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複合・新機能材料

スプレー熱分解法による薄膜成膜により、低コスト・鉛フリー抵抗体を製造

長野県

日本電熱株式会社

2020年3月18日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 スプレー熱分解法を用いた省エネ省資源型鉛フリー抵抗体のプロセス開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 エレクトロニクス
産業分野でのニーズ対応 高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(使用機器削減)、環境配慮
キーワード 鉛フリー抵抗体、スプレー熱分解法、均熱加熱板、高温加熱板
事業化状況 研究中止または停滞中
事業実施年度 平成21年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

低コストかつ高品質な鉛フリーの抵抗体を開発し、省エネルギー化・省資源化が可能なスプレー熱分解法プロセスを開発するにあたり、プロセスの重要な要素である均質で温度安定性の高い加熱システムを開発する

開発した技術のポイント

スプレー熱分解法による完全鉛フリー薄膜抵抗体の開発
・セラミック基板加熱用の均熱板
→基板サイズ60mm×60mm、温度450℃±2.5℃以内
・ルテニウム溶媒の開発
→均質、鉛・ハロゲンフリー
(新技術)
スプレー熱分離法による薄膜成膜
・ルテニウムの使用量が少なく低コスト
・鉛フリー

・最適な溶媒の選定
・均一かつ安定したスプレー噴霧
・均一な温度分布をもった平坦な加熱板
の開発が必要

具体的な成果

・温度分布450℃±2.5℃の加熱板を作製
‐アルミ製加熱板、カーボン製加熱板を試作し、それぞれ温度分布450℃±2.5℃を達成
‐特注スプレー装置に加熱板を装着、試験をした結果、スプレー時に熱板表面温度が50℃から80℃低下し、一旦低下すると温度が復帰するまで30秒から1分の時間が必要であることが判明
・スプレー熱分解材料・溶媒の開発
‐金属錯体をスプレーにより噴霧し、加熱された母材上に抵抗薄膜を形成するため、溶媒等を検討
‐イソプロピルアルコールを主溶媒として、第二成分の添加により溶解性を高めることに成功
‐抵抗温度係数の調整を実現し、比抵抗をコントロール
・ルテニウム量は従来の1/50、電力は1/2
‐特殊ホルダーにセラミックス板を保持することで、抵抗体を作製する際の反り返しを防止
‐噴霧時のみエアー出力し、噴霧後に一定間隔の時間をとることで、スプレー時の温度低下を20℃程度に抑制可能であり、膜質の向上がみられた
‐ルテニウム使用量は従来品の1/50程度、製造の消費電力も1/2以下であり、環境負荷の低減化を確認(LCIデータ参照)

知財出願や広報活動等の状況

・会社案内に記載

研究開発成果の利用シーン

スプレー熱分解法による薄膜成膜で抵抗体を作製することにより、抵抗器の製造における鉛フリー化、ルテニウム使用量低減を図ることができ、低コスト化が実現

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・派生技術に関しては、H23年度に事業化に成功
・派生技術である高温均熱加熱板を製作及び販売(有償)

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作

製品・サービスのPRポイント

・精度向上:温度分布の優れた加熱板による薄膜の均一化での精度向上
この結果
・環境負荷低減:保護用の鉛ガラスを使用しない抵抗体の実現
・省資源化:希少金属のルテニウムの使用量を減らした抵抗体の実現

今後の実用化・事業化の見通し

・サポイン主体企業における熱板開発は終了し、川下企業での研究を継続していたが、現在は研究中止
・派生技術の高温均熱加熱板については、事業化を達成

実用化・事業化にあたっての課題

・抵抗体の電気特性制御、形成工程の構築

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 日本電熱株式会社
事業管理機関 公益財団法人長野県テクノ財団
研究等実施機関 コーア株式会社
国立大学法人信州大学
長野県工業技術総合センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 日本電熱株式会社(法人番号:9100001015251)
事業内容 シーズヒータ、カートリッヂヒータ等各種産業用、民生用電熱機器の製造販売及び関連制御機器の製造販売
社員数 145 名
生産拠点 安曇野工場(長野県)、松川工場(長野県)
本社所在地 〒399-8102 長野県安曇野市三郷温3788番地
ホームページ http://www.nichinetu.co.jp
連絡先窓口 事業推進部開発G 中谷泰宏
メールアドレス y.nakatani@nichinetu.co.jp
電話番号 0263-87-8289