(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体の形状よりなる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、少なくとも前記導電性ポリマの一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極と前記第２の主電極とを電気的に接続する第１の側面電極と、少なくとも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に設けられ、かつ前記第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の主電極に直接対向する前記内層主電極は前記第２の側面電極に電気的に接続され、かつ前記第１の主電極に直接対向する前記内層主電極と同じ面に位置する前記内層副電極は前記第１の側面電極に電気的に接続され、さらに隣り合う前記内層主電極および内層副電極は前記第１の側面電極と前記第２の側面電極に交互に電気的に接続されることを特徴とするチップ形ＰＴＣサーミスタ。
【請求項２】
直方体の形状よりなる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、少なくとも前記導電性ポリマの一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続する第１の側面電極と、少なくとも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に設けられ、かつ前記第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の主電極に直接対向する前記内層主電極は前記第２の側面電極に電気的に接続され、かつ前記第１の主電極に直接対向する前記内層主電極と同じ面に位置する前記内層副電極は前記第１の側面電極に電気的に接続され、さらに隣り合う前記内層主電極および内層副電極は前記第１の側面電極と前記第２の側面電極に交互に電気的に接続されることを特徴とするチップ形ＰＴＣサーミスタ。
【請求項３】
パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化してシートを形成する工程と、前記一体化したシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けたシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けたシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けたシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項４】
パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化してシートを形成する工程と、前記一体化したシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化したシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けたシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けたシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けたシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項５】
ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項６】
ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第２のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項７】
ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第３のシートを形成する工程と、前記一体化した第３のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第３のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第３のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項８】
パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項９】
パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第２のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第２のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項１０】
パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシートを形成する工程と、前記一体化した第１のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシートを形成する工程と、前記一体化した第２のシートの上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第３のシートを形成する工程と、前記一体化した第３のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第３のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第３のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートを個片状に切断する工程を備えたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項１１】
請求の範囲第３項〜第１０項のいずれかにおいて、開口部を設ける工程は、短冊状あるいは櫛形状に加工する工程であるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【請求項１２】
請求の範囲第３項〜第１０項のいずれかにおいて、パターン形成後の金属箔の開口部の形状を櫛形状としたチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
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サーミスタおよびその製造方法に関するものである。
背景技術
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。
以下、従来のチップ形ＰＴＣサーミスタについて説明する。
従来のチップ形ＰＴＣサーミスタとしては、特表平９−５０３０９７号公報に示されているように、ＰＴＣ特性を示す抵抗材料から成り、第１面、第２面を有し、第１面と第２面との間を通る開口を規定するＰＴＣ抵抗素子と、前記開口の内部に位置し、ＰＴＣ素子の第１面と第２面との間を通り、上記ＰＴＣ素子に固定される横方向の導電部材と、上記ＰＴＣ素子の第１面に固定され、上記横方向の導電部材へ物理的且つ電気的に接続される第１層状導電部材とを有するチップ形ＰＴＣサーミスタが開示されている。第１４図(a)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタを示す断面図であり、第１４図(b)は同上面図である。第１４図(a)(b)において、６１はＰＴＣ特性を有する導電性ポリマよりなる抵抗体であり、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは金属箔よりなる電極であり、６３ａ，６３ｂはスルーホールによる開口部であり、６４ａ，６４ｂはスルーホールによる開口部６３ａ，６３ｂの内部に形成され、電極６２ａと６２ｄおよび電極６２ｂと６２ｃを電気的に接続するめっきによる導電部材である。
次に、従来のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法について説明する。第１５図(a)〜(d)および第１６図(a)〜(c)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図である。
