感温传感器及使用该感温传感器的电子设备制造技术

本发明专利技术涉及用于在个人电脑等电子设备的电路中防止过电流的感温传感器。该感温传感器在将相对地形成于绝缘基片１上的电极２、３上有一层感温层４，所述感温层４是在将具有柔性的单体与具有疏水性的单体及具有缩水甘油基的单体共聚而成的树脂与硬化剂的混合物中分散有导电性粉末的感温层。本发明专利技术还涉及使用该感温传感器的电子设备。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电阻值随温度变化而变化的感温传感器及使用该感温传感器的电子设备。
技术介绍
近年来，在个人电脑等的电子设备的电路中，为了防止过电流，越来越多地使用在特定温度下电阻值会急剧增大的热敏电阻和感温传感器。此外，同样的感温传感器还被用来防止2次电池短路时的过热破坏。作为这些感温传感器之一，在为了装在小型电子设备中而必须进行小型化和片型化的领域，美国专利第4,238,812号说明书记载的使用碳/聚乙烯复合材料的感温传感器已被应用化。将碳作为导电粒子时，因为与金属相比其电阻率较高，难以应用于使用大电流的电源电路，因此，希望有电阻值更小的传感器。此外，对制造工序简单、可靠性高且成本低的传感器的需求也十分强烈。为了解决上述课题，本专利技术的目的在于，提供一种电阻率小、可靠性高且低成本的感温传感器及使用该感温传感器的电子设备。专利技术的分开本专利技术的感温传感器包含在将具有柔性的单体与具有疏水性的单体及具有缩水甘油基的单体共聚而成的树脂与硬化剂的混合物中分散有导电性粉末的感温层。本专利技术的感温传感器的特征在于，使用四氢糠醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作为上述具有柔性的单体。此外，使用含氟的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作为上述具有疏水性的单体。再有，使用丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯作为上述具有缩水甘油基的单体。使用环氧树脂用的硬化剂作为使上述共聚树脂加热硬化的硬化剂。此外，作为上述分散在硬化剂混合物中的导电性粉末，优选金属粉末。另外，上述导电性粉末的粒径以1至10微米为宜。感温传感器适合小型化和片型化，适用于小型电子设备。此外，使用本专利技术感温传感器的电子设备可进行小型化，其电阻值可在特定的温度下急剧增大，对电路进行保护。图面的简单说明附图说明图1为示出本专利技术第1实施方式的感温传感器的俯视图。图2为沿图1中的虚线II-II的剖视图。图3为说明第1实施方式的感温传感器的温度特性的特性图。图4为示出本专利技术感温传感器安装在个人电脑主板上的状态的示意图。专利技术的最佳实施方式第1实施方式以下用附图对本专利技术的第1实施方式的感温传感器进行说明。图1为示出本实施方式的感温传感器的俯视图，图2为沿图1的虚线II-II的剖视图。在图1和图2中，在陶瓷等构成的绝缘基片1上，相对地形成由银构成的梳子状电极2、3。在该形成有电极2、3的绝缘基片1上形成有感温膜4。该感温膜4是通过在本专利技术的柔性单体中添加硬化剂，然后将导电性粉末分散于其中而形成的。导线5、6与上述电极2、3连接。如上所述，通过使用将导电性粉末分散于柔性聚合物中的感温膜4，可将柔性单体因温度变化而引起的膨胀、收缩作为被分散的导电性粉末间的接触阻力即电阻的变化而检测出来。其导电机制包括(1)在聚合物的玻璃化温度以下被分散的导电粒子之间的接触较多，保持低电阻状态。(2)当温度上升，超过玻璃化温度时，聚合物的膨胀增大，导电粒子之间的接触减少。超过玻璃化温度后，温度进一步上升，则导电粒子之间的接触急剧减少，变成高电阻状态。如果恢复至室温，则由于聚合物的收缩而恢复至原来的接触状态，变成低电阻状态。为了满足这样的特性，本专利技术所用的用于感温传感器的粘合剂体系的玻璃化温度必须在100-150℃左右，且在玻璃化温度以上的膨胀率必须比室温时的大2倍以上。并且无需多言，必须是，降温时的复原性良好，且与导电粒子的分散性及对各种基片的粘接性良好。本专利技术者为开发满足上述诸要求的柔性聚合物进行了深入的研究，结果完成了本专利技术。