JPS5937878B2 - 印刷配線板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラジオ受信機、録音機、ステレオ、トランシー
バなどに使用する、複数個の抵抗体が印刷配線板の同−
平面上にある印刷配線板に関するものであり、特に小型
化、高密度化、平面化、簡素化および高電力化などに適
し、信頼性が高くしかもコストメリットの宍きい新しい
構成からなる印刷配線板を提供することを目的とするも
のである。

一般に印刷配線板は支持体絶縁ベースに導電ペイントを
印刷し配線を形成したもの、エッチング法、めつき法、
ダイスタップ法などにより金属導体層を支持体に形成し
たもの、あるいはこれらを組合せたものとがある。

一方抵抗体には金属系の抵抗体と炭素系の抵抗体があわ
、これらは形状の相違から体形、皮膜形、巻線形に大別
される。従来よりラジオ受信機をはじめ民生機器に使用
する印刷配線板はトランス、スピーカ、ボリユム、バリ
コンなどの比較的宍型部品を塔載する関係上、樹脂積層
板を支持体として用いていた。そして、この配線板ど複
数個（複数種）の抵抗体を同一面上に構成する場合、現
在主流をなすものは導電層を有する配線板の裏面にカー
ボンコンポジシヨン形皮膜抵抗体を印刷形成し、その端
子部ならびに導電層は導電ペイントにより形成し、金属
導体回路との接続は支持体に設けた貫通孔に導電ペイン
トを充てんして導通を与えるいわゆるスルホールによつ
て構成されていた。しかるに上記配線板と抵抗体とを同
一面上に構成した印刷配線板は皮膜形の抵抗体であるた
め実用上多くの欠点があつた。

即ち、皮膜形の抵抗体はもともと抵抗体の体積が小さい
ので高ワツテージのものが得られにくい欠点があり、ま
た抵抗皮膜が薄いため製造時抵抗値分布の均一なものが
得難く、所定の抵抗値のものを得るには部分的にカツテ
イングを施し抵抗面に局部的に電流集中を起させて抵抗
値を高くするか、あるいは電流通路が長くなるようなカ
ツテイングを施し抵抗値を増加させるなどいわゆる修正
を施したものを使用するのが常であつた。この修正され
たものはワツテージ的に増々不利になるばかジでなく、
電流の不均一分布を招き電流雑音を悪くする欠点があつ
た。更に電界分布の不均一性はパルスによる抵抗変化を
大さくし、更にまた抵抗体中に抵抗率の異る分布ができ
易く見掛分布容量が増加し高周波特性を悪くする欠点が
あつた。一方すべての抵抗体に共通的に云えることは熱
と湿度に対し配慮されていなければならないことである
。

即ち抵抗体は無負荷状態においても湿度により抵抗変化
をもたらし、使用状態においては発熱ど温度上昇とによ
る抵抗変化をともなう。この現象は皮膜抵抗体の場合、
特に支持体上に抵抗膜が直接構成されているため支持体
の性質によね抵抗体の性質も大きく左右される欠点を有
していた。更に皮膜抵抗体は前述した皮膜の薄さから来
る不安定さがあう、更には接続端子、抵抗保護部などを
含めこれらの構成部分の織９なす総合結果としての構造
、外形、寸法あるいは生産性を加昧した印刷配線板の構
成法を採用しなければならないため、設計に際し一（も
時間を要し、また抵抗皮膜の大きさの制約から使用機器
に対する要望を十分満すことができない欠点を有してい
た。現今電子機器は小型化、高密度化の方向をたどｂつ
つあり、この中にあつて印刷配線板も当然小型化、高密
度化を要求されて卦り、さらに・・イワツデージ化、ロ
ーノイズ化など高性能化も要求されている。

また一方ではユーザー側から低価格であることも要求さ
れている。この様な状況下に｝ける印刷配線板に対し本
発明者らは抵抗体の支持体ベースと配線板とを切ｖ離し
て上記要望を満すべく各種の方法を試みた。即ちその１
つは小型チツプ化した金属粉・ガラスからなるグレーズ
抵抗体を配線面に横形に固定し、半田もしくは導電性接
着剤により接着する方法である。しかしチツプ化した抵
抗体を配線面に装着するには個別抵抗を取付ける以上の
手数が必要となり、更に完成品は接続の不安定さもつき
まとうという欠点があつた。また他の１つとしてはサー
メツト皮膜、金属酸化物皮膜、炭素皮膜などの抵抗体を
配線板に縦形に挿入する方法である。しかし現在一般の
配線板の厚みは１．５ｍｍ前後であり、この厚み方向に
抵抗体と電極を形成し修正を施しても高抵抗値のものは
得られず、また溝切ピツチが多いため低抵抗値のもので
も性能はきわめて不安定となり、更に配線板との接続方
法も不便であり、接続の信頼性にも乏しく実用化には問
題があつた。本発明者らは上記各種欠点を除去し、限ら
れた面積を有する印刷配線板を有効に利用して小型化、
高密度化を計り、かつ抵抗体の接続の信頼性がある新規
な構成を有する印刷配線板を完成させたものである。

