JPH02205303A - 可変抵抗器 - 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、表面に抵抗体を設けた基板を備え、前記抵抗
体上を摺動子が摺接可能な半固定型の可変抵抗器に関す
る。

従来の　術及び課題 従来、可変抵抗器においては、基板にアルミナ基板を用
い、抵抗体にＲｕｏ、を主成分とするサーメット抵抗体
を用いており、比較的信頼性は高いが、アルミナ基板は
樹脂基板に比べて高価であり、サーメット抵抗体も高価
であり、かつ、以下に説明する様に製造工程も複雑で、
全体としてコスト高になるという問題点を有していた。

また、比較的安価なカーボン系抵抗体を用いる場合、基
板に従来−船釣に使用されているベークライトやガラス
／エポキシｓｔｍ、ポリフェニレンサルファイド樹脂を
用いると、これらの基板材質では耐熱性が１８０〜２５
０℃程度であり、フロー半田にて実装することは不可能
であった。そこで、カーボン系抵抗体とアルミナ基板と
の組合わせが考えられるが、チップボリュームでは抵抗
体面積が小さいことから、基板に対する抵抗体の密着性
が十分でなく、リニアな特性を得ることができないとい
う問題点を有し、アルミナ基板を用いる分コストも上昇
してしまう。

一方、製造方法の面では、基板の表面に抵抗体を固着さ
せる方法として、基板の表面に直接スクノーン印刷を行
なう方法が一般的であった。即ち、予めリード端子を埋
設して成形された樹脂モールド基板の表面に、抵抗ペー
ストを所定の形状にスクリーン印刷し、乾燥させ、さら
に焼き付けて、抵抗体を固着させていた。

この様な製造方法によれば、樹脂モールド基板の表面に
抵抗体を固着させる工程において、抵抗ペーストのロフ
トごとに、まず少量の試作品を製作して、その試作品の
抵抗体の抵抗値等の特性をチエツクし、その抵抗特性が
規格内にあることを確認してから量産に入らなければな
らなかった。

抵抗ペーストの成分配合はロットごとに異なり、またそ
の成分配合や印刷・乾燥・焼付の諸条件が異なると抵抗
体の抵抗特性が変わってしまうため、抵抗特性が規格内
にあることを確認しておかなければ、その製造ロフト全
てが不良品になってしまうからである。ところが、試作
品を製作して抵抗体の抵抗特性をチエツクするまでに、
２〜４時間を必要とし、その間、生産設備を停止させて
おかなければならず、生産性が悪かった。

しかも、量産後においても、抵抗ペーストの乾燥は、フ
ープ端子と一体的に連接して形成されたリード端子を埋
設している樹脂モールド基板の上で行なわなければなら
ない。そのため、広いスペースを必要とし、生産設備が
大きくなってしまうという問題点があった。さらに、抵
抗ペーストが印刷される樹脂モールド基板の表面に凹凸
があると、形成された抵抗体の厚みがばらつき、その結
果抵抗特性にばらつきが生じるという問題点もあった。

そこで、本発明の課題は、抵抗特性等のばらつきが生じ
ることなく、品質、生産性が共に優れ、かつ、モールド
された端子と抵抗体との接続が良好で、耐振動、衝撃性
等に優れた可変抵抗器を提供することにある。

課題を　決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る可変抵抗器は
、所定の形状に成形された抵抗体が、樹脂基板の表面に
転写されており、前記樹脂基板にモールドされた端子が
該端子に設けた小穴の周辺部に塗布された導電性ペース
トを介して前記抵抗体と電気的に接続されていることを
特徴とする。

作用 以上の構成において、抵抗体は予め耐熱性フィルム上に
所定の形状に形成され、樹脂基板の表面に転写される。

一方、端子は該端子に設けた小穴の周辺部に塗布された
導電性ペーストを介して抵抗体と電気的に接続され、そ
の接続強度は導電性ペーストの化学的接着力のみならず
、成形時に小穴内部へ流入する導電性ペーストのアンカ
ー効果による物理的な結合力によっても補強される。

