JPS587044B2 - 正特性サ−ミスタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は正の抵抗温度係数を有するチタン酸バリウム系
半導体磁器より成る正特性サーミスタおよびその製造方
法に関する。

正特性サーミスタはキュリ一温度を適当に選定すること
により任意の発熱温度が得られること、特定温度に達す
ると電気抵抗値が急激に増大し電流および発熱温度を自
動的に制御する電流制御機能または自己温度制御機能を
有すること等々の特長があり、安全で信頼性も高いこと
から、従来より、電子・電気回路における電流制御用素
子または各種の発熱装置における発熱源として、広く利
用されている。

この正特性サーミスタは、その用途に応じて種種の形態
、構造をとるものであるが、複写機の複写紙加熱乾燥も
しくは定着用加熱装置における発熱素子として使用する
場合等には、たとえば第１図Ａ，Ｂに示すように、貫通
孔１を有して円板状に形成された正特性サーミスタ素体
２の両面に電極３，４を設けると共に、貫通孔１のまわ
りに電極３，４を隔てるギャップＧ１を設けたものが使
用される。

前記電極３，４は、正特性サーミスタ素体２の表面上に
ニッケル無電解メッキ法により被着形成されたニッケル
層３ａ，４ａと、該ニッケル層３ａ，４ａの耐酸化性半
田付け性の向上等を目的として印刷焼付けされた銀層３
ｂ，４ｂとの二層構造となっており、銀層３ｂ，４ｂは
ニッケル層３ａ，４ａの全面を覆うように印刷形成され
ている。

上述のギャップＧ１は、この正特性サーミスタが第２図
ａ１〜ａ４に示す製造工程に従って製造されることから
、必要となるものである。

すなわち、第２図ａ１に示すように貫通孔１を有してド
ーナツ円板状に形成された正特性サーミスタ素体２に対
し、第２図ａ２に示すように、その全表面にニッケル無
電解メッキ法によるニッケル層５を被着し、かつ熱処理
などの必要な処理を施した後、第２図８３に示すように
、厚み方向の両面におけるニッケル層５の全面に、フリ
ット含有銀ペースト等を印刷焼付けして銀層６を形成し
、次に第２図ａ４に示すように、貫通孔１のまわりのニ
ッケル層５、銀層６および外周部のニッケル層５を、サ
ンドブラストまたはセンタレス研磨などによって削除す
る。

これによって、ニッケル層５が正特性サーミスタ素体２
の厚み方向両面側で、ギャップＧ１により切り離され、
第１図Ａ，Ｂに示すような電極３，４を備えた正特性サ
ーミスタが得られる。

この場合、貫通孔１内のニッケル層５は削除できないの
でそのまま残るが、ギャップＧ１によって電極３，４が
互に独立される。

しかし、ニッケル層５上に銀層６を印刷した場合、第３
図ａ，に拡大して示すように、銀ペーストが貫通孔１の
内部および外周部に垂れ込み、垂れ込み部ａ，ｂが生じ
るため、第３図８２に示すように、ギャップＧ１を形成
すべく貫通孔１のまわりをサンドブラスト７等によって
削除した場合に、垂れ込み部ａが貫通孔１内に残存する
。

貫通孔１は当該正特性サーミスタを固定する場合に絶縁
パイプや止ネジ等を貫通させるために使用するものであ
り、前述のように垂れ込み部ａが残ると内径が縮小して
しまい、絶縁パイプや止ネジを挿通させる作業が非常に
困難になる。

さらに、この垂れ込み部ａを削除しようとすれば、正特
性サーミスタ素体等が削り取られ、特性の変動を招く〇 また貫通孔１のまわりをサンドブラストによって研削す
る場合、外周部をセンタレス研磨によって研削する場合
のいずれの場合にも、ニッケル層５と銀層６が同時に研
削されるため、銀層６の展延性、粘着性によりニッケル
層５と銀層６とが互に絡み合い、研削性が悪くなるうえ
に、電極剥離などを招くこともあった。

