JPH0334201B2 - - Google Patents

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JPH0334201B2
JPH0334201B2 JP59280365A JP28036584A JPH0334201B2 JP H0334201 B2 JPH0334201 B2 JP H0334201B2 JP 59280365 A JP59280365 A JP 59280365A JP 28036584 A JP28036584 A JP 28036584A JP H0334201 B2 JPH0334201 B2 JP H0334201B2
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JP
Japan
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exterior material
filler
positive temperature
temperature coefficient
coefficient thermistor
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JP59280365A
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Mitsumasa Inano
Tosha Ooshima
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
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    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/02Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure
    • H01C1/034Housing; Enclosing; Embedding; Filling the housing or enclosure the housing or enclosure being formed as coating or mould without outer sheath
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は有機正特性サーミスタに関し、特に
たとえば高分子材料にカーボンブラツク等を混在
した正特性サーミスタ素子の周囲に外装材が形成
された有機正特性サーミスタに関する。 (従来技術) この種の有機正特性サーミスタが、特開昭55−
98801号公報に開示されている。 有機正特性サーミスタは、酸素中では、サーミ
スタ素子が酸素を吸収して、たとえば、初期抵抗
値が大きくなるという電気的特性上の劣化が生じ
る。そのため、サーミスタ素子の周囲にバリヤな
いし外装材を形成してその劣化を防止することが
行なわれている。この外装材は樹脂たとえばエポ
キシ樹脂によつて形成される。この場合、その劣
化を防止するためには、樹脂の架橋密度が高い程
好ましい。 (発明が解決しようとする問題点) 外装材としての樹脂の架橋密度を上げれば、脆
性が大きくなり、耐ヒートシヨツク性が悪くな
る。すなわち、たとえばヒートシヨツク試験(−
50℃−+120℃)によつて、外装材のひび割れや
サーミスタ素子および電極の破壊などが生じる。
これでは、有機正特性サーミスタをたとえば回路
保護装置として用いた場合に、その機能を全く果
たさなくなるという本質的な問題となる。 それゆえに、この発明の主たる目的は、電気的
特性が安定でしかも耐ヒートシヨツク性にすぐれ
た有機正特性サーミスタを提供することである。 (問題点を解決するための手段) この発明は、外装材として60wt%〜80wt%の
絶縁性フイラーを含有した樹脂を用いた、有機正
特性サーミスタである。 (作用) 樹脂中に含有されたフイラーは、樹脂の架橋密
度を粗にし、かつ外装材内部に気泡を散在させる
ように機能し、その結果、外装材自身のヤング率
を低下させるようにし、サーミスタ素子との熱膨
張率の差を外装材で吸収、緩和させるような作用
を果たす。しかも、フイラーの含有率が、有機正
特性サーミスタの電気的特性上外装材として実用
可能な範囲に設定される。 (発明の効果) この発明によれば、外装材がサーミスタ素子と
の熱膨張差を吸収、緩和するので、ヒートシヨツ
クによる外装材のひび割れや有機正特性サーミス