まずポリエチレンと導電性粒子であるカーボンを配合し、第１５図(a)に示すようにシート７１を成形する。次に第１５図(b)に示すように２枚の金属箔７２で前記シート７１を挟み、加熱加圧成形により一体化した第１５図(c)に示すシート７３を形成した。次に前記一体化したシート７３に電子線照射を行った後、第１５図(d)に示すように規則的なパターンでスルーホール７４を形成し、第１６図(a)に示すように前記スルーホール７４の内部と金属箔７２にめっき膜７５を形成した。次に第１６図(b)に示すように金属箔のエッチングをフォトリソ工程により行い、エッチング溝７６を形成した。次に第１６図(b)に示すような縦方向の切断ライン７７と横方向の切断ライン７８に沿って個片状に切断し、第１６図(c)に示すように従来のチップ形ＰＴＣサーミスタ７９を製造していた。
しかしながら、上記チップ形ＰＴＣサーミスタによれば、第１４図(a)に示すように実装時にプリント基板と接続されるべき２つの電極６２ａ，６２ｂあるいは６２ｃ，６２ｄが素子の１面にのみ位置しているため、プリント基板にリフローはんだ付けにより実装したときに、はんだフィレットが素子の上部から観察した場合に素子に隠れて見えないため、はんだ付け部の外観検査が困難であり、また素子の側面に電極がないため、フローはんだ付けができないという課題を有していた。
また、従来の製造方法においては、シートの位置決めや、切断のアライメントのばらつきによりスルーホール形成位置に対する切断ラインの位置ずれが起こり、スルーホール内部の導電体と、上下の電極との接合部の面積が変動する。第１７図(a)はスルーホールと切断ラインの位置ずれが無い場合であり、第１７図(b)はスルーホールの位置に対して、縦方向の切断ラインの位置ずれが起こった場合を示している。第１７図(a)(b)において、８１はスルーホール、８２は切断ライン、８３は電極、８４はエッチング溝を示す。例えば、第１７図(b)に示すようにスルーホール８１の一部を切断するように位置ずれが起こった場合には、第１７図(c)に示すように切断ラインを挟んだ２個のスルーホールのうち一方のスルーホール内部の導電体と上下の電極との接合部８５の面積は位置ずれしない場合よりも少なくなることが分かる。導電体と上下の電極との接合部の面積が少なくなった場合、導電性ポリマの膨張収縮の繰り返しにより導電体と上下の電極との接合部にかかる応力で導電体と上下の電極との接合部にクラックが入るという課題を有していた。
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、実装時のはんだ付け部の外観検査が容易に行え、かつフローはんだ付けが可能であり、しかも導電性ポリマの膨張収縮による応力に対し、導電体と電極との接続部の強度のばらつきが少ないチップ形ＰＴＣサーミスタおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。
発明の開示
上記課題を解決するために本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタは、直方体の形状よりなる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、少なくとも前記導電性ポリマの一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続する第１の側面電極と、少なくとも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に設けられ、かつ前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続する第２の側面電極とを備えたものである。
また、本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法は、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化してシートを形成する工程と、前記一体化したシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けたシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けたシートに側面電極を形成する工程と、前記側面電極を形成しかつ前記開口部を設けたシートを個片状に切断する工程を備えたものである。
上記したチップ形ＰＴＣサーミスタによれば、少なくとも導電性ポリマの２つの側面全面に側面電極が設けられているため、プリント基板に実装した場合のはんだフィレットを側面に形成することができ、その結果、実装時のはんだ付け部の外観検査が容易に行え、かつフローはんだ付けが可能であるという効果を有するものである。
また上記したチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法によれば、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマとパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化したシートに開口部を設けた後、めっき等により側面電極を形成する際に、開口部を形成する工程の加工精度の問題で、開口部の形成位置が金属箔のパターンに対して多少ずれても、開口部の端面は直線的な形状であるため、開口部の端面の形状にばらつきが発生することはなく、したがって、その開口部の端面にめっき等で側面電極を形成することにより、その結果として側面電極と第１、第２の主電極との接合面積は一定となるため、導電性ポリマの膨張収縮による応力に対し、側面電極と第１、第２の主電極との接合部の強度のばらつきが少なくなるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図(a)は本発明の第１の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの斜視図、第１図(b)は第１図(a)におけるＡ−Ａ線断面図、第１図(c)は同チップ形ＰＴＣサーミスタをプリント基板に実装した場合の断面図、第２図(a)〜(c)は本発明の第１の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第３図(a)〜(e)は本発明の第１の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第４図(a)(b)は短冊状および櫛形状加工の例を示す斜視図、第５図は本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図、第６図(a)〜(c)は本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第７図は本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第８図は本発明の第３の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図、第９図(a)〜(d)は本発明の第３の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１０図(a)(b)は本発明の第３の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１１図は本発明の第４の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図、第１２図(a)〜(c)は本発明の第４の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１３図(a)〜(c)は本発明の第４の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１４図(a)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図、第１４図(b)は同チップ形ＰＴＣサーミスタの上面図、第１５図(a)〜(d)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１６図(a)〜(c)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図、第１７図(a)〜(c)は従来のチップ形ＰＴＣサーミスタにおけるスルーホールの形成位置と切断ラインの位置関係を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタについて図面を参照しながら説明する。
第１図(a)は本発明の第１の実施例におけるＰＴＣサーミスタの斜視図、第１図(b)は第１図(a)のＡ−Ａ線断面図である。
第１図(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の混合物からなり、かつ直方体の形状をなす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、それぞれ電解銅箔からなる。１３ａは前記導電性ポリマ１１の一方の側面全面に設けられ、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による第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による第２の側面電極である。１４ａ，１４ｂは第１、第２のエポキシ混合アクリル系樹脂よりなる保護コート層である。