ニッケル層５を研削して両面のニッケル層５を互に切り
離してから銀層６を印刷するようにすれば、銀層６の絡
みによる不具合は解決し得るが、この場合には、銀層６
の印刷位置がズレてギャップＧ１の距離が変動し、耐電
圧の低下など信頼性の低下を招へこのような欠点を除去
しようとすれば、銀層６の印刷位置を高精度で位置決め
しなければならず、作業性が悪くなる。

さらに上述の製造工程における諸欠点とは別に、該正特
性サーミスタを実際に使用する場合には、マイグレーシ
ョン現象による電極間短絡事故を招き易いという重大な
欠点もあった。

すなわち第１図Ａ．Ｂに示すように銀層３ｂ，４ｂの端
縁がニッケル層３ａ，４ａの端縁上にあり、第４図に示
すように電極板８，９を電極３，４上に重ねた場合に、
銀層３ｂ，４ｂの端縁が外気に直接触れる。

このため電極板８，９を介して電極３，４に電位差を与
えて発熱動作をさせたとき、高温雰囲気の中で銀層３ｂ
，４ｂが外気の湿分に触れ、銀の移動現象、すなわちマ
イグレーション現象が発生する。

しかも、前述のように、電極３，４を隔てるギャップＧ
１は、比較的短かい清面距離を有するたけであるから、
前述のようなマイグレーション現象を生じた場合には、
貫通孔１内のニッケル層５を介して、電極３，４が容易
に短絡されてしまう。

すなわち従来の正特性サーミスタは電極構造がマイグレ
ーション現象を生じ易い構造であるうえに、マイグレー
ション現象を生じた場合には電極間短絡事故を招き易い
という欠点があったのである。

本発明は上述する諸欠点を一掃し、マイグレーション現
象による電極間短絡事故が生じ難く、しかも銀層の印刷
位置ズレを生じてもギャップの距離が変動することがな
い信頼性の高い正特性サーミスタを提供すること、およ
び電極層の一部削除により対の電極として独立させる場
合に、形状の均一性を保ちながら電極層を容易に削除す
ることができ、しかも電極剥離事故などを生じることの
ない正特性サーミスタの製造方法を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するため、本発明は正特性サーミスタ素
体の電極形成面に対の電極を隔てるギャップを有する正
特性サーミスタにおいて、前記電極は、前記正特性サー
ミスタ素体上に被着さわたニッケル層と、該ニッケル層
上に被着されかつ前記ギャップ側端縁が前記ニッケル層
の前記ギャップ側端縁より内側に位置する銀層とより成
ることを特徴とする。

また本発明に係る製造方法は、正特性サーミスク素体の
電極形成面に対の電極を隔てるギャップを有する正特性
サーミスタを製造する方法において、正特性サーミスタ
素体の全面にニッケル無電解メッキ法によりニッケル層
を被着した後、前記ギャップを形成する領域の外側のニ
ッケル層上に銀層を被着形成し、次に前記ギャップを形
成する領域のニッケル層を削除することを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内容を詳細
に説明する。

第５図Ａ，Ｂ〜第８図Ａ，Ｂは、いずれも本発明に係る
正特性サーミスタの実施例を示し、第５図Ａ〜第８図Ａ
は斜視図、第５図Ｂ〜第８図Ｂは第５図Ａ〜第８図Ａの
（ＸＩ−Ｘｉ）〜（Ｘ４−Ｘ４）線上における各断面図
を示している。

まず、第５図Ａ，Ｂは、すでに第１図Ａ，Ｂにおいて説
明した正特性サーミスクと同じ貫通型のものを示してい
る。

この実施例の特徴は、ギャップＧ１を有して正特性サー
ミスタ素体２の両面に被着されたニッケル層３ａ，４ａ
の上に、該ニッケル層３ａ才たは４ａの内端Ｅ１、外端
Ｅ２から内側に、ギャップＷ１，Ｗ２を隔てて、銀層３
ｂ，４ｂを、円環状に設けたことである。

