Ptc元件的制作方法

文档序号:7230294阅读:157来源:国知局
专利名称:Ptc元件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种PTC(Positive Temperature Coefficient正温度系数)元件。
背景技术
作为用于保护电路元件免于过电流损害的元件,已知有PTC元件。PTC元件是在达到一定特定的温度区域时电阻值的正温度系数急剧增大的元件。作为这样的PTC元件之一,已知有在日本特开昭60-196901号公报(日本特公平5-9921号公报)中所记载的PTC元件。

发明内容
在日本特开昭60-196901号公报中记载的PTC元件,在由聚合物和分散在该聚合物中的导电性粉末形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触的面粗糙化的金属板,将该金属板作为端子电极。将与元件的表面接触的面粗糙化,是为了提高元件与金属板的接合强度。
但是,在如日本特开昭60-196901号公报中记载的PTC元件这样,将与元件的表面接触的面全部粗糙化时,如果将成为端子电极的金属板与外部端子等的连接端子焊接或用焊料接合,有可能不能充分确保接合强度。
因此,在本发明中,其目的在于提供一种PCT元件,可以提高从元件延伸出的引线端子与其他端子接合时的接合强度。
本发明人在研究可解决上述课题的PTC元件的过程中,还发现了如下的新课题。制造PTC元件后经过规定的时间,可能会有氧气从周围进入素体。为了防止氧气进入素体,考虑设置保护膜以覆盖素体。但是,该保护膜有可能剥离,本发明人发现需要有一些对策。本发明是从该角度出发做出的。
本发明相关的PTC元件,具备使导电性填料分散在结晶性高分子中而成的素体,夹着素体而被压接的一对引线端子,覆盖素体的未被压接在一对引线端子上的部分的保护膜;一对引线端子分别具有,与素体重叠的重复区域和不与素体重叠的非重复区域,在一对引线端子各自的重复区域上形成有陷入素体的加固突起,在非重复区域上的与素体相邻的区域上,形成有用于抑制保护膜的剥离的剥离抑制区域,在非重复区域中的至少除了剥离抑制区域以外的区域上,加固突起被压碎而形成。
在本发明中,在非重复区域中的至少除了剥离抑制区域以外的区域上,加固突起被压碎而形成。由此,上述区域实质上被平坦化,可以提高与其它端子接合时的接合强度。剥离抑制区域,形成在非重复区域上的与素体相邻的区域上。由此,可以抑制覆盖素体与保护膜的剥离。
优选,剥离抑制区域,形成在一对引线端子互相重叠的区域上。由于剥离抑制区域形成在引线端子互相重叠的区域上,所以在保护膜中夹入引线端子,可以进一步抑制保护膜的剥离。
优选,在剥离抑制区域上,形成有陷入保护膜的加固突起。由于在剥离抑制区域上形成有加固突起,所以可以更有效地抑制保护膜的剥离。
优选,剥离抑制区域是表面被粗糙化的表面粗糙化区域。在表面粗糙化区域上,由于表面被粗糙化,表面积实质上被扩大。因此,保护膜与引线端子的接触面积有效增大,可以进一步提高保护膜的剥离强度。
优选,在表面粗糙化区域上,表面通过刻蚀而被表面粗糙化。刻蚀与被称为研磨的机械方法相比,可以容易地使引线端子的表面粗糙化。因此,可以简便地形成表面粗糙化区域。
优选,在剥离抑制区域上,形成有贯通孔和缺口的至少一者,保护膜通过贯通孔和缺口的至少一者而形成至引线端子的相反面。由于在剥离抑制区域上形成有贯通孔和缺口的至少一者,保护膜通过贯通并绕过孔和缺口的至少一者而形成固定用形状,因此可以抑制覆盖素体的保护膜的剥离。
优选,贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在一对引线端子互相重叠的区域上。由于贯通孔和缺口的至少一者形成在一对引线端子互相重叠的区域上,所以在保护膜中夹着引线端子,可以进一步抑制保护膜的剥离。此外,可以通过贯通孔和缺口的至少一者,排出滞留在配置在素体和与素体相邻的非重复区域周边的保护膜中的空气。因此,在成为凹陷的形状的部分上填充保护膜时,可以不带有空气而进行涂布。
优选,贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在在重复区域的两侧具有的非重复区域的互相重叠的区域上。由于贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在素体的两侧的互相重叠的区域上,所以可以进一步抑制保护膜的剥离。
根据本发明,可以提高从素体延伸出的引线端子与其它端子接合时的接合强度,同时,可以抑制覆盖素体与保护膜的剥离。因此,可以抑制氧气与素体接触,可以抑制素体氧化。
由下面所给出的详细说明和仅以示例方式给出的附图可以更清楚地理解本发明,并且,这些不能被认为用于限定本发明。
根据下面给出的详细说明,本发明的进一步的适用范围变得清楚。但是,应该理解,这些详细说明和具体实例,虽然表示本发明的优选实施方式,是仅以示例方式给出的,因为根据该详细说明,在本发明的精神和范围内做出的各种变化和修改,对于本领域技术人员而言是显而易见的。


图1是表示第1实施方式中的PTC元件的平面图和剖面图。
图2是表示第1实施方式中的PTC元件的变形例的图。
图3是表示第1实施方式的比较例的PTC元件的图。
图4是表示将第1实施方式的PTC元件与比较例的PTC元件进行比较的结果的图。
图5是表示第2实施方式中的PTC元件的平面图和剖面图。
图6是表示第2实施方式中的PTC元件的变形例的图。
图7是表示第2实施方式的比较例的PTC元件的剖面图。
图8是表示将第2实施方式的PTC元件与比较例的PTC元件进行比较的结果的图。
图9是表示第3实施方式中的PTC元件的平面图和剖面图。
图10是表示第3实施方式中的PTC元件的第1变形例的图。
图11是表示第3实施方式中的PTC元件的第2变形例的图。
图12是表示第3实施方式中的PTC元件的第3变形例的图。
图13是表示第3实施方式的比较例的PTC元件的图。
图14是表示将第3实施方式的PTC元件与比较例的PTC元件进行比较的结果的图。
具体实施例方式
通过参照仅为了示例而表示的附图并考虑以下的详细描述,可以容易地理解本发明的见解。接着,参照

本发明的实施方式。在可能的情况下,对相同的部分标注相同的符号,省略重复的说明。
对本发明的第1实施方式的PTC元件,参照图1进行说明。图1的(a)是PTC元件P1的平面图,图1的(b)是PTC元件P1的中央附近(图1的(a)的I-I)的剖面图。PTC元件P1是聚合物PTC元件,具备一对端子电极12、14(引线端子)、素体10和保护膜16a、16b、16c、16d。
一对端子电极12、14是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极12、14配置为各自的一部分相对。在一对端子电极12、14的相对的部分之间配置有素体10,因此,一对端子电极12、14以各自的相向的面夹着素体10。因此,在一对端子电极12、14上,分别形成有与素体10重叠的重复区域121、141和与素体10不重叠的非重复区域122、142。
素体10形成为,比端子电极12和端子电极14互相重叠的部分更小。因此,在素体10的周围,端子电极12和端子电极14互相重叠,但形成有不与素体10重叠的非重复区域122、142。
素体10是使导电性填料分散于结晶性高分子树脂而形成。作为导电性填料,优选使用Ni粉,作为结晶性高分子树脂,优选使用热塑性树脂的聚乙烯树脂。素体10通过加压和加热而压接在一对端子电极12、14上。
保护膜16a、16b、16c、16d配置成,分别覆盖素体10未与端子电极12、14压接的部分。素体10未被压接在端子电极12、14上的面是4个面,保护膜16a、16b、16c、16d分别沿着该4个面配置。
保护膜16a、16b、16c、16d为,在环氧树脂和硫醇系固化剂反应而形成的固化物层中,分散由比该固化物层氧透过性低的材料形成的填料而形成。优选填料为无机填料。优选填料的至少一部分为板状。还优选,以这些保护膜全部的质量为基准,保护膜16a、16b、16c、16d含有5~50质量%的填料。
保护膜16a、16b、16c、16d,例如,通过将含有环氧树脂、硫醇系固化剂和填料的环氧树脂组合物加热,使环氧树脂和硫醇系固化剂的反应进行,而形成。
