JPH0810643B2 - 正特性サーミスタの製造方法 - Google Patents
正特性サーミスタの製造方法Info
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- JPH0810643B2 JPH0810643B2 JP872789A JP872789A JPH0810643B2 JP H0810643 B2 JPH0810643 B2 JP H0810643B2 JP 872789 A JP872789 A JP 872789A JP 872789 A JP872789 A JP 872789A JP H0810643 B2 JPH0810643 B2 JP H0810643B2
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- Japan
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- temperature coefficient
- positive temperature
- coefficient thermistor
- brazing
- ptc
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は正特性サーミスタ（PTC）の製造方法に係
り，特に，放熱フィンを正特性サーミスタ基板に固定し
てなる正特性サーミスタの製造方法の改良に関する。
り，特に，放熱フィンを正特性サーミスタ基板に固定し
てなる正特性サーミスタの製造方法の改良に関する。
この種の正特性サーミスタとしては，第８図に示すよ
うに，正特性サーミスタ基板１の各対向主面に対向電極
３を形成し，帯状の金属薄板，例えばアルミニウム薄板
を波形に形成した各コルゲートフィン５の一方の山部を
各々の対向電極３に固定し，各コルゲートフィン５の他
方の山部にフィンカバー７を固定し，フィンカバー７か
ら端子板９を導出した構成が良く知られている。
うに，正特性サーミスタ基板１の各対向主面に対向電極
３を形成し，帯状の金属薄板，例えばアルミニウム薄板
を波形に形成した各コルゲートフィン５の一方の山部を
各々の対向電極３に固定し，各コルゲートフィン５の他
方の山部にフィンカバー７を固定し，フィンカバー７か
ら端子板９を導出した構成が良く知られている。
そして，コルゲートフィン５を対向電極３に固定する
方法としては，ろう材を付着させたコルゲートフィン５
を対向電極３に重ねた後，真空中で約600℃に加熱して
ろう材を溶かし，コルゲートフィン５を対向電極３に固
定するろう付け法がある。
方法としては，ろう材を付着させたコルゲートフィン５
を対向電極３に重ねた後，真空中で約600℃に加熱して
ろう材を溶かし，コルゲートフィン５を対向電極３に固
定するろう付け法がある。
第９図はろう付け後の状態を示しており，符号11はろ
う材である。
う材である。
このような正特性サーミスタは，端子板９間に交流電
圧を印加して正特性サーミスタ基板１を発熱させると発
熱装置として利用できるが，キューリ温度で抵抗値が急
激に上昇するので、その表面温度が略そのキューリ温度
で安定し，周囲の温度や電圧変動に影響し難い利点があ
る。
圧を印加して正特性サーミスタ基板１を発熱させると発
熱装置として利用できるが，キューリ温度で抵抗値が急
激に上昇するので、その表面温度が略そのキューリ温度
で安定し，周囲の温度や電圧変動に影響し難い利点があ
る。
しかしながら，上述した正特性サーミスタは，真空中
でコルゲートフィン５を対向電極３にろう付けすると，
キューリ温度で抵抗値があまり上昇しない等,PTC特性が
劣化する難点のあること分かった。
でコルゲートフィン５を対向電極３にろう付けすると，
キューリ温度で抵抗値があまり上昇しない等,PTC特性が
劣化する難点のあること分かった。
このように，真空中でコルゲートフィン５をろう付け
すると,PTC特性が劣化する原因は明確ではないが，例え
ば次のような理由が考えられる。
すると,PTC特性が劣化する原因は明確ではないが，例え
ば次のような理由が考えられる。
すなわち，一般には完全な真空に近い高真空状態を形
成し難いことから，ろう付処理容器内を例えば10-5Torr
程度の真空度にするとともに，ろう付材料よりも活性化
し易いろう付促進用金属例えばマグネシウム等を混入さ
せたろう付材料を用い，高真空度状態を形成しながらろ
う付けすることが行われている。
成し難いことから，ろう付処理容器内を例えば10-5Torr
程度の真空度にするとともに，ろう付材料よりも活性化
し易いろう付促進用金属例えばマグネシウム等を混入さ
せたろう付材料を用い，高真空度状態を形成しながらろ
う付けすることが行われている。
そのため，ろう付け時の高温雰囲気中ではろう付材料
から金属成分が気化析出し易く，それが正特性サーミス
