JPS63172402A - 有機正特性サ−ミスタの製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、導電性粒子を混入分散した有機高分子材料が
示す正の抵抗／温度特性を利用する有機正特性サーミス
タの製造方法に係り、詳しくは、該有機正特性サーミス
タにおける電極とリード線との半田付は方法に関する。

〈従来の技術〉 従来から、有機正特性サーミスタとして、第１図に示す
ような構造のものが知られている。この有機正特性サー
ミスタ１０は、カーボンブラックのような導電性粒子を
混入分散したポリエチレンなどの有機高分子材料を素体
材料とする素体１１を備えている。そして、この素体１
１の両主表面には、ニッケルなどからなる電極１２．１
２が金属箔の熱圧着やメッキなどの手段によって形成さ
れている。

また、これらの電極１２．１２それぞれの外面には、リ
ードＭ１３．１３の各内端部が半田付けにより接続され
ている。

このような有機正特性サーミスタｌＯを製造するにあた
って、従来、一般的には電極１２．１２とリード線１３
．１３との半田付けはつぎのような条件のもとで行われ
ている。すなわち、半田材料としては融点が１８３℃の
４／６共晶半田が使用される一方、この半田付けの作業
温度、すなわち、半田付は温度は２１０〜２３０℃程度
とされている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、前述した電極１２．１２とリードｗＡ１３゜
１３との半田付けにおいては、つぎのような問題点があ
った。すなわち、導電性粒子を混入分散した有機高分子
材料からなる素体材料の融点は１００〜１２５℃のもの
が一般に使用されているため、この素体材料が半田付は
時に２１０〜２３０℃というような高温状態にさらされ
た場合には、急激に熱膨張することになってしまう、し
かし、素体１１の両主表面に形成された電極１２．１２
となる金属材料の存する熱膨張率は素体材料の熱膨張率
よりもはるかに小さいので、これらの電極１２．１２の
膨張は素体１１の急膨張に追随することができない、こ
のことにより、素体１１の主表面からの電極１２．１２
の剥離が生じやすくなり、その抵抗値を増大させてしま
う。

しかも、このような半田付は時の高温は素体材料そのも
のの特性を変質、劣化させ、その抵抗値を変化させる原
因にもなっていた。そのため、従来の有機正特性サーミ
スタ１０においては、半田付けに伴う抵抗値の変化が生
じ、かつ製品ごとの抵抗値のばらつきが大きくなり、そ
の信頼性に問題が生じていた。

本発明はかかる従来の問題点に鑑み、半田付けに伴う抵
抗値の変化やそのばらつきを防止し、信鯨性の向上を図
ることができる存機正特性す−ミ　　　゛スタの製造方
法の提供を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、導電性粒
子が混入分散する有機高分子材料を材料とする素体の両
主表面それぞれに形成された電極にリード線を半田付け
で接続する有機正特性サーミスタの製造方法において、
前記半田付けに使用する半田材料の融点を前記素体材料
の融点より５℃から４５℃高い温度範囲に設定し、かつ
半田付は温度を前記素体材料の融点より３０℃から７０
℃高い温度範囲に設定して半田付けを行うことを特徴と
するものである。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

本発明方法の実施に供する有機正特性サーミスタは、従
来例と同一の構造であるから第１図に基づいてその構造
を説明する。すなわち、本発明の有機正特性サーミスタ
１０は、素体１１と電極１２．１２とリード線１３．１
３とから構成されている。

素体１１は、導電性粒子を混入分散した有機高分子材料
からなる素体材料によって形成されている。

このような導電性粒子としてはカーボンブラック、グラ
ファイトまたは金属粉末などが使用され、有機高分子材
料としてはポリエチレン、ポリプロピレンもしくはポリ
ブタジェン系の樹脂材料が使用されている。

そして、この素体１１の両主表面には、例えば、ニッケ
ルなどからなる金属箔の熱圧着もしくはメッキという手
段によって電極１２．１２が形成され、これらの電極１
２．１２の各外面にはリード＆Ｉ１３．．１３の内端部
が半田付けによりそれぞれ接続されている。なお、図に
おける符号１４は、素体１１およびリード線１３．１３
の内端部を封止するための絶縁性樹脂である。

つぎに、本発明による電極１２．１２とリード線１３゜
１３との半田付は方法について説明する。

（条件　Ｉ） 半田付けに使用する半田材料は、■スズ（Ｓｎ）と鉛（
Ｐｂ　）を主成分とするものであって、これに所定量の
カドミウム（Ｃｄ　）を添加した材料、■スズと鉛を主
成分とするものであって、これに所定量のビスマス（Ｂ
ｉ）を添加した材料、もしくは、■スズと鉛を主成分と
するものであって、これに所定量のカドミウムとビスマ
スの両方を添加した材料のいずれかであって、その融点
が素体材料の融点である１００〜１２５℃よりも５℃か
ら４５℃高い温度範囲に設定されている。なお、この半
田材料の融点の最低温度を素体材料の融点よりも５℃高
い温度としたのは、有機正特性サーミスタ１０使用時に
その素体１１に通電して自己発熱させた際に半田材料が
溶融するという不都合の発生を防止するためであって、
実験によって半田材料の融点の方が素体材料の融点より
も５℃高ければ不都合が発生しないことが確認されてい
る。また、最高温度については、後述する半田付は温度
との関係において、この半田付は温度が余りにも高くな
ることを避は得る上限温度として実験により確認されて
いる。

