JP2015035508A - 抵抗基板及び回転型可変抵抗器並びに抵抗基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗体パターンをレーザ加工により形成することができて、リニアリティ特性を向上できる抵抗基板等を提供すること。
【解決手段】絶縁基板（７００）上に絶縁層（７０１）を印刷形成する絶縁層印刷工程と、第１電極パターン（７０２）及び第２電極パターン（７０３）を絶縁層の上に印刷形成する電極印刷工程と、絶縁層の上に、第１電極パターン及び第２電極パターンを覆うように抵抗体層（７０４）をベタ膜状に印刷形成する抵抗体層印刷工程と、抵抗体層上にレーザを照射して抵抗体層を除去することで形成される分離パターン（７０５）によって少なくとも外周側と内周側とを挟まれ、抵抗体層から絶縁状態とされた抵抗体パターン（７０６）を得る抵抗体形成工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、抵抗基板及び回転型可変抵抗器並びに抵抗基板の製造方法に関し、特に、リニアリティ特性に優れた抵抗基板及び回転型可変抵抗器並びに抵抗基板の製造方法に関する。

従来、抵抗基板に対して回転可能な回転体と、抵抗基板に印刷形成された抵抗体パターンに摺接する摺動子と、この摺動子を保持して回転体と一体的に回転する受け部材とを備え、抵抗体パターンに対する摺動子の摺接位置に応じて電気信号を出力する回転型可変抵抗器において、受け部材を回転体に対して回転させることにより、回転体と受け部材との回転方向の相対位置を調整可能とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この回転型可変抵抗器によれば、抵抗基板に回転体を位置合わせした組立段階で受け部材だけを回転できるため、抵抗体パターンの印刷時の位置ずれ等を組立段階で調整でき、回転体の回転位置と出力値とのリニアリティ特性を向上させることができる。

特開２００８−１３５５５８号公報

上述したような従来の回転型可変抵抗器において、出力値のリニアリティ特性は、抵抗基板上に設けられる抵抗体パターンの膜厚の均一性の影響を受ける。このため、抵抗体パターンの膜厚の均一性が確保されていないと、リニアリティ特性が低下する。抵抗基板上の抵抗体パターンは、スクリーン印刷により設けることが一般的である。抵抗体パターン等をスクリーン印刷により設ける場合には、印刷開始位置と、印刷途中位置（例えば、抵抗体パターンの中間位置以降）とで抵抗体パターンの膜厚が不均一となる事態が発生し得る。

スクリーン印刷における抵抗体パターンの膜厚の不均一の問題は、印刷箇所におけるスキージと印刷マスクとの摩擦抵抗（摩擦係数）の相違がその要因の１つと考えられる。例えば、印刷開始位置（抵抗体パターンの外周部の一部）では、印刷マスクの摩擦抵抗が低い一方、抵抗体パターンの中間領域以降では、摩擦抵抗が印刷開始位置よりも高くなることが想定される。このように摩擦抵抗が変動する場合、印刷マスクに接触するスキージは、その接触角度を変更しながら移動する。このため、摩擦抵抗が低い場合には、その接触角度が相対的に大きくなる一方、摩擦抵抗が高い場合には、その接触角度が相対的に小さくなることが推測される。これらの接触角度の変化に伴って抵抗体パターンを構成する材料の供給量が変化し、その膜厚が不均一になると考えられる。

このようなスクリーン印刷に伴う抵抗体パターンの膜厚の不均一の問題に対応するため、例えば、絶縁基板に抵抗体層を一様に覆うベタ膜状に印刷形成して、レーザ加工により不要部分を除去することで円弧状の抵抗体パターンを形成することが考えられる。一方、可変抵抗器においては、車載用の高温環境下で用いられるセンサ等に適用されることを考慮して、耐熱性に優れた絶縁基板としてガラスエポキシ基板を利用することが好ましい。このため、発明者は、絶縁基板としてガラスエポキシ基板を用いる一方、ガラスエポキシ基板上の抵抗体層にレーザを照射して抵抗体層の不要部分を除去することを試みた。しかしながら、レーザ加工による抵抗体層の不要部分を除去する際、ガラスエポキシ基板に達したレーザにより基板表面が炭化し、所望の形状に抵抗体パターンを形成することが困難であった。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、抵抗体パターンをレーザ加工により形成することを可能として、リニアリティ特性を向上できる抵抗基板及び回転型可変抵抗器並びに抵抗基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の抵抗基板は、絶縁基板上に、摺動子が円弧状に摺動する抵抗体パターンと集電体パターンとがスクリーン印刷により印刷形成されると共に、前記抵抗体パターンの一端部に導通する第１電極パターンと、前記抵抗体パターンの他端部に導通する第２電極パターンとが形成された回転型可変抵抗器用の抵抗基板において、前記抵抗体パターンの少なくとも外周側と内周側には、当該抵抗体パターンと同じ材料からなる抵抗体層が形成されると共に、前記抵抗体パターン及び前記抵抗体層は、前記絶縁基板の上に形成された絶縁層上に設けられており、前記抵抗体パターンと前記抵抗体層との間には、レーザ照射により前記抵抗体層が除去されてなる分離パターンが設けられ、前記分離パターンから前記絶縁層が露出すると共に、前記抵抗体パターンと前記抵抗体層とが絶縁されていることを特徴とする。

