JPS60207393A - 抵抗回路基板 - 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】 この発明は金属薄膜電気抵抗層を内臓する抵抗回路基板
に関する。

抵抗体を内臓するプリント回路基板は、一般に支持体を
兼ねる絶縁層と、この絶縁層上に接合された金属薄膜電
気抵抗層と、この抵抗層に接合された銅箔等の導電性金
属層とからなる積層体の形態で提供される。プリント抵
抗回路の製作に際しては、目的とする回路のパターンに
従って絶縁領域（絶縁層上の全層が除去される）、抵抗
領域（導電性金属層が除去される）、並びに導体領域（
いずれの領域も除去されない）が形成されて製品となる
。

ところで、金属薄膜電気抵抗層を内臓する回路基板では
高いシート抵抗を得るために膜厚を薄くする必要がある
と同時に、抵抗値のバラツキを防止するため膜厚を均一
にする必業がある。このような前提において従来の抵抗
内臓回路基板は次のような問題点を有していた。

ａ）銅箔等の導電性金属層に金属薄膜電気抵抗層をメッ
キ等で積層し、さらにその上に絶縁支持体を接合する回
路基板の場合、抵抗層を薄層にしかも均一に形成するた
めには下地たる銅箔の表面を凹凸のない平滑なものとす
る必要があり、このため、絶縁支持体の接合力が十分に
得られない。

特にニッケル系の抵抗層を形成する場合、エポキシ樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリイミド系樹脂等の絶縁支持体
の接合は銅箔と直接接合する場合よりも一層接着性が悪
いことが知られている。

ｂ）エツチングにより回路形成する場合、エツチング液
に絶縁支持体が侵されやすく、その結果、抵抗体層に歪
が生じて性能の劣化を招きやすい。

Ｃ）従来絶縁性支持体として一般に用いられているエポ
キシ樹脂等は半田浸漬の如き熱的処理により歪が生じや
すく、そのため抵抗値の変動を生じやすい。

ｄ）その他、エポキシ樹脂、ポリイミド系樹脂等の絶縁
支持体では熱伝導性が悪く、放熱性および耐熱性からの
制限によりシート抵抗の許容電力が制限される。

この発明者らは、上述の技術的問題点を解決すべく鋭意
研究の結果、すでに、電気絶縁層をエポキシ樹脂などの
熱硬化性樹脂にアルミナ粉を含ませた熱硬化層で構成す
ることにより、前記問題点をいずれも解消できることを
知った。

ところが、引き続く研究において上記既案出の抵抗回路
基板にあっては、高温高湿下での抵抗値の変動（増大）
が大きいという、いわゆる耐湿特性に劣る問題があるこ
とが判った。また、他の問題点として上記構成の電気絶
縁層を特にアルミニウム板などの金属製支持体に接合し
た構造の抵抗回路基板とする場合、この基板から所定の
形状。

大きさの成形品に打抜成形する際の成形用金型の損傷が
著しく、金型を頻繁に取りかえる必要があることが判っ
た。

この発明者らは、上記事情に鑑みさらに検討を加えた結
果、電気絶縁層を構成する必須成分として含ませた前記
アルミナ粉に代えてシリカ粉を用いたときには、アルミ
ナ粉を用いる場合の前記問題点もなく、しかも従来の抵
抗回路基板の前記問題点をも解消しうろことを知り、こ
の発明を完成するに至ったものである。

すなわち、この発明の抵抗回路基板は、金属薄膜電気抵
抗層と、この抵抗層の片面側に設けられた導電性金属層
と、前記抵抗層の他面側に設けられた電気絶縁層とを有
する回路基板であって、前記電気絶縁層が熱硬化性樹脂
にシリカ粉を主体とした無機質充填剤粉末を配合した配
合物の熱硬化層からなることを特徴としたものである。

第１図および第２図はこの発明の抵抗回路基板の二つの
例を示す断面図である。第１図の抵抗回路基板は、金属
薄膜電気抵抗層１の両面に導電性金属層２と電気絶縁層
３が接合された構成となっている。この場合、電気絶縁
層３を比較的厚（形成し、また層中に補強材としての繊
維基材を含ませることにより回路基板の支持体として兼
用させることもできる。また第２図に示す抵抗回路基板
は、上記第１図の構成要素中の電気絶縁層３にさらに専
用の金属支持体４を接合したものである。

