、パターンが形成さ
れた曲面原盤にて印刷形成されたもので、電極および絶
縁層の少なくともいずれか一方をパターンが形成された
曲面原盤にて印刷形成するため、電極あるいは絶縁層の
確実な形成が連続的に容易に行える。

【００１９】請求項９記載のＰＴＣ素子は、請求項１な
いし８いずれか記載のＰＴＣ素子において、過電流素子
として使用されるもので、請求項１ないし８いずれか記
載のＰＴＣ素子を過電流素子として用いるため、表面実
装性に優れた小型の過電流素子が容易に提供される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＰＴＣ素子の実施
の一形態を図面を参照して説明する。

【００２１】図１において、１はＰＴＣ素子で、このＰ
ＴＣ素子１は、結晶性高分子物質に導電性粒子を分散さ
せたＰＴＣ組成物を、例えば縦寸法が１０mm、横寸法が
１０mm、厚さ寸法が３mmに成形されたＰＴＣ基板である
成形体２を有している。なお、この成形体２は、例えば
一般的な表面実装型の部品の形状である縦寸法が５mmで
横寸法が２．５mmのもの、縦寸法が３．２mmで横寸法が
１．６mmのもの、縦寸法が２mmで横寸法が１．２５mmの
ものなど、完成品の寸法に対応してそれぞれ設計、すな
わち例えば厚さ寸法を１mmや０．５mmに設定したり、縦
横寸法を５mm以下に設定するなど完成品の寸法より幾分
小さく設計する。

【００２２】そして、ＰＴＣ組成物に用いる結晶性高分
子物質としては、一般に結晶性ポリマとして知られてい
る結晶化度が１０％以上のもの、例えば、高密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポ
リプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマ、トラン
スポリブタジエンなどのポリオレフィン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどの含
フッ素ポリマ、エチレン−アクリル酸コポリマ、各種ポ
リエステル、各種ポリアミド、各種ポリエチレングリコ
ールなどが用いられる。また、これらの結晶性高分子物
質は単一または混合して用いる。

【００２３】また、これらの結晶性高分子物質は、過電
流保護素子などの大きなＰＴＣ特性を要する場合には、
例えばポリエチレン類、特に高密度ポリエチレンを主体
にした結晶化度の高い高分子物質を用いることが好まし
い。一方、それほど大きなＰＴＣ特性を必要としない場
合は、結晶化度のより低い高分子物質を選択してもよ
い。

【００２４】一方、導電性粒子としては、炭素質粒子や
各種の金属粒子、例えばファーネスブラック、サーマル
ブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック
類やグラファイト、カーボンファイバ、カーボンビーズ
などの炭素質粒子、純金属、合金、または金属粒子に異
種金属をコーティングした各種金属粒子や炭素質粒子に
金属をコーティングしたものなどが用いられる。そし
て、これらの導電性粒子は単一でまたは混合して用い
る。なお、優れたＰＴＣ特性を得るためには、導電性粒
子としてカーボンブラックを選択することが好ましく、
低抵抗のサーマルブラックを用いた場合は特に優れたＰ
ＴＣ特性が得られる。

【００２５】そして、結晶性高分子物質に導電性粒子を
分散させる際には、例えばロールミル上で両者を加熱混
練したり、バンバリーミキサ中で混合して分散する。

【００２６】また、成形体２の成形は、射出成形、押出
し成形、コンプレッション成形、カレンダ成形などの方
法により成形する。

【００２７】そして、この成形された成形体２の表裏面
に、銅やニッケル、これらの合金などの電極膜である厚
さ寸法が例えば６０μｍの金属箔３が熱圧着やコンプレ
ッション成形などによりそれぞれ一対接合形成されてい
る。

