DE102021115112A1 - RESISTOR AND CIRCUIT FOR DETECTING CURRENT - Google Patents
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Abstract
Ein Stromerkennungswiderstand gemäß einem Aspekt ist aus einem Widerstandsmaterial gebildet und weist eine Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän auf, wobei die Legierung einen Nickelgehalt von 63 Massenprozent oder mehr und 70 Massenprozent oder weniger, einen Chromgehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 22 Massenprozent oder weniger und einen Molybdängehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 25 Massenprozent oder weniger im Gesamtmassenverhältnis der Legierung aufweist.A current detection resistor according to one aspect is formed of a resistance material and has an alloy of nickel, chromium and molybdenum, the alloy having a nickel content of 63% by mass or more and 70% by mass or less, a chromium content of 8% by mass or more and 22% by mass or less and a molybdenum content of 8% by mass or more and 25% by mass or less in the total mass ratio of the alloy.
Description
TECHNOLOGISCHER BEREICHTECHNOLOGICAL AREA
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stromerkennungswiderstand und ein Schaltungssubstrat.The present invention relates to a current detection resistor and a circuit substrate.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUNDTECHNOLOGICAL BACKGROUND
Als ein Stromerkennungswiderstand, der über ein Lötmaterial auf einem Schaltungssubstrat implementiert ist, wird ein Widerstand beschrieben, der einen Hauptkörper, der aus einer Metallplatte mit einem vorbestimmten Widerstandswert gebildet ist, und einen gelöteten Abschnitt, der an beiden Seitenenden des Hauptkörpers vorgesehen ist, der den Hauptkörper auf das Schaltungssubstrat lötet, aufweist (siehe
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
[Das durch die Erfindung zu lösende Problem][The problem to be solved by the invention]
In dem in
Aus diesem Grund wird bei dem Widerstandsmaterial auf Kupfer-Mangan-Nickel-Basis als obere Grenztemperatur die Temperatur von etwa 170°C bis 180°C festgelegt, bei der die Änderung des Widerstandswertes in einem zulässigen Bereich gehalten werden kann.For this reason, in the case of the copper-manganese-nickel-based resistance material, the upper limit temperature is set to the temperature of about 170 ° C. to 180 ° C. at which the change in the resistance value can be kept within an allowable range.
Auf der anderen Seite gab es in den letzten Jahren mit der Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der zunehmenden Funktionalität elektronischer Geräte eine wachsende Nachfrage nach Schaltungssubstraten zur Montage elektronischer Komponenten mit höherer Leistung und höherer Wärmebeständigkeit. Insbesondere wurde die Entwicklung eines Halbleiterbauteils, wie die SiC und GaN genannten Wide-Gap-Leistungshalbleiter, gefördert, das bei einer hohen Temperatur arbeitet.On the other hand, in recent years, with the spread of electric vehicles and the increasing functionality of electronic devices, there has been a growing demand for circuit substrates for assembling electronic components with higher performance and higher heat resistance. In particular, the development of a semiconductor device such as wide-gap power semiconductors called SiC and GaN that operates at a high temperature has been promoted.
Daher wurde für die auf dem Schaltungssubstrat montierten Stromerkennungswiderstände angedacht, dass sie Spezifikationen aufweisen, die ihren Einsatz bei höheren als den oben genannten Temperaturen ermöglichen, z. B. bei 200 °C oder höher.Therefore, the current detection resistors mounted on the circuit substrate have been thought to have specifications that allow their use at temperatures higher than those mentioned above, e.g. B. at 200 ° C or higher.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stromerkennungswiderstand, der eine große Änderung eines Widerstandswertes in einem Hochtemperaturbereich unterdrückt, und eine Leiterplatte bereitzustellen, auf der der Stromerkennungswiderstand montiert ist.It is an object of the present invention to provide a current detection resistor which suppresses a large change in resistance value in a high temperature area and a circuit board on which the current detection resistor is mounted.
[Ein Mittel zur Lösung des Problems][A means of solving the problem]
Als Ergebnis intensiver Forschung haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung festgestellt, dass eine Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist. Die Erfinder haben sich auf diesen Umstand konzentriert und die vorliegende Erfindung gemacht.As a result of intensive research, the inventors of the present application have found that an alloy of nickel, chromium and molybdenum has high heat resistance. The inventors have focused on this fact and made the present invention.