タ素子や電極の破壊を抑えることができる。さら
に、外装材が酸素を適度に遮蔽するので、酸素吸
収による電気的特性の劣化も防止され得る。 この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行なう以下の実施例
の詳細な説明から一層明らかとなろう。 (実施例) 第1図はこの発明の一実施例を示す断面図であ
る。有機正特性サーミスタ10は、たとえば円板
状の有機正特性サーミスタ素子12を含む。サー
ミスタ素子12は、たとえば特開昭54−62249号
公報などで知られているように、それぞれがたと
えば架橋されたポリエチレンなどの高分子材料か
らなり、さらに、たとえばカーボンブラツクなど
の導電粒子が混在されている。そして、サーミス
タ素子12は、そのポリエチレンなどの樹脂が温
度上昇にともなつて膨張し各々の導電粒子間を引
き離すように働くので、温度上昇にともなつてそ
の抵抗値が上がるという正の温度−抵抗特性を示
す。 このサーミスタ素子12の両主面には、電極1
4および16がそれぞれ形成される。これら電極
14および16としては、たとえば銅やニツケル
などからなる金属箔が用いられる。電極14およ
び16には、リード線18および20がそれぞれ
接続される。 さらに、外装材22が、サーミスタ素子12、
電極14および16ならびにリード線18および
20の一部を覆うように、形成される。この外装
材22は、その中に絶縁性フイラーを含有したた
とえばエポキシ樹脂などの合成樹脂によつて形成
される。フイラーの材料としては、シリカ、アル
ミナ、水酸化アルミニウム、タルク、炭酸カルシ
ウムなどが用いられる。このフイラーは、樹脂中
に60wt%〜80wt%の含有率で含有される。した
がつて、フイラーを含有することによつて樹脂の
使用量を少なくできるので、有機正特性サーミス
タ全体としてコストの低減が可能となる。しかも
フイラーを含有させることにより、外装材とサー
ミスタ素子との間の熱膨張率の差が大きくなる方
向に向かつても、フイラーが逆に外装材自身のヤ
ング率を低下させるように作用するため、耐ヒー
トシヨツク性にすぐれたものになる。 実験例 実験例では、まず、下記の表で示す条件で、
外装材22(第1図)を形成してそれぞれ5個ず
つのサンプル、、、およびを得た。
【表】 前表で、硬化は、80度で1時間、さらに100度
で2時間、熱を加えて主剤を硬化するような条件
とした。 そして、5個ずつの各サンプル〜につい
て、ヒートシヨツク試験を行なつた。ヒートシヨ
ツク試験では、各サンプルを−50℃の恒温槽に5
分間入れ直ちに120℃の恒温槽に5分間入れるの
を1サイクルとして、何サイクルまでこのような
ヒートシヨツクに耐え得るかを調べた。その結果
が第2図に示される。 第2図から明らかなように、サンプルについ
ては、5個のサンプルのうちの3個が25サイクル
(実用に供するために耐えるべきサイクル)以上
ものヒートシヨツクに耐えたが、他の1個は25サ
イクル目に破壊され残りの1個は22サイクル目に
破壊された。また、サンプルについては、5個
のサンプルのうち2個が25サイクル以上ものヒー
トシヨツクに耐えたが、他の1個は25サイクル目
に破壊され残りの2個は20サイクル目に破壊され
た。しかしながら、サンプル〜については、
全てが25サイクル以上ものヒートシヨツクに耐え
た。 このように、外装材22(第1図)のフイラー
含有率を85wt%にしたサンプルでは、フイラ
ーの含有量が多すぎて樹脂の架橋密度が下がりす
ぎ、フイラー粒子間の結合力や外装材とサーミス
タ素子との結合力が劣るため耐ヒートシヨツク性
が劣り、外装材の破壊が起きた。一方、外装材2
2のフイラー含有率を55wt%にしたサンプル
では、フイラーの含有量が少なすぎて樹脂の架橋
密度が高くなりすぎ、外装材の膨張、収縮に対す
る自由度が小さすぎ、脆性が増すため耐ヒートシ
ヨツク性が劣り、サーミスタ素子自体の破壊が起
きた。しかしながら、フイラー含有率を60wt%
〜80wt%にしたサンプル〜では実用に供す
るためのヒートシヨツクに耐えた。 実験例の結果より、外装材としてフイラーを
60wt%〜80wt%の含有率で含有した樹脂を用い
れば、樹脂とフイラーとの適度な配合バランスに
よりその耐ヒートシヨツク性が向上し、保護装置
として十分実用に耐え得るものが得られることが
わかる。 また、フイラー含有率を80wt%を超える値に
すると、サンプルのような外装材の破壊が生じ
るばかりでなく、外装材としての成型性が悪くな
るため実用性に欠けるので、この発明ではフイラ