この場合、電気絶縁層３は第１図のものに比し薄（する
ことができる。

この発明においては、上記電気絶縁層３が熱硬化性樹脂
にシリカ粉を主体とした無機質充填剤粉末を配合した配
合物の熱硬化層からなることを特徴としている。上記熱
硬化性樹脂の代表的なものとしてはエポキシ樹脂やポリ
イミド系樹脂が挙げられ、その他事飽和ポリエステル樹
脂などの他の熱硬化性樹脂であってもよい。また、これ
ら熱硬化性樹脂に柔軟性やその他の機能を付与する目的
で各種の熱可塑性樹脂やゴム質ポリマーを少量加えたも
のであってもよい。なお、いうまでもなく上記熱硬化性
樹脂中には各樹脂の種類に応じた硬他剤が配合されてい
る。

これら樹脂成分に配合する無機質充填剤としてはシリカ
粉が用いられる。このシリカ粉は溶融シリカ粉であって
も結晶性シリカ粉であってもよくまたその混合物であっ
ても差し支えないが、特に好適なシリカ粉は結晶性シリ
カ粉またはこれに溶融シリカ粉が３０重量％以下の割合
で混合されたものである。これらシリカ粉の平均粒子径
としては、１〜５０−の範囲にあるものが放熱性やその
他の特性上望ましい。

上記シリカ粉の配合割合としては、前記熱硬化性樹脂１
００重量部に対して通常６５〜３００重量部、望ましく
は１５０〜２５０重量部とするのがよい。この量が過少
ではこの発明の効果が得られず、また過多になると熱硬
化層の層形成が困難となったり層強度を保でな（なり、
いずれも好ましくない。なお、無機質充填剤としては、
上記シリカ粉のほか前記アルミナ粉などの他の充填剤粉
末が充填剤合計量の３０重量％以下の割合で使用可能で
ある。この場合の熱硬化性樹脂に対する配合割合として
は、上記シリカ粉を含む充填剤の合計量が前記範囲とな
るようにすればよい。

上記構成からなる電気絶縁層３は必要に応じて機械的強
度などを向上させる目的でガラスクロスなどの繊維基材
を含ませることができる。この絶縁層３の厚みとしては
、第１図および第２図の形態などにより大きく異なるが
、一般には０．０２〜３、　Ｏｔｍの範囲から各形態に
応じて適宜設定することができる。第１図の構成にあっ
ては通常０．２〜３．０鶴の範囲、第２図の構成にあっ
ては０．０２〜０．５鶴の範囲とするのがよい。

この発明における前記導電性金属層２としてはたとえば
表面が粗面化処理されていない銅箔やニッケル箔などが
あり、その厚みは一般に１５〜７０ｐ程度である。また
前記金属薄膜電気抵抗層１としては５ｎ−Ｎｉ系合金層
が好ましく、その他りｎ−Ｎｉ−３合金や従来公知の各
種抵抗金属ないし合金からなる層であってもよい。この
層厚は１００〜５，０００人程堆積ある。さらに第２図
に示す金属支持体４は厚みが０．５〜３．０鶴程度のも
ので、放熱性の向上を図ることから、熱伝導性のよいア
ルミニウム板等が好ましく用いられる。このアルミニウ
ム板を用いる場合には表面に５〜３０−のアルマイト層
を形成したものが接着力、耐電圧性も良好になる。

このような構成からなる抵抗回路基板の製造方法として
は、たとえばまず銅箔などの導電性金属層２の片面をマ
スキング用シートで被覆し、脱脂。

水洗等を行った後、金属薄膜電気抵抗層１として５ｎ−
Ｎｉ合金、５ｎ−Ｎｉ−３合金などの所要の抵抗金属な
いし合金を電気メッキする。次に、マスキング用シート
を剥離し、抵抗層１側に電気絶縁層３として、熱硬化性
樹脂にシリカ粉を配合してなる配合物を繊維基材を含む
かもしくは含まない状態で未硬化ないし半硬化とした樹
脂シートをロールラミネートなどの手段により熱圧着す
る。

この熱圧着により、上記シートは熱硬化して耐熱性良好
な電気絶縁層３となる。金属支持体４をさらに接合する
場合は、上記熱圧着にあたって上記シートの他面側に金
属支持体４を配設して電気抵抗層１と同時に熱圧着すれ
ばよい。

