JPH0748401B2 - ポリマー厚膜抵抗体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はポリマー厚膜抵抗体の耐熱性の改良に関するも
のである。

従来の技術 昨今、厚膜（印刷）抵抗体は実装密度と生産性が高いた
め用途が拡大している。従来の厚膜抵抗体の主流は酸化
ルテニウムとガラスフリットを主成分とするグレーズ抵
抗体であった。この抵抗体は以下のような欠点を持って
いる。

（１）酸化ルテニウムの材料コストが高い。

（２）高温焼成をするためプロセスコストが高い。

（３）セラミック基板等の耐熱性の著しく高い基板に実
装が限定される。

（４）その結果、プリント基板の軽量化、低コスト化の
障害になる。

これに対しポリマー厚膜抵抗体はカーボンと樹脂バイン
ダーを主成分とし、以下のようなグレース抵抗体の欠点
を補う長所を有する。

（１）材料コストが安い。

（２）低温焼成（硬化）ができる−プロセスコストが安
い （３）安価で軽量な紙フェノールやガラスエポキシ等の
樹脂基板に実装可能である。

（４）その結果プリント基板の軽量化、低コスト化が可
能である。

このため特に軽量化、低コスト化を求められる一部の用
途に使われている。

発明が解決しようとする課題 しかし、ポリマー厚膜抵抗体は抵抗体のバインダーとし
て樹脂（一般にフェノール樹脂やメラミンエポキシ樹
脂）を使用しているため耐熱性、特にハンダプロセスに
おける信頼性がグレース抵抗体に比べ劣る欠点を有す
る。

このためポリマー厚膜抵抗体の耐熱性向上を試みる検討
がいくつか行われている。この例の多くは抵抗体の樹脂
バインダーをより耐熱性の高いイミド樹脂や高分子化フ
ェノール樹脂等に変えているものである。しかしこれら
の改良では抵抗体の焼成（硬化）時間が長くなること
や、特殊な溶剤（窒素含有極性溶剤）を使用するため実
装上の問題（例えば印刷用スクリーンマスクのレジスト
を侵すことや印刷された抵抗体が吸湿によってゲル化す
る等）があることで、安価で生産性が高いポリマー厚膜
抵抗体の長所を消失させてしまっているのが現状であ
る。

耐熱性があり実用性が高いポリマー厚膜抵抗体を作るに
は、印刷用スクリーンマスクンのレジストを侵す溶剤
（ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
といった窒素含有極性溶剤）以外の通常のスクリーン印
刷に使用される溶剤（例；アルコール系、ケトン系、エ
ステル系等）に容易に溶解し、かつ短時間焼成（硬化）
が可能であるという範囲で樹脂バインダーの耐熱性を上
げることが不可欠である。

課題を解決するための手段 本発明は抵抗体の樹脂バインダーとして、エポキシ樹脂
をベースとし、これに窒素含有極性溶剤以外の汎用溶剤
に可溶である熱硬化性イミド樹脂を５〜50％付与したも
のを用いる。

作用 本発明にかかる抵抗体は、エポキシ樹脂をバインダーの
ベースにすることで短時間焼成（硬化）を可能にしかつ
実装される基板に対する抵抗体の密着性を確保してい
る。また熱硬化性イミド樹脂を構成成分として含有する
ことではんだ浸漬にも耐え得る耐熱性を実現している。
さらに一般のイミド樹脂では溶剤として窒素含有極性溶
剤の使用が不可避であるが、本発明においては窒素含有
極性溶剤以外の汎用溶剤にも可溶であるイミド樹脂を使
用することで抵抗体の印刷実装時に特別な配慮（窒素含
有極性溶剤に侵されない特殊な印刷機器・治具を用意す
る必要が生じることや印刷された抵抗体が吸湿してゲル
化するのを防止するため印刷工程雰囲気の湿度コントロ
ールをシビアにすること）が不要になる。

実施例 本発明のポリマー厚膜抵抗体はバインダー樹脂、導電物
粉体、溶剤およびその他添加剤よりなる。

バインダー樹脂の主成分はエポキシ樹脂とイミド樹脂で
あるが、ここで用いられるエポキシ樹脂は一般に知られ
ているものであれば特に制約はない。例えばビスフェノ
ールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、グリセリントリグリシジルエーテル等のポリグリシ
ジルエーテル系樹脂、脂環型エポキシ樹脂、ジグリシジ
ルフタレートや重合脂肪酸ポリグリシジルエステル等の
グリシジルエステル系樹脂、N,N−ジグリシジルアニリ
ン等のグリシジルアミン系樹脂、およびヒダントイン型
エポキシ樹脂やトリグリシジルイソシアヌレート等の複
素環式エポキシ樹脂が挙げられる。