【００２８】なお、成形体２または金属箔３，３を設け
た成形体２にγ線、電子線などの放射線を照射して結晶
性高分子物質を架橋し、熱エージングして、ＰＴＣ特性
の発現後の抵抗値を安定させることが好ましい。また、
放射線を用いず、化学架橋を行なうこともできる。そし
て、ＰＴＣ素子１の信頼性を高めるために、熱エージン
グ温度を結晶性高分子物質の融点以上でかつ分解温度以
下に設定することが好ましい。

【００２９】さらに、これら金属箔３，３の表面には、
第１表面絶縁層5aおよび第２表面絶縁層5bが、金属箔
３，３の成形体２の中心で対象となる位置で金属箔３，
３の端部の一部を露出させて膜状に被覆形成されてい
る。

【００３０】また、成形体２の対向する端面には、第１
表面絶縁層5aに連続する第１端面絶縁層6aと、第２表面
絶縁層5bに連続する第２端面絶縁層6bがそれぞれ膜状に
被覆形成されている。そして、これら連続する第１表面
絶縁層5aおよび第１端面絶縁層6aにて第１絶縁層7aが形
成され、連続する第２表面絶縁層5bおよび第２端面絶縁
層6bにて第２絶縁層7bが形成されて、成形体２に一対の
金属箔３，３の一部を露出させてそれぞれ一対の第１絶
縁層7aおよび第２絶縁層7bが形成されている。これら第
１絶縁層7aおよび第２絶縁層7bは、例えば厚さ寸法が２
００μｍ、好ましくは１００μｍ、さらに好ましくは５
０μｍに形成されている。なお、高電圧回路で使用され
る場合には、これら第１絶縁層7aおよび第２絶縁層7bの
厚さ寸法が薄くなるに従って絶縁耐圧性が低下するた
め、厚く設計する。

【００３１】そして、これら第１絶縁層7aおよび第２絶
縁層7bは、例えば絶縁性ペーストがスクリーン印刷、ド
クターブレード法、ロールやシリコーンゴムなどの柔軟
部材からなる曲面原盤などにて転写するなどの方法によ
り塗布されて形成されている。なお、絶縁性塗料のスプ
レによる吹き付けや絶縁性フィルムの貼り付けなど、い
ずれの形成方法でもできる。

【００３２】また、絶縁性ペーストとしては、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、ポリイミ
ドなどの熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂は、
耐熱性が大きく、かつ、硬化前の常温で流動状態である
ため金属箔３上への塗布操作が容易にできるためであ
る。なお、熱硬化時の温度や硬化後の耐熱性からエポキ
シ樹脂系のものが好ましい。

【００３３】そして、熱硬化性樹脂を用いた場合には、
適宜な条件下での熱硬化を行って第１絶縁層7aおよび第
２絶縁層7bを形成する。なお、この熱硬化は、ＰＴＣ素
子が熱劣化しない温度、例えば２５０℃以下、好ましく
は１５０℃以下、さらに好ましくは１２０℃以下で行
う。また、硬化は、第１絶縁層7aおよび第２絶縁層7bに
対応して絶縁ペーストを塗布した後でも、一方ずつ塗布
硬化してもできる。

【００３４】さらに、成形体２の端面には、例えば厚さ
寸法が４００μｍ、好ましくは２００μｍ、さらに好ま
しくは１００μｍの一対の電極９，９が形成されてい
る。これら電極９，９は、第１端面絶縁層6aおよび第２
端面絶縁層6bの表面に成形体２の表裏面に亘ってそれぞ
れ被覆形成された導電ペースト層である導電膜層10，10
と、これら導電膜層10，10の表面に被覆形成されたニッ
ケルメッキなどのメッキ層11，11にて構成されている。
そして、第１端面絶縁層6aの表面に被覆された一方の導
電膜層10は、第１表面絶縁層5aの端部表面と第２表面絶
縁層5bにて被覆されていない金属箔３の端部表面との表
裏面に跨がって形成されている。また、第２端面絶縁層
6bの表面に被覆された他方の導電膜層10も同様に、第２
表面絶縁層5bの端部表面と第１表面絶縁層5aにて被覆さ
れていない金属箔３の端部表面との表裏面に跨がって形
成されている。