なお、電気絶縁層３としては、予め完全に熱硬化させて
なる樹脂シート（繊維基材が含まれていてもよい）を使
用し、これを適宜の接着剤を用いて導電性金属層２上の
電気抵抗層１とまた金属支持体４と接着させるようにし
てもよい。なおまた、この発明の抵抗回路基板の製造は
、上記方法にのみ限定されず、その他従来公知の各種方
法に準じて製造できるものである。

このようにして得られるこの発明の抵抗回路基板は、所
要の成形加工を経たのち、フォトレジスト、エツチング
液等を用いた周知の方法により、所望の抵抗付きパター
ン回路に構成される。

以上詳述したとおり、この発明においては電気絶縁層中
に熱硬化樹脂とともにシリカ粉を含ませる構成としたか
ら、既案出のアルミナ粉を用いた場合と同様の下記■〜
■の効果が得られる。

■電気抵抗層と金属薄膜電気抵抗層との接合性が大幅に
改善される。よってその製造においてもロールラミネー
ト加工等が容易となる。

■エツチング液などに対する電気抵抗層の耐腐食性が大
幅に改善される。すなわち、抵抗回路形成過程等におけ
る薄膜抵抗層の歪発生が防止され、高性能の抵抗回路を
作ることができる。

■半田浸漬など熱衝撃に対しそも歪の発生が十分に防止
され、安定した抵抗性能を保持することができる。

■シリカ粉配合により、放熱性が改善されるので、抵抗
体に対する許容電力を増大することができる。この場合
、絶縁層に支持体としてアルミニウム板などを接合すれ
ば、一層数熱性が改善できる。

また、この発明においては、上記シリカ粉を用いたこと
により既案出のアルミナ粉を用いた場合の問題点を解消
でき、下記■、■の効果を得ることができる。

■シリカ粉の使用により、抵抗回路基板の耐湿特性が向
上し、高温高湿下での抵抗値の増加を大きく抑止するこ
とができる。この理由としては、シリカ粉に含まれるＮ
ａ”″イオンの如き腐食性不１ 鈍物が少ないことが一因となっているものと思われる。

■シリカ粉の使用により、抵抗回路基板をパワープレス
により所定の形状、大きさに打抜き成形する際の金型の
損傷が少なくなり、成形作業の改善および回路板のコス
ト低下を図りうる。この理由は、シリカ粉の硬度が比較
的低いためと思われる。

次に、この発明の実施例を示してより具体的に説明する
。

実施例１ 粗面化処理されていない３５Ｉ１ｍの電解銅箔の一面に
、シート抵抗５００Ω／口の２００人厚Ｏｓｎ−Ｎｉ電
気メツキ層を形成し、このメッキ層上にビスフェノール
系エポキシ樹脂１００重量部に結晶性シリカ粉２５０重
量部を配合した０、２■厚の半硬化状態のシート状物を
５枚重ねて、１７０℃で４０分間加熱圧着硬化させて電
気絶縁層を形成し、この発明の抵抗回路基板とした。

実施例２ ２ 未硬化状態のシリカ粉を配合したエポキシ樹脂シート状
物の厚みを０．１　ｔｍとし、これを５ｎ−Ｎｉメッキ
層上に１枚のせ、さらにこの上に厚さ１゜Ｏｍのアルミ
ニウム板をのせて、加熱圧着硬化させるようにした以外
は、実施例１と全く同様にしてこの発明の抵抗回路基板
を得た。

実施例３ ビスフェノール系エポキシ樹脂１００重量部にシリカ粉
１５０重量部を配合してなる配合物を０゜１鶴のガラス
クロスに含浸したプリプレグを使用し、これを５ｎ−Ｎ
ｉメッキ層上に１０枚重ねて、加熱圧着硬化させるよう
にした以外は、実施例１と全く同様にしてこの発明の抵
抗回路基板を得た。

実施例４ 実施例３に記載のプリプレグを使用し、これを５ｎ−Ｎ
ｉメッキ層上に１枚のせ、さらにこの上に厚さ１．０鶴
のアルミニウム板をのせて、加熱圧着硬化させるように
した以外は、実施例１と全く同様にしてこの発明の抵抗
回路基板を得た。

