CN101147212B - 电阻膏、可变电阻器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种电阻膏以及使用该电阻膏的可变电阻器,该电阻膏能够提供不仅价廉而且耐湿特性和TCR特性好的电阻体。电阻膏由碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂构成,该可变电阻器具备其上面设置了电阻体5的基板1、设置在基板1上的固定接线端和可变接线端、可在基板上滑动且具有在电阻体上滑动接触的接点滑动构件6;用上述电阻膏构成电阻体5。
Description
技术领域
本发明涉及为得到电阻体而使用的电阻膏,特别是涉及包含碳系导电粉末和树脂的电阻膏和具有使用该电阻膏得到的电阻体的可变电阻器及其制造方法。
背景技术
以往,为了制造可变电阻器之类的各种各样的电阻器,人们采用了种种电阻体。在把电阻体形成在基板等上时,广泛地采用涂敷并烧结电阻膏的方法。在涂敷并烧结电阻膏的方法中,调整电阻膏的组分、涂敷面积和涂敷厚度就能够容易地形成各种电阻值的电阻体。
以往,作为上述电阻膏,公知的有以RuO2之类的金属氧化物粉末和玻璃为主要成分的金属陶瓷系电阻膏、以碳等碳系导电粉末和合成树脂为主要成分的碳系电阻膏。
碳系电阻膏的优点是比金属陶瓷系电阻膏价廉,而存在的问题是高温特性、耐湿特性和电阻温度特性(TCR特性)不够好。
另一方面,对于车载电子机器中所用的电阻体来说,不仅要价廉,而且即便在使用条件恶劣的环境下也要发挥出足够好的特性来。因此,在下述的专利文献1中提出一种电阻膏的技术方案,是由特定的微细丝状的碳原纤维相互搅合起来的特定的平均粒径的凝聚体构成的碳原纤维材料分散在树脂液中,从而构成电阻膏。这里,由于使用上述特定的碳原纤维材料作为碳系材料,所以所得到的碳系电阻体从低温到高温都具有稳定的电阻值,而且即使在高温长期使用的情况下,因时效引起的电阻值的变化也很小。
专利文献1:特开平7-106104号公报
发明内容
如上所述,使用上述的专利文献1中记载的电阻膏能够得到高温特性好的电阻体,但是使用上述电阻膏的电阻体所存在的问题是耐湿性、TCR特性仍然不够好。
鉴于上述现有技术的现状,本发明的目的在于提供一种包含碳系导电粉末和树脂的廉价的电阻膏以及具有使用该电阻膏构成的电阻体的可变电阻器及其制造方法,用该电阻膏可以得到不仅高温特性好,而且耐湿特性和TCR特性都好的电阻体。
本发明的电阻膏的特征在于包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂。
在本发明的电阻膏的某个特定的方案中,使用由置换一价苯酚和甲醛的缩合反应得到的树脂作为上述置换一价酚醛树脂,最好使用p-t-丁基苯酚作为置换一价苯酚。
在本发明的电阻膏的其他特定的方案中,按重量比为17.5~35.0∶41.5~53.0的比例包含上述碳系导电粉末和上述置换一价酚醛树脂。换言之,相对于重量100份的碳系导电粉末,包含重量118~303份的置换一价酚醛树脂。
在本发明的电阻膏的再另一个的特定的方案中,还包含聚羧酸系分散剂。
本发明的可变电阻器的特征在于,具备其上面设置了电阻体的基板、设置在所述基板上的固定接线端和可变接线端、可在所述基板上滑动且具有可滑动接触电阻体的接点的滑动构件;所述滑动构件被电气连接在所述可变接线端上;所述电阻体由按照本发明构成的电阻膏构成。
本发明的可变电阻器的制造方法的特征在于包含如下步骤:在绝缘基板上涂敷按照本发明构成的电阻膏;烧结所涂敷的所述电阻膏,形成电阻体;在所述绝缘基板上设置固定接线端和可变接线端;把具有可滑动接触电阻体的接点且被电气连接在所述可变接线端上的滑动构件安装在所述绝缘基板上。
有益效果