即，将导电粒子分散在由甲基丙烯酸四氢糠醇酯和具有缩水甘油基的单体(根据需要，还包括含氟单体)共聚而成的新颖的聚合物中，并添加环氧树脂用硬化剂，由此制得涂料。将该涂料涂敷在基片上后加热硬化，可制造再现性良好的感温传感器。本专利技术者对具有在100℃-150℃之间电阻值会急剧增大的新颖的树脂体系与导电粒子的组合的感温传感器进一步深入地进行了研究，结果完成了本专利技术。如日本PCT专利技术专利公告1987年第22097号公报所公开的，业已发现，将甲基丙烯酸四氢糠醇酯与环氧基的乙烯基单体共聚而成的新颖的环氧树脂适合用作上述构成中的感温膜4的柔性树脂。并且发现，使用上述共聚物和环氧树脂用硬化剂，可得到再现性良好的感温膜4。本专利技术的感温传感器的特征在于，在新颖的柔性树脂中添加硬化剂及导电粒子制成涂料后，涂敷在形成有电极的基片上并干燥、硬化，得到感温性涂膜。根据该制作方法，可实现小型化和低成本。并且，还可根据需要，将含氟单体共聚以增加疏水性。作为本专利技术中使用的提供柔性的聚合物原料的单体，可以是甲基丙烯酸四氢糠醇酯，但从共聚性能的角度出发，优选甲基丙烯酸四氢糠醇酯。甲基丙烯酸缩水甘油酯等适合用作具有环氧基的乙烯基单体。而每一分子含有2-5个(最好是3-4个)氟原子的乙烯基化合物适合用作含氟的甲基丙烯酸酯。含氟化合物的具体例子有甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯等。为进一步增加柔性，也可添加其它的单体，例如甲基丙烯酸四氢糠醇酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯等脂族甲基丙烯酸酯。作为硬化剂，如果是环氧树脂用的硬化剂，则基本上全部可以使用，但最好使用芳族二胺(例如4，4′-二氨基二苯基甲烷)、脂族二胺(例如1，12-二氨基十二烷等。也可以同时使用芳族二胺和脂族二胺。可使用银粉、铜粉等金属粉及它们的混合物作为导电性粉末。优选粒径在10微米以下1微米以上，尤其是3-5微米的球状粉。若是粒径在1微米以下，则糊剂的粘度上升，会产生印刷性能方面的问题。而若粒径在10微粒以上，则在保存糊剂时会有金属成分沉降，可能会产生性能离差。为了电阻值的再现性，也可添加絮片状或树枝状粉末。考虑到印刷适性，以粒径范围为3-5微米的球状为宜。导电粒子的添加量占树脂量的30-50体积％，根据所希望的电阻值及其温度变化率和复原性而定。若超过最佳值则变化率下降，而少了则初期电阻值上升且对温度变化的复原性变差。本专利技术的感温传感器用以下方法制成加入上述组成的树脂、导电粒子、硬化剂和必需最小量的溶剂并充分分散，将所得糊剂层压在预先设于绝缘基片1上的梳子形的电极2、3上，然后加热硬化。作为这样获得的感温传感器的电极2、3，可使用导电性糊和普通电极材料。以下使用具体实施例进一步说明本专利技术。实施例1将丙烯酸四氢糠醇酯62.48g、甲基丙烯酸缩水甘油酯8.54g、作为聚合引发剂的偶氮二异丁腈(AIBN)0.5g溶解在环己酮106.5g中，在氮气流中于80℃加热5小时，共聚，得到聚合物溶液。往该树脂溶液(固含量为40重量％)4.5g中加入作为导电性粒子的球状银粉(平均粒径3-4微米)8g、4，4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)0.2g，充分混合。然后用三辊滚轧机充分捏合、分散，得到糊剂。将所得糊剂涂布在图1所示的形成有梳子状银电极的陶瓷绝缘基板上，在150℃加热硬化1小时，制得感温传感器。图3是感温传感器的感温特性。横轴是温度，纵轴是端子间的电阻值。A的曲线是实施例1的感温特性。比较例1加入作为环氧树脂的Epicoat 806(商品名，油化Shell Epoxy株式会社生产)1.25g、作为硬化剂的DDM 0.75g、和作为导电性粒子的球状银粉(平均粒径3-4微米)8g，充分混合。然后用三辊滚轧机充分捏合后，用与本文档来自技高网...

【技术保护点】
感温传感器，有一层在将具有柔性的单体与具有疏水性的单体及具有缩水甘油基的单体共聚而成的树脂与硬化剂的混合物中分散有导电性粉末的感温层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古川静夫，森本光一，长谷川洋，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]