作为填料,优选使用无机填料、金属填料或有机填料。作为无机填料,可以使用云母、二氧化硅、滑石、粘土(天然或合成蒙脱石或它们的混合物等)、玻璃、氢氧化铝、氢氧化镁和陶瓷等。作为金属填料,可以使用银粉、金粉、铜粉和镍粉等。作为有机填料,可以使用碳和聚酰亚胺等。
在端子电极12、14分别夹着素体10的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC1。
加固突起AC分别形成在重复区域121、141,和为非重复区域122、142且与重复区域121、141相邻的区域(剥离抑制区域)上。从另外的角度出发,加固突起AC分别形成在重复区域121、141,和为非重复区域122、142且端子电极12、14相互重叠的区域上。
平坦化突起FC1形成在,为非重复区域122、142且除了剥离抑制区域以外的区域上。从另外的角度出发,平坦化突起FC1形成在,为非重复区域122、142且端子电极12、14互相重叠的区域上。
在图1中,为了便于说明,将加固突起AC和平坦化突起FC1描绘得相对较大。实际的加固突起AC和平坦化突起FC1是微小突起,成难以目视辨认得大小。在以下的说明中所用的附图中也同样。
加固突起AC分别具有大径部和小径部。大径部设置在加固突起AC从端子电极12、14延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。小径部设置在与大径部相比加固突起AC的基侧。各加固突起AC中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的加固突起AC配置成互相隔开。因此,素体10进入各加固突起AC间形成的凹部中(加固突起AC陷入素体10),而使端子电极12、14和素体10固定。保护膜16a、16b、16c、16d进入各加固突起AC间形成的凹部中(加固突起AC陷入保护膜16a、16b、16c、16d),而使端子电极12、14和保护膜16a、16b、16c、16d固定。
平坦化突起FC1分别具有大径部和小径部。大径部设置在平坦化突起FC1从端子电极12、14延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。在大径部的前端形成有平坦面。小径部设置在与大径部相比平坦化突起FC1的基侧。各平坦化突起FC1中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的平坦化突起FC1配置成互相接触。各平坦化突起FC1的平坦面(平坦化突起FC1的前端面)连续,形成实质性的平坦面。因此,素体10或保护膜16a、16b、16c、16d实质上不进入各平坦化突起间形成的凹部中。不过,各平坦化突起FC1不必在整个面上完全接触,在实质上不影响端子电极12、14与其它端子接合时的接合强度的范围内,也有平坦化突起FC1相互之间隔开的情况。
在第1实施方式中,通过将平坦化突起FC1形成为互相接触而形成实质上的平坦面,但只要能够形成实质上的平坦面,实施方式也不限于上述的。例如,也可以通过切割或研磨等进行平坦化。
图2表示第1实施方式的变形例。图2是变形例的PTC元件P2的剖面图。PTC元件P2具备一对端子电极22、24(引线端子)、素体10a和保护膜26a、26b、26c、26d。
一对端子电极22、24是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极22、24配置为各自的一部分相对。在其相对的部分之间配置有素体10a,因此,一对端子电极22、24以各自的相向的面夹着素体10a。因此,在一对端子电极22、24上,分别形成有与素体10a重叠的重复区域221、241和与素体10a不重叠的非重复区域222、242。
素体10a形成为,与端子电极22和端子电极24互相重叠的部分大致相同的形状。素体10a为与素体10同样的组成,因而省略其说明。素体10a通过加压加热而被压接在一对端子电极22、24上。
保护膜26a、26b、26c、26d配置成分别覆盖素体10a未压接在端子电极22、24的部分。保护膜26d相当于图1的(a)所示的保护膜16d,未在图2中表示。素体10a被压接在端子电极22、24的面是4个面,保护膜26a、26b、26c、26d分别沿着该4个面配置。
保护膜26a、26b、26c、26d的组成等,与已经说明的保护膜16a、16b、16c、16d同样,因而省略其说明。
在端子电极22、24分别夹着素体10a的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC1。
加固突起AC分别形成在重复区域221、241和非重复区域222、242且与重复区域221、241相邻的区域(剥离抑制区域)上。平坦化突起FC1形成在,为非重复区域222、242且除了剥离抑制区域以外的区域上。
接着,对第1实施方式的PTC元件P1和PTC元件P2中的保护膜16a~16d和保护膜26a~26d的剥离防止效果进行说明。作为比较的对象,使用图3所示的PTC元件P4。
PTC元件P4具备一对端子电极42、44(引线端子)、素体10a和保护膜46a、46b、46c、46d。
一对端子电极42、44是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极42、44配置为各自的一部分相对。在其相对的部分之间配置有素体10a,因此,一对端子电极42、44以各自的相向的面夹着素体10a。因此,在一对端子电极42、44上,分别形成有与素体10a重叠的重复区域421、441和与素体10a不重叠的非重复区域422、442。
素体10a形成为,与端子电极42和端子电极44互相重叠的部分大致相同的形状。保护膜46a、46c配置成分别覆盖素体10a未被压接在端子电极22、24的部分。还形成有相当于图1所示的保护膜16b、16d的保护膜46b、46d,但未在图3中表示。保护膜46a、46c的组成等,与已经说明的保护膜16a、16b、16c、16d同样,因而省略其说明。
在端子电极42、44分别夹着素体10a的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC1。
加固突起AC仅形成在重复区域421、441上。平坦化突起FC 1形成在非重复区域422、442上。
在图4中表示对上述的PTC元件P1、PTC元件P2和PTC元件P4进行端子电极的剥离试验的结果。图4表示将PTC元件P1、PTC元件P2和PTC元件P4各自的端子电极从素体垂直拉开时的保护膜的剥离强度。
如图4所示,第1实施方式相关的PTC元件P1和PTC元件P2,与PTC元件P4相比,剥离强度更高。特别是PTC元件P1剥离强度非常高。具体而言,PTC元件P4的剥离强度为,样品数5,2.66N~3.33N,平均值为2.75N。PTC元件P2的剥离强度为,样品数5,4.61N~7.16N,平均值为5.98N。PTC元件P1的剥离强度为,样品数5,17.46N~23.37N,平均值为21.26N。
这是因为加固突起AC陷入保护膜16a~16d、26a~26d时,剥离强度上升。此外是因为,在保护膜16a~16d中夹着端子电极12和端子电极14,因而剥离强度进一步上升。
接着,对上述的PTC元件P1、P2的制造方法进行说明。PTC元件P1、P2的制造方法具备素体准备工序、端子准备工序、平坦化工序、热压接工序、保护膜形成工序。
在素体准备工序中,制造并准备成为素体10、10a的素体材料。首先,将成为导电性填料的Ni粉和成为基材树脂的聚乙烯进行混炼而形成块料。将该块料压成圆盘状,切割而得到素体材料。
接着,在端子准备工序中,作成并准备成为端子电极12、14、22、24的金属板。在端子电极12、14、22、24夹着素体10、10a的面上,形成有加固突起AC。加固突起AC是上述的节瘤状的突起连续而形成的。
在平坦化工序中,如上所述,在需要的区域上压碎加固突起AC进行平坦化,形成平坦化突起FC1。此时的压力移动量为10~35μm,更优选为10~15μm。
各平坦化突起FC1,如上所述,互相接触而实质上被平坦化。从端子电极的厚度来看,与形成有加固突起AC的区域的平均厚度相比,形成有平坦化突起FC1的区域的平均厚度更薄。平均厚度可以通过制作冲压规定面积后的试样,从其质量和比重求出。