ここで、副電極は側面電極を例えばめっきで形成する際に、導電性ポリマとめっきの密着性が低いため、導電性ポリマの側面から側面電極が剥がれることがないように、導電性ポリマの上下面に形成した主電極と、副電極をめっきの支持体とし、導電性ポリマとめっきによる側面電極の密着性を確保するという作用を持つものである。
以上のように構成されたＰＴＣサーミスタについて、本発明の第１の実施例におけるチップ形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。
第２図(a)〜(c)および第３図(a)〜(e)は本発明の第１の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図である。
まず、結晶化度７０〜９０％の高密度ポリエチレン４９重量％と、ファーネス法で製造した平均粒径５８nm、比表面績３８ｍ2／ｇのカーボンブラック５０重量％と、酸化防止剤１重量％とを約１５０℃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、第２図(a)に示す厚みが約０．３mmの導電性ポリマシート２１を作製する。
次に、電解銅箔に金型プレスにより櫛形状にパターン形成を行い、第２図(b)に示す電極２２を作製した。第２図(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。次に、第２図(c)、第３図(a)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５０kg／cm2で約１分間の真空熱プレスにより加熱加圧成形し、一体化したシート２３を得た。その後、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。
次に、第３図(b)に示すように、細長い一定間隔の開口部（貫通溝）２４を金型プレスにより打ち抜くか、あるいはダイシングマシンなどにより切断し、所望のチップ形ＰＴＣサーミスタの長手方向の幅を残して開口部を形成した。なお、開口部を設ける工程は第４図(a)(b)に示すような短冊状あるいは櫛形状に加工する工程でも良い。
次に、第３図(c)に示すように、開口部２４を形成したシート２３の上下に開口部２４の周辺を除いて、アクリル系あるいはエポキシ混合アクリル系のＵＶ硬化樹脂をスクリーン印刷し、ＵＶ硬化炉での硬化を行って保護コート２５を形成した。
次に、第３図(d)に示すようにシート２３の保護コート２５が形成されていない部分と開口部２４の内壁に、ニッケルワット浴中にて約３０分間、電流密度約４Ａ／dm2でニッケルめっき膜２８を１０〜２０μmの厚みで形成した。
次に、シート２３を金型プレスやダイシングマシンなどにより個片に分割し、第３図(e)のチップ形ＰＴＣサーミスタ２９を作製した。以上により本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタを製造した。なお、パターン形成していない金属箔と導電性ポリマシートを加熱加圧成形して一体化し、その後、フォトリソ工程によりエッチングで金属箔にパターン形成を行っても同様のチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。
以下、本発明の第１の実施例の構成についてさらに詳細な説明を行う。
チップ形の電子部品において、プリント基板にリフローはんだ付けで実装した場合、クリームはんだの印刷むら等により、電極と接続不良を起こしたり、あるいははんだ量が少ない場合は、熱サイクルに対するはんだの信頼性が低下するため、一般的にはんだ付け部の外観検査が必要となっている。
本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタによれば、プリント基板に実装した場合に、はんだフィレットが素子の側面に形成できるため、はんだフィレットが素子の外側にあり、はんだ付け部の外観検査が容易にできる。第１図(c)は本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタをプリント基板に実装した場合の断面図である。１５ａ，１５ｂははんだフィレットであり、１６ａ，１６ｂはプリント基板のランドである。第１図(c)の矢印のようにはんだフィレットの観察が上部から容易にできることがわかる。またフローはんだ付けも可能であることを確認した。
なお、側面電極を形成しているめっき膜と導電性ポリマの密着性は低いが、本発明の第１の実施例では導電性ポリマの側面から側面電極が剥がれることがないように、導電性ポリマの上下面に形成した主電極と、副電極をめっきの支持体として、導電性ポリマとめっきによる側面電極の密着性を確保し、側面電極の剥がれを防ぐ構造となっている。
また、従来の製造方法では、スルーホール形成位置に対する切断ラインの位置ずれが起こり、スルーホール内部の導電体と、上下の電極との接合部の面積が少なくなる場合がある。しかるに、本発明の第１の実施例の製造方法によれば、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと金属箔を加熱加圧成形により一体化したシートに開口部を設け、その後めっき膜を形成することにより、めっき膜と上下の電極との接合面積は一定となる。これにより、めっき膜と上下の電極との接合部の強度が小さくなることはないため、導電性ポリマの膨張収縮による応力で接合部にクラックが入ることはない。また、個片状に切断するのは横方向のみで良く、縦方向の切断をする必要はない。
また、従来の製造方法においては、例えばドリル加工によりスルーホールを形成して、スルーホール内にめっきを形成するが、少なくとも１シートから切り出した個片状の素子数以上のスルーホールを形成する必要があり、時間がかかる。またドリル加工による摩擦熱で導電性ポリマが溶融し、スルーホール内壁が荒れ、めっきが均一に付かない。しかるに、本発明の第１の実施例の製造方法によれば、短冊状に金型プレスやダイシングマシンなどで加工し、開放部を一括で形成するため生産性に優れている。また、導電性ポリマは溶融しないため、開放した部分の表面は比較的滑らかであり、めっきが均一に形成できる。また、スルーホール内はめっき液の循環が良くないため、スルーホール内のめっき液中の金属イオン濃度が不安定となるため、厚みの均一なめっき膜を形成しにくい。めっき厚が均一でない場合、導電性ポリマに過電流が流れて、動作することを繰り返した場合の導電性ポリマの膨張収縮によりめっき膜に応力が発生した場合、応力集中によりめっき膜が破断する可能性がある。しかるに本発明の第１の実施例の製造方法によれば、めっきの形成される部分は開放されているため、めっき液の循環が良く、金属イオン濃度が安定するため厚みの均一なめっき膜が形成できる。また、従来の製造方法によれば、スルーホール内にめっき液中の異物が入り込んだり、スルーホールを例えばドリル加工で形成した場合におけるバリ等の発生によりスルーホール内に異物が付着し、めっきが形成できない部分が発生する場合がある。本発明の第１の実施例の製造方法によれば、側面電極の形成される部分は開放されているため、めっき液中の異物が入り込むことはない。また側面電極は開放されているため、外観検査が容易にできる。なお、めっき時の電流は導電性ポリマが動作する電流に比較して十分低く、導電性ポリマが動作することはない。
また、本発明の第１の実施例の製造方法によれば、開口部を形成したシートにめっきにより側面電極を形成した後、個片に分割しているため、２つの側面電極以外の２つの側面にめっきが形成されることはない。例えば個片に分割後、バレルめっきした場合は素子側面が導電性であるために４つの側面にめっきが形成され、第１の主電極と第２の主電極がショートしてしまうという問題がある。
（第２の実施例）
以下、本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタについて図面を参照しながら説明する。第５図は本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図である。
第５図において、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の混合物からなり、かつ直方体の形状をなす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による第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による第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よりなる保護コート層である。４５ａは前記導電性ポリマ４１の内部に位置して前記第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、かつこの内層主電極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。