【００３５】なお、この導電膜層10，10は導電性粒子と
バインダとの混合物である導電ペーストにて形成されて
いる。そして、導電性粒子としては、ＰＴＣ組成物の導
電性粒子と同様のものが用いられるが、銀、パラジウ
ム、金、銅、アルミニウム、ニッケルなどの金属粒子や
カーボンブラックやグラファイトなどの導電性粒子、特
に銀が好ましい。一方、バインダとしては、絶縁性ペー
ストと同様の熱硬化性樹脂、耐熱性を有する熱可塑性樹
脂などが用いられるが、熱硬化性樹脂が好ましい。な
お、この導電ペーストは、必要に応じて導電性粒子およ
びバインダ以外の他の物質を添加したものを用いてもよ
いが、導電性、耐熱性、信頼性、硬化時の温度、価格な
どの面から、銀とエポキシ樹脂との組み合わせが好まし
い。そして、絶縁性ペーストと同様に塗布形成した後、
焼結して導電膜層10，10を形成する。

【００３６】また、電極９，９は、導電膜層10，10の
み、導電膜層10，10の表面に半田にて半田層を形成した
２層構造、あるいは、導電膜層10，10を被覆するメッキ
層11，11の表面にさらに半田層を形成した３層構造など
でもできる。この半田層を電極９，９の表面に形成させ
ることにより、プリント基板への実装の際の半田付けが
容易にできる。

【００３７】なお、金属箔３，３の表面や第１絶縁層7a
の表面および第２絶縁層7bの表面は、平滑であっても粗
面化されていてもよいが、第１絶縁層7aや第２絶縁層7
b、電極９，９を設ける金属泊３，３の表面や第１絶縁
層7aの表面および第２絶縁層7bの表面が粗面化されてい
る方が接合強度が向上して剥離しにくくなるため好まし
い。

【００３８】次に、上記実施の一形態の製造動作を図面
を参照して説明する。

【００３９】まず、例えばロールミル上で加熱混練した
り、バンバリーミキサ中で混合するなどして、結晶性高
分子物質に導電性粒子を分散させてＰＴＣ組成物を調製
する。そして、この得られたＰＴＣ組成物を、図２およ
び図３に示すように、射出成形、押出し成形、コンプレ
ッション成形、カレンダ成形などの方法により、例えば
縦寸法が１００mmで横寸法が１００mmの薄板状の基板15
に成形する。

【００４０】この後、基板15の両面に金属箔３，３を熱
圧着やコンプレッション成形にて接合形成する。なお、
このコンプレッション成形の際の温度はＰＴＣ組成物中
の結晶性高分子物質の融点以上に設定する。なお、金属
箔３，３は成形と同時に接合することもできる。

【００４１】そして、金属箔を設けた基板15の表面に、
図２および図３に示すように、縞状に絶縁性ペーストを
例えばスクリーン印刷やドクターブレード法などにて塗
布形成して乾燥した後、裏面にも同様に絶縁性ペースト
を塗布形成して乾燥させて帯状の絶縁性ペースト層16a
，16b をそれぞれ複数形成する。なお、絶縁性ペース
ト層16a ，16b は、図３に示すように、表面および裏面
の縞パターンをずらして同方向に帯状に形成する。

【００４２】次に、絶縁性ペースト層16a ，16b を形成
した基板を、図２および図３中点線で示す位置である絶
縁性ペースト層16a ，16b のそれぞれ長手方向の一縁の
位置で切断して短冊片17を形成する。この切断は、例え
ばダイシングソーおよびシャーリングなどの各種カッタ
やレーザなどにより行う。

【００４３】そして、得られた短冊片17の切断面である
長手方向の両側面に、図４に示すように、絶縁性ペース
トを塗布して乾燥させて絶縁性ペースト層16c ，16c を
それぞれ形成する。これら絶縁性ペースト層16c ，16c
は、短冊片の長手方向の側面に位置する金属箔３および
あらかじめ形成した一方の絶縁性ペースト層16a ，16b
の端面を覆うように短冊片17の長手方向の両側面の全面
に形成する。