例如,在第1实施方式的情况下,平坦化后的厚度,优选为,重复区域121、141和包括剥离抑制区域(形成有加固突起AC的区域)的非重复区域122、142为60~140μm,除了剥离抑制区域(形成有加固突起AC的区域)的非重复区域122、142为50~120μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~40μm。更优选,平坦化后的厚度,重复区域121、141和包括剥离抑制区域的非重复区域122、142为95~100μm,除了剥离抑制区域的非重复区域122、142为80~90μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~20μm。
重复区域121、141和包括剥离抑制区域的非重复区域122、142的厚度厚于140μm时,端子电极12、14变得过厚。因此,素体10和端子电极12、14的热压接不充分,素体10和端子电极12、14的连接强度变弱。因此,考虑到平坦化,优选除了剥离抑制区域的非重复区域122、142的厚度为120μm以下。
除了剥离抑制区域的非重复区域122、142的厚度薄于50μm时,端子电极12、14自身的强度降低。因此,除了剥离抑制区域的非重复区域122、142中,会有弯曲等,制造工序时和成品后的处理变得困难。因此,重复区域121、141的厚度,考虑到非重复区域122、142的平坦化,优选为60μm以上。
加固突起AC的平均高度低于5μm时,不能充分发挥素体10和端子电极12、14间的加固效果,素体10和端子电极12、14的连接强度变弱。加固突起AC的平均高度高于40μm时,加固突起AC自身的强度降低,在与素体10的热压接时,加固突起AC从端子电极12、14上脱落。
在热压接工序中,由一对端子电极12、14各自的重复区域121、141夹着素体材料(素体),通过热压接而将一对端子电极12、14和素体10固定。
在保护膜形成工序中,形成保护膜16a、16b、16c、16d。保护膜16a、16b、16c、16d为,在环氧树脂和硫醇系固化剂反应而形成的固化物层中,分散由比该固化物层氧透过性更低的材料形成的填料而形成。
根据第1实施方式,端子电极12、14的除了剥离抑制区域以外的非重复区域122、142实质上被平坦化,因此可以提高与其它端子接合时的接合强度。剥离抑制区域形成在与素体相邻的非重复区域122、142上,因此可以抑制覆盖素体10的保护膜16a~16d的剥离。
对本发明的第2实施方式的PTC元件,参照图5进行说明。图5的(a)是PTC元件P5的平面图,图5的(b)是PTC元件P5的中央附近(图5的(a)的V-V)的剖面图。PTC元件P5是聚合物PTC元件,具备一对端子电极12、14(引线端子)、素体10和保护膜16a、16b、16c、16d。
一对端子电极12、14是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极12、14配置为各自的一部分相对。在其相对的部分之间配置有素体10,因此,一对端子电极12、14以各自的相向的面夹着素体10。因此,在一对端子电极12、14上,分别形成有与素体10重叠的重复区域121、141和与素体10不重叠的非重复区域122、142。
素体10形成为,比端子电极12和端子电极14互相重叠的部分更小。因此,在素体10的周围,形成有为非重复区域122、142且端子电极12和端子电极14互相重叠的区域。
素体10是使导电性填料分散于结晶性高分子树脂而形成。作为导电性填料,优选使用Ni粉,作为结晶性高分子树脂,优选使用热塑性树脂的聚乙烯树脂。素体10通过加压和加热而压接在一对端子电极12、14上。
在端子电极12、14分别夹着素体10的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC2,同时未形成加固突起AC和平坦化突起FC2的区域被表面粗糙化。在重复区域121、141上形成加固突起AC。
在与素体10相邻的非重复区域122、142上,分别形成有表面粗糙化区域122a、142a。表面粗糙化区域122a、142a至少形成在为非重复区域122、142且端子电极12和端子电极14互相重叠的区域上。
表面粗糙化区域122a、142a是端子电极12、14的被表面粗糙化为该区域上的表面积实质上增大的区域。也优选表面粗糙化区域122a、142a通过使用盐酸等的刻蚀进行表面粗糙化而形成。也优选表面粗糙化区域122a、142a通过研磨或喷砂这样的机械加工而形成。还优选,表面粗糙化区域122a、142a,在形成加固突起AC后,通过压碎成后述的保护膜16a、16b、16c、16d进入的程度而进行表面粗糙化而形成。表面粗糙化区域,只要能够实质上抑制后述的保护膜16a、16b、16c、16d的剥离,不限定表面粗糙化的方式。
平坦化突起FC2形成在,为非重复区域122、142且除了表面粗糙化区域122a、142a以外的区域上。从另外的角度出发,平坦化突起FC2形成在,为非重复区域122、142且端子电极12、14不互相重叠的区域上。
在图5中,为了便于说明,将加固突起AC和平坦化突起FC2描绘得相对较大。实际的加固突起AC和平坦化突起FC2是微小突起,成难以目视辨认的大小。表面粗糙化区域122a、142a的被表面粗糙化的形状是示意性描述。在以下的说明中所用的附图中也同样。
加固突起AC分别具有大径部和小径部。大径部设置在加固突起AC从端子电极12、14延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。小径部设置在与大径部相比加固突起AC的基侧。各加固突起AC中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的加固突起AC配置成互相隔开。因此,素体10进入各加固突起AC间形成的凹部中(加固突起AC陷入素体10),而使端子电极12、14和素体10固定。
平坦化突起FC2分别具有大径部和小径部。大径部设置在平坦化突起FC2从端子电极12、14延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。在大径部的前端形成有平坦面。小径部设置在与大径部相比平坦化突起FC2的基侧。各平坦化突起FC2中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的平坦化突起FC2配置成互相接触。各平坦化突起FC2的平坦面(平坦化突起FC2的前端面)连续,形成实质性的平坦面。因此,素体10或保护膜16a、16b、16c、16d实质上不进入各平坦化突起间形成的凹部中。不过,各平坦化突起FC2不必在整个面上完全接触,在实质上不影响端子电极12、14与其它端子接合时的接合强度的范围内,也有平坦化突起FC2相互之间隔开的情况。
在第2实施方式中,通过将平坦化突起FC2形成为互相接触而形成实质上的平坦面,但只要能够形成实质上的平坦面,实施方式也不限于上述的。例如,也可以通过切削或研磨等进行平坦化。
保护膜16a、16b、16c、16d配置成分别覆盖素体10未压接在端子电极12、14的部分。素体10未被压接在端子电极12、14上的面是4个面,保护膜16a、16b、16c、16d分别沿着该4个面配置。
保护膜16a、16b、16c、16d,至少在表面粗糙化区域122a、142a上与端子电极12、14接触。因此,保护膜16a、16b、16c、16d与端子电极12、14接触的面积,比与未被表面粗糙化的区域相接触的情况实际上增大。
接着,参照图6说明第2实施方式的变形例。图6是变形例的PTC元件P6的剖面图。PTC元件P6是聚合物PTC元件,具备一对端子电极22、24(引线端子)、素体10a和保护膜26a、26b、26c、26d。
一对端子电极22、24是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极22、24配置为各自的一部分相对。在其相对的部分之间配置有素体10a,因此,一对端子电极22、24以各自的相向的面夹着素体10a。因此,在一对端子电极22、24上,分别形成有与素体10a重叠的重复区域221、241和与素体10a不重叠的非重复区域222、242。