即ち、本発明による印刷配線板は、まず第１に抵抗体は
支持体の影響を除去するために体形抵抗体を使用する。

そしてこの体形抵抗体は絶縁外被により覆われたものを
使用する。この樹脂外被により覆われた体形抵抗、更に
正確にはコンポジシヨン形体形抵抗の両端部は、金属端
子などを用いずにコンポジシヨン組成物が露出されてい
るものを用い、その長さは使用する基板の厚みとほぼ同
程度のものを用いることを特徴とする。第２には印刷配
線板に貫通する孔を設け、この孔の内壁に前記体形抵抗
が縦形に装着されていることを特徴とする。

第３には印刷配線板に設けた導電層とその面上に設けら
れた体形抵抗の端部とは導電ペイントにて接続されてい
ることを特徴とする。そして印刷配線板の片面が金属導
電層を有する場合、体形抵抗の他方の端部は配線支持体
上に設けられた配線部としての導電ペイントを電極端子
とし共用して接続させれば良い。従つて本発明による印
梢頂澹板での抵抗体は配線ベース支持体中に埋設されて
おり抵抗体端面は導電ペイントにより完全に覆われた構
成のものとなつている。

更にまた本発明の他の特徴としては配線回路の表裏をも
低抵抗の体形抵抗で接続することが可能であり、従来法
の導電ペイントでスルホールを構成する手間を省略する
ことができる。な卦体形抵抗としてはカーボンを導電材
とし樹脂を結着剤としたカーボン・レジンコンポジシヨ
ン体形抵抗体と、カーボン、金属を導電材としこれを結
着剤でかためた高温焼成形のコンポジシヨン体形抵抗体
が使用できる。以上述べた構成から成る印刷配線板は在
来の物に比し著しく大きな特徴を有するようになる。

即ち、体形抵抗はその体積が皮膜形に比しはるかに大き
くとれるので高ワツテージの抵抗を得るのが容易となる
。たとえばカーボン・レジン皮膜抵抗体（印刷抵抗体）
と、同一組成の体形抵抗体とを比較した場合、前者は３
ｍ７７！で０．０３Ｗ（ワツト）にすぎないが、後者は
１．７φ×１．５ｍｍで１Ｗとなる。更に高ワツテージ
が得られると云われているグレーズ皮膜抵抗と比較して
みても、これが熱放散の良いアルミナ基板上に形成して
あるにもかかわらず同面積で０．２３Ｗであるにすぎな
い。従つて在来の抵抗回路に本発明に用いる体形抵抗を
使用した場合、抵抗体の太さはきわめて細くなり、抵抗
体の配線空所に占める面積はほとんど点状態となつて散
在する様になり、抵抗回路の小形化、高密度化、簡素化
、平面化は容易に達成できるようになる。またコンポジ
シヨン体形抵抗体は組成を変化させることにより抵抗値
は数オームから数１０タグオームまで広範囲に変えられ
る。従つて抵抗体を製作し抵抗値ランクごどに選別して
卦けば抵抗体は修正の手段を要せず性能的にも均質なも
のが得られるようＶＣなるし、在来の印刷抵抗を用いた
抵抗付配線板のごとく、抵抗体が１ケ所でも不良である
とその基板全部が不良となるような不経済性を完全に避
けることができる。また本発明に用いる体形抵抗体は金
属質（Ａｌ，Ｆｅなど）表面に絶縁被覆（陽極酸化もし
くは樹脂被覆）した配線支持体を使用できる特徴も有し
ている。即ち配線支持体に設けた孔はいずれも導電性を
有しているが本発明に用いる体形抵抗ならびに表裏を接
続する体形低抵抗物質は厚い絶縁外被により覆われてい
るため、十分な絶縁性と耐電圧性とを有して訃り支持体
の導電層の影響を受けることはない。また樹脂積層板を
支持体とせる印刷配線板に体形抵抗を縦形に装着する場
合、積層板に設けた孔壁はいずれも多孔性であり吸湿状
態になり易いし、半田浴に浸漬時基板より縮合水や可塑
剤が放出され易い。しかし体形抵抗体の表面に厚い絶縁
外被を設けたものを使用するため抵抗体が湿度の影響を
支持体から受けることはない。また抵抗体と絶縁外被中
に酸化圭素、酸化アルミ、タルク、カオリンなど熱伝導
し易い粉体を含有させて訃けば熱的にも安定したものと
なる。この様に中心部に抵抗体を要し、周辺部に絶縁外
被をもうけたコンポジシヨン体形抵抗体は配線板に装着
した場合支持体の影響を受けることがないので安価な基
材でも使用することが可能となる。更に肉厚の外被によ
り覆われた抵抗体は機械的強度、即ち圧縮、引張りに対
する強度が人であり、配線板に設けた孔に装着する場合
に破壊することはなく、また外傷により抵抗値が変化す
ることもない。また更に、この体形抵抗は樹脂バインダ
ーによる導電ペイントによつて印刷的手段により配線面
と接続されている。