Ein Stromerkennungswiderstand gemäß einem Aspekt wird aus einem Widerstandsmaterial gebildet. Das Widerstandsmaterial umfasst eine Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän, wobei die Legierung einen Nickelgehalt von 63 Massenprozent oder mehr und 70 Massenprozent oder weniger, einen Chromgehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 22 Massenprozent oder weniger und einen Molybdängehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 25 Massenprozent oder weniger im Gesamtmassenverhältnis der Legierung enthält.A current detection resistor in accordance with one aspect is formed from a resistor material. The resistor material includes an alloy of nickel, chromium and molybdenum, the alloy having a nickel content of 63 mass percent or more and 70 mass percent or less, a chromium content of 8 mass percent or more and 22 mass percent or less, and a molybdenum content of 8 mass percent or more and 25 Contains percent by mass or less in the total mass ratio of the alloy.
[Wirkung der Erfindungen][Effect of the inventions]
Nach diesem Aspekt, durch die Verwendung der Legierung aus Nickel und Chrom und Molybdän mit einer hohen Wärmebeständigkeit als Widerstandsmaterial, ist es in einem Hochtemperaturbereich möglich, die Änderung des Widerstandswertes zu unterdrücken erhöht wird.According to this aspect, by using the alloy of nickel and chromium and molybdenum having high heat resistance as a resistance material, it is possible in a high temperature region to suppress the change in resistance value from being increased.
FigurenlisteFigure list
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[
1 ]1 ist eine Draufsicht, die einen beispielhaften Stromerkennungswiderstand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.[1 ]1 Fig. 13 is a plan view showing an exemplary current detection resistor according to an embodiment of the present invention. -
[
2 ]2 ist eine Seitenansicht des in1 gezeigten Stromerkennungswiderstandes.[2 ]2 is a side view of the in1 current detection resistor shown. -
[
3 ]3 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Herstellung eines Stromerkennungswiderstandes gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.[3 ]3 Fig. 13 is a diagram showing a method of manufacturing a current detection resistor according to the present embodiment. -
[
4 ]4 ist ein Diagramm, das ein Schaltungssubstrat zeigt, in dem ein Stromerkennungswiderstand montiert ist.[4th ]4th Fig. 13 is a diagram showing a circuit substrate in which a current detection resistor is mounted.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
[Erläuterung eines Stromerkennungswiderstandes][Explanation of a current detection resistor]
Unter Bezugnahme auf
<Aufbau eines Stromerkennungswiderstandes><Structure of a current detection resistor>
Ein Stromerkennungswiderstand 1 ist ein plattenförmiger Messwiderstand, der aus einem Widerstandsmaterial gebildet wird, das eine Legierung aus Nickel (Ni), Chrom (Cr) und Molybdän (Mo) enthält.A
Der Stromerkennungswiderstand 1 umfasst einen Hauptkörper 11, ein erstes Verbindungsteil 12, ein zweites Verbindungsteil 13, ein erstes ansteigendes Teil 14 und ein zweites ansteigendes Teil 15.The
Der Hauptkörper 11 hat eine rechteckige Form und ist in einem vorgegebenen Abstand zu einer Montagefläche eines Schaltungssubstrats angeordnet.The
Ein Ende des ersten Verbindungsteils 12 ist mit der Montagefläche verbunden. Das andere Ende des ersten Verbindungsteils 12 ist über das erste ansteigende Teil 14 ebenfalls mit dem Hauptkörper 11 verbunden. Und ein Ende des zweiten Verbindungsteils 13 ist mit der Montagefläche verbunden. Das andere Ende des zweiten Verbindungsteils 13 ist ebenfalls über das zweite ansteigende Teil 15 mit dem Hauptkörper 11 verbunden. Das erste ansteigende Teil 14 und das zweite ansteigende Teil 15 verbinden die Enden des Hauptkörpers 11 mit dem ersten Verbindungsteil 12 bzw. dem zweiten Verbindungsteil 13, um den Hauptkörper 11 von der Montagefläche zu trennen.One end of the first connecting
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in
Der Stromerkennungswiderstand 1 kann durch Pressen eines plattenförmigen Körpers aus dem Widerstandsmaterial gebildet werden.The
<das Widerstandsmaterial><the resistor material>
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der aus dem Widerstandsmaterial gebildete Stromerkennungswiderstand 1 die Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän, wobei die Legierung einen Nickelgehalt von 63 Massenprozent oder mehr und 70 Massenprozent oder weniger, einen Chromgehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 22 Massenprozent oder weniger und einen Molybdängehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 25 Massenprozent oder weniger von dem Gesamtmassenverhältnis der Legierung enthält.In the present embodiment, the
Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Widerstandsmaterials kann in einigen Ausführungsformen ein höherer Gehalt an Molybdän verwendet werden. Allerdings ist die Härte von Molybdän hoch und Molybdän ist zerbrechlich. Daher sinkt die Verarbeitbarkeit des Widerstandsmaterials, wenn der Gehalt an Molybdän zu hoch ist. Aus diesem Grund sollte der Gehalt an Molybdän auf 8 Massenprozent oder mehr und 25 Massenprozent oder weniger im Gesamtmassenverhältnis der Legierung festgelegt werden.From the viewpoint of improving the heat resistance of the resistor material, a higher content of molybdenum may be used in some embodiments. However, the hardness of molybdenum is high and molybdenum is fragile. Therefore, if the content of molybdenum is too high, the processability of the resistor material decreases. For this reason, the content of molybdenum should be set to 8 mass% or more and 25 mass% or less in the total mass ratio of the alloy.