素体10a形成为,与端子电极22和端子电极24互相重叠的部分大致相同的形状。素体10a为与素体10同样的组成,因而省略其说明。素体10a通过加压加热而被压接在一对端子电极22、24上。
在端子电极22、24分别夹着素体10a的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC2。加固突起AC形成在重复区域221、241上。未形成加固突起AC和平坦化突起FC2的区域被表面粗糙化。因此,在与素体10a相邻的非重复区域222、242上,分别形成有表面粗糙化区域222a、242a。表面粗糙化区域222a、242a的形态,与表面粗糙化区域122a、242a同样,因而省略其说明。
保护膜26a、26b、26c、26d配置成分别覆盖素体10a未压接在端子电极22、24的部分。保护膜26d相当于图5的(a)所示的保护膜16d,未在图6中表示。素体10a未被压接在端子电极22、24上的面是4个面,保护膜26a、26b、26c、26d分别沿着该4个面配置。
保护膜26a、26b、26c、26d至少在表面粗糙化区域222a、242a上与端子电极22、24接触。因此,保护膜26a、26b、26c、26d与端子电极22、24接触的面积,比与未表面粗糙化的区域相接触的情况实质上增大。
保护膜26a、26b、26c、26d的组成等,与已经说明的保护膜16a、16b、16c、16d同样,因而省略其说明。
接着,对第2实施方式的PTC元件P5和PTC元件P6的剥离防止效果进行说明。在该效果的说明中,将采用PTC元件P5的实施方式并通过刻蚀形成表面粗糙化区域122a、142a的例子作为实施例1,将破碎而形成加固突起的例子作为实施例2。将采用PTC元件P6的实施方式并通过刻蚀形成表面粗糙化区域222a、242a的例子作为实施例3,将破碎而形成加固突起的例子作为实施例4。作为比较例,使用图7所示的PTC元件P8。
PTC元件P8具备一对端子电极42、44、素体10a和保护膜46a、46b、46c、46d。
一对端子电极42、44是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。一对端子电极42、44配置为各自的一部分相对。在其相对的部分之间配置有素体10a,因此,一对端子电极42、44以各自的相向的面夹着素体10a。因此,在一对端子电极42、44上,分别形成有与素体10a重叠的重复区域421、441和与素体10a不重叠的非重复区域422、442。
素体10a形成为,与端子电极42和端子电极44互相重叠的部分大致相同的形状。保护膜46a、46c配置成分别覆盖素体10a未被压接在端子电极22、24上的部分。还形成有相当于图5所示的保护膜16b、16d的保护膜,但未在图7中表示。保护膜46a、46c的组成等,与已经说明的保护膜16a、16b、16c、16d同样,因而省略其说明。
在端子电极42、44分别夹着素体10a的面上,分别形成有多个加固突起AC。加固突起AC仅形成在重复区域421、441上。保护膜46a、46c与端子电极42、44接触的部分平滑,未被表面粗糙化。
在图8中表示对上述的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和比较例进行端子电极的剥离强度试验的结果。图8表示将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和比较例各自的端子电极从素体垂直拉开时的保护膜的剥离强度。
如图8所示,第2实施方式相关的实施例1、实施例2、实施例3、和实施例4,与比较例相比,剥离强度更高。特别是实施例1和实施例2,与比较例相比,剥离强度非常高。具体而言,实施例1的剥离强度为,样品数5,6.93N~9.87N,平均值为8.74N。实施例2的剥离强度为,样品数5,7.65N~9.33N,平均值为8.52N。实施例3的剥离强度为,样品数5,3.23N~5.43N,平均值为3.98N。实施例4的剥离强度为,样品数5,2.75N~4.61N,平均值为3.89N。比较例的样品数为5,0.98N~1.55N,平均值为1.17N。
这样,相对于比较例,实施例1~4的剥离强度上升的情况,被认为是因为通过表面粗糙化区域122a、142a(222a、242a)的形成,保护膜16a~16d(26a~26d)与端子电极12、14(22、24)的接触面积实质上增大。实施例1和2为,在保护膜16a~16d中夹着端子电极12和端子电极14,因而剥离强度进一步上升。
接着,对上述的PTC元件P5、P6的制造方法进行说明。PTC元件P5、P6的制造方法具备素体准备工序、端子准备工序、表面粗糙化工序、平坦化工序、热压接工序、保护膜形成工序。
在素体准备工序中,制造并准备将成为素体10、10a的素体材料。首先,将成为导电性填料的Ni粉和成为基材树脂的聚乙烯进行混炼而形成块料。将该块料压成圆盘状,切割而得到素体材料。
接着,在端子准备工序中,作成并准备成为端子电极12、14、22、24的金属板。在端子电极12、14、22、24夹着素体10、10a的面上,形成有加固突起AC。加固突起AC是上述的节瘤状的突起连续而形成的。
在表面粗糙化工序中,如上所述,在固定端子电极12、14和素体10以及端子电极22、24和素体10a之前,在前端子电极12、14、22、42上实施利用盐酸的刻蚀,形成表面粗糙化区域122a、142a、222a、242a。
在其它方式中,也可以通过研磨或喷砂等的机械加工形成表面粗糙化区域122a、142a、222a、242a。此外,在其它方式中,也可以通过使加固突起AC破碎为残留凹凸形状的程度而形成表面粗糙化区域122a、142a、222a、242a。
在平坦化工序中,如上所述,在需要的区域上压碎加固突起AC进行平坦化,形成平坦化突起FC2。此时的压力移动量为10~35μm,更优选为10~15μm。只要能够形成实质上的平坦面,实施方式也可以不限于上述的。例如,也可以通过切削或研磨等进行平坦化。
各平坦化突起FC2,如上所述,互相接触而实质上被平坦化。从端子电极的厚度来看,与形成有加固突起AC的区域的平均厚度相比,形成有平坦化突起FC2的区域的平均厚度更薄。平均厚度可以通过制作冲压规定面积后的试样,从其质量和比重求出。
例如,在第2实施方式的情况下,平坦化后的厚度,优选为,重复区域121、141(形成有加固突起AC的区域)为60~140μm,非重复区域122、142为50~120μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~40μm。更优选,平坦化后的厚度,重复区域121、141为95~100μm,非重复区域122、142为80~90μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~20μm。
重复区域121、141的厚度厚于140μm时,端子电极12、14变得过厚。因此,素体10和端子电极12、14的热压接不充分,素体10和端子电极12、14的连接强度变弱。因此,考虑到平坦化,优选非重复区域122、142的厚度为120μm以下。
非重复区域122、142的厚度薄于50μm时,端子电极12、14自身的强度降低。因此,非重复区域122、142中,会有弯曲等,制造工序时和成品后的处理变得困难。因此,重复区域121、141的厚度,考虑到非重复区域122、142的平坦化,优选为60μm以上。
加固突起AC的平均高度低于5μm时,不能充分发挥素体10和端子电极12、14间的加固效果,素体10和端子电极12、14的连接强度变弱。加固突起AC的平均高度高于40μm时,加固突起AC自身的强度降低,在与素体10的热压接时,加固突起AC从端子电极12、14上脱落。
在热压接工序中,由一对端子电极12、14各自的重复区域121、141夹着素体材料(素体),通过热压接而将一对端子电极12、14和素体10固定。
在保护膜形成工序中,形成保护膜16a、16b、16c、16d。保护膜16a、16b、16c、16d为,在环氧树脂和硫醇系固化剂反应而形成的固化物层中,分散由比该固化物层氧透过性更低的材料形成的填料而形成。
