ＰＴＣ素子の製造方法
【課題】 ＰＴＣ素子に発生する耐圧不良を抑制することができるＰＴＣ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 ＰＴＣ素子を製造する場合は、まず端子電極３Ａ，３Ｂを作製すると共に、導電性フィラーとポリエチレン樹脂等とを混錬させてＰＴＣ素体２を形成する。続いて、端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを配置する。続いて、加圧治具４Ａ，４Ｂを用いて端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスすることにより、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２の上面及び下面に接合する。具体的には、加圧治具４Ａの治具本体５と端子電極３Ａとの間、加圧治具４Ｂの治具本体５と端子電極３Ｂとの間にそれぞれスペーサ６を介在させる。このとき、スペーサ６をＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部に重ならないように配置する。
【解決手段】 ＰＴＣ素子を製造する場合は、まず端子電極３Ａ，３Ｂを作製すると共に、導電性フィラーとポリエチレン樹脂等とを混錬させてＰＴＣ素体２を形成する。続いて、端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを配置する。続いて、加圧治具４Ａ，４Ｂを用いて端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスすることにより、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２の上面及び下面に接合する。具体的には、加圧治具４Ａの治具本体５と端子電極３Ａとの間、加圧治具４Ｂの治具本体５と端子電極３Ｂとの間にそれぞれスペーサ６を介在させる。このとき、スペーサ６をＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部に重ならないように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子機器に内蔵された電池や部品等を過電流から保護するためのＰＴＣ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるＰＴＣ素子の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、結晶性高分子中に導電性粉末が分散されてなる導電性組成物のシート体を２枚の金属板で挟んだ状態で加熱・加圧（熱プレス）することにより、シート体の表裏面に金属板をそれぞれ貼付することが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５１８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術のように２枚の金属板でシート体（ＰＴＣ素体）を挟んだ状態で熱プレスを行うと、その時の加圧力によってＰＴＣ素体が押し潰されて横に広がる。このようにして得られたＰＴＣ素子では、ＰＴＣ素体の広がった部分において耐圧不良（ショート）が発生していた。
【０００４】
本発明の目的は、ＰＴＣ素子に発生する耐圧不良を抑制することができるＰＴＣ素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、ＰＴＣ素子に耐圧不良が発生する原因について、鋭意追究を重ねた結果、熱プレスによりＰＴＣ素体の広がった部分（ＰＴＣ素体の縁部）に、樹脂が密集している樹脂リッチ部と、導電性フィラーが密集している導電性フィラーリッチ部とが形成されてしまうことを見出した。その原因としては、１対の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧したときに、ＰＴＣ素体の縁部に加圧力が加わると、流動性の良い樹脂成分が優先的に流れ出すためと考えられる。そして、更に追究したところ、樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部との境界部において耐圧不良が集中しやすくなることが分かった。本発明は、そのような新たな知見に基づいて成されたものである。
【０００６】
即ち、本発明は、ＰＴＣ素体を１対の端子電極で挟んで成るＰＴＣ素子の製造方法であって、端子電極を有する電極形成体を１対用意する工程と、樹脂と導電性フィラーとを混錬させてＰＴＣ素体を形成する工程と、１対の電極形成体の各端子電極同士がＰＴＣ素体を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体及び１対の電極形成体を配置する工程と、第１加圧治具により１対の電極形成体の一方の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧すると共に、第２加圧治具により１対の電極形成体の他方の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧することにより、端子電極をＰＴＣ素体の上面及び下面に接合する工程とを含み、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方の加圧面がＰＴＣ素体の縁部に重ならないように第１加圧治具及び第２加圧治具を配置した状態で、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
このような本発明においては、第１加圧治具及び第２加圧治具により１対の電極形成体の各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧すると、その時の加圧力によって各端子電極がＰＴＣ素体の上面及び下面にそれぞれ接合されるようになる。このとき、第１加圧治具及び第２加圧治具は、その少なくとも一方の加圧面がＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置される。このため、端子電極の寸法がＰＴＣ素体の上面及び下面の寸法に比べて大きく、各端子電極がＰＴＣ素体から外側にはみ出るように配置される場合でも、ＰＴＣ素体の縁部の少なくとも一部には、加圧治具による加圧力が殆ど加わらないようになる。従って、加圧によってＰＴＣ素体が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが起きにくくなる。これにより、ＰＴＣ素体の縁部には、樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部との境界が形成されにくくなるので、ＰＴＣ素子に生じる耐圧不良が抑制される。
【０００８】
好ましくは、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面が加圧前のＰＴＣ素体の上面及び下面よりも小さい加圧治具を用いて、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行う。
【０００９】
この場合には、１対の電極形成体の各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧するときに、簡単且つ確実に、加圧治具をＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置することが可能となる。
【００１０】
また、好ましくは、１対の電極形成体を用意する工程においては、電極形成体として端子電極を複数有するリードフレームを１対形成し、ＰＴＣ素体及び１対の電極形成体を配置する工程においては、１対のリードフレームの各端子電極同士がＰＴＣ素体を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体及び１対のリードフレームを配置し、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面の幅が加圧前のＰＴＣ素体よりも狭い加圧治具を用いて、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行い、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程を実施した後、リードフレームの各端子電極を切り離すように１対のリードフレームを切断する。
【００１１】
