(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたことを特徴とするチップ形ＰＴＣサーミスタ。
【請求項２】
直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第２の側面電極と、前記導電性ポリマの内部に位置して前記第１、第２の主電極に平行に設けられた奇数の内層主電極と、前記内層主電極と同じ面に位置し、かつこの内層主電極と独立した奇数の内層副電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたことを特徴とするチップ形ＰＴＣサーミスタ。
【請求項３】
直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極と、前記導電性ポリマの内部に位置して、前記第１、第２の主電極に平行に設けられた偶数の内層主電極と、前記内層主電極と同じ面に位置し、かつこの内層主電極と独立した偶数の内層副電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたことを特徴とするチップ形ＰＴＣサーミスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正の温度係数（Ｐositive Ｔemperature Ｃoefficient、以下「ＰＴＣ」と記す）特性を有する導電性ポリマを用いたチップ形ＰＴＣサーミスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＣサーミスタは過電流保護素子として使用でき、電気回路に過電流が流れると、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマが自己発熱し、導電性ポリマが熱膨張して高抵抗に変化し、電流を安全な微小領域まで減衰させるものである。
【０００３】
以下、従来のＰＴＣサーミスタについて説明する。
従来のＰＴＣサーミスタとしては、特開昭６１−１０２０３号公報に示されているように、複数枚の導電性ポリマシートと金属箔とが交互に積層され、対向する側面に引出し部を備えたＰＴＣサーミスタが開示されている。
【０００４】
図２１は従来のＰＴＣサーミスタの断面図である。
図２１において、１ａ，１ｂ，１ｃは架橋されたポリエチレン等の高分子材料にカーボンブラック等の導電性粒子が混在された導電性ポリマシートである。２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは導電性ポリマシート１ａ，１ｂ，１ｃの始端および終端に開口部３を交互に有するように導電性ポリマシート１ａ，１ｂ，１ｃの上下面に設けられた銅またはニッケル等からなる電極で、この電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと導電性ポリマシート１ａ，１ｂ，１ｃとを交互に積層することにより積層体４としている。５ａ，５ｂは積層体４の側面に、電極２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの一端と電気的に接続するように設けられた引出し部である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＰＴＣサーミスタの構造では、構成材料間の熱膨張係数の大きな差（例えば、銅は１．６２×１０−５／Ｋ、ニッケルは５．３×１０−５／Ｋ、ポリエチレンは約５×１０−４／Ｋで特に１３０度以上では更に１桁大きくなる。）により、ＰＴＣサーミスタの動作時等の機械的応力で電極２ａ，２ｃと引出し部５ａとの接続部、および電極２ｂ，２ｄと引出し部５ｂとの接続部がクラック等により劣化したり、時には断線にまで至るという問題点を有していた。
【０００６】
また、引出し部５ａが導電性ポリマシート１ｃの最下部まで伸びていないため、面実装部品として対応できないという問題点も有していた。そこで、引出し部５ａを導電性ポリマシート１ｃの最下部まで伸ばして、面実装に対応できるような構造にした場合のチップ形ＰＴＣサーミスタの１積層品、２積層品、３積層品の断面図をそれぞれ図２２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。また、図２３に１積層品をプリント基板にはんだ付けした場合の断面図を示す。しかし、このように面実装に対応できる構造とした場合でも、電極２ａと引出し部５ａとの接続部９がクラック等により劣化し、時には断線にまで至るという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、電極と引出し部である側面電極との長期的な接続信頼性に優れ、かつ面実装対応が可能なＰＴＣサーミスタを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタは、直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたことを特徴とするもので、この構成によれば、主電極、副電極と側面電極との長期的な接続信頼性に優れ、かつ面実装対応が可能となるものである。
【０００９】