根据第2实施方式,端子电极12、14的除了表面粗糙化区域122a、142a以外的非重复区域122、142实质上被平坦化,因此可以提高与其它端子接合时的接合强度。表面粗糙化区域122a、142a形成在与素体10相邻的非重复区域122、142上,因此可以抑制覆盖素体10的保护膜16a~16d的剥离。
对本发明的第3实施方式的PTC元件,参照图9进行说明。图9的(a)是PTC元件P9的平面图,图9的(b)是PTC元件P9的中央附近(图9的(a)的IV-IV)的剖面图,图9的(c)是PTC元件P9的构成要素端子电极1014的平面图。PTC元件P9是聚合物PTC元件,具备一对端子电极1012、1014(引线端子)、素体1010和保护膜1016。
一对端子电极1012、1014是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。端子电极1012、1014分别具备第1部分1012a、1014a和第2部分1012b、1014b。第2部分1012b、1014b形成为从第1部分1012a、1014a的一个边的大致中央部分延伸。第2部分1012b、1014b形成为比第1部分1012a、1014a宽度更窄。一对端子电极1012、1014配置为第1部分1012a、1014a相对。在其相对的第1部分1012a、1014a之间配置有素体1010,因此,一对端子电极1012、1014以各自的相向的面夹着素体1010。因此,在一对端子电极1012、1014上,分别形成有与素体1010重叠的重复区域1121、1141和与素体1010不重叠的非重复区域1122、1142。
在端子电极1012、1014各自的非重复区域1122、1142上形成有贯通孔1017a、1017b、1017c、1017d。贯通孔1017a、1017b形成在端子电极1014的非重复区域1142中所包括的剥离抑制区域上。该剥离抑制区域为非重复区域1142中与重复区域1141相邻的区域。
贯通孔1017a形成在端子电极1014的第1部分1014a且第2部分1014b延伸的边的大致中央附近。贯通孔1017b形成在端子电极1014的第1部分1014a且与第2部分1014b延伸的边相对的边的大致中央附近。
贯通孔1017c、1017d形成在包含在端子电极1012的非重复区域1122上的剥离抑制区域上。该剥离抑制区域是,非重复区域1122且与重复区域1121相邻的区域。贯通孔1017c形成在端子电极1012的第1部分1012a上第2部分1012b延伸的边的大致中央附近。贯通孔1017d形成在端子电极1012的第1部分1012a上与第2部分1012b延伸的边相对的边的大致中央附近。
图9的(a)中的平面看方向中,贯通孔1017a和贯通孔1017d与贯通孔1017b和贯通孔1017c形成为在分别对应的位置上重叠。
素体1010形成为,比端子电极1012和端子电极1014互相重叠的部分更小。因此,在素体1010的周围,端子电极1012和端子电极1014互相重叠,但形成有不与素体1010重叠的非重复区域1122、1142。
素体1010是使导电性填料分散于结晶性高分子树脂而形成。作为导电性填料,优选使用Ni粉,作为结晶性高分子树脂,优选使用热塑性树脂聚乙烯树脂。素体1010通过加压和加热而压接在一对端子电极1012、1014上。
保护膜1016配置成分别覆盖素体1010未压接在端子电极1012、1014的部分。素体1010未被压接在端子电极1012、1014上的面是4个面,保护膜1016分别沿着该4个面配置。
保护膜1016包括加固保护膜1016a、1016b、1016c、1016d。加固保护膜1016a、1016b、1016c、1016d是通过贯通孔1017a、1017b、1017c、1017d而达到端子电极1012、1014的相反面的部分。加固保护膜1016a、1016b、1016c、1016d形成为覆盖贯通孔1017a、1017b、1017c、1017d。因此,经由贯通孔1017a、1017b、1017c、1017d,利用加固保护膜1016a、1016b、1016c、1016d各自的加固效果,保护膜1016整体形成为夹着端子电极1012、1014,而使端子电极1012、1014和保护膜1016固定。
保护膜1016为,在环氧树脂和硫醇系固化剂反应而形成的固化物层中,分散由比该固化物层氧透过性低的材料形成的填料而形成。优选填料为无机填料。优选填料的至少一部分为板状。还优选,以这些保护膜全部的质量为基准,保护膜1016含有5~50质量%的填料。
保护膜1016,例如,通过将含有环氧树脂、硫醇系固化剂和填料的环氧树脂组合物加热,使环氧树脂和硫醇系固化剂的反应进行,而形成。
作为填料,优选使用无机填料、金属填料或有机填料。作为无机填料,可以使用云母、二氧化硅、滑石、粘土(天然或合成蒙脱石或它们的混合物等)、玻璃、氢氧化铝、氢氧化镁和陶瓷等。作为金属填料,可以使用银粉、金粉、铜粉和镍粉等。作为有机填料,可以使用碳和聚酰亚胺等。
在端子电极1012、1014分别夹着素体1010的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC3。
加固突起AC分别形成在,重复区域1121、1141和为非重复区域1122、1142且与重复区域1121、1141相邻的剥离抑制区域上。从另外的角度出发,加固突起AC分别形成在重复区域1121、1141和为非重复区域1122、1142且与端子电极1012、1014相互重叠的区域上。
平坦化突起FC3形成在,为非重复区域1122、1142且除了剥离抑制区域以外的区域上。从另外的角度出发,平坦化突起FC3形成在,为非重复区域1122、1142且端子电极1012、1014不互相重叠的区域上。
在图9中,为了便于说明,将加固突起AC和平坦化突起FC3描绘得相对较大。实际的加固突起AC和平坦化突起FC3是微小突起,成难以目视辨认的大小。在以下的说明中所用的附图中也同样。
加固突起AC分别具有大径部和小径部。大径部设置在加固突起AC从端子电极1012、1014延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。小径部设置在与大径部相比加固突起AC的基侧。各加固突起AC中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的加固突起AC配置成互相隔开。因此,素体1010进入各加固突起AC间形成的凹部中(加固突起AC陷入素体1010),而使端子电极1012、1014和素体1010固定。保护膜1016进入各加固突起AC间形成的凹部中(加固突起AC陷入保护膜1016),而使端子电极1012、1014和保护膜1016更加牢固地固定。
平坦化突起FC3分别具有大径部和小径部。大径部设置在平坦化突起FC3从端子电极1012、1014延伸的方向上的前端侧,形成为在该方向上的外周大于小径部的外周。在大径部的前端形成有平坦面。小径部设置在与大径部相比平坦化突起FC3的基侧。各平坦化突起FC3中的大径部和小径部的形状也可以不一致。大径部和小径部的外周形状也可以不是圆形或椭圆形这样的整齐的形状,而是变形的形状。
相邻的平坦化突起FC3配置成互相接触。各平坦化突起FC3的平坦面(平坦化突起FC3的前端面)连续,形成实质性的平坦面。因此,素体1010或保护膜1016实质上不进入各平坦化突起间形成的凹部中。不过,各平坦化突起FC3不必在整个面上完全接触,在实质上不影响端子电极1012、1014与其它端子接合时的接合强度的范围内,也有平坦化突起FC3相互之间隔开的情况。
在第3实施方式中,通过将平坦化突起FC3形成为互相接触而形成实质上的平坦面,但只要能够形成实质上的平坦面,实施方式也不限于上述的。例如,也可以通过切割或研磨等进行平坦化。
图10表示第3实施方式的第1变形例。图10的(a)是第1变形例的PTC元件P10的平面图,图10的(b)是PTC元件P10的端部附近(图10的(a)的X-X)的剖面图,图10的(c)是PTC元件P10的构成要素端子电极1024的平面图。PTC元件P10具备一对端子电极1022、1024、素体1010a和保护膜1026。