【００４４】さらに、絶縁性ペースト層16c ，16c の表
面に、図４に示すように、導電ペーストを、例えばスク
リーン印刷やドクターブレード法などにて塗布して焼結
して導電性ペースト層18，18を形成する。なお、一方の
導電性ペースト層18は、表面の絶縁性ペースト層16a の
端部と裏面の絶縁性ペースト層16b にて被覆されていな
い露出する金属箔３の端部とに跨がって略コ字状に形成
されている。また、他方の導電性ペースト層18も同様
に、裏面の絶縁性ペースト層16b の端部と表面の絶縁性
ペースト層16a にて被覆されていない露出する金属箔３
の端部とに跨がって略コ字状に形成されている。

【００４５】そして、導電性ペースト層18，18の表面に
は、ニッケルメッキなどのメッキ膜層19，19がそれぞれ
メッキ形成されている。

【００４６】次に、メッキ膜層19，19を形成した短冊片
17を、図４中点線で示す位置、すなわち製品の寸法とな
る製品単位毎の位置で、例えばダイシングソーおよびシ
ャーリングなどの各種カッタやレーザなどにより切断し
て、チップ状のＰＴＣ素子が得られる。

【００４７】上記実施の一形態によれば、結晶性高分子
物質に導電性粒子を分散したＰＴＣ組成物にて略板状に
成形された基板15の表裏面にそれぞれ金属箔３，３を接
合し、これら金属箔３，３の表面にパターンをずらして
縞状に複数の絶縁性ペースト層16a ，16b を形成し、金
属箔３，３の一部が露出する短冊片17に切断後、両側面
に絶縁性ペースト層16c ，16c をそれぞれ形成し、さら
に導電性ペースト層18，18を露出する金属箔３に亘って
絶縁性ペースト層16c ，16c の表面に形成した後、メッ
キ膜層19，19を形成し、チップ状に切断してＰＴＣ素子
１を形成するため、金属箔３，３と、絶縁性ペースト層
16a ，16b ，16c と、導電性ペースト層18，18およびメ
ッキ膜層19，19の２層構造の電極９，９とを膜状に塗布
形成するので、基板15に一括で形成してのちに切断する
のみで容易に複数のチップ状のＰＴＣ素子１を形成でき
るとともに、端面に位置する膜状の一対の電極９，９に
より電極９，９間に十分な絶縁距離を有して表面実装で
きるチップ状のＰＴＣ素子１を容易に形成でき、生産性
を向上できる。

【００４８】また、電極９，９が成形体２の表裏面に亘
るため、プリント基板への実装の際に、電極９，９のプ
リント基板に対向する部分とプリント基板に対して垂直
方向に位置する端面の部分とにて半田付けされるので確
実な実装が容易にできる。また上下どちらの方向でも実
装が可能になる。

【００４９】さらに、表面実装可能な小型のＰＴＣ素子
１が得られるため、プリント基板に実装できる小型の過
電流保護素子が得られる。

【００５０】なお、上記実施の形態において、基板15を
切断してチップ状に形成して説明したが、あらかじめチ
ップ状の成形体２を形成し、この成形体２に金属箔３，
３、第１絶縁層7a、第２絶縁層7b、電極９，９を形成し
たり、金属箔３，３および絶縁性ペースト層16a ，16b
を形成した基板15を所望のサイズに打ち抜き形成するな
どしてもよい。