本発明に用いる導電ペイントにはエポキシ樹脂を結着剤
としたものを用いることが望ましい。一般の導電ペイン
トはそのバインダに縮合型樹脂、たとえばフエノール樹
脂、アミノ樹脂、キシレン樹脂などを用いたものが多い
が、これらの樹脂は加熱硬化時脱却反応を起すため接合
箇所で空泡を生じ易い。また体形抵抗体、基材、金属導
体層などはそれぞれ膨張係数に差を有し、また脱却反応
により導電塗膜は収縮を起し、接合部にクラツクを生じ
させたり、塗膜が脱落したジして接合障害を起すことが
ある。従つて抵抗体の電極部は特に重ね塗りするとか、
脱泡操作をするとかしなければならぬが、エポキシ樹脂
（たとえぱシエル化学製８２８）を結着剤に用いた導電
ペイントは結合箇所の膨張、収縮に良く追従し接合の信
頼性のきわめて高いものが得られる。この導電ペイント
を抵抗体の両端と配線部とに印刷的手段によジ塗布する
ことにより体形抵抗体はここで始めて一種の抵抗器とし
ての機能を有するようになる。このことは一見在来の皮
膜抵抗に導電ペイントの端子を印刷した場合と類似して
いるかの如く見られるが、本質的には大きな違いがある
。即ち、皮膜抵抗体の端子となる導電ペイントは電極間
隔を決めるものであり、導電ペイントのにじみ、だれ、
あるいは端子端面の荒れは直接電極間距離を変えるもの
となり、抵抗値のバラツキと性能の変化を招くことにな
るが、本発明の構成の一部を成す導電ペイントは抵抗体
と配線部との接続、もしくは配線の一部にすぎず印刷す
る場合も位置的なものにのみ注意すれば良く、製造が容
易となる。抵抗体の端面が導電ペイントにより覆われて
いるということは抵抗体に対し多くの特徴を有する様に
なる。即ち導電ペイントの導電材としては銀゜銅などの
金属粉、またはグラフアイトなどの炭素粉を用いること
ができるが、これら導電材は導電性の関係から扁平粒子
からなつているものを使用するため膜面に平行に並び易
く抵抗体に対し防湿効果がある。特に金属粉はその表面
に防錆と分散とを兼ねて脂肪酸などを吸着させているた
めの親油性となジ、抵抗体の透湿性を著しく減じる効果
があるし、更に負荷をかけた場合抵抗体から発する熱を
放散する効果も大である。また更に、フラツクス材が抵
抗体の端面から浸透するのを防ぐ効果もある。次に本発
明の実施例を図面とともに説明する。

第１図は押出成型された１．５φの体形抵抗体の断面図
、第２図はその斜視図である。１は０．５φの直径を有
する抵抗素体であり、導電材としては炭素粉末、金属ま
たは金属酸化物粉末のいずれかを用い、これと樹脂なら
びに充填剤とを分散混合したものを素材としている。

２は絶縁外被であ）、抵抗素材の導電材を除いた分散系
のものを素材としている。

この素材をタブレツト化し押出成型機により抵抗素材と
絶縁外被とを同時に加熱加圧して押出し、棒状の抵抗体
を形成する。３は基板の厚さ１．５′１１１！ｔと同じ
長さを有する様カツトされることを示し、４はカツトさ
れた１個の体形抵抗体を示す（第３図参照）。