このような構造であると、ギャップＧ１がニッケル層３
ａ，４ａによって定まり、銀層３ｂ，４ｂがニッケル層
３ａ，４ａ上に印刷される限り、その印刷位置には無関
係になるから、銀層３ｂ，４ｂの印刷位置ズレによって
ギャップＧ１の幅が変動するといった事態が起らなくな
り、印刷位置ズレによる耐電圧の低下や電極間短絡事故
がほぼ完全に防止できる。

また銀層３ｂ，４ｂの端縁から貫通孔１内のニッケル層
５までの清面距離が、ギャップＷ１だけ拡大されるから
、銀層３ｂ，４ｂのマイグレーションによる電極間短絡
事故が、それだけ生じ難くなる。

しかも第９図に示したように電極３，４の上に電極板８
，９を重ねた場合、電極板８，９の下面８ａ，９ａと、
ニッケル層３ａ，４ａとの間に、銀層３ｂ，４ｂの層厚
だけの隙間ｄ。

が形成される。銀層３ｂ，４ｂの層厚はせいぜい１０μ
程度の微小層であるから、銀層３ｂ，４ｂが実質的に外
気から遮断された状態になり、まわりに高温多湿の雰囲
気があったとしても、銀層３ｂ，４ｂがこれに触れるこ
とはない。

この結果銀層３ｂ，４ｂのマイグレーション現象が効果
的に抑制される。

したがってこの実施例によれば、電極間浴面距離の拡大
と、マイグレーション現象抑制作用とにより、マイグレ
ーション現象に基づく電極間短絡事故をほぼ完全に防止
することができる。

また第６図Ａ，Ｂに示すものは、正特性サーミスタ素体
２の一面に、ニッケル層３ａを円環状に形成し、該ニッ
ケル層３ａの上に、その端縁Ｅ３，Ｅ４からギャップＷ
３，Ｗ４をとって、同軸円環状の銀層３ｂを形成すると
共に、該電極３によって囲まれた領域内に、貫通孔１の
ニッケル層５を介して下面の電極４に導通接続された引
出し電極１０を、円環状のギャップＧ１を介して対向配
置した構造としてある。

前記引出し電極１０は、ニッケル層１０ａと、該ニッケ
ル層１０ａのギャップ側端縁Ｅ５から、ギャップＷ５だ
け内側に形成された銀層１０ｂとより構成されている。

また下面側の電極４もニッケル層４ａの外端縁Ｅ６より
ギャップＷ６だけ内側に、銀層４ｂを形成してある。

この実施例においても、銀層３ｂ，１０ｂの印刷位置ズ
レによるギャップＧ１の幅の変動を避けることができる
こと、電極間清面距離の拡大によりマイグレーション現
象に基づく電極間短絡事故を防止することができること
等々の効果がある。

なお、この実施例は、電極３と、引出し電極１０が同一
面側に存在し、同一面側から電極３，４を引き出すこと
ができる利点がある。

第７図Ａ，Ｂは正特性サーミスタ素体２の一面に対の電
極３，４を設けると共に、他面に中間電極１１を設けた
構造のものを示している。

この実施例の場合も、同一面側から電極３，４を引き出
し得る利点がある。

電極３，４は、ギャップＧ１を隔てて半円弧状に形成さ
れたニッケル層３ａ，４ａ上に、その端縁Ｅ７，Ｅ８か
らギャップＷ７，Ｗ８だけ内側に銀層３ａ，４ｂを形成
した構造となっている、また中間電極１１もニッケル層
１１ａと、該ニッケル層１１ａ上にその端縁Ｅ，からギ
ャップＷ，たけ内側に形成した銀層１ｌｂとの二層構造
となっている。