この場合には、複数のＰＴＣ素子を一括して製造可能となるので、製造工数を削減し、製造コストを抑えることができる。また、加圧前のＰＴＣ素体よりも狭い加圧面を有する加圧治具を使用することにより、１対のリードフレームの各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧するときに、簡単且つ確実に、加圧治具をＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置することが可能となる。
【００１２】
第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、治具本体と、治具本体と端子電極との間に介在されると共に加圧面を構成する面を有し、治具本体の加圧力を端子電極に伝えるためのスペーサとを有する加圧治具を用いることが好ましい。
【００１３】
このように加圧治具の一部品としてスペーサを使用する場合には、加圧治具の加圧面に損傷等があったり、加圧治具の加圧面が劣化しても、安価なスペーサの交換だけで対処可能となる。また、治具本体を平板形状とすることで、加圧治具を容易に製作することができる。従って、耐久性やコストの面で有利となる。
【００１４】
また、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面を構成する突起を有する加圧治具を用いても良い。
【００１５】
この場合には、加圧治具の部品点数が最小限に抑えられるだけでなく、端子電極に対する加圧面の位置決めが簡単になる等、加圧治具のセッティング等が容易に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＰＴＣ素子に発生する耐圧不良を抑制することができる。これにより、ＰＴＣ素子の品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第１実施形態を図１〜図６により説明する。図１は、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の実施形態により製造されるＰＴＣ素子を示す斜視図である。同図において、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子１は、復帰式のヒューズ機能を有するポリマーＰＴＣ素子であり、例えば携帯電話の電池パック用保護素子として使用される。
【００１９】
ＰＴＣ素子１は、樹脂に導電性フィラーを分散させてなる直方体状のＰＴＣ素体２と、このＰＴＣ素体２を直接挟んで対向するようにＰＴＣ素体２の上面及び下面にそれぞれ接合された板状または箔状の端子電極３Ａ，３Ｂとを備えている。ＰＴＣ素体２は、正の抵抗温度特性、つまり温度が上昇すると電気抵抗が増加する特性を有している。樹脂としては、結晶性高分子を使用するのが好ましい。結晶性高分子としては、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられるが、熱硬化性樹脂であっても良い。導電性フィラーとしては、Ｎｉ粉等を使用する。
【００２０】
端子電極３Ａ，３Ｂは、ＰＴＣ素体２の上面全体及び下面全体をそれぞれ覆うように、ＰＴＣ素体２の中心に対して対称にＰＴＣ素体２を挟み込んでいる。端子電極３Ａ，３Ｂは、ＮｉやＮｉ合金等で形成されている。端子電極３Ａ，３Ｂの厚みは、例えば１００μｍ程度である。端子電極３Ａ，３Ｂは、ＰＴＣ素体を挟んで重なり合うＰＴＣ領域Ｘをそれぞれ有している。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるＰＴＣ素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。同図において、上記のＰＴＣ素子１を製造する場合には、まず端子電極（電極形成体）３Ａ，３Ｂを作製する（工程５１）。
【００２２】
また、Ｎｉ粉等の導電性フィラーとポリエチレン樹脂等の結晶性高分子とを用意し、これらを混錬したブロックを形成する。そして、このブロックを円盤状に加熱・加圧（熱プレス）した後、チップサイズにカットすることにより、ＰＴＣ素体２を得る（工程５２）。なお、この状態（後述する加圧前の状態）では、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の形状は、矩形状（ここでは正方形状）となっている。そして、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の一辺長さＨは、端子電極３Ａ，３Ｂの幅寸法Ｗよりも小さくなっている（図４参照）。
【００２３】
続いて、そのようにして得られたＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを熱プレス機（図示せず）に入れ、図３及び図４に示すように、端子電極３Ａ，３Ｂ同士がＰＴＣ素体２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを配置する（手順５３）。このとき、端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２の４つの側面から外側にはみ出るように、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して配置する。
【００２４】
続いて、図３及び図４に示すように、上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスすることにより、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２の上面及び下面にそれぞれ接合する（手順５４）。
【００２５】
上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂは、いずれも平板状の治具本体５とスペーサ６とからなっている。治具本体５は、例えばステンレス綱（ＳＵＳ）等で形成されている。スペーサ６は、例えばステンレス綱や銅、プラスチック、紙等で形成されている。スペーサ６の主面の形状は、矩形状（ここでは正方形状）となっている。そして、スペーサ６の主面の一辺長さＳは、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の一辺長さＨよりも短くなっている。
【００２６】
このような上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときは、端子電極３Ａを上側加圧治具４ＡとＰＴＣ素体２とで挟むと共に端子電極３Ｂを下側加圧治具４ＢとＰＴＣ素体２とで挟むように、加圧治具４Ａ，４Ｂを配置する。具体的には、加圧治具４Ａの治具本体５と端子電極３Ａとの間にスペーサ６を介在させると共に、加圧治具４Ｂの治具本体５と端子電極３Ｂとの間にスペーサ６を介在させる。このとき、図４に示すように、各スペーサ６をＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部全周にわたって重ならないように配置する。
【００２７】
そして、その状態で、上側加圧治具４Ａにより端子電極３ＡをＰＴＣ素体２に対して加圧すると共に、下側加圧治具４Ｂにより端子電極３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧する。すると、図５に示すように、加圧治具４Ａ，４Ｂの加圧力によってＰＴＣ素体２が押し潰されて横に広がるようになる。このとき、各スペーサ６において端子電極３Ａ，３Ｂ側の主面６ａが、加圧治具４Ａ，４Ｂの加圧面となる。なお、熱プレスにおける加熱は、加圧と同時に行っても良いし、加圧の前に行っても良い。
【００２８】
その後、ＰＴＣ素体２の縁部が端子電極３Ａ，３Ｂの側面からはみ出ている場合には、ＰＴＣ素体２のはみ出し部分をカットする。そして、電子ビームの照射によりＰＴＣ素体２に含まれる樹脂の架橋処理を行う（工程５５）。これにより、上記のＰＴＣ素体２及びリード端子３Ａ，３ＢからなるＰＴＣ素子１が得られる。
【００２９】
ところで、ＰＴＣ素体２を端子電極３Ａ，３Ｂで挟み込んだ状態で、スペーサ６を使用せずに、治具本体５のみを使用して熱プレスを行うと、以下の問題が生じる。
【００３０】
即ち、治具本体５のみにより端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧すると、図６に示すように、ＰＴＣ素体２が横に流動膨張するようになる。このとき、流動性の良い樹脂成分が優先的に流れ出すため、加圧前のＰＴＣ素体２に相当する素子初期部７の周囲では、樹脂成分が少なくなり、導電性フィラーが密集している導電性フィラーリッチの状態となり、加圧によって素子初期部７から広がった部分（素体流動部）８では、樹脂成分が密集している樹脂リッチの状態となると予測される。このため、導電性フィラーリッチ部と樹脂リッチ部との境界部において耐圧不良（ショート）が発生し、結果的にＰＴＣ素子２の耐圧特性が不安定になり、品質上の問題が生じる。
