JPH01151201A - 抵抗体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、各種電子回路に使用されるレジン系抵抗体に
関するものである。

従来の技術 従来より、レジン系抵抗体は、固定抵抗器或は、可変抵
抗器として広く利用されてきた。

近年、これら抵抗体に使用されるバインダ樹脂の耐熱性
向上に関する技術革新は目ざましく、従来困錐であると
考えられてきたはんだ耐熱性を有するレジン系抵抗体が
出現してきた。

たとえば、２６０℃のはんだ槽中に上記抵抗体を６秒間
浸せきした場合の抵抗値変化率が±６％以内という、短
時間ではあるが、高耐熱性を有し、さらに１００℃の恒
温槽に１０００時間放置されたときの抵抗値の変化率が
、±６チ以内という長期耐熱性を有するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このように耐熱性に優れた抵抗体であっ
ても、これら抵抗体がポリイミド、ガラスエポキシ等の
樹脂からなるプリント回路板上に形成され、かつ室温に
上回る（たとえば７０℃）恒温槽中で電力が加えられた
場合、印加電力として抵抗体１平方ミリ当たｐ２０ｍＷ
以上の電力を長期間加えることは不可能であった。

この理由を以下に説明する。

（１）ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂からなるプ
リント回路板は放熱性に乏しいため、抵抗体に電力が印
加されることにより抵抗体より発生する熱を有効に逃が
すことができない。そのため抵抗体とその周辺部に熱が
蓄熱され温度が上昇し始める。

（２抵抗体は、耐熱性に優れるため、多少の温度上昇に
より抵抗体が破壊されることは全くないが、抵抗体の近
傍の温度が１００℃を越えてくると無視できなくなる。

（３）耐熱性カーボンレジン系の抵抗体の抵抗温度係数
（以後Ｔ、Ｃ０Ｒと言う）は、一般に大きなマイナスの
値を持つためである。

即ち、抵抗体の近傍の温度が、１００″Ｇを越えると抵
抗体の抵抗値が、大きなマイナス変化し、従って次の（
１）式に示すように、　　。

Ｐ＝Ｖ２／Ｒ・・・・・・　（１） （Ｐ：電力、Ｖ：電圧、Ｒ：抵抗値） 抵抗体に一定電圧を加えていても、結果的に抵抗体にも
との印加電力より大きな電力が加わるため、上記抵抗体
はさらに大きな発熱をし、抵抗値はそれに従ってより小
さくなっていく。このサイクルの繰り返しにより抵抗体
の表面温度はやがて１５０’Ｃを越える温度になり、こ
のような高温状態が長時間続くことにより、プリント回
路板は焦げ始め、やがて抵抗体も破壊されていくことに
なるからである。

これらの欠点を解決すムため、種々の改良がなされてお
りその例をあげる。

（１）特開昭６０−２３１７７３号に見られるように、
抵抗体中にニッケル、クロム、モリブデン等の金属粉末
或は、リン鉄、ニッケルリン等の導電性金属化合物を添
加し、抵抗体の放熱性を向上させる。

（＝　或は、抵抗体の下部に、形成されるアンダーコー
トに、無機粉末例えばボロンナイトライド。

シリカ、マイカ等を添加し、抵抗体周辺部の放熱性を向
上させる。

等とうの工夫がされているが、それだけでは不十分であ
る。

もう一つの試みとして抵抗体の抵抗温度係数をプラスに
して抵抗体の温度上昇による抵抗値変化をプラスにする
ことで抵抗体に一定限度以上の電力が印加されないよう
にすることが検討されている０ 抵抗値のＴ、Ｃ，Ｒ−ｉプラスにする方法として、特開
昭６２−４５００１号では、高温（室温以上）でのＴ、
Ｃ，Ｒがプラスを示す抵抗体用カーボン粉を選択し、そ
れらを一種類、または数種類用いてレジン系抵抗体を形
成し、抵抗体のＴ、　　Ｃ，Ｒをプラスにしている。