本発明においては、上記したエポキシ樹脂から成る群よ
り選ばれた一個もしくは二個以上のものが使用される。

本発明におけるポリマー厚膜抵抗体バインダー樹脂の一
方の成分であるイミド樹脂は高速反応が可能な熱硬化性
樹脂でかつエポキシ樹脂と相溶性が良く、さらに窒素含
有極性溶剤（ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン等） 以外の汎用溶剤にも可溶なものが使われる。例えば図に
示すように分子末端にマレイミド基を有する型のイミド
樹脂は高速反応が可能でかつ耐熱性が高い熱硬化性樹脂
となる。さらにエポキシ樹脂や汎用溶剤との相溶性を高
くするためイミド樹脂の分子が非対称構造をとるように
アルキル基を導入したものが用いられる。

本発明におけるポリマー厚膜抵抗体のバインダーは、上
記のエポキシ樹脂とイミド樹脂の混合物、またはイミド
樹脂で部分的にエポキシ樹脂を変成したものが使用され
る。

エポキシ樹脂とイミド樹脂の混合比または変成率は、エ
ポキシ樹脂：イミド樹脂＝95〜50wt％:5〜50wt％が望ま
しい。

本発明のポリマー厚膜抵抗体に使われる導電物粉体は一
般の厚膜抵抗体に使用されているものと同じものが使用
できる。例えばカーボンブラック、グラファイト、銀、
銅、ニッケルなどの金属、RuO₂,SnO₂等の金属酸化物等
が使われる。

本発明のポリマー厚膜抵抗体に使われる溶剤はスクリー
ンレジストを侵す溶剤（ジメチルホルムアミド、Ｎ−メ
チルピロリドンといった窒素含有極性溶剤）以外、例え
ばアルコール系、ケトン系、エステル系等が使用され
る。

その他の添加剤については実装に適した厚膜ペーストの
レオロジーを調節するためのフィラー、さらに導電物粉
体やフィラーなどの分散性を向上させるための分散剤、
粉体表面処理剤等が用いられる。

以上の組成物を混練して仕上げたポリマー厚膜ペースト
をプリント基板上で硬化させ所定の抵抗体を得る。

［具体例］ エポキシ樹脂（分子量380、エポキシ当量189）とイミド
樹脂（分子量880、イミド基当量210）を3:1の割合で溶
融混合し、これにジシアンジアミド８部、ｐ−クロロフ
ェニルジメチルウレア２部、カーボンブラック15部、溶
融シリカ80部および酢酸カルビトール45部を加え三本ロ
ールで混練してポリマー厚膜ペーストを仕上げる。これ
をポリマー厚膜抵抗体ペーストＡとする。

現在市場に出ているポリマー厚膜抵抗体と比較するため
同一基板上で同一条件で抵抗体ペーストを焼成（硬化）
させ抵抗体としての耐熱性テストの評価を行った。結果
を次表に示す。

試験条件； 硬化温度 180℃ 基板 ガラス−エポキシ基板 ハンダ耐熱 260℃ ５秒 短時間過負荷 定格電圧×2.5 ５秒 （定格電力 30mW/mm²） 耐熱寿命 85℃ 500時間 発明の効果 以上に示すとおり、本発明により作成されたポリマー厚
膜抵抗体は、従来の抵抗体材料と比較して耐熱性の向上
と焼成（硬化）時間の短縮化ができるため、汎用の樹脂
基板の使用が可能でかつ短時間プロセスで高耐熱性のポ
リマー厚膜抵抗体が実現できる。さらに、従来の抵抗体
材料と異なり汎用溶剤を使用できるため通常の印刷設備
の流用ができ雰囲気制御も不要であるため安価で高生産
性のポリマー厚膜抵抗体が得られる。

【図面の簡単な説明】

図はイミド樹脂の分子構造図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エポキシ樹脂と熱硬化性イミド樹脂とが必
   須成分であるバインダーを主成分とするポリマー厚膜抵
   抗体であって、 前記熱硬化性イミド樹脂は、組成比として前記バインダ
   ーの５〜50％であり、かつ、窒素含有極性溶剤以外の汎
   用溶剤にも可溶である ポリマー厚膜抵抗体。