ここで副電極は、この副電極と同じ面にある主電極と比較して電極面積が小さいという意味で用いる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたもので、この構成によれば、側面電極が導電性ポリマの側面全面だけでなく主電極、副電極の端縁部まで回り込むように形成されているため、側面電極と主電極、副電極との接続が線でなく面の接続となり、かつ側面電極材料として機械的強度に優れたニッケルを用い、さらに第１、第２の主電極間距離の１／２０以上の均一な厚みのめっき層により形成されているため、面実装対応が可能で、かつ主電極、副電極と側面電極との長期的な接続信頼性に優れているという作用を有するものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第２の側面電極と、前記導電性ポリマの内部に位置して前記第１、第２の主電極に平行に設けられた奇数の内層主電極と、前記内層主電極と同じ面に位置し、かつこの内層主電極と独立した奇数の内層副電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたもので、この構成によれば、側面電極が導電性ポリマの側面全面だけでなく主電極、副電極の端縁部まで回り込むように形成されているため、側面電極と主電極、副電極との接続が線でなく面の接続となり、かつ側面電極材料として機械的強度に優れたニッケルを用い、さらに第１、第２の主電極間距離の１／２０以上の均一な厚みのめっき層により形成されているため、面実装対応が可能で、かつ主電極、副電極、内層主電極、内層副電極と側面電極との長期的な接続信頼性に優れているという作用を有するものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極と、前記導電性ポリマの内部に位置して、前記第１、第２の主電極に平行に設けられた偶数の内層主電極と、前記内層主電極と同じ面に位置し、かつこの内層主電極と独立した偶数の内層副電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたもので、この構成によれば、側面電極が導電性ポリマの側面全面だけでなく主電極、副電極の端縁部まで回り込むように形成されているため、側面電極と主電極、副電極との接続が線でなく面の接続となり、かつ側面電極材料として機械的強度に優れたニッケルを用い、さらに第１、第２の主電極間距離の１／２０以上の均一な厚みのめっき層により形成されているため、面実装対応が可能で、かつ主電極、副電極、内層主電極、内層副電極と側面電極との長期的な接続信頼性に優れているという作用を有するものである。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタについて図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１５】
図１（ａ）（ｂ）において、１１は結晶性ポリマである高密度ポリエチレンと導電性粒子であるカーボンブラックとの混合物からなる直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマである。１２ａは前記導電性ポリマ１１の第１面に位置する第１の主電極であり、１２ｂは前記第１の主電極１２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極１２ａと独立した第１の副電極であり、１２ｃは前記導電性ポリマ１１の第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極であり、１２ｄは前記第２の主電極１２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極１２ｃと独立した第２の副電極であり、それぞれ電解銅箔等からなる。１３ａは前記導電性ポリマ１１の一方の側面全面および前記第１の主電極１２ａの端縁部と前記第２の副電極１２ｄとに回り込むように設けられ、かつ前記第１の主電極１２ａと前記第２の副電極１２ｄとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第１の側面電極であり、１３ｂは前記第１の側面電極１３ａに対向する前記導電性ポリマ１１の他方の側面全面および前記第２の主電極１２ｃの端縁部と前記第１の副電極１２ｂとに回り込むように設けられ、かつ前記第２の主電極１２ｃと前記第１の副電極１２ｂとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第２の側面電極である。１４ａ，１４ｂは前記導電性ポリマ１１の第１面と第２面の最外層に設けられたエポキシ混合アクリル系樹脂からなる第１、第２の保護コートである。
【００１６】
以上のように構成されたチップ形ＰＴＣサーミスタについて、本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｃ）および図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図である。
【００１８】
まず、結晶化度７０〜９０％の高密度ポリエチレン４２重量％と、ファーネス法で製造した平均粒径５８ｎｍ、比表面積３８ｍ2／ｇのカーボンブラック５７重量％と、酸化防止剤１重量％とを約１７０℃に加熱した２本の熱ロールにより約２０分間混合し、そして前記混合物を２本の熱ロールからシート状で取り出し、図２（ａ）に示す厚みが約０．１６ｍｍの導電性ポリマシート２１を作製する。
【００１９】
次に、約８０μｍの電解銅箔に金型プレスによりパターン形成を行い、図２（ｂ）に示す電極２２を作製した。