【００３１】
これに対し本実施形態では、加圧治具４Ａ，４Ｂを構成する部品の一つとして、ＰＴＣ素体２の上面及び下面よりも小さい加圧面６ａを有するスペーサ６を用意し、このスペーサ６をＰＴＣ素体２の縁部に重ならないように配置した状態で、加圧治具４Ａ，４Ｂにより端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧するので、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部には、加圧治具４Ａ，４Ｂによる加圧力が加わることは殆ど無い。このため、加圧によってＰＴＣ素体２が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制される。従って、結晶性高分子に対する導電性フィラーの分散が均一な状態に維持され、ＰＴＣ素体２の縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、ＰＴＣ素子１の耐圧不良の発生が抑制され、耐圧特性の安定したＰＴＣ素体１を得ることができる。
【００３２】
また、スペーサ６に傷が付いたり、スペーサ６が破損した場合には、その安価なスペーサ６だけを交換すれば良く、加圧治具４Ａ，４Ｂ全体を交換する必要は無い。また、治具本体５としては既存の加圧治具をそのまま使用できるので、スペーサ６を用意できれば、加圧治具を新たに製作する必要も無い。これにより、加圧治具にかかるコストを増大させなくて済む。
【００３３】
なお、上記第１実施形態では、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときに、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側にそれぞれスペーサ６を配置するようにしたが、スペーサ６は、図７に示すように、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側のいずれか一方のみに配置しても良い。
【００３４】
本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第２実施形態を図８により説明する。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態においては、第１実施形態における加圧治具４Ａ，４Ｂの代わりに、図８に示すような上側加圧治具１０Ａ及び下側加圧治具１０Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスする。加圧治具１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ加圧用の突起１１を有している。この突起１１の先端面１１ａは、加圧治具１０Ａ，１０Ｂの加圧面を構成している。突起１１の先端面１１ａの形状及び寸法は、例えば第１実施形態におけるスペーサ６の主面の形状及び寸法と同様である。
【００３６】
このような加圧治具１０Ａ，１０Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときには、突起１１の先端面（加圧面）１１ａがＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部全周にわたって重ならないように、加圧治具１０Ａ，１０Ｂを配置した状態で行う。この場合にも、第１実施形態と同様に、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制されるため、ＰＴＣ素体２の縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、ＰＴＣ素子１の耐圧不良を抑制することができる。
【００３７】
また、加圧治具１０Ａ，１０Ｂを使用する場合には、スペーサ６をいちいち用意しなくて済み、ＰＴＣ素体２に対するスペーサ６の正確な位置決め等も不要となる。
【００３８】
なお、上記第２実施形態では、端子電極３Ａの上側に加圧治具１０Ａを配置し、端子電極３Ｂの下側に加圧治具１０Ｂを配置するようにしたが、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側のいずれか一方には、例えば突起の無い平板状の加圧治具（第１実施形態における治具本体５）を配置しても良い。
【００３９】
本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第３実施形態を図９〜図１２により説明する。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図９は、本実施形態におけるＰＴＣ素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態は、複数のＰＴＣ素子１を同時にまとめて製造する方法である。同図において、まずリードフレーム（電極形成体）２０Ａ，２０Ｂを作製する（工程６１）。図１０及び図１１に示すように、リードフレーム２０Ａは、複数の端子電極３Ａを有し、これらの端子電極３Ａはフレーム２１Ａを介して繋がっている。リードフレーム２０Ｂは、複数の端子電極３Ｂを有し、これらの端子電極３Ｂはフレーム２１Ｂを介して繋がっている。
【００４１】
また、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの数に応じた短冊状のＰＴＣ素体２２を形成する（工程６２）。このＰＴＣ素体２２の具体的な形成方法は、第１実施形態におけるＰＴＣ素体２の形成方法と同様である。
【００４２】
続いて、ＰＴＣ素体２２及びリードフレーム２０Ａ，２０Ｂを熱プレス機（図示せず）に入れ、ＰＴＣ素体２２がリードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの配列方向に延在すると共にリードフレーム２０Ａの各端子電極３Ａとリードフレーム２０Ｂの各端子電極３ＢとがＰＴＣ素体２２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２２及びリードフレーム２０Ａ，２０Ｂを配置する（工程６３）。このとき、各端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２２の両側面から外側にはみ出るように、リードフレーム２０Ａ，２０ＢをＰＴＣ素体２２に対して配置する。
【００４３】
続いて、上側加圧治具２３Ａ及び下側加圧治具２３Ｂを用いて、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂの各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスすることにより、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２の上面及び下面にそれぞれ接合する（工程６４）。
【００４４】
加圧治具２３Ａ，２３Ｂは、平板状の治具本体２４と、短冊状のＰＴＣ素体２２に対応する短冊状のスペーサ２５とからなっている。スペーサ２５の幅寸法Ｐは、ＰＴＣ素体２２の幅寸法Ｑよりも狭くなっている。治具本体２４及びスペーサ２５の材料等は、第１実施形態における治具本体５及びスペーサ６と同様である。
【００４５】
このような加圧治具２３Ａ，２３Ｂを用いて、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスするときは、加圧治具２３Ａの治具本体２４とリードフレーム２０Ａとの間にスペーサ２５を介在させると共に、加圧治具２３Ｂの治具本体２４とリードフレーム２０Ｂとの間にスペーサ２５を介在させる。このとき、各スペーサ２５を、ＰＴＣ素体２２の上面及び下面の両側縁部全体にわたって重ならないように配置する。そして、加圧治具２３Ａ，２３Ｂにより各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスすると、ＰＴＣ素体２２が押し潰されて横に広がった状態で、各端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２２に接合されるようになる。このとき、各スペーサ２５においてリードフレーム２０Ａ，２０Ｂ側の主面２５ａが、加圧治具２３Ａ，２３Ｂの加圧面となる。
【００４６】