由于本发明的电阻膏包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂,所以能够提供不仅价廉而且耐湿特性和TCR特性好的电阻体。即,使用碳系导电粉末的电阻膏虽然比金属陶瓷系电阻膏的价格低,但是存在的问题是耐湿特性或TCR特性不够好。对于此,如上所述,按照本发明,由于使用置换一价酚醛树脂作为与碳系导电粉末组合起来的合成树脂,所以能够改善所得到的电阻体的耐湿特性和TCR特性。
在本案申请之前,已经公知的是在碳系电阻膏中使用酚醛树脂作为与碳系导电粉末组合起来的树脂,但是使用通常的酚醛树脂的碳系电阻膏的耐湿特性和TCR特性不够好。
对于此,本发明所使用的置换一价酚醛树脂不同于使用通常的酚醛树脂的情况,其能够提供耐湿特性和TCR特性都好的电阻体,从而得到意想不到的效果。
因此,按照本发明,能够得到不仅廉价而且耐湿特性和TCR特性好的电阻体。
在使用由置换一价苯酚和甲醛的缩合反应得到的置换一价酚醛树脂作为上述置换一价酚醛树脂的情况下,能够进一步提高耐湿特性和TCR特性;特别是置换一价苯酚为p-t-丁基苯酚的情况下,能够显著地提高耐湿特性和TCR特性。
另外包含聚羧酸系分散剂的情况下,能够提高碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂的润湿性,增强碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂之间的附着强度。因此,能够提高电阻膏涂敷膜的强度,能够减少烧结该电阻膏得到的电阻体中的裂纹。提高碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂的润湿性还能够降低电阻膏黏度,从而能够提高电阻膏的印刷性能。
以下说明本发明的细节。
如上所述,本发明的电阻膏的特征在于包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂。以往,包含碳系导电粉末和合成树脂的碳系电阻膏虽然价廉,但是存在的问题是与金属陶瓷系电阻膏相比,高温特性、耐湿特性和TCR特性不够好。
前述的专利文献1中记载的碳系电阻膏中使用了特定的碳原纤维材料,改善了高温特性,但是即便使用了专利文献1中记载的碳系电阻膏,所得到的电阻体的耐湿特性和TCR特性仍然不够好。
本申请的发明人对于具有廉价特征的碳系电阻膏潜心研究的结果表明,如果对碳系导电粉末配以特定的置换一价酚醛树脂就能改善耐湿特性和TCR特性,从而做出了本发明。
本发明中所使用的置换一价酚醛树脂,只要是由置换一价苯酚得到的合成树脂即可,并无特别限制,但是最好采用由置换一价苯酚和甲醛的缩合反应得到的置换一价酚醛树脂。采用由置换一价苯酚和甲醛的缩合反应得到的置换一价酚醛树脂能够进一步提高耐湿特性和TCR特性。
另外,上述的置换一价苯酚,其结构是用一价的置换基置换结合在苯酚中与OH基结合的碳以外的苯核的碳上的一个氢。因此,例如甲基、乙基、t-丁基等可以作为上述一价的置换基,但不特别限定。
作为这样的置换一价苯酚,例如有p-t-丁基苯酚、甲酚、二甲苯酚、p-氨基苯酚、p-乙基苯酚等,最好采用p-t-丁基苯酚作为置换一价苯酚。在使用p-t-丁基苯酚的情况下,能够显著地提高耐湿特性和TCR特性。
虽然不特别限定上述的置换一价酚醛树脂的聚合度,但最好是例如800~6000的范围。低于800得不到良好的温度特性,如果超过6000,则与碳系导电粉末的混揉就不佳。
在上述的置换一价酚醛树脂中,除置换一价苯酚之外,还可以进一步聚合苯酚。即,在由置换一价苯酚得到的置换一价酚醛树脂中,也可以把苯酚共聚在置换一价苯酚内。用共聚了苯酚的置换一价苯酚,与以把置换一价苯酚作为苯酚类的置换一价酚醛树脂相比,有可能降低耐水性,但是能够提高电阻膏的印刷性能。因此,在想要提高印刷性能的情况下,最好把苯酚共聚在置换一价苯酚内,此时,在置换一价苯酚和苯酚的总计100重量%中,最好把苯酚的共聚比例设定在30重量%以下,如果苯酚的共聚比例超过30重量%,耐水性过低,不是很好。