しかしながら、一般にカーボン粉のＴ、Ｃ，Ｒはマイナ
スであり、特異的にプラスのＴ、Ｃ１Ｒを持つものであ
っても、その他の特性、特に耐湿特性に劣っている。従
って、この方法では確かに抵抗体の高温でのＴ、Ｃ，Ｒ
’ｉプラスに制御できても、耐湿特性等で重大な欠点を
有しており実用的ではない。

そこで本発明は、耐熱性、耐湿性を劣化させることなく
、高温でのＴ、Ｃ，Ｒをプラスまたは０に近い値にする
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 これらの欠点を解決するため本発明では、下記の構造式
で示される構造をモノマ単位としてなる熱硬化性樹脂（
以下、樹脂ムと呼ぶ）ｇｏ〜９６重量部とフェノキシ樹
脂（以下、樹脂Ｂと呼ぶ）２０〜６重量部の混合物を抵
抗体のバインダーとし、これに導電粉を添加して構成し
たものである。

（ただしＲはメチロール基、メチロール基のアクリル酸
エステルまたは、メタクリル酸エステルであって、上記
モノマ単位中、メチロール基のアクリル酸エステルまた
はメタクリル酸エステルを１個以上含むもの） 作用 次にその原理を示す。樹脂ムは熱硬化性樹脂でありかつ
高耐熱性の樹脂である。この樹脂にカ−ボ／粉等の導電
粉を分散させてなる抵抗体は２６０℃のはんだ浴に６秒
間浸漬しても抵抗値変化率は＋２％以下である。一方樹
脂Ｂは熱可塑性樹脂であり、また樹脂入と相溶する。従
って樹脂ム、８０〜９６重量部と樹脂Ｂ、２０〜６重量
部加えた抵抗体バ１／ダ樹脂は、耐熱性を有する樹脂ム
の樹脂骨格の中に樹脂Ｂがいわゆる相互貫入した状態に
なっているものと考えられる。

このため、２６０’Ｃ，のけんだに６秒間浸漬する短期
的耐熱試験においては、樹脂Ｂは樹脂ムＯ耐熱骨格に保
持されているため、抵抗値変化率は±６チ以下となる。

更に、樹脂ムおよび樹脂Ｂは、ともに吸水性が極めて低
いため、これらを抵抗体のバインダー樹脂とすることで
、非常に耐湿性に優れた抵抗体を実現できる。

ところで、Ｔ、Ｃ，Ｒであるが、樹脂Ｂは耐熱骨格の樹
脂ムの隙間を埋めるかたちで分布するが、化学的結合は
弱いため、高温にさらされると大きな分子運動を起こす
。従って本抵抗体バインダー樹脂は、一般の耐熱樹脂に
比べ熱膨張が大きく、　　　　−このためカーボン粉等
の導電粉間の距離が離れ、抵抗値はプラスに変化しはじ
める。

一方、カーボン粉固有のマイナスのＴ、Ｃ，Ｒ０７’ｃ
め、２６〜７６℃でのＴ、Ｃ，Ｒは−５００〜−１ｏｏ
　ｐｐｍ／’Ｃを示すが、２６〜１ｏＯ℃では−ｓ　ｏ
　ｏ　〜＋１ｓ　ｏ　ｐｐｍ／’Ｃ、更に２６〜１６゜
℃では一１００〜＋２６０ｐｐＨ／Ｃとなるのでるる。

ところで、樹脂ムと樹脂Ｂの合計１００ｘ量部に対して
樹脂Ｂの量が２０重量部を越えると、はんだ耐熱性（２
６０’Ｃ，５秒間）での抵抗値変化率が＋６％をこえる
ため、この配合比を採用することはできない。さらに、
樹脂Ｂの量が６重量部を下回るときは、はんだ耐熱性は
＋１％以下となるが、Ｔ、Ｃ０Ｒの改善効果が得られな
い。