その後、電子ビームの照射によりＰＴＣ素体２２に含まれる樹脂の架橋処理を行う（工程６５）。そして、図１２に示すように、リードフレーム２０Ａにおける各端子電極３Ａを除く不要部分と、リードフレーム２０Ｂにおける各端子電極３Ｂを除く不要部分とをカットして、各端子電極３Ａ，３Ｂを切り離すと共に、各端子電極３Ａ，３Ｂ毎にＰＴＣ素体２２をカットする（工程６６）。これにより、上記のＰＴＣ素体２及びリード端子３Ａ，３Ｂからなる複数のＰＴＣ素子１が得られる。
【００４７】
このような本実施形態においては、ＰＴＣ素体２２よりも幅狭の加圧面２５ａを有するスペーサ２５を用意し、このスペーサ２５をＰＴＣ素体２２の両側縁部に重ならないように配置した状態で、加圧治具２３Ａ，２３Ｂにより各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して加圧するので、ＰＴＣ素体２２の上面及び下面の両側縁部には、加圧治具２３Ａ，２３Ｂによる加圧力が加わることは殆ど無い。このため、ＰＴＣ素体２２が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制されるため、ＰＴＣ素体２２の両側縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、上記の製法によって得られるＰＴＣ素子１の耐圧不良を抑制することができる。
【００４８】
なお、上記第３実施形態では、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスするときに、リードフレーム２０Ａの上側及びリードフレーム２０Ｂの下側にそれぞれスペーサ２５を配置するようにしたが、リードフレーム２０Ａの上側及びリードフレーム２０Ｂの下側のいずれか一方のみにスペーサ２５を配置しても良い。
【００４９】
また、短冊状のスペーサ２５を使用する代わりに、上記第１実施形態のスペーサ６を端子電極３Ａ，３Ｂの数だけ用意し、各端子電極３Ａ，３Ｂと治具本体２４との間にスペーサ６をそれぞれ介在させても良い。さらに、治具本体とスペーサとからなる加圧治具を使用する代わりに、加圧面を構成する突起を複数有する加圧治具を使用しても良い。
【００５０】
また、上記第３実施形態では、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの数に応じた短冊状のＰＴＣ素体２２を形成したが、そのような短冊状のＰＴＣ素体２２の代わりに、上記第１実施形態のＰＴＣ素体２を端子電極３Ａ，３Ｂの数に対応して複数用いても良い。
【００５１】
以上、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の好適な実施形態について、幾つか説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上下の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧する際には、上側加圧治具及び下側加圧治具の少なくても一方の加圧面がＰＴＣ素体の上面及び下面の縁部の少なくとも一部に重ならないように上側加圧治具及び下側加圧治具を配置した状態で行えば良い。また、スペーサの主面や突起の先端面で構成される加圧治具の加圧面の形状としては、特に矩形状に限られず、円形状等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の実施形態により製造されるＰＴＣ素子を示す斜視図である。
【図２】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第１実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図４】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す平面図である。
【図５】図３に示す加圧治具により端子電極がＰＴＣ素体に対して熱プレスされた後の状態を示す側面図である。
【図６】従来一般の加圧治具を使用して、端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスしたときの様子を示す概念図である。
【図７】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする他の方法を示す側面図である。
【図８】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第２実施形態において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図９】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第３実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す平面図である。
【図１１】図９に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図１２】図９に示すリードフレーム及びＰＴＣ素体の切断工程において、リードフレーム及びＰＴＣ素体の切断箇所を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＰＴＣ素子、２…ＰＴＣ素体、３Ａ，３Ｂ…端子電極（電極形成体）、４Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、４Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、５…治具本体、６…スペーサ、６ａ…主面（加圧面）、１０Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、１０Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、１１…突起、１１ａ…先端面（加圧面）、２０Ａ，２０Ｂ…リードフレーム（電極形成体）、２２…短冊状のＰＴＣ素体、２３Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、２３Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、２４…治具本体、２５…スペーサ、２５ａ…主面（加圧面）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子機器に内蔵された電池や部品等を過電流から保護するためのＰＴＣ素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるＰＴＣ素子の製造方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、結晶性高分子中に導電性粉末が分散されてなる導電性組成物のシート体を２枚の金属板で挟んだ状態で加熱・加圧（熱プレス）することにより、シート体の表裏面に金属板をそれぞれ貼付することが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５１８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術のように２枚の金属板でシート体（ＰＴＣ素体）を挟んだ状態で熱プレスを行うと、その時の加圧力によってＰＴＣ素体が押し潰されて横に広がる。このようにして得られたＰＴＣ素子では、ＰＴＣ素体の広がった部分において耐圧不良（ショート）が発生していた。
【０００４】
本発明の目的は、ＰＴＣ素子に発生する耐圧不良を抑制することができるＰＴＣ素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、ＰＴＣ素子に耐圧不良が発生する原因について、鋭意追究を重ねた結果、熱プレスによりＰＴＣ素体の広がった部分（ＰＴＣ素体の縁部）に、樹脂が密集している樹脂リッチ部と、導電性フィラーが密集している導電性フィラーリッチ部とが形成されてしまうことを見出した。その原因としては、１対の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧したときに、ＰＴＣ素体の縁部に加圧力が加わると、流動性の良い樹脂成分が優先的に流れ出すためと考えられる。そして、更に追究したところ、樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部との境界部において耐圧不良が集中しやすくなることが分かった。本発明は、そのような新たな知見に基づいて成されたものである。
【０００６】