作为本发明的电阻膏中所使用的碳系导电粉末,可以从原来用作构成电阻膏的碳系导电粉末中的择合适者使用。另外,对能使用的碳系导电粉末的平均粒径无特别限定,但是最好是例如10~30nm的范围。
当然,在本发明中,可以并用多种比表面积的碳系导电粉末来控制TCR。即,比表面积大的碳系导电粉末具有把得到的电阻体的TCR向负特性侧改变的作用,比表面积的碳系导电粉末具有把得到的电阻体的TCR向正特性侧改变的倾向。因此,为了减小TCR特性的偏向,最好把比表面积不同的多种碳系导电粉末按适当的比例配合起来。因此,本发明中,最好并用多种比表面积的碳系导电粉末,使TCR特性达到±150ppm之内。
本发明的电阻膏中,上述碳系导电粉末和上述置换一价酚醛树脂的配比并无特别限制,但是最好按照重量比为17.5~35.0∶41.5~53.0的比例配制碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂。换言之,对于重量100份的碳系导电粉末,配合重量118~303份的置换一价酚醛树脂。在置换一价酚醛树脂的配比小于上述配比的情况下,涂敷并烧结电阻膏之后,在电阻体上有可能产生裂纹;而在置换一价酚醛树脂的配比大于上述配比的情况下,有可能产生电阻膏独自的洇渗,会降低电阻体的尺寸精度,还有可能降低高温特性。
更好的是,相对于重量100份的碳系导电粉末,把置换一价酚醛树脂的配比设定为重量132~247份,这样就能够把耐湿特性的变动做到小于1%,能进一步提高耐湿特性。
本发明的电阻膏包含上述碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂作为必要成分,因此,本发明的电阻膏从本质上说是由上述碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂构成。
当然,在本发明中,在不妨害实现本发明的目的的范围内,可以把上述碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂以外的其他成分配入电阻膏中。
特别是,除了上述碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂以外,最好添加聚羧酸系分散剂,聚羧酸系分散剂的作用是提高碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂的润湿性和两者之间的附着强度。
上述聚羧酸系分散剂的添加量最好是在电阻膏中占0.3~5.0重量%,低于0.3重量%,分散剂对碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂的润湿性的改善效果不充分,而超过5.0重量%,则电阻膏时效引起的电阻膏粘度变化有可能大。
特别是,在涂敷电阻膏时,除了碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂之外,通常还添加适当的溶剂以调整粘度,这种溶剂没有特别限制,例如,可以是二甘醇单丁基醚乙酸酯(BCA)、α-萜品醇、二丙二醇甲基醚乙酸酯(DPMA)、二氢萜品醇之类的高沸点溶剂。
在添加溶剂的情况下,在控制住电阻膏的涂敷性能的范围内,来适当选择溶剂的添加配比。通常,把包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂、其他的后述的添加剂以及溶剂的电阻膏整体取作100重量%时,只要溶剂的配比约为23~45重量%就可以。低于23重量%,电阻膏的涂敷性能有可能下降,而超过45重量%,溶剂就太多,涂敷了电阻膏后形状上容易产生洇渗,干燥时要多花时间。
当然,溶剂的添加比例,因使用的置换一价酚醛树脂和碳系导电粉末的种类及配比、电阻膏的涂敷厚度以及溶剂的种类而异,所以,应考虑电阻膏的涂敷性能进行适当的选择。
