专利名称：Ptc元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及PTC(Positive Temperature Coefficient正温度系数)元件及其制造方法。
背景技术：
作为用于在过电流时保护电路元件的元件，已知有PTC元件。PTC元件是一旦达到某一特定的温度区域，其电阻值的正温度系数急剧增大的元件。作为这种PTC元件之一，已知有在专利文献1(日本专利公告平5-9921号公报)中记载的元件。
上述专利文献1中记载的PTC元件，在由聚合物及被该聚合物所分散的导电性粉末构成的、具有正的电阻温度特性的元件的表面，接合使与该元件的表面相接的面粗化的金属板，将该金属板作为端子电极。这样使与元件的表面相接的面粗化，是为了提高元件与金属板的接合强度。
然而，如上述专利文献1中所记述的PTC元件，在使与元件的表面相接的面全部粗化的情况下，如果将作为端子电极的金属板与外部端子等连接端子进行焊接或焊锡焊接，有时不能充分确保其连接强度。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够提高在将从坯体延伸的导线端子与其他端子接合时的接合强度的PTC元件及其制造方法。
本发明的这种PTC元件的制造方法，是具备夹住坯体并被热压接合的一对导线端子的PTC元件制造方法，其特征在于，具有坯体准备工序，准备使导电性填充物分散在结晶性高分子中而构成的坯体；端子准备工序，准备在夹住坯体的面上相互间隔地形成有多个固定(anchor)突起导线端子，该导线端子是夹住坯体的一对导线端子；平坦化工序，使得在与一对导线端子各自的坯体不重合的非重复区域形成的固定突起平坦化；以及热压接合工序，使得在与一对导线端子各自的坯体重合的重复区域夹住坯体，通过热压接合，将一对导线端子与坯体固定。
根据本发明，用将在非重复区域形成的固定突起平坦化后的导线端子，夹住坯体，通过热压接合，将导线端子与坯体固定，所以，即使在例如坯体向非重复区域内流出的情况下，也能够容易地将流出部分去除。因此，在非重复区域能够实现实质上不残留坯体而平坦化，所以能够使导线端子与其他端子进行良好的接合。
而且，在本发明的这种PTC元件的制造方法中，优选在平坦化工序中，将在非重复区域形成的固定突起压溃而实现平坦化。由于将固定突起压溃而实现平坦化，所以不会发生无用材料的残留，能够使非重复区域平坦化。
本发明的这种PTC元件是具备使导电性填充物分散在结晶性高分子中而构成的坯体，和夹住该坯体、并被热压接合的一对导线端子的PTC元件。其特征在于一对导线端子分别具有与坯体重合的重复区域、以及与坯体不重合的非重复区域。在一对导线端子各自的重复区域，形成具有大直径部、和与该大直径部相比在根部的小直径部的固定突起。在一对导线端子各自的非重复区域，固定突起被压溃而平坦化。
根据本发明，由于能够容易地使得导线端子与坯体不重合的非重复区域平坦化，所以能够提供在非重复部分不残留坯体的PTC元件。因此，能够提高非重复部分与其他端子相接合时的接合强度。
而且，在本发明中，优选重复区域的厚度为60～140μm，非重复区域的厚度为50～120μm，固定突起的平均高度为5～40μm。如果重复区域的厚度超过140μm，导线端子过厚，坯体与导线端子的热压接合不充分，坯体与导线端子的接合强度降低。所以，考虑到平坦化，优选非重复区域的厚度为120μm以下。而且，如果非重复区域的厚度低于50μm，导线端子自身的强度下降。所以，考虑到非重复区域的平坦化，优选重复区域的厚度为60μm以上。此外，如果固定突起的平均高度低于5μm，不能充分发挥坯体与导线端子之间的固定效果，坯体与导线端子之间的连接强度减弱。再者，如果固定突起的平均高度高于40μm，固定突起自身的强度下降，与坯体热压接合时固定突起会从导线端子脱落。