即ち、本発明は、ＰＴＣ素体を１対の端子電極で挟んで成るＰＴＣ素子の製造方法であって、端子電極を有する電極形成体を１対用意する工程と、樹脂と導電性フィラーとを混錬させてＰＴＣ素体を形成する工程と、１対の電極形成体の各端子電極同士がＰＴＣ素体を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体及び１対の電極形成体を配置する工程と、第１加圧治具により１対の電極形成体の一方の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧すると共に、第２加圧治具により１対の電極形成体の他方の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧することにより、端子電極をＰＴＣ素体の上面及び下面に接合する工程とを含み、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方の加圧面がＰＴＣ素体の縁部に重ならないように第１加圧治具及び第２加圧治具を配置した状態で、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行うことを特徴とするものである。
【０００７】
このような本発明においては、第１加圧治具及び第２加圧治具により１対の電極形成体の各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧すると、その時の加圧力によって各端子電極がＰＴＣ素体の上面及び下面にそれぞれ接合されるようになる。このとき、第１加圧治具及び第２加圧治具は、その少なくとも一方の加圧面がＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置される。このため、端子電極の寸法がＰＴＣ素体の上面及び下面の寸法に比べて大きく、各端子電極がＰＴＣ素体から外側にはみ出るように配置される場合でも、ＰＴＣ素体の縁部の少なくとも一部には、加圧治具による加圧力が殆ど加わらないようになる。従って、加圧によってＰＴＣ素体が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが起きにくくなる。これにより、ＰＴＣ素体の縁部には、樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部との境界が形成されにくくなるので、ＰＴＣ素子に生じる耐圧不良が抑制される。
【０００８】
好ましくは、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面が加圧前のＰＴＣ素体の上面及び下面よりも小さい加圧治具を用いて、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行う。
【０００９】
この場合には、１対の電極形成体の各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧するときに、簡単且つ確実に、加圧治具をＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置することが可能となる。
【００１０】
また、好ましくは、１対の電極形成体を用意する工程においては、電極形成体として端子電極を複数有するリードフレームを１対形成し、ＰＴＣ素体及び１対の電極形成体を配置する工程においては、１対のリードフレームの各端子電極同士がＰＴＣ素体を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体及び１対のリードフレームを配置し、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程においては、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面の幅が加圧前のＰＴＣ素体よりも狭い加圧治具を用いて、ＰＴＣ素体に対する端子電極の加圧を行い、端子電極をＰＴＣ素体に接合する工程を実施した後、リードフレームの各端子電極を切り離すように１対のリードフレームを切断する。
【００１１】
この場合には、複数のＰＴＣ素子を一括して製造可能となるので、製造工数を削減し、製造コストを抑えることができる。また、加圧前のＰＴＣ素体よりも狭い加圧面を有する加圧治具を使用することにより、１対のリードフレームの各端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧するときに、簡単且つ確実に、加圧治具をＰＴＣ素体の縁部に重ならないように配置することが可能となる。
【００１２】
第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、治具本体と、治具本体と端子電極との間に介在されると共に加圧面を構成する面を有し、治具本体の加圧力を端子電極に伝えるためのスペーサとを有する加圧治具を用いることが好ましい。
【００１３】
このように加圧治具の一部品としてスペーサを使用する場合には、加圧治具の加圧面に損傷等があったり、加圧治具の加圧面が劣化しても、安価なスペーサの交換だけで対処可能となる。また、治具本体を平板形状とすることで、加圧治具を容易に製作することができる。従って、耐久性やコストの面で有利となる。
【００１４】
また、第１加圧治具及び第２加圧治具の少なくとも一方として、加圧面を構成する突起を有する加圧治具を用いても良い。
【００１５】
この場合には、加圧治具の部品点数が最小限に抑えられるだけでなく、端子電極に対する加圧面の位置決めが簡単になる等、加圧治具のセッティング等が容易に行えるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＰＴＣ素子に発生する耐圧不良を抑制することができる。これにより、ＰＴＣ素子の品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第１実施形態を図１〜図６により説明する。図１は、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の実施形態により製造されるＰＴＣ素子を示す斜視図である。同図において、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子１は、復帰式のヒューズ機能を有するポリマーＰＴＣ素子であり、例えば携帯電話の電池パック用保護素子として使用される。
【００１９】
ＰＴＣ素子１は、樹脂に導電性フィラーを分散させてなる直方体状のＰＴＣ素体２と、このＰＴＣ素体２を直接挟んで対向するようにＰＴＣ素体２の上面及び下面にそれぞれ接合された板状または箔状の端子電極３Ａ，３Ｂとを備えている。ＰＴＣ素体２は、正の抵抗温度特性、つまり温度が上昇すると電気抵抗が増加する特性を有している。樹脂としては、結晶性高分子を使用するのが好ましい。結晶性高分子としては、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられるが、熱硬化性樹脂であっても良い。導電性フィラーとしては、Ｎｉ粉等を使用する。
【００２０】
端子電極３Ａ，３Ｂは、ＰＴＣ素体２の上面全体及び下面全体をそれぞれ覆うように、ＰＴＣ素体２の中心に対して対称にＰＴＣ素体２を挟み込んでいる。端子電極３Ａ，３Ｂは、ＮｉやＮｉ合金等で形成されている。端子電極３Ａ，３Ｂの厚みは、例えば１００μｍ程度である。端子電極３Ａ，３Ｂは、ＰＴＣ素体を挟んで重なり合うＰＴＣ領域Ｘをそれぞれ有している。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるＰＴＣ素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。同図において、上記のＰＴＣ素子１を製造する場合には、まず端子電極（電極形成体）３Ａ，３Ｂを作製する（工程５１）。
【００２２】
また、Ｎｉ粉等の導電性フィラーとポリエチレン樹脂等の結晶性高分子とを用意し、これらを混錬したブロックを形成する。そして、このブロックを円盤状に加熱・加圧（熱プレス）した後、チップサイズにカットすることにより、ＰＴＣ素体２を得る（工程５２）。なお、この状態（後述する加圧前の状態）では、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の形状は、矩形状（ここでは正方形状）となっている。そして、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の一辺長さＨは、端子電極３Ａ，３Ｂの幅寸法Ｗよりも小さくなっている（図４参照）。
【００２３】