この抵抗基板によれば、抵抗体層をベタ膜状に印刷する一方、レーザ加工により抵抗体パターンを抵抗体層から分離して形成できるので、単に抵抗体パターンをスクリーン印刷により形成する場合のように、抵抗体パターンの膜厚が不均一となる事態を抑制できる。一方、抵抗体パターン及び抵抗体層が絶縁基板の上に形成された絶縁層上に積層されていることから、絶縁基板がレーザ加工の影響を受けることを防止できるので、絶縁基板の材質によらず、円弧形状を有する抵抗体パターンの形状をレーザ加工により得ることができる。この結果、抵抗体パターンをレーザ加工により形成することができて、リニアリティ特性に優れた抵抗基板を得ることが可能となる。

上記抵抗基板において、前記絶縁基板は、ガラスエポキシ基板で構成されることが好ましい。この場合には、抵抗基板を構成する絶縁基板がガラスエポキシ基板で構成されることから、抵抗基板が車載用の高温環境下で用いられるセンサ等に適用される場合においても、出力信号のリニアリティ特性の良好な抵抗基板を得ることができる。

上記抵抗基板において、前記絶縁層は、熱硬化性樹脂の塗膜で構成されることが好ましい。この場合には、絶縁基板上に形成される絶縁層が熱硬化樹脂の塗膜で構成されるので、抵抗体層を除去したレーザが絶縁層に達して加熱されたとしても、絶縁層が軟化することがないので、レーザが絶縁基板（ガラスエポキシ基板）に到達するのを防止でき、適切に抵抗体パターンを形成することが可能となる。

例えば、上記抵抗基板において、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂で構成される。熱硬化性樹脂がフェノール樹脂で構成される場合には、印刷後の加熱処理に応じて硬化する際に水分が発生し得る。このような水分の発生は、塗膜の表面に微小な凹凸の発生の原因となり、抵抗基板を用いた可変抵抗器における出力特性に影響を及ぼし得る。これに対し、熱硬化性樹脂をエポキシ樹脂で構成する場合には、このような水分の発生を防止でき、凹凸の少ない表面の塗膜を得ることが可能となる。

また、上記抵抗基板において、前記集電体パターンは、前記抵抗体パターンの内周側において前記絶縁層の上に形成されると共に、前記集電体パターンの上には、前記抵抗体パターンと同じ材料からなるオーバーコート層が、当該集電体パターンを覆うように形成されており、このオーバーコート層が前記抵抗体層の一部を構成していることが好ましい。この場合には、集電体パターンを覆うオーバーコート層が、抵抗体層の一部を構成していることから、抵抗体パターンと集電体パターンとを近接して設けることができるので、抵抗体層を設けることに伴って抵抗基板が大きくなるのを抑制することが可能となる。

本発明の回転型可変抵抗器は、上述したいずれかの態様の抵抗基板と、前記抵抗基板が有する絶縁基板に印刷形成された抵抗体パターン及び集電体パターン上を摺動する摺動子とを具備することを特徴とする。

この回転型可変抵抗器によれば、上述したいずれかの態様の抵抗基板を備えることから、抵抗体パターンをレーザ加工により形成することができて、リニアリティ特性を向上できる回転型可変抵抗器を得ることが可能となる。

本発明の抵抗基板の製造方法は、絶縁基板上に、摺動子が円弧状に摺動する抵抗体パターンと集電体パターンとがスクリーン印刷により印刷形成されると共に、前記抵抗体パターンの一端部に導通する第１電極パターンと、前記抵抗体パターンの他端部に導通する第２電極パターンとが形成された回転型可変抵抗器用の抵抗基板の製造方法において、前記絶縁基板上に絶縁層を印刷形成する絶縁層印刷工程と、前記第１電極パターン及び第２電極パターンを離間した状態で、前記絶縁層の上に印刷形成する電極印刷工程と、前記絶縁層の上に、前記第１電極パターン及び第２電極パターンを覆うように抵抗体層をベタ膜状に印刷形成する抵抗体層印刷工程と、前記抵抗体層上にレーザを照射して前記抵抗体層を除去することで形成される分離パターンによって少なくとも外周側と内周側とを挟まれ、前記抵抗体層から絶縁状態とされた円弧形状を有する前記抵抗体パターンを得る抵抗体形成工程とを有することを特徴とする。

この抵抗基板の製造方法によれば、抵抗体層をベタ膜状に印刷する一方、レーザ加工により抵抗体パターンを抵抗体層から分離して形成できるので、単に抵抗体パターンをスクリーン印刷する場合のように、抵抗体パターンの膜厚が不均一となる事態を抑制できる。一方、抵抗体パターン及び抵抗体層が絶縁基板の上に形成された絶縁層上に積層されていることから、絶縁基板がレーザ加工の影響を受けることを防止できるので、絶縁基板の材質によらず、円弧形状を有する抵抗体パターンの形状をレーザ加工により得ることができる。この結果、抵抗体パターンをレーザ加工により形成することができて、リニアリティ特性に優れた抵抗基板を得ることが可能となる。

上記抵抗基板の製造方法において、前記絶縁基板は、ガラスエポキシ基板で構成されることが好ましい。この場合には、抵抗基板を構成する絶縁基板がガラスエポキシ基板で構成されることから、抵抗基板が車載用の高温環境下で用いられるセンサ等に適用される場合においても、出力信号のリニアリティ特性の良好な抵抗基板を得ることができる。

上記抵抗基板の製造方法において、前記絶縁層は、エポキシ樹脂の塗膜で構成されることが好ましい。この場合には、絶縁層がフェノール樹脂で構成される場合には、印刷後の加熱処理に応じて硬化する際に水分が発生し得る。このような水分の発生は、塗膜の表面に微小な凹凸の発生の原因となり、抵抗基板を用いた可変抵抗器における出力特性に影響を及ぼし得る。これに対し、絶縁層をエポキシ樹脂で構成する場合には、このような水分の発生を防止でき、凹凸の少ない表面の塗膜を得ることが可能となる。

