有机PTC热敏电阻及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种有机ＰＴＣ热敏电阻的制造方法以及由该制造方法获得的有机ＰＴＣ热敏电阻，该有机ＰＴＣ热敏电阻的制造方法包括：将填充物混合在有机粘合剂中从而获得混合物的工序；在第一导体箔上形成由上述混合物构成的混合物层从而获得层叠体的层形成工序；以及，为了用相对的导体箔夹持上述混合物层、在上述层叠体上层叠第二导体箔或另一层上述层叠体从而获得夹持物的层叠工序，在减压状态下实施混合工序、层形成工序及层叠工序中的至少一个工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机PTC热敏电阻及其制造方法。
技术介绍
作为含有使用热塑性树脂、热硬化性树脂等有机材料的热敏电阻原材料的有机PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻，例如已知有将下列的材料作为热敏电阻原材料使用的例将金属粉末或碳黑分散在聚乙烯等热塑性树脂中的材料(例如，美国专利第3591526号公报)；将碳纤维、金属纤维等纤维状导电性物质分散在环氧树脂、不饱和聚酯等热硬化性树脂中的材料(例如，美国专利第4966729号公报)；将气泡分散在含有高分子材料及导电性材料的组成物中的材料(例如，特开平4-67508号公报及特开平10-125506号公报)。可是，现有的有机PTC热敏电阻经受了高温热过程时，其电阻特性发生不可逆变化，工作时和非工作时的电阻值的比(电阻变化率)显著减少，往往失掉了作为PTC热敏电阻的功能。近年来，在电子装置领域中，一种不含铅的所谓无铅焊料成为主流，可是在使用该无铅焊料的情况下，反流工序所需要的温度比现有的铅焊料的情况高，有时达到260℃。所以，在使用无铅焊料的电子装置中，现有的PTC热敏电阻所具有的对上述的热过程的耐久性的问题就更加显著。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述事实而完成的，其目的在于提供一种改善了对反流工序等中受到的热过程的耐久性的有机PTC热敏电阻及其制造方法。为了解决上述课题，本专利技术的有机PTC热敏电阻的制造方法包括将填充物混合在有机粘合剂中从而获得混合物的工序；在第一导体箔上形成由上述混合物构成的混合物层从而获得层叠体的层形成工序；以及，为了用相对的导体箔夹持上述混合物层、在上述层叠体上层叠第二导体箔或另一层上述层叠体从而获得夹持物的层叠工序，该有机PTC热敏电阻的制造方法的特征在于在减压状态下进行混合工序、层形成工序及层叠工序中的至少一个工序。关于现有的有机PTC热敏电阻对高温热过程的耐久性劣化的原因，虽然至今尚未明确地把握，但本专利技术者们研究的结果，明确了包含在热敏电阻原材料中的微小的空隙有很大影响，为了减少该空隙的数量，进一步研究的结果，完成了上述的本专利技术。关于空隙降低耐久性的机理，例如，可以认为在热敏电阻原材料包含许多空隙的情况下，该空隙在高温下膨胀时，发生导电性物质的密度局部升高的区域，其结果，温度特别高的区域中的电阻值异常下降(短路)。但是，作用不限定于此。迄今，热敏电阻原材料包含空隙这样的弊病未被看成问题，反而像例如在特开平10-125506号公报中所看到的，已知一种积极地将空隙导入热敏电阻原材料中的技术。与此不同，本专利技术者们推测如使用无铅焊料的情况所示，经受温度更高的热过程时，由空隙产生的上述的弊病反而起支配作用。本专利技术的有机PTC热敏电阻的制造方法，所使用的有机粘合剂是热硬化性树脂，在层叠工序之后，最好还包括使混合物硬化的硬化工序。在将热硬化性树脂作为有机粘合剂的情况下，能使硬化前的混合物呈低粘度，与使用热塑性树脂的情况相比，减压的效果更容易显著地表现出来。另外，热硬化性树脂是含有硬化剂的环氧树脂，从硬化时收缩小、硬化后尺寸的稳定性好等方面看更好。本专利技术中使用的填充物最好是导电性填充物。通过使用导电性填充物，能更有效地提高所获得的有机PTC热敏电阻的电阻变化率。最好通过在减压下实施本专利技术的制造方法中的混合工序、层形成工序及层叠工序中的至少一个工序，将混合物层中的空隙除去，以便满足下式(1)及(2)。A≥100…(1) B/A≥0.5 …(2)式中，A及B表示用下式(3)及(4)算出的电阻变化率。