JPH06290908A - 正特性サーミスタ装置 - Google Patents
正特性サーミスタ装置Info
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- JPH06290908A JPH06290908A JP7675893A JP7675893A JPH06290908A JP H06290908 A JPH06290908 A JP H06290908A JP 7675893 A JP7675893 A JP 7675893A JP 7675893 A JP7675893 A JP 7675893A JP H06290908 A JPH06290908 A JP H06290908A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミ電極を使用しつつ、耐湿性と低抵抗を
実現した正特性サーミスタ装置を提供する。 【構成】 ＰＴＣセラミック素子２には、アルミニウム
ペーストに低抵抗粒子を添加した材料から形成されたオ
ーミック電極３，４が設けられている。ここで、オーミ
ック電極３，４を形成させる際に、電極焼き付けを行う
と、アルミニウムペースト中に含まれるガラスフリット
が低抵抗粒子をコーティングし、低抵抗粒子が酸化され
ることを抑制する。したがって、低抵抗の状態のままで
オーミック電極を形成させることができる。
実現した正特性サーミスタ装置を提供する。 【構成】 ＰＴＣセラミック素子２には、アルミニウム
ペーストに低抵抗粒子を添加した材料から形成されたオ
ーミック電極３，４が設けられている。ここで、オーミ
ック電極３，４を形成させる際に、電極焼き付けを行う
と、アルミニウムペースト中に含まれるガラスフリット
が低抵抗粒子をコーティングし、低抵抗粒子が酸化され
ることを抑制する。したがって、低抵抗の状態のままで
オーミック電極を形成させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は正特性サーミスタ装置に
関するものであり、例えばインテークヒータ、ハンドド
ライヤ等に用いられるものである。
関するものであり、例えばインテークヒータ、ハンドド
ライヤ等に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の正特性サーミスタ装置としての電
極においては、ＰＴＣセラミック素子の表面上にＮｉ−
Ａｇ電極（Ｎｉメッキ上にＡｇペーストを印刷して構
成）が形成されているものが一般的に使用されている。
しかし、このような電極は、Ａｇを使用していることか
らコスト上に問題があり、最近では、アルミニウム材料
を使用することによって、コスト上の問題を解決しよう
とすることが広く検討されている。
極においては、ＰＴＣセラミック素子の表面上にＮｉ−
Ａｇ電極（Ｎｉメッキ上にＡｇペーストを印刷して構
成）が形成されているものが一般的に使用されている。
しかし、このような電極は、Ａｇを使用していることか
らコスト上に問題があり、最近では、アルミニウム材料
を使用することによって、コスト上の問題を解決しよう
とすることが広く検討されている。
【０００３】しかし、このアルミニウム電極を使用する
には、２つの技術的な問題点がある。一つは、耐湿性が
悪いことであり、もう一つは、電極表面抵抗が高いとい
うことである。
には、２つの技術的な問題点がある。一つは、耐湿性が
悪いことであり、もう一つは、電極表面抵抗が高いとい
うことである。
【０００４】このうち、耐湿性の問題については、例え
ば特開平４−２２７５３０号公報に記載されている如
く、ホウケイ酸鉛を主成分とするガラスフリットを添加
することにより解決している。
ば特開平４−２２７５３０号公報に記載されている如
く、ホウケイ酸鉛を主成分とするガラスフリットを添加
することにより解決している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、電極焼き付け時に、アルミニウムペースト
中のアルミニウム微粒子が酸化されてしまい、電極表面
抵抗はかなり高くなってしまう。そのため、電極表面抵
抗が高くなることから、電流容量が小さくなってしま
い、電極における単位面積当たりの電流が２Ａ／cm2 程
度の小電流の製品にしか使用できないという問題が生じ
てしまう。
のものでは、電極焼き付け時に、アルミニウムペースト
中のアルミニウム微粒子が酸化されてしまい、電極表面
抵抗はかなり高くなってしまう。そのため、電極表面抵
抗が高くなることから、電流容量が小さくなってしま
い、電極における単位面積当たりの電流が２Ａ／cm2 程
度の小電流の製品にしか使用できないという問題が生じ
てしまう。
【０００６】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、アルミニウム電極を使用しつつ、耐湿性
と低抵抗を実現した正特性サーミスタ装置を提供するこ
とを目的とするものである。
たものであり、アルミニウム電極を使用しつつ、耐湿性