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、本発明の第２の実施例におけるチップ形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。
第６図(a)〜(c)および第７図は本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法を示す工程図である。上記した本発明の第１の実施例と同様に第６図(a)に示す導電性ポリマシート５１を作製し、電解銅箔に金型プレスでパターニングを行い、第６図(b)に示す電極５２を作製する。内層の電解銅箔は後の工程で積層体を加熱加圧成形するときに導電性ポリマが広がる力で銅箔の破れが起こらないように、少なくとも３５μm、特に７０μm以上の厚みをもつことが望ましい。次に第６図(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第７図に示すシート５３を作製する。なお、第６図(c)の３枚の電極５２は同形状にすることができ、１種類の金型で打ち抜きができるため、低コスト化が可能である。以下本発明の第１の実施例と同様に製造を行い、本発明の第２の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタを作製した。なお、最外層をパターン形成していない金属箔とし、それ以外の金属箔を金型プレスによりパターン形成し、これらの金属箔と導電性ポリマシートとを加熱加圧成形して一体化し、その後、フォトリソ工程によりエッチングで最外層の金属箔にパターン形成を行い、そして積層体を形成した後、第１の実施例と同様に製造を行っても同様のチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。
上記した本発明の第２の実施例によれば、導電性ポリマと金属箔を交互に積層することにより、外形寸法を大きくすることなく、対向電極の面積を増やすことができ、すなわち抵抗値を下げることが可能となり、その結果、小型で大電流を流すことができるチップ形ＰＴＣサーミスタを提供できる。例えば、外形が３.２mm×４.５mmで導電性ポリマが１層の場合は第１、第２の主電極間の電極のオーバーラップ量（対向電極面積）は９mm2で、抵抗値は約１５０mΩであったものが、２層で対向電極面積は１８mm2で、抵抗値は約８０mΩとなり低抵抗化が実現できた。またさらに低抵抗化するための実施例を説明する。
（第３の実施例）
第８図は本発明の第３の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図である。
第８図において、１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の混合物からなり、かつ直方体の形状をなすＰＴＣ特性を有する導電性ポリマである。２ａは前記導電性ポリマ１の第１面に位置する第１の主電極であり、２ｂは前記第１の主電極２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極２ａと独立した第１の副電極であり、２ｃは前記導電性ポリマ１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、２ｄは前記第２の主電極２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極２ｃ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。３ａは前記導電性ポリマ１の一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極２ａと前記第２の副電極２ｄとを電気的に接続するニッケルめっきによる第１の側面電極であり、３ｂは前記第１の側面電極３ａに対向する前記導電性ポリマ１の他方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の副電極２ｂと前記第２の主電極２ｃとを電気的に接続するニッケルめっきによる第２の側面電極である。４ａ，４ｂは第１、第２のエポキシ混合アクリル系樹脂よりなる保護コート層である。５ａは前記導電性ポリマ１の内部に位置して前記第１の主電極２ａと前記第２の主電極２ｃに平行に設けられ、かつ前記第２の側面電極３ｂと電気的に接続された第１の内層主電極であり、５ｂは前記第１の内層主電極５ａと同じ面に位置し、かつこの第１の内層主電極５ａと独立し、前記第１の側面電極３ａに電気的に接続された第１の内層副電極であり、５ｃは前記導電性ポリマ１の内部に位置して前記第１の主電極２ａと前記第２の主電極２ｃに平行に設けられ、かつ前記第１の側面電極３ａと電気的に接続された第２の内層主電極であり、５ｄは前記第２の内層主電極５ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の内層主電極５ｃと独立し、前記第２の側面電極３ｂに電気的に接続された第２の内層副電極である。この場合、例えば、外形が３.２mm×４.５mmで導電性ポリマ１が３層の場合は、第１の主電極２ａと第１の内層主電極５ａ間、第１の内層主電極５ａと第２の内層主電極５ｃ間、第２の内層主電極５ｃと第２の主電極２ｃ間の抵抗が３つ並列に接続されているために実質の対向電極面積は２７mm2となり、抵抗値は約５０mΩでさらに低抵抗化が実現できた。
続いて、本発明の第３の実施例におけるチップ形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。
第９図(a)〜(d)および第１０図(a)(b)は導電性ポリマの積層数が３の場合の製造方法を示す工程図である。上記した本発明の第１の実施例と同様に第９図(a)に示す導電性ポリマシート３１を作製し、電解銅箔に金型プレスでパターニングを行い、第９図(b)に示す電極３２を作製する。内層の電解銅箔は２層のときと同様に後の加熱加圧成形工程において、導電性ポリマが広がる力で銅箔の破れが起こらないように、少なくとも３５μm、特に７０μm以上の厚みをもつことが望ましい。次に第９図(c)(d)に示すように２枚の電極３２で導電性ポリマシート３１を挟み、加熱加圧成形して一体化した第９図(d)に示す第１のシート３３を作製する。次に、第１０図(a)に示すように第１のシート３３の両側から、２枚の導電性ポリマシート３１と、２枚の電極３２を電極３２が最外層にくるように交互に積層し、加熱加圧成形して一体化した第１０図(b)に示す第２のシート３４を作製する。以下本発明の第１の実施例と同様に製造を行い、導電性ポリマの積層数が３であるチップ形ＰＴＣサーミスタを作製した。この第３の実施例において２回に分けて加熱加圧成形をするのは、同時に加熱加圧成形した場合、内部の導電性ポリマシートに熱が伝わりにくいことから、外側の導電性ポリマシートと内部の導電性ポリマシートの温度差によりポリマシートの厚みが不均一に成形されることを防ぐものである。この場合も最外層をパターン形成していない金属箔とし、それ以外の金属箔を金型プレスでパターン形成し、これらの金属箔と導電性ポリマシートとを加熱加圧成形して一体化し、その後、フォトリソ工程によりエッチングで最外層の金属箔にパターン形成を行い、シートを形成した後、第１の実施例と同様に製造を行っても同様のチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。また、第２のシートの両側から導電性ポリマシートとその外側にパターン形成した電極を配置し、加熱加圧成形することを繰り返せば、導電性ポリマの積層数が５以上の奇数であるチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。この場合も、最外層をパターン形成していない金属箔とすれば、後工程で、エッチングによりパターン形成することが可能である。
（第４の実施例）
第１１図は本発明の第４の実施例におけるチップ形ＰＴＣサーミスタの断面図である。