さらに第８図Ａ，Ｂに示すものは、ニッケル層３ａ上に
、その端縁ＥＩＯ，ＥｌｌからギャップＷ１ｏ，Ｗ１１
だけ内側に、銀層３ｂを形成すると共に、この電極３と
同一の面上に、下面の電極４の引出し電極１２を、ギャ
ップＧ１を隔てて対向配置した構造としてある。

引出し電極１２は、正特性サーミスタ素体２の外周部に
設けた凹部１３の外周ニッケル層１４によって下面の電
極４に導通接続されており、このニッケル層１４から延
長されたニッケル層１２ａ上に、その端縁Ｅ１２からギ
ャップＷ１２だけ内側に、銀層１２ｂを設けてある。

上述の第７図、第８図に示した実施例のいずれも、第５
図、第６図と同様の効果を得ることができる。

次に第１０図ａ１〜ａ４を参照し、本発明に係る正特性
サーミスタの製造方法について説明する。

この実施例は、第５図に示した正特性サーミスクを製造
する方法を示しているが、第６図〜第８図に示した正特
性サーミスタの製造方法にも同様に適用し得るものであ
る。

まず、第１０図ａ１に示すように、正特性サーミスタ素
体２の全表面にニッケル無電解メッキ法によりニッケル
層１５を被着形成する。

次に熱処理等の必要な処理を施した後、第１０図３２に
示すよウニ、ニッケル層１５の上にフリット含有銀ペー
ストを印刷して銀層１６を形成し、かつ焼付ける。

銀層１６の印刷にあたっては、ニッケル層１５の端縁Ｅ
１３，Ｅ１４より銀層１６の端縁Ｅ１５，Ｅ１６が、ギ
ャップＷ１３，Ｗ１４だけ内側に位置し、ニッケル層１
５の露出部分１７が残るように印刷形成する。

これにより垂れ込みが防止される。

次に第１０図ａ３に示すように、サンドブラスト等によ
り、貫通孔１のまわりに形成されたニッケル層１５の露
出部分１７をギャップＧ１だけ削除する。

この場合、銀層１６は削除せず、その端縁Ｅｌ５，Ｅ１
６がニッケル層１５の端縁Ｅ１７，Ｅ１８よリギャップ
Ｗ１７，Ｗ１８だけ内側に位置するように削除する。

このようにすれば、銀層１６の研磨に伴う諸欠点、すな
わち銀層１６の絡みによる研磨作業性の低下や、電極剥
離事故などを生じることなく、研磨性の良好なニッケル
層１５だけを研磨することができる。

次に第１０図ａ４に示すように、外周部のニッケル層１
５をセンクレス研磨によって削除する。

これによって第５図Ａ，Ｈに示すような正特性サーミス
クが完成するわけであるが、このセンクレス研磨の際も
、銀層１６が研磨されることがないから、前述のサンド
ブラストによる研磨のときと同様に、電極剥離などの事
故を招くことなく、容易に研磨することができる。

以上のように、本発明は、正特性サーミスタ素体の電極
形成面に対の電極を隔てるギャップを有する正特性サー
ミスクにおいて、前記電極は前記正特性サーミスタ素体
上に被着されたニッケル層と、該ニッケル層上に被着さ
れかつ前記ギャップ側端縁が前記ニッケル層の前記ギャ
ップ側端縁より内側に位置する銀層とより構成されるこ
とを特徴とするから、次のような効果がある。

（１）電極間距離が拡大されマイグレーションによる電
極間短絡事故が起り難くなる。

（２）銀層の印刷位置ズレを生じても、ギャップの幅が
変動することがないから、電極間距離がギャップの幅に
よって定まる一定の距離に保たれ、信頼性が向上する。

（３）銀層の印刷形成作業が容易である。

（４）電極上に電極板を重ねるタイプのものでは、銀層
のマイグレーション現象の発生を抑制し、マイグレーシ
ョンに基づく電極間短絡事故をほぼ完全になくすること
ができる。

