JPS6292304A - 電気的抵抗体およびその製造方法 - Google Patents
電気的抵抗体およびその製造方法Info
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- JPS6292304A JPS6292304A JP23204385A JP23204385A JPS6292304A JP S6292304 A JPS6292304 A JP S6292304A JP 23204385 A JP23204385 A JP 23204385A JP 23204385 A JP23204385 A JP 23204385A JP S6292304 A JPS6292304 A JP S6292304A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明１．１電気機器、電気部品、電気回路４７と（Ｊ
用いられる電気的（１（抗体（５二関りるものτ″ある
、。
用いられる電気的（１（抗体（５二関りるものτ″ある
、。
［従来の技術１
従来、電気部品、電気回路４ｆどに１．１．導電＝ｌ’
ｌの粒子を高分子のバインダの中に分散さ１」た抵抗体
が例えば、シー１へ状抵抗体索了、回路間の結線＋４石
、抵抗材料として用いられている。しかしぞれら１，１
２、温度の十胃に伴い高分子バインダが然膨１１１；
ｃｌることにより導電ｔ’ｌ ＄＜を１同１−の接触が
悪り４Ｔす、抵抗値が増大づるという問題があった。こ
れは、電気回路の特１１を変化さ１！ることに／ｒるの
で好ま１ツクない。従って、温石による抵抗値の変化が
Ｊ、り少ない電気的抵抗体が望まれていた。
ｌの粒子を高分子のバインダの中に分散さ１」た抵抗体
が例えば、シー１へ状抵抗体索了、回路間の結線＋４石
、抵抗材料として用いられている。しかしぞれら１，１
２、温度の十胃に伴い高分子バインダが然膨１１１；
ｃｌることにより導電ｔ’ｌ ＄＜を１同１−の接触が
悪り４Ｔす、抵抗値が増大づるという問題があった。こ
れは、電気回路の特１１を変化さ１！ることに／ｒるの
で好ま１ツクない。従って、温石による抵抗値の変化が
Ｊ、り少ない電気的抵抗体が望まれていた。
［発明が解決しＪ−うとする問題点］
本発明の目的は温度に対して、抵抗の変化が少なく、安
定して使用できる電気的抵抗体を提供しようとすること
である。また他の目的は、そのような電気的抵抗体を作
製する優れた製造手段を提供することである。
定して使用できる電気的抵抗体を提供しようとすること
である。また他の目的は、そのような電気的抵抗体を作
製する優れた製造手段を提供することである。
［問題を解決するための手段］
上記「１的を達成するために本発明は次の構成から１．
ｒる。
ｒる。
［（１）高分子バインダの中に導電・１１１粒子を分散
［しめた第１の層と無定形炭素からなる第２の層との少
なくとも２層の積層構造からなることを特徴とする電気
的抵抗体。
［しめた第１の層と無定形炭素からなる第２の層との少
なくとも２層の積層構造からなることを特徴とする電気
的抵抗体。
（２）高分子バインダの中に導電１ノロ９ｆ子を分散１
！シめた電気的抵抗体月別の表面にＴネルキービームを
照ｑ・１シ、表層を無定形炭素７トリツクスのなかに導
電１ノ目９１子か分散した構造を有する層に変↑４ざｌ
！ることを特徴とする電気的抵抗体の製造方法。」本発
明において、第１層は電気的絶縁性の高分子をバインダ
とし、ぞの中に電気的に導電性の粒子が分散したもので
あり、導電１１粒子相ｎが電気的に接触することにより
全体としては導電１ノ１である。高分子バインダとして
は特に限定はなく、通常の熱可塑Ｍ樹脂、熱硬化性樹脂
の任意のものを用いることができる。例えばポリオレフ
ィン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、フ■ノール樹脂などである。導電・１ノ１粒子
