JPH0311601A - 抵抗体基板 - 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、可変抵抗器、固定抵抗器等を構成する抵抗体
基板に関する。

従来の技術及び課題 従来、この種の抵抗体基板としては、本出願人が、既に
、特願昭６２−２６８７４９号に提案した抵抗体が基板
に埋設されたもの、あるいは、基板上に抵抗ペーストを
スクリーン印刷やスプレーにて設けたもの等がある。

ところで、前記の抵抗体において数Ω〜数百Ωの低抵抗
値を有するものを得るためには抵抗体に金属粉末、例え
ば、Ａｇ粉末などの抵抗率ρの低い導電フィラーを含ん
だ低抵抗ペーストを用いたり、抵抗体の厚みを厚くした
りする方法が採用されていた。しかし、前者はコストが
高くなると同時に抵抗体の表面にＡｇなどの金属粉末が
露出するため、耐湿性、耐流化性が劣っていた。後者は
抵抗体の厚みを確保するため、抵抗ペーストの印刷−乾
燥を複数回繰り返さなければならず、工数が増し、コス
トアップになっていた。

一方、抵抗体にカーボン、黒鉛のみからなる抵抗ペース
トを使用して低抵抗値を有する抵抗体を得るには、カー
ボン自身の固有抵抗値が金属粉末の固有抵抗値と比較し
て高いことから、抵抗ペースト中のカーボンの含有率を
高くする必要がある。

このため、抵抗ペーストの結合剤樹脂が充分にカーボン
粉末間の隙間を充填できなくなり、得られた抵抗体は空
孔の多いものとなり、耐湿性、ならびに表面平滑性が劣
る。その結果、摺動ノイズが大きくなるという問題点が
あった。

そこで、本発明の課題は、低工数で摺動特性及び耐湿性
に優れた低抵抗値の抵抗体を備えた基板を提供すること
にある。

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る抵抗体基板は
、 基板表面に設けた抵抗体が抵抗値の異なる上下２層から
構成され、上層側の抵抗値が下層側の抵抗値よりも高い
こと、 を特徴とする。

作用 抵抗体力釈抵抗値の異なる上下２層から構成され、上層
側の抵抗値が下層側の抵抗値よりも高いことにより、上
側の抵抗層にＡｇ粉末などの抵抗率ρの低い導電フィラ
ーを含んだ低抵抗ペーストを用いる必要がなくなり、抵
抗体表面にＡｇ等の金属粉末が露出することがなくなる
。さらに、上側の抵抗層は結合剤樹脂量が多くなり、抵
抗ペースト中に分散しているカーボン粉末等の隙間を充
分に樹脂が充填するために、空孔が少なく、表面が平滑
な抵抗体となる。

一方、抵抗体の抵抗値は、上側の抵抗層と下側の抵抗層
が電気的に並列に接続されている構造となっているため
、下側の抵抗層が有する低抵抗値にほぼ等しくなる。

実施例 次に、本発明に係る抵抗体基板の一実施例について説明
する。なお、この実施例は本発明の抵抗体基板を備えた
可変抵抗器として説明する。

第１図、第２図は本発明に係る抵抗体基板の一例を示す
平面図及び垂直断面図である。同図において、１は抵抗
体基板であり、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１８が形成
されている。この基板１は、例えはジアリルフタレート
樹脂にて成形きれる。

前記基板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の一端は抵抗体６の両端部と導電性
ペースト８を介して電気的に接続された状態で基板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
部に導出きれている。

この抵抗体６は抵抗値の異なる上下２層から構成きれ、
上側の抵抗層６日の抵抗値が下側の抵抗層６ｂの抵抗値
よりも高くなっている。リード端子５は一端に円環状の
コレクタ電極部５日が一体的に形成され、コレクタ電極
部５ａの外周部が基板１の孔１ａの内周部に埋設されて
いると共に、他端は基板１の外部に導出詐れている。

この様に構成された基板１には、第３図に示す様にロー
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、熱可塑性樹脂等にて一体的に成形
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２０８を有し、裏面に中心軸２１を有している
。摺動子２５は、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、前記ロータ２０の裏面の凹所２２にイ
ンサー１−モールドされ、ロータ２０に一体的に固定き
れている。

この状態で、ロータ２０は中心軸２１を支点とじて回転
自在であり、同時に摺動子２５の接点部２６が抵抗体６
の上側の抵抗層６ａ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。

以上の構成を備えた可変抵抗器において、基板１に埋設
されている抵抗体６は、上側の抵抗層６ａと下側の抵抗
Ｎ６ｂとが電気的に並列に接続きれている構造となって
いるため、抵抗体６の抵抗値Ｒ６は、 Ｒ６ａ　：上側の抵抗層６ａの抵抗値 Ｒ６ｂ　：下側の抵抗層６ｂの抵抗値 となる。ここで、上側の抵抗層６ａの抵抗値Ｒ６ａは、
いわゆる、中抵抗領領域の数にΩ〜数十にΩに、下側の
抵抗層６ｂの抵抗値Ｒ６ｂは、いわゆる、低抵抗値領域
の数Ω〜数百Ωになるように設計されるので、 Ｒ６：Ｒ６ｂ となり、抵抗体６の抵抗値Ｒ６は、はぼ下側の抵抗Ｍ６
ｂの抵抗値Ｒ６ｂに等しく、低抵抗値を有する抵抗体と
しての機能が確保される。