タ基板１の端面から内部の空孔へ入り込んで正特性サー
ミスタの絶縁特性を劣化させる点が挙げられる。
から金属成分が気化析出し易く，それが正特性サーミス
タ基板１の端面から内部の空孔へ入り込んで正特性サー
ミスタの絶縁特性を劣化させる点が挙げられる。
第９図中符号13は正特性サーミスタ基板１の端面から
入り込んだ金属成分である。
入り込んだ金属成分である。
また，金属成分13の還元作用によって正特性サーミス
タ基板１中の酸素成分が一部還元され,PTC特性を劣化さ
せることが考えられる。
タ基板１中の酸素成分が一部還元され,PTC特性を劣化さ
せることが考えられる。
なお，コルゲートフィン５にフラックスを付着させて
ろう付けすれば，高真空中でろう付けしなくとも，ろう
材を酸化させずにろう付け可能となるが、フラックスを
塗布する必要があるうえ，ろう付け後にフラックスを洗
浄しなければならない。
ろう付けすれば，高真空中でろう付けしなくとも，ろう
材を酸化させずにろう付け可能となるが、フラックスを
塗布する必要があるうえ，ろう付け後にフラックスを洗
浄しなければならない。
ところが、正特性サーミスタ基板１は多孔質であるか
ら，フラックスが正特性サーミスタ基板１の内部へしみ
込んで洗浄し難いのが現状で，フラックスを清浄するた
めに酸清浄やアルカリ洗浄によってフラックスを除去さ
せることになり,PTC特性を劣化させる可能性があるうえ
フラックスを完全に除去することは困難である。
ら，フラックスが正特性サーミスタ基板１の内部へしみ
込んで洗浄し難いのが現状で，フラックスを清浄するた
めに酸清浄やアルカリ洗浄によってフラックスを除去さ
せることになり,PTC特性を劣化させる可能性があるうえ
フラックスを完全に除去することは困難である。
この点，高真空状態でフラックスを使用せずにろう付
けする手法の方が優れている。
けする手法の方が優れている。
本発明はこのような状況の下になされたもので、真空
中等の非酸化性雰囲気中て金属製の放熱フィンを対向電
極にろう付けしても,PTC特性を劣化させ難い正特性サー
ミスタの製造方法を提供するものである。
中等の非酸化性雰囲気中て金属製の放熱フィンを対向電
極にろう付けしても,PTC特性を劣化させ難い正特性サー
ミスタの製造方法を提供するものである。
このような課題を解決するために本発明は，正特性サ
ーミスタ基板の対向面に電極を形成し，非酸化性雰囲気
中で前記電極に金属製放熱フィンをろう付けして固定し
た後,480℃以上の温度に加熱された酸化性雰囲気中にそ
の正特性サーミスタ基板をさらして正特性サーミスタを
製造するものである。
ーミスタ基板の対向面に電極を形成し，非酸化性雰囲気
中で前記電極に金属製放熱フィンをろう付けして固定し
た後,480℃以上の温度に加熱された酸化性雰囲気中にそ
の正特性サーミスタ基板をさらして正特性サーミスタを
製造するものである。
このような手段を備えた本発明では，ろう付け工程
で，ろう付促進用金属材料の金属成分が正特性サーミス
タ基板の端面から内部の空孔へ入り込んでも，正特性サ
ーミスタ基板が高温酸化性雰囲気中にさらされることに
より，その入り込んだ金属成分が酸化して絶縁物とな
り，また，還元された正特性サーミスタ基板も復元され
てPTC特性が回復する。
で，ろう付促進用金属材料の金属成分が正特性サーミス
タ基板の端面から内部の空孔へ入り込んでも，正特性サ
ーミスタ基板が高温酸化性雰囲気中にさらされることに
より，その入り込んだ金属成分が酸化して絶縁物とな
り，また，還元された正特性サーミスタ基板も復元され
てPTC特性が回復する。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。な
お，上述した構成と共通する部分には同一の符号を付
す。
お，上述した構成と共通する部分には同一の符号を付
す。
第１図〜第３図は本発明に係る正特性サーミスタの製
造方法の一実施例を示す工程図である。
造方法の一実施例を示す工程図である。
まず，例えばチタン酸バリウム系の正特性セラミック
ス材料から厚さ数mmの長方形板を成形した後，これを焼
成して正特性サーミスタ基板１を形成し，その対向主面
にアルミニウム材料を溶射して対向電極３を形成する
（第１図）。
ス材料から厚さ数mmの長方形板を成形した後，これを焼
成して正特性サーミスタ基板１を形成し，その対向主面
にアルミニウム材料を溶射して対向電極３を形成する
（第１図）。
次に，略一定幅の金属薄板，例えはアルミニウム帯板
を波型に屈曲形成したコルゲートフィン５を２個用意
し，各コルゲートフィン５の表面にろう材を付着し，各
々のコルゲートフィン５の一方の山部を各対向電極３に
重ねて真空容器15中に配置する（第２図）。なお，一般
にろう材中にはマグネシウム等のろう付促進用金属が混
入される。
を波型に屈曲形成したコルゲートフィン５を２個用意