在本发明的电阻膏中,除上述碳系导电粉末、置换一价酚醛树脂和溶剂之外,在不妨害实现本发明的目的的范围内,可以添加其他合适的添加剂。例如,可以用石墨、氧化铝、滑石粉等作为这样的添加剂。
在制造本发明的电阻膏时,在溶剂中混揉上述碳系导电粉末、置换一价酚醛树脂而制成电阻膏,但并不特别限定于这种制造方法。
本发明的电阻体是把电阻膏涂敷烧结在例如绝缘基板上来形成的。对于该烧结条件,并不作特别限定,但是,通常是在180~300℃的温度下维持大约1~10分钟的时间。
在按重量比为17.5~35.0∶41.5~53.0的比例包含碳系导电粉末和酚醛树脂的情况下,难以产生涂敷电阻膏时的洇渗,因此,能够更加可靠地提供尺寸精度高且难以产生裂纹的电阻体。
在本发明的可变电阻器中,由于形成在绝缘基板上的电阻体使用了本发明的电阻膏,所以按照本发明,能够提供不仅价廉而且耐湿特性和TCR特性都好的可变电阻器。
在本发明的可变电阻器的制造方法中,由于把本发明的电阻膏涂敷烧结在绝缘基板上,形成价廉且耐湿特性和TCR特性都好的电阻体,所以能够容易地提供耐湿特性和TCR特性都好的可变电阻器。
附图说明
图1是本发明的可变电阻器的一种实施方式的正面剖视图。
图2是图1所示实施方式的可变电阻器的分解立体图。
图3(a)、(b)分别是用于图1所示的可变电阻器的滑动构件的折叠前和折叠后的立体图。
可变电阻器【符号说明】
1…基板
1a…中央孔(凹部)
1b…凸部
2~4…接线端
5…电阻体
6…滑动构件
6a…十字孔板
6b…配合槽
6c…舌片
6d…连接部
6e…缩颈部(筒状部)
6g…接点部
6i…限位片
6j…开口部
具体实施方式
以下列举本发明的具体的实施例和比较例来明确本发明的效果,同时参照附图来说明可变电阻器及其制造方法的具体实施例。
[实验例i]
(实施例1)
把9重量份的比表面积12m2/g、平均粒径6000nm的石墨、2.25重量份的比表面积211m2/g、平均粒径21nm的炉黑、2.25重量份的比表面积98m2/g、平均粒度23nm的炉黑、9重量份的比表面积68m2/g、平均粒径35 nm的乙炔炭黑作为碳系导电粉末,与47.5重量份的用下述的化学式1表示的p-t-丁基酚醛树脂(p-t-丁基苯酚和甲醛的缩合反应得到的树脂,昭和高分子公司制,商品名:CKM-1282)、30.0重量份的作为溶剂的二甘醇单丁基醚乙酸酯(BCA)混揉起来得到实施例1的电阻膏。
[化学式1]
p-t-丁基苯酚(置换一价苯酚)
(实施例2)
除使用下述的化学式2表示的甲酚树脂(大日本油墨化学公司制,商品名:KA-1160)作为使用的置换一价酚醛树脂这一点之外,其他方面与实施例1中得到电阻膏的方法一样电阻膏。
[化学式2]
O-甲酚(置换一价苯酚)
(实施例3)
除使用下述的化学式3表示的二甲苯酚树脂[福道(フド一)公司制,商品名:ニカノ-ルPR-1440]作为使用的置换一价酚醛树脂这一点之外,其他方面与实施例1中得到电阻膏的方法一样电阻膏。
[化学式3]
二甲苯酚树脂(置换一价苯酚)
(比较例1)
除使用环氧树脂(日本环氧树脂公司制,双酚A型环氧树脂,重量平均分子量:900,商品名:环氧树脂EP-1001)代替作为置换一价酚醛树脂的p-t-丁基酚醛树脂这一点之外,其他方面与实施例1中得到电阻膏的方法一样电阻膏。
(比较例2)
除使用乙基苯乙烯-二乙烯基苯共聚体(大日本油墨化学公司制,商品名:CZ-256-A)与双酚A型环氧树脂的混合树脂代替p-t-丁基酚醛树脂这一点之外,其他方面与实施例1中得到电阻膏的方法一样电阻膏。
(实施例1~3和比较例1、2的评价)
用丝网印刷方法把所得到的各电阻膏涂敷到由PPS(聚苯硫醚)构成的板上,呈0.5mm×4mm×厚度28μm的形状,根据所使用的树脂,在180~300℃的温度下进行热处理、固化,然后在150℃的温度下维持3小时,烧结得到电阻体。对所得到的各电阻体测定电阻值,同时按照以下的要领评价高温特性、耐湿特性和TCR特性。