一对端子电极1022、1024是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。端子电极1022、1024分别具备第1部分1022a、1024a和第2部分1022b、1024b。第2部分1022b、1024b形成为从第1部分1022a、1024a的一个边的大致中央部分延伸。第2部分1022b、1024b形成为比第1部分1022a、1024a宽度更窄。一对端子电极1022、1024配置为第1部分1022a、1024a相对。在其相对的第1部分1022a、1024a之间配置有素体1010a,因此,一对端子电极1022、1024以各自的相向的面夹着素体1010a。因此,在一对端子电极1022、1024上,分别形成有与素体1010a重叠的重复区域1121、1141和与素体1010a不重叠的非重复区域1122、1142。
在端子电极1022、1024各自的非重复区域1222、1242上形成有缺口1018a、1018b、1018c、1018d、1018e、1018f、1018g、1018h。
缺口1018a、1018b、1018c、1018d形成在端子电极1024的非重复区域1242中所包括的剥离抑制区域上。缺口1018a、1018d,在端子电极1024的第1部分1024a上,分别从与第2部分1024b延伸的边相邻的两边起,沿着第2部分1024b延伸的边而形成。缺口1018b、1018c,在端子电极1024的第1部分1024a上,分别从与第2部分1024b延伸的边相邻的两边起,沿着与第2部分1024b延伸相对的边而形成。
缺口1018e、1018f、1018g、1018h形成在端子电极1022的非重复区域1222中所包括的剥离抑制区域上。缺口1018e、1018h,在端子电极1022的第1部分1022a上,分别从与第2部分1024b延伸的边相邻的两边起,沿着第2部分1022b延伸的边而形成。缺口1018f、1018g,在端子电极1022的第1部分1022a上,分别从与第2部分1022b延伸的边相邻的两边起,沿着与第2部分1022b延伸相对的边而形成。
图10的(a)中的平面看方向中,缺口1018a和缺口1018e、缺口1018b和缺口1018f、缺口1018c和缺口1018g、缺口1018d和缺口1018h形成为在分别对应的位置上重叠。
素体1010a形成为,比端子电极1022和端子电极1024互相重叠的部分更小。因此,在素体1010a的周围,端子电极1022和端子电极1024互相重叠,但形成有不与素体1010a重叠的非重复区域1222、1242。素体1010a通过加热和加压被压接在一对端子电极1022、1024上。
保护膜1026配置成分别覆盖素体1010a未压接在端子电极1022、1024上的部分。素体1010a未被压接在端子电极1022、1024上的面是4个面,保护膜1026分别沿着该4个面配置。
保护膜1026包括加固保护膜1026a、1026b、1026c、1026d、1026e、1026f、1026g、1026h。加固保护膜1026a、1026b、1026c、1026d、1026e、1026f、1026g、1026h是通过缺口1018a、1018b、1018c、1018d、1018e、1018f、1018g、1018h而达到端子电极1022、1024的相反面的部分。
加固保护膜1026a、1026b、1026c、1026d、1026e、1026f、1026g、1026h形成为覆盖缺口1018a、1018b、1018c、1018d、1018e、1018f、1018g、1018h。因此,经由缺口1018a、1018b、1018c、1018d、1018e、1018f、1018g、1018h,利用加固保护膜1026a、1026b、1026c、1026d、1026e、1026f、1026g、1026h各自的加固效果,保护膜1026整体形成为夹着端子电极1022、1024,而使端子电极1022、1024和保护膜1026固定。
素体1010a、保护膜1026的组成等,与已经说明的素体1010、保护膜1016同样,因而省略其说明。
图11表示第3实施方式的第2变形例。图11的(a)是第2变形例的PTC元件P11的平面图,图11的(b)是PTC元件P11的端部附近(图11的(a)的XI-XI)的剖面图,图11的(c)是PTC元件P11的构成要素端子电极1034的平面图。PTC元件P11具备一对端子电极1032、1034、素体1010b和保护膜1036。
一对端子电极1032、1034是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。端子电极1032、1034分别具备第1部分1032a、1034a和第2部分1032b、1034b。第2部分1032b、1034b形成为从第1部分1032a、1034a的一个边的大致中央部分延伸。第2部分1032b、1034b形成为比第1部分1032a、1034a宽度更窄。一对端子电极1032、1034配置为第1部分1032a、1034a相对。在其相对的第1部分1032a、1034a之间配置有素体1010b,因此,一对端子电极1032、1034以各自的相向的面夹着素体1010b。因此,在一对端子电极1032、1034上,分别形成有与素体1010b重叠的重复区域1321、1341和与素体1010b不重叠的非重复区域1322、1342。
在端子电极1032、1034各自的非重复区域1322、1342上形成有贯通孔1019a、1019d、1019e、1019h以及缺口1019b、1019c、1019f、1019g。
贯通孔1019a、1019d和缺口1019b、1019c形成在端子电极1034的非重复区域1342中所包括的剥离抑制区域上。贯通孔1019a、1019d,形成在端子电极1034的第1部分1034a且第2部分1034b延伸的边的附近。贯通孔1019a、1019d分别形成在与第2部分1034b相比外侧处。缺口1019b、1019c,在端子电极1034的第1部分1034a上,分别从与第2部分1034b延伸的边相对的边起,沿着与第2部分1034b延伸的边相邻的边而形成。
贯通孔1019f、1019g和缺口1019e、1019h形成在端子电极1032的非重复区域1322中所包括的剥离抑制区域上。贯通孔1019f、1019g,形成在端子电极1032的第1部分1032a且第2部分1032b延伸的边的附近。贯通孔1019f、1019g分别形成在与第2部分1032b相比外侧处。缺口1019e、1019h,在端子电极1032的第1部分1032a上,分别从与第2部分1032b延伸的边相对的边起,沿着与第2部分1032b延伸的边相邻的边而形成。
图11的(a)中的平面看方向中,贯通孔1019a、1019d和缺口1019e、1019h、缺口1019b、1019c和贯通孔1019f、1019g形成在分别对应的位置上。
素体1010b形成为,比端子电极1032和端子电极1034互相重叠的部分更小。因此,在素体1010b的周围,端子电极1032和端子电极1034互相重叠,但形成有不与素体1010b重叠的非重复区域1322、1342。素体1010b通过加热和加压被压接在一对端子电极1032、1034上。
保护膜1036配置成覆盖素体1010b未压接在端子电极1032、1034的部分。素体1010b未被压接在端子电极1032、1034上的面是4个面,保护膜1036分别沿着该4个面配置。
保护膜1036包括加固保护膜1036a、1036b、1036c、1036d、1036e、1036f、1036g、1036h。加固保护膜1036a、1036b、1036c、1036d、1036e、1036f、1036g、1036h是通过贯通孔1019a、1019d、1019e、1019h和缺口1019b、1019c、1019f、1019g而达到端子电极1032、1034的相反面的部分。
加固保护膜1036a、1036d、1036e、1036h形成为覆盖贯通孔1019a、1019d、1019e、1019h。加固保护膜1036b、1036c、1036f、1036g形成为覆盖缺口1019b、1019c、1019f、1019g。因此,经由贯通孔1019a、1019d、1019e、1019h以及缺口1019b、1019c、1019f、1019g,利用加固保护膜1036a、1036b、1036c、1036d、1036e、1036f、1036g、1036h各自的加固效果,保护膜1036整体形成为夹着端子电极1032、1034,而使端子电极1032、1034和保护膜1036固定。
