JP2008283209A - Resistor substrate, method of manufacturing the same, and variable resistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器の部品として汎用されている可変抵抗器の技術分野に関し、特に可変抵抗器における抵抗体パターンが形成された抵抗体基板に関するものである。 The present invention relates to a technical field of a variable resistor widely used as a component of an electronic device, and more particularly to a resistor substrate on which a resistor pattern is formed in a variable resistor.
従来、図4の斜視図または図5の縦断面図に示されるように、所定の抵抗体パターン1と導体パターン2が絶縁性の面上に形成されるとともに複数の小孔3a、3b、3cが入出力ターミナル部4に穿設され、複数の外部リード端子5a、5b、5cがその貫通孔を通して取り付け具6(金属ハトメ、金属リベットなど)によって前記小孔3a、3b、3cにてそれぞれかしめられて固定された可変抵抗器用の抵抗体基板(エレメント)20には、紙フェノール積層板やガラスエポキシ基板が汎用されている。
Conventionally, as shown in a perspective view of FIG. 4 or a longitudinal sectional view of FIG. 5, a
また、下記[特許文献1]には、図6の斜視図または図7の縦断面図に示されるように、可変抵抗器の回路基板(上記抵抗体基板と同義)について、金属性基板30を用い、これに絶縁層21を介して導電路22(前記導体パターン2と同義)を取り付け固定させ、導電路22からの出力または入力電極部23(前記入出力ターミナル部4と同義)に設けた小孔3a、3b、3cと外部リード端子5a、5b、5cに設けた貫通孔に絶縁性の止め鋲24を挿入して、かしめることによって上記外部リード端子5a、5b、5cを上記出力または入力電極部23に固着接続した構造の回路基板が開示されている。
In [Patent Document 1] below, as shown in the perspective view of FIG. 6 or the longitudinal cross-sectional view of FIG. 7, a
電子機器の製造業界からは、耐久性に優れた高信頼性の可変抵抗器の要請が強い。 There is a strong demand from the electronics manufacturing industry for highly reliable variable resistors with excellent durability.
この点、前記図4のような馬蹄形状の抵抗体パターン1或いは直線状の抵抗体パターンを形成した絶縁性の基板に小孔3a、3b、3cを穿設して外部リード端子5a、5b、5cを金属ハトメ、リベットなどの導電性の取り付け具6でかしめ固定した抵抗体基板20と、摺動子(導電ブラシとも称する。)を付設したローターまたはスライダーを組み合わせてなる基本構造のロータリー・ボリューム及びロータリー・エンコーダやスライド・ボリュームでは、信頼性の向上が難しい。
In this respect,
即ち、紙フェノール積層板などのフェノール樹脂基板はコストが安いものの、(a)湿度に弱く梅雨時には抵抗値が10%程度上昇する点、(b)抵抗体パターン1を印刷して焼付けする際には、200℃〜220℃の高温で4〜5回焼く必要があるが、紙フェノール積層板は収縮率が高くて印刷パターンのずれが大きくなり、精度の高い抵抗体パターンが得にくい点が難点として挙げられる。
That is, although a phenolic resin substrate such as a paper phenol laminate is low in cost, (a) the resistance value is increased by about 10% in the rainy season due to humidity and (b) when the
一方、ガラスエポキシ基板は紙フェノール積層板に比べて材料コストが4倍程度上昇するが、湿度に強く高温多湿時でも抵抗値変動は5〜10%の範囲に収まるため、最近では紙フェノール積層板から徐々に切り替わりつつある。 On the other hand, the glass epoxy substrate has a material cost that is about 4 times higher than that of the paper phenol laminate. It is gradually switching from.
しかしながら、(c)このガラスエポキシ基板も、印刷した抵抗体パターンを200℃〜220℃の高温で焼付けする際には、ガラスエポキシ基板の収縮率が0.05%あるために、直線性の誤差を3%以下に抑えた高精度の抵抗体の歩留まりが良くない点、(d)上記の焼付けによりエポキシの収縮が起こり、表面にガラス繊維が浮き出して来て摺動ノイズの増大を引き起こす点、(e)ガラス繊維のために基板の切断、孔開け、打ち抜きの時にガラス繊維の折れた粉が表面に付着して印刷され、摺動ノイズ原因となるために洗浄に時間とコストが掛かり、更に印刷後の外観選別に労力を要する点、(f)ガラス繊維の粉は洗浄した後も継続して基板から砕けて散出し、これが研磨剤の働きをして抵抗体パターンの回転寿命を極端に縮める原因となっている点、さらには、(g)基板打ち抜き後の残りのスクラップの廃棄処分も容易ではない点などが難点として挙げられる。 However, (c) this glass epoxy substrate also has a linearity error because the shrinkage rate of the glass epoxy substrate is 0.05% when the printed resistor pattern is baked at a high temperature of 200 ° C. to 220 ° C. The yield of high-precision resistors with a resistance of 3% or less is not good, (d) the shrinkage of epoxy occurs due to the above-mentioned baking, and the glass fiber rises on the surface, causing an increase in sliding noise, (E) Glass fiber broken powder adheres to the surface when printing, punching, and punching due to glass fiber and is printed, causing sliding noise. (F) The glass fiber powder continues to be crushed and spattered from the substrate even after washing, and this acts as an abrasive to significantly increase the rotational life of the resistor pattern. Shrink That has become a factor, furthermore, be mentioned as a drawback such as a point is not easy disposal of the remaining scrap after (g) the substrate stamping.