し，各コルゲートフィン５の表面にろう材を付着し，各
々のコルゲートフィン５の一方の山部を各対向電極３に
重ねて真空容器15中に配置する（第２図）。なお，一般
にろう材中にはマグネシウム等のろう付促進用金属が混
入される。
そして，真空容器15内を脱気して10-4〜-5Torr程度の
真空状態にして、内部をろう材の溶解温度以上，例えば
600℃程度に加熱してろう材を溶解した後，温度を低下
させて各コルゲートフィン５を対向電極３に固定する。
真空状態にして、内部をろう材の溶解温度以上，例えば
600℃程度に加熱してろう材を溶解した後，温度を低下
させて各コルゲートフィン５を対向電極３に固定する。
さらに，第３図に示すように，正特性サーミスタ基板
１を酸化物処理容器17内に収納し，酸化処理容器17内を
大気圧と同じ圧力にして内部を約580℃に加熱し，正特
性サーミスタ基板１を約４時間さらす。
１を酸化物処理容器17内に収納し，酸化処理容器17内を
大気圧と同じ圧力にして内部を約580℃に加熱し，正特
性サーミスタ基板１を約４時間さらす。
その後，正特性サーミスタ基板１を取り出すと，第４
図に示すような正特性サーミスタが得られる。
図に示すような正特性サーミスタが得られる。
このような製造方法でも，ろう付け工程においてろう
付材料からマグネシウム等の金属成分が析出し，第９図
のように正特性サーミスタ基板１の端面から内部の空孔
へ入り込んで正特性サーミスタ基板１の一部を還元させ
る可能性がある。
付材料からマグネシウム等の金属成分が析出し，第９図
のように正特性サーミスタ基板１の端面から内部の空孔
へ入り込んで正特性サーミスタ基板１の一部を還元させ
る可能性がある。
しかし，その後に正特性サーミスタ基板１を高温大気
雰囲気中にさらすことにより，その入り込んだ金属材料
が酸化して絶縁物となるとともに一部還元されていた部
分も酸化され，良好なPTC特性が回復される。
雰囲気中にさらすことにより，その入り込んだ金属材料
が酸化して絶縁物となるとともに一部還元されていた部
分も酸化され，良好なPTC特性が回復される。
第５図はろう付後に加熱しないで製造した場合（破
線）と加熱して製造した場合（実線）について，正特性
サーミスタ基板１の発熱温度に対する比抵抗の変化を示
す所謂PTC特性図である。
線）と加熱して製造した場合（実線）について，正特性
サーミスタ基板１の発熱温度に対する比抵抗の変化を示
す所謂PTC特性図である。
これによると，本発明による製造方法で製造された正
特性サーミスタは良好なPTC特性を示すことが分かる。
特性サーミスタは良好なPTC特性を示すことが分かる。
ところで，本発明者の実験によれば，所定のPTC特性
への回復の程度や回復に要する時間は，大気雰囲気中の
温度，酸素量，圧力によって変化することが分かった。
への回復の程度や回復に要する時間は，大気雰囲気中の
温度，酸素量，圧力によって変化することが分かった。
例えば，アルミニウム電極３に同じくアルミニウムの
コルゲートフィン５をろう材でろう付けした場合，第６
図に示すように,580℃の大気雰囲気中に正特性サーミス
タ基板１を放置すると,4時間程で実用上使用可能な特性
に回復した。
コルゲートフィン５をろう材でろう付けした場合，第６
図に示すように,580℃の大気雰囲気中に正特性サーミス
タ基板１を放置すると,4時間程で実用上使用可能な特性
に回復した。
なお，第６図は放置時間に対する比抵抗率の変化を示
す特性図であり，比抵抗比率は正特性サーミスタ基板１
の動作時の最高抵抗値／最低抵抗値で示される。
す特性図であり，比抵抗比率は正特性サーミスタ基板１
の動作時の最高抵抗値／最低抵抗値で示される。
一方，第７図に示すように,560℃の大気雰囲気中では
同じ特性に回復するまでに約10時間かかり,500℃の大気
雰囲気中では同様に140時間かかり,480℃では400時間か
かった。
同じ特性に回復するまでに約10時間かかり,500℃の大気
雰囲気中では同様に140時間かかり,480℃では400時間か
かった。
このように，特性の回復に必要な時間は，雰囲気中の
温度を高くすれば短くなる。
温度を高くすれば短くなる。
他方,480℃未満の温度でも時間を費やせば回復可能で
あるが，工業生産性等を考慮すると，本考案における雰
囲気温度は480℃以上の温度であることが好ましい。
あるが，工業生産性等を考慮すると，本考案における雰
囲気温度は480℃以上の温度であることが好ましい。
しかし，回復時間を早めるためは雰囲気温度を上げ過
ぎると，ろう材が溶解して対向電極３とコルゲートフィ
ン５との接合部分が剥がれ易いので，コルゲートフィン
５間を挟持する等の工夫が必要であろう。
ぎると，ろう材が溶解して対向電極３とコルゲートフィ
ン５との接合部分が剥がれ易いので，コルゲートフィン
５間を挟持する等の工夫が必要であろう。
従って，ろう材に合わせて480℃以上でろう付け温度