実施例 次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る可変抵抗器に使用
される樹脂基板の一例を示す平面図及び垂直断面図であ
る。同図において、１は樹脂基板であり、リード端子３
，４．５が埋設されていると共にその表面に抵抗体６が
同一平面上に露出する様にモールドされた構造とされ、
はぼ中央には孔１ａが形成されている。この樹Ｊ脂基板
１は、例えばジアリルフタレート樹脂にて成形される。

前記樹脂基板１の表面に設けた抵抗体６はほぼ円弧状を
なし、リード端子３，４の一端にはそれぞれ３ａ、　４
ａの円形の小穴が設けられ、該小穴３ａ。

４ａの周辺部に塗布された導電性ペースト６８を介して
抵抗体６の両端部と電気的に接続された状態で樹脂基板
１に埋設されており、リード端子３，４の他端は基板１
の外部に導出されている。この抵抗体６は例えばカーボ
ン系抵抗材料が使用される。

ノード端子５は一端に円環状のコレクタ電極部５ａが一
体的に形成され、コレクタ電極部５ａの外周部が樹脂基
板１の孔１ａの内周部に埋設されていると共に、他端は
樹脂基板１の外部に導出されている。

この様に構成詐れた樹脂基板１には、第２図（Ｃ）に示
す様にロータ２０が取り付けられ、可変抵抗器が構成さ
れている。即ち、ロータ２０は、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂
にて一体的に成形したもので、表面にドライバ等を当て
て回動させるための調整溝２０ａを有し、裏面に中心軸
２１を有している。摺動子２５は、ステンレス等の導電
性金属板からなり、中心に筒状軸部２５ａを有し、周辺
部に接点部２６を有している。この摺動子２５はフープ
材を連続的に打ち抜いて成形きれ、前記ロータ２０の樹
脂成形時に裏面の凹所２２にインサートモールドされ、
ロータ２０に一体的に固定される。

以上の各構成からなるロータ２０と樹脂基板１とは、ロ
ータ２０の中心軸２１を樹脂基板１の中心孔１ａに挿入
し、中心軸２１の下端を融着することにより一体的に組
み立てられる。この様に組み立てた成功において、ロー
タ２０は中心軸２１を支点として回転自在であり、同時
に摺動子２５の接点部２６が抵抗体６上を摺動する。摺
動子２５の回転角度にて端子３．５間、端子４，５間の
抵抗値が調整される。

また、摺動子２５は筒状軸部２５ａの下端がリード端子
５に圧接し、両者の電気的な接続が図られる。

また、前記可変抵抗器は表面実装可能なチップ型とする
ために、リード端子３，４．５を樹脂基板１の側面から
裏面側へ折り曲げている。

ここで、以上の構成を備えた可変抵抗器の製造方法の一
実施例を説明する。

第１図（Ａ）及び第３図に示す様に、帯状の耐熱性フィ
ルム７はリール８に巻き取られている。リール８から順
次送り出された耐熱性フィルム７の表面に、抵抗ペース
ト９が前記抵抗体６を裏返した形状に一定間隔をもって
スクリーン印刷される。

耐熱性フィルム７には、例えば、ポリイミドフィルムが
用いられる。抵抗ペースト９には、例えば、カーボンペ
ーストが用いられる。耐熱性フィルム７の両端部には一
定間隔に送り孔７ａが形成されている。送り孔７ａは、
耐熱性フィルム７の一定間隔ごとの送りを確実にして抵
抗ペースト９の印刷位置を決めると共に、後述する抵抗
体６と成形型１２゜１３との位置を合わせるためのもの
である。

耐熱性フィルム７に印刷された抵抗ペースト９を乾燥さ
せるため、耐熱性フィルム７は間隔を持たせて印刷され
た抵抗ペースト９が接触しない様に、ジグザグに折り曲
げられたり、あるいはリールに巻き取られ、抵抗ペース
ト９は自然乾燥又は強制乾燥させられる。本実施例では
１５０″Ｃ１約５分の条件で強制乾燥させる。