と低抵抗を実現した正特性サーミスタ装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのため本発明は、ＰＴ
Ｃセラミック素子と、ホウケイ酸鉛を主成分とするガラ
スフリットを添加したアルミニウムペーストからなるオ
ーミック電極が、前記ＰＴＣセラミック素子に相対向す
るように設けられた正特性サーミスタ装置において、前
記アルミニウムペーストには、低抵抗粒子が添加されて
いることを特徴とする正特性サーミスタ装置を採用する
ものである。
Ｃセラミック素子と、ホウケイ酸鉛を主成分とするガラ
スフリットを添加したアルミニウムペーストからなるオ
ーミック電極が、前記ＰＴＣセラミック素子に相対向す
るように設けられた正特性サーミスタ装置において、前
記アルミニウムペーストには、低抵抗粒子が添加されて
いることを特徴とする正特性サーミスタ装置を採用する
ものである。
【０００８】また、好ましくは、前記低抵抗粒子が前記
アルミニウムペースト中のうち４〜５０ｗｔ％添加され
ていることを特徴とする。さらに、好ましくは、前記低
抵抗粒子が比抵抗値が１００μΩcm以下であることを特
徴とする。
アルミニウムペースト中のうち４〜５０ｗｔ％添加され
ていることを特徴とする。さらに、好ましくは、前記低
抵抗粒子が比抵抗値が１００μΩcm以下であることを特
徴とする。
【０００９】
【作用】通常、ＰＴＣセラミック素子にオーミック電極
を形成させるために電極焼付を行う場合、アルミニウム
ペースト中に低抵抗粒子を添加しただけでは、酸化され
てしまい電極表面抵抗の抵抗が大きくなってしまう。
を形成させるために電極焼付を行う場合、アルミニウム
ペースト中に低抵抗粒子を添加しただけでは、酸化され
てしまい電極表面抵抗の抵抗が大きくなってしまう。
【００１０】しかし、上記構成により、アルミニウムペ
ースト中に存在する微小なガラスフリットの粒子が、低
抵抗粒子のまわりを覆うことよって、低抵抗粒子が酸化
されてることを抑制している。
ースト中に存在する微小なガラスフリットの粒子が、低
抵抗粒子のまわりを覆うことよって、低抵抗粒子が酸化
されてることを抑制している。
【００１１】つまり、電極表面抵抗を低抵抗とすること
ができることから、アルミニウム電極をしつつ、低抵抗
を実現することができる。
ができることから、アルミニウム電極をしつつ、低抵抗
を実現することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように本発明においては、ア
ルミニウム電極を使用しつつ、耐湿性と低抵抗を実現し
た正特性サーミスタ装置を提供することが可能となる。
ルミニウム電極を使用しつつ、耐湿性と低抵抗を実現し
た正特性サーミスタ装置を提供することが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。この実施例では、本発明をＰＴＣサーミスタ装
置に適用した場合について説明する。
明する。この実施例では、本発明をＰＴＣサーミスタ装
置に適用した場合について説明する。
【００１４】図１は本発明の第１実施例を表す構成図で
ある。図１において、ＰＴＣサーミスタ装置１は、チタ
ン酸バリウムから形成されたＰＴＣセラミック素子２の
表面上に、アルミニウムペーストに金属粒子を加えた材
料からなる電極３，４が相対向するように設けられた構
成となっている。
ある。図１において、ＰＴＣサーミスタ装置１は、チタ
ン酸バリウムから形成されたＰＴＣセラミック素子２の
表面上に、アルミニウムペーストに金属粒子を加えた材
料からなる電極３，４が相対向するように設けられた構
成となっている。
【００１５】ここで、上記電極３，４について、詳細に
説明する。この電極３，４は、アルミニウム粉末にホウ
ケイ酸鉛ガラスフリットを添加した固形分８５ｇに対し
て、低抵抗粒子に相当する１０〜２５μｍ粒径のＡｌ−
Ｓｉ粒子を１５ｇ（ペースト固形分の１５ｗｔ％、比抵
抗値６．３５μΩcm）添加する。そして、このＡｌ−Ｓ
ｉ粒子が添加された固形分に対してバインダ（エチルセ
ルロース、ＰＶＡ等）と、溶剤（ｎ−ブチルカルビトー
ルアセテート等）を加えて混合し、これをよく練ってペ
ーストにする。そして、このペーストを横２５ｍｍ、縦
２５ｍｍ、厚さ３ｍｍのあらかじめ焼成されたＰＴＣセ
ラミック素子２の両面に塗着し、１５０℃で乾燥後７０
０〜９００℃にて約２０分間保持して焼き付け、電極と
した。このとき、焼き付け後の電極の厚さは３０μｍで
ある。そして、以上のように作成したＰＴＣサーミスタ
装置１の表面抵抗は、幅２０ｍｍで２端子法により測定
したところ、０．０２０Ωという良好な表面抵抗の特性
を得た。
説明する。この電極３，４は、アルミニウム粉末にホウ
ケイ酸鉛ガラスフリットを添加した固形分８５ｇに対し
て、低抵抗粒子に相当する１０〜２５μｍ粒径のＡｌ−
Ｓｉ粒子を１５ｇ（ペースト固形分の１５ｗｔ％、比抵
抗値６．３５μΩcm）添加する。そして、このＡｌ−Ｓ
ｉ粒子が添加された固形分に対してバインダ（エチルセ
ルロース、ＰＶＡ等）と、溶剤（ｎ−ブチルカルビトー
ルアセテート等）を加えて混合し、これをよく練ってペ