より多少高い温度の間で適当に選定すればよい。
より多少高い温度の間で適当に選定すればよい。
また，加熱雰囲気も大気雰囲気以上に加圧状態とする
ことによって大気圧時よりも回復時間を短くできるし，
酸素を増量させても大気雰囲気中よりも回復時間を短く
できる。
ことによって大気圧時よりも回復時間を短くできるし，
酸素を増量させても大気雰囲気中よりも回復時間を短く
できる。
このため，大気圧以上の加圧中で480℃以上の温度に
加熱した酸化性雰囲気中で正特性サーミスタ基板１をさ
らすことが好ましい。
加熱した酸化性雰囲気中で正特性サーミスタ基板１をさ
らすことが好ましい。
上述した実施例は，本発明の一例であって，種々の形
状の正特性サーミスタ基板１やコルゲートフィン５にて
実施可能であり，真空容器15と酸化処理容器17は同一の
ものを用いてもよい。
状の正特性サーミスタ基板１やコルゲートフィン５にて
実施可能であり，真空容器15と酸化処理容器17は同一の
ものを用いてもよい。
さらに，本発明の実施に当たっては，10-2Torr程度の
真空中に窒素ガス等のキャリアーガスを加えてろう付け
することも行われるが，要は非酸化性雰囲気中で，好ま
しくは露点−50℃以下の非酸化性雰囲気中でろう付けれ
ば本発明の目的達成が可能である。
真空中に窒素ガス等のキャリアーガスを加えてろう付け
することも行われるが，要は非酸化性雰囲気中で，好ま
しくは露点−50℃以下の非酸化性雰囲気中でろう付けれ
ば本発明の目的達成が可能である。
ところで，正特性サーミスタの製造におけるコルゲー
トフィン５の材料はアルミニウム以外，銅，鉄，これら
を主成分とした合金，又は鋼板に亜鉛，ニッケル，アル
ミニウムもしくは錫をメッキした材料が好適する。
トフィン５の材料はアルミニウム以外，銅，鉄，これら
を主成分とした合金，又は鋼板に亜鉛，ニッケル，アル
ミニウムもしくは錫をメッキした材料が好適する。
対向電極３についてもアルミニウム以外に銅，亜鉛，
ニッケルもしくはこれらを主成分として合金材料が好適
し，これらに合わせてろう材を選定すればよい。
ニッケルもしくはこれらを主成分として合金材料が好適
し，これらに合わせてろう材を選定すればよい。
なお，ろう付けは狭義の半田付けを含むものであり，
ろう材として半田材料が含まれる。
ろう材として半田材料が含まれる。
以上説明したように本発明は，正特性サーミスタ基板
に形成した電極に，非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィ
ンをろう付け固定した後,480℃以上の温度の酸化性雰囲
気中にその正特性サーミスタ基板をさらして製造するか
ら，ろう付促進用金属材料を混入させたろう付材料を用
いて非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィンを対向電極に
ろう付けしても,PTC特性の回復された正特性サーミスタ
が得られるし，製造コストの上昇を抑えることが可能で
ある。
に形成した電極に，非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィ
ンをろう付け固定した後,480℃以上の温度の酸化性雰囲
気中にその正特性サーミスタ基板をさらして製造するか
ら，ろう付促進用金属材料を混入させたろう付材料を用
いて非酸化性雰囲気中で金属製放熱フィンを対向電極に
ろう付けしても,PTC特性の回復された正特性サーミスタ
が得られるし，製造コストの上昇を抑えることが可能で
ある。
第１図〜第３図は本発明に係るセラミックス部品の製造
方法の一実施例を示す断面図，第４図は本発明によって
製造された正特性サーミスタの斜視図，第５図は酸化性
雰囲気中で正特性サーミスタ基板を加熱した場合としな
い場合における発熱温度に対する比抵抗の関係を示すPT
C特性図，第６図は高温酸化処理とサーミスタ特性との
関係を説明するための特性図，第７図はPTC特性回復の
ために大気雰囲気中で温度を変化させた場合の回復時間
の関係を示す図，第８図および第９図は本発明の参考と
なる製造方法によって製造された正特性サーミスタの断
面図および要部部分断面図である。 １……正特性サーミスタ基板 ３……対向電極 ５……放熱フィン（コルゲートフィン） ７……フィンカバー ９……端子板 11……ろう材 15……真空容器 17……酸化処理容器
方法の一実施例を示す断面図，第４図は本発明によって
製造された正特性サーミスタの斜視図，第５図は酸化性
雰囲気中で正特性サーミスタ基板を加熱した場合としな
い場合における発熱温度に対する比抵抗の関係を示すPT
C特性図，第６図は高温酸化処理とサーミスタ特性との
関係を説明するための特性図，第７図はPTC特性回復の
ために大気雰囲気中で温度を変化させた場合の回復時間
の関係を示す図，第８図および第９図は本発明の参考と
なる製造方法によって製造された正特性サーミスタの断