この点、前記[特許文献1]では、フェノール樹脂基板の熱収縮率が大きい点及びセラミック基板の耐衝撃性が弱い点に鑑みて、上述の図6、図7のように高信頼性の可変抵抗器としては難点のある上記紙フェノール積層板やセラミック基板などの絶縁性基板に替わる基板として、金属性基板30を用いた可変抵抗器の実施例が示されているが、外部リード端子5a、5b、5cを基板に固定する取り付け具6として、「絶縁性の止め鋲24」(絶縁性のリベット)を必須構成要素とする。蓋し、従来から使用されている金属ハトメなどの導電性の止め鋲は、金属性基板30の裏面や小孔3a、3b、3cの内面を通して外部リード端子5a、5b、5cが全て導通してしまうため使用不可能なのである。前記[特許文献1]では、この「絶縁性の止め鋲24」の具体的材質についての開示は一切ないが、多分に樹脂製と考えられる。しかし、これは止め鋲として一般的なものではなく、汎用性に欠け、コスト面、取り扱い面で劣ることは明らかである。また、樹脂製の絶縁性の止め鋲24では、半田付けの温度で軟化してかしめが緩む恐れが大きく信頼性に欠ける点が問題となる。
In this regard, in [Patent Document 1], in view of the point that the thermal shrinkage rate of the phenol resin substrate is large and the impact resistance of the ceramic substrate is weak, the highly reliable variable as shown in FIGS. Examples of the variable resistor using the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐久性に優れた高信頼性の可変抵抗器という要請に応える新構造の抵抗体基板とその製造方法及びこれを用いた可変抵抗器を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a resistor substrate having a new structure that meets the demand for a highly reliable variable resistor having excellent durability, a manufacturing method thereof, and a variable resistor using the same. To do.
本発明は上記目的を達成するために、
(1)可変抵抗器用の抵抗体基板19であって、外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cが形成された金属板7と、前記金属板7の前記入出力ターミナル部17a、17b、17cを含む表裏全面と側面に形成された絶縁性皮膜層8と、前記絶縁性皮膜層8の面上に形成された前記入出力ターミナル部17a、17b、17cに至る所定形状の導体パターン2及び所定形状の抵抗体パターン1と、前記外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cにおける前記絶縁性皮膜層8の上に形成された前記導体パターン2及び前記抵抗体パターン1にそれぞれ導電接続する導電ペースト層または導電メッキ層9と、を備えることを特徴とする抵抗体基板19を提供する。
(2)金属板7に外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cを形成する工程と、前記金属板7の前記入出力ターミナル部17a、17b、17cを含む表裏全面と側面に絶縁性皮膜層8を形成する工程と、前記外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cにおける前記絶縁性皮膜層8の上に半田付け可能な導電ペースト層または導電メッキ層9を形成する工程と、前記金属板7の前記絶縁性皮膜層8の面上に前記入出力ターミナル部17a、17b、17cの導電ペースト層または導電メッキ層9と導電接続する所定形状の導体パターン2及び所定形状の抵抗体パターン1を印刷・焼付けて形成する工程と、前記金属板7を所定の外形状に打ち抜き成形する工程と、を有することを特徴とする上記(1)に記載の抵抗体基板の製造方法を提供する。
(3)上記(1)に記載の抵抗体基板19と、前記抵抗体基板19の抵抗体パターン1上を摺動する摺動子と、前記摺動子を保持して動かすつまみ機構部と、を少なくとも備えることを特徴とする可変抵抗器を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention
(1) A
(2) A step of forming a plurality of strip-like input / output
(3) The
本発明に係る可変抵抗器用の抵抗体基板とその製造方法及び可変抵抗器は上記のように構成されているため、以下に記載するような効果を有する。
(1)湿度による基板の伸び縮みがほとんど無く、高温焼付けしても収縮がほとんど無いので、高精度の抵抗体パターンが得られる。延いては高精度の可変抵抗器が得られる。
(2)基板の切断、孔開け、打ち抜きの時に散出する粉滓の影響が無いので、ごみ除去の手間が省ける。
(3)平滑な金属板の絶縁性皮膜層の面上に形成された抵抗体パターンの表面は平滑であって摺動ノイズが低く、スライド寿命などの耐久性が格段に向上し、高信頼性の可変抵抗器が実現する。
(4)抵抗体基板の放熱性が良いので可変抵抗器としてのワット数を高く設定できる。
(5)抵抗体基板の耐熱性が高いので高温度で焼付けが必要なポリイミド樹脂(耐磨耗性が高い)が抵抗体インクのワニスとして適用できるので、更に耐磨耗性に優れた可変抵抗器が実現する。
(6)金属板と一体に成形された入出力ターミナル部の外部リード端子を備えており、手間の掛かる外部リード端子を別途にかしめ固定する工程が省かれるので、製造工程の自動化が図られる。
(7)また、外部リード端子の緩みの恐れが全くないため、信頼性の高い可変抵抗器が得られる。
Since the resistor substrate for a variable resistor according to the present invention, the manufacturing method thereof, and the variable resistor are configured as described above, they have the following effects.