ーストにする。そして、このペーストを横２５ｍｍ、縦
２５ｍｍ、厚さ３ｍｍのあらかじめ焼成されたＰＴＣセ
ラミック素子２の両面に塗着し、１５０℃で乾燥後７０
０〜９００℃にて約２０分間保持して焼き付け、電極と
した。このとき、焼き付け後の電極の厚さは３０μｍで
ある。そして、以上のように作成したＰＴＣサーミスタ
装置１の表面抵抗は、幅２０ｍｍで２端子法により測定
したところ、０．０２０Ωという良好な表面抵抗の特性
を得た。
【００１６】次に、第２実施例として、本発明の電極に
添加するＡｌ−Ｓｉ粒子の最適添加量を調べた。すなわ
ち、電極３、４を形成するＡｌ−Ｓｉ粒子の添加量を０
〜６０ｗｔ％まで変化させて、上記製法と同様に作成
し、ＰＴＣサーミスタ装置１の表面抵抗を幅２０ｍｍで
２端子法により測定を行い、その結果を表１および図２
に示す。
添加するＡｌ−Ｓｉ粒子の最適添加量を調べた。すなわ
ち、電極３、４を形成するＡｌ−Ｓｉ粒子の添加量を０
〜６０ｗｔ％まで変化させて、上記製法と同様に作成
し、ＰＴＣサーミスタ装置１の表面抵抗を幅２０ｍｍで
２端子法により測定を行い、その結果を表１および図２
に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】図２はＡｌ−Ｓｉ粒子の添加量の変化に対
する表面抵抗の変化を示す。図２に示すように、Ａｌ−
Ｓｉ粒子添加量が０〜３０ｗｔ％までは、表面抵抗は低
減する特性を示している。
する表面抵抗の変化を示す。図２に示すように、Ａｌ−
Ｓｉ粒子添加量が０〜３０ｗｔ％までは、表面抵抗は低
減する特性を示している。
【００１９】これは、オーミック電極を形成させるため
の電極焼き付けを行う際に、ホウケイ酸鉛を主成分とす
る微小なガラスフリットの粒子が、Ａｌ−Ｓｉ粒子のま
わりを覆い、Ａｌ−Ｓｉ粒子の酸化を抑制したことによ
るものと考えられる。つまり、Ａｌ−Ｓｉ粒子を低抵抗
状態のままで、電極焼き付けを行うことができたことか
ら、表面抵抗を低減させることができるのである。した
がって、Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量が、０〜３０ｗｔ％で
あれば、添加量を増加させれば、電極表面の抵抗は低減
させることができる。
の電極焼き付けを行う際に、ホウケイ酸鉛を主成分とす
る微小なガラスフリットの粒子が、Ａｌ−Ｓｉ粒子のま
わりを覆い、Ａｌ−Ｓｉ粒子の酸化を抑制したことによ
るものと考えられる。つまり、Ａｌ−Ｓｉ粒子を低抵抗
状態のままで、電極焼き付けを行うことができたことか
ら、表面抵抗を低減させることができるのである。した
がって、Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量が、０〜３０ｗｔ％で
あれば、添加量を増加させれば、電極表面の抵抗は低減
させることができる。
【００２０】しかし、添加量が５０ｗｔ％を越えると、
表面抵抗は増大するという特性を示している。これは、
Ａｌ−Ｓｉ粒子を過剰に添加し過ぎると、必然的にガラ
スフリットとＡｌ−Ｓｉ粒子との相対的な量が変化して
しまい、ガラスフリットがＡｌ−Ｓｉ粒子を覆いきれな
くなることから、Ａｌ−Ｓｉ粒子の酸化を招いてしまう
ためである。さらに、Ａｌ−Ｓｉ粒子が母材であるアル
ミニウムペーストの焼結を阻害してしまっていることも
考えられる。
表面抵抗は増大するという特性を示している。これは、
Ａｌ−Ｓｉ粒子を過剰に添加し過ぎると、必然的にガラ
スフリットとＡｌ−Ｓｉ粒子との相対的な量が変化して
しまい、ガラスフリットがＡｌ−Ｓｉ粒子を覆いきれな
くなることから、Ａｌ−Ｓｉ粒子の酸化を招いてしまう
ためである。さらに、Ａｌ−Ｓｉ粒子が母材であるアル
ミニウムペーストの焼結を阻害してしまっていることも
考えられる。
【００２１】したがって、Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量を増
やせば、電極表面の抵抗は低減させることができるが、
Ａｌ−Ｓｉ粒子を過剰に添加し過ぎると、かえって電極
表面の抵抗を増大させてしまうことになる。よって、あ
る所定量の低抵抗粒子が添加されることは、表面抵抗を
低減させるものと考えられる。つまり、本実施例のＡｌ
−Ｓｉ粒子の添加量に対する表面抵抗の結果から見れ
ば、Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量は４〜５０ｗｔ％であれ
ば、電極表面の抵抗を低減させることができる。
やせば、電極表面の抵抗は低減させることができるが、
Ａｌ−Ｓｉ粒子を過剰に添加し過ぎると、かえって電極
表面の抵抗を増大させてしまうことになる。よって、あ
る所定量の低抵抗粒子が添加されることは、表面抵抗を
低減させるものと考えられる。つまり、本実施例のＡｌ
−Ｓｉ粒子の添加量に対する表面抵抗の結果から見れ
ば、Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量は４〜５０ｗｔ％であれ
ば、電極表面の抵抗を低減させることができる。