抵抗ペースト９が乾燥させられた後、耐熱性フィルム７
は電気炉に入れられ、抵抗ペースト９が耐熱性フィルム
７に焼き付けられる。本実施例でハ２６０°Ｃ１約１５
分の条件で焼き付けられる。抵抗ペースト９は焼き付け
られ、後に樹脂基板１に固着される抵抗体６となる。

以上の如く、耐熱性フィルム７に形成された抵抗体６は
、この段階で抵抗特性が規格内にあるか否かがチエツク
され、抵抗ペースト９の成分配合や印刷・乾燥・焼付の
各状態が良好であるかどうかが確認される。抵抗体６の
抵抗特性のチエツクは、抵抗体６の全数又は一部のサン
プルについて行なわれる。抵抗体６の抵抗特性が規格内
にあるものはり−ル１０に巻き取られて転写シート１１
とされる。転写シート１１はこの段階で、可変抵抗器の
種類ごとに各種準備しておき、可変抵抗器の品種替えに
直ちに対応可能とされている。

次に、第１図（Ｂ）及び第４図に示す様に、リール１０
から送り出された転写シート１１と、リード端子３，４
．５とが成形型１２．１３内に収容されて位置決めされ
る。リード端子３，４はフープ端子１４と、リード端子
５はフープ端子１５とそれぞれ一体的に連接され、リー
ル１６に巻き取られている。リード端子３，４の一端に
はそれぞれ３ａ、　４ａの円形の小穴が設けられている
。該小穴３ａ、　４ａは実施例では単数側設けているが
、複数個設けても良く、その形状は円形に限定する必要
はなく、矩形であっても良い。フープ端子１４．１５に
はそれぞれ送り孔１４ａ、１５ａが形成され、送り孔１
４ａ、１５ａによりフープ端子１４．１５が一定間隔ご
とに送られ、成形型１２．１３内に収容される。リード
端子３，４．５は成形型１３に形成された溝１３ａ、　
１３ｂ、　１３ｃに嵌合されて位置決めされる。一方、
転写シート１１は耐熱性フィルム７に形成された送り孔
７８が、成形型１３に突設された突起１３ｄに挿通され
て位置決めされる。

転写シート１１とリード端子３，４．５とが位置決めさ
れると、成形型１２．１３が閉じられた後、成形型１２
．１３内に溶融した樹脂が充填され、固化される（射出
成形）。あるいは転写シート１１とリード端子３，４．
５とが位置決めされた後、樹脂材料と共に加熱された成
形型に装入し、成形型を閉じた後、加熱加圧して固化さ
れる（圧縮成形）。

この時、小穴３ａ、　４ａの一方の開口側からは導電性
ペースト６ａが穴内に流入し、他方の開口側から樹脂が
流入し、ノ卦穴３ａ、　４ａは導電性ペースト６ａと樹
脂で充填きれる。

樹脂の固化により、第５図に示す様に、内部にＪ−ド端
子３，４．５が埋設されると共に表面に抵抗体６及び耐
熱性フィルム７が固着された樹脂基板１が成形される。

この様にして、樹脂基板１は成形型１２．１３を用いて
順次成形され、フープ端子１４．１５及び耐熱性フィル
ム７に連接された状態で、成形型１２．１３から送り出
されてくる。

樹脂基板１は必要に応じて熱処理が施され、ガス抜き等
が行なわれる［第１図（Ｂ）参照］。

次に、第６図に示す様に、フープ端子１４．１５にて連
接された樹脂基板１から耐熱性フィルム７が剥がされる
。このとき、耐熱性フィルム７の表面に形成された抵抗
体６は、樹脂基板１の表面に同一平面上に露出する如く
埋め込まれた状態で固着されているため、抵抗体６は樹
脂基板１の表面から剥がされることはない。また、抵抗
体６は耐熱性フィルム７に形成された均一な厚みの抵抗
体６がそのまま樹脂基板１の表面に固着（転写）される
ため、抵抗特性にばらつきを生じることはない。