【００５１】また、電極膜として金属箔３，３を用いて
説明したが、導電ペーストを塗布して焼結させて形成し
てもできる。

【００５２】さらに、１つのＰＴＣ素子１に一対の電極
９，９を設けて説明したが、複数対の電極９，９を形成
するなどしてもよい。

【００５３】

【実施例】次に、ＰＴＣ素子の一実施例の製造動作を説
明する。

【００５４】まず、カーボンブラックを高密度ポリエチ
レンに分散させたＰＴＣ組成物を直径２mm以下のペレッ
トに形成し、このぺレットの軸方向の両端部に厚さ２５
μｍのニッケル金属箔３，３を位置させて金型中に配置
し、この状態でコンプレッション成形して、幅寸法６０
mm、長さ寸法６０mm、厚さ寸法０．５mmの基板15を形成
した。

【００５５】次に、この基板15にγ線を１０Mradで照射
することで、架橋を行った後、基板15の片面の金属箔３
にエポキシ樹脂からなる絶縁性ペーストを縞状に１６５
メッシュのスクリーンメッシュを用いてスクリーン印刷
した。なお、印刷パターンは、幅寸法３．８mm、長さ寸
法５５mmの縞状のパターンが１mmの間隔をあけて１０本
並んだものである。

【００５６】さらに、基板15を１２０℃に保った恒温槽
に入れて、絶縁性ペーストを乾燥して硬化した。さら
に、同様に基板15の反対面の金属箔３にも絶縁性エポキ
シ樹脂の絶縁性ペーストを、同様のパターンで横方向に
１mmずらして、印刷し乾燥して硬化した。

【００５７】この後、始めに印刷形成した表面側の絶縁
性ペースト層16a の長さ方向の一縁に沿い、かつ、後に
印刷形成した裏面側の絶縁性ペースト層16b の一縁に沿
ってシャーリングで切断し、長さ寸法が６mm、幅寸法が
４．８mm、厚さ寸法が１mmの短冊片17を１０本製作し
た。

【００５８】次に、ガラス板の平面上に１６５メッシュ
のスクリーンメッシュを用いて絶縁性ペースト層16a ，
16b と同種類の絶縁性エポキシ樹脂の絶縁性ペーストを
印刷し、このパターン上に短冊片17の片方の切断面を接
触させ、切断面に絶縁性ペーストを転写する。そして、
１２０℃に保った恒温槽中で乾燥して絶縁性ペーストを
硬化し、短冊片17の一側面に絶縁性ペースト層16c を形
成した。同様に短冊片17の他側面にも絶縁性ペースト層
16c を形成した。

【００５９】さらに、ガラス板の平面上に銀粒子とエポ
キシ樹脂からなる半田付け可能な導電性ペーストを６０
メッシュのスクリーンメッシュを用いて印刷し、この導
電性ペーストに絶縁性ペースト層16c ，16c を形成した
基板15の側面を漬けるように接触させ、この状態で約２
０秒保持することにより、絶縁性ペーストにて被覆され
ていない一部露出する金属箔３から反対面の絶縁性ペー
スト層に亘る略コ字状の導電性ペースト層18を形成し
た。なお、基板15の逆の側面についても同様に略コ字状
の導電性ペースト層18を形成した。そして、これら導電
性ペースト層18，18は１５０℃に保った恒温槽にて乾燥
させて硬化した。

【００６０】そして、これら導電性ペースト層18，18お
よび露出する金属箔３の部分に水溶性のフラックスを塗
布した後、２６０℃に保った６４ハンダからなるハンダ
パス中に短冊片17をディップして、導電性ペースト層1
8，18および露出する金属箔３の部分を覆う連続した半
田層を形成する。

【００６１】次に、短冊片17の電極上に形成した絶縁性
ペースト層の長さ方向の両端から１．２５mmの部分を切
断し、廃棄した。これは、基板15が露出する不要部分で
ある。さらに、この短冊片17を長さ方向に２．５mmの間
隔で切断し、各短冊片17から２０個のチップ状のＰＴＣ
素子１を得た。すなわち、１つの基板15から２００個の
ＰＴＣ素子１を得た。このΡＴＣ素子１は、長さ寸法が
約５mm、幅寸法が約２．５mm、厚さ寸法が約０．７mmで
あった。