【００２０】
図２（ｂ）の２６は後工程で個片状に分割したときに主電極と副電極を独立させるためのギャップを形成する溝であり、２７は個片状に分割するときに、電解銅箔を切断する部分を減らし、分割時の電解銅箔のダレやバリを無くするためと、電解銅箔を切断することにより側面への電解銅箔の断面が露出し、電解銅箔が酸化したり、実装時にはんだによるショートが起こるのを防ぐための溝である。
【００２１】
次に、図２（ｃ）に示すように、導電性ポリマシート２１の上下に電極２２を重ね、温度１７５℃、真空度約２０Ｔｏｒｒ、面圧力約７５ｋｇ／ｃｍ2で約１分間の真空熱プレスにより加熱加圧成形し、一体化した図３（ａ）に示すシート２３を得た。その後、一体化したシート２３を熱処理（１１０℃〜１２０℃で１時間）した後、電子線照射装置内で電子線を約４０Ｍｒａｄ照射し、高密度ポリエチレンの架橋を行った。
【００２２】
次に、図３（ｂ）に示すように、ダイシングにより、細長い一定間隔の貫通溝２４を所望のチップ形ＰＴＣサーミスタの長手方向の幅を残して形成した。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示すように、貫通溝２４を形成したシート２３の上下面に貫通溝２４の周辺を除いて、エポキシ混合アクリル系のＵＶ硬化と熱硬化との併用硬化型樹脂をスクリーン印刷し、ＵＶ硬化炉で片面ずつ仮硬化し、その後、熱硬化炉で両面同時に本硬化を行って保護コート２５を形成した。
【００２４】
次に、図３（ｄ）に示すようにシート２３の保護コートが形成されていない部分と貫通溝２４の内壁に、スルファミン酸ニッケル浴中にて約２０分間、電流密度約４Ａ／ｄｍ2の条件で、約１０μｍのニッケルめっき層からなる側面電極２８を形成した。
【００２５】
その後、図３（ｄ）のシート２３をダイシングにより個片に分割し、図３（ｅ）に示す本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタ２９を作製した。
【００２６】
チップ形ＰＴＣサーミスタは、過電流が流れたときなどに保護動作（導電性ポリマが熱膨張して高抵抗に変化）する部品である。保護動作時には、導電性ポリマの熱膨張により大きな機械的応力が発生し、その繰返しにより電極の接続部分などを劣化させる恐れがある。そのため、長期的な接続信頼性の確保が非常に重要である。
【００２７】
以下に、本発明において前述の接続信頼性を向上させるために、側面電極１３ａ，１３ｂをニッケルめっき層により、導電性ポリマの側面全面から上下面の端縁部に回り込むように形成し、その厚みを第１、第２の主電極１２ａ，１２ｃ間距離の１／２０以上としたことの必要性について説明する。
【００２８】
この実施の形態１に記載した製造方法で、側面電極１３ａ，１３ｂをニッケルめっき層により約１０μｍの厚みで形成したチップ形ＰＴＣサーミスタと比較するために、側面電極１３ａ，１３ｂをプリント配線基板で実績のある銅めっき層で形成したサンプルを以下のような条件で作製した。またこの実施の形態１に示した製造方法で、短冊状に加工した積層体の側面に、ニッケルめっきの代わりに、硫酸銅めっき浴中で約４０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で、約１０μｍの厚みの銅めっき層を形成し、個片に分割してサンプルを作製した。
【００２９】
側面電極１３ａ，１３ｂと主電極１２ａ，１２ｃ、副電極１２ｂ，１２ｄとの接続信頼性を確認するために以下の試験を行った。
【００３０】
試験は前述の側面電極１３ａ，１３ｂをニッケルめっき層１０μｍで形成したサンプルと、銅めっき層１０μｍで形成したサンプルをそれぞれ２０個ずつプリント基板に実装し、熱膨張収縮の加速試験として、熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間））を２５０サイクルまで行い、それぞれ１００，２５０サイクル後に１０個ずつ抜き取り評価した。
【００３１】
それぞれのサンプルを側面電極１３ａ，１３ｂに対して垂直に研磨していき、断面を観察して、側面電極１３ａ，１３ｂと主電極１２ａ，１２ｃ、副電極１２ｂ，１２ｄとの接続部分へのクラック発生の有無を確認した。試験の結果、側面電極１３ａ，１３ｂがニッケルめっき層であるサンプルは２５０サイクル後でもクラックは発生しなかった。比較例としての側面電極１３ａ，１３ｂが銅めっき層であるサンプルでは１００サイクル以内で、１０／１０すべてに第１の側面電極１３ａと第１の主電極１２ａとの接続部分で、第１の側面電極１３ａにクラックが発生した（図４参照）。
【００３２】
なお、硫酸銅めっき浴中で約８０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で銅めっき層厚みを２倍の２０μｍとしたサンプルにおいても、同様に１００サイクル以内で１０／１０すべてに前述と同様の場所にクラックが発生した。
【００３３】
次に、側面電極１３ａ，１３ｂを回り込むように形成したことによる効果を確認するために、側面電極１３ａ，１３ｂをニッケルめっき層により約１０μｍの厚みで、側面のみに形成したサンプルを作製し、前述と同様の熱衝撃試験を行った。試験後、同様に断面を観察したところ、１００サイクル以内で１０／１０すべてに第１の側面電極１３ａと第１の主電極１２ａとの接続部分で、第１の主電極１２ａにクラックが発生した（図５参照）。
【００３４】