1)高温特性:在保持30%湿度的干燥炉内把形成在基板上的电阻体保持24小时之后,从干燥炉中取出来,立即测定电阻值,作为初始电阻值。然后,把电阻体在70℃温度的恒温槽内保持5小时后,测定电阻值,求出高温放置后的电阻值。求出该高温放置后的电阻值对初始电阻值的变动比例,作为高温特性(%)。
2)耐湿特性:与高温特性评价的情况一样,求出初始电阻值。然后,把形成在基板上的电阻体在保持40℃温度、90%的相对湿度的恒温槽内维持24小时后,测定耐湿实验后的电阻值。求出该耐湿实验后电阻值对初始电阻值的变动比例,作为耐湿特性(%)。
3)TCR特性:测定在保持55%的相对湿度的恒温槽内-25℃温度下维持了0.5小时的电阻体的电阻值。然后,把恒温槽内的温度上升到85℃,在85℃的温度下维持0.5小时后,测定高温下的电阻值。设-25℃温度下的电阻值为R-25,85℃温度下的电阻值为R85时,用(R85-25)/(85-(-25))来求出TCR特性(ppm/℃)。
把结果示于下述的表1。
[表1]
树脂/(重量份) | 导电成分/(重量份) | 溶剂/(重量份) | 电阻值/KΩ | 高温特性/%(70℃-5小时) | 耐湿特性/%(40℃-90RH%,24小时) | TCR/ppm/℃ | ||
-25 | 85 | |||||||
实施例1 | p-t-丁基酚醛树脂47.5 | 22.5 | 30.0 | 1.88 | -0.32 | -0.25 | -135 | -42 |
实施例2 | 甲酚树脂47.5 | 22.5 | 30.0 | 1.35 | -1.33 | 1.62 | 168 | 927 |
实施例3 | 二甲苯酚树脂47.5 | 22.5 | 30.0 | 3.76 | 0.76 | 1.31 | -43 | 328 |
比较例1 | 环氧树脂47.5 | 22.5 | 30.0 | 1.35 | -1.35 | 0.44 | 223 | 1243 |
比较例2 | 乙基苯乙烯·二乙烯基苯+双酚A树脂47.5 | 22.5 | 30.0 | 1.43 | -2.75 | 5.83 | 415 | 3138 |
从表1可知,在比较例1中,由于使用耐湿性好的环氧树脂来制作电阻膏,所以,高温特性和耐湿特性良好,但是TCR特性差。即,温度变化引起的电阻值的变化非常大。在比较例2中,虽然使用了双酚A树脂和乙基苯乙烯·二乙烯基苯共聚体的混合物作为没有置换基的酚醛树脂,但是这种情况下耐湿特性和TCR特性非常差,高温特性也不够好。
相对于此,在实施例1~3中,得到了高温特性、耐湿特性和TCR特性都好的电阻体。这是因为使用置换一价酚醛树脂作为树脂,与使用环氧树脂或置换一价酚醛树脂以外的酚醛树脂的情况相比,有效地提高了高温特性、耐湿特性和TCR特性,特别是有效地提高了耐湿特性和TCR特性。
[实验例ii]
鉴于在上述的实验例i中得到了良好的效果,与实施例1一样,制作表2、3所示的a~o的各电阻膏,像实施例1~3那样,来评价高温特性、耐湿特性和TCR特性。只是其中,高温特性和耐湿特性是在分别保持100小时之后测定电阻值。把结果示于下述的表2和表3中。
[表2]
p-t-丁基酚醛树脂/(重量份) | 导电成分/(重量份) | 溶剂/(重量份) | |
试件a | 40 | 37.5 | 22.5 |
试件b | 41.5 | 35.0 | 23.5 |
试件c | 43 | 32.5 | 24.5 |
试件d | 44.5 | 30.0 | 25.5 |
试件e | 45.0 | 29.0 | 26.0 |
试件f | 45.5 | 28.0 | 26.5 |
试件g | 46.0 | 27.5 | 26.5 |
试件h | 46.5 | 26.5 | 27.0 |
