JPH0521134A - Ptcサーミスタ発熱体 - Google Patents

Ptcサーミスタ発熱体

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JPH0521134A
JPH0521134A JP16161691A JP16161691A JPH0521134A JP H0521134 A JPH0521134 A JP H0521134A JP 16161691 A JP16161691 A JP 16161691A JP 16161691 A JP16161691 A JP 16161691A JP H0521134 A JPH0521134 A JP H0521134A
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JP
Japan
Prior art keywords
ptc thermistor
adhesive
metal
radiator
heating element
Prior art date
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Pending
Application number
JP16161691A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiyoshi Yonetani
章義 米谷
Yasuhiro Toi
康広 戸井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP16161691A priority Critical patent/JPH0521134A/ja
Publication of JPH0521134A publication Critical patent/JPH0521134A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】PTCサーミスタ発熱体の電極部と金属放熱体
間の接着剤の拡散の自由度を向上させ、接着面積の増大
をはかり、固着強度を向上させる。 【構成】平板型PTCサーミスタ素子の両面に電極部8
があり、この素子の両面で金属放熱体2が絶縁性接着剤
によって固着され、かつ金属放熱体が電極の給電路も兼
ねているPTCサーミスタ発熱体1において、金属放熱
体2の固着面に平均粗さ0.1 〜0.3mm の不規則な凹凸9
をつける。 【効果】金属放熱体の固着面側に凹凸を不規則につけた
ことにより、圧着時に接着剤が拡散しやすくし、同時に
凸部の塑性変形により、固着面が密になり接着強度が向
上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、微小な温度差や温度
変化を調整する温度センサー用のPTCサーミスタ発熱
体に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体は温度上昇に伴って電気抵抗が減
少するが、そのうち、この電気抵抗の減少の再現性が良
く、かつ温度係数が大きいものがサーミスタ発熱体とし
て用いられる。サーミスタ発熱体は、負特性サーミスタ
発熱体(NTCサーミスタ発熱体)、正特性サーミスタ
発熱体(PTCサーミスタ発熱体)およびCTR(Crit
ical Temperature Resistor)に大別される。PTCサ
ーミスタ発熱体はキュリー温度付近で電気抵抗率が急変
し、この温度以上になると自己加熱によって電気抵抗が
急増し電流が急減する。この結果、PTCサーミスタ発
熱体の温度はキュリー温度より僅かに高いところで一定
となる。PTCサーミスタ発熱体は電極部と金属放熱体
との接触部が特にその機能を果たす上で大切であり、こ
の部分の信頼性が高く、より大きな出力のものが要求さ
れている。
【0003】PTCサーミスタ発熱体における電極部と
金属放熱体との接触部は、電気的な接続の機能と、絶縁
性接着剤によって電極部と金属放熱体とを固着させる機
能を持つ。なお、電気的な接続には導電性接着剤が望ま
しいが、この種の接着剤は剥離強度が5kgf/cm2 程度と
低いため、剥離強度に優る絶縁性接着剤を使用し、電極
部と金属放熱体との接触部で導電性を確保する。
【0004】金属放熱体と素子との熱的な結合(以下、
「熱結合」と言う)や電気的接触の程度を高めるため
に、平板型PTCサーミスタ素子(以下、「素子」と言
う)面に凹凸をつけ、その表面上の電極部の表面にも凹
凸を持たせ、電極部の凸部と金属放熱体と接触する面積
比率を大きくし、熱結合や電気的接触の程度を高め、固
着機能を高めてPTCサーミスタ発熱体の品質を向上さ
せる試みがなされてきた。