次に、側面電極１３ａ，１３ｂの厚みを第１、第２の主電極１２ａ，１２ｃ間距離の１／２０以上としたことについて説明する。
【００３５】
側面電極１３ａ，１３ｂであるニッケルめっき層厚みを変更したサンプルを、この実施の形態１と同様の製造方法で作製し、各サンプル１０個ずつ評価試験を実施した。図６は、側面電極１３ａ，１３ｂの厚みを５μｍ，１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，３０μｍとした場合の熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間）２５０サイクル）による接続信頼性を示す図である。
【００３６】
側面電極１３ａ，１３ｂであるニッケルめっき層の厚みを１０μｍ以上にすることによりクラックの発生は無くなっており、その結果、ニッケルめっき層からなる側面電極１３ａ，１３ｂの厚みを第１、第２の主電極１２ａ，１２ｃ間距離の１／２０以上に厚くすることで接続信頼性が向上していることがわかる。
【００３７】
以上のことから、本発明の実施の形態１によれば、面実装が可能で、かつ主電極１２ａ，１２ｃ、副電極１２ｂ，１２ｄと側面電極１３ａ，１３ｂとの長期的な接続信頼性に優れたチップ形ＰＴＣサーミスタを提供できると言える。
【００３８】
また、厚みの上限は特にないが、自動実装機での実装性（吸着性など）や個片切断時の加工性およびめっき時間が長くなることなどを考えた場合、ニッケルめっき層の厚みは第１、第２の主電極１２ａ，１２ｃ間距離の４／２０以下程度とすることが望ましい。
【００３９】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタについて図面を参照しながら説明する。図７は本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図である。
【００４０】
図７において、４１は結晶性ポリマである高密度ポリエチレンと導電性粒子であるカーボンブラックとの混合物からなる直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマである。４２ａは前記導電性ポリマ４１の第１面に位置する第１の主電極であり、４２ｂは前記第１の主電極４２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極４２ａと独立した第１の副電極であり、４２ｃは前記導電性ポリマ４１の第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極であり、４２ｄは前記第２の主電極４２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極４２ｃと独立した第２の副電極であり、それぞれ電解銅箔からなる。４３ａは前記導電性ポリマ４１の一方の側面全面および前記第１の主電極４２ａの端縁部と前記第２の主電極４２ｃの端縁部とに回り込むように設けられ、かつ前記第１の主電極４２ａと前記第２の主電極４２ｃとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第１の側面電極であり、４３ｂは前記第１の側面電極４３ａに対向する前記導電性ポリマ４１の他方の側面全面および前記第１の副電極４２ｂと前記第２の副電極４２ｄとに回り込むように設けられ、かつ前記第１の副電極４２ｂと前記第２の副電極４２ｄとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第２の側面電極である。４４ａ，４４ｂは第１、第２のエポキシ混合アクリル系樹脂からなる保護コートである。４５ａは前記導電性ポリマ４１の内部に前記第１の主電極４２ａと前記第２の主電極４２ｃに平行に設けられ、かつ前記第２の側面電極４３ｂと電気的に接続された内層主電極であり、４５ｂは前記内層主電極４５ａと同じ面に位置し、かつ前記内層主電極４５ａと独立し、前記第１の側面電極４３ａに電気的に接続された内層副電極である。
【００４１】
以上のように構成された本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態２における製造方法を示す工程図である。
【００４３】
本発明の実施の形態１と同様に図８（ａ）に示す導電性ポリマシート５１を作製し、約８０μｍの電解銅箔に金型プレスでパターン形成を行い、図８（ｂ）に示す電極５２を作製する。
【００４４】
次に図８（ｃ）に示すように導電性ポリマシート５１と電極５２を交互に重ね、加熱加圧成形して一体化した図９（ａ）に示すシート５３を作製する。
【００４５】
以下、図９（ｂ）（ｃ）に示すように本発明の実施の形態１と同様に製造していき、側面電極５６を形成する工程だけをニッケルめっき層の厚みが第１、第２の主電極４２ａ，４２ｃ間距離の１／２０となるように変更し、スルファミン酸ニッケル浴中にて約４０分間、電流密度約４Ａ／ｄｍ2でニッケルめっき層を約２０μｍの厚みで形成した。
【００４６】
その後、図９（ｄ）のシート５３をダイシングにより個片に分割し、図９（ｅ）に示す本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタ５７を作製した。
【００４７】
以下に、本発明において前述の接続信頼性を向上させるために、側面電極４３ａ，４３ｂをニッケルめっき層により、導電性ポリマの側面全面から上下面の端縁部に回り込むように形成し、その厚みを第１、第２の主電極４２ａ，４２ｃ間距離の１／２０以上としたことの必要性について説明する。