【００６２】次に、他の実施例のＰＴＣ素子を製造する
動作を説明する。

【００６３】導電性ペーストとして、メッキ可能なグレ
ードを用い、その表面にニッケルメッキを施してメッキ
層を形成し、さらに半田メッキを施して半田層を形成し
て３層構造の電極を形成した以外は、上記一実施例と同
様にしてΡＴＣ素子１を製作した。

【００６４】次に、さらに他の実施例のＰＴＣ素子を製
造する動作を説明する。

【００６５】上記一実施例と同様に、両側面に絶縁性ペ
ースト層16c を形成した短冊片17を形成した。その後、
シリコーンラバの上に、一実施例で用いた半田付け可能
な導電性ペーストを幅寸法が７mm、長さ寸法が５．５cm
でパターン形成し、このパターン上に短冊片17の両側面
を圧力を加えて押し付けることにより、絶縁性ペースト
層16c ，16c の表面に、絶縁性ペースト層16a ，16b の
端部および露出する一部の金属箔３，３に連続した略コ
字状の導電性ペースト層18，18を形成し、一実施例と同
様に硬化した。この短冊片17を一実施例と同様に切断
し、ΡΤＣ素子１を得た。

【００６６】

【発明の効果】請求項１記載のＰＴＣ素子によれば、Ｐ
ＴＣ組成物にて略板状に成形したＰＴＣ基板の表裏面に
それぞれ一対の金属膜状の電極膜を設け、これら一対の
電極膜の一部を露出してＰＴＣ基板の対向する端面に連
続してそれぞれ一対の絶縁層を設け、これら絶縁層の表
面に一対の電極膜の露出する部分に亘って電気的に接触
してそれぞれ一対の電極を膜状に設けるため、膜状に形
成した電極膜、絶縁層および電極により一対の電極間に
十分な絶縁距離を有して小型に形成でき、端面に位置す
る膜状の電極により表面実装できる小型の素子が得ら
れ、製造が容易で生産性を向上できるとともに、電極が
ＰＴＣ基板の表裏面に亘るため、実装の際に電極の基板
に対向する部分と基板に対して垂直方向に位置する部分
とにて確実な実装が容易にできる。また、上下どちらの
方向でも実装が可能になる。

【００６７】請求項２記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１記載のＰＴＣ素子に加え、ＰＴＣ基板の対向する端
面に一対の端面絶縁層を設けるとともに、ＰＴＣ基板の
表裏面に一対の電極膜の一部を覆ってそれぞれ一対の表
面絶縁層とを設けて、端面絶縁層と表面絶縁層とをそれ
ぞれ連続されて一対の絶縁層を形成するため、容易に絶
縁層を形成でき、製造が容易で生産性を向上できる。

【００６８】請求項３記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１または２記載のＰＴＣ素子に加え、ＰＴＣ基板の対
向する端面から一対の電極膜のいずれか一方の一部を覆
ってそれぞれ絶縁性ペーストを塗布して一対の絶縁層を
形成するため、容易に膜状の絶縁層を形成でき、製造が
容易で生産性を向上できる。

【００６９】請求項４記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし３いずれか記載のＰＴＣ素子に加え、電極膜
および電極の少なくともいずれか一方を導電ペーストを
塗布して焼結することにより形成するため、膜状の電極
膜あるいは電極を容易に形成でき、製造が容易で生産性
を向上できる。

【００７０】請求項５記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし４いずれか記載のＰＴＣ素子に加え、導電ペ
ーストにて絶縁層の表面に一対の電極膜の露出部分に亘
ってそれぞれ膜状に導電ペースト層を形成し、これら導
電ペーストの表面にメッキにてメッキ層を形成して一対
の電極を形成するため、実装の際の半田接続が容易な膜
状の電極を容易に形成でき、製造が容易で生産性を向上
できるとともに、実装性が良好で小型に形成できる。

【００７１】請求項６記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし５いずれか記載のＰＴＣ素子に加え、表面に
半田にて半田層を設けて電極を形成するため、実装の際
に容易に確実な半田接続ができる。