また、上記樹脂組成以外にも、特に無溶剤化等特殊用途
に対しては多官能性ビニルモノマまたはオリゴマを添加
し使用することができる。さらに必要に応じて無機フィ
ラーを添加することもてきる０ このように本発明による抵抗体のバインダー組成を用い
ることによシ、耐熱性、耐湿性を劣化させることなく、
抵抗体の高温でのＴ、Ｃ，Ｒをプラスまたは極めて０に
近い値にすることができ、このため抵抗体に大きな負荷
が加わっても抵抗体が破壊され°ることはない。

実施例 以下に、具体的な実施例を述べる。

（実施例１） 樹脂ム９０重量部、樹脂８１０重量部を抵抗体のバイン
ダー樹脂とし、導電粉として炭素微粉末３６重量部、溶
剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル６０
重量部加えたものを三本ロールで混練し、抵抗ペースト
化する。このペーストを厚みが２００μｍのガラスエポ
キシ基板にスクリーン印刷し、２３０℃のオープン中で
１０分間硬化させたところ、膜厚１１μＩＩ、１．２に
Ω／ロンの抵抗体が得られた。

本抵抗体を２６０℃のはんだ浴に６秒間浸漬したところ
抵抗値変化率は＋１．８　％であった。また６０”Ｃ，
９ｅｓ％ＲＨの湿中放置試験では、６００時間後で＋１
．１％であった。次にＴ、Ｃ，Ｒであるが、＋２６℃を
基準とし、＋７６℃で一１８０ｐｐｍ／’Ｃ、＋１ｏ　
ｏ℃で−３０ｐｐＨ７”Ｃ、＋　１５０℃で＋ｓ　ｏ　
ｐｐ膳／℃で６．た。さらに１００”ＣｆＺ）高温槽中
で、３０１１Ｗ／ｗの電力を抵抗体に印加したところ抵
抗値変化率は−２，２％であった。

（実施例２） 樹脂ム８６重量部、樹脂８１５重量部を抵抗体のバイン
ダー樹脂とし、導電粉として炭素微粉末２３重量部、無
機フィラーとしてボロンナイトライ）７０重量部、さら
に無溶剤化するためにトリメチロールプロパントリアク
リレ−）８０重量部加えたものを三本ロールで混練し、
抵抗ペースト化する。このペーストを厚みが２００μｍ
のガラスエポキシ基板にスクリーン印刷し、２３０℃の
オープン中で１０分間硬化させたところ、膜厚１１μＩ
１１．９２にΩ／口の抵抗体が得られた。

本抵抗体を２６０℃のはんだ浴に６秒間浸漬したところ
抵抗値変化率は＋２．６％であった。また６０’Ｃ，９
６４ＲＨ（Ｄ湿中放置試験では、５００時間後で＋１．
６チであった。次にＴ、Ｃ，Ｒであるが、＋２５℃を基
準とし、＋７６℃で一４００ｐｐｍ／Ｃ，＋１ｏｏ℃で
−２５０ｐｐＨｌ　／”Ｃ，＋　１５０℃で−１３０ｐ
ＰＩ１１／τであった。さらに１００℃の高温槽中で、
１５ｍＷ／ＷＩの電力を抵抗体に印加したところ抵抗値
変化率は−３，１％であった。

（実施例３） 樹脂ム９６重量部、樹脂Ｂ５重量部を抵抗体のバインダ
ー樹脂とし、導電粉として炭素微粉末３４重量部、溶剤
としてジエチレングリコールモツプチルエーテル６６重
量部加えたものを三本ロールで混練し、抵抗ペースト化
する。このペーストを厚みが２００μｍのガラスエポキ
シ基板にスクリーン印刷し、２３０℃のオープン中で１
０分間硬化させたところ、膜厚１１μｍｓ１．１にΩ／
口の抵抗体が得られた。