この第１１図において、９１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の混合物からなり、かつ直方体の形状をなすＰＴＣ特性を有する導電性ポリマである。９２ａは前記導電性ポリマ９１の第１面に位置する第１の主電極であり、９２ｂは前記第１の主電極９２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極９２ａと独立した第１の副電極であり、９２ｃは前記導電性ポリマ９１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、９２ｄは前記第２の主電極９２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極９２ｃ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。９３ａは前記導電性ポリマ９１の一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極９２ａと前記第２の主電極９２ｃとを電気的に接続するニッケルめっきによる第１の側面電極であり、９３ｂは前記第１の側面電極９３ａに対向する前記導電性ポリマ９１の他方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の副電極９２ｂと前記第２の副電極９２ｄとを電気的に接続するニッケルめっきによる第２の側面電極である。９４ａ，９４ｂは第１、第２のエポキシ混合アクリル系樹脂よりなる保護コート層である。９５ａは前記導電性ポリマ９１の内部に位置して前記第１の主電極９２ａと前記第２の主電極９２ｃに平行に設けられ、かつ前記第２の側面電極９３ｂと電気的に接続された第１の内層主電極であり、９５ｂは前記第１の内層主電極９５ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の内層主電極９５ａと独立し、前記第１の側面電極９３ａに電気的に接続された第１の内層副電極であり、９５ｃは前記導電性ポリマ９１の内部に位置して前記第１の主電極９２ａと前記第２の主電極９２ｃに平行に設けられ、かつ前記第１の側面電極９３ａと電気的に接続された第２の内層主電極であり、９５ｄは前記第２の内層主電極９５ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の内層主電極９５ｃと独立し、前記第２の側面電極９３ｂに電気的に接続された第２の内層副電極であり、９５ｅは前記導電性ポリマ９１の内部に位置して前記第１の主電極９２ａと前記第２の主電極９２ｃに平行に設けられ、かつ前記第２の側面電極９３ｂと電気的に接続された第３の内層主電極であり、９５ｆは前記第３の内層主電極９５ｅと同じ面に位置し、かつ前記第３の内層主電極９５ｅと独立し、前記第１の側面電極９３ａに電気的に接続された第３の内層副電極である。
続いて、本発明の第４の実施例におけるチップ形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。
第１２図(a)〜(c)および第１３図(a)〜(c)は導電性ポリマの積層数が４の場合の製造方法を示す工程図である。上記した本発明の第１の実施例と同様に第１２図(a)に示す導電性ポリマシート１０１を作製し、電解銅箔に金型プレスでパターニングを行い、第１２図(b)に示す電極１０２を作製する。内層の電解銅箔は２層のときと同様に後の工程で積層体を加熱加圧成形するときに導電性ポリマが広がる力で銅箔の破れが起こらないように、少なくとも３５μm、特に７０μm以上の厚みをもつことが望ましい。次に第１２図(c)に示すように３枚の電極１０２と２枚の導電性ポリマシート１０１を電極１０２が最外層にくるように交互に重ね、加熱加圧成形して一体化した第１３図(a)に示す第１のシート１０３を作製する。次に、第１３図(b)に示すように第１のシート１０３の両側から、２枚の導電性ポリマシート１０１と、２枚の電極１０２が最外層にくるように交互に積層し、加熱加圧成形して、一体化した第１３図(c)に示す第２のシート１０４を作製する。以下本発明の第１の実施例と同様に製造を行い、導電性ポリマの積層数が４であるチップ形ＰＴＣサーミスタを作製した。この場合も最外層をパターン形成していない金属箔とし、それ以外の金属箔を金型プレスでパターン形成し、これらの金属箔と導電性ポリマシートとを加熱加圧成形して一体化し、その後、フォトリソ工程によりエッチングで最外層の金属箔にパターン形成を行い、その後、第１の実施例と同様に製造を行っても同様のチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。さらに積層数を増やすには、前述した第２のシートの両側から、導電性ポリマシートと電極を配置し、加熱加圧成形して一体化する工程を繰り返せば、導電性ポリマの積層数が６以上の偶数であるチップ形ＰＴＣサーミスタを製造することが可能である。この場合も、最外層をパターン形成していない金属箔とすれば、後工程で、エッチングによりパターン形成することが可能である。
以上のようにして導電性ポリマの積層数を増やすことができるが、導電性ポリマに過電流が流れて、動作することを繰り返した場合の導電性ポリマの膨張収縮による応力は積層数が増えるほど積算されて増加し、側面電極と主電極１，２との接続信頼性が課題となる。しかるに、本発明の実施例によれば側面全面に側面電極が形成されているため、応力が分散し、これにより積層しても接続の信頼性を十分確保できる構造となっている。なお、内層副電極は側面電極付近の導電性ポリマシートの厚みが増すことに伴う膨張量の増加を防止することができるため、側面電極への導電性ポリマシートの膨張収縮による応力を抑制することができ、信頼性向上に有用である。
また本発明において側面電極をニッケルにすることは、銅や銅合金などと比較して前述の信頼性を向上させるのにより効果的である。本発明の第１の実施例に記載した方法で側面電極をニッケルめっきにより形成したサンプルを作製し、比較例として側面電極を銅めっきにより形成したサンプルを、以下の条件で作製した。第１の実施例で作製した短冊状に加工したシートの側面に硫酸銅めっき浴中で、約６０分間、電流密度１.５Ａ／dm2の条件で厚み２０μmの銅めっきを形成し、個片に分割してサンプルを作製した。ここで、側面電極の熱サイクルに対する強度の信頼性を確認するために、以下の試験を行った。試験は前述した側面電極をニッケルめっきにより形成したサンプルと、銅めっきにより形成したサンプルの、それぞれ３０個ずつをプリント基板に実装し、１２Ｖの直流電源に接続し、４０Ａの過電流を流して導電性ポリマを動作（トリップ）させ、そのまま１分間通電し、５分間通電を中止するのを１サイクルとし、それぞれ１００，２００，１０００サイクル後に１０個ずつ抜き取った。その後、それぞれのサンプルを側面電極に対して垂直に研磨していき、断面を観察して、側面電極のクラックの有無を確認した。試験の結果、側面電極をニッケルめっきにより形成したサンプルは１０００サイクルでクラックは発生しなかった。比較例として側面電極を銅めっきにより形成したサンプルでは１００サイクル以内で１０／１０すべてに側面電極と上部電極の接続部分のコーナーにクラックが発生した。
上記した本発明の第１の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタにおいては、直方体の形状よりなるＰＴＣ特性を有する導電性ポリマ１１と、前記導電性ポリマ１１の第１面に位置する第１の主電極１２ａと、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１２ｂと、前記導電性ポリマ１１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１２ｃと、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１２ｄと、少なくとも前記導電性ポリマ１１の一方の側面全面に設けられ、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第１の側面電極１３ａと、少なくとも前記導電性ポリマ１１の一方の側面に対向する他方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の副電極１２ｂと前記第２の主電極１２ｃとを電気的に接続する第２の側面電極１３ｂとを備えているもので、この構成によれば、少なくとも導電性ポリマ１１の２つの側面全面に側面電極１３ａ，１３ｂが設けられているため、プリント基板に実装した場合のはんだフィレットを側面に形成することができ、その結果、実装時のはんだ付け部の外観検査が容易に行え、かつフローはんだ付けが可能であるという作用効果を有するものである。