上記抵抗基板の製造方法においては、前記電極印刷工程にて、前記抵抗体パターンの内周側において前記集電体パターンが前記絶縁層の上に形成され、前記抵抗体層印刷工程にて、前記集電体パターンの上に、前記抵抗体パターンと同じ材料からなるオーバーコート層が、当該集電体パターンを覆うように形成され、このオーバーコート層が前記抵抗体層の一部を構成することが好ましい。この場合には、集電体パターンを覆うオーバーコート層が、抵抗体層の一部を構成していることから、抵抗体パターンと集電体パターンとを近接して設けることができるので、抵抗体層を設けることに伴って抵抗基板が大きくなるのを抑制することが可能となる。

本発明によれば、抵抗体パターンをレーザ加工により形成することができるため、リニアリティ特性に優れた抵抗基板及び回転型可変抵抗器並びに抵抗基板の製造方法を提供することが可能となる。

本実施の形態に係る抵抗基板が適用される可変抵抗器の分解斜視図である。 本実施の形態に係る抵抗基板が適用される可変抵抗器の分解斜視図である。 本実施の形態に係る抵抗基板の平面図である。 本実施の形態に係る抵抗基板の製造工程の説明図である。 本実施の形態に係る抵抗基板の断面図である。 ガラスエポキシ基板で構成された絶縁基板にレーザ加工を施した場合の顕微鏡写真及びその模式図である。 ガラスエポキシ基板で構成され、絶縁層が積層された絶縁基板にレーザ加工を施した場合の顕微鏡写真及びその模式図である。 フェノール樹脂で構成される絶縁層の表面状態を示す顕微鏡写真及びその模式図である。 エポキシ樹脂で構成される絶縁層の表面状態を示す顕微鏡写真及びその模式図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る抵抗基板は、回転操作型の可変抵抗器に好適に用いられる。また、以下においては、本発明を抵抗基板に具現化して説明するが、本発明は、抵抗基板に限定されず、この抵抗基板の製造方法及びこの抵抗基板を用いた可変抵抗器（回転型可変抵抗器）においても成立する。

図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係る抵抗基板が適用される回転型可変抵抗器（以下、単に「可変抵抗器」という）１の分解斜視図である。なお、以下においては、説明の便宜上、図１に示す上方側を「可変抵抗器１の上方側」と呼び、図１に示す下方側を「可変抵抗器１の下方側」と呼ぶものとする。図１においては、上方側から可変抵抗器１を示し、図２においては、下方側から可変抵抗器１を示している。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る可変抵抗器１は、絶縁性の樹脂材料で成形されるケース２と、ケース２上に配置される抵抗基板３と、抵抗基板３上を回転移動可能に保持される摺動子受け４と、摺動子受け４の下面に固定される摺動子５と、後述する抵抗基板３の端子部３５に接続される複数の出力端子６とを含んで構成される。なお、図１及び図２においては、説明の便宜上、抵抗基板３が有する複数の端子部３５を分離して示している。

本実施の形態に係る可変抵抗器１においては、ケース２の上面に設けられた基板収容部２１に抵抗基板３が収容される一方、摺動子５が下面に固定された摺動子受け４がケース２に対して回転可能に取り付けられる。ここで、抵抗基板３は、概して円盤形状を有し、その中央に円形の開口部３１が設けられている。抵抗基板３は、基板収容部２１内に設けられた円筒部２２を開口部３１に挿入させた状態で基板収容部２１に収容される。なお、ケース２において、円筒部２２の内側には円形の開口部２３が形成されている。

抵抗基板３の上面であって、開口部３１の周囲には、抵抗体パターン３２及び抵抗体層３３が形成されている。なお、抵抗基板３の所定位置には、複数の貫通孔３４ａ〜３４ｃが形成されている。各端子部３５は、これらの貫通孔３４ａ〜３４ｃに一方の固定片３５ａを挿入した状態で抵抗基板３に固定される。各出力端子６には、端子部３５の他方の固定片３５ｂを収容する貫通孔６１が形成されている。各出力端子６は、貫通孔６１で端子部３５の他方の固定片３５ｂを収容した状態で固定される。

摺動子受け４は、概して円盤形状を有し、その下面中央に円筒形状部４１が設けられている。摺動子受け４は、円筒形状部４１の内周に形成された非円形形状部４１ａで図示しない回転軸と係合し、この回転軸の回転に伴って回転可能に構成されている。摺動子５は、概して円環形状を有し、円筒形状部４１の周囲において、摺動子受け４の下面に形成された複数の固定片４２により固定される。摺動子５が固定された摺動子受け４は、円筒形状部４１をケース２の円筒部２２に挿入した状態でケース２に回転可能に取り付けられる。例えば、摺動子受け４は、円筒形状部４１の下端部を熱変形させることでケース２に固定される。なお、図１及び図２においては、説明の便宜上、円筒形状部４１が変形した状態について示している。摺動子受け４がケース２に取り付けられた状態において、摺動子５は、抵抗基板３の表面（上面）を摺動可能に配置される。