(1) There is almost no expansion / contraction of the substrate due to humidity, and since there is almost no contraction even when baking at high temperature, a highly accurate resistor pattern can be obtained. As a result, a highly accurate variable resistor can be obtained.
(2) Since there is no influence of the powder that scatters when the substrate is cut, perforated or punched, the trouble of removing dust can be saved.
(3) The surface of the resistor pattern formed on the surface of the insulating film layer of the smooth metal plate is smooth and has low sliding noise, and durability such as slide life is remarkably improved and high reliability. The variable resistor is realized.
(4) Since the heat dissipation of the resistor substrate is good, the wattage as a variable resistor can be set high.
(5) Since the resistor substrate has high heat resistance, polyimide resin (high wear resistance) that requires baking at high temperatures can be applied as a varnish for resistor inks, so that the variable resistance is further excellent in wear resistance. The vessel is realized.
(6) Since the external lead terminal of the input / output terminal portion formed integrally with the metal plate is provided, and the step of separately caulking and fixing the external lead terminal is omitted, the manufacturing process can be automated.
(7) Since there is no possibility of loosening of the external lead terminal, a highly reliable variable resistor can be obtained.
図面を基に本発明に係る抵抗体基板とその製造方法の実施の形態例を説明する。 Embodiments of a resistor substrate and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る抵抗体基板の平面図である。図2は本発明に係る抵抗体基板の入出力ターミナル部の縦断面図である。図3は本発明に係る抵抗体基板の製造工程フロー図である。 FIG. 1 is a plan view of a resistor substrate according to the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the input / output terminal portion of the resistor substrate according to the present invention. FIG. 3 is a manufacturing process flow diagram of the resistor substrate according to the present invention.
次に、本発明に係る抵抗体基板は、図1及び図2に示されるスライド・ボリューム用の抵抗体基板19のように、外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cが形成された厚さ0.4mm程度の金属板7(例えば、前記アルミニウム薄板14或いはブリキ板11)と、前記金属板7の前記入出力ターミナル部17a、17b、17cを含む表裏全面と側面に形成された絶縁性皮膜層8(例えば、前記アルマイト処理によって形成された酸化アルミニウム膜、或いはエポキシ樹脂皮膜など。)と、前記絶縁性皮膜層8の面上に形成された前記入出力ターミナル部17a、17b、17cに至る所定形状の導体パターン2及び所定形状の抵抗体パターン1と、前記外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cにおける前記絶縁性皮膜層8の上に形成された前記導体パターン2及び前記抵抗体パターン1にそれぞれ導電接続する導電ペースト層または導電メッキ層9と、を備える構造である。
Next, the resistor substrate according to the present invention has a plurality of strip-like input / output
尚、上記の抵抗体パターン1や導体パターン2は従来通りに抵抗インク(高温度で焼付けが必要なポリイミド樹脂をワニスとしてカーボン粉と混ぜた抵抗体インクが使用できる。)や銀インクを印刷、焼付け硬化して形成されている。
The
また、上記アルマイト処理(大正12年頃、理化学研究所で発明されたときの商標名)とは、硫酸、蓚酸などを電解液として電気分解し、陽極酸化によりアルミニウムの表面に耐食性の絶縁性皮膜を形成する処理である。 The alumite treatment (trade name when invented at RIKEN, circa Taisho 12) is an electrolysis using sulfuric acid, oxalic acid, etc. as an electrolytic solution, and an anodizing process to form a corrosion-resistant insulating film on the surface of aluminum. It is a process to form.