また本発明の第２の実施例および第４の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタにおいては、直方体の形状よりなるＰＴＣ特性を有する導電性ポリマ４１，９１と、前記導電性ポリマ４１，９１の第１面に位置する第１の主電極４２ａ，９２ａと、前記第１の主電極４２ａ，９２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極４２ａ，９２ａと独立した第１の副電極４２ｂ，９２ｂと、前記導電性ポリマ４１，９１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４２ｃ，９２ｃと、前記第２の主電極４２ｃ，９２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極４２ｃ，９２ｃと独立した第２の副電極４２ｄ，９２ｄと、少なくとも前記導電性ポリマ４１，９１の一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極４２ａ，９２ａと前記第２の主電極４２ｃ，９２ｃとを、電気的に接続する第１の側面電極４３ａ，９３ａと、少なくとも前記導電性ポリマ４１，９１の一方の側面に対向する他方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の副電極４２ｂ，９２ｂと前記第２の副電極４２ｄ，９２ｄとを電気的に接続する第２の側面電極４３ｂ，９３ｂと、前記導電性ポリマ４１，９１の内部に位置して前記第１の主電極４２ａ，９２ａおよび第２の主電極４２ｃ，９２ｃに平行に設けられた奇数の内層主電極４５ａ，９５ａ，９５ｃ，９５ｅと、この内層主電極４５ａ，９５ａ，９５ｃ，９５ｅと同じ面に位置し、かつこの内層主電極４５ａ，９５ａ，９５ｃ，９５ｅと独立した奇数の内層副電極４５ｂ，９５ｂ，９５ｄ，９５ｆとを備え、前記第１の主電極４２ａ，９２ａに直接対向する前記内層主電極４５ａ，９５ａ，９５ｅは前記第２の側面電極４３ｂ，９３ｂに電気的に接続され、かつ前記第１の主電極４２ａ，９２ａに直接対向する前記内層主電極４５ａ，９５ａと同じ面に位置する前記内層副電極４５ｂ，９５ｂは前記第１の側面電極４３ａ，９３ａに電気的に接続され、さらに隣り合う前記内層主電極９５ｃ，９５ｅおよび内層副電極９５ｄ，９５ｆは前記第１の側面電極９３ａと前記第２の側面電極９３ｂに交互に電気的に接続されるようにしているもので、この構成によれば、例えば内層主電極が１つのときは、素子の全体の抵抗値は、第１の主電極と内層主電極間の導電性ポリマの抵抗と、第２の主電極と内層主電極間の導電性ポリマの抵抗を並列接続した抵抗値となり、その結果、素子の抵抗値を主電極の面積を大きくすることなく下げることができるため、素子の外形を大きくすることなく素子の低抵抗化が図れるという作用効果を有するものである。
そしてまた本発明の第３の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタにおいては、直方体の形状よりなるＰＴＣ特性を有する導電性ポリマ１と、前記導電性ポリマ１の第１面に位置する第１の主電極２ａと、前記第１の主電極２ａと同じ面に位置し、かつ前記第１の主電極２ａと独立した第１の副電極２ｂと、前記導電性ポリマ１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２ｃと、前記第２の主電極２ｃと同じ面に位置し、かつ前記第２の主電極２ｃと独立した第２の副電極２ｄと、少なくとも前記導電性ポリマ１の一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極２ａと前記第２の副電極２ｄとを電気的に接続する第１の側面電極３ａと、少なくとも前記導電性ポリマ１の一方の側面に対向する他方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の副電極２ｂと前記第２の主電極２ｃとを電気的に接続する第２の側面電極３ｂと、前記導電性ポリマ１の内部に位置して、前記第１の主電極２ａおよび第２の主電極２ｃに平行に設けられた偶数の内層主電極５ａ，５ｃと、この内層主電極５ａ，５ｃと同じ面に位置し、かつこの内層主電極５ａ，５ｃと独立した偶数の内層副電極５ｂ，５ｄとを備え、前記第１の主電極２ａに直接対向する前記内層主電極５ａは前記第２の側面電極３ｂに電気的に接続され、かつ前記第１の主電極２ａに直接対向する前記内層主電極５ａと同じ面に位置する前記内層副電極５ｂは前記第１の側面電極３ａに電気的に接続され、さらに隣り合う前記内層主電極５ｃおよび内層副電極５ｄは前記第１の側面電極３ａと前記第２の側面電極３ｂに交互に電気的に接続されるようにしているため、例えば内層主電極が２つのときは、素子の全体の抵抗値は、第１の主電極と第１の内層主電極間の導電性ポリマの抵抗と、第２の主電極と第２の内層主電極間の導電性ポリマの抵抗と、第１の内層主電極と第２の内層主電極間の導電性ポリマの抵抗とを並列接続した抵抗値となり、その結果、素子の抵抗値を主電極の面積を大きくすることなく下げることができるため、素子の外形を大きくすることなく素子の低抵抗化が図れるという作用効果を有するものである。
さらに本発明の第１〜第４の各実施例においては、側面電極をニッケルまたはその合金で構成しているもので、この構成によれば、導電性ポリマの膨張収縮により主電極と側面電極の接続部のコーナー部に応力が繰り返し集中して発生することに対して、繰り返し応力に比較的強いニッケル、またはその合金を用いて側面電極を形成しているため、第１、第２の主電極と側面電極の接続信頼性を向上させることができるという作用効果を有するものである。
また本発明の第１の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化してシート２３を形成する工程と、前記一体化したシート２３に開口部（貫通溝）２４を設ける工程と、前記開口部２４を設けたシート２３の上下面に保護コート２５を形成する工程と、前記保護コート２５を形成しかつ前記開口部２４を設けたシート２３に側面電極１３ａ，１３ｂを形成する工程と、前記側面電極１３ａ，１３ｂを形成しかつ前記開口部２４を設けたシート２３を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマとパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化したシート２３に開口部２４を設けた後、めっき等により側面電極１３ａ，１３ｂを形成する際に、開口部２４を形成する工程の加工精度の問題で、開口部２４の形成位置が金属箔のパターンに対して多少ずれても、開口部２４の端面は直線的な形状であるため、開口部２４の端面の形状にばらつきが発生することはなく、したがって、その開口部２４の端面にめっき等で側面電極１３ａ，１３ｂを形成すれば、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合面積は一定となるため、導電性ポリマの膨張収縮による応力に対し、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合部の強度のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
そしてまた本発明の第１の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、他の例として、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化してシート２３を形成する工程と、前記一体化したシート２３の上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化したシート２３に開口部（貫通溝）２４を設ける工程と、前記開口部２４を設けたシート２３の上下面に保護コート２５を形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部２４を設けたシート２３に側面電極１３ａ，１３ｂを形成する工程と、前記側面電極１３ａ，１３ｂを形成しかつ前記開口部２４を設けたシート２３を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマと金属箔を加熱加圧成形により一体化したシート２３に開口部２４を設けた後、めっき等により側面電極１３ａ，１３ｂを形成する際に、開口部２４を形成する工程の加工精度の問題で、開口部２４の形成位置が多少ずれても、開口部２４の端面は直線的な形状であるため、開口部２４の端面の形状にばらつきが発生することはなく、その開口部２４の端面にめっき等で側面電極１３ａ，１３ｂを形成すれば、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合面積は一定となるため、導電性ポリマの膨張収縮による応力に対し、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合部の強度のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。またパターン形成は加熱加圧成形した後にエッチングで行うため、導電性ポリマの上下面に位置する上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
さらに本発明の第２の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化してシート５３を形成する工程と、前記一体化したシート５３に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けたシート５３の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けたシート５３に側面電極４３ａ，４３ｂを形成する工程と、前記側面電極４３ａ，４３ｂを形成しかつ前記開口部を設けたシート５３を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、２枚の導電性ポリマと３枚のパターン形成した金属箔を交互に積層し、加熱加圧成形により同時に一体化するため、導電性ポリマとパターン形成した金属箔の積層体が一回の加熱加圧成形で形成することができるという作用効果を有するものである。