続いて、そのようにして得られたＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを熱プレス機（図示せず）に入れ、図３及び図４に示すように、端子電極３Ａ，３Ｂ同士がＰＴＣ素体２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２及び端子電極３Ａ，３Ｂを配置する（手順５３）。このとき、端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２の４つの側面から外側にはみ出るように、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して配置する。
【００２４】
続いて、図３及び図４に示すように、上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスすることにより、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２の上面及び下面にそれぞれ接合する（手順５４）。
【００２５】
上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂは、いずれも平板状の治具本体５とスペーサ６とからなっている。治具本体５は、例えばステンレス綱（ＳＵＳ）等で形成されている。スペーサ６は、例えばステンレス綱や銅、プラスチック、紙等で形成されている。スペーサ６の主面の形状は、矩形状（ここでは正方形状）となっている。そして、スペーサ６の主面の一辺長さＳは、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の一辺長さＨよりも短くなっている。
【００２６】
このような上側加圧治具４Ａ及び下側加圧治具４Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときは、端子電極３Ａを上側加圧治具４ＡとＰＴＣ素体２とで挟むと共に端子電極３Ｂを下側加圧治具４ＢとＰＴＣ素体２とで挟むように、加圧治具４Ａ，４Ｂを配置する。具体的には、加圧治具４Ａの治具本体５と端子電極３Ａとの間にスペーサ６を介在させると共に、加圧治具４Ｂの治具本体５と端子電極３Ｂとの間にスペーサ６を介在させる。このとき、図４に示すように、各スペーサ６をＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部全周にわたって重ならないように配置する。
【００２７】
そして、その状態で、上側加圧治具４Ａにより端子電極３ＡをＰＴＣ素体２に対して加圧すると共に、下側加圧治具４Ｂにより端子電極３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧する。すると、図５に示すように、加圧治具４Ａ，４Ｂの加圧力によってＰＴＣ素体２が押し潰されて横に広がるようになる。このとき、各スペーサ６において端子電極３Ａ，３Ｂ側の主面６ａが、加圧治具４Ａ，４Ｂの加圧面となる。なお、熱プレスにおける加熱は、加圧と同時に行っても良いし、加圧の前に行っても良い。
【００２８】
その後、ＰＴＣ素体２の縁部が端子電極３Ａ，３Ｂの側面からはみ出ている場合には、ＰＴＣ素体２のはみ出し部分をカットする。そして、電子ビームの照射によりＰＴＣ素体２に含まれる樹脂の架橋処理を行う（工程５５）。これにより、上記のＰＴＣ素体２及びリード端子３Ａ，３ＢからなるＰＴＣ素子１が得られる。
【００２９】
ところで、ＰＴＣ素体２を端子電極３Ａ，３Ｂで挟み込んだ状態で、スペーサ６を使用せずに、治具本体５のみを使用して熱プレスを行うと、以下の問題が生じる。
【００３０】
即ち、治具本体５のみにより端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧すると、図６に示すように、ＰＴＣ素体２が横に流動膨張するようになる。このとき、流動性の良い樹脂成分が優先的に流れ出すため、加圧前のＰＴＣ素体２に相当する素子初期部７の周囲では、樹脂成分が少なくなり、導電性フィラーが密集している導電性フィラーリッチの状態となり、加圧によって素子初期部７から広がった部分（素体流動部）８では、樹脂成分が密集している樹脂リッチの状態となると予測される。このため、導電性フィラーリッチ部と樹脂リッチ部との境界部において耐圧不良（ショート）が発生し、結果的にＰＴＣ素子２の耐圧特性が不安定になり、品質上の問題が生じる。
【００３１】
これに対し本実施形態では、加圧治具４Ａ，４Ｂを構成する部品の一つとして、ＰＴＣ素体２の上面及び下面よりも小さい加圧面６ａを有するスペーサ６を用意し、このスペーサ６をＰＴＣ素体２の縁部に重ならないように配置した状態で、加圧治具４Ａ，４Ｂにより端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して加圧するので、ＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部には、加圧治具４Ａ，４Ｂによる加圧力が加わることは殆ど無い。このため、加圧によってＰＴＣ素体２が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制される。従って、結晶性高分子に対する導電性フィラーの分散が均一な状態に維持され、ＰＴＣ素体２の縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、ＰＴＣ素子１の耐圧不良の発生が抑制され、耐圧特性の安定したＰＴＣ素体１を得ることができる。
【００３２】
また、スペーサ６に傷が付いたり、スペーサ６が破損した場合には、その安価なスペーサ６だけを交換すれば良く、加圧治具４Ａ，４Ｂ全体を交換する必要は無い。また、治具本体５としては既存の加圧治具をそのまま使用できるので、スペーサ６を用意できれば、加圧治具を新たに製作する必要も無い。これにより、加圧治具にかかるコストを増大させなくて済む。
【００３３】
なお、上記第１実施形態では、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときに、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側にそれぞれスペーサ６を配置するようにしたが、スペーサ６は、図７に示すように、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側のいずれか一方のみに配置しても良い。
【００３４】
本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第２実施形態を図８により説明する。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態においては、第１実施形態における加圧治具４Ａ，４Ｂの代わりに、図８に示すような上側加圧治具１０Ａ及び下側加圧治具１０Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスする。加圧治具１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ加圧用の突起１１を有している。この突起１１の先端面１１ａは、加圧治具１０Ａ，１０Ｂの加圧面を構成している。突起１１の先端面１１ａの形状及び寸法は、例えば第１実施形態におけるスペーサ６の主面の形状及び寸法と同様である。
【００３６】
このような加圧治具１０Ａ，１０Ｂを用いて、端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２に対して熱プレスするときには、突起１１の先端面（加圧面）１１ａがＰＴＣ素体２の上面及び下面の縁部全周にわたって重ならないように、加圧治具１０Ａ，１０Ｂを配置した状態で行う。この場合にも、第１実施形態と同様に、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制されるため、ＰＴＣ素体２の縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、ＰＴＣ素子１の耐圧不良を抑制することができる。
【００３７】
また、加圧治具１０Ａ，１０Ｂを使用する場合には、スペーサ６をいちいち用意しなくて済み、ＰＴＣ素体２に対するスペーサ６の正確な位置決め等も不要となる。
【００３８】
なお、上記第２実施形態では、端子電極３Ａの上側に加圧治具１０Ａを配置し、端子電極３Ｂの下側に加圧治具１０Ｂを配置するようにしたが、端子電極３Ａの上側及び端子電極３Ｂの下側のいずれか一方には、例えば突起の無い平板状の加圧治具（第１実施形態における治具本体５）を配置しても良い。
【００３９】