摺動子５は、例えば、弾性を有する金属板材に打ち抜き加工及び折り曲げ加工を施して形成される。摺動子５には、僅かに下方側に延伸する第１摺動腕部５１と、第２摺動腕部５２とが設けられている。第１摺動腕部５１は、概して半円環形状を有する。第１摺動腕部５１の中央には、下方側に突出して摺動部５１ａが設けられている。第２摺動腕部５２は、概して円環形状を有し、第１摺動腕部５１の内側に配置されている。第２摺動腕部５２の所定位置には、下方側に突出して一対の摺動部５２ａが設けられている。摺動子受け４は、摺動子５のこれらの第１摺動腕部５１、第２摺動腕部５２が有する弾力により僅かに上方側に持ち上げられた状態でケース２に取り付けられている。

本実施の形態に係る可変抵抗器１においては、円筒形状部４１（非円形形状部４１ａ）と係合する回転軸の回転に応じて摺動子受け４が回転すると、この回転に伴って抵抗体パターン３２に対する摺動子５の摺動部５１ａの接触位置が変化する。そして、この摺動部５１ａの接触位置の変化に応じて出力端子６から出力される信号の値も変化する。可変抵抗器１が搭載される機器において、この出力信号の値を検出することにより、回転軸の回転量又は被検出対象の回転位置を検出することができる。

ここで、本実施の形態に係る抵抗基板３の構成について図３を用いて説明する。図３Ａ、図３Ｂは、本実施の形態に係る抵抗基板３の平面図である。なお、図３においては、説明の便宜上、抵抗基板３に設けられる端子部３５を省略している。また、図３Ａにおいては、説明の便宜上、抵抗体パターン３２と、第１延設部３２ａ及び第２延設部３２ｂとの境界位置を破線で示している。さらに、図３Ｂにおいては、説明の便宜上、抵抗基板３の内部に設けられる集電体パターン３７、第１電極パターン３８及び第２電極パターン３９を示している。

図３に示すように、抵抗基板３は、平面視にて、概して円形状を有すると共に、同図に示す下端部に直線形状部３ａを有している。抵抗基板３の表面（上面）には、円弧形状を有する抵抗体パターン３２が設けられている。詳細について後述するように、抵抗体パターン３２は、抵抗基板３の一定範囲で円弧形状を描くように設けられている（図３Ｂ参照）。また、この抵抗体パターン３２の少なくとも内周側及び外周側には、抵抗体層３３が設けられている。以下においては、説明の便宜上、抵抗体パターン３２の内周側に配置される抵抗体層３３を抵抗体層３３ａと呼び、抵抗体パターン３２の外周側に配置される抵抗体層３３を抵抗体層３３ｂと呼ぶものとする。抵抗体層３３ａの略中央には、開口部３１が形成されている。また、抵抗体パターン３２と抵抗体層３３（３３ａ、３３ｂ）とは絶縁状態となっている。

抵抗体パターン３２と抵抗体層３３との間には、これらを分離する分離パターン３６が設けられている。分離パターン３６は、詳細について後述するように、抵抗基板３を構成する絶縁基板上に形成された絶縁層が露出する溝部で構成されている。分離パターン３６は、抵抗基板３の内周側に配置される分離パターン３６ａと、外周側に配置される分離パターン３６ｂとを有する。分離パターン３６ａは、抵抗体パターン３２と抵抗体層３３ａとの間に設けられている。一方、分離パターン３６ｂは、抵抗体パターン３２と抵抗体層３３ｂとの間に設けられている。すなわち、抵抗基板３の表面（上面）においては、抵抗体パターン３２と抵抗体層３３ａとが分離パターン３６ａにより区画され、抵抗体パターン３２と抵抗体層３３ｂとが分離パターン３６ｂにより区画されている。言い換えると、円弧形状を有する抵抗体パターン３２は、分離パターン３６ａ、３６ｂによって外周側と内周側とを挟まれる位置に形成されている。

図３Ｂに示すように、抵抗体層３３ａの下層には、集電体パターン３７が設けられている。集電体パターン３７は、概して円環形状を有すると共にその一部が幅広部となった円環形状部３７ａと、この円環形状部３７ａの一部から図３Ｂに示す下方側に延出する延出部３７ｂとを有する。この幅広部の上に位置する抵抗体層３３ａ上を摺動子５の摺動部５２ａが摺接する。また、分離パターン３６ａと、分離パターン３６ｂとに囲まれる領域内であって、抵抗体パターン３２の周方向外側には、第１延設部３２ａ及び第２延設部３２ｂが設けられている。これらの第１延設部３２ａ、第２延設部３２ｂの下層には、それぞれ第１電極パターン３８、第２電極パターン３９が設けられている。

この場合において、抵抗体層３３ａは、集電体パターン３７のオーバーコート層を構成し、集電体パターン３７が抵抗基板３の表面に露出しないように覆っている。同様に、第１延設部３２ａ、第２延設部３２ｂは、それぞれ第１電極パターン３８、第２電極パターン３９のオーバーコート層を構成し、第１電極パターン３８、第２電極パターン３９が抵抗基板３の表面に露出しないように覆っている。なお、第１電極パターン３８は、抵抗体パターン３２の一端部（図３に示す右方側端部）に導通し、第２電極パターン３９は、抵抗体パターン３２の他端部（図３に示す左方側端部）に導通する。

貫通孔３４ａ〜３４ｃは、抵抗基板３の端部（図３に示す下端部）近傍において、直線形状部３ａの延在方向に沿って同一直線上に配置されている。貫通孔３４ａは、第２電極パターン３９及び第２延設部３２ｂの一部を貫通するように設けられ、貫通孔３４ｃは、第１電極パターン３８及び第１延設部３２ａの一部を貫通するように設けられている。また、貫通孔３４ｂは、集電体パターン３７の延出部３７ｂ及び抵抗体層３３ａの一部を貫通するように設けられている。