ー含有率を80wt%を超える値のものを除外した。 実験例 実験例では、まず、実験例で用いたサンプ
ルと同じサンプル〜を準備した。 そして、各サンプルのリード線を可変電圧交流
電源に接続して電圧を印加した。この試験では、
初めの30秒間は30〜45Vの電圧を印加し、その後
の2分間で120Vまで昇圧した。なお、120Vの電
圧を印加する際には、サンプルと電源との接続を
一定時間間隔で切り離して行なつた。そして、サ
ンプルと電源との切り離し後、サンプルを30分間
室温(25°)に放置しその初期抵抗値を測定した。
その結果を第3図に示す。 第3図は横軸に時間をとり、縦軸に電圧を印加
する前の各サンプル〜の初期抵抗値を基準に
した場合の初期抵抗値の変化率をとつたグラフで
ある。 第3図より明らかなように、サンプルについ
ては、外装材のフイラー含有率が多いためその酸
素透過率が大きくなり過ぎ、電圧印加の時間経過
にともなつてその初期抵抗値の変化率が大きくな
り実用になり得ない。しかしながら、サンプル
〜については、外装材の酸素透過率が適度に制
限され、2000時間しても初期抵抗の変化率が小さ
く十分実用に耐え得るものとして得られた。 実験例の結果より、外装材中のフイラー含有
率が少ないほど有機正特性サーミスタの電気的特
性は良くなることがわかる。さらに、樹脂中に
80wt%以下のフイラーを含有したものを外装材
として用いれば、サンプル〜の結果から、有
機正特性サーミスタの電気的特性が実用上問題に
ならないことが確認される。しかしながら、フイ
ラーを含有した外装材であつても、フイラーの含
有率が80wt%を越えるようになれば、サンプル
の結果から、初期抵抗の経時劣化が大きくなる
ことがわかる。したがつて、フイラーの含有率は
80wt%以下にすることが好ましい。 なお、フイラーの含有率が60wt%を下まわる
ようになると、実験例からわかるように、従来
のものと同様に、外装材がサーミスタ素子との熱
膨張差を吸収、緩和しきれず、耐ヒートシヨツク
性が悪くなりすぎるので、この発明では、電気的
特性が安定でしかも耐ヒートシヨツク性が満足で
きる有機正特性サーミスタを得るためには、樹脂
中に含有させるフイラーの含有率を60wt%〜
80wt%の範囲に設定したのである。 なお、外装材22の酸素透過率はたとえばその
材料となる樹脂、フイラーおよびバインダの混合
比や種類、それを形成するための焼付温度および
その膜厚などを変えることによつて変わるが、こ
の含有率の範囲でフイラーを含有した外装材22
は、実用可能な程度に酸素を遮蔽する。上述のフ
イラー含有率の範囲にあるサンプル〜の外装
材の酸素透過率は、それぞれ、6×10-7、3×
10-7、7×10-9c.c./cm2/mm/sec/cmHgであつ
た。これは、特開昭55−98801号公報に外装材の
酸素透過率を5×10-9c.c./cm2/mm/sec/cmHg以
下にすることが望ましいと開示されているが、外
装材中にフイラーを含有させることによつてその
酸素透過率を5×10-9c.c./cm2/mm/sec/cmHg以
上たとえばサンプルのように酸素透過率を6×
10-7c.c./cm2/mm/sec/cmHgにしても実用上問題
にならないことがわかる。また、参考までに、サ
ンプルおよびの酸素透過率は、それぞれ、7
×10-6および3×10-9c.c./cm2/mm/sec/cmHgで
あつた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す断面図解図
である。第2図は実験例の結果を示すグラフで
ある。第3図は実験例の結果を示すグラフであ
り、横軸に時間の経過を、縦軸に初期抵抗値の変
化率を、それぞれ示す。 図において、10は有機正特性サーミスタ、1
2は有機正特性サーミスタ素子、14および16
は電極、18および20はリード線、22は外装
材を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 有機正特性サーミスタ素子と、前記有機正特
    性サーミスタ素子に接続される電極と、前記有機
    正特性サーミスタ素子の周囲に形成される外装材
    とを含む、有機正特性サーミスタにおいて、 前記外装材として60wt%〜80wt%の絶縁性フ
    イラーを含有した樹脂を用いたことを特徴とす
    る、有機正特性サーミスタ。
JP59280365A 1984-12-29 1984-12-29 有機正特性サ−ミスタ Granted JPS61159702A (ja)

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