【００２２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。第２実施例では、ホウケイ酸鉛ガラスフリットを添
加したアルミニウムペーストに、金属粒子であるＡｌ−
Ｓｉ粒子を添加しているが、第３実施例ではＡｌ−Ｓｉ
粒子の代わりに非金属粒子であるＳｉ粒子を添加してい
る。ここで、Ｓｉ粒子（比抵抗値１０μΩcm）は、粒径
がＡｌ−Ｓｉ粒子と同様であり、製法及び評価方法は第
２実施例と同様である。そこで、表２に結果を示し、図
３にＳｉ粒子の添加量の変化に対する表面抵抗の変化を
示す。
る。第２実施例では、ホウケイ酸鉛ガラスフリットを添
加したアルミニウムペーストに、金属粒子であるＡｌ−
Ｓｉ粒子を添加しているが、第３実施例ではＡｌ−Ｓｉ
粒子の代わりに非金属粒子であるＳｉ粒子を添加してい
る。ここで、Ｓｉ粒子（比抵抗値１０μΩcm）は、粒径
がＡｌ−Ｓｉ粒子と同様であり、製法及び評価方法は第
２実施例と同様である。そこで、表２に結果を示し、図
３にＳｉ粒子の添加量の変化に対する表面抵抗の変化を
示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】図３に示すように、Ｓｉ粒子添加量が０〜
３０ｗｔ％までは、表面抵抗は低減し、添加量が５０ｗ
ｔ％を越えると、表面抵抗は増大するという特性を示し
ている。これは、金属粒子であるＡｌ−Ｓｉ粒子を添加
したときと同様の特性を示している。
３０ｗｔ％までは、表面抵抗は低減し、添加量が５０ｗ
ｔ％を越えると、表面抵抗は増大するという特性を示し
ている。これは、金属粒子であるＡｌ−Ｓｉ粒子を添加
したときと同様の特性を示している。
【００２５】以上の結果より、ホウケイ酸鉛ガラスフリ
ットを添加したアルミニウムペーストにおいては、金属
粒子であるＡｌ−Ｓｉ粒子に限らず、非金属粒子である
Ｓｉ粒子を添加してもよい。
ットを添加したアルミニウムペーストにおいては、金属
粒子であるＡｌ−Ｓｉ粒子に限らず、非金属粒子である
Ｓｉ粒子を添加してもよい。
【００２６】なお、表３，４には、他の実施例の評価結
果を示し、製法、評価方法、粒子の粒径は第２実施例と
同様である。また、添加した低抵抗粒子の材質を以下の
ように示す。
果を示し、製法、評価方法、粒子の粒径は第２実施例と
同様である。また、添加した低抵抗粒子の材質を以下の
ように示す。
【００２７】Ｎｏ．２１〜３８は、他の金属粒子を１５
ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．３９〜４１は、ケイ
化物を１５ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．４２〜４
６は、ホウ化物を１５ｗｔ％添加したものである。
ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．３９〜４１は、ケイ
化物を１５ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．４２〜４
６は、ホウ化物を１５ｗｔ％添加したものである。
【００２８】Ｎｏ．４７〜４８は、窒化物を１５ｗｔ％
添加したものである。Ｎｏ．４９〜５２は、炭化物を１
５ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．５３〜５７は、酸
化物を１５ｗｔ％添加したものである。
添加したものである。Ｎｏ．４９〜５２は、炭化物を１
５ｗｔ％添加したものである。Ｎｏ．５３〜５７は、酸
化物を１５ｗｔ％添加したものである。
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】以上の他の実施例の評価結果から見ても、
ホウケイ酸鉛ガラスフリットを添加したアルミニウムペ
ーストに低抵抗粒子を加えれば、電極表面の抵抗は良好
な特性を示しており、低抵抗粒子であればどのような材
料でもよいと考えられる。
ホウケイ酸鉛ガラスフリットを添加したアルミニウムペ
ーストに低抵抗粒子を加えれば、電極表面の抵抗は良好
な特性を示しており、低抵抗粒子であればどのような材
料でもよいと考えられる。
【００３２】また、それぞれの材質の比抵抗値から、低
抵抗粒子の比抵抗値は１００μΩcm以下であればよいと
判断できる。
抵抗粒子の比抵抗値は１００μΩcm以下であればよいと
判断できる。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。
【図２】Ａｌ−Ｓｉ粒子の添加量の変化に対する表面抵
抗の変化を示す特性図である。
抗の変化を示す特性図である。
【図３】Ｓｉ粒子の添加量の変化に対する表面抵抗の変
化を示す特性図である。
化を示す特性図である。
２ ＰＴＣセラミック素子 ３，４ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 泰明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＰＴＣセラミック素子と、 該ＰＴＣセラミック素子に相対向するように設けられ、