【００７２】請求項７記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし６いずれか記載のＰＴＣ素子に加え、電極お
よび絶縁層の少なくともいずれか一方を転写によりパタ
ーン形成するため、連続的に容易に電極あるいは絶縁層
を形成でき、製造が容易で生産性を向上できる。

【００７３】請求項８記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし７いずれか記載のＰＴＣ素子に加え、電極お
よび絶縁層の少なくともいずれか一方をパターンが形成
された曲面原盤にて印刷形成するため、電極あるいは絶
縁層の確実な形成を連続的に容易にできる。

【００７４】請求項９記載のＰＴＣ素子によれば、請求
項１ないし８いずれか記載のＰＴＣ素子を過電流素子と
して用いるため、表面実装性に優れた小型の過電流素子
を容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態のＰＴＣ素子を示す断面
図である。

【図２】同上ＰＴＣ素子を製造する状況を説明する基板
を示す一部を切り欠いた平面図である。

【図３】同上断面図である。

【図４】同上ＰＴＣ素子を製造する状況を説明する短冊
片を示す斜視図である。

【図５】従来例のＰＴＣ素子を示す側面図である。

【図６】同上正面図である。

【符号の説明】

１ＰＴＣ素子２ＰＴＣ基板である成形体３電極膜である金属箔 5a 絶縁層である第１表面絶縁層 5b 絶縁層である第２表面絶縁層 6a 絶縁層である第１端面絶縁層 6b 絶縁層である第２端面絶縁層 7a 第１絶縁層 7b 第２絶縁層９電極 10 導電ペースト層である導電膜層 11 メッキ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶性高分子中に導電性粒子を分散して
なるＰＴＣ組成物にて略板状に成形されたＰＴＣ基板
と、このＰＴＣ基板の表裏面にそれぞれ設けられた一対の金
属膜状の電極膜と、前記ＰＴＣ基板の対向する端面から連続して前記一対の
電極膜のそれぞれ相異なるいずれか一方の一部を覆って
それぞれ設けられた一対の絶縁層と、これら絶縁層の表面にこれら絶縁層に覆われていない前
記一対の電極膜に電気的に接触してそれぞれ膜状に設け
られた一対の電極とを具備したことを特徴とするＰＴＣ
素子。
【請求項２】一対の絶縁層は、ＰＴＣ基板の対向する
端面に設けられた一対の端面絶縁層と、これら一対の端
面絶縁層にそれぞれ連続し前記ＰＴＣ基板の表裏面に前
記一対の電極膜の一部を覆ってそれぞれ設けられた一対
の表面絶縁層とを設けたことを特徴とする請求項１記載
のＰＴＣ素子。
【請求項３】絶縁層は、絶縁性ペーストが塗布されて
形成されたことを特徴とする請求項１または２記載のＰ
ＴＣ素子。
【請求項４】電極膜および電極の少なくともいずれか
一方は、導電ペーストが塗布され焼結されて形成された
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＰＴ
Ｃ素子。
【請求項５】電極は、導電ペーストにて形成された導
電ペースト層と、この導電ペースト層の表面にメッキに
て形成されたメッキ層とを備えたことを特徴とする請求
項１ないし４いずれか記載のＰＴＣ素子。
【請求項６】電極は、表面に半田にて形成された半田
層とを備えたことを特徴とする請求項１ないし５いずれ
か記載のＰＴＣ素子。
【請求項７】電極および絶縁層の少なくともいずれか
一方は、転写によりパターン形成されたことを特徴とす
る請求項１ないし６いずれか記載のＰＴＣ素子。
【請求項８】電極および絶縁層の少なくともいずれか
一方は、パターンが形成された曲面原盤にて印刷形成さ
れたことを特徴とする請求項１ないし７いずれか記載の
ＰＴＣ素子。
【請求項９】過電流素子として使用されることを特徴
とする請求項１ないし８いずれか記載のＰＴＣ素子。