その製造方法は、図3に示されるように、(m)金属板7に外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cを形成する工程と、(n)前記金属板7の前記入出力ターミナル部17a、17b、17cを含む表裏全面と側面に絶縁性皮膜層8を形成する工程と、(p)前記外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cにおける前記絶縁性皮膜層8の上に半田付け可能な導電ペースト層または導電メッキ層9を形成する工程と、(q)前記金属板7の前記絶縁性皮膜層8の面上に前記入出力ターミナル部17a、17b、17cの導電ペースト層または導電メッキ層9と導電接続する所定形状の導体パターン2を印刷・焼付けて形成する工程と、(r)前記金属板7の前記絶縁性皮膜層8の面上に所定形状の抵抗体パターン1を印刷・焼付けて形成する工程と、(s)前記金属板7を所定の外形状(例えば、工程(m)を表す図の破線で示される長方形の形状)に打ち抜き成形する工程と、を有する構成となっている。なお、上記工程(p)は工程(r)の後でもよい。
As shown in FIG. 3, the manufacturing method includes (m) a step of forming a plurality of strip-like input /
本製造方法に特徴的なのは、先に金属板7に外部リード端子となる複数の短冊状の入出力ターミナル部17a、17b、17cをエッチングや打ち抜き成形などで形成しておき(工程(m))、次に、強固な絶縁性皮膜層8を金属板7の全面に形成することにより、入出力ターミナル部17a、17b、17cのそれぞれの表面に形成された半田付けが可能な銀ペーストなどの導電ペーストや錫メッキ処理などで形成された電極が外部リード端子として出来上がる点にある。勿論、入出力ターミナル部17a、17b、17cの内部は金属板7の一部として導通しているが、それらの表面は絶縁性皮膜層8で覆われているので、該絶縁性皮膜層8の面上に形成された入出力ターミナル部17a、17b、17c上の導電ペースト層または導電メッキ層9は互いに導通していないので、外部リード端子と成り得るのである。
A characteristic of this manufacturing method is that a plurality of strip-like input / output
また、本実施の形態では、小孔を穿設する工程や従来手作業で行わざるを得なかった外部リード端子5a、5b、5cの金属ハトメなどによる取り付け工程が省かれるので、製造工程の自動化が図られ、耐久性、信頼性の高い可変抵抗器の大量生産が可能になる。
Further, in the present embodiment, the process of drilling the small holes and the process of attaching the
さらに、本製造方法では基板として安価で樹脂基板などに比して耐熱性があり、表面が極めて平滑な金属板が用いられているので、抵抗体パターンや導体パターンの形成が非常に精度よくできるという特徴を備える。 Furthermore, this manufacturing method uses a metal plate that is inexpensive as a substrate, has heat resistance compared to a resin substrate, etc., and has an extremely smooth surface, so that a resistor pattern and a conductor pattern can be formed with very high accuracy. It has the feature.
また、上記の製造方法及びこれによって製造された抵抗体基板19の効果として、湿度による伸び縮みがほとんど無い点、高温焼付けしても収縮がほとんど無いので高精度の抵抗体パターンが得られる点、ガラスなどの粉滓が出ないのでごみ除去の手間が省ける点、表面は非常に平滑で摺動ノイズが低く、寿命が飛躍的に伸びる点、端子に半田付けする際にも金属基板の熱伝導率が高いので、半田付けの温度で端子が緩む恐れが無い点、抵抗体のワット数は放熱性が良いので高く設定できる点、耐熱性が高いので高温度で焼付けが必要なポリイミド樹脂が抵抗インクのワニスとして適用でき、更に耐磨耗性に優れた可変抵抗器が実現する点が挙げられる。
In addition, as an effect of the above-described manufacturing method and the
上記の本発明に係る抵抗体基板19はスライド・ボリューム用のものであるが、これを構成要素の抵抗体基板とし、該抵抗体基板19の抵抗体パターン1上を摺動する摺動子と、前記摺動子を保持して動かすつまみ機構部と、を少なくとも備える従来と同様の構造のロータリー・ボリューム、ロータリー・エンコーダ或いはスライド・ボリュームは従来と同様の組み立て工程で歩留まり良く作られることは言うまでもない。
The
以上、詳述した本発明の金属板を基材とする抵抗体基板を用いた上記各種可変抵抗器が、高信頼性、高耐久性、高精度であることは明らかである。 As described above, it is clear that the various variable resistors using the resistor substrate based on the metal plate of the present invention described in detail have high reliability, high durability, and high accuracy.
1 抵抗体パターン
2 導体パターン
7 金属板
8 絶縁性皮膜層
9 導電ペースト層または導電メッキ層
17a、17b、17c 外部リード端子となる短冊状の入出力ターミナル部
19 抵抗体基板
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101044973B1 (en) | 2009-06-17 | 2011-06-29 | 성균관대학교산학협력단 | High resistance cermet resistor and method of forming the same |
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JPS54117843A (en) * | 1978-03-03 | 1979-09-12 | Fuji Heavy Ind Ltd | Piston reciprocating type internal combustion engine |
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2008
- 2008-07-10 JP JP2008179800A patent/JP2008283209A/en active Pending
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