根据上述的本发明，由于在一对导线端子各自的非重复区域上，能够没有残留坯体地实现平坦化，所以能够将导线端子良好地与其他端子结合。因此，可以提高将从坯体延伸出的导线端子与其他端子连接时的接合强度。
图1是表示本实施方式的PTC元件的立体图。
图2是本实施方式的PTC元件的平面图。
图3是图2的部分放大图。
图4是表示本实施方式的PTC元件制造方法顺序的图。
图5是用于补充说明图4所示顺序的制造方法的图。
图6是用于补充说明图4所示顺序的制造方法的图。
图7是用于补充说明图4所示顺序的制造方法的图。
图8是用于补充说明图4所示顺序的制造方法的图。
具体实施例方式
通过参照仅用于示例的附图，考虑以下的详细描述，能够容易地理解本发明的观点。接着，参照附图对本发明的实施方式加以说明。在可能的情况下，同一部分都标以相同的符号，省略重复的说明。
参照图1，对作为本发明的实施方式的PTC元件加以说明。图1是PTC元件1的立体图。PTC元件1是聚合物PTC元件，具备一对端子电极12、14(导线端子)与坯体10。
一对端子电极12、14是厚度约为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极12、14以各自的一部分相对的方式配置。由于将坯体10配置在该相对的部分之间，所以一对端子电极12、14以各自的面12s、14s夹住坯体10。从而，在一对端子电极12、14上分别形成与坯体10重合的重复区域121、141，以及不与坯体10重合的非重复区域122、142。
使导电性填充物分散在结晶性高分子树脂内，形成坯体10。作为导电性填充物，可以使用Ni粉；作为结晶性高分子树脂，可以使用热塑性树脂的聚乙烯树脂。坯体10通过加压、加热，被接合于一对端子电极12、14上。
图2是图1所示的PTC元件1的侧面图。如图2所示，在端子电极12、14各自夹住坏体10的面12s、14s上，分别形成有多个固定突起16、20，及平坦化突起18、22。固定突起16、20形成在重复区域121、141上，平坦化突起18、22形成在非重复区域122、142上。并且，在图2中，为了说明的方便，将固定突起16、20和平坦化突起18、22描述得相对大。实际的固定突起16、20和平坦化突起18、22是微小的突起，为难以视觉辨认的大小。在以下的说明中所使用的图也同样。
图3表示图2所示的端子电极12的放大侧面图。如图3所示，在重复区域121上形成的多个固定突起16，分别具有大直径部161与小直径部162。大直径部161设置在固定突起16从端子电极12延伸方向上的前端侧，以该方向上的外周比小直径部162的外周大的方式形成。小直径部162与大直径部161相比，设置在固定突起16的根部。各固定突起16中的大直径部161与小直径部162的形状可以不一致。而且，大直径部161与小直径部162的外周形状也可以不是圆形或椭圆形等规整的形状，可以是变形的形状。
邻接的固定突起16以相互间隔的方式配置。所以，坯体10进入在各固定突起16之间形成的凹部17中，将端子电极12与坯体10固定。在不形成该固定突起16而将端子电极12与坯体10固定的情况下，端子电极12对坯体10的固定不充分，坯体10与端子电极12的接合强度极端低下。
如图3所示，在非重复区域122中形成的多个平坦化突起18，分别具有大直径部181及小直径部182。大直径部181设置在平坦化突起18从端子电极12延伸方向的前端侧，以该方向上的外周比小直径部182的外周大的方式形成。在大直径部181的前端形成有平坦面181a。小直径部182与大直径部181相比，设置在平坦化突起18的根部。各平坦化突起18中的大直径部181与小直径部182的形状可以不一致。而且，大直径部181与小直径部182的外周形状也可以不是圆形或椭圆形等规整的形状，可以是变形的形状。