【００４８】
この実施の形態２に記載した製造方法で、側面電極４３ａ，４３ｂをニッケルめっき層により約２０μｍの厚みで形成したチップ形ＰＴＣサーミスタと比較するために、側面電極４３ａ，４３ｂをプリント配線基板で実績のある銅めっき層で形成したサンプルを以下のような条件で作製した。またこの実施の形態２に示した製造方法で、短冊状に加工した積層体の側面に、ニッケルめっきの代わりに、硫酸銅めっき浴中で約８０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で、約２０μｍの厚みの銅めっき層を形成し、個片に分割してサンプルを作製した。
【００４９】
側面電極４３ａ，４３ｂと主電極４２ａ，４２ｃ、副電極４２ｂ，４２ｄとの接続信頼性を確認するために以下の試験を行った。
【００５０】
試験は前述の側面電極４３ａ，４３ｂをニッケルめっき層２０μｍで形成したサンプルと、銅めっき層２０μｍで形成したサンプルをそれぞれ２０個ずつプリント基板に実装し、熱膨張収縮の加速試験として、熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間））を２５０サイクルまで行い、それぞれ１００，２５０サイクル後に１０個ずつ抜き取り評価した。
【００５１】
それぞれのサンプルを側面電極４３ａ，４３ｂに対して垂直に研磨していき、断面を観察して、側面電極４３ａ，４３ｂと主電極４２ａ，４２ｃ、副電極４２ｂ，４２ｄとの接続部分へのクラック発生の有無を確認した。試験の結果、側面電極４３ａ，４３ｂがニッケルめっき層であるサンプルは２５０サイクル後でもクラックは発生しなかった。比較例としての側面電極４３ａ，４３ｂが銅めっき層であるサンプルでは１００サイクル以内で、１０／１０すべてに第１の側面電極４３ａと第１の主電極４２ａとの接続部分で、第１の側面電極４３ａにクラックが発生した（図１０参照）。
【００５２】
なお、硫酸銅めっき浴中で約１６０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で銅めっき層厚みを２倍の４０μｍとしたサンプルにおいても、同様に１００サイクル以内で１０／１０すべてに前述と同様の場所にクラックが発生した。
【００５３】
次に、側面電極４３ａ，４３ｂを回り込むように形成したことによる効果を確認するために、側面電極４３ａ，４３ｂをニッケルめっき層により約２０μｍの厚みで、側面のみに形成したサンプルを作製し、前述と同様の熱衝撃試験を行った。試験後、同様に断面を観察したところ、１００サイクル以内で１０／１０すべてに第１の側面電極４３ａと第１の主電極４２ａとの接続部分で、第１の主電極４２ａにクラックが発生した（図１１参照）。
【００５４】
次に、側面電極４３ａ，４３ｂの厚みを第１、第２の主電極４２ａ，４２ｃ間距離の１／２０以上としたことについて、説明する。
【００５５】
側面電極４３ａ，４３ｂであるニッケルめっき層厚みを変更したサンプルを、この実施の形態２と同様の製造方法で作製し、各サンプル１０個ずつ評価試験を実施した。図１２は、側面電極４３ａ，４３ｂの厚みを５μｍ，１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，３０μｍ，４０μｍ，５０μｍとした場合の熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間）２５０サイクル）による接続信頼性を示す図である。
【００５６】
側面電極４３ａ，４３ｂであるニッケルめっき層の厚みを２０μｍ以上にすることによりクラックの発生は無くなっており、その結果、ニッケルめっき層からなる側面電極４３ａ，４３ｂの厚みを第１、第２の主電極４２ａ，４２ｃ間距離の１／２０以上に厚くすることで接続信頼性が向上していることがわかる。
【００５７】
以上のことから、本発明の実施の形態２によれば、小型でより大きな電流に対応するため導電性ポリマと金属箔を交互に積層する構造とした場合でも、面実装が可能で、かつ主電極４２ａ，４２ｃ、副電極４２ｂ，４２ｄと側面電極４３ａ，４３ｂとの長期的な接続信頼性に優れたチップ形ＰＴＣサーミスタを提供できると言える。
【００５８】
また、厚みの上限は特にないが、自動実装機での実装性（吸着性など）や個片切断時の加工性およびめっき時間が長くなることなどを考えた場合、ニッケルめっき層厚は第１、第２の主電極間距離の４／２０以下程度とすることが望ましい。
【００５９】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタについて図面を参照しながら説明する。
【００６０】
図１３は本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図である。
【００６１】