次に、本実施の形態に係る抵抗基板３の製造方法について図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態に係る抵抗基板３の製造工程の説明図である。なお、以下の説明においては、適宜、上述した抵抗基板３と共通する構成においても異なる符号を利用する。また、図４においては、本実施の形態に係る抵抗基板３に相当する抵抗基板７１０を３個取得できる絶縁基板７００を例に説明するが、その取得個数については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。

図４に示すように、本実施の形態に係る抵抗基板３の製造方法においては、絶縁基板７００上に絶縁層７０１を印刷形成する絶縁層印刷工程（図４Ａ）と、第１電極パターン７０２及び第２電極パターン７０３を離間した状態で、絶縁層７０１の上に印刷形成する電極印刷工程（図４Ｂ）と、絶縁層７０１の上に、第１電極パターン７０２及び第２電極パターン７０３を覆うように抵抗体層７０４をベタ膜状（ベタパターン）に印刷形成する抵抗体層印刷工程（図４Ｃ）と、抵抗体層７０４上にレーザを照射して抵抗体層７０４を除去することで形成される分離パターン７０５によって少なくとも外周側と内周側とが挟まれた抵抗体パターン７０６を得る抵抗体形成工程（図４Ｄ）と、絶縁基板７００に外形加工を施して複数の抵抗基板７１０を得る外形加工工程（図４Ｅ）とを実行する。

本実施の形態に係る抵抗基板３の製造方法において、これらの絶縁層印刷工程、電極印刷工程及び抵抗体層印刷工程にはスクリーン印刷が用いられる。例えば、これらの絶縁層印刷工程、電極印刷工程及び抵抗体層印刷工程では、図４Ａに示す絶縁基板７００の一端部（右端部）から他端部（左端部）に向けてスクリーン印刷が行われる。なお、スクリーン印刷の印刷方向はこれに限定されず、絶縁基板７００の他端部（左端部）から一端部（右端部）に向けてスクリーン印刷を行うものでも構わない。

本実施の形態に係る抵抗基板３の製造方法における絶縁基板７００には、例えば、ガラスエポキシ基板が好適に用いられる。このように抵抗基板３の絶縁基板７００として、ガラスエポキシ基板を用いることにより、抵抗基板３が車載用の高温環境下で用いられるセンサ等に適用される場合においても、出力信号のリニアリティ特性の良好な抵抗基板３を得ることができる。なお、絶縁基板７００には、紙フェノール基板を用いることもできる。

絶縁層印刷工程においては、図４Ａに示すように、絶縁基板７００上の所定位置にベタ膜状に絶縁層７０１が印刷形成される。この場合において、絶縁層７０１は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂の塗膜で構成される。より詳細には、ブチルカルビトール等の溶剤に、例えば、エポキシ樹脂を溶かした樹脂ペーストを絶縁層７０１の形状にスクリーン印刷する。そして、印刷後の樹脂ペーストに対して加熱処理を行い、硬化した絶縁層７０１を得る。なお、絶縁層印刷工程を含む各工程における加熱処理は、例えば、絶縁基板７００を焼成炉に入れることにより行われる。

電極印刷工程においては、図４Ｂに示すように、絶縁基板７００に印刷された絶縁層７０１上の所定位置に複数（図４においては、３個）の第１電極パターン７０２及び第２電極パターン７０３が互いに離間して印刷形成される。また、電極印刷工程においては、第１電極パターン７０２及び第２電極パターン７０３の内側に、複数（図４においては、３個）の集電体パターン７０７が印刷形成される。より詳細には、カルビトール等の溶剤で溶かしたバインダ樹脂（例えば、フェノール樹脂）溶液中に銀粒子を混入させた導電ペーストを第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７の形状にスクリーン印刷する。そして、印刷後の導電ペーストに対して加熱処理を行い、硬化した第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７を得る。なお、第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７は、それぞれ上述した第１電極パターン３８、第２電極パターン３９及び集電体パターン３７として機能する。

抵抗体層印刷工程においては、図４Ｃに示すように、絶縁層７０１の上に、第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７を覆うように抵抗体層７０４がベタ膜状に印刷形成される。より詳細には、カルビトール等の溶剤で溶かしたフェノール樹脂等のバインダ樹脂溶液中に、カーボン粒子を混入させたカーボンペーストを抵抗体層７０４の形状にスクリーン印刷する。そして、印刷後のカーボンペーストに対して加熱処理を行い、硬化した抵抗体層７０４を得る。図４Ｃ及び図４Ｄにおいては、説明の便宜上、第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７を破線で示している。

なお、この抵抗体層印刷工程においては、第１電極パターン７０２、第２電極パターン７０３及び集電体パターン７０７上に、抵抗体パターン７０６と同じ材料からなるオーバーコート層が印刷形成されることとなる。このように銀粒子を構成材料に含む第１電極パターン７０２及び第２電極パターン７０３並びに集電体パターン７０７をカーボンパターンにより被覆することから、銀粒子の硫化やシルバーマイグレーション（銀移行）を防止することができる。

抵抗体形成工程においては、図４Ｄに示すように、抵抗体層７０４上の所定位置にレーザを照射することで抵抗体層７０４が除去された分離パターン７０５が形成される。この分離パターン７０５は、抵抗体層７０４が除去され、その下層に配置された絶縁層７０１が露出した溝部を構成する。例えば、分離パターン７０５は、図４Ｄに示すように、環状に設けられている。この分離パターン７０５で区画された抵抗体層７０４の領域は、概して図４Ｄに示す下方側に開口したＣ字形状を有する。この分離パターン７０５で区画された抵抗体層７０４の領域には、円弧形状を有する抵抗体パターン７０６が形成されると共に、第１延設部７０６ａ及び第２延設部７０６ｂが形成される。なお、これらの抵抗体パターン７０６、第１延設部７０６ａ及び第２延設部７０６ｂは、それぞれ上述した抵抗体パターン３２、第１延設部３２ａ及び第２延設部３２ｂとして機能する。