一方、摺動子２５と摺接する上側の抵抗層６日は、下側
の抵抗層より抵抗値が高いため、結合剤樹脂が、下側の
抵抗層６ｂよりも多く含まれることとなり、下側の抵抗
層６ｂの樹脂組成分が２５〜４５ｗｔ％であるのに対し
て上側の抵抗層６ａの樹脂分は５０〜７０ｗｔ％に達す
る。このため、カーボン系の抵抗ペーストを使用した場
合、結合剤樹脂が充分にカーボン粉末間の隙間を充填す
るため、耐湿性ならびに表面平滑性に優れた抵抗体６と
なる。

さらに、上側の抵抗層６ａは金属粉末等の導電性物質を
含浸させる必要がないために、抵抗体６表面に金属粉末
が露出することがなくなり、耐湿性ならびに耐流化性に
優れた抵抗体６となる。

ここで、基板１に上層側の抵抗値が下層側の抵抗値より
も高い上下２層構造の抵抗体６を形成し、その抵抗体の
評価試験を実施した結果を詳述する。

試験用の基板１は以下に示す試験方法によって作製した
。

−Ｌ側の抵抗層６ａにはカーホン系抵抗体を使用し、主
成分であるカーボンが２０ｗｔ％、抵抗調整剤としての
無機充填剤１０ｗｔ％、結合剤樹脂７０ｗｔ％、これに
溶剤を適量加えてペースト化したもの（以下、カーボン
中抵抗ペーストという）を用いた。

下側の抵抗層６ｂには、カーボン系抵抗体２種類を使用
した。２種類のカーボン系抵抗体のうち、−づｊは、主
成分のカーボンが６０ｗｔ％、結合剤樹脂が４０ｗｔ％
、これに溶剤を適量加えてペースト化したもの（以下、
カーボン低抵抗ペーストという）で、他方は、主成分の
カーボンが２０ｗｔ％、Ａｇ粉末が４０ｗｔ％、結合剤
樹脂が４０ｗｔ％、これに溶剤を適量加えてペースト化
したもの（以下、Ａｇ入り低抵抗ペーストという）であ
る。

本実施例の場合、結合剤樹脂は、基板１の材料と同じジ
アリルフタレート樹脂を採用した。但し、結合剤樹脂は
これに限定きれるものでない。

７ まず、第４図に示す様に、耐熱性フィルム７の表面に、
カーボン中抵抗ペースト９を前記抵抗体６を裏返した形
状にスクリーン印刷した。耐熱性フィルム７に印刷され
た抵抗ペースト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許せ
た。

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。本実施例では２６０°Ｃ１約１０
分の条件で焼き付けた。抵抗ベスト９は焼き付けられて
、基板１に埋設される上側の抵抗層６ａとなる。この焼
き付けられた抵抗ペースト９の上に同形状にＡｇ入り低
抵抗ペースト１０、あるいはカーボン低抵抗ペースト１
１がスクリーン印刷された。印刷された抵抗ペースト１
０あるいは１１は抵抗ペースト９と同じ条件で乾燥、焼
き付けが行なわれ、基板ｌに埋設される下側の抵抗層６
ｂとなる。本実施例では、抵抗層６ａ、　６ｂを印刷−
乾燥−焼付は一印刷一乾燥一焼付けの手順で形成したが
、中間の工程の焼付は作業を省いて印刷−乾燥−印刷一
乾燥一焼付けの手順で形成してもよい。

次に、抵抗層６ａ、　６ｂを形成した耐熱性フィルム７
とリード端子３，４．５とが位置決めされた後、成形型
が閉じられ、成形型内に溶融したジアリルフタレート樹
脂が充填きれ、固化された。

樹脂の同化により、第５図に示す様に、内部にリード端
子３，４．５が埋設される２井に表面に抵抗体６及び耐
熱性フィルム７が固着された樹脂基板１が成形きれた。

次に、第６図に示す様に、基板１から耐熱性フィルム７
が剥がされ、抵抗体６が基板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形成された。形成された
抵抗体６は長さが２０ｍｍ、幅が２ｍｍ、厚さが１５μ
ｍの寸法を有するものであった。

ところで、前記導電性ペースト８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た。

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が取り付けられた。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、リード端
子３，４．５が切断され、試験用の基板１が作製された
。この作製された抵抗体基板１に設けられた抵抗体６の
緒特性について試験を実施した。試験結果を以下の第１
表に示す。

比較のため、抵抗体６をＡｇ入りカーボン抵抗ペストの
みを用いて形成した場合と比較的低抵抗値のペーストを
４回重ね塗りして抵抗体６の厚みを厚くした場合の試験
結果も併記する。