比較例１ シリカ粉を配合しなかった以外は、実施例３と全く同様
にして従来の比較用の抵抗回路基板を得た。

比較例２ シリカ粉を配合しなかった以外は、実施例２と全く同様
にして従来の比較用の抵抗回路基板を得た。

比較例３ シリカ粉の代わりにアルミナ粉を２５０重量部配合した
以外は、実施例２と全く同様にして既案出の比較用の抵
抗回路基板を得た。

比較例４ シリカ粉の代わりにアルミナ粉を１５０重量部用いた以
外は、実施例４と全く同様にして既案出の比較用の抵抗
回路基板を得た。

上記実施例および比較例の各抵抗回路基板について、以
下の如き試験を行った。その結果は、後記の表に示され
るとおりであった。

〈試験１：絶縁層の接着力試験） 金属薄膜電気抵抗層と絶縁層との間で１８０度のピーリ
ング試験を行った。

〈試験２：絶縁層の耐腐食性） リン酸１３　ｍｏｌ／　Ｉｌ　、リン酸第二銅５．Ｏ×
１０−”　ｍｏｌ／　ｌの水溶液からなる。エツチング
液を用い、８５℃で浸漬して腐食状態を調べた。

く試験３：半田浸漬前後の抵抗変化） 噴流式半田層に２６０℃で２０秒浸漬した。浸漬前の抵
抗値をＲＯ１浸漬後の抵抗値をＲ，とじて、その比（Ｒ
＋　Ｒｏ）／Ｒｏの百分率をめた。

く試験４：定格電力〉 周囲温度７０℃、負荷時間１，０００時間後の抵抗変化
率が０．３％になる電力を、抵抗の単位面積当りでめた
。

く試験５：耐湿性〉 ８５℃、８５％ＲＨの雰囲気中で５００時間後の抵抗変
化率（増加率）をめた。

（試験６：外形打抜成形性〉 材質が５ＫＤ−１１，ＨＲＣ−６０度である金型を用い
、パワープレスによる打抜成形加工を行い金型に割れや
かけなどの損傷が生じて成形品の外観（打抜端縁性状）
が悪（なったり成形困難となるまでの成形回数を調べた
。

上表から明らかなように、この発明によれば、接着力、
耐エツチング性、耐熱性および放熱性を満足するだけで
なく、耐湿性および打抜成形性にすぐれる抵抗回路基板
を提供できるものであることが判る。なお、別の試験か
ら、この発明の抵抗回路基板において特に電気絶縁層中
にガラスクロスを含ませたときには、基板のそり、耐電
圧の点でガラスクロスを含ませないものに比しより良好
な結果が得られることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の抵抗体回路基板の二つ
の例を示す断面図である。 １・・・金属薄膜電気抵抗層、２・・・導電性金属層、
３・・・電気絶縁層、４・・・金属支持体特許出願人　
日東電気工業株式会社 Ｂ 第１図 ゛　第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１金属薄膜電気抵抗層と、この抵抗層の片面側に設
   けられた導電性金属層と、前記抵抗層の他面側に設けら
   れた電気絶縁層とを有する抵抗回路基板であって、前記
   電気絶縁層が熱硬化性樹脂にシリカ粉を主成分とした無
   機質充填剤粉末を配合した配合物の熱硬化層からなるこ
   とを特徴とする抵抗回路基板。 （２）シリカ粉の配合割合が熱硬化性樹脂１００重量部
   に対して６５〜３００重量部の範囲にある特許請求の範
   囲第（１１項記載の抵抗回路基板。 （３）熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂またはポリイミド系
   樹脂である特許請求の範囲第（１１項または第（２）項
   記載の抵抗回路基板。 （４）電気絶縁層が熱硬化層中に繊維基材を含む特許請
   求の範囲第（１１〜（３）項のいずれかに記載の抵抗回
   路基板。 （５）電気絶縁層が金属板支持体に接合されている特許
   請求の範囲第（１１〜（４）項のいずれかに記載の抵抗
   回路基板。 （６）金属板支持体がアルミニウム板である特許請求の
   範囲第（５）項記載の抵抗回路基板。 （７）金属薄膜電気抵抗層がスズ−ニッケル合金である
   特許請求の範囲第（１１〜（６）項のいずれかに記載の
   抵抗回路基板。