JPH0263101A - 可変抵抗器 - 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】 及朶上卑五Ｊテ對 本発明は、表面に抵抗体を設けた基板を備え、前記抵抗
体上を摺動子が摺接可能な半固定型の可変抵抗器に関す
る。

米のｔ術及びその− 従来、可変抵抗器においては、基板にアルミナ基板を用
い、抵抗体にＲｕｂ、を主成分とするサーメット抵抗体
を用いており、比較的信頼性は高いが、アルミナ基板は
樹脂基板に比べて高価であり、サーメット抵抗体も高価
であり、かつ、以下に説明する様に製造工程も複雑で、
全体としてコスト高になるという問題点を有していた。

また、比較的安価なカーボン系抵抗体を用いる場合、基
板に従来−数的に使用きれているベークライトやガラス
／エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂を用
いると、これらの基板材質では耐熱性が１８０〜２５０
°Ｃ程度であり、フロー半田にて実装することは不可能
であった。そこで、カーボン系抵抗体とアルミナ基板と
の組合わせが考えられるが、チップボリュームでは抵抗
体面積が小さいことから、基板に対する抵抗体の密着性
が十分でなく、リニアな特性を得ることができないとい
う問題点を有し、アルミナ基板を用いる分コストも上昇
してしまう。

一方、製造方法の面では、基板の表面に抵抗体を固着さ
せる方法として、基板の表面に直接スクリーン印刷を行
なう方法が一般的であった。即ち、予めリード端子を埋
設して成形された樹脂モールド基板の表面に、抵抗ペー
ストを所定の形状にスクリーン印刷し、乾燥させ、さら
に焼き付けて、抵抗体を固着させていた。

この様な製造方法によれば、樹脂モールド基板の表面に
抵抗体を固着させる工程において、抵抗ペーストのロフ
トごとに、まず少量の試作品を製作して、その試作品の
抵抗体の抵抗値等の特性をチエツクし、その抵抗特性が
規格内にあることを確認してから量産に入らなければな
らなかった。

抵抗ペーストの成分配合はロフトごとに異なり、またそ
の成分配合や印刷・乾燥・焼付の諸条件が異なると抵抗
体の抵抗特性が変わってしまうため、抵抗特性が規格内
にあることを確認しておかなければ、その製造ロフト全
てが不良品になってしまうからである。ところが、試作
品を製作して抵抗体の抵抗特性をチエツクするまでに、
２〜４時間を必要とし、その間、生産設備を停止させて
おかなければならず、生産性が悪かった。

しかも、量産後においても、抵抗ペーストの乾燥は、フ
ープ端子と一体的に連接して形成されたリード端子を埋
設している樹脂モールド基板の上で行なわなければなら
ない、そのため、広いスペースを必要とし、生産設備が
大きくなってしまうという問題点があった。さらに、抵
抗ペーストが印刷される樹脂モールド基板の表面に凹凸
があると、形成された抵抗体の抵抗特性にばらつきが生
じるという問題点もあった。

そこで、本発明の課題は、抵抗特性等のばらつきが生じ
ることなく、品質、生産性が共に優れ、かつ、モールド
きれた端子と抵抗体との接続が良好で、耐振動、衝撃性
等に優れた可変抵抗器を提供することにある。

課題を　決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る可変抵抗器は
、所定の形状に成形され、結合剤樹脂としてジアリルフ
タレート系樹脂を含有するカーボン系抵抗体が、ジアリ
ルフタレート系樹脂からなる樹脂基板の表面に一体的に
モールドされ、かつ、樹脂基板にモールドされた端子と
前記抵抗体とが導電性ペーストを介して電気的に接続さ
れていることを特徴とする。

作−月 以上の構成においては、カーボン系抵抗ペーストの結合
剤樹脂としてジアリルフタレート系樹脂を使用すると共
に、基板にジアリルフタレート系樹脂を使用したことか
ら耐熱性が向上し、フロー半田による実装が可能であり
、かつ、材料も安価である。しかも、抵抗体と端子とは
導電性ペーストを介して接続され、その接続強度は単に
物理的な圧着力のみならず、導電性ペーストの接着力に
ても補強されている。