ところで、前記導電性ペース）−６ａは抵抗体６及びリ
ード端子３，４を成形型１２．１３にインサートする際
、抵抗体６とリード端子３，４の一端に設けられた小穴
３ａ、　４ａの周辺部との間に塗布され、樹脂基板１の
硬化と共に完全に硬化される。これにて抵抗体６とリー
ド端子３，４とは樹脂基板１の成形時に背面から突き当
てる支持ピンによる圧着力と樹脂基板１の硬化による圧
着力に加えて、導電性ペースト６ａの化学的接着力のみ
ならず、成形時に小穴３ａ、　４ａ内部へ流入する導電
性ペーストのアンカー効果による物理的な結合力によっ
ても強固に接続される。

また、導電性ペースト６ａは接着を確実なものとするた
め、通常若干多口に塗布される。従って、成形時、余分
な導電性ペーストが接着面に沿って広がるが、小穴３ａ
、　４ａを設けることによってこの余分な導電性ペース
トが、小穴３ａ、　４ａ内部に流入するので、導電性ペ
ーストの広がりが抑制され、抵抗体６が樹脂基板１の表
面に精度良く固着（転写）される。

なお、抵抗体６、リード端子３，４と導電性ペースト６
ａとの接続性をより強固にして信頼性を上げるには、抵
抗体６、リード端子３，４を成形型へのインサートの前
工程として、シランカップリング剤による処理、シリコ
ンプライマによる処理を行なえば良い。

次に、耐熱性フィルム７が剥がされて樹脂基板１の表面
に露出した抵抗体６上に、摺動子２５を有する前記ロー
タ２０が取り付けられる。この様にして、樹脂基板１に
必要な部品が取り付けられた後、樹脂基板１を連接する
フープ端子１４．１５がリード端子３，４．５からそれ
ぞれ切断され、可変抵抗器が製造される。

ここで、抵抗体６と樹脂基板１の組成及びその効果につ
いて詳述する。

抵抗体６としては、主成分として黒鉛８．０〜７００に
％、抵抗調整剤としての無機充填剤０〜４０，０吐％、
結合剤樹脂３０．０〜７０．０吐％、熱硬化剤（例えば
、ターシャリ−ブチルベンゾエイト、シミクルパーオキ
サイドζブチルパーオキサイド等の有機過酸化物）を前
記結合剤樹脂に対して１．０〜５．０武％ニ、溶剤とし
てエチルカルピトールアセテートを適量加えてペースト
化したものを用いた。

ｐｊ４ｍ基板１としては、主成分としてジアリルフタレ
ート樹脂４０ｗｔ％、無機フィラー３０−ｔ％、ガラス
短縁１３０ｗｔ％、前述の如き種類の熱硬化剤をジアリ
ルフタレート樹脂に対して１〜５ｗｔ％の各成分を混合
、混練し、粉砕したものを用いた。

前記成分組成の抵抗体６及びＦＡ詣基板１の組み合わせ
によって抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さく、半田浸漬に
おける抵抗値の変化率も小さい可変抵抗器が得られた。

さらに、トリクロロエタン超音波洗浄に対しても抵抗値
の変化はほとんどなく、良好であった。

一方、抵抗体６と端子３，４を接続する導電性ペースト
６ａは、導電成分としての銀、カーボンブラック等を樹
脂中に分散したもので、樹脂としてはジアリルフタレー
ト系樹脂、エポキシ樹脂等の基板成形及び熱処理で完全
に硬化する熱硬化性樹脂で、かつ、接着性の強いものを
用いることが好ましい。

以上、本発明に係る可変抵抗器及びその製造方法につい
て詳しく説明したが、本発明は前述の実施例に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。

例えば、可変抵抗器は、第２図に示す形態のものに限ら
れず、抵抗体が円筒内面に形成されている形態のもので
あっても良い。

また、耐熱性フィルムは耐熱性２寸法安定性の優れたポ
リイミドフィルムが好適であるが、その他、イミド系樹
脂複合材や耐熱性に優れた材料にて成形されたフィルム
であっても良い。