さらにまた本発明の第２の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、他の例として、パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化してシート５３を形成する工程と、前記一体化したシート５３の上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化したシート５３に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けたシート５３の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けたシート５３に側面電極４３ａ，４３ｂを形成する工程と、前記側面電極４３ａ，４３ｂを形成しかつ前記開口部を設けたシート５３を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、２枚の導電性ポリマと、１枚のパターン形成した金属箔と、最外層に配置される２枚の金属箔を交互に積層し、加熱加圧成形により同時に一体化し、最外層に配置される２枚の金属箔は、パターン形成を加熱加圧成形した後にエッチングで行うようにしているため、上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極４２ａ、第２の主電極４２ｃおよび内層主電極４５ａがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
また本発明の第３の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシート３３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート３３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシート３４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート３４に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシート３４の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート３４に側面電極３ａ，３ｂを形成する工程と、前記側面電極３ａ，３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート３４を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず１枚の導電性ポリマと２枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、その外側に２枚以上の偶数の導電性ポリマと２枚以上の偶数のパターン形成した金属箔を交互に配置して加熱加圧成形により一体化する工程を繰り返して３枚以上の奇数の導電性ポリマをパターン形成した金属箔と交互に積層して一体化することを特徴としているため、導電性ポリマとパターン形成した金属箔の積層体を形成するのに中心から外側に向かって段階的に加熱加圧成形して積層していくことにより、積層体の中心付近の導電性ポリマの厚みと外側の導電性ポリマの厚みのばらつきを少なくできるという作用効果を有するものである。
そしてまた本発明の第３の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、他の例として、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシート３３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート３３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第２のシート３４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート３４の上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第２のシート３４に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシート３４の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート３４に側面電極３ａ，３ｂを形成する工程と、前記側面電極３ａ，３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート３４を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず１枚の導電性ポリマと２枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、さらにその外側に２枚の導電性ポリマと最外層のパターン形成していない２枚の金属箔を配置して一体化し、最外層の２枚の金属箔は、パターン形成を加熱加圧成形した後にエッチングで行うようにしているため、上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極２ａ、第２の主電極２ｃおよび内層主電極５ａがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
さらに本発明の第３の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、さらに他の例として、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟み、加熱加圧成形により一体化して第１のシート３３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート３３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシート３４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート３４の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第３のシートを形成する工程と、前記一体化した第３のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第３のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第３のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートに側面電極３ａ，３ｂを形成する工程と、前記側面電極３ａ，３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートを個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず１枚の導電性ポリマと２枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、その外側に２枚以上の偶数の導電性ポリマと２枚以上の偶数のパターン形成した金属箔を交互に配置して加熱加圧成形により一体化する工程を繰り返し、さらに最外層はパターン形成していない金属箔を配置し、５枚以上の奇数の導電性ポリマとパターン形成した金属箔と最外層のパターン形成していない金属箔を交互に積層して一体化するとともに、最外層の２枚の金属箔は、パターン形成を加熱加圧成形した後にエッチングで行うようにしているため、上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極２ａ、第２の主電極２ｃおよび内層主電極５ａがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