A＝(Ra1/Ra0)×100…(3)B＝(Rb1/Rb0)×100…(4)式中，Ra0、Ra1、Rb0及Rb1都是有机PTC热敏电阻的电阻值，Ra0是260℃加热前的25℃时的值，Ra1是260℃加热前的185℃时的值，Rb0是260℃加热后的25℃时的值，Rb1是260℃加热后的185℃时的值。]通过适当地控制减压的压力条件，使满足上式的条件下除去空隙，能有效且可靠地获得改善了对热过程的耐久性的有机PTC热敏电阻。本专利技术的有机PTC热敏电阻是一种备有相对的一对电极；以及配置在该一对电极之间的、含有树脂及分散在其中的填充物的有机物层的有机PTC热敏电阻，其特征在于上述有机物层中的空隙被除去，以便满足上式(1)及(2)，例如，通过采用上述的本专利技术的制造方法，就能满意地获得本专利技术的有机PTC热敏电阻。有机物层含有的填充物最好是导电性填充物，另外，按照有机物层的质量基准，最好含有60～75质量％的填充物。由于有上述的结构，所以本专利技术的有机PTC热敏电阻能改善对反流工序等中经受的高温热过程的耐久性。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的有机PTC热敏电阻的基本结构的模式剖面图。具体实施例方式以下，详细说明本专利技术的优选实施方式。(有机PTC热敏电阻)图1是表示本专利技术的一个实施方式的有机PTC热敏电阻的基本结构的模式剖面图。图1所示的有机PTC热敏电阻10由互相相对的一对电极2及3、配置在这些电极之间的作为热敏电阻原材料的有机物层1、以及分别导电性地连接在电极2及3上的引线4及5构成。有机物层1含有树脂及分散在其中的填充物，具有在一定温度范围内，其电阻值(以下，有时称“阻值”)与温度上升的同时急剧增大的所谓“正电阻-温度特性”。因此，通过用电极2及3检测有机物层1的阻值的变化，具有能将有机PTC热敏电阻10作为自控型发热体、温度传感器、限流元件或过流防止元件等的功能。另外，有机物层1的厚度最好为10～2000微米。构成有机物层1的树脂主要是热硬化性树脂的硬化物、或热塑性树脂等，但特别是由热硬化性树脂的硬化物构成为好。作为热硬化性树脂，能举出环氧树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、硅树脂、聚氨酯树脂及苯酚树脂等，但它们当中也是含有其硬化剂的环氧树脂为好。作为分散在树脂中的填充物，能适合使用由金属、碳黑、石墨、陶瓷类导电性材料等构成的粒子等导电性填充物。在它们当中，如过流保护元件所示，在使用中要求低室温阻值及高的电阻变化率两者的情况下，最好使用导电性金属粒子。作为适合的导电性金属粒子，能举出从铜、铝、镍、钨、钼、银、锌及钴构成的群中选择的至少一种金属构成的粒子，但使用镍粒子特别好。作为填充物的形状，能举出球状、片状或棒状等。在镍粒子的情况下，表面上有尖状突起的填充物特别好。填充物均匀地分散在树脂中，有利于工作的稳定性。另外，有机物层1所含的填充物的量，最好按照有机物层的质量基准达到60～75质量％为好。如果填充物的量小于60质量％，室温下的阻值有过高的倾向，如果超过75质量％，则分散性下降，则有阻值的离散增大的倾向。电极2及3用能使有机物层1通电的导电性的材料形成即可，但最好由镍箔等金属箔构成。另外，其厚度最好为1～100微米。这里，有机PTC热敏电阻10为了满足下式(1)及(2)，通过从有机物层1中将空隙除去，即使经过了反流工序等中的热过程后，也能保持适当的电阻变化率，作为有机PTC热敏电阻具有适当的功能。A≥100 …(1)B/A≥0.5…(2) 有机PTC热敏电阻的电阻变化率A是设想有机PTC热敏电阻10工作时的温度(185℃)时的阻值和设想非工作时的温度(25℃)时的阻值的比(电阻变化率)，其值越大，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机ＰＴＣ热敏电阻的制造方法，它包括：将填充物混合在有机粘合剂中从而获得混合物的工序；在第一导体箔上形成由所述混合物构成的混合物层从而获得层叠体的层形成工序；以及为了用相对的导体箔夹持所述混合物层、在所述层叠体上层叠第二导体箔或其它的所述层叠体从而获得夹持物的层叠工序，其特征在于：在减压状态下进行所述混合工序、所述层形成工序及所述层叠工序中的至少一个工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：白井智士，森由纪江，繁田德彦，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]