ホウケイ酸鉛を主成分とするガラスフリットを添加した
アルミニウムペーストからなるオーミック電極とからな
る正特性サーミスタ装置において、 前記アルミニウムペーストには、低抵抗粒子が添加され
ていることを特徴とする正特性サーミスタ装置。 - 【請求項２】 前記低抵抗粒子が、前記アルミニウムペ
ースト中のうち４〜５０ｗｔ％添加されていることを特
徴とする請求項１記載の正特性サーミスタ装置。 - 【請求項３】 前記低抵抗粒子が、比抵抗値が１００μ
Ωcm以下であることを特徴とする請求項１記載の正特性
サーミスタ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07675893A JP3548586B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 正特性サーミスタ装置 |
| EP93107805A EP0569983B1 (en) | 1992-05-15 | 1993-05-13 | Positive-temperature-coefficient thermistor heating device and process for production of the same |
| US08/060,939 US5354969A (en) | 1992-05-15 | 1993-05-13 | Positive-temperature-coefficient thermistor heating device and process for production of the same |
| DE69320098T DE69320098T2 (de) | 1992-05-15 | 1993-05-13 | Kaltleiterthermistor für Heizgeräte und Verfahren zur Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07675893A JP3548586B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 正特性サーミスタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06290908A true JPH06290908A (ja) | 1994-10-18 |
| JP3548586B2 JP3548586B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=13614494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07675893A Expired - Fee Related JP3548586B2 (ja) | 1992-05-15 | 1993-04-02 | 正特性サーミスタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3548586B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2947983A1 (fr) * | 2009-07-08 | 2011-01-14 | Valeo Systemes Thermiques | Barreau chauffant constitutif d'un radiateur electrique |
| WO2015115422A1 (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | 日立金属株式会社 | Ｐｔｃ素子および発熱モジュール |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP07675893A patent/JP3548586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2947983A1 (fr) * | 2009-07-08 | 2011-01-14 | Valeo Systemes Thermiques | Barreau chauffant constitutif d'un radiateur electrique |
| WO2015115422A1 (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | 日立金属株式会社 | Ｐｔｃ素子および発熱モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3548586B2 (ja) | 2004-07-28 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020604 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040305 |
|
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