また本発明に係る製造方法は、上述の正特性サーミスタ
を得るにあたり、正特性サーミスタ素体の全面にニッケ
ル無電解メッキ法によりニッケルメッキ層を被着した後
、ギャップを形成する領域の外側のニッケル層上に銀層
を被着形成し、次に前記ギャップを形成する領域のニッ
ケル層を削除することを特徴とするから、対の電極を隔
てるギャップ形成にあたり、サンドブラストまたはセン
タレス研磨により電極の一部を削除する場合に、研磨性
の良好なニッケル層だけを研磨すればよく、銀層の研磨
による諸欠点、すなわち研磨性の悪さや、電極剥離事故
を避けることができる。

また銀層はニッケル層の内側に印刷されるので、印刷時
の銀ペーストの垂れなどもなく、垂れを削除するための
工程も必要としないから、形状の均一性が保たれ、特性
の安定したものを、能率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは従来の正特性サーミスタの斜視図および
断面図、第２図ａ１〜ａ４はその製造工程図、第３図ａ
ｌ，ａ２は第２図ａ１〜ａ４の製造工程における欠点を
説明する図、第４図は第１図Ａ，Ｂに示す正特性サーミ
スタの使用時における欠点を説明する図、第５図Ａ，Ｂ
〜第８図Ａ，Ｂはいずれも本発明に係る正特性サーミス
タの各実施例を示し、第５図Ａ〜第８図Ａはその斜視図
、第５図Ｂ〜第８図Ｂは第５図Ａ〜第８図Ａの（Ｘ１一
Ｘｔ）〜（Ｘ４−Ｘ４）線上における各断面図、第９図
は第５図Ａ，Ｂに示した正特性サーミスタの使用状態に
おける効果を説明する図、第１０図は本発明に係る正特
性サーミスタの製造方法の工程図である。 １・・・・・・貫通孔、２・・・・・・正特性サーミス
タ、３，４・・・・・・電極、３ａ，４ａ・・・・・・
ニッケル層、３ｂ，４ｂ・・・・・・銀層、５・・・・
・・ニッケル層、Ｇ１・・・・・・ギャップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正特性サーミスタ素体の電極形成面に対の電極を隔
   てるギャップを有する正特性サーミスクにおいて、前記
   電極は前記正特性サーミスタ素体上に被着されたニッケ
   ル層と、該ニッケル層上に被着されかつ前記ギャップ側
   端縁が前記ニッケル層のギャップ側端縁より内側に位置
   する銀層とより構成されることを特徴とする正特性サー
   ミスタ。 ２ 貫通孔を有して平板状に形成された正特性サーミス
   タ素体の両面に対の電極を有し、該対の電極は前記貫通
   孔の内周面と各電極との間に形成されたギャップによっ
   て隔てられることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の正特性サーミスタ。 ３ 貫通孔を有して平板状に形成された正特性サーミス
   タ素体の両面に対の電極を有し、該対の電極の一方は前
   記貫通孔を介して前記対の電極の他方と同一の面に引き
   出された引出し電極を有し、該引出し電極と前記対の電
   極の他方との間に前記ギャップを有して成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の正特性サーミスタ
   。 ４ 平板状に形成された正特性サーミスタの両面に対の
   電極を有し、該対の電極の一方は前記正特性サーミスタ
   の外周部に設けた凹部を介して前記対の電極の他方と同
   一の面上に引き出された引出し電極を有し、該引出し電
   極と前記対の電極の他方との間に前記ギャップを有して
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の正
   特性サーミスタ。 ５ 前記対の電極は前記正特性サーミスタの同一面上に
   設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の正特性サーミスタ。 ６ 正特性サーミスタ素体の電極形成面上に対の電極を
   隔てるギャップを有する正特性サーミスクを製造する方
   法において、正特性サーミスク素体の全面にニッケル無
   電解メッキ法によりニッケル層を被着した後、前記ギャ
   ップを形成する領域の外側のニッケル層上に銀層を被着
   形成し、次にギャップを形成する領域のニッケル層を削
   除することを特徴とする正特性サーミスクの製造方法。