JPS6132401A - 印刷抵抗体 - 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】 本発明は樹脂基板、セラミックス基板等の上Ｊ、印刷法
により形成する改善された抵抗体に関するものである。

更に詳しくは、抵抗体の熱放散性が良好なハイパワー化
された印刷抵抗体に関するものである。

従来、カーボン・レジン系抵抗体は、樹脂ワニスにカー
ボン粉末等を配合し樹脂基板等の上に印刷、焼付硬化す
る事により得られる為ハイパワー化が困難であった。

この種の抵抗体の定格電力は、耐湿負荷寿命特性等との
関係から表面積が３〜９１１の場合は１　／　３２　Ｗ
、　９　”２７　ｍ２の場合は１／１６Ｗ及び２７鰭２
以上の場合は１／８Ｗである為、チップ抵抗体等と比較
して抵抗体の専有面積の割には、パワーが出ない欠点が
あり、この種の印刷抵抗体のハイパワー化が強く゛要望
されていた。

又、従来のカーボン・レジン系抵抗体は、一般に高温、
高温条件或いは電力を印可した状態で徐々に抵抗値が変
化するという欠点を有していた。

特に、カーボン粉含有量の少ない高抵抗値の抵抗体はど
抵抗値の変化率が大きく、又同−ロフト内或いはロフト
間の抵抗値のバラツキ自体も大きかった。

この抵抗値の変化は、温度や湿度の変化に伴い樹脂成分
の膨張、収縮が繰返されミクロクラックが発生する事に
より、カーボン粉により構成された電気の導通路が分断
される事が大きい要因であり、一方抵抗値のバラツキは
樹脂へのカーボン粉の分散性不良に起因すると考えられ
る。

この様な欠点を解消する為の一方法として、カーボン粉
と共にシリカ、タルク、酸化チタ等の無機質充填材を配
合し、樹脂中のカーボン粉粒子の含を密度を上げる事に
よって抵抗値の変化率やバラツキを改善する方法がある
。然し、この方法によっても実用上、尚充分満足すべき
ものは得らていない。

更に、従来の印刷抵抗体は上記環境変化、特に湿度変化
の影響から抵抗体を保護する目的で基板上及び／又は抵
抗体上に絶縁塗料を塗布する場合がある。この絶縁塗料
には、しばしば耐湿性を向上する目的で無機質充填材が
配合されている。

然し、従来より使用されているシリカ、タルク、酸化チ
タン等の無機質充填材は、熱伝４率が比較的小さい。

従って、この様な無機質充填材を配合した絶縁塗料を使
用した場合、熱放散性が小さくハイパワー化が困難であ
った。

本発明は、上記した従来技術の欠点を解消するべく為さ
れたもので、その目的とする処は一定面積当たりに印可
出来る定格電力が大きい印刷抵抗体を提供する事にあり
、又他の目的は特に高温に於いて、温度や湿度変化等の
環境変化による抵抗値の変化率が小さい高抵抗値の印刷
抵抗体を提供す事にある。

而して、本発明者等は熱伝導率が０．０５ｃａｌ／ｃｍ
−ｓｅｅ、ｃ”以上の無機質充填材（以下無機質充填材
と略称する）を配合、分散した絶縁塗料を予め塗布した
基板上に、カーボン粉及び導電性金属粉（以下金属粉と
略称する）と無機質充填材を樹脂ワニスに配合、分散し
た抵抗ペーストを印刷、焼付けして得られる印刷抵抗体
上に、更に上記絶縁塗料を塗布して得られる印刷抵抗体
が、上記目的の達成に対し極めて有効である事を見出し
本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の印刷抵抗体は抵抗体の面積が例えば３〜
９ｍ”の場合、従来の定格電力の２倍以上の電力を印可
しても高温、高湿度下で優れた抵抗値の安定性を示す。

この原因は、抵抗ペーストに配合される金属粉及び抵抗
ペーストと絶縁塗料に配合される無機質充填材がカーボ
ン粉、樹脂ワニスに使用される樹脂や従来の無機質充填
材に比べて極めて熱伝導性が良い為、印刷抵抗体表面か
らの熱放散性が向上する結果、蓄熱による樹脂劣化が改
善される事によるものと考えられる。