【0005】図4は従来のPTCサーミスタの一例を示
す概略図である。これは、(a)に示すように素子3の
上下面にコルゲート型金属放熱体2を固着した例である
が、(b)に示すとおり、素子の固着面に規則的な凸部
5と凹部6を付け、固着面の短辺あるい長辺に平行に波
形面を設けることによって、接着剤の拡散を容易にし固
着機能を高めるものである。(c)は固着後の部分拡大
図である(特開昭57−109283号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】固着機能を高めるため
に素子の表面に平行な波状の凹凸を付与した場合でも、
金属放熱体と素子を圧着結合する時、接着剤の拡散が十
分でなく、不均一部が残り固着強度が不足する。また、
素子はBaTiO3などのセラミックスを焼成して製造される
が、生産性を上げるために、素子を積み重ねて焼成す
る。表面が波状のの素子を積み重ねると素子の凸部同士
が固着して不良品ができ歩留りが低下する。
【0007】本発明は、金属放熱体と素子との熱結合や
電気的接触の程度を高めるために、電極面と金属放熱体
とを固着させる場合に、接着剤の拡散の自由度を向上さ
せ、固着面積の増大をはかり、固着強度を向上させたP
TCサーミスタ発熱体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、表裏面
に電極部を有する平板型PTCサーミスタ素子とこれを
挟んで両面に絶縁性接着剤で固着された金属放熱体とか
ら成るPTCサーミスタ発熱体であって、上記金属放熱
体の固着面が平均の粗さ 0.1〜0.3mm の不規則な凹凸を
有することを特徴とするPTCサーミスタ発熱体、であ
る。
【0009】
【作用】以下、添付図面を参照しながら本発明のPTC
サーミスタ発熱体を説明する。
【0010】図1(a)は金属放熱体(この例ではコル
ゲート型の金属放熱体)を持つ本発明のPTCサーミス
タ発熱体1の組み立て前の斜視図で、(b)はこのPT
Cサーミスタ発熱体の組み立て後の斜視図、そして
(c)はその発熱体の1部分の拡大側面図である。
【0011】素子3の表面の電極部8と固着する金属放
熱体2の面は不規則な凹凸9を有する。素子3の表面は
平滑にしてその表層の電極部8の表面も平滑にする。電
極部8または金属放熱体2の固着面に絶縁性接着剤7を
塗布し、コルゲート型金属放熱体2によりこの素子を挟
み、圧着してPTCサーミスタ発熱体1を製作する。
【0012】金属放熱体としては、上記コルゲート型金
属放熱体以外に切り起こしフィン付の金属放熱体等も使
用できる。
【0013】金属放熱体の部分に用いられる材質は、C
u、Al、Au、Agあるいはそれらを主成分とする合
金であり、熱伝導性が良好でかつ電気伝導性が良好なも
のであり、これらはセラミックスの素子に較べ靱性があ
り加工し易い。また、金属放熱体の固着面を粗面化する
ことで、金属放熱体の固着面では、凸部は塑性変形が容
易になり固着強度が向上する。即ち、金属放熱体の固着
面側のみに凹凸を不規則につけることにより、圧着時の
絶縁性接着剤(以下、「接着剤」と言う)の拡散が容易
になり、同時に圧着の際に凸部が塑性変形して固着面が
密になり、熱結合や電気的接触の程度が向上する。
【0014】金属放熱体の固着面の不規則な凹凸の平均
の粗さは 0.1〜0.3mm とする。その理由は以下に述べる
とおりである。
【0015】図2の(a)に金属放熱体とPTCサーミ
スタ素子の剥離テストその結果を示す。剥離テストは、
図2(b)に示すように、一端をL字型に成形した放熱
体固着面と同じ条件の金属材料10をPTC素子3に固着
し、L字の端部を引っ張って剥離強度を調べる方法で実
施した。その結果が図2の(a)である。金属材料10の
固着面の凹凸の平均粗さが0.3mm を超えると、接着剥離
強度が10kg/cm2 より小さくなり剥がれやすくなる。
【0016】図3にPTCサーミスタ素子の導通接触テ
ストの結果を示す。
【0017】金属放熱体の凹凸部の平均粗さが 0.1mm未
満の場合には、PTCサーミスタ素子と金属放熱体との
導通接触不良によりPTCサーミスタ素子1個当たりの
抵抗値が 300Ω以上となり発熱が少なくなり好ましくな
い。
【0018】なお、本発明で不規則な凹凸の平均粗さと
いうのは、JISB 0601 (1982) に定められている十点平
均粗さ (Rz)のことである。基準長さは25mmとした。
【0019】金属放熱体は、セラミックスの素子に較べ
加工性が良く、不規則な凹凸の形状を作り易い。凹凸を
形成する方法としては、ショトブラスト、塩酸などの酸
性液によるエッチング、サンドペーパーなどによる研磨
等の技術が採用できる。