试件i | 47.0 | 26.0 | 27.0 |
试件j | 47.5 | 25.0 | 27.5 |
试件k | 48.0 | 24.0 | 28.0 |
试件l | 50.5 | 20.5 | 29.0 |
试件m | 51.5 | 19.0 | 29.5 |
试件n | 53.0 | 17.5 | 29.5 |
试件o | 55.5 | 13.0 | 31.5 |
[表3]
电阻值/kΩ | 高温特性/%(70℃-100小时) | 耐湿特性/%(40℃-90RH%,100小时) | TCR/ppm/℃ | 涂膜外观 | ||
-25 | 85 | |||||
试件a | 3.69 | -3.32 | -2.00 | -189 | -56 | 裂纹 |
试件b | 1.12 | -2.39 | -1.12 | -139 | -76 | ○ |
试件c | 1.52 | -2.23 | -0.21 | -162 | -61 | ○ |
试件d | 1.65 | -1.95 | -0.34 | -156 | -86 | ○ |
试件e | 1.82 | -2.32 | -0.31 | -164 | -43 | ○ |
试件f | 1.62 | -2.12 | -0.45 | -135 | -61 | ○ |
试件g | 16.7 | -1.25 | -0.53 | -153 | -50 | ○ |
试件h | 1.69 | -0.95 | -0.85 | -146 | -43 | ○ |
试件i | 2.01 | -1.13 | -0.65 | -143 | -33 | ○ |
试件j | 2.24 | -1.35 | -0.76 | -129 | -14 | ○ |
试件k | 2.76 | -1.11 | -0.13 | -174 | -54 | ○ |
试件l | 3.04 | -1.95 | -0.78 | -132 | -8 | ○ |
试件m | 4.66 | -2.40 | -1.07 | -112 | 13 | ○ |
试件n | 7.90 | -2.63 | -1.42 | -134 | 5 | ○ |
试件o | 20.53 | -3.35 | -1.63 | -103 | 10 | 洇渗、高温特性差 |
从表2、3可知,与前述的比较例2的情况相比,试件a~o都具有优良的耐湿特性和TCR特性。即,由于用p-t-丁基酚醛树脂作为树脂,即使在改变了该p-t-丁基酚醛树脂的配比的情况下,与比较例2的其他酚醛树脂的情况相比,也能够改善耐湿特性和TCR特性。
其中,试件标号b~n中,由于碳系导电粉末与p-t-丁基酚醛树脂的配比取在重量比为17.5~35.0∶41.5~53.0的范围内,所以更进一步提高了耐湿特性和TCR特性。且未产生裂纹或洇渗,能够得到良好的涂膜。
试件标号a中,如上所述,虽然耐湿特性和TCR特性比试件标号c~j的情况下的耐湿特性和TCR特性差,但是得到了比前述比较例2好的结果。
试件标号o中,耐湿性低于试件标号c~j,高温特性也低,但是与前述比较例2相比,耐湿特性和TCR特性足够好。
因此,表1~3的结果证明,只要包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂,按照本发明就能够得到耐湿特性和TCR特性好的电阻体。
[实验例iii]
把3.6重量份的下述的分散剂A~C、E~G的任一种,搅拌到10.7重量份的比表面积12m2/g、平均粒径6000nm的石墨与16.0重量份的比表面积211m2/g、平均粒度21nm的炉黑所组成的碳系导电粉末、40.0重量份的实施例1所用的p-t-丁基酚醛树脂(p-t-丁基苯酚和甲醛的缩合反应得到的树脂,昭和高分子公司制,商品名:CKM-1282)、以及29.7重量份的作为溶剂的二甘醇单丁基醚乙酸酯(BCA)之中,得到下述的表4所示的试件1~3、5~7的电阻膏。