邻接的平坦化突起18以相互相接的方式配置。各平坦化突起18的平坦面181a相连续，形成实质的平坦面。所以，实质上不存在坯体10进入在各平坦化突起18之间形成的凹部19中的现象。不过，平坦化突起18并不是在全部非重复区域122、142上完全相接，在对端子电极12、14与其他的端子接合时的结合强度没有实质性影响的范围内，也有平坦化突起18之间相隔离的情况。
在本实施方式中，虽然由于在非重复区域122、142以互相接合的方式形成平坦化突起18，形成实质上平坦的面，但是只要是能够形成实质上平坦的面，实施方式并不限于此。例如，也可以是通过对非重复区域122、142进行切削或研磨而实现平坦化。
接着，主要参照图4，并根据需要参照图1～图3、图5～图8，对上述PTC元件1的制造方法加以说明。图4是表示本实施方式的PTC元件1制造方法顺序的图。图5～图8是将制造方法的各工序中的端子电极12与坯体10状态放大表示的图。如图4所示，PTC元件1的制造方法具备坯体准备工序(步骤S01)、端子准备工序(步骤S02)、平坦化工序(步骤S03)、以及热压接合工序(步骤S04)。
在坯体准备工序(步骤S01)中，制作、准备作为坯体10(参照图1～图3)的坯体材料。首先，混炼作为导电性填充物的Ni粉与作为母体树脂的聚乙烯，形成坯块。将该坯块压成圆盘状，进行切削而得到坯体材料。
在随后的端子准备工序(步骤S02)中，制作、准备作为端子电极12、14(参照图1～图3)的金属板。在端子电极12、14(参照图1～图3)夹住坯体10(参照图1～图3)的面12s、14s(参照图1～图3)上，形成有固定突起16、20(参照图1～图3)。固定突起16、20是上述节瘤状的突起连续形成的突起。以端子电极12为例，如图5所示，在端子电极12的重复区域121与非重复区域122两者上形成固定突起16。虽然图中未显示，但对于端子电极14也是同样的。
回到图4中，在平坦化工序(步骤S03)中，将在非重复区域122、142(参照图1～图3)上形成的固定突起16、20(参照图1～图3)压溃而平坦化。以端子电极12为例，如图6所示，通过按压，将在非重复区域122上形成的固定突起16压溃，成为平坦化突起18。这种情况下的按压移动量优选为10～35μm，更优选10～15μm。
如上所述，各平坦化突起18相互接触，实质性平坦化。如果从端子电极的厚度出发，形成平坦化突起18的非重复区域122的平均厚度小于形成固定突起16的重复区域121的平均厚度。并且，平均厚度可以通过制作冲压有规定面积的试样，由其质量和比重求出。
例如在本实施方式中，优选平坦化后的厚度在重复区域121、141为60～140μm，在非重复区域122、142为50～120μm。在这种情况下，固定突起16、20的平均高度为5～40μm。而且，更加优选平坦化后的厚度在重复区域121、141为95～100μm，在非重复区域122、142为80～90μm。在这种情况下，固定突起16、20的平均高度为5～20μm。
如果重复区域121、141的厚度超过140μm，端子电极12、14过厚，坯体10与端子电极12、14的热压接合不充分，坯体10与端子电极12、14的接合强度减弱。所以，考虑到平坦化，优选非重复区域122、142的厚度为120μm以下。
而且，如果非重复区域122、142的厚度小于50μm，则端子电极12、14自身的强度下降，在非重复区域122、142中的弯曲等制造工序时和产品后的处理变的困难。所以，考虑到非重复区域122、142的平坦化，优选重复区域121、141的厚度为60μm以上。
此外，如果固定突起16、20的平均高度低于5μm，则不能充分发挥坯体10与端子电极12、14之间的固定效果，坯体10与端子电极12、14的连接强度减弱。并且，如果固定突起16、20的平均高度超过40μm，固定突起16、20自身的强度下降，在与坯体10热压接合时固定突起16、20从端子电极12、14脱落。