（条件　■） そして、このような半田材料を使用して電極１２゜１２
とリード線１３．１３の内端部との半田付けを行うが、
このときの半田付は温度は素体材料の融点よりも３０℃
から７０℃高い温度範囲とされる。なお、この半田付は
温度の最低温度を素体材料の融点よりも３０℃高い温度
、すなわち、半田材料の融点よりも２５℃高い温度とし
たのは、被加工物の温度が低いために半田材料が作業中
に凝固してしまい、その作業性が悪くなってしまうこと
を防止するためであって、２５℃については実験によっ
て求めたものである。また、半田付は温度の最高温度を
素体材料の融点よりも７０℃高い温度に設定したのは、
素体材料の融点よりも７０℃以上高い半田付は温度で半
田付は作業を行った場合には、素体材料の劣化や電極１
２．１２の素体１１からの剥離が生じやすくなるからで
、これについても実験結果によるものである。

ところで、本発明によって製造した有機正特性サーミス
タと従来品とを比較するために、本発明の発明者らが多
数の試料について抵抗値のばらつき範囲および抵抗変化
率について試験を行ったところ、第１表に示すような試
験結果を得た。なお、この表中の符号Ｘは半田付は前の
試料における抵抗値の平均値、符号ｙは半田付は後の試
料における抵抗値の平均値、符号σは半田付は後の試料
における抵抗値のばらつき範囲を示している。

この試験における試料としては、つぎのようなものを使
用している。まず、実施例１としては、融点が１２５℃
の素体材料からなる素体１１の両主表面にニッケルから
なる電極１２．１２を形成して厚みが０．４ｆｉのシー
トとしたうえで、これを１０鶴角の大きさとなるように
切断し、その電極１２．１２の外面それぞれにリード線
１３．１３の内端部を半田付けしている。この半田付け
においては、５ｎ−Ｐｂ−Ｃｄからなり融点が１４５℃
とされた半田材料を使用し、かつ半田付は温度を１８０
℃としている。

実施例２においては、その構成が実施例１と同一とされ
、その半田付けのみが異なっている。すなわち、この半
田付けにおいては、５ｎ−Ｐｂ−Ｂｉからなり融点が・
１３０℃とされた半田材料を使用し、かつ半田付は温度
を１６０℃としている。

つぎに、比較例１は構成が実施例１と同一とされ、その
半田材料としては実施例１と同様に、融点が１４５℃と
された５ｎ−Ｐｂ−Ｃｄからなるものを使用している。

しかし、この比較例１においては、半田付は温度を素体
材料の融点１２５℃よりも７５℃高い２００℃としてい
る。

比較例２においても、その構成は実施例１と同一とされ
、半田付けについてのみ異なっている。

すなわち、この半田付けにおいては、融点が１８３℃の
４７６共晶半田を使用し、かつ半田付は温度を２２０℃
としている。したがって、この比較例２が従来品となっ
ている。

（以下、余白） 第１表 第１表に示した実験結果からは、つぎのことが明らかに
なっている。すなわち、実施例１および実施例２を従来
品である比較例２と比べてみると、その抵抗値のばらつ
き範囲（σ）が２５．０−Ωから３、ＯｍΩ以下となり
、かつ抵抗変化率についても６０．６％から１０％以下
へと大きく低減している。なお、この比較例２において
は、半田付は時に素体から電極が一部剥離したものがあ
った。

また、実施例１と半田付は温度のみが異なる比較例１と
実施例１．　２を比較した場合には、実施例１．２の抵
抗値のばらつき範囲（σ）が６．３８　ｍΩから３．Ｏ
ｍΩ以下と約１／２になり、その抵抗変化率は２６．４
％から１０％以下へと低減している。このことから、半
田材料が同一であったとしても、半田付は温度が高過ぎ
ると抵抗値のばらつき範囲および抵抗変化率が増大する
ことが分かる。

つぎに、前述した各試料に対して、０Ｎ−ＯＦＦサイク
ル（寿命）試験を行ったところ、つぎのような結果を得
た。すなわち、実施例１および実施例２では５００サイ
クルにおける抵抗値変化が２０％以下であるのに対し、
比較例１では抵抗値変化が５０％を越え、しかも、従来
例である比較例２においては１５０％を越えてしまう。

以上説明した各種試験の結果から、有機正特性サーミス
タの抵抗値は半田材料の融点とその半田付は温度とによ
って大きな影響を受けることが確認でき、しかも、本発
明方法による有機正特性サーミスタは従来品よりも抵抗
値のばらつきや変化が少なく、かつその寿命が長（なる
ことが確認できた。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の製造方法によれば、素体材料の融
点を基準として半田材料の融点およびその半田付は温度
を従来よりも低温度に設定したので、有機正特性サーミ
スタにおける抵抗値の変化および製品ごとの抵抗値のば
らつきを少なくすることができ、かつその寿命を長くす
ることができ、しかも、その半田付は作業になんらの支
障も生じることもない、そのため、このような有機正特
性サーミスタにおける信幀性を大きく向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、有機正特性サーミスタの断面図である。 １０・・・有機正特性サーミスタ、 １１・・・素体、 １２・・・電極、 １３・・・リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性粒子が混入分散する有機高分子材料を材料
   とする素体の両主表面それぞれに形成された電極にリー
   ド線を半田付けで接続する有機正特性サーミスタの製造
   方法において、 前記半田付けに使用する半田材料の融点を前記素体材料
   の融点より５℃から４５℃高い温度範囲に設定し、かつ
   半田付け温度を前記素体材料の融点より３０℃から７０
   ℃高い温度範囲に設定して半田付けを行うことを特徴と
   する有機正特性サーミスタの製造方法。