次に、本発明に係る抵抗体について更に詳細にに説明す
る。

本発明に使用されるカーボン粉としては、アセチレブラ
ンク、サーマルブランク、チャンネルブラック、ファー
ネスブランク、天然或いは人造の黒鉛等が好適である。

又、これらカーボン粉は必要に応じ２種以上を混合して
使用する事も出来る。

本発明に使用される金属粉としては、種々の金属粉が使
用出来るが、特にニッケル、クロム、モブデン、リン鉄
、フェロシリコン、フェロマンガン、フェロクロム、フ
ェロニッケル及びフェロモリブデンの１種又は２種以上
の組合せから選ばれる金属粉が好ましい。

これら金属粉の粒径は印刷抵抗体の性状や性能に大きく
影響する為、出来るだけ微細粒子が好ましく１００μ以
下、特に２０μ以下が好ましい。

更に、本発明に使用される無機質充填材は、熱伝導率が
０．　０５ｃａｌ／ｃｍ、５ｅｃ−ｃ’以上の酸化物系
又は非酸化物系のセラミックス粉体が好ましく、その具
体例としては、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、炭
化珪素、炭化硼素、炭化タングステン、炭化チタン、窒
化珪素及び窒化硼素等の１種又は２種以上の組合せから
選ばれる事が好ましい。

これらの無機質充填材の粒径は印刷抵抗体の性状や性能
に大きく影響する為、出来るだけ微細粒子である事が好
ましく、２０μ以下特に１０μ以下である事が好ましい
。

本発明に使用される樹脂ワニス中の樹脂としては、例え
ば、フェノール樹脂、フェノール変性キシレン樹脂、エ
ポキシ−フェノール樹脂、エポキシ−メラミン樹脂、シ
リコーン樹脂、アルキッド樹脂、ポリイミド樹脂、或い
はこれらの変性樹脂及びこれらの混合樹脂等が挙げられ
る。

一般に、絶縁塗料又は抵抗ペーストに使用される樹脂ワ
ニスであれば、特に樹脂に制限はないが、基板、絶縁塗
料を塗布した基板或いは抵抗体等との密着性、耐湿性及
び耐熱性等の諸特性が優れるフェノール樹脂、フェノー
ル変性キシレン樹脂、エポキシ−メラミン樹脂が好適で
ある。

次に、本発明の各原料の配合割合について説明する。

抵抗ペーストに使用されるカーボン粉の割合は、カーボ
ン粉の種類及び配合比率により若干変化するが、カーボ
ン粉、金属粉、無機質充填材及び樹脂ワニスの合計量基
準で２〜５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である
。

又、金属粉の配合割合は、金属の種類により若干変化す
るが、通常５〜８５重量％、特に１０〜６０重量％が好
ましい。

即ち、金属粉の添加割合が５重量％以下ではハイパワー
化等本発明の効果を発現する事が困難であり、又８５重
量％以上になると比抵抗値範囲が１０Ω／口以上の抵抗
ペーストの製造が困難となる。

又、本発明に使用される抵抗ペースト中の無機質充填材
の配合割合は、無機質充填材の種類やカーボン粉、金属
粉及び樹脂ワニスの種類及びその配合割合により若干変
化するが、印刷抵抗体の性能、放熱効果、印刷適性及び
経済性等より通常２〜６０重量％、特に５〜５０重量％
が好ましい。

即ち、無機質充填材の配合割合が２重量％以下ではハイ
パワー化等の本発明の効果を発現する事が困難であり、
又６０重量％以上になると比抵抗値が１００に０７口以
下の抵抗ペーストの製造が困難になるばかりでなく、印
刷適性が劣り経済性の面に於いても不利になる。

従って、本発明の抵抗ペーストの各種原料の配合割合は
、目的とする印刷抵抗体の抵抗値及びその諸特性に合わ
せて任意に選択すれば良い。

又、本発明に使用される絶縁塗料中の無機質充填材の配
合割合は、無機質充填材の種類により若干変化するが、
通常１０〜６０車量％、特に２０〜５０重量％が好まし
い。

次に、本発明の印刷抵抗体を製造する方法について述べ
る。

本発明に使用する絶縁塗料は樹脂ワニスに酸化ベリリウ
ム等の無機質充填材を配合し、ボールミル、三本ロール
ミル等で充分混練して製造する。

又、本発明に使用する抵抗ペーストは、樹脂ワニスにカ
ーボン粉、金属粉、無機質充填材及び必要に応じて有機
脂肪酸等の配合物を配合しボールミル、三本ロールミル
等で充分混練して製造する。