回到图4，在热压接合工序(步骤S04)中，由一对端子电极12、14(参照图1～图3)各自的重复区域121、141(参照图1～图3)将坯体材料(坯体)夹入，通过热压接合，将一对端子电极12、14(参照图1～图3)与坯体10(参照图1～图3)固定。
更具体而言，如图7所示，用在步骤S03中实施了平坦化处理的端子电极12与端子电极14(图7中未示)，夹住在步骤S01中所准备的坯体材料M。此时，以由端子电极12的重复区域121与端子电极14的重复区域(图7中未示)夹住坯体材料M的方式配置。接着，一边加热，一边形成如图8所示由端子电极12与端子电极14将坯体材料M压缩的状态。如图8所示，由于坯体材料M从重复区域121流出到非重复区域122，所以除去其流出部分11。并且，可以一边加热一边加压，也可以在加热后加压。
通过上述制造方法，能够得到本实施方式的PTC元件1。并且，在平坦化工序中，虽然将固定突起16、20压溃而实现平坦化，但也可以通过对固定突起16、20进行切削或研磨而实现平坦化。
根据本实施方式，由将在非重复区域122、142中形成的固定突起16、20平坦化后的端子电极，夹入坯体材料M(坯体10)，通过热压接合，将端子电极12、14与坯体10固定。所以，即使在例如坯体材料M(坯体10)流出到非重复区域122、142的情况下，也能够容易地将流出部分去除。从而，因为能够使非重复区域122、142上不残留坯体材料M(坯体10)、而实现平坦化，所以能够通过焊锡焊接及焊接(特别是槽焊)，使端子电极12、14良好地接合在其他端子上。
权利要求
1.一种PTC元件的制造方法，该PTC元件具备夹住坯体并被热压接合的一对导线端子，其特征在于包括坯体准备工序，准备使导电性填充物分散在结晶性高分子中构成的坯体；端子准备工序，准备夹住所述坯体的一对导线端子，该导线端子在夹住所述坯体的面上相互间隔地形成有多个固定突起；平坦化工序，使在与所述一对导线端子各自的所述坯体不重合的非重复区域形成的所述固定突起平坦化；和热压接合工序，使得在与所述一对导线端子各自的所述坯体重合的重复区域夹住所述坯体，通过热压接合，将所述一对导线端子与所述坯体固定。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于在所述平坦化工序中，将在所述非重复区域形成的所述固定突起压溃而实现平坦化。
3.一种PTC元件，具备使导电性填充物分散在结晶性高分子中构成的坯体、和夹住该坯体并被热压接合的一对导线端子，其特征在于所述一对导线端子分别具有与所述坯体重合的重复区域、和与所述坯体不重合的非重复区域，在所述一对导线端子各自的重复区域，形成具有大直径部、和与该大直径部相比在根部的小直径部的固定突起，在所述一对导线端子各自的非重复区域，所述固定突起被压溃而平坦化。
4.根据权利要求3所述的PTC元件，其特征在于所述重复区域的厚度为60～140μm，所述非重复区域的厚度为50～120μm，所述固定突起的平均高度为5～40μm。
全文摘要
本发明涉及具备夹住坯体并被热压接合的一对导线端子的PTC元件制造方法。其具备坯体准备工序，准备使导电性填充物分散在结晶性高分子中构成的坯体；端子准备工序，准备在夹住坯体的面上相互间隔地形成有多个固定突起的导线端子，该导线端子是夹住坯体的一对导线端子；平坦化工序，使在与一对导线端子各自的坯体不重合的非重复区域形成的固定突起平坦化；和热压接合工序，使得在与一对导线端子各自的坯体重合的重复区域夹住所述坯体，通过热压接合，将一对导线端子与坯体固定。
文档编号H01C7/02GK1937107SQ200610139279
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年9月20日
发明者户坂久直, 繁田德彦, 佐藤广一, 畠山勤 申请人:Tdk株式会社