素体1010b、保护膜1036的组成等,与已经说明的素体1010、保护膜1016同样,因而省略其说明。
图12表示第3实施方式的第3变形例。图12的(a)是第3变形例的PTC元件P12的平面图,图12的(b)是PTC元件P12的中央附近(图12的(a)的XII-XII)的剖面图,图12的(c)是PTC元件P12的构成要素端子电极1044的平面图。PTC元件P12具备一对端子电极1042、1044、素体1010c和保护膜1046。
一对端子电极1042、1044是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。端子电极1042、1044分别具备第1部分1042a、1044a和第2部分1042b、1044b。第2部分1042b、1044b形成为从第1部分1042a、1044a的一个边的大致中央部分延伸。第2部分1042b、1044b形成为比第1部分1042a、1044a宽度更窄。一对端子电极1042、1044配置为第1部分1042a、1044a相对。在其相对的第1部分1042a、1044a之间配置有素体1010c,因此,一对端子电极1042、1044以各自的相向的面夹着素体1010c。因此,在一对端子电极1042、1044上,分别形成有与素体1010c重叠的重复区域1421、1441和与素体1010c不重叠的非重复区域1422、1442。
在端子电极1042、1044各自的非重复区域1422、1442上形成有贯通孔1020a、1020b。
贯通孔1020a形成在端子电极1044的非重复区域1442中所包括的剥离抑制区域上。贯通孔1020a,形成在端子电极1044的第1部分1044a且第2部分1044b延伸的边的大致中央附近。
贯通孔1020b形成在端子电极1042的非重复区域1422中所包括的剥离抑制区域上。贯通孔1020b,形成在端子电极1042的第1部分1042a且第2部分1042b延伸的边的大致中央附近。
因此,第3变形例为,仅在非重复区域1422、1442的第2部分1042b、1044b延伸的边一侧形成有贯通孔1020a、1020b。
素体1010c形成为,比端子电极1042和端子电极1044互相重叠的部分更小。因此,在素体1010c的周围,端子电极1042和端子电极1044互相重叠,但形成有不与素体1010c重叠的非重复区域1422、1442。素体1010c通过加热和加压被压接在一对端子电极1042、1044上。
保护膜1046配置成覆盖素体1010c未压接在端子电极1042、1044的部分。素体1010c未被压接在端子电极1042、1044上的面是4个面,保护膜1046分别沿着该4个面配置。
保护膜1046包括加固保护膜1046a、1046b。加固保护膜1046a、1046b是通过贯通孔1020a、1020b而达到端子电极1042、1044的相反面的部分。
加固保护膜1046a、1046b形成为覆盖贯通孔1020a、1020b。因此,经由贯通孔1020a、1020b,利用加固保护膜1046a、1046b各自的加固效果,保护膜1046整体形成为夹着端子电极1042、1044,而使端子电极1042、1044和保护膜1046固定。
素体1010c、保护膜1046的组成等,与已经说明的素体1010、保护膜1016同样,因而省略其说明。
接着,对第3实施方式的PTC元件P9、P10、P11、P12中的保护膜1016、1026、1036、1046的剥离防止效果进行说明。作为比较的对象,使用图13所示的PTC元件P13。图13的(a)是比较的对象PTC元件P13的平面图,图13的(b)是PTC元件P13的中央附近(图13的(a)的XIII-XIII)的剖面图,图13的(c)是PTC元件P13的构成要素端子电极1054的平面图。
PTC元件P13具备一对端子电极1052、1054、素体1010d和保护膜1056。
一对端子电极1052、1054是厚度为0.1mm左右的Ni或Ni合金。端子电极1052、1054分别具备第1部分1052a、1054a和第2部分1052b、1054b。第2部分1052b、1054b形成为从第1部分1052a、1054a的一个边的大致中央部分延伸。第2部分1052b、1054b形成为比第1部分1052a、1054a宽度更窄。一对端子电极1052、1054配置为第1部分1052a、1054a相对。在其相对的第1部分1052a、1054a之间配置有素体1010d,因此,一对端子电极1052、1054以各自的相向的面夹着素体1010d。因此,在一对端子电极1052、1054上,分别形成有与素体1010d重叠的重复区域1521、1541和与素体1010d不重叠的非重复区域1522、1542。
素体1010d形成为,比端子电极1052和端子电极1054互相重叠的部分更小。因此,在素体1010d的周围,端子电极1052和端子电极1054互相重叠,但形成有不与素体1010d重叠的非重叠区域1522、1542。素体1010d通过加压和加热被压接在一对端子电极1052、1054上。
保护膜1056配置为覆盖素体1010d未被压接在端子电极1052、1054上的部分。素体1010d未被压接在端子电极1052、1054上的面为4个面,保护膜1056沿着各4个面配置。
素体1010d、保护膜1056的组成等,与已经说明的素体1010、保护膜1016同样,因而省略其说明。
在端子电极1052、1054分别夹着素体1010d的面上,分别形成有多个加固突起AC和平坦化突起FC3。
加固突起AC仅形成在重复区域1521、1541上。平坦化突起FC3形成在非重复区域1522、1542上。
在图14中表示对上述的PTC元件P9、P10、P11、P12、P13进行端子电极的剥离试验的结果。图14表示将PTC元件P9、P10、P11、P12、P13各自的端子电极从素体垂直拉开时的保护膜的剥离强度。
如图14所示,第3实施方式相关的PTC元件P9、P10、P11、P12,与PTC元件P13相比,剥离强度更高。具体而言,PTC元件P13的剥离强度为,样品数5,2.75N~7.16N,平均值为4.63N。PTC元件P9的剥离强度为,样品数5,7.45N~13.14N,平均值为10.49N。PTC元件P10的剥离强度为,样品数5,9.08N~13.28N,平均值为10.97N。PTC元件P11的剥离强度为,样品数5,7.65N~14.71N,平均值为11.02N。PTC元件P12的剥离强度为,样品数5,6.54N~7.45N。
这是因为加固突起AC陷入保护膜1016、1026、1036、1046时,剥离强度上升。因为在保护膜1016、1026、1036、1046中夹着端子电极1012、1022、1032、1042和端子电极1014、1024、1034、1044,因而剥离强度进一步上升。因为,保护膜1016、1026、1036、1046分别通过贯通孔1017a~1017d、缺口1018a~1018h、贯通孔1019a~1019d和缺口1019e~1019h、贯通孔1020a、1020b达到端子电极1012、1014、1022、1024、1032、1034、1042、1044的相反面而进行夹持,因而剥离强度进一步上升。
接着,对上述的PTC元件P9、P10、P11、P12的制造方法进行说明。PTC元件P9、P10、P11、P12的制造方法具备素体准备工序、端子准备工序、平坦化工序、热压接工序、保护膜形成工序。PTC元件P9、P10、P11、P12的制造方法,除了贯通孔1017a~1017d、缺口1018a~1018h、贯通孔1019a~1019d和缺口1019e~1019h、贯通孔1020a和1020b的形成以外,基本上相同,所以以PTC元件P9为代表进行说明。
在素体准备工序中,制造并准备成为素体1010的素体材料。首先,将成为导电性填料的Ni粉和成为基材树脂的聚乙烯进行混炼而形成块料。将该块料压成圆盘状,切割而得到素体材料。
接着,在端子准备工序中,作成并准备成为端子电极1012、1014的金属板。在端子电极1012、1014夹着素体1010的面上,形成有加固突起AC。加固突起AC是上述的节瘤状的突起连续而形成的。准备分别在端子电极1012上形成有贯通孔1016c、1016d,在端子电极1014上形成有贯通孔1016a、1016d的端子电极。