試験項目の１耐湿特性」は、基板１を温度６０°Ｃ１相
対湿度９５％の雰囲気中に１００時間放置した後の抵抗
体６の抵抗値の変化率を調べたものである。

［以下余白］ １ 以上の第１表から明らかなように、実施例■。

■は比較例■、■に比べて耐湿特性が改善され、かつ、
表面平割性の優れたものとなり、摺動ノイズも小さい。

しかも、抵抗値は、低抵抗値が確保されている。

なお、下側の抵抗層６ｂは、金属導体及び金属粉末Ａｇ
、　Ａｕ　、　Ｐｄ　、　Ｐｔ　、　Ｎｉ等を含浸した
導電ペーストであってもよい。実施例■は抵抗層６ｂに
金属導体を用いた場合の試験結果を示す。金属導体は、
例えば、セラミック基板の表面上に金属蒸着により形成
する方法、樹脂基板の表面にＡｇ　、　Ａｕ　、　Ｐｄ
　、　Ｐｔ　。

Ｎｉ等の金属粉末を含浸した導電性ペーストを印刷する
ことにより形成する方法等があるが、本実施例では、リ
ード端子３，４を延長して形成する方法で試験用の基板
１を作製した。即ち、予め、耐熱性フィルム７の表面に
抵抗ペースト９を焼き付け、上側の抵抗層６ａを形成し
、リード端子３，４は延長して、抵抗ペースト９の下に
下側の抵抗層６ｂを形成するようにしておいた。次に、
抵抗ｍ　６ａを形成した耐熱性フィルム７とリード端子
３，４゜５とが位置決めされた後、成形型が閉じられ、
成形型内に溶融したジアリルフタレート樹脂が充填され
、固化された。得られた抵抗体６の緒特性は実施例■、
■と同程度に優れたものであることを示している。

以上、本発明に係る抵抗体基板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きれるものではなく、
その要旨の範囲内で種々番こ変更することができる。

本実施例では可変抵抗器を構成する抵抗体基板を示した
力釈固定抵抗器を構成する抵抗体基板であってもよい。

しかも、抵抗体６は基板１に対して埋設されたものに限
定する必要はなく、基板１表面」二にスフノーン印刷等
により形成してもよい。このとき、基板１は樹脂製に限
定されず、セラミック製（例えば、アルミナ）等のもの
であってもよい。

また、抵抗値の変化特性の改善のために、さらに抵抗値
の異なる層をカｎえ、３層以上の多層構造を採用するこ
とも可能である。このとき、表面平滑ＩＪ：の良い抵抗
体を得るためには、下層から上層に順次抵抗値が高くな
る構造にするのが好ましい。

さらに、下側の抵抗層６ｂは比較的安価なカーホン系抵
抗体で形成きれるのが好適であるが、その他、ＳｉＣを
主成分とする非金属抵抗体及びＣｕ　−Ｍｎ系合金、Ｃ
ｕ−Ｎｉ系合金などの金属抵抗体で形成してもよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、基板表
面に形成された抵抗体が抵抗値の異なる上下２層から構
成され、上層側の抵抗値が下層側の抵抗値よりも高いこ
とにより上側の抵抗層は結合剤樹脂の割合を多くでき、
抵抗ペースト中に分散しているカーボン粉末等の隙間を
充分に樹脂が充填するため空孔が少なく、表面が平割な
抵抗体基板が提供できる。詐らに、上側の抵抗層にＡｇ
粉末等の抵抗率の低い導電フィラーを含んだ低抵抗ペー
ストを用いる必要がないために抵抗体表面にＡｇ等の金
属粉末が露出することがなくなるので、耐湿性及び耐流
化性に優れた抵抗体基板が得られる。

一方、抵抗体の抵抗値は」−側の抵抗層と下側の抵抗層
が電気的に並列に接続されている構造となっているため
、下側の抵抗層が有する低抵抗値にほぼ等しくなるので
、低抵抗値の抵抗体基板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る抵抗体基板の一実施例を
示すだめのもので、第１図は平面図、第２図は第１図の
Ｉ−Ｉ断面図、第３図は第１図、第２図に示した抵抗体
基板を備えた可変抵抗器を示す垂直断面図である。第４
図〜第６図は試験用基板の作製方法を説明するためのも
ので、第４図は抵抗体の形成工程を説明するための斜視
図、第５図は抵抗体基板の成形工程を説明するための刺
視図、第６図は抵抗体基板から耐熱性フィルムを剥がず
工程を説明するだめの斜視図である。 １・・・抵抗体基板、６・・・抵抗体、６ａ・・・上側
の抵抗層、６ｂ・・・下側の抵抗層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．表面に抵抗体を設けた抵抗体基板において、前記抵
   抗体は抵抗値の異なる上下２層から構成され、上層側の
   抵抗値が下層側の抵抗値よりも高いこと、 を特徴とする抵抗体基板。