火鳳例 次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明に係る可変抵抗器に使用
される樹脂基板の一例を示す平面図及び垂直断面図であ
る。同図において、１は樹脂基板であり、リード端子３
，４．５が埋設されていると共にその表面にカーボン系
抵抗体６が同一平面上に露出する様にモールドされた構
造とされ、はぼ中央には孔１ａが形成されている。との
樹脂基板１は以下に第１表を参照して説明する組成から
なるジアリルフタレート＃１１ｍにて成形される。

前記樹脂基板１の表面に設けたカーボン系抵抗体６はほ
ぼ円弧状をなし、リード端子３，４の一端はそれぞれカ
ーボン系抵抗体６の両端部に導電性ペースト６ａを介し
て電気的に接続された状態で樹脂基板１に埋設されてお
り、リード端子３，４の他端は基板１の外部に導出され
ている。リード端子５は一端に円環状のコレクタ電極部
５ａが一体的に形成され、コレクタ電極部５ａの外周部
が樹脂基板１の孔１ａの内周部に埋設されていると共に
、他端は樹脂基板１の外部に導出されている。

この様に構成された樹脂基板１には、第２図（Ｃ）に示
す様にロータ２０が取り付けられ、可変抵抗器が構成さ
れている。即ち、ロータ２０は、ボリフェニレンサルフ
ァイド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂
にて一体的に成形したもので、表面にドライバ等を当て
て回動させるための調整溝２０ａを有し、裏面に中心軸
２１を有している。摺動子２５は、ステンレス等の導電
性金属板からなり、中心に筒状軸部２５ａを有し、周辺
部に接点部２６を有している。この摺動子２５はフープ
材を連続的に打ち抜いて成形され、前記ロータ２０の樹
脂成形時に裏面の凹所２２にインサートモールドきれ、
ロータ２０に一体的に固定される。

以上の各構成からなるロータ２０と樹脂基板１とは、ロ
ータ２０の中心軸２１を樹脂基板１の中心孔１ａに挿入
し、中心軸２１の下端を融着することにより一体的に組
み立てられる。この様に組み立てた状態において、ロー
タ２０は中心軸２１を支点として回転自在であり、同時
に摺動子２５の接点部２６が抵抗体６上を摺動する。摺
動子２５の回転角度にて端子３．５間、端子４，５間の
抵抗値が調整される。

また、摺動子２５は筒状軸部２５ａの下端がリード端子
５に圧接し、両者の電気的な接続が図られる。

また、前記可変抵抗器は表面実装可能なチップ型とする
ために、リード端子３，４．５を樹脂基板１の側面から
裏面側へ折り曲げている。

ここで、以上の構成を備えた可変抵抗器の製造方法の一
実施例を説明する。

第１図（Ａ＞及び第３図に示す様に、帯状の耐熱性フィ
ルム７はリール８に巻き取られている。リール８から順
次送り出された耐熱性フィルム７の表面に、カーボン系
抵抗ペースト９が前記抵抗体６を裏返した形状に一定間
隔をもってスクリーン印刷される。耐熱性フィルム７に
は、例えば、ボッイミドフィルムが用いられ、抵抗ペー
スト９には、例えば、以下に第１表を参照して説明する
組成からなるカーボンペーストが用いられる。耐熱性フ
ィルム７の両端部には一定間隔に送り孔７ａが形成され
ている。送り孔７ａは、耐熱性フィルム７の一定間隔ご
との送りを確実にして抵抗ペースト９の印刷位置を決め
ると共に、後述する抵抗体６と成形型１２．１３との位
置を合わせるためのものである。

耐熱性フィルム７に印刷された抵抗ペースト９を乾燥さ
せるため、耐熱性フィルム７は間隔を持たせて印刷され
た抵抗ペースト９が接触しない様に、ジグザグに折り曲
げられたり、あるいはリールに巻き取られ、抵抗ペース
ト９は自然乾燥又は強制乾燥させられる１本実施例では
１５０℃、約５分の条件で強制乾燥させる。