図１３において、６１は結晶性ポリマである高密度ポリエチレンと導電性粒子であるカーボンブラックとの混合物からなる直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマである。６２ａは前記導電性ポリマ６１の第１面に位置する第１の主電極であり、６２ｂは前記第１の主電極６２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極６２ａと独立した第１の副電極であり、６２ｃは前記導電性ポリマ６１の第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極であり、６２ｄは前記第２の主電極６２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極６２ｃと独立した第２の副電極であり、それぞれ電解銅箔からなる。６３ａは前記導電性ポリマ６１の一方の側面全面および前記第１の主電極６２ａの端縁部と前記第２の副電極６２ｄとに回り込むように設けられ、かつ前記第１の主電極６２ａと前記第２の副電極６２ｄとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第１の側面電極であり、６３ｂは前記第１の側面電極６３ａに対向する前記導電性ポリマ６１の他方の側面全面および前記第１の副電極６２ｂと前記第２の主電極６２ｃの端縁部とに回り込むように設けられ、かつ前記第１の副電極６２ｂと前記第２の主電極６２ｃとを電気的に接続するニッケルめっき層からなる第２の側面電極である。６４ａ，６４ｂは第１、第２のエポキシ混合アクリル系樹脂からなる保護コートである。６５ａは前記導電性ポリマ６１の内部に前記第１の主電極６２ａと前記第２の主電極６２ｃに平行に設けられ、かつ前記第２の側面電極６３ｂと電気的に接続された第１の内層主電極であり、６５ｂは前記第１の内層主電極６５ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の内層主電極６５ａと独立し、前記第１の側面電極６３ａに電気的に接続された第１の内層副電極であり、６５ｃは前記導電性ポリマ６１の内部に前記第１の主電極６２ａと前記第２の主電極６２ｃに平行に設けられ、かつ前記第１の側面電極６３ａと電気的に接続された第２の内層主電極であり、６５ｄは前記第２の内層主電極６５ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の内層主電極６５ｃと独立し、前記第２の側面電極６３ｂに電気的に接続された第２の内層副電極である。
【００６２】
続いて、本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法について図面を参照しながら説明する。
【００６３】
図１４（ａ）〜（ｃ）、図１５（ａ）（ｂ）および図１６（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施の形態３における製造方法を示す工程図である。
【００６４】
本発明の実施の形態１と同様に図１４（ａ）に示す導電性ポリマシート７１を作製し、約８０μｍの電解銅箔に金型プレスでパターン形成を行い、図１４（ｂ）に示す電極７２を作製する。
【００６５】
次に図１４（ｃ）に示すように２枚の電極７２で導電性ポリマシート７１を挟むように重ね、加熱加圧成形して一体化した図１５（ａ）に示す第１のシート７３を作製する。
【００６６】
次に、図１５（ｂ）に示すように第１のシート７３の両側から、２枚の導電性ポリマシート７１と、２枚の電極７２を電極７２が最外層にくるように交互に積層し、加熱加圧成形して図１６（ａ）に示す第２のシート７４を作製する。
【００６７】
以下、図１６（ｂ）（ｃ）に示すように本発明の実施の形態１と同様に製造していき、側面電極７７を形成する工程だけをニッケルめっき層の厚みが第１、第２の主電極６２ａ，６２ｃ間距離の１／２０となるように変更し、スルファミン酸ニッケル浴中にて約７０分間、電流密度約４Ａ／ｄｍ2でニッケルめっき層を約３５μｍの厚みで形成した。
【００６８】
その後、図１６（ｄ）のシート７４をダイシングにより個片に分割し、図１６（ｅ）に示す本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタ７８を作製した。
【００６９】
以下に、本発明において前述の接続信頼性を向上させるために、側面電極６３ａ，６３ｂをニッケルめっき層により、導電性ポリマの側面全面から上下面の端縁部に回り込むように形成し、その厚みを第１、第２の主電極６２ａ，６２ｃ間距離の１／２０以上としたことの必要性について説明する。
【００７０】
この実施の形態３に記載した製造方法で、側面電極６３ａ，６３ｂをニッケルめっき層により約３５μｍの厚みで形成したチップ形ＰＴＣサーミスタと比較するために、側面電極６３ａ，６３ｂをプリント配線基板で実績のある銅めっき層で形成したサンプルを以下のような条件で作製した。この実施の形態３に示した製造方法で、短冊状に加工した積層体の側面に、ニッケルめっきの代わりに、硫酸銅めっき浴中で約１４０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で、約３５μｍの厚みの銅めっき層を形成し、個片に分割してサンプルを作製した。
【００７１】
側面電極６３ａ，６３ｂと主電極６２ａ，６２ｃ、副電極６２ｂ，６２ｄとの接続信頼性を確認するために以下の試験を行った。
【００７２】
試験は前述の側面電極をニッケルめっき層３５μｍで形成したサンプルと、銅めっき層３５μｍで形成したサンプルをそれぞれ２０個ずつプリント基板に実装し、熱膨張収縮の加速試験として、熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間））を２５０サイクルまで行い、それぞれ１００，２５０サイクル後に１０個ずつ抜き取り評価した。
【００７３】