次に、上記絶縁塗料をスクリーン印刷法等により、紙フ
エノール樹脂基板やガラス−エポキシ樹脂基板等の樹脂
基板或いはアルミナ基板等のセラミックス基板全体又は
必要な部分に塗布し所定の温度で乾燥する。

次いで、この絶縁塗料を塗布した基板上に、上記抵抗ペ
ースト、通常の根糸や銅系の導電ペーストを使用しスク
リーン印刷法等により抵抗体、電極及び導体回路を印刷
する。

更に、この抵抗体、電極及び導体回路を印刷した基板上
に、上記絶縁塗料を塗布し、所定の温度で乾燥、焼付は
硬化する事により、本発明の印刷抵抗体が形成される。

次に、本発明の詳細につき実施例を挙げ、更に具体的に
説明する。

実施例 フェノール系樹脂ワニス（固形分５０重量％）１００部
にアセチレンプラック粉２０部、ニッケル粉２０部、酸
化ベリリウム粉５部及びブチルカルピトール６部を添加
した後、充分混練、分散し抵抗ペーストを得た。

又、エポキシ−メラミン樹脂ワニス（固形分５０重量％
）１００部に酸化ベリリウム粉５部及びブチルカルピト
ール４部を添加した後、充分混練、分散し絶縁塗料を得
た。

この絶縁塗料を紙フエノール樹脂基板上にスクリーン印
刷した後、１００℃で３０分間焼付硬化し、約ｌθμの
塗布膜を形成した。

この基板上に、上記抵抗ペーストを使用しスクリーン印
刷を行い、１６０℃で１時間焼付硬化後、銀ペーストで
電極を取付け、幅２鶴、長さ３鰭、厚さ１５μの印刷抵
抗体を作製した。

更に、この印刷抵抗体上に、上記絶縁塗料を使用し、１
６０℃で３０分間焼付硬化して約１０μの塗布膜を形成
した印刷抵抗体を作製した。

この抵抗体の抵抗値は１５にΩであった。

次に、温度７０℃、湿度９３％ＲＨの条件で定格電力（
１／３２Ｗ）の２倍の負荷を９０分間印加、３０分間停
止と云う操作で繰返し５００時間印可後の抵抗変化率を
測定すると一８％であった。

又、室温で下記電力を印可した時の抵抗体の表面温度を
赤外線温度計を使用し測定したところ、１／３２Ｗ負荷
の場合３５℃、１／１６Ｗ負荷の場合、４０℃であった
。

比較例 エポキシ−メラミン樹脂ワニス１００部にアセチレンブ
ランク粉１８部、ブチルカルピトール５部を添加した後
１．充分混練、分散し抵抗ペーストを得た。

又、エポキシ−メラミン樹脂ワニス１００部に酸化チタ
ン粉５部及びブチルカルピトール４部を添加した後、充
分混線、分散し絶縁塗料を得た。

この抵抗ペースト及びｍ縁塗料を使用し、実施例と同様
にして印刷抵抗体を作製した。

この抵抗体の抵抗値は２０にΩであった。

次に、温度７０℃、湿度９３％ＲＨの条件で定格電力（
１／３２Ｗ）の２倍の負荷を９０分間印加、３０分間停
止と云う操作で繰返し５００時間印可後の抵抗変化率を
測定するぶ６０％以上であた。

又、室温で１／１６Ｗの電力を印可した時の抵抗体の表
面温度は７０℃であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に、熱伝導率が０．０５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅ
   ｃ・ｃ°以上の無機質充填材を樹脂ワニスに分散した絶
   縁塗料を塗布し、この塗膜上にカーボン粉と金属粉及び
   熱伝導率が０．０５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｃ°以上の
   無機質充填材を樹脂ワニスに分散した抵抗ペーストを印
   刷し、この印刷抵抗体上に熱伝導率が０．０５ｃａｌ／
   ｃｍ・ｓｅｃ・ｃ°以上の無機質充填材を樹脂ワニスに
   分散した絶縁塗料を塗布する事を特徴とする印刷抵抗体
   。 ２、無機質充填材が酸化ベリリウム、酸化マグネシウム
   、炭化珪素、炭化硼素、炭化タングステン、炭化チタン
   、窒化珪素及び窒化硼素の１種又は２種以上の組合せか
   ら選ばれる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   印刷抵抗体。 ３、金属粉がニッケル、クロム、モリブデン、及びリン
   鉄の１種又は２種以上の組合せから選ばれる事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の印刷抵抗体。