CN104221099A - 电阻器及其安装结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电阻器，在将电流检测用电阻器安装于安装基板的状态下，不产生电迁移引起的连接不良等。电阻器具备电阻体(11)和电极(12)，其中，电极(12)包含与电阻体(11)连接的第一电极部(12a)和形成于该第一电极部(12a)的第二电极部(12b)，上述第二电极部(12b)是电阻率比上述第一电极部(12a)高的材料，且是电阻率比安装至安装基板所使用的焊锡高的材料。

Description

电阻器及其安装结构
技术领域
本发明涉及电阻器及其安装结构，特别是涉及电流检测用电阻器的电极结构及其安装结构。
背景技术
为了监视电池的充放电电流并控制电池的充放电电流等，可使用电流检测用电阻器。电流检测用电阻器插入到监视对象电流的路径，检测由于该电流在电阻器两端产生的电压，并根据已知的电阻值检测电流。电流检测用电阻器中存在各种形式，作为一例，已知有在平板状的金属电阻体的下面两端具备由铜片构成的电极的结构(参照特开2002-57009号公报)。
但是，随着电子设备的小型化，若对小型化的上述电阻器通电较大电流，则有时电流密度在电阻器的安装部分变高。而且，由于电流密度的增加，在因焊锡产生的电阻器的安装部分产生电迁移(electromigration)，可能引起连接不良。
图1表示现有的电流检测用电阻器的安装状态。作为配置在电阻体11两端的电极12的材料，通常使用铜。电极12利用焊锡22固定于配线图案21。在该情况下，电流密度通常在电极12的端部的符号A或B所示的部位变高。因此，由于电流密度，而从符号A或B的部分起逐渐进行电迁移，有时形成断线。
另外，有时从一对配线图案21之间抽出电压检测端子，特别是在符号B所示的部位进行电迁移的情况下，具有在其附近检测的电压中产生误差而对电流检测精度造成不良影响的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种电阻器，在将电流检测用电阻器安装于安装基板的状态下，不产生电迁移引起的连接不良等。
本发明提供一种电阻器，具备电阻体和电极，其特征在于：所述电极包含与所述电阻体连接的第一电极部和形成于该第一电极部的第二电极部，所述第二电极部是电阻率比所述第一电极部高的材料，且是电阻率比安装至安装基板时使用的焊锡高的材料。
根据本发明，通过具备第二电极部，有助于从焊锡到电极内部的电流密度分布的均匀化，可缓和电流向电极的端部的部分的集中。由此，可以提高相对于安装时产生的电迁移电流检测用电阻器的耐性。
附图说明
图1是表示现有的电阻器的安装状态的剖面图；
图2A是表示本发明第一实施例的电阻器的剖面图；
图2B是表示本发明第二实施例的电阻器的剖面图；
图3A是表示第一实施例的电阻器的安装状态的立体图；
图3B是表示第二实施例的电阻器的安装状态的立体图；
图4是表示第一实施例的电阻器的制造工序的立体图；
图5是表示将本发明的电极结构应用于跨接芯片(jumper chip)中的例子的立体图。
具体实施方式
以下，参照图2A～图5对本发明的实施方式进行说明。此外，各图中，对相同或相当的部件或要素标注相同的符号进行说明。
图2A所示的电阻器是具备电阻体11和位于其下面两端部的电极12的电流检测用电阻器。电阻体11中，可使用由铜-镍系合金、镍-铬系合金等低电阻率且电阻温度系数良好的金属构成的电阻材料。电极12由第一电极部12a、第二电极部12b及第三电极部12c构成。第一电极部12中可使用高导电率材料的铜。
本发明的电极结构的特征在于，第二电极部12b由电阻率比第一电极部12a和第三电极部12c高的材料构成。例如，第二电极部12b中，针对第一电极部的铜或第三电极部的锡使用电阻率高的镍铬、镍磷系等合金。