一方１．５ｍ７！Ｌ厚の樹脂積層板の支持体５の上に配
線パターン（３５Ｗ金属導電層）６をエツチング法によ
ジ形成する（第４図参照）。

この導電層６と支持体５とにパンチング法により１．５
φの貫通する孔７を設けるとともに、必要に応じ配線空
所部にも１．５φの貫通孔７／７＞Ｓ設けられる。

（第５図参照）。貫通孔７，７′に体形抵抗４が装着さ
れ、抵抗体の両端と配線部との間は導電ペイント８（た
とえば藤倉化成ドータイト×Ａ−７４）をスクリーン印
刷し１６『Ｃ−３０分焼付けることによジ電気的に連結
される。上述のごとき本発明による印刷配線板はその後
この板上にソルダーレジスト、導電ペイントの保護用塗
膜、ならびに部品明示用記号文字などをスクリーン印刷
し、フラツクスを塗布して金属露出部を保護する。

更に前述した本発明の実施例を平面的に見た場合につい
て述べる。

入力端子Ｘ、出力端子Ｙとの間にそれぞれ異る抵抗値ａ
−ｅを有する抵抗回路網を、印刷配線板の配線面上に形
成する例において（第７図参照）、従来法による一般化
されている方法では比抵抗の異る数種の抵抗ベイントを
用い、抵抗体の長さと幅とを変えて配線面に印刷的手段
を用いて抵抗被膜ａ−ｅが形成され、更に銀電極８が正
確に印刷されてる導体層６と接続される（第８図参照）
。この場合抵抗体の大きさはその回路に要求される電力
、抵抗値許容差、使用する抵抗ペイントの比抵抗から決
められるものであるが、機器によつては寸法的制約と他
の部品を配置する関係から使用できない場合も生じる。
本発明の方法によれば抵抗体ａ−ｅの外形は抵抗値にか
かわらずすべて同一の大きさのものであ９、更に銀ペイ
ント８はそれを接続するために一定の幅で被覆形成する
たけで良い（第９図参照）。従つて抵抗印刷配線板は小
型化され高性能な高密度化も容易となジ、更に平面化、
簡素化も容易に達成され得る。以上のごとく本発明は、
抵抗体に体形抵抗体を使用するため抵抗体のワツテージ
は大きく、更に抵抗体には支持体ベースを使用せず無修
正で製作されているので性能的に均質であジ、使用者は
安心して回路設計することができる。

更に抵抗体が配線板に示める比率はきわめて小さいもの
であり、接続箇所の信頼性は高く、印刷配線板の小型化
、高密度化も容易に達成できる。更に配線支持体は金属
質ならびに樹脂質いずれでも使用でき、また抵抗体を装
着すると同じ方法により表裏の配線の連結も行うことが
できる。更にまたこれの製作者側は抵抗体不良によリ製
品不良を出すことはなくコストメリツトのある製品を供
給できる。また更に抵抗体は絶縁外被によジ保護されて
いるので耐電圧性にすぐれ、従来法の抵抗印刷配線板で
は望むべくもなかつた高周波回路やパルス発生回路等の
広範囲な使用が可能となるなど、その実用的価値はきわ
めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明印刷配線板に使用される体形抵抗体の断
面図、第２図はその斜視図、第３図は１個の体形抵抗体
の斜視図、第４図は印刷配線板の断面図、第５図は抵抗
体装着用の孔を設けた印刷配線板の断面図、第６図は体
形抵抗を装着し抵抗回路の機能を持たせた印刷配線板の
断面図、第７図は抵抗回路網の等価回路図、第８図は従
来法の抵抗印刷配線板の斜視図、第９図は本発明の印刷
配線板の斜視図である。 ４・・・・・・コンポジシヨン体形抵抗体、５・・・・
・・支持体、６・・・・・・導電層、７・・・・・・貫
通孔、８・・・・・・導電ペイント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体に設けられた貫通孔に絶縁外被を有するコン
   ポジション体形抵抗体が挿入せられ、この抵抗体の両端
   は導電ペイントを接続端子として上記支持体の表裏面に
   設けた回路導体に接続したことを特徴とする印刷配線板
   。 ２ コンポジション体形抵抗体としてカーボン・レジン
   体形抵抗体を使用したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の印刷配線板。 ３ 導電ペイントはバインダーにエポキシ樹脂を使用し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印刷配
   線板。 ４ コンポジション体形抵抗体として低抵抗を使用し、
   支持体の表裏面に設けた回路導体間の接続導体としたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の印刷配線板
   。