本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第３実施形態を図９〜図１２により説明する。図中、第１実施形態と同一または同等の部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図９は、本実施形態におけるＰＴＣ素子の製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態は、複数のＰＴＣ素子１を同時にまとめて製造する方法である。同図において、まずリードフレーム（電極形成体）２０Ａ，２０Ｂを作製する（工程６１）。図１０及び図１１に示すように、リードフレーム２０Ａは、複数の端子電極３Ａを有し、これらの端子電極３Ａはフレーム２１Ａを介して繋がっている。リードフレーム２０Ｂは、複数の端子電極３Ｂを有し、これらの端子電極３Ｂはフレーム２１Ｂを介して繋がっている。
【００４１】
また、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの数に応じた短冊状のＰＴＣ素体２２を形成する（工程６２）。このＰＴＣ素体２２の具体的な形成方法は、第１実施形態におけるＰＴＣ素体２の形成方法と同様である。
【００４２】
続いて、ＰＴＣ素体２２及びリードフレーム２０Ａ，２０Ｂを熱プレス機（図示せず）に入れ、ＰＴＣ素体２２がリードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの配列方向に延在すると共にリードフレーム２０Ａの各端子電極３Ａとリードフレーム２０Ｂの各端子電極３ＢとがＰＴＣ素体２２を挟んで対向するように、ＰＴＣ素体２２及びリードフレーム２０Ａ，２０Ｂを配置する（工程６３）。このとき、各端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２２の両側面から外側にはみ出るように、リードフレーム２０Ａ，２０ＢをＰＴＣ素体２２に対して配置する。
【００４３】
続いて、上側加圧治具２３Ａ及び下側加圧治具２３Ｂを用いて、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂの各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスすることにより、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２の上面及び下面にそれぞれ接合する（工程６４）。
【００４４】
加圧治具２３Ａ，２３Ｂは、平板状の治具本体２４と、短冊状のＰＴＣ素体２２に対応する短冊状のスペーサ２５とからなっている。スペーサ２５の幅寸法Ｐは、ＰＴＣ素体２２の幅寸法Ｑよりも狭くなっている。治具本体２４及びスペーサ２５の材料等は、第１実施形態における治具本体５及びスペーサ６と同様である。
【００４５】
このような加圧治具２３Ａ，２３Ｂを用いて、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスするときは、加圧治具２３Ａの治具本体２４とリードフレーム２０Ａとの間にスペーサ２５を介在させると共に、加圧治具２３Ｂの治具本体２４とリードフレーム２０Ｂとの間にスペーサ２５を介在させる。このとき、各スペーサ２５を、ＰＴＣ素体２２の上面及び下面の両側縁部全体にわたって重ならないように配置する。そして、加圧治具２３Ａ，２３Ｂにより各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスすると、ＰＴＣ素体２２が押し潰されて横に広がった状態で、各端子電極３Ａ，３ＢがＰＴＣ素体２２に接合されるようになる。このとき、各スペーサ２５においてリードフレーム２０Ａ，２０Ｂ側の主面２５ａが、加圧治具２３Ａ，２３Ｂの加圧面となる。
【００４６】
その後、電子ビームの照射によりＰＴＣ素体２２に含まれる樹脂の架橋処理を行う（工程６５）。そして、図１２に示すように、リードフレーム２０Ａにおける各端子電極３Ａを除く不要部分と、リードフレーム２０Ｂにおける各端子電極３Ｂを除く不要部分とをカットして、各端子電極３Ａ，３Ｂを切り離すと共に、各端子電極３Ａ，３Ｂ毎にＰＴＣ素体２２をカットする（工程６６）。これにより、上記のＰＴＣ素体２及びリード端子３Ａ，３Ｂからなる複数のＰＴＣ素子１が得られる。
【００４７】
このような本実施形態においては、ＰＴＣ素体２２よりも幅狭の加圧面２５ａを有するスペーサ２５を用意し、このスペーサ２５をＰＴＣ素体２２の両側縁部に重ならないように配置した状態で、加圧治具２３Ａ，２３Ｂにより各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して加圧するので、ＰＴＣ素体２２の上面及び下面の両側縁部には、加圧治具２３Ａ，２３Ｂによる加圧力が加わることは殆ど無い。このため、ＰＴＣ素体２２が押し潰されて横に広がっても、流動性の良い樹脂成分の優先的な流れ出しが抑制されるため、ＰＴＣ素体２２の両側縁部には樹脂リッチ部と導電性フィラーリッチ部とが形成されにくくなる。これにより、上記の製法によって得られるＰＴＣ素子１の耐圧不良を抑制することができる。
【００４８】
なお、上記第３実施形態では、各端子電極３Ａ，３ＢをＰＴＣ素体２２に対して熱プレスするときに、リードフレーム２０Ａの上側及びリードフレーム２０Ｂの下側にそれぞれスペーサ２５を配置するようにしたが、リードフレーム２０Ａの上側及びリードフレーム２０Ｂの下側のいずれか一方のみにスペーサ２５を配置しても良い。
【００４９】
また、短冊状のスペーサ２５を使用する代わりに、上記第１実施形態のスペーサ６を端子電極３Ａ，３Ｂの数だけ用意し、各端子電極３Ａ，３Ｂと治具本体２４との間にスペーサ６をそれぞれ介在させても良い。さらに、治具本体とスペーサとからなる加圧治具を使用する代わりに、加圧面を構成する突起を複数有する加圧治具を使用しても良い。
【００５０】
また、上記第３実施形態では、リードフレーム２０Ａ，２０Ｂにおける端子電極３Ａ，３Ｂの数に応じた短冊状のＰＴＣ素体２２を形成したが、そのような短冊状のＰＴＣ素体２２の代わりに、上記第１実施形態のＰＴＣ素体２を端子電極３Ａ，３Ｂの数に対応して複数用いても良い。
【００５１】
以上、本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の好適な実施形態について、幾つか説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上下の端子電極をＰＴＣ素体に対して加圧する際には、上側加圧治具及び下側加圧治具の少なくても一方の加圧面がＰＴＣ素体の上面及び下面の縁部の少なくとも一部に重ならないように上側加圧治具及び下側加圧治具を配置した状態で行えば良い。また、スペーサの主面や突起の先端面で構成される加圧治具の加圧面の形状としては、特に矩形状に限られず、円形状等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の実施形態により製造されるＰＴＣ素子を示す斜視図である。
【図２】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第１実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図４】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す平面図である。
【図５】図３に示す加圧治具により端子電極がＰＴＣ素体に対して熱プレスされた後の状態を示す側面図である。
【図６】従来一般の加圧治具を使用して、端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスしたときの様子を示す概念図である。
【図７】図２に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする他の方法を示す側面図である。
【図８】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第２実施形態において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図９】本発明に係わるＰＴＣ素子の製造方法の第３実施形態の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す平面図である。
【図１１】図９に示すＰＴＣ素体と端子電極との接合工程において、加圧治具により端子電極をＰＴＣ素体に対して熱プレスする方法を示す側面図である。