在图2A所示的例子中，使用镍铬系合金作为第二电极部12b。这样，第二电极部12b中也可以使用作为电阻体使用的金属材料。在第二电极部12b中介设电阻率高的层是为了使电阻体11和配线图案21之间的电极12及焊锡内部的电流密度分布均匀化。
第三电极部12c中使用锡系焊锡材料是为了确保焊锡润湿性等安装性。第三电极部12c可利用通常使用的焊锡材料，也可以使用Sn系、Sn-Ag系、Sn-Cu系无铅焊锡或Sn-Pb系等焊锡。此外，在第二电极部12b中使用亲焊锡的材料(例如铜-镍系合金等)的情况下，也可以不具备第三电极部。
就示例的金属电阻率而言，第一电极部所使用的Cu为1.7μΩ·cm，第三电极部所使用的锡为10.9μΩ·cm，第二电极部所使用的镍铬系合金约为108μΩ·cm，镍磷系合金约为90μΩ·cm。作为用作电阻体的金属，铜镍系合金为49μΩ·cm，镍铬系合金为108μΩ·cm。此外，存在因所含有的金属成分而使电阻率与上述不同的情况。
电极12的各层的厚度关系是第一电极部12a的厚度为200μm左右，第二电极部12b的厚度为5～10μm左右，第三电极部12c的厚度为3～12μm左右。优选第二电极部12b比第一电极部12a和第三电极部12c更薄地形成。
图3A表示将图2A所示的电阻器搭载于安装基板的结构。在第一电极部12a和配线图案21之间介设有与第一电极部12a接合的第二电极部12b和由Sn系焊锡构成的第三电极部12c。电阻器使用焊锡固定于在安装基板20上形成的配线图案21。
此外，在配线图案21上的电极12的固定位置也预先形成有焊锡材料(未图示)。该焊锡材料和第三电极部12c通常是相同的Sn系等金属材料。在安装电阻器时，配线图案21上的焊锡材料和第三电极部12c通过回流焊(reflow)而熔融。因此，在第二电极部12b和配线图案21之间，没有形成于配线图案上的焊锡和第三电极部12c的区别，而成为介设有焊锡的安装状态。
在本发明中，通过在该焊锡和第一电极部12a之间介设电阻率均比这两者高的金属材料即第二电极部12b，发挥使电极12或焊锡的内部的电流密度分布均匀化的作用，缓和电流向电极12的端部的部分(图1的符号A、B所示的部分)的集中。由此，在本发明的电极结构中，可以制成相对于电迁移具有较高耐性的电阻器。
在安装状态下，优选针对包含第三电极部12c和形成于配线图案21的焊锡的厚度(通过回流焊安装的状态下的焊锡厚度)第二电极部12b的厚度为1/10以下的厚度。由此，即使在从一对配线图案21的对向部分取出电压检测端子23的情况下，也可以最小限度地抑制因较高的电阻率的第二电极部12b所引起的误差电压的产生。
图2B表示本发明第二实施例的电流检测用电阻器，图3B表示其安装状态。该电阻器为在电阻体11的长度方向两端面上固定了电极12的结构，电极12利用由铜构成的高导电率的第一电极部12a、电阻率比镍铬或镍磷系合金等高的第二电极部12b、由锡构成的高导电率的第三电极部12c构成。
在图2B中所示的例子中，第二电极部12b使用镍磷系合金并通过电镀而形成。第三电极部12c是通过电镀形成的被膜。与电阻体11的电极12a的接合面以外的外周(上下面及两侧面)被环氧树脂等绝缘性保护膜13包覆。而且，与第一实施例一样，第三电极部12c的底面通过焊锡接合安装于安装基板20的配线图案21上。在该实施例中，电压检测端子23a不是从配线图案21取出，而是通过引线键合固定于电极12的上面。此外，也可以根据用于键合的引线种类，将第三电极部12c的材料变更成例如镍等。
在该实施例中，第二电极部12b的电阻率均比焊锡及铜高，因此，在电极12的内部，使流过配线图案21和电阻体11之间的电流的密度分布均匀化。由此，在可以解除图1的符号A或B所示的电流密度较高的部分，且可以制成相对于电迁移具有较高耐性的电阻器的方面均与第一实施例相同。