外形加工工程においては、図４Ｅに示すように、抵抗体形成工程まで終了した絶縁基板７００に対して、プレスによるブランク加工等により絶縁基板７００を分割することにより、抵抗基板７１０が取得される。この外形加工工程においては、抵抗基板７１０の中央近傍に開口部７１１が形成されると共に、抵抗基板７１０の下端部近傍に複数の貫通孔７１２が形成される。なお、外形加工工程にて取得された抵抗基板７１０は、図３に示す抵抗基板３として機能する。また、その開口部７１１及び貫通孔７１２は、それぞれ図３に示す開口部３１及び貫通孔３４ａ〜３４ｃとして機能する。

この外形加工工程においては、図４Ｅに示すように、分離パターン７０５の外周側に抵抗体層７０４（７０４ｂ）を残すと共に、分離パターン７０５の下端部を切断した状態で絶縁基板７００を分割する。これにより、抵抗基板７１０においては、概して円弧形状を有する２本の分離パターン７０５が形成される。より具体的には、内周側に配置される分離パターン７０５ａと、外周側に配置される分離パターン７０５ｂとが形成される。また、抵抗基板７１０においては、分離パターン７０５ａの内側に抵抗体層７０４ａが形成されると共に、分離パターン７０５ｂの外側に抵抗体層７０４ｂが形成される。なお、これらの分離パターン７０５ａ、７０５ｂは、それぞれ上述した分離パターン３６ａ、３６ｂとして機能し、抵抗体層７０４ａ、７０４ｂは、それぞれ上述した抵抗体層３３ａ、３３ｂとして機能する。

図５は、本実施の形態に係る抵抗基板７１０（３）の断面図である。図５Ａにおいては、図４Ｅに示す一点鎖線Ａにおける断面を模式的に示し、図５Ｂにおいては、図４Ｅに示す一点鎖線Ｂにおける断面を模式的に示している。より具体的には、図５Ａにおいては、抵抗体パターン７０６を通過する断面を示し、図５Ｂにおいては、第１電極パターン７０２を通過する断面を示している。

図５Ａに示す抵抗基板７１０の断面においては、絶縁基板７００の上面（表面）に絶縁層７０１が設けられている。そして、この絶縁層７０１の上面（表面）に抵抗体層７０４ａ、７０４ｂが設けられると共に、抵抗体パターン７０６が設けられている。抵抗体層７０４ａは、絶縁層７０１上に設けられた集電体パターン７０７を覆うように設けられている。抵抗体層７０４ａと抵抗体パターン７０６との間には、分離パターン７０５ａが設けられ、抵抗体層７０４ｂと抵抗体パターン７０６との間には、分離パターン７０５ｂが設けられている。分離パターン７０５ａ、７０５ｂにおいては、絶縁層７０１が露出した状態となっている。

一方、図５Ｂに示す抵抗基板７１０の断面においては、絶縁層７０１の上面（表面）に、抵抗体パターン７０６の代わりに、第１延設部７０６ａが設けられる点で図５Ａに示す抵抗基板７１０の断面と相違する。この第１延設部７０６ａは、絶縁層７０１上に設けられた第１電極パターン７０２を覆うように設けられている。抵抗体層７０４ａと第１延設部７０６ａとの間には、分離パターン７０５ａが設けられ、抵抗体層７０４ｂと第１延設部７０６ａとの間には、分離パターン７０５ｂが設けられている。分離パターン７０５ａ、７０５ｂにおいては、絶縁層７０１が露出した状態となっている。

これらの一連の製造工程を経て、本実施の形態に係る抵抗基板７１０（３）が形成される。本実施の形態に係る製造工程で製造された抵抗基板７１０（３）によれば、抵抗体層７０４をベタ膜状に印刷する一方、レーザ加工により抵抗体パターン７０６を抵抗体層７０４から分離して形成できるので、単に抵抗体パターンをスクリーン印刷により形成する場合のように、抵抗体パターンの膜厚が不均一となる事態を抑制できる。一方、抵抗体パターン７０６及び抵抗体層７０４が絶縁基板７００の上に形成された絶縁層７０１上に積層されていることから、絶縁基板７００がレーザ加工の影響を受けることを防止できるので、絶縁基板７００の材質によらず、円弧形状を有する抵抗体パターン７０６の形状をレーザ加工により得ることができる。この結果、抵抗体パターン７０６をレーザ加工により形成することができるため、リニアリティ特性を向上することが可能となる。

また、本実施の形態に係る抵抗基板の製造方法においては、絶縁層７０１が熱硬化樹脂の塗膜で構成されるので、抵抗体層７０４を除去したレーザが絶縁層７０１に達して加熱されたとしても、絶縁層７０１が軟化することはない。このため、レーザが絶縁基板７００であるガラスエポキシ基板である絶縁基板７００に達するのを防止でき、適切に抵抗体パターン７０６を形成することできる。