除了未添加上述分散剂以及把作为溶剂的BCA的配比改变为33.3重量%之外,与上述一样,得到下述的表4所示的试件4。表4中,在试件4的分散剂一栏内标注了符号D,作为无添加分散剂的符号。
使用上述那样准备的试件1~7的电阻膏,与实施例1~3和比较例1、2的评价时一样来涂敷电阻膏,并烧结而得到电阻体;与实施例1~3和比较例1、2一样,对所得到的电阻体进行评价。在评价时,在所得到的电阻体各50个中,目测观察是否产生了裂纹,评价产生了裂纹的电阻体的比例。结果示于下述的表4。
[表4]
树脂(重量份) | 导电成分(重量份) | 溶剂(重量份) | 分散剂(重量份) | 电阻值KΩ | 高温特性/%(70℃-100小时) | 耐湿特性/%(40℃-90RH%,100小时) | TCR/ppm/℃ | 裂纹产生比例(%) | ||
-25 | 85 | |||||||||
试件1 | 40 | 26.7 | 29.7 | A 3.6 | 0.8 | -1.57 | -0.07 | -217 | -40 | 0 |
试件2 | 40 | 26.7 | 29.7 | B 3.6 | 0.89 | -1.83 | -0.16 | -175 | -22 | 0 |
试件3 | 40 | 26.7 | 29.7 | C 3.6 | 0.93 | -1.68 | -0.51 | -108 | 30 | 0 |
试件4 | 40 | 26.7 | 33.3 | D 0 | 0.97 | -1.45 | -0.01 | -215 | -32 | 80 |
试件5 | 40 | 26.7 | 29.7 | E 3.6 | 0.89 | -1.35 | -0.24 | -157 | -16 | 50 |
试件6 | 40 | 26.7 | 29.7 | F 3.6 | 0.89 | -1.37 | -0.18 | -167 | -15 | 50 |
试件7 | 40 | 26.7 | 29.7 | G 3.6 | 0.95 | -1.3 | -0.27 | -99 | 17 | 50 |
表4中,分散剂A~G的详情如下:
Aα烯烃·无水马来酸共聚物的部分酯化物{共荣社化学公司制,商品名:FLOWLEN(フロ一レン)G700}
B丙烯醇·无水马来酸·苯乙烯共聚物与聚氧烷撑单烷基醚的接枝化物(日本油脂公司制,商品名:AFB-1521)
C脂肪族系多价羧酸{楠本化成公司制,商品名:帝司巴隆(デイスパロン)2150}
D无添加
E高分子聚酯酸的酰胺盐{楠本化成公司制,商品名:帝司巴隆(デイスパロン)DA-703-50}
F高分子聚酯的胺盐{楠本化成公司制,商品名:帝司巴隆(デイスパロン)KS-860}
G直链聚酰胺与高分子酸聚酯的盐{楠本化成公司制,商品名:帝司巴隆(デイスパロン)1860}
从表4可知,在高温特性、耐湿特性和TCR特性方面,试件4~7都很好,但是在所得到的电阻体上都见到了裂纹。即,在不添加分散剂的情况下,在80%的电阻体上见到了裂纹,在添加了聚羧酸系分散剂以外的分散剂E~G的情况下,在50%的电阻体上见到了裂纹。
相对于此,在试件1~3中,由于用了聚羧酸系分散剂,在所得到的电阻体上未见到裂纹。这是因为聚羧酸系分散剂的添加改善了碳系导电粉末和p-t-丁基酚醛树脂的润湿性,在涂敷电阻膏形成的涂膜上难以产生微孔,所以在所得到的电阻体上未产生裂纹。
下面说明本发明的可变电阻器及其制造方法的具体的实施方式。
图1和图2中示出本发明的可变电阻器的一种实施方式。该可变电阻器是被形成为表面安装在印刷电路基板上的片型的可变电阻器,该可变电阻器由两个部件构成,即:把固定金属接线端2、3和可变金属接线端4嵌入模铸成一体的基板1以及铆装在可变金属接线端4上的滑动构件6。