第二电极部12b包覆第一电极部12a的露出部分。第一电极部12a通过电镀法等形成于被保护膜13覆盖的部分以外的金属露出的部分。因此，可以防止在安装时Sn等焊锡不介设第二电极部12b而与第一电极部12a连接。另外，在该实施例中，电压检测端子23a不从配线图案21取出，而从第一电极部12a的上面取出，因此，具有不会受到由于电阻率较高的第二电极部12b产生的电压的影响，而可以精确地检测电阻体11两端的电压的优点。
接着，参照图4对本发明第一实施例的电阻器的制造工序进行说明。首先，准备由铜-镍系合金等电阻材料构成的长条的板材11A(参照(a))。然后，在板材11A上重叠成为第一电极部的铜的板材12A(参照(b))。进一步在铜的板材12A上重叠成为第二电极部的镍铬的板材12B，并施加压力和热，由此，制作各板材间进行了扩散接合的3层包覆材料(参照(c))。
然后，通过金属的切削加工，除去由符号X所示的部分的镍铬的板材12B和铜的板材12A。由此，镍铬的板材12B和铜的板材12A分离地形成于电阻材料的板材11A的两侧(参照(d))。而且，在例如熔融的焊锡槽中浸渍板材12B的表面，而在镍铬的板材12B的表面形成成为第三电极部的锡的被膜12C(参照(e))。此外，在不需要第三电极部的情况下，也可以省略(e)的工序。
然后，切割长条状的上述板材，制成与1个电阻器时应的单片。在该状态下，在平板状的电阻体11的一面两端部形成具备由第一电极部12a、第二电极部12b和第三电极部12c构成的电极12的电阻器(参照(f))。而且，通过对两端部的电极12间的电阻体11的露出面涂布环氧树脂等浆料并加温固化，而形成绝缘材13。由此，完成具备图2A所示的本发明的电极结构的电阻器(参照(g))。
此外，第二实施例的电阻器可通过如下制作，即，使由铜构成的电极12a与棱柱状的电阻体11的长度方向两端面对接并通过扩散接合等进行固定，将电阻体11的外周面用环氧树脂等绝缘材13包覆，并通过电镀形成电阻率较高的第二电极部12b和由锡构成的第三电极部12c。
图5表示具备本发明的电极结构的跨接芯片的例子。在由铜-镍系合金等电阻材料构成的跨接芯片14的电极部12上具备电阻率较高的第二电极部12b和进一步位于第二电极部12b的底面的锡等的导电率较高的第三电极部12c。由此，可使电极12内部的电流密度分布均匀化，可以提高相对于电迁移的耐性的方面与上述各实施例相同。
至此，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施例，当然也可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式实施。
产业上的可利用性
在使电流检测用电阻器小型化的情况下，电极安装面也变小，电迁移成为问题，因此，本发明对特大功率类型的面安装型电阻器是有用的。

Claims (3)

1.一种电阻器，具备电阻体和电极，其特征在于：
所述电极包含与所述电阻体连接的第一电极部和形成于该第一电极部的第二电极部，
所述第二电极部是电阻率比所述第一电极部高的材料，且是电阻率比安装至安装基板时使用的焊锡高的材料。
2.如权利要求1所述的电阻器，其特征在于：
所述电极包含第三电极部，
在所述第一电极部和所述第三电极部之间具备所述笫二电极部，
所述第二电极部是电阻率比所述第三电极部高的材料。
3.一种电阻器的安装结构，将具备电阻体和电极的电阻器安装于形成在安装基板的配线图案，其特征在于：
所述电极包含与所述电阻体连接的第一电极部和形成于该第一电极部的第二电极部，
在所述配线图案和所述第一电极部之间介设所述第二电极部和焊锡，
所述笫二电极部是电阻率比所述第一电极部高的材料，且是电阻率比安装至安装基板时使用的焊锡高的材料。
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