特に、本実施の形態に係る抵抗基板の製造方法においては、絶縁層７０１がエポキシ樹脂の塗膜で構成されるので、絶縁層７０１をフェノール樹脂で構成する場合における以下のような不具合を防止できる。すなわち、絶縁層７０１をフェノール樹脂で構成する場合には、スクリーン印刷後の加熱処理に応じて硬化する際に水分が発生し得る。このような水分の発生は、塗膜の表面に微小な凹凸の発生の原因となり、可変抵抗器１における出力特性に影響を及ぼし得る。これに対し、絶縁層７０１をエポキシ樹脂で構成する場合には、このような水分の発生を防止でき、凹凸の少ない表面の塗膜を得ることができる。

さらに、本実施の形態に係る抵抗基板３の製造方法において、集電体パターン７０７の上には、抵抗体パターン７０６と同じ材料からなるオーバーコート層が、当該集電体パターン７０７を覆うように形成され、このオーバーコート層が抵抗体層７０４の一部を構成している。このように集電体パターン７０７を覆うオーバーコート層が、抵抗体層７０４の一部を構成していることから、抵抗体パターン７０６と集電体パターン７０７とを近接して設けることができるので、抵抗体層７０４を設けることに伴って抵抗基板７１０が大きくなるのを抑制することが可能となる。すなわち、オーバーコート層を抵抗体パターン７０６と絶縁された抵抗体層７０４の一部として利用していることから、抵抗体パターン７０６とオーバーコート層との間に別途抵抗体層を設ける必要がない。

以下、本実施の形態に係る抵抗基板の製造方法により製造される抵抗基板３（７１０）の表面状態について比較例に係る抵抗基板との比較において説明する。より具体的には、絶縁基板の材質、絶縁基板上の絶縁層の有無、絶縁基板上の絶縁層の材質に応じたレーザ加工の状態と、絶縁基板の材質に応じた絶縁層の表面状態とについて説明する。特に、ここでは、比較例に係る抵抗基板として、絶縁基板が紙フェノール基板で構成される場合、絶縁基板上の絶縁層がない場合、絶縁基板上の絶縁層がフェノール樹脂で構成される場合の組み合わせについて説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、比較例に係る抵抗基板の構成についても本実施の形態に係る抵抗基板３（７１０）の構成要素の符号を用いる。

表１は、絶縁基板７００の材質、絶縁基板７００上の絶縁層７０１の有無、絶縁基板７００上の絶縁層７０１の材質に応じたレーザ加工の状態について示している。表１に示すように、絶縁基板７００が紙フェノール基板で構成される場合には、絶縁層７０１の有無及び絶縁層７０１の材質に関わらず適切にレーザカットできることが分かった。この場合、所望の分離パターン７０５を形成でき、周囲の抵抗体層７０４と抵抗体パターン７０６とを確実に絶縁状態とすることができた。

絶縁基板７００がガラスエポキシ基板（ガラエポ基板）で構成される場合には、絶縁層７０１が無い場合、絶縁基板７００の表面が炭化してしまい、適切にレーザカットできないことが分かった。この条件における分離パターン７０５の状態を図６に示す。図６は、ガラスエポキシ基板で構成された絶縁基板７００にレーザ加工を施した場合の顕微鏡写真（図６Ａ）及びその模式図（図６Ｂ）である。図６Ｂに示すように、絶縁基板７００がガラスエポキシ基板で構成される場合には、分離パターン３６ａ、３６ｂのいずれにも炭化部Ｃが形成されている。

一方、絶縁層７０１が有る場合には、その材質に関わらず適切にレーザカットできることが分かった。この条件における分離パターン７０５の状態を図７に示す。図７は、ガラスエポキシ基板で構成され、絶縁層７０１が積層された絶縁基板７００にレーザ加工を施した場合の顕微鏡写真（図７Ａ）及びその模式図（図７Ｂ）である。この場合、所望の分離パターン７０５を形成でき、周囲の抵抗体層７０４と抵抗体パターン７０６とを確実に絶縁状態とすることができる。図７Ｂに示すように、絶縁基板７００がガラスエポキシ基板で構成される場合であっても、分離パターン３６ａ、３６ｂのいずれにも炭化部Ｃが形成されることはない。

表２は、絶縁基板７００の材質に応じた絶縁層７０１の表面状態について示している。表２に示すように、絶縁層７０１がフェノール樹脂で構成される場合には、絶縁基板７００の材質（ガラスエポキシ基板であるか、紙フェノール基板であるか）に関わらず絶縁層７０１の表面に凹凸が発生することが分かった。この場合、微小な凹凸が形成された絶縁層７０１の上に抵抗体パターン７０６が設けられることになるため、可変抵抗器１における出力値のリニアリティ特性（マイクロリニアリティ特性）が低下する。この条件において、絶縁基板７００がフェノール樹脂で構成される場合の絶縁層７０１の表面状態を図８に示す。図８は、フェノール樹脂で構成される絶縁層７０１の表面状態を示す顕微鏡写真（図８Ａ）及びその模式図（図８Ｂ）である。図８Ｂに示すように、絶縁層７０１がフェノール樹脂で構成される場合には、絶縁層７０１の表面にクレーターのような凹凸部Ｐが形成されている。