としては、金属粒子、半導体粒子、炭素粒子などが使用
できる。
！シめた電気的抵抗体月別の表面にＴネルキービームを
照ｑ・１シ、表層を無定形炭素７トリツクスのなかに導
電１ノ目９１子か分散した構造を有する層に変↑４ざｌ
！ることを特徴とする電気的抵抗体の製造方法。」本発
明において、第１層は電気的絶縁性の高分子をバインダ
とし、ぞの中に電気的に導電性の粒子が分散したもので
あり、導電１１粒子相ｎが電気的に接触することにより
全体としては導電１ノ１である。高分子バインダとして
は特に限定はなく、通常の熱可塑Ｍ樹脂、熱硬化性樹脂
の任意のものを用いることができる。例えばポリオレフ
ィン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミ
ド樹脂、フ■ノール樹脂などである。導電・１ノ１粒子
としては、金属粒子、半導体粒子、炭素粒子などが使用
できる。
第２層（よ無定形炭素から構成される。ここで、無定形
炭素と１１明確＜２結晶横ＩＪを持たイ１い炭素材料を
意味し、例λぽ［グラジ−カーボン１、「）′モルフ７
Ｉスカー小ンｊなどと呼ばれるーｂのが含まれる。第２
層ｔｊ、無定形炭素のみＪ、すｂる均一＜２組成であっ
てもよく、また無定形炭素よりへ６７１ヘリツクスの中
に導電１ノロ台了が分散したものであってもよい。導電
１ノ目☆了には金属粒子、半導体粒子、炭素粒子などを
使用Ｊることができる。
炭素と１１明確＜２結晶横ＩＪを持たイ１い炭素材料を
意味し、例λぽ［グラジ−カーボン１、「）′モルフ７
Ｉスカー小ンｊなどと呼ばれるーｂのが含まれる。第２
層ｔｊ、無定形炭素のみＪ、すｂる均一＜２組成であっ
てもよく、また無定形炭素よりへ６７１ヘリツクスの中
に導電１ノロ台了が分散したものであってもよい。導電
１ノ目☆了には金属粒子、半導体粒子、炭素粒子などを
使用Ｊることができる。
第１図は本発明の電気的低抗体の断面の１層造を示した
ものである。１１５１分散された導電ｔ’ｌ １ｉｆｔ
了、２は高分子バインダを示Ｊ。３（，１、無定形ｒＡ
素からなる第２層を承り一０第２図は第２層が無定形炭
素マトリックスの中に導７目Ｈオ９子が分散された（１
４）古のものを示し、４が無定形炭素７１へリックス、
５が導電性粒子、６が高分子バインダを示す。
ものである。１１５１分散された導電ｔ’ｌ １ｉｆｔ
了、２は高分子バインダを示Ｊ。３（，１、無定形ｒＡ
素からなる第２層を承り一０第２図は第２層が無定形炭
素マトリックスの中に導７目Ｈオ９子が分散された（１
４）古のものを示し、４が無定形炭素７１へリックス、
５が導電性粒子、６が高分子バインダを示す。
第１層は温度の１胃によって抵抗が増ｊｌｔｌする特１
’ｌがある。これは、高分子バインダが熱膨張すること
で導電１ノロ台子同士の接触が弱められることが原因と
考λられる。これに対して第２層は温度の１−、！Ｆｆ
によって抵抗か減少する特１イ１がある。この理由（Ｊ
、現在のところあまり明瞭ではないが、第２層１．１．
全体の抵抗の温度依存１）１を小さくする効果がある。
’ｌがある。これは、高分子バインダが熱膨張すること
で導電１ノロ台子同士の接触が弱められることが原因と
考λられる。これに対して第２層は温度の１−、！Ｆｆ
によって抵抗か減少する特１イ１がある。この理由（Ｊ
、現在のところあまり明瞭ではないが、第２層１．１．
全体の抵抗の温度依存１）１を小さくする効果がある。
次に本発明の製造方法について説明する。本発明の電気
的低抗体は高分子バインダの中に導電性’１ｉｆｔイを
分散せしめた電気的低抗体材料の表面にエネルギービー
ムを照射することによってＩＩＪ造される。ここで、エ
ネルギービームとはレーザービームａ３よびイオンビー
ムを意味する。エネルギービームの照射により高分子バ