さらにまた本発明の第４の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシート１０３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート１０３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシート１０４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート１０４に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシート１０４の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート１０４に側面電極９３ａ，９３ｂを形成する工程と、前記側面電極９３ａ，９３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート１０４を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず２枚の導電性ポリマと３枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、その外側に２枚以上の偶数の導電性ポリマと２枚以上の偶数のパターン形成した金属箔を交互に配置して加熱加圧成形により一体化する工程を繰り返して、４枚以上の偶数の導電性ポリマとパターン形成した金属箔を交互に積層して一体化することを特徴としているため、導電性ポリマとパターン形成した金属箔の積層体を形成するのに中心から外側に向かって段階的に加熱加圧成形して積層していくことにより、積層体の中心付近の導電性ポリマの厚みと外側の導電性ポリマの厚みのばらつきを少なくできるという作用効果を有するものである。
また本発明の第４の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、他の例として、パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシート１０３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート１０３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第２のシート１０４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート１０４の上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第２のシート１０４に開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第２のシート１０４の上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート１０４に側面電極９３ａ，９３ｂを形成する工程と、前記側面電極９３ａ，９３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第２のシート１０４を個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず２枚の導電性ポリマと３枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、さらにその外側に２枚の導電性ポリマと最外層のパターン形成していない２枚の金属箔を配置して一体化し、最外層の２枚の金属箔は、パターン形成を加熱加圧成形した後にエッチングで行うようにしているため、上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極９２ａ、第２の主電極９２ｃおよび内層主電極９５ａ，９５ｃ，９５ｅがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
そしてまた本発明の第４の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、さらに他の例として、パターン形成した金属箔の上下面をＰＴＣ特性を有する導電性ポリマで挟み、さらにその上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第１のシート１０３を形成する工程と、前記一体化した第１のシート１０３の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面をパターン形成した金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形にて一体化する工程を一回、または二回以上繰り返して積層し、第２のシート１０４を形成する工程と、前記一体化した第２のシート１０４の上下面にＰＴＣ特性を有する導電性ポリマを配置するとともに、このＰＴＣ特性を有する導電性ポリマの上下面を金属箔で挟んで積層し、加熱加圧成形により一体化して第３のシートを形成する工程と、前記一体化した第３のシートの上下面の金属箔をエッチングしてパターン形成を行う工程と、前記一体化した第３のシートに開口部を設ける工程と、前記開口部を設けた第３のシートの上下面に保護コートを形成する工程と、前記保護コートを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートに側面電極９３ａ，９３ｂを形成する工程と、前記側面電極９３ａ，９３ｂを形成しかつ前記開口部を設けた第３のシートを個片状に切断する工程を備えているもので、この製造方法によれば、まず２枚の導電性ポリマと３枚のパターン形成した金属箔を加熱加圧成形により一体化し、その外側に２枚以上の偶数の導電性ポリマと２枚以上の偶数のパターン形成した金属箔を交互に配置して加熱加圧成形して一体化する工程を繰り返し、さらに最外層はパターン形成していない金属箔を配置し、６枚以上の偶数の導電性ポリマとパターン形成した金属箔と最外層のパターン形成していない金属箔を交互に積層して一体化し、最外層の金属箔は、パターン形成を加熱加圧成形した後にエッチングで行うようにしているため、上下の金属箔のパターン形成の位置精度が良くなり、これにより、素子の抵抗値に関係する第１の主電極９２ａ、第２の主電極９２ｃおよび内層主電極９５ａ，９５ｃ，９５ｅがオーバーラップする面積のばらつきが少なくなるため、抵抗値のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
さらに本発明の第１の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、開口部（貫通溝）２４を設ける工程を、短冊状あるいは櫛形状に加工する工程としているため、短冊状あるいは櫛形状に加工する工程の加工精度の問題で、短冊状あるいは櫛形状に加工した端面の形成位置が金属箔のパターンに対して多少ずれても、短冊状あるいは櫛形状に加工した端面は直線的な形状であり、したがって、端面の形状にばらつきが発生することはなくなるため、その端面にめっき等で側面電極１３ａ，１３ｂを形成すれば、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合面積は一定となり、これにより、導電性ポリマの膨張収縮による応力に対し、側面電極１３ａ，１３ｂと第１の主電極１２ａおよび第２の主電極１２ｃとの接合部の強度のばらつきが少なくなるという作用効果を有するものである。
さらにまた本発明の第１の実施例のチップ形ＰＴＣサーミスタの製造方法においては、パターン形成後の金属箔の開口部（貫通溝）２４の形状を櫛形状としているため、櫛形の刃に相当する部分の開口部を、後工程の個片分割時の分割ラインに沿って切断することにより、櫛形状の開口部のない金属箔を切断するようにしたものに比べて、金属箔を切断する部分が減り、これにより、分割時の金属箔のバリの発生量を低減することができ、さらに素子側面への金属箔の断面の露出を少なくすることができるため、金属箔の露出面が酸化したり、実装時にはんだによるショートが起こるのも少なくすることができるという作用効果を有するものである。
産業上の利用可能性
以上のように本発明のチップ形ＰＴＣサーミスタは、直方体の形状よりなる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、少なくとも前記導電性ポリマの一方の側面全面に設けられ、かつ前記第１の主電極と前記第２の副電極とを電気的に接続する第１の側面電極と、少なくとも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に設けられ、かつ前記第１の副電極と前記第２の主電極とを電気的に接続する第２の側面電極とを備えたものであり、この構成によれば、少なくとも導電性ポリマの２つの側面全面に側面電極が設けられているため、プリント基板に実装した場合のはんだフィレットを側面に形成することができ、その結果、実装時のはんだ付け部の外観検査が容易に行え、かつフローはんだ付けが可能であるというすぐれた効果を有するものである。
【図１】
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【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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