抵抗ペースト９が乾燥させられた後、耐熱性フィルム７
は電気炉に入れられ、抵抗ペースト９が耐熱性フィルム
７に焼き付けられる。本実施例では２６０°Ｃ１約１５
分の条件で焼き付けられる。抵抗ペースト９は焼き付け
られ、後に樹脂基板１に固着される抵抗体６となる。

以上の如く、耐熱性フィルム７に形成された抵抗体６は
、この段階で抵抗特性が規格内にあるか否かがチエツク
され、抵抗ペースト９の成分配合や印刷・乾燥・焼付の
各状態が良好であるかどうかが確認される。抵抗体６の
抵抗特性のチエツクは、抵抗体６の全数又は一部のサン
プルについて行なわれる。抵抗体６の抵抗特性が規格内
にあるものはリール１０に巻き取られて転写シート１１
とされる。転写シート１１はこの段階で、可変抵抗器の
種類ごとに各種準備しておき、可変抵抗器の品種替えに
直ちに対応可能とされている。

次に、第１図（Ｂ）及び第４図に示す様に、り一ル１０
から送り出された転写シート１１と、リード端子３．４
．５とが成形型１２．１３内に収容されて位置決めされ
る。リード端子３，４はフープ端子１４と、リード端子
５はフープ端子１５とそれぞれ一体的に連接され、リー
ル１６に巻き取られている。フープ端子１４．１５には
それぞれ送り孔１４ａ、１５ａが形成きれ、送り孔１４
ａ、１５ａによりフープ端子１４．１５が一定間隔ごと
に送られ、成形型１２．１３内に収容される。リード端
子３，４．５は成形型１３に形成された溝１３ａ、　１
３ｂ、　１３ｃに嵌合されて位置決めされる。一方、転
写シート１１は耐熱性フィルム７に形成きれた送り孔７
ａが１．成形型１３に突設された突起１３ｄに挿通きれ
て位置決めされる。

転写シート１１とリード端子３，４．５とが位置決めさ
れると、成形型１２．１３が閉じられた後、成彫型１２
．１３内に溶融したジアリルフタレート樹脂が充填され
、固化される。

樹脂の同化により、第５図に示す様に、内部にリード端
子３，４．５が埋設されると共に表面にカーボン系抵抗
体６及び耐熱性フィルム７が固着きれた樹脂基板１が成
形される。この様にして、樹脂基板１は成形型１２．１
３を用いて順次成形され、フープ端子１４．１５及び耐
熱性フィルム７に連接された状態で、成形型１２．１３
から送り出されてくる。

樹脂基板１は必要に応じて熱処理が施され、ガス抜き等
が行なわれる［第１図（Ｂ）参照］。

次に、第６図に示す様に、フープ端子１４．１５にて連
接された樹脂基板１から耐熱性フィルム７が剥がきれる
。このとき、耐熱性フィルム７の表面に形成されたカー
ボン系抵抗体６は、樹脂基板１の表面に同一平面上に露
出する如く埋め込まれた状態で固着されているため、カ
ーボン系抵抗体６は樹脂基板１の表面から剥がされるこ
とはない。

また、カーボン系抵抗体６は耐熱性フィルム７に形成さ
れた均一な厚みの抵抗体６がそのまま樹脂基板１の表面
に固着（転写）されるため、抵抗特性にばらつきを生じ
ることはない。

ところで、前記導電性ペースト６ａは抵抗体６及びリー
ド端子３．４を成形型１２．１３にインサートする際、
抵抗体６とリード端子３，４との間に塗布され、樹脂基
板１の硬化と共に完全に硬化される。これにて抵抗体６
とリード端子３，４とは樹脂基板１の成形時に背面から
突き当てる支持ピンによる圧着力と樹脂基板１の硬化に
よる圧着力に加えて、導電性ペースト６ａの接着力にて
強固に接続される なお、抵抗体６、リード端子３，４と導電性ペースト６
ａとの接続性をより強固にして信頼性を上げるには、抵
抗体６、リード端子３，４を成形型へのインサートの前
工程として、シランカップリング剤による処理、シリコ
ンプライマによる処理を行なえば良い。

次に、耐熱性フィルム７が剥がされて樹脂基板１の表面
に露出したカーボン系抵抗体６上に、摺動子２５を有す
る前記ロータ２０が取り付けられる。

この様にして、樹脂基板１に必要な部品が取り付けられ
た後、樹脂基板１を連接するフープ端子１４゜１５がリ
ード端子３，４．５からそれぞれ切断され、可変抵抗器
が製造される。

ここで、カーボン系抵抗体６と樹脂基板１の組成及びそ
の効果について第１表を参照して詳述する。

カーボン系抵抗体としては、主成分として黒鉛８．０〜
？０．０ｗｔ％、抵抗調整剤としての無機充填剤Ｏ〜４
０．０賀ｔ％、結合剤樹脂３０．０〜７０．０耽％、熱
硬化剤（例えば、ターシャリ−ブチルベンゾエイト、シ
ミクルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド等の有機
過酸化物）を前記結合剤樹脂に対して１．０〜５．０ｗ
ｔ％に、溶剤としてエチルカルピトールアセテートを適
量加えてペースト化したものを用いた。

樹脂基板１としては、主成分としてジアリルフタレート
ｍＪ１１４０ｗｔ％、無機フィラー３０吐％、ガラス短
線７１１１３０％１ｔ％、前述の如き種類の熱硬化剤を
ジアリルフタレート樹脂に対して１〜５ｗｔ％の各成分
を混合、混練し、粉砕したものを用いた。

［以下余　白］ 以上の第１表から明らかな様に、実施例■、■は比較例
■〜■に比べて抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さく、半田
浸漬における抵抗値の変化率も小さい、特に、比較例■
では基板に気泡が発生し、比較例■では基板の変形、比
較例■では基板の変色が見られ、フロー半田に耐え得る
ものではない。

さらに、各実施例■、■のものでは、トリクロロエタン
超音波洗浄に対しても抵抗値の変化はほとんどなく、良
好であった。

一方、抵抗体６と端子３，４を接続する導電性ペースト
６ａは、導電成分としての銀、カーボンブラック等を樹
脂中に分散したもので、樹脂としてはジアリルフタレー
ト系樹脂、エポキシ樹脂等の基板成形及び熱処理で完全
に硬化する熱硬化性樹脂で、かつ、接若性の強いものを
用いることが好ましい。

ここで、導電性ペースト６ａに関する実験結果を第２表
に比較例と共に揚げる。

第２表 実験例１のものは導電性ペースト６ａに銀を導電成分と
して使い、リード端子３，４にシランカップリング剤に
よる前処理を施した。実験例２のものは同様にカーボン
を導電成分として使い、端子３．４の前処理は行なわな
かった。比較例は導電性ペースト６ａを介在させること
なく、抵抗体６とノード端子３，４とを直接接続したも
のである。

実験例１，２のものは高温、高温放置テスト及び振動テ
ストにおいて、いずれも比較例に対して良好な抵抗値変
化特性を示している。なお、比較例の振動テストにあっ
ては、試料巾約１０％のものに抵抗体６とリード端子３
，４とに隙間が発生して接続不良を来し、抵抗値の測定
は不能であった。

以上、本発明に係る可変抵抗器及びその製造方法につい
て詳しく説明したが、本発明は前述の実施例に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更するこ
とができる。

例えば、可変抵抗器は、第２図に示す形態のものに限ら
れず、抵抗体が円筒内面に形成きれている形態のもので
あっても良い。

また、耐熱性フィルムは耐熱性１寸法安定性の優れたポ
リイミドフィルムが好適であるが、その他、イミド系樹
脂複合材や耐熱性に優れた材料にて成形されたフィルム
であっても良い。

その他、カーボン系抵抗体が形成される耐熱性フィルム
に化学的処理を施す工程を追加して、耐熱性フィルムが
抵抗体から剥がれ易くしたり、耐熱性フィルム上の抵抗
体をシランカップリング剤又はシリコンプライマで処理
して、抵抗体と樹脂基板との密着性を高め、転写性を向
上さけることも可能である。

一方、リード端子３，４と抵抗体６とを互いにその厚さ
方向に重ならない様に設置し、かつ、導電性ペースト６
ａを介して電気的に接続しても良い。

これによれば、樹脂基板１の硬化時にリード端子３．４
よりも脆い抵抗体６がストレスを受けてクラックが発生
する等の不具合が解消される。即ち、導電性ペースト６
ａがストレスの緩衝材として機能する。

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、抵抗体と
してジアリルフタレート系樹脂を結合剤樹脂として含有
するカーボン系抵抗体を、基板としてジアリルフタレー
ト系樹脂を使用したため、安価に製造できることは勿論
、ジアリルフタレート系樹脂は耐熱性が良好であり、フ
ロー半田での実装が可能であり、しかも、抵抗値の変化
率の小さい良好な特性の可変抵抗器とすることができる
。

さらに、前記抵抗体と端子とを導電性ペーストを介して
接続したため、抵抗体と端子とは導電性ペーストの接着
力にても接続され、極めて安定した強固な接着力が得ら
れる。従って、耐湿性、耐振動性、耐衝撃性等に優れ、
抵抗値のばらつきの少ない可変抵抗器を得ることができ
る。

また、本発明によれば、基板を樹脂製としたため、その
成形と同時に、転写シート上に形成されたカーボン系抵
抗体を樹脂基板の表面に転写する製造方法が採用可能と
なり、この製法によれば、転写シートを成形した段階で
、即ち、樹脂基板の表面に転写されるカーボン系抵抗体
の抵抗特性を転写シート上でチエツクすることができ、
試作品を量産することが可能となる。従って、カーボン
系抵抗体の抵抗特性のチエツクのため、生産設備を停止
させる必要はなく、生産性が大幅に向上し、可変抵抗器
を一層安価に提供することができる。

また、抵抗ペーストの乾燥作業は狭いスペースで行なう
ことが可能となり、しかも抵抗体を形成する前の樹脂基
板を保管しておくスペースは不要となり、生産設備全体
のスペースの縮小化が図れる。

さらに、転写シート上に形成きれ、ジアリルフタレート
系樹脂を結合剤樹脂として含有するカーボン系抵抗体を
そのままジアリルフタレート系樹脂からなる基板に転写
すれば、抵抗体の抵抗特性にばらつきが生しることはな
く、優れた抵抗特性を備えた品質の良い可変抵抗器を提
供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係る可変抵抗器の製造工程を示す
ためのもので、同図（Ａ）は転写シートの製造工程図、
同図（Ｂ）は樹脂基板の製造及び組立て工程図である。 第２図は本発明に係る可変抵抗器の一実施例を示すため
のもので、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は（Ａ＞の
Ｉ−Ｉ断面図、同図（Ｃ）は表面実装タイプとした場合
の垂直断面図である。 第３図〜第６図は第２図に示す可変抵抗器の製造方法を
説明するためのもので、第３図は転写シートの製造工程
を説明するための斜視図、第４図は樹脂基板の成形二［
程を説明するための分解斜視図、第５図は樹脂基板の成
形後の状態を示す斜視図、第６図は樹脂基板から耐熱性
フィルムを剥がす工程を説明するための斜視図である。 １・・・樹脂基板、３，４．５・・・リード端子、６・
・・カーボン系抵抗体、６ａ・・・導電性ペー、スト、
７・・・耐熱性フィルム、２０・・・ロータ、２５・・
・摺動子。 特許出願人　　株式会社村田製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に抵抗体を設けた基板を備え、前記抵抗体上
   を摺動子が摺接可能な可変抵抗器において、所定の形状
   に形成されたカーボン系抵抗体が、樹脂基板の表面に一
   体的にモールドされており、前記カーボン系抵抗体は結
   合剤樹脂としてジアリルフタレート系樹脂を含有し、か
   つ、樹脂基板はジアリルフタレート系樹脂からなり、 前記樹脂基板にモールドされた端子と前記抵抗体とが導
   電性ペーストを介して電気的に接続されていること、 を特徴とする可変抵抗器。