インダは無定形炭素に変↑１され、表層は無定形炭素の
マトリックスの中に導電性粒子が分散した構造となる。
的低抗体は高分子バインダの中に導電性’１ｉｆｔイを
分散せしめた電気的低抗体材料の表面にエネルギービー
ムを照射することによってＩＩＪ造される。ここで、エ
ネルギービームとはレーザービームａ３よびイオンビー
ムを意味する。エネルギービームの照射により高分子バ
インダは無定形炭素に変↑１され、表層は無定形炭素の
マトリックスの中に導電性粒子が分散した構造となる。
すなわち、この表層は本発明の電気的抵抗体の第２層で
あり、変↑ノ１を受けなかった部分は第１層に相当する
ことにイｒる。
あり、変↑ノ１を受けなかった部分は第１層に相当する
ことにイｒる。
レーザ−ビームを高分子に照射するとラジカル生成、あ
るい（，１ハ１１熱効宋にＪ、って高分子の化学１−１
合が切断され、化学結合にあずかる酸素、窒素、水素、
硫黄などの原子の多くし１高分子バインダから放出され
、高分子バインダは炭素化される。またこれによって得
られた炭素ＩＪ、通常、無定形炭素である。
るい（，１ハ１１熱効宋にＪ、って高分子の化学１−１
合が切断され、化学結合にあずかる酸素、窒素、水素、
硫黄などの原子の多くし１高分子バインダから放出され
、高分子バインダは炭素化される。またこれによって得
られた炭素ＩＪ、通常、無定形炭素である。
イオンビームとは真空中で高速に加速されたイオンのこ
とである。イオンビームを高分子に照射した場合もレー
ザービームの場合と同じく、高分子バインダを炭素化す
る。
とである。イオンビームを高分子に照射した場合もレー
ザービームの場合と同じく、高分子バインダを炭素化す
る。
第３図はポリイミド樹脂（東し株式会ネ１、商品名゛セ
ミ］ファイン″）にアルゴンイオンをイへン注へ法によ
って照ｑ・１（加速エネルギー１５ＱＫｅＶ、注入１５
ｘ １０１５ｃｍ’） シタＩｔ、１７）＆ｉ’ｉ’
ｒｉ（７）ラマンスペクトルを示したものである。これ
１；１アモルファスカーボンに１ｊＩｉｔｌ的イｒスペ
クトルである。覆なりち、本発明者らはイオンビームに
より高分子を無定形炭素に変１／Ｉシうろことを児い出
し、また同時にイオンビーム（３Ｌ＊発明にとって特に
好適な製造手段であることも見い出した。それは、イＡ
ンビームを用いれば無定形炭素の層（第２＠）の厚ざを
イオンの飛程によって、またぞの電気伝導Ｍを−（Ａン
の照１−１吊を代えることにより制御することか可能で
゛あるからである。本発明者らは代表例としてポリイミ
ド樹脂フィルム（東し株式会ネ１製、商品名″′力ｆト
ン″）を取り挙げ、これに種々の条イ′１でイオン注入
を行ない、イオノビーム照削が高分子の電気的↑１貿に
及ぼす効果を調べた。
ミ］ファイン″）にアルゴンイオンをイへン注へ法によ
って照ｑ・１（加速エネルギー１５ＱＫｅＶ、注入１５
ｘ １０１５ｃｍ’） シタＩｔ、１７）＆ｉ’ｉ’
ｒｉ（７）ラマンスペクトルを示したものである。これ
１；１アモルファスカーボンに１ｊＩｉｔｌ的イｒスペ
クトルである。覆なりち、本発明者らはイオンビームに
より高分子を無定形炭素に変１／Ｉシうろことを児い出
し、また同時にイオンビーム（３Ｌ＊発明にとって特に
好適な製造手段であることも見い出した。それは、イＡ
ンビームを用いれば無定形炭素の層（第２＠）の厚ざを
イオンの飛程によって、またぞの電気伝導Ｍを−（Ａン
の照１−１吊を代えることにより制御することか可能で
゛あるからである。本発明者らは代表例としてポリイミ
ド樹脂フィルム（東し株式会ネ１製、商品名″′力ｆト
ン″）を取り挙げ、これに種々の条イ′１でイオン注入
を行ない、イオノビーム照削が高分子の電気的↑１貿に
及ぼす効果を調べた。
第４図ＩＪ、加速エネルキー１５０Ｋｅνのアルゴンイ
オンをイオン注入したカブ１ヘンの電気抵抗を濡ｊ徒の
逆数に対してプ目ソトしたものである。図中７．８，９