本抵抗体を２６０℃のはんだ浴に６秒間浸漬したところ
抵抗値変化率は＋１．２％であった。また６０”Ｃ，９
５％ＦＩＨの湿中放置試験では、５００時間後で＋１．
０％であった。次にＴ、Ｃ６Ｒであるが、＋２６℃を基
準とし、＋７５℃で一２３０ｐｐＨｌ　ｌＣ，＋　１０
０℃で−２１０ｐｐｍ／’Ｃ、＋１５０℃で−２５０ｐ
ｐｍ／’ＣＴあった。さらに１００℃の高温槽中で、３
０ｍＷ／ｍの電力を抵抗体に印加したところ抵抗値変化
率は＋４．９係であった。

（実施例４） 樹脂ム８０重量部、樹脂Ｂ２０重量部を抵抗体のバイン
ダー樹脂とし、導電粉として炭素微粉末２１重量部、溶
剤としてジエチレングリコールモツプチルエーテル６０
重量部加えたものを三本ロールで混練し、抵抗ペースト
化する。このペーストを厚みが２００μｍのガラスエポ
キシ基板にスクリーン印刷し、２３０℃のオープン中で
１０分間硬化させたところ、膜厚１１μｍ　、　９７　
ＫＪ２／口の抵抗体が得られた。

本抵抗体を２６０’Ｃのはんだ浴に６秒間浸漬したとこ
ろ抵抗値変化率は＋４．８チであった。また６０℃、９
６チＲＨの湿中放置試験では、５ｏ０時間後で＋１．８
％であった。次にＴ、Ｃ６Ｒであるが、＋２５℃を基準
とし、＋７６℃で一３７０ｐｐｍ／”ｃ　、　＋　１０
０℃で−２３０ｐｐＩＩＩＩＣ。

−ｚ６ｏ”ｃで−９０ｐｐＨ／”Ｃであった。さラニ１
ｏｏ℃の高温槽中で、１５　ｍ　Ｗ　／ａＩＩＰノｍ力
？抵抗体に印加したところ抵抗値変化率は＋２．１％で
あった。

（比較例）　− 樹脂ム１００重量部を抵抗体のバインダー樹脂とし、導
電粉として炭素微粉末３６重量部、溶剤としてジエチレ
ングリコールモツプチルエーテル６５重量部加えたもの
を三本ロールで混練し、抵抗ペースト化する。このペー
ストを厚みが２００μｌのガラスエポキシ基板にスクリ
ーン印刷し、２３０”Ｃのオープン中で１０分間硬化さ
せたところ、膜厚１１μ論、０．９にΩ／口の抵抗体が
得られた。

本抵抗体を２６０℃のはんだ浴に６秒間浸漬したところ
抵抗値変化率は＋０．８％であった。また６０’Ｃ１９
６％ＲＨの湿中放置試験では、５００時間後で＋ｏ、ｅ
％であった。次にＴ、Ｃ，Ｒであるが、＋２５℃を基準
とし、＋７６℃で一２５０ｐｐｍ／”Ｃ、＋　１００’
Ｃで一２０ｏｐｐＩＩＩ／℃、＋１６０℃で−２８０ｐ
ｐｍ／”Ｃであった。さらに１００℃の高温槽中で、３
０１１１Ｗ／ｆｆ１ｌＩＰの電力を抵抗体に印加したと
ころ抵抗値変化率は＋６．２チであり、抵抗体の表面が
焦げていた。

発明の効果 以上のように本発明によれば、耐熱性と耐湿性を劣化さ
せることなく、高温でのＴ、Ｃ，Ｒを大幅に改善するこ
とができ、この結果、ガラスエポキシ、ポリイミド等の
放熱性の悪い基板上に抵抗体が形成された場合であって
も従来より大きな負荷を加えることができ、産業上極め
て有用である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構造式で示される構造をモノマ単位としてなる熱
   硬化性樹脂８０〜９６重量部とフェノキシ樹脂２０〜６
   重量部の混合物に、導電粉を添加して構成したことを特
   徴とする抵抗体。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ただし、Ｒはメチロール基、メチロール基のアクリル
   酸エステルまたは、メタクリル酸エステルであって、上
   記モノマ単位中、メチロール基のアクリル酸エステルま
   たはメタクリル酸エステルを１個以上含むもの）