JPS6059704A - Ｐｔｃ素子放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景と目的］ 本発明はＰ　Ｔ　Ｃ素子の放熱情造に関するものである
。

ＰｊＣ素子は正の温度係数を有する抵抗体で、自己制御
性を有する発熱体である。通常チタン酸バリウムを主体
とするセラミック系のものと、プラスチックに導ン科付
与剤を添加したプラスチック系のものがある。特にセラ
ミック系のものはイ９頼性に優れていることから広範に
使用されている。

Ｐ’　Ｔ　Ｃ素子は発熱体であるため放熱体と組み合わ
せて使用されることが多い。この場合、ＰＴＣｉ子と放
熱体とを一体化させるための接着剤として、熱伝導性に
優れたエポキシ樹脂が使んされてさた。

しかし、ＰＴＣ素子および金属が主体である放熱体とエ
ポキシ樹脂の熱膨張係数が異なるため、冷熱ザイクルや
熱衝撃の条件においてエポキシ樹）１）１が破損してし
まう欠点があった。

本発明は上記した従来技術の欠点を解消するものであり
、急激な温度変化な伴なう条件においてもＰＴＣ素子と
放熱体とを一体化する接着層の破損を防止できるＰＴＣ
素子放熱構造の提供を目的とするものである。

［発明の概要］ 本発明は、ＰＴＣ素子と放熱体との間を、付加重合型シ
リコーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導性組成物
からなる接ｅＪコを介して一体化したことを特徴とする
ものである。

Ｐ　Ｔ　Ｃ素子としては、例えはチタン酸バリウムに酸
化サマリウムのような添加物をＲｍに加えて焼結したも
のに電極を埋め込んだものがあげられる。このような正
の温度係数を有する素子であれば特に却成を限定するも
のではない。本発明はセラミックＰＴＣ素子に対して特
に有効であるが、放熱を必要とするプラスチック系ＰＴ
Ｃ素子に対しても適用できる。ただ、プラスチックＰＴ
Ｃ紮子の場合には、ポリオレフィンと導電性イ」与剤を
主体としたもののように接着が困難なものもあるので、
シランカップリング剤等でプライマ処理を行なってから
接着させることが好ましい。

放熱体は、通常は銅、銅合金、アルミニウム、鉄等の金
属が実用されるが、腐食をきらう用途では黒鉛、炭化ケ
イ素等の高熱伝導性セラミックが使用される。

本発明において重要なのは、上記ＰＴＣ素子と放熱体を
一体化させるための接着層を１」加重金型シリコーンゴ
ムと無機充填剤とをＧ有する熱伝う５性組成物でもって
形成した点ζこある。

この組成物は金属およびセラミック０〕双方ζこ刻して
接着力が強く、しかも硬化後も弾性を有１゛るため急激
な温度変化に伴なう膨張、収縮くこ追１；（：　ｔＦさ
るものである。

また、無機充填剤は付加重合型シリコーンゴムの熱伝導
性を更に向上させるために添加Ｊ−るものであるが、無
機充填剤はシリコーンゴムｔこ比してｆ）、Ｈ膨張係数
が小さいため、非充填の場合よりもｊ妾着層の熱膨張係
数を金属およびセラミ・ンクのそ４ｚｔこ近イ」けるこ
とが可能になり、熱衝撃に対する追９ｉＣ性を史に大き
くしている。

（Ｊ加重金型シリコーンゴムの代表的なものとしては、 （イ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合アル
ケニル基をイＪするジオルカノボリシロキ４１ン、（ロ
）分子中に少なくとも２個のケイ紮原子糸古合７Ｊ（素
原子を有する液状オルガノボリシロキ４）ン、（ハ）イ
」前反応触媒、 よりなるものがあげられる。

無機充填剤としては、アルミナ、石英、酸化亜鉛、マグ
ネシア、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、
黒鉛、金Ｊ工等の粉末があげられ、これらは単独または
２種以上（７１用して３０〜７０容量％の範１〃］て添
加するこつがでさる。

本発明においては、上記成分以外に必要に応じて粘度を
調節するための反応性希釈剤、シリコーン油、有機溶剤
、ボッＩ・ライフを延長するためのベンゾトリアゾール
やハイドロパーオキサイドといった硬化抑制剤、煙霧質
シリカのような補強性充填剤、若色剤、難燃剤等を適宜
添加してもよい。

また、シランカップリング剤、チタネートカップリング
剤、エポキシ樹脂等を添加することにより自己接着性を
向上できる。

上記成分よりなる熱伝導性組成物はＰＴＣ素子と放熱体
との間に挿入され、その後常温または加熱により硬化さ
れ、両者を一体化する。

［発明の実施例］ 実施例１ 第１図に示すような放熱構造を作成した。１はチタン酸
バリウノ１、を主体とするＰＴＣ素子、２はアルミニウ
ムからなる放熱体、３は熱伝導性組成物からなる接着層
である。