面図および要部部分断面図である。 １……正特性サーミスタ基板 ３……対向電極 ５……放熱フィン（コルゲートフィン） ７……フィンカバー ９……端子板 11……ろう材 15……真空容器 17……酸化処理容器
Claims (1)
- 【請求項１】正特性サーミスタ基板の対向面に電極を形
成する工程と， 非酸化性雰囲気中で前記電極に金属製放熱フィンをろう
付けして固定する工程と， 前記放熱フィンの固定後に,480℃以上の温度に加熱され
た酸化性雰囲気中に前記正特性サーミスタ基板をさらす
工程と， を有することを特徴とする正特性サーミスタの製造方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP872789A JPH0810643B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 正特性サーミスタの製造方法 |
| DE68917259T DE68917259T2 (de) | 1988-11-07 | 1989-11-06 | Heizvorrichtung mit positivem Temperaturkoeffizienten und Verfahren zur Herstellung davon. |
| EP89120508A EP0368206B1 (en) | 1988-11-07 | 1989-11-06 | Positive-temperature-coefficient heating device and process for fabricating the same |
| CA002002319A CA2002319C (en) | 1988-11-07 | 1989-11-06 | Positive-temperature-coefficient heating device and process for fabricating the same |
| US07/627,813 US5077889A (en) | 1988-11-07 | 1990-12-14 | Process for fabricating a positive-temperature-coefficient heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP872789A JPH0810643B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 正特性サーミスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191303A JPH02191303A (ja) | 1990-07-27 |
| JPH0810643B2 true JPH0810643B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=11700982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP872789A Expired - Lifetime JPH0810643B2 (ja) | 1988-11-07 | 1989-01-19 | 正特性サーミスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810643B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL121448A (en) * | 1997-08-01 | 2001-04-30 | A T C T Advanced Thermal Chips | Electrical ptc heating device |
| KR20060039287A (ko) * | 2004-11-02 | 2006-05-08 | 동아전기부품 주식회사 | 프리히터의 ｐｔｃ 수용체 |
| WO2018130798A1 (en) | 2017-01-12 | 2018-07-19 | Dyson Technology Limited | A hand held appliance |
| GB2562276B (en) | 2017-05-10 | 2021-04-28 | Dyson Technology Ltd | A heater |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP872789A patent/JPH0810643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02191303A (ja) | 1990-07-27 |
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