それぞれのサンプルを側面電極６３ａ，６３ｂに対して垂直に研磨していき、断面を観察して、側面電極６３ａ，６３ｂと主電極６２ａ，６２ｃ、副電極６２ｂ，６２ｄとの接続部分へのクラック発生の有無を確認した。試験の結果、側面電極６３ａ，６３ｂがニッケルめっき層であるサンプルは２５０サイクル後でもクラックは発生しなかった。比較例としての側面電極６３ａ，６３ｂが銅めっき層であるサンプルでは１００サイクル以内で、１０／１０すべてに第１の側面電極６３ａと第１の主電極６２ａとの接続部分で、第１の側面電極６３ａにクラックが発生した（図１７参照）。
【００７４】
なお、硫酸銅めっき浴中で約２８０分間、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で銅めっき層厚みを２倍の７０μｍとしたサンプルにおいても、同様に１００サイクル以内で１０／１０すべてに前述と同様の場所にクラックが発生した。
【００７５】
次に、側面電極６３ａ，６３ｂを回り込むように形成したことによる効果を確認するために、側面電極６３ａ，６３ｂをニッケルめっき層により約３５μｍの厚みで、側面のみに形成したサンプルを作製し、前述と同様の熱衝撃試験を行った。試験後、同様に断面を観察したところ、１００サイクル以内で１０／１０すべてに第１の側面電極６３ａと第１の主電極６２ａとの接続部分で、第１の主電極６２ａにクラックが発生した（図１８参照）。
【００７６】
次に、側面電極６３ａ，６３ｂの厚みを第１、第２の主電極６２ａ，６２ｃ間距離の１／２０以上としたことについて説明する。
【００７７】
側面電極６３ａ，６３ｂであるニッケルめっき層厚みを変更したサンプルを、この実施の形態３と同様の製造方法で作製し、各サンプル１０個ずつ評価試験を実施した。
【００７８】
図１９は側面電極６３ａ，６３ｂの厚みを５μｍ，１０μｍ，２０μｍ，３０μｍ，４０μｍ，５０μｍとした場合の熱衝撃試験（−４０℃（３０分間）⇔＋１２５℃（３０分間）２５０サイクル）による接続信頼性を示す図である。
【００７９】
側面電極６３ａ，６３ｂであるニッケルめっき層の厚みを３０μｍ以上にすることにより、クラックの発生は無くなっており、その結果、ニッケルめっき層からなる側面電極６３ａ，６３ｂの厚みを第１、第２の主電極６２ａ，６２ｃ間距離の１／２０以上に厚くすることで接続信頼性が向上していることがわかる。
【００８０】
また、図２０（ａ）（ｂ）は、それぞれ３積層構造における熱衝撃試験後のクラック発生サンプル（ニッケルめっき層厚み２０μｍ）、およびクラック発生なしサンプル（ニッケルめっき層厚み４０μｍ）の一例を示す断面図である。
【００８１】
図２０（ａ）（ｂ）における９１ａ，９１ｂは、はんだフィレットであり、９２ａ，９２ｂは、プリント基板のランドである。９３ａ，９３ｂはニッケルめっき層厚み２０μｍからなる側面電極であり、９４は熱衝撃試験後にクラックが発生している部分である。また、９５ａ，９５ｂはニッケルめっき層厚み４０μｍからなる側面電極である。
【００８２】
図２０（ａ）に示すように、ニッケルめっき層厚みが薄くてクラックが発生しているサンプルにおいては、側面電極９３ａのプリント基板に近い部分が外側に反っていることが分かる。これは、はんだ付け時に発生する導電性ポリマの熱膨張力や、はんだが凝固するときの収縮応力により起こる現象である。このように側面電極９３ａが外側に反ることにより、反っている部分に接続している第２の内層主電極６５ｃに、熱衝撃試験時の応力が集中してクラックが発生する。
【００８３】
図２０（ｂ）に示すニッケルめっき厚みを厚くしたサンプルにおいては、導電性ポリマの熱膨張力やはんだ凝固時の収縮応力に対して、側面電極９５ａの変形がないため、第２の内層主電極６５ｃに応力が集中することはなく、クラックの発生を防ぐことができる。
【００８４】
以上のことから、本発明の実施の形態３によれば、小型でより大きな電流に対応するため導電性ポリマと金属箔を交互に積層する構造とした場合でも、面実装が可能で、かつ主電極６２ａ，６２ｃ、副電極６２ｂ，６２ｄと側面電極６３ａ，６３ｂとの長期的な接続信頼性に優れたチップ形ＰＴＣサーミスタを提供できると言える。
【００８５】
また、厚みの上限は特にないが、自動実装機での実装性（吸着性など）や個片切断時の加工性およびめっき時間が長くなることなどを考えた場合、ニッケルめっき層の厚みは第１、第２の主電極６２ａ，６２ｃ間距離の４／２０以下程度とすることが望ましい。
【００８６】
なお、上記本発明の実施の形態１〜３においては、第１の側面電極１３ａ，４３ａ，６３ａと第２の側面電極１３ｂ，４３ｂ，６３ｂをニッケルめっき層により形成したものについて説明したが、ニッケル合金めっき層により形成しても本発明の実施の形態１〜３と同様の作用効果を奏するものである。
【００８７】
【発明の効果】