その他、抵抗体が形成される耐熱性フィルムに化学的処
理を施す工程を追加して、耐熱性フィルムが抵抗体から
剥がれ易くしたり、耐熱性フィルム上の抵抗体をシラン
カップリング剤又はシリコンプライマで処理して、抵抗
体と樹脂基板との密着性を高め、転写性を向上させるこ
とも可能である。

さらに、抵抗体は比較的安価なカーボン系抵抗体が好適
であるが、その他、ＳｉＣを主成分とする抵抗体などの
非金属抵抗体及びＣｕ　−Ｍｎ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ系合
金などの金属抵抗体であっても良い。

一方、リード端子３，４と抵抗体６とを互いにその厚さ
方向に重ならない様に設置し、かつ、導電性ペースト６
ａを介して電気的に接続しても良い。

これによれば、樹脂基板１の硬化時にリード端子３．４
よりも脆い抵抗体６がストレスを受けてクラックが発生
する等の不具合が解消される。即ち、導電性ペースト６
８がストレスの緩衝材として機能する。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、端子が該
端子に設けた小穴の周辺部に塗布された導電性ペースト
を介して抵抗体と電気的に接続されているため、導電性
ペーストの化学的接着力のみならず、成形時に小穴内部
へ流入する導電性ペーストのアンカー効果による物理的
な結合力によっても、端子と抵抗体とは極めて安定した
強固な接着力が得られる。従って、耐振動性、耐衝撃性
等に優れた可変抵抗器を得ることができる。そして、端
子に小穴を設けることによって、余分な導電性ペースト
が小穴内部に流入するので、導電性ペーストの広がりが
抑制され、抵抗体が樹脂基板の表面に精度良く固着（転
写）することができる。

また、本発明によれば、基板を樹脂製としたため、その
成形と同時に、転写シート上に形成された抵抗体を樹脂
基板の表面に転写する製造方法が採用可能となり、この
製法によれば、転写シートを成形した段階で、即ち、樹
脂基板の表面に転写される抵抗体の抵抗特性を転写シー
ト上でチエツクすることができ、試作品を量産すること
が可能となる。従って、抵抗体の抵抗特性のチエツクの
ため、生産設備を停止させる必要はなく、生産性が大幅
にＵ上し、可変抵抗器を一層安価に提供することができ
る。一方、抵抗体が基板表面の凹凸と関係なく形成され
るので、抵抗体の厚みが一定となり、抵抗値のバラツキ
が小さい可変抵抗器ができる。また、抵抗ペーストの乾
燥作業は狭いスペースで行なうことが可能となり、しか
も抵抗体を形成する前の樹脂基板を保管しておくスペー
スは不要となり、生産設備全体のスペースの縮小化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係る可変抵抗器の製造工程を示す
ためのもので、同図（Ａ）は転写シートの製造工程図、
同図（Ｂ）は樹脂基板の製造及び組立て工程図である。 第２図は本発明に係る可変抵抗器の一実施例を示すため
のもので、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は（Ａ）の
Ｉ−Ｉ断面図、同図（Ｃ）は表面実装タイプとした場合
の垂直断面図である。 第３図〜第６図は第２図に示す可変抵抗器の製造方法を
説明するためのもので、第３図は転写シ−トの製造工程
を説明するための斜視図、第４図は樹脂基板の成形工程
を説明するための分解斜視図、第５図は樹脂基板の成形
後の状態を示す斜視図、第６図は樹脂基板から耐熱性フ
ィルムを剥がす工程を説明するための斜視図である。 １・・・樹脂基板、３，４．５・・・リード端子、３ａ
。 ４ａ・・・小穴、６・・・抵抗体、６ａ・・・導電性ペ
ースト、７・・・耐熱性フィルム、２０・・・ロータ、
２５・・・摺動子。 特許出願人　　株式会社村田製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．表面に抵抗体を設けた基板を備え、前記抵抗体上を
   摺動子が摺接可能な可変抵抗器において、所定の形状に
   形成された抵抗体が、樹脂基板の表面に転写されており
   、 前記樹脂基板にモールドされた端子が該端子に設けた小
   穴の周辺部に塗布された導電性ペーストを介して前記抵
   抗体と電気的に接続されていること、 を特徴とする可変抵抗器。