【0020】PTCサーミスタ発熱体における素子の焼
成時には、炉の焼成効率ならびに雰囲気確保の制約から
角型の素子を積み重ね接触させて焼成する。本発明の素
子は表面が平坦であるから、焼成時に固着することが無
く製造歩留りが向上する。
【0021】金属放熱体と素子との固着は、接着剤を予
め金属放熱体または素子に塗布し、金属放熱体で素子を
挟むようにして圧着する。
【0022】この場合、図4に示した従来例のように、
電極層に凹凸を規則的に平行につけると、接着剤の圧着
時に拡散されるべき方向が限定され、接着剤のはみ出し
量が多くなり、固着強度が低下するとともに、凸部の面
積が少ないため、電気抵抗が不安定になる。本発明のよ
うに不規則な凹凸パターンであれば、接着剤の拡散方向
の自由度が増加し、固着面から外部へはみ出す量が少な
く固着面内で有効に拡散するので、固着強度は向上する
とともに、凸部の面積が多いため、電気的接触が安定す
る。
【0023】
【実施例】コルゲート型金属放熱体を持つPTCサーミ
スタ発熱体を製作し、金属放熱体とPTCサーミスタ素
子を固着した際の接着剤のはみ出し量の測定、剥離テス
ト、およびPTCサーミスタ発熱体の特性の測定を行っ
た。試料は下記のサンプルA、BおよびCである。
【0024】サンプルA (本発明例) :コルゲート型金
属放熱体の固着面にショトブラストによる不規則凹凸を
つけ、その凹凸の平均粗さを0.2mmとしたものと、電極
部が平滑な素子との組合せ。金属放熱体の形状は長さ15
cm、幅 1.5cm、素子の形状は長さ2.48cm、幅 1.4cmとし
た。素子の表裏面は平滑にして、この面にアルミニウム
のスクリーン印刷を施し電極部を設けた。電極部の固着
面も平滑であった。
【0025】サンプルB (比較例) :コルゲート型金属
放熱体の固着面にショトブラストによる不規則凹凸をつ
け、凹凸の平均の粗さを0.5mmとした以外は、上記とサ
ンプルAと同じ。
【0026】サンプルC (比較例) :金属放熱体の固着
面は平滑とし、素子の固着面を平行波形とした。金属放
熱体および素子のサイズ等はサンプルAと同じ。
【0027】素子の両面からコルゲート型金属放熱体を
圧着し接着剤のはみ出し量を測定した。なお、素子に塗
布した接着剤の量はサンプルA,B,Cとも素子当たり
100mgとした。さらに、上記の固着した各サンプルの接
着剥離強度を求めた。剥離テストの方法は前述のとおり
である。また、上記の固着した各サンプルの電気特性を
調べるためにPTCヒータ抵抗を求めた。表1に試験結
果を示す。
【0028】
【表1】
【0029】表1に示すとおり、本発明例のサンプルA
は、比較例のサンプルBおよびCに較べて接着剤のはみ
出し量は少なく、接着剥離強度は高い。またPTCヒー
タ抵抗は低い。
【0030】
【発明の効果】本発明のPTCサーミスタ発熱体は、金
属放熱体の固着面側のみに不規則な凹凸をつけたことに
より、圧着時に接着剤が拡散しやすくし、同時に凸部の
塑性変形により、固着面が密になり接着強度が向上し固
着機能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はコルゲート型金属放熱体の固着面に不
規則凹凸をつけた本発明のPTCサーミスタ発熱体の組
み立て前の斜視図、(b)はそのPTCサーミスタ発熱
体の組み立て後の斜視図、(c)はその部分拡大側面図
である。
【図2】(a)は金属放熱体の固着面の凹凸の平均粗さ
と剥離強度との関係を示す図、(b)は剥離強度の測定
方法の説明図である。
【図3】金属放熱体の固着面の凹凸の平均粗さとPTC
ヒータ抵抗との関係を示す図である。
【図4】従来のPTCサーミスタ発熱体の一例を説明す
る概略図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】表裏面に電極部を有する平板型PTCサー
    ミスタ素子と、これを挟んで両面に絶縁性接着剤で固着
    された金属放熱体とから成るPTCサーミスタ発熱体で
    あって、上記金属放熱体の固着面が平均粗さ 0.1〜0.3m
    mの不規則な凹凸を有することを特徴とするPTCサー
    ミスタ発熱体。
JP16161691A 1991-07-02 1991-07-02 Ptcサーミスタ発熱体 Pending JPH0521134A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100730416B1 (ko) * 2003-09-11 2007-06-19 카템 게엠베하 운트 캄파니 카게 하우징을 갖는 전기 가열 장치
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