以上のように本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタは、直方体形状をしたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと、前記導電性ポリマの第１面に位置する第１の主電極と、前記第１の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極と独立した第１の副電極と、前記導電性ポリマの前記第１面に対向する第２面に位置する第２の主電極と、前記第２の主電極と同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極と独立した第２の副電極と、前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面全面および前記第１の主電極と前記第２の副電極とに回り込むように設けた第１の側面電極と、前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続するように前記導電性ポリマの一方の側面に対向する他方の側面全面および前記第１の副電極と前記第２の主電極とに回り込むように設けた第２の側面電極とを備え、前記第１、第２の側面電極をニッケルめっき層またはその合金めっき層で構成し、かつその厚みを前記第１、第２の主電極間距離の１／２０以上としたもので、この構成によれば、側面電極が導電性ポリマの側面全面だけでなく主電極、副電極の端縁部まで回り込むように形成されているため、側面電極と主電極、副電極との接続が線でなく面の接続となり、かつ側面電極材料として機械的強度に優れたニッケルを用い、さらに第１、第２の主電極間距離の１／２０以上の均一な厚みのめっき層により形成されているため、面実装対応が可能で、かつ主電極、副電極と側面電極との長期的な接続信頼性に優れているという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの斜視図
（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ′線断面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図３】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施の形態１におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図４】側面電極を銅めっき層で形成した１積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図５】側面電極を側面のみに形成した１積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図６】側面電極厚みを変更した１積層構造サンプルの熱衝撃試験による接続信頼性を示す図
【図７】本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図
【図８】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図９】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施の形態２におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図１０】側面電極を銅めっき層で形成した２積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図１１】側面電極を側面のみに形成した２積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図１２】側面電極厚みを変更した２積層構造サンプルの熱衝撃試験による接続信頼性を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図
【図１４】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図１５】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図１６】（ａ）〜（ｅ）本発明の実施の形態３におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図
【図１７】側面電極を銅めっき層で形成した３積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図１８】側面電極を側面のみに形成した３積層構造サンプルの熱衝撃試験後のクラック発生を示す断面図
【図１９】側面電極厚みを変更した３積層構造サンプルの熱衝撃試験による接続信頼性を示す図
【図２０】（ａ）熱衝撃試験後のクラック発生サンプルの一例を示す断面図
（ｂ）熱衝撃試験後のクラック発生なしサンプルの一例を示す断面図
【図２１】従来のＰＴＣサーミスタの断面図
【図２２】（ａ）従来のＰＴＣサーミスタ１積層構造を面実装対応にした場合の断面図
（ｂ）従来のＰＴＣサーミスタ２積層構造を面実装対応にした場合の断面図
（ｃ）従来のＰＴＣサーミスタ３積層構造を面実装対応にした場合の断面図
【図２３】図２２（ａ）に示すチップ形ＰＴＣサーミスタをプリント基板に実装した場合の断面図
【符号の説明】
１１，４１，６１  導電性ポリマ
１２ａ，４２ａ，６２ａ  第１の主電極
１２ｂ，４２ｂ，６２ｂ  第１の副電極
１２ｃ，４２ｃ，６２ｃ  第２の主電極
１２ｄ，４２ｄ，６２ｄ  第２の副電極
１３ａ，４３ａ，６３ａ  第１の側面電極
１３ｂ，４３ｂ，６３ｂ  第２の側面電極
４５ａ  内層主電極
４５ｂ  内層副電極
６５ａ  第１の内層主電極
６５ｂ  第１の内層副電極
６５ｃ  第２の内層主電極
６５ｄ  第２の内層副電極
【図１】
0003991436.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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