在平坦化工序中,如上所述,在需要的区域上压碎加固突起AC进行平坦化,形成平坦化突起FC3。此时的压力移动量为10~35μm,更优选为10~15μm。
各平坦化突起FC3,如上所述,互相接触而实质上被平坦化。从端子电极的厚度来看,与形成有加固突起AC的区域的平均厚度相比,形成有平坦化突起FC3的区域的平均厚度更薄。平均厚度可以通过制作冲压规定面积后的试样,从其质量和比重求出。
例如,第3实施方式的PTC元件P9的情况下,平坦化后的厚度,优选为,重复区域1121、1141和包括剥离抑制区域(形成有加固突起AC的区域)的非重复区域1122、1142为60~140μm,除了剥离抑制区域(形成有加固突起AC的区域)的非重复区域1122、1142为50~120μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~40μm。更优选,平坦化后的厚度,重复区域1121、1141和包括剥离抑制区域的非重复区域1122、1142为95~100μm,除了剥离抑制区域的非重复区域1122、1142为80~90μm。此时,加固突起AC的平均高度为5~20μm。
重复区域1121、1141和包括剥离抑制区域的非重复区域1122、1142的厚度厚于140μm时,端子电极1012、1014变得过厚。因此,素体1010和端子电极1012、1014的热压接不充分,素体1010和端子电极1012、1014的连接强度变弱。因此,考虑到平坦化,优选除了剥离抑制区域的非重复区域1122、1142的厚度为120μm以下。
除了剥离抑制区域的非重复区域1122、1142的厚度薄于50μm时,端子电极1012、1014自身的强度降低。因此,除了剥离抑制区域的非重复区域1122、1142中,会有弯曲等,制造工序时和成品后的处理变得困难。因此,重复区域1121、1141的厚度,考虑到非重复区域1122、1142的平坦化,优选为60μm以上。
加固突起AC的平均高度低于5μm时,不能充分发挥素体1010和端子电极1012、1014间的加固效果,素体1010和端子电极1012、1014的连接强度变弱。加固突起AC的平均高度高于40μm时,加固突起AC自身的强度降低,在与素体1010的热压接时,加固突起AC从端子电极1012、1014上脱落。
在热压接工序中,由一对端子电极1012、1014各自的重复区域1121、1141夹着素体材料(素体),通过热压接而将一对端子电极1012、1014和素体1010固定。
在保护膜形成工序中,形成保护膜1016。保护膜1016为,在环氧树脂和硫醇系固化剂反应而形成的固化物层中,分散由比该固化物层氧透过性更低的材料形成的填料而形成。
在保护膜1016的形成中,通过贯通孔1017a~1017d(其它变形例的贯通孔和缺口也与该贯通孔同等),使保护膜1016绕到端子电极1012、1014的相反侧而形成加固保护膜1016a~1016d。形成保护膜1016时,在被夹在端子电极1012、1014中的部分上产生的空气,可以通过贯通孔1017a~1017d抽出。
根据第3实施方式,端子电极1012、1014的除了剥离抑制区域以外的非重复区域1122、1142实质上被平坦化,因此可以提高与其它端子接合时的接合强度。此外,剥离抑制区域在与素体相邻的非重复区域1122、1142上形成,此外保护膜1016通过贯通孔1017a~17d成为加固形状而固定端子电极1012、1014,因此可以抑制覆盖素体1010的保护膜1016的剥离。
从上面已经描述的发明可知,很明显本发明可以以各种方式进行改变。这些改变并不能被看作脱离本发明的精神和范围,所有对本领域内普通技术人员而言显而易见的这些修改都被认为包含在下述的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种PTC元件,其特征在于,具备使导电性填料分散在结晶性高分子中而成的素体,夹着所述素体而被压接的一对引线端子,覆盖所述素体的未被压接在所述一对引线端子上的部分的保护膜;所述一对引线端子分别具有,与所述素体重叠的重复区域和不与所述素体重叠的非重复区域,在所述一对引线端子各自的重复区域上形成有陷入所述素体的加固突起,在所述非重复区域中的与所述素体相邻的区域上,形成有用于抑制所述保护膜的剥离的剥离抑制区域,在所述非重复区域中的至少除了所述剥离抑制区域以外的区域上,加固突起被压碎而形成。
2.如权利要求1所述的PTC元件,其特征在于,所述剥离抑制区域,形成在所述一对引线端子互相重叠的区域上。
3.如权利要求1所述的PTC元件,其特征在于,在所述剥离抑制区域上,形成有陷入所述保护膜的加固突起。
4.如权利要求1所述的PTC元件,其特征在于,所述剥离抑制区域是表面被粗糙化的表面粗糙化区域。
5.如权利要求4所述的PTC元件,其特征在于,在所述表面粗糙化区域上,所述表面通过刻蚀而被表面粗糙化。
6.如权利要求1所述的PTC元件,其特征在于,在所述剥离抑制区域上,形成有贯通孔和缺口的至少一者,所述保护膜通过所述贯通孔和缺口的至少一者而形成至所述引线端子的相反面。
7.如权利要求6所述的PTC元件,其特征在于,所述贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在所述一对引线端子互相重叠的区域上。
8.如权利要求7所述的PTC元件,其特征在于,所述贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在所述重复区域的两侧具有的非重复区域的互相重叠的区域上。
9.一种PTC元件,其特征在于,具备使导电性填料分散在结晶性高分子中而成的素体,夹着所述素体而被压接的一对引线端子,覆盖所述素体的未被压接在所述一对引线端子上的部分的保护膜;所述一对引线端子分别具有,与所述素体重叠的重复区域和不与所述素体重叠的非重复区域,在所述一对引线端子各自的重复区域上形成有陷入所述素体的加固突起,在所述非重复区域中的与所述素体相邻的区域上,形成有表面粗糙化区域,在所述非重复区域中的至少除了所述表面粗糙化区域以外的区域上,加固突起被压碎而形成。
10.如权利要求9所述的PTC元件,其特征在于,所述表面粗糙化区域,形成在所述一对引线端子互相重叠的区域上。
11.如权利要求10所述的PTC元件,其特征在于,所述表面粗糙化区域,通过刻蚀被表面粗糙化而形成。
12.一种PTC元件,其特征在于,具备使导电性填料分散在结晶性高分子中而成的素体,夹着所述素体而被压接的一对引线端子,覆盖所述素体的未被压接在所述一对引线端子上的部分的保护膜;所述一对引线端子分别具有,与所述素体重叠的重复区域和不与所述素体重叠的非重复区域,在所述一对引线端子各自的重复区域上形成有陷入所述素体的加固突起,所述非重复区域中的与所述素体相邻的区域,具有形成有贯通孔和缺口的至少一者的剥离抑制区域,所述保护膜通过所述贯通孔和缺口的至少一者形成至所述引线端子的相反面,在所述非重复区域中的至少除了所述剥离抑制区域以外的区域上,所述加固突起被压碎。
13.如权利要求12所述的PTC元件,其特征在于,所述贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在所述一对引线端子互相重叠的区域上。
14.如权利要求13所述的PTC元件,其特征在于,所述贯通孔和缺口的至少一者,分别形成在所述重复区域的两侧具有的非重复区域的互相重叠的区域。
全文摘要
PTC元件,具备使导电性填料分散在结晶性高分子中而成的素体,夹着素体而被压接的一对引线端子,覆盖素体未被压接在的一对引线端子上的部分的保护膜。一对引线端子分别具有,与素体重叠的重复区域和不与素体重叠的非重复区域。在一对引线端子各自的重复区域上形成有陷入素体的加固突起。在非重复区域上的与素体相邻的区域上,形成有用于抑制保护膜的剥离的剥离抑制区域。在非重复区域上的至少除了剥离抑制区域以外的区域上,加固突起被压碎而形成。
文档编号H01C7/02GK101047051SQ200710091579
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者山下保英 申请人:Tdk株式会社
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