一方、絶縁層７０１がエポキシ樹脂で構成される場合、絶縁基板７００の材質（ガラスエポキシ基板であるか、紙フェノール基板であるか）に関わらず絶縁層７０１の良好な表面状態を得ることができることが分かった。この場合、所望の平滑度を有する抵抗体パターン７０６を形成でき、可変抵抗器１における出力値のリニアリティ特性（マイクロリニアリティ特性）を向上できる。この条件において、絶縁基板７００がガラスエポキシ樹脂で構成される場合の絶縁層７０１の表面状態を図９に示す。図９は、エポキシ樹脂で構成される絶縁層７０１の表面状態を示す顕微鏡写真（図９Ａ）及びその模式図（図９Ｂ）である。図９に示すように、絶縁層７０１がエポキシ樹脂で構成される場合には、絶縁層７０１の表面に凹凸部Ｐが形成されることはない。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、集電体パターン７０７が円弧形状を有する場合について説明している。しかしながら、集電体パターン７０７の形状については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、直線形状を有する集電体パターンを絶縁基板７００（絶縁層７０１）上に設けるようにしても良い。

１ 可変抵抗器
２ ケース
２１ 基板収容部
２２ 円筒部
２３ 開口部
３ 抵抗基板
３ａ 直線形状部
３１ 開口部
３２ 抵抗体パターン
３２ａ 第１延設部
３２ｂ 第２延設部
３３、３３ａ、３３ｂ 抵抗体層
３４ａ〜３４ｃ 貫通孔
３５ 端子部
３５ａ、３５ｂ 固定片
３６、３６ａ、３６ｂ 分離パターン
３７ 集電体パターン
３７ａ 円環形状部
３７ｂ 延出部
３８ 第１電極パターン
３９ 第２電極パターン
４ 摺動子受け
４１ 円筒形状部
４１ａ 非円形形状部
４２ 固定片
５ 摺動子
５１ 第１摺動腕部
５１ａ 摺動部
５２ 第２摺動腕部
５２ａ 摺動部
６ 出力端子
６１ 貫通孔
７００ 絶縁基板
７０１ 絶縁層
７０２ 第１電極パターン
７０３ 第２電極パターン
７０４、７０４ａ、７０４ｂ 抵抗体層
７０５、７０５ａ、７０５ｂ 分離パターン
７０６ 抵抗体パターン
７０６ａ 第１延設部
７０６ｂ 第２延設部
７０７ 集電体パターン
７１０ 抵抗基板
７１１ 開口部
７１２ 貫通孔

Claims (10)

1. 絶縁基板上に、摺動子が円弧状に摺動する抵抗体パターンと集電体パターンとがスクリーン印刷により印刷形成されると共に、前記抵抗体パターンの一端部に導通する第１電極パターンと、前記抵抗体パターンの他端部に導通する第２電極パターンとが形成された回転型可変抵抗器用の抵抗基板において、
   前記抵抗体パターンの少なくとも外周側と内周側には、当該抵抗体パターンと同じ材料からなる抵抗体層が形成されると共に、前記抵抗体パターン及び前記抵抗体層は、前記絶縁基板の上に形成された絶縁層上に設けられており、前記抵抗体パターンと前記抵抗体層との間には、レーザ照射により前記抵抗体層が除去されてなる分離パターンが設けられ、前記分離パターンから前記絶縁層が露出すると共に、前記抵抗体パターンと前記抵抗体層とが絶縁されていることを特徴とする抵抗基板。
2. 前記絶縁基板は、ガラスエポキシ基板で構成されることを特徴とする請求項１記載の抵抗基板。
3. 前記絶縁層は、熱硬化性樹脂の塗膜で構成されることを特徴とする請求項２記載の抵抗基板。
4. 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３記載の抵抗基板。
5. 前記集電体パターンは、前記抵抗体パターンの内周側において前記絶縁層の上に形成されると共に、前記集電体パターンの上には、前記抵抗体パターンと同じ材料からなるオーバーコート層が、当該集電体パターンを覆うように形成されており、このオーバーコート層が前記抵抗体層の一部を構成していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の抵抗基板。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の抵抗基板と、前記抵抗基板が有する絶縁基板に印刷形成された抵抗体パターン及び集電体パターン上を摺動する摺動子とを具備することを特徴とする回転型可変抵抗器。
7. 絶縁基板上に、摺動子が円弧状に摺動する抵抗体パターンと集電体パターンとがスクリーン印刷により印刷形成されると共に、前記抵抗体パターンの一端部に導通する第１電極パターンと、前記抵抗体パターンの他端部に導通する第２電極パターンとが形成された回転型可変抵抗器用の抵抗基板の製造方法において、
   前記絶縁基板上に絶縁層を印刷形成する絶縁層印刷工程と、前記第１電極パターン及び第２電極パターンを離間した状態で、前記絶縁層の上に印刷形成する電極印刷工程と、前記絶縁層の上に、前記第１電極パターン及び第２電極パターンを覆うように抵抗体層をベタ膜状に印刷形成する抵抗体層印刷工程と、前記抵抗体層上にレーザを照射して前記抵抗体層を除去することで形成される分離パターンによって少なくとも外周側と内周側とを挟まれ、前記抵抗体層から絶縁状態とされた円弧形状を有する前記抵抗体パターンを得る抵抗体形成工程とを有することを特徴とする抵抗基板の製造方法。
8. 前記絶縁基板は、ガラスエポキシ基板で構成されることを特徴とする請求項７記載の抵抗基板の製造方法。
9. 前記絶縁層は、エポキシ樹脂の塗膜で構成されることを特徴とする請求項８記載の抵抗基板の製造方法。
10. 前記電極印刷工程にて、前記抵抗体パターンの内周側において前記集電体パターンが前記絶縁層の上に形成され、前記抵抗体層印刷工程にて、前記集電体パターンの上に、前記抵抗体パターンと同じ材料からなるオーバーコート層が、当該集電体パターンを覆うように形成され、このオーバーコート層が前記抵抗体層の一部を構成することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の抵抗基板の製造方法。

Images