基板1采用耐热性热塑性树脂或热固化性树脂,以便能够耐受焊接的热,并可在高湿度环境下稳定地工作。例如,采用液晶(LCP)树脂、变性6T尼龙、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酯系树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙基酯树脂等。固定接线端2、3的导通部2a、3a在基板1的上面露出来,在基板1的上面涂敷本发明的电阻膏(参照图3),并烧结成形,略呈圆弧状,覆盖固定接线端2、3的导通部2a、3a。由此使固定接线端2、3与电阻体5电气导通。
滑动构件6由具有良好导电性和弹簧特性的金属构成,例如由铜合金、不锈钢或贵金属类合金等薄板构成。如图3(a)、(b)所示,环状的十字孔板6a和杯形的缩颈部(筒状部)6e经连接部6d冲压成一体而形成滑动构件6,在连接部6d处把缩颈部6e向十字孔板6a的里面侧翻折。在十字孔板6a上形成有可以用螺丝刀之类的调整工具旋转操作的十字状的配合槽6b,配合槽6b内的一个槽未被冲裁掉而弯向下方形成舌片6c。在缩颈部6e的与连接部6d相反侧的外周缘部上,形成半圆弧状的臂部6f,臂部6f的中央部位形成有弹性接触在上述电阻体5上的接点部6g。在缩颈部6e的中央部位,形成有嵌合在可变接线端4的孔眼4a上的嵌合孔6h,把该嵌合孔6h嵌合在孔眼4a上,并且把孔眼4a外翻铆住,从而将滑动构件6可转动地安装在基板1上。在缩颈部6e的底部近旁,形成缩颈部6e的一部分向半径方向外冲出来形成限位片6i,该限位片6i顶到形成在基板1的中央孔1a的内侧的凸部1b上,从而限制滑动构件6的转动角度。
为了改变上述可变电阻器的电阻值,把调整工具配合到十字孔板6a的配合槽6b中,转动滑动构件6就能进行调整。一旦把滑动构件6转动到终端,限位片6i就顶到基板1的凸部1b的一方侧面上,这时,滑动构件6的接点部6g与电阻体5的一方的端部接触。
本发明不限定于上述实施例,在上述实施例中,把十字孔板与缩颈部(筒状部)折叠起来构成滑动构件,但是也可以与现有技术一样,把十字孔板与筒状部一体化,在筒状部上形成调整用工具的配合槽。此外,顶在限位片上限制滑动构件的转角的基板凸部也未必要用树脂来形成,例如,也可以使可变接线端的限位爪露出来,使滑动构件的限位片顶在该限位爪上。
本发明的可变电阻器不限定于上述实施方式的结构,上述可变电阻器的制造方法也不特别限定于上述方法。上述固定接线端和可变接线端也可以像上述的实施方式那样预先安装在绝缘基板上,即,在电阻膜形成之前,把固定接线端和可变接线端设置在绝缘基板上。当然,也可以在形成电阻体之后把上述固定接线端和可变接线端形成在绝缘基板上。
Claims (5)
1.一种电阻膏,其特征在于包含碳系导电粉末和置换一价酚醛树脂,所述置换一价酚醛树脂是由置换一价苯酚和甲醛的缩合反应得到的树脂,所述置换一价苯酚是p-t-丁基苯酚。
2.根据权利要求1所述的电阻膏,其特征在于还包含聚羧酸系分散剂。
3.根据权利要求1所述的电阻膏,其特征在于按重量比为17.5~35.0∶41.5~53.0的比例包含所述碳系导电粉末和所述置换一价酚醛树脂。
4.一种可变电阻器,具备其上面设置了电阻体的基板、设置在所述基板上的固定接线端和可变接线端,以及可在所述基板上滑动且具有可滑动地接触所述电阻体的接点的滑动构件;所述滑动构件被电气连接在所述可变接线端上;所述电阻体由权利要求1至3中任一项所述的电阻膏构成。
5.一种可变电阻器的制造方法,其特征在于包含如下步骤:
在绝缘基板上涂敷权利要求1至3中任一项所述的电阻膏;
烧结所涂敷的所述电阻膏,形成电阻体;
在所述绝缘基板上设置固定接线端和可变接线端;
把具有可滑动地接触电阻体的接点且被电气连接在所述可变接线端上的滑动构件安装在所述绝缘基板上。
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