【図１２】図９に示すリードフレーム及びＰＴＣ素体の切断工程において、リードフレーム及びＰＴＣ素体の切断箇所を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＰＴＣ素子、２…ＰＴＣ素体、３Ａ，３Ｂ…端子電極（電極形成体）、４Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、４Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、５…治具本体、６…スペーサ、６ａ…主面（加圧面）、１０Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、１０Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、１１…突起、１１ａ…先端面（加圧面）、２０Ａ，２０Ｂ…リードフレーム（電極形成体）、２２…短冊状のＰＴＣ素体、２３Ａ…上側加圧治具（第１加圧治具）、２３Ｂ…下側加圧治具（第２加圧治具）、２４…治具本体、２５…スペーサ、２５ａ…主面（加圧面）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＴＣ素体を１対の端子電極で挟んで成るＰＴＣ素子の製造方法であって、
前記端子電極を有する電極形成体を１対用意する工程と、
樹脂と導電性フィラーとを混錬させて前記ＰＴＣ素体を形成する工程と、
前記１対の電極形成体の前記各端子電極同士が前記ＰＴＣ素体を挟んで対向するように、前記ＰＴＣ素体及び前記１対の電極形成体を配置する工程と、
第１加圧治具により前記１対の電極形成体の一方の前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に対して加圧すると共に、第２加圧治具により前記１対の電極形成体の他方の前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に対して加圧することにより、前記端子電極を前記ＰＴＣ素体の上面及び下面に接合する工程とを含み、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方の加圧面が前記ＰＴＣ素体の縁部に重ならないように前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具を配置した状態で、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行うことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項２】
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面が加圧前の前記ＰＴＣ素体の上面及び下面よりも小さい加圧治具を用いて、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行うことを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項３】
前記１対の電極形成体を用意する工程においては、前記電極形成体として前記端子電極を複数有するリードフレームを１対形成し、
前記ＰＴＣ素体及び前記１対の電極形成体を配置する工程においては、前記１対のリードフレームの前記各端子電極同士が前記ＰＴＣ素体を挟んで対向するように、前記ＰＴＣ素体及び前記１対のリードフレームを配置し、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面の幅が加圧前の前記ＰＴＣ素体よりも狭い加圧治具を用いて、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行い、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程を実施した後、前記リードフレームの前記各端子電極を切り離すように前記１対のリードフレームを切断することを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、治具本体と、前記治具本体と前記端子電極との間に介在されると共に前記加圧面を構成する面を有し、前記治具本体の加圧力を前記端子電極に伝えるためのスペーサとを有する加圧治具を用いることを特徴とする請求項２または３記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面を構成する突起を有する加圧治具を用いることを特徴とする請求項２または３記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項１】
ＰＴＣ素体を１対の端子電極で挟んで成るＰＴＣ素子の製造方法であって、
前記端子電極を有する電極形成体を１対用意する工程と、
樹脂と導電性フィラーとを混錬させて前記ＰＴＣ素体を形成する工程と、
前記１対の電極形成体の前記各端子電極同士が前記ＰＴＣ素体を挟んで対向するように、前記ＰＴＣ素体及び前記１対の電極形成体を配置する工程と、
第１加圧治具により前記１対の電極形成体の一方の前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に対して加圧すると共に、第２加圧治具により前記１対の電極形成体の他方の前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に対して加圧することにより、前記端子電極を前記ＰＴＣ素体の上面及び下面に接合する工程とを含み、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方の加圧面が前記ＰＴＣ素体の縁部に重ならないように前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具を配置した状態で、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行うことを特徴とするＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項２】
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面が加圧前の前記ＰＴＣ素体の上面及び下面よりも小さい加圧治具を用いて、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行うことを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項３】
前記１対の電極形成体を用意する工程においては、前記電極形成体として前記端子電極を複数有するリードフレームを１対形成し、
前記ＰＴＣ素体及び前記１対の電極形成体を配置する工程においては、前記１対のリードフレームの前記各端子電極同士が前記ＰＴＣ素体を挟んで対向するように、前記ＰＴＣ素体及び前記１対のリードフレームを配置し、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程においては、前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面の幅が加圧前の前記ＰＴＣ素体よりも狭い加圧治具を用いて、前記ＰＴＣ素体に対する前記端子電極の加圧を行い、
前記端子電極を前記ＰＴＣ素体に接合する工程を実施した後、前記リードフレームの前記各端子電極を切り離すように前記１対のリードフレームを切断することを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、治具本体と、前記治具本体と前記端子電極との間に介在されると共に前記加圧面を構成する面を有し、前記治具本体の加圧力を前記端子電極に伝えるためのスペーサとを有する加圧治具を用いることを特徴とする請求項２または３記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１加圧治具及び前記第２加圧治具の少なくとも一方として、前記加圧面を構成する突起を有する加圧治具を用いることを特徴とする請求項２または３記載のＰＴＣ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１４２３３８（Ｐ２００７−１４２３３８Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３７５４３（Ｐ２００５−３３７５４３）
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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