接着層３を下記（１）〜（７）の成分よりなる組成物で
もって形成した。

（１）両端をジメチルビニルシリル基てＩ、ｌ鎖された
ジメチルポリシロキサン　１００重量部（２）両末端シ
ラノール基封鎖のシメチルボリシＩコキザン（粘度調整
剤）　２〔腎４部 （３）両末端がトリメチルシリル基封鎖メチル水玄ボリ
シロキザン　１２徂吊部 （４）ビニルトリメトキシシラン　２重量部り５）アル
ミナ　３５０重屯重 屯６）塩化白金酸のイソプロピルアルコール１重重％溶
液　１重量部 （７）ヘンシトリアソールのイソプロピルアルコール３
０重量％溶液　０．２重屯部 上記組成物をＰ’ｒ　ｃ　素子１と放熱体２の間に挿人
し、１５０℃で１５分間加熱することによって硬化させ
た。

摺られた放熱構造を１５０℃で３０分と一５５°Ｃて３
０分のり−ｆクル試験を１００回縁り返した結果、全く
異常は認められなかった。また、ＰＴＣ素子素子作動数
熱特性も良好であった。

実１１を例２ 第２図に示すような放熱構造を作成した。４はプラスチ
ック系ＰＴＣ発熱体、５は鉄製のパイプであり、これら
の間に実施例１の組成物からベンゾトリアゾール溶液を
除いた組成物を挿入し、１５０℃で１５分間加熱して硬
化さぜることにより接着層６を形成した。

なお、プラスチック系ＰＴＣ抵抗体４は次のようにして
製造した。

（イ）ポリエチレン（密度：０．９４、ＭＩ　：０゜３
）　ｉｏｏ重呈部 （［＋）導電性ファーネスカーボン（ＸＣ−７２）３０
重量部 （ハ）！・リメチロールブロバントリメチルメタクリレ
ート２重量部 （ニ）ポリ−２，２，’４−トリメチルー１，２−ジヒ
ドロキノリン　１重ｌＵ部 を均一に混合した組成物を２本のスズメッキ！ｉｆ（線
上に押し出した後、絶縁体を被覆し、２０Ｍｒａｄの電
子線を１１霞射して架橋させた。

得られた放熱４Ａ造を実施例１と同様のサイクル試験を
１００回繰り返した結果全く異常は認められなかった。

また、ＰＴＣ抵抗体４を作動させた場合の放熱特性も良
好であった。

比吸例１ 実施例１の放熱構造において、接着層３を熱伝導性ビス
フェノール系エポキシ樹脂でも）て形成した。

実施例１と同様のサイクル試験を行なった結果、２０回
以内で接着層に亀裂もしくは刺部を生した。

比較例２ 実施例１の放熱構造において、アルミナを含まない組成
物でもって接着層３を形成した。

実施例１と同様のサイクル試験を行なった結果、１００
繰り返した場合亀裂の発生はなかったが、若干のｑｌｌ
離が謬められた。また、ＰＴＣ素子４を作動さぜた場合
の放熱特性は悪かった。

［発明の効果コ 以上説明してきた通り、本発明は付加重合型シリコーン
ゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導性組成物でもって
ＰＴＣ素子と放熱体とを一体化したＰＴＣ素子の放熱構
造を提供するものであり、これによって苛酷な熱衝撃に
対して十分耐える放熱イ１６造を得ることができる。し
かも本発明のおいてはＰＴＣ素子から放熱体への熱伝導
性は極めて良好であり、ｐ　Ｔ　ｃ素子の寿命を長くす
ることが可能となる。また、本発明の接首１ｒ！ｉはイ
」加重金型シリコーンゴムにより形成するため、腐食性
物質を生成しないので金属を腐食させることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１および比較例１，２の説明図、第２図
は実施例２の説明図である。 １　：ＰＴＣ素子、２：放熱体、３：接着層。 趙　１　図 錆　２　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＴＣ素子と放熱体どの間を、付加重合型シリコ
   ーンゴムと無機充填剤とを含有する熱伝導性組成物から
   なる接着層を介して一体化したことを特徴とするＰＴＣ
   素子素子熱放熱構 造２）上記付加重合型シリコーンゴムは、（イ）１分子
   中に少なくとも２個のケイ素原子結合アルケニル基を口
   するジオルガノポリシロキサン、（ロ）分子中に少なく
   とも２個のケイ素原子結合水素原子を有する液状オルカ
   ノボリシ１コキザン、（ハ）イＪ加反応触媒、 からなる特許請求の範囲第１項記載のＰＴＣ素子例放熱
   構造。