Darüber hinaus kann das Widerstandsmaterial mindestens eines der Elemente Wolfram (W) oder Mangan (Mn) enthalten, wobei der Gehalt an mindestens einem der Elemente Wolfram (W) oder Mangan (Mn) in einem Gesamtmassenverhältnis dieser Legierung 6 Massenprozent oder weniger betragen kann. Indem mindestens eines von Wolfram oder Mangan in einem Gesamtverhältnis dieser Legierung von 6 Massenprozent oder weniger enthalten ist, kann die Wärmebeständigkeit gesichert werden, ohne einen Gehalt an Molybdän im Widerstandsmaterial zu erhöhen.In addition, the resistor material can contain at least one of the elements tungsten (W) or manganese (Mn), the content of at least one of the elements tungsten (W) or manganese (Mn) in a total mass ratio of this alloy being 6 mass percent or less. By containing at least one of tungsten or manganese in a total ratio of this alloy of 6 mass% or less, heat resistance can be secured without increasing a content of molybdenum in the resistor material.
Bei Verwendung handelsüblicher Produkte als obiges Widerstandsmaterial eignen sich DSALOY625 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd.), DSALOY22 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd.) und DSALOY242 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd.). DSALOY625 enthält 22 Massenprozent Chrom, 8 Massenprozent Molybdän und 70 Massenprozent Nickel. DSALOY22 enthält 21 Massenprozent Chrom, 13 Massenprozent Molybdän, 3 Massenprozent Wolfram und 63 Massenprozent Nickel. DSALOY242 enthält 8 Massenprozent Chrom, 25 Massenprozent Molybdän und 67 Massenprozent Nickel.When commercially available products are used as the above resistor material, DSALOY625 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd.), DSALOY22 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd.), and DSALOY242 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd.) are suitable. DSALOY625 contains 22 mass percent chromium, 8 mass percent molybdenum and 70 mass percent nickel. DSALOY22 contains 21 mass percent chromium, 13 mass percent molybdenum, 3 mass percent tungsten and 63 mass percent nickel. DSALOY242 contains 8 mass percent chromium, 25 mass percent molybdenum and 67 mass percent nickel.
Unter diesen ist DSALOY242, das 8 Massenprozent Chrom, 25 Massenprozent Molybdän und 67 Massenprozent Nickel enthält, besonders geeignet, weil die Änderung des Widerstandswertes klein und der Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes (TCR) niedrig ist.Among them, DSALOY242 containing 8 mass% chromium, 25 mass% molybdenum and 67 mass% nickel is particularly suitable because the change in resistance value is small and the temperature coefficient of electrical resistance (TCR) is low.
[Herstellungsverfahren für einen Stromerkennungswiderstand][Manufacturing method for a current detection resistor]
Wenn das oben beschriebene Widerstandsmaterial auf 200 °C oder mehr erhitzt wird, nimmt die Änderung des Widerstandswertes zu, während die Temperatur während eines vorbestimmten Zeitraums erhöht wird. Nachdem der vorbestimmte Zeitraum vergangen ist, hat der Widerstandswert des Widerstandsmaