JPS58110008A - 基板形摺動可変抵抗器 - 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】 本発明は、絶縁支持体上の抵抗体パターンの表面を摺妙
子か摺動する形式の基板形指動可変抵抗器に関する。

蒸着法、カソードスパッタ法あるいはメッキ法等により
、絶縁支持体上に金属薄膜抵抗体層を形成した、いわゆ
る薄膜抵抗体は、周知のメタルブレース抵抗体、印刷抵
抗体などと比較して、抵抗温度係数、摺動雑音、および
負荷寿命などの緒特性において非常に優れているが、摺
動寿命が著しく短か、いため前記形式の可変抵抗器用の
抵抗体としての利用には限界がある。特に、銅箔などの
片面にメッキにより金属薄膜抵抗体層を形成し、更にそ
の上に絶縁支持体を接合した三層構造のプリント回路基
板をサブトラクティブ法（マスク・エツチング法）によ
り処理して得られる基板形薄膜抵抗体は、抵抗温度係数
、抵抗値の均一性などの緒特性において非常に優れてい
るのみならず、軽液でワレ、カケの問題がなく、シかも
製造コストが安いなどの利点を有しているものの、その
金属薄膜抵抗体層は機械的な篇擦に対して非常に弱く、
が上昇する゛欠点がある。また、この抵抗体層は、カバ
ーコートなしでは耐湿性、耐熱性、耐半田性などの緒特
性においても充分でないため、上記基板形薄膜抵抗体は
摺動子によりその表面上を直接指動される形式の可変抵
抗器の抵抗体としては使用されていない。

なお、前記基板形抵抗体の金属薄膜抵抗体層上に摺動用
の！極の多数をクシ歯状に形成し、摺動子をその上で摺
動させる形式の基板形抵抗体が実用されているが、この
抵抗体は摺動による抵抗変化特性が連続的でなく階段的
であるので、微少な抵抗値調節を必要とする用途には不
向きであるほか、摺動に必要な電極部分を設ける必要が
あるため、その分だけ抵抗体幅が広くなる欠点もある。

また、摺動回数が増加していくほど、電極上にメッキし
た金が摩耗により金粉となって剥げ落ち、電極間が短絡
してしまうという問題が発生する。

本発明は、上記した従来の基板形抵抗体の有する難点を
解消し得るものであって、絶縁支持体上の膜状抵抗体層
は、絶縁支持体に接合された主抵・　抗体層と摺動子に
より表面上を摺動される保護抵抗体層とからなり、上記
保護抵抗体層のシート抵抗値は上記主抵抗体層のそれよ
り大であることを特徴とするものである。

即ち、本発明においては、ｌｌ’Ｊ状抵抗体層は多層構
浩を有し、そのシート抵抗（＋Ｎは主抵抗体層のそれと
保護抵抗体層のそれとの合ｄ（ｒＭとなるが、主抵抗体
層のシート抵抗値は、保護抵抗体層のそれより小さいの
で、その抵あご値が膜状抵抗体層の抵。

接値を支配することとなる。しかも主抵抗体層は保護抵
抗体層により摺動などの外力がら保護されているので、
抵抗温度係数などの緒特性において優れた性能を有する
前記の金属薄膜抵抗体層を、この主抵抗体層として使用
することができる。

第１図は、本発明の実施例の平面図であり、第２図は第
１図のａ　−Ｂ／線に沿う断面図である。第１図、第２
図において、１は絶縁支持体、２は銅電極、３は膜状抵
抗体層であり、膜状抵抗体層３は主抵抗体層３１と保護
抵抗体層３２とからなる。

使用に際しては、保護抵抗体層３２の表面上を摺動子（
図°示せず）により摺動することとなる。摺動子は、保
護抵抗体層３２を介して主抵抗体層と接続されることと
なるが、この摺動子の接触面積は広く、一方、保護抵抗
体層３２は主抵抗体層３１と同様に極めて薄いから、そ
の厚さ方向の抵抗は実際上無視し得る。

絶縁支持体１としては、たとえばセラミック板。

ガラス板、ガラス−エポキシ積層板１紙−エポキシ積層
板９紙−ブエノール積層板などが用いられる。主抵抗体
ＪｌｌＦ３１は、たとえば、カソードスパッタリング、
蒸着、電気メッキ、無電解メッキ、あるいは０ＶＤ（ケ
ミカル・ペーパー・デポジション）法などにより施こさ
れた余端薄膜や、金属トセラミックの混合体を焼成した
サーメットなどにて構成される。保護抵抗体Ｊｌ１３２
の構成抵抗体として好ましいものは、耐摩耗性に優れた
もの、たとえば、貴金属や卑金属などとガラスフリット
とからなるペーストを印刷し、焼成した本の、カーボン
粉を混合した熱硬化有機高分子などが用いられ、これら
印刷形成の材料以外に、スパッタリング、蒸着、イオン
ブレーティング、ＣＶＤ、メッキ等圧より膜形成が可能
な金属、金属窓化物、金属酸化物、炭素等が用いられる
。

上記三層構造の抵抗層内蔵回路基板のうち、主抵抗体層
３１として金属薄膜を用い、保護抵抗体層３２としてカ
ーボンレジンペーストを印刷り加熱硬化した印刷抵抗体
を用いたものは特に好ましい０ 本発明における回路抵抗値は、主抵抗体層３１と保護抵
抗体層３２の抵抗値の合成されたものとなるが、主抵抗
体層に対し保護抵抗体層のシート抵抗値が例えば１００
倍以上のものを用いると、合成された抵抗値と主抵抗値
との差は１チ以内であり、実質的に主抵抗体層の抵抗値
が可変抵抗体の抵抗値を決定することが判明した。また
、保護抵抗体層の抵抗温度係数、負荷寿命特性、耐湿性
及び耐熱衝撃性等の緒特性は可変抵抗体の特性にほとん
ど影響を及ぼさず、可変抵抗体の特性は主抵抗体層の特
性により実質的に決定されることが判明した。従って、
主抵抗体層と保護抵抗体層の材質を適宜選択することに
より抵抗の特性が良好で、且つ、耐摺動性のすぐれた可
変抵抗器の製作が可能になった。

次に、本発明を製造例を含む実施例によシ一層詳細に説
明する。

実施例１：銅箔を特定寸法に切断後、片面をマスキング
用接着シート（日東電気工業社製ＳＰ■Ｎ１２２４）で
被覆し、洗浄液（シップレイ社のニュごトラ・クリーン
６８の濃縮液１容量に対し、水１容量の割合にて稀釈し
た液、温度４０°Ｃ）に３分間浸漬したのち水洗し、更
に２０％塩酸水に３分間浸漬し、脱イオン水で洗浄し、
次いで５ｎＣｊ、　　＊　２ＨｔＯ：　１　９．０９／
ｌ　ｚＱ　ｉｃ’ｔ　　・６Ｈｔ　Ｏ：３０、０　Ｉ／
ｌ　、　Ｋ４Ｐ１０．・３ｕ、ｏ：２ｏｏｇ／７．ニト
ロエタン：２０ｇ／ｌ、クエン酸アンモニウム＝１０ｇ
／！、及びＰＨｖＩ４整用の２８チアンモニヤ水の少量
とからなるメッキ浴（２５°ＣのＰＨ：８．２）で、温
度：５０’Ｃ，電流密度：　Ｑ、　ｌ　Ａ／ｄ♂、陽極
：ニッケル板、溶攪拌なし、メッキ時間：２０秒間の条
件にて鋼箔片面に抵抗体層を電気メッキした。メッキさ
°れた抵抗体層のシート抵抗値は１００Ω／口であった
。

次に、上記抵抗体層の上にエポキシ樹脂含浸ガラスクロ
スを重ね合わせ、ラミネーション用プレスにより加熱加
圧して絶縁支持体を形成し、抵抗体層内蔵のプリント回
路基板を得た。

かくして得た上記基板の銅箔面側をフォトレジスト（例
えばデュポン社製リストン１６Ｓ）にて被覆し、常法に
より露光、現儂し、第１図に示す銅電極２に該当する銅
箔部分のみを露出させ、この露出面に厚さ約５μｍの半
田メッキを施した。

次いで常法によりフォトレジストを剥離して、再びとの
銅箔面全面をフォトレジストにて被覆Ｌ、露光、現象に
より第１図の膜状抵抗体層３に該当す石部分のレジスト
のみを残して残余は除去した。

かく処理した銅箔面を銅相エツチング液（例えばヤマト
ヤ商会社製アルカエッチ）にて鋼箔をエツチング除去し
、更にこのエツチングによシ露出した抵抗体層を、リン
酸：１２．５モル／ｌ、リン酸第２銅：４Ｘ１０”モル
／１１．及び残部は水のエツチング液を用いて温度８８
５６０１１０分間浸漬の条件にてエツチング除去して絶
縁支持体を露出させた。

次に、基板上の残存レジストを剥離除去して上記と同様
にして抵抗パターン上の銅箔をエツチング除去した（こ
のエツチングの際、電極部分の銅箔は半田メッキ膜によ
りエツチングから保護される）。かくして形成された銅
電極２−２間の抵抗体層（この層が本発明における主抵
抗体層３１に該当する）の両電極間のシート抵抗値は２
０にΩで゛あった。

竺后に、銅電極２間に露出した上記抵抗体層の上にカー
ボン−レジンペースト（例えばメソッド・ディベロップ
メント社！Ｊ！！ＬＴＲ２１０３）を２００メツシユの
スクリーンマスクを介して印刷し、１６３°Ｃで２゜５
時間焼成して保護抵抗体層を形成した。別の実嫉から得
たこの保護抵抗体層のみのシート抵抗値は１０，０００
Ω／口であるのに対して、上記の方法で得た抵抗体の両
電極間の抵抗値は１９．９にΩであった。

次に、全接点圧力ａｓｇｒの多接点型摺動子を用いて、
摺動速度２，０００回／時間、連続１００，０００’回
（ｌ往復を１回とする）の摺動試験を繰返したのち、試
験前及び試験後の両電極間の抵抗値を比較測定したとこ
ろ、試験後のものに３．２　％の上昇が認められた。比
較実験として、上述の製法により製作した同一形状の抵
抗体パターン付きの基板について、上記のカーボンペー
ストの印刷を施こ、さす主抵抗体層が露出したままのも
のに対し、同一の試験条件で試験を行ったところ、摺動
速度２．０００回／時間、連続５０回（９０秒）の摺動
で抵抗値が約５倍に上昇した。

表１は、これら摺動特性のほか、抵抗温度係数、高温放
置試験、高温放置試験、耐湿負荷試験、サーマルショッ
クの各試験項目について、本発明実施物、前述した保護
抵抗体層で被覆しないもの（比較物１）、及び、被覆剤
として使用されたカーボンペーストのみを印刷、焼成し
て得た印刷抵抗体（比較物２）を対象とした試験結果を
示す。

実施例２： 縦４Ｑ＊ｍ、横１５器、厚さ０．５ｗｍｔＤｌｉ５ス板
Ｃコーニング板製コーニング）に下記の条件でカーメッ
ト（Ｃｒ−８ｉＯ）の蒸着を行った。

蒸着前基板熱処理（脱ガス）３００’ｃｘ３０分真空度
　　　　　　　　　　１〜２Ｘ１０　Ｔｏｒｒ基板温度
　　　　　　　　　３００’ｃ蒸着後熱処理　　　　　
　　３００’ｃｘ６０分膜厚　　　　　　　　　　約３
０ＯＡ’得られた蒸着膜のシート抵抗値は３ｏｏΩ／口
であった。

このサーメット蒸着膜上に重ねて酸化ルテニウム系厚膜
抵抗ペースト（サーマトロニクス貿易（株）ｆ　−−ｖ
ｏイ６００番）ｔ−ｚｏｏメツシュのステンレス・スク
リーンによシ印刷し、２０°Ｃで２０分間レベリング後
、１２０°Ｃで２０分間乾燥し、更に、６００〜６３０
°Ｃで７分間焼成した。得られた二重構造のシー　ト抵
抗は２９０Ω／口であった。

次に、多接点型摺動子を用いて、全接点圧力３！ｌｒ、
摺動速変４０００回／時間、連続１００．０００回の摺
動試験を行づたのち、試験前後の抵抗値を比較したとど
ろ、約１チの上昇が認められた。

比較実験として、上述のサーメット薄模抵抗（シート抵
抗が３０００／口のもの）そのものについて、厚膜に上
るカバーを施こさずに同一条件により摺動試験を行った
。連続１０，０００回の摺動により１０個中８個の抵抗
値け３０チ以上上昇しており、残りの２個は完全に断線
した。摺動特性以外の一般特性については抵抗温度係数
を含め、厚膜被膜の有無による差異は認められなかった
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の平面図、第２図は第１図の
＠−２′線に沿った断面図であって、１は絶縁支持体、
２は銅電極、３は主抵抗体層３１と保護抵抗体層３２と
からなる膜状抵抗体層である。 特許出願人　　日東電気工業株式会社 代理人　　弁理士　　西　　１）　　新作１シ１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）摺動端子により表面上を摺動される膜状抵抗体層
   を絶縁支持体上に有する基析形抵抗体において、上記膜
   状抵抗体層は、絶縁支持体に接合された主抵抗体層と摺
   動端子により表　′面上を摺動される保護抵抗体層とか
   らなり、上記保護抵抗体層のシート抵抗値は上記主抵抗
   体層のそれより大であることを特徴とする基板形摺動可
   変抵抗器。
2. （２）　　保護抵抗体層は、耐摩耗性の拐料により構成
   されてなる特許請求の範囲第１項記載の基板形摺動可変
   抵抗器。
3. （３）保護抵抗体層のシート抵抗値は、主抵抗体層のそ
   れの１０倍以上である特許請求の範囲第１項記載の基板
   形抽動可変抵抗器。
4. （４）　　耐摩耗性の材料かカーボン粉を混合した熱硬
   化有機高分子である特許請求の範囲第２項記載の基板形
   摺動用変抵抗器。