１Ｊ汀人星が異なるものを示しており、順に注入量５ｘ
１０ ．５Ｘ１０１６．１Ｘ１０１７Ｃｍ−２である。
オンをイオン注入したカブ１ヘンの電気抵抗を濡ｊ徒の
逆数に対してプ目ソトしたものである。図中７．８，９
１Ｊ汀人星が異なるものを示しており、順に注入量５ｘ
１０ ．５Ｘ１０１６．１Ｘ１０１７Ｃｍ−２である。
この図より明らかなとおり、照射量が多いほど１１（抗
１；１小さくイエリ、同時に温度係数も小さい。すイ＾
わら、第２層の抵抗はイオンビームの照０＝Ｉ １によ
って調整（ることかできる。また、第２層の抵抗の温度
係数はイオンビームのノビ量か多いほど小さくなる。一
方、第２層の厚さはイオンビームの飛程によって調節で
きる。飛程はイオンの種類と加速エネルギーの組合ｔ！
により広い範囲で；六ぶことか可能である。イオンの原
子番号が小さいほど、また加速電圧が高いほど第２層１
，１゜厚り４【る。従って、イオン１ご−ムの飛程と照
Ｑ・１１−を調節覆れば第２層の抵抗値ど抵抗の濡）ａ
変化率を容易にｆｆ＋ｌＩ ｆｌｌｌ （′きるの（・
ある。この結果、元の電気的抵抗の（正の）１１（抗−
温１ａ係数をＪ、り小さくするにととまらす、必υ審こ
応じてぞれを１まどんど零にしたり、あるいＩＪ、 Ｉ
ｉの舶とすること゛ｂ可能である。
１；１小さくイエリ、同時に温度係数も小さい。すイ＾
わら、第２層の抵抗はイオンビームの照０＝Ｉ １によ
って調整（ることかできる。また、第２層の抵抗の温度
係数はイオンビームのノビ量か多いほど小さくなる。一
方、第２層の厚さはイオンビームの飛程によって調節で
きる。飛程はイオンの種類と加速エネルギーの組合ｔ！
により広い範囲で；六ぶことか可能である。イオンの原
子番号が小さいほど、また加速電圧が高いほど第２層１
，１゜厚り４【る。従って、イオン１ご−ムの飛程と照
Ｑ・１１−を調節覆れば第２層の抵抗値ど抵抗の濡）ａ
変化率を容易にｆｆ＋ｌＩ ｆｌｌｌ （′きるの（・
ある。この結果、元の電気的抵抗の（正の）１１（抗−
温１ａ係数をＪ、り小さくするにととまらす、必υ審こ
応じてぞれを１まどんど零にしたり、あるいＩＪ、 Ｉ
ｉの舶とすること゛ｂ可能である。
イオンの種類としでに１、窒素イオン、酸素イオン、ア
ルゴンイオン、塩素イオン、水素イオンイｒどの気体イ
オン、あるいは、ヂタニウム、り［１ミウム、１ＩＩｉ
鉛、シリコン４ｒどあらゆるイオンが使用可能である。
ルゴンイオン、塩素イオン、水素イオンイｒどの気体イ
オン、あるいは、ヂタニウム、り［１ミウム、１ＩＩｉ
鉛、シリコン４ｒどあらゆるイオンが使用可能である。
本発明の好ましい製造方法として、導電１ノロ☆子が高
分子バインダー中に分散した第１層の上に更に高分子樹
脂の層を重ね、これにエネルギーヒームを照ｑ・１する
ことによって炭素化し第２層とすることもできる。この
時の第２層は均質な無定形炭素の１苫である。この方法
では、第１層に用いられている高分子樹脂とは胃なる高
分子樹脂を選ぶこと−しできるので、電気的１）１貿の
より自由な調節ができる。但し、第２層は全体が導電化
し第１層と電気的に接触している必要がある。
分子バインダー中に分散した第１層の上に更に高分子樹
脂の層を重ね、これにエネルギーヒームを照ｑ・１する
ことによって炭素化し第２層とすることもできる。この
時の第２層は均質な無定形炭素の１苫である。この方法
では、第１層に用いられている高分子樹脂とは胃なる高
分子樹脂を選ぶこと−しできるので、電気的１）１貿の
より自由な調節ができる。但し、第２層は全体が導電化
し第１層と電気的に接触している必要がある。
［実施例］
ポリエステル樹脂（東洋紡績株式会ネｌ、商品名“バイ
ロン″）に炭素微粒子を分散したものを厚さ１２５μｍ
のポリエステルフィルムの上に８μｍ０″）厚さに塗布
しシー１〜状抵抗体ｖｉお１を作製したく試料１）。表
面抵抗率は１０００Ω・ｃｍであった。次に、イへン注
へ機を用いてこの抵抗素子に窒素イオン（Ｎ２ ）をイ
オン注入した。加速エネルギー１５０ＫｅＶで、注入量
は５ ｘ １０１５ｉ。
ロン″）に炭素微粒子を分散したものを厚さ１２５μｍ
のポリエステルフィルムの上に８μｍ０″）厚さに塗布
しシー１〜状抵抗体ｖｉお１を作製したく試料１）。表
面抵抗率は１０００Ω・ｃｍであった。次に、イへン注
へ機を用いてこの抵抗素子に窒素イオン（Ｎ２ ）をイ
オン注入した。加速エネルギー１５０ＫｅＶで、注入量
は５ ｘ １０１５ｉ。
ｎｓ／ ｃＩＩｆとした（試料２）。試ｌ′”ｌ ２の
断面を電子顕微鏡によって観察すると表層は電子密度が
高く、導電化、ずなわら炭素化していることがわかった
。
断面を電子顕微鏡によって観察すると表層は電子密度が
高く、導電化、ずなわら炭素化していることがわかった
。
湿度５０％で、この抵抗素子の抵抗一温度変化を測定す
ると、第５図のとおりであった。第５図においては、２
０℃の抵抗値に対する相対変化を示している。図中、１
０ ｆｔ、試料１にＱＪ−ｄるｂの、１１は試料２に対
りるらのを示している。試別１１Ｊ比へ、試料２の抵抗
の温ＩＱ変化率１．ｊ、約１ ／ ２−Ｃあり、温度に
対りる抵抗の安定１’ｌが著しく敗色されている。
ると、第５図のとおりであった。第５図においては、２
０℃の抵抗値に対する相対変化を示している。図中、１
０ ｆｔ、試料１にＱＪ−ｄるｂの、１１は試料２に対
りるらのを示している。試別１１Ｊ比へ、試料２の抵抗
の温ＩＱ変化率１．ｊ、約１ ／ ２−Ｃあり、温度に
対りる抵抗の安定１’ｌが著しく敗色されている。
［発明の効果］
本発明の電気的抵抗体１ｊ、温ｍに対する抵抗の変化が
小さいので、環境の変化にλ・１して安定に使用できる
。また本発明の製造方法はでのような電気的抵抗体を優
れた制御１ノ１の下で￥’Ｊ）＾しうる７’ｊ’ ｒ）
ｓである。
小さいので、環境の変化にλ・１して安定に使用できる
。また本発明の製造方法はでのような電気的抵抗体を優
れた制御１ノ１の下で￥’Ｊ）＾しうる７’ｊ’ ｒ）
ｓである。
第１図、第２図は本発明の電気的抵抗体の断面の構造を
示した一ｂのである。第３図はアルゴンイオンを４１２
２１人したポリイミド樹脂の表面のラマンスペクトルを
示したしのである。第４図１．１． ＃Ｉ＋速エネルギ
ー１５０ＫｅＶのアルゴンイオンを、イオン注入したポ
リイミドフィルムの電気抵抗を温１α−の逆数に対して
プロワ１−・シたしのである。第５図は本発明の電気的
抵抗体の抵抗の温石に対”１６９化率を従来の−ｂのと
比較して示したものである。 １；分散さ゛れた導電１ノ１粒子、２；高分子バインダ
３；無定形１尖索からなる第２層 ４；無定形腹水マトリックス、５；導電１１粒子、６；
高分子バ、インダ 特π［出願人 東し株式会？、１ 特ハ′Ｆ出願人 理化学研究所 ヱ 茸１区 界２図 倣数（ｃｙｎ−″） 茅３因
示した一ｂのである。第３図はアルゴンイオンを４１２
２１人したポリイミド樹脂の表面のラマンスペクトルを
示したしのである。第４図１．１． ＃Ｉ＋速エネルギ
ー１５０ＫｅＶのアルゴンイオンを、イオン注入したポ
リイミドフィルムの電気抵抗を温１α−の逆数に対して
プロワ１−・シたしのである。第５図は本発明の電気的
抵抗体の抵抗の温石に対”１６９化率を従来の−ｂのと
比較して示したものである。 １；分散さ゛れた導電１ノ１粒子、２；高分子バインダ
３；無定形１尖索からなる第２層 ４；無定形腹水マトリックス、５；導電１１粒子、６；
高分子バ、インダ 特π［出願人 東し株式会？、１ 特ハ′Ｆ出願人 理化学研究所 ヱ 茸１区 界２図 倣数（ｃｙｎ−″） 茅３因
Claims (4)
- （１）高分子バインダの中に導電性粒子を分散せしめた
第１の層と無定形炭素からなる第２の層との少なくとも
２層の積層構造からなることを特徴とする電気的抵抗体
。 - （２）第２の層に導電性粒子が分散されてなることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電気的抵抗体
。 - （３）高分子バインダの中に導電性粒子を分散せしめた
電気的抵抗体材料の表面にエネルギービームを照射し、
表層を無定形炭素マトリックスのなかに導電性粒子が分
散した構造を有する層に変性させることを特徴とする電
気的抵抗体の製造方法。 - （４）電気的抵抗体材料の表面に高分子樹脂が塗布され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載
の電気的抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23204385A JPS6292304A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 電気的抵抗体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23204385A JPS6292304A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 電気的抵抗体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6292304A true JPS6292304A (ja) | 1987-04-27 |
Family
ID=16933066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23204385A Pending JPS6292304A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | 電気的抵抗体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6292304A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324933C (zh) * | 2003-01-14 | 2007-07-04 | 夏普株式会社 | 布线材料、布线基板及其制造方法以及显示面板 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55148401A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-19 | New England Instr | Resistance element and method of fabricating same |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP23204385A patent/JPS6292304A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55148401A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-19 | New England Instr | Resistance element and method of fabricating same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324933C (zh) * | 2003-01-14 | 2007-07-04 | 夏普株式会社 | 布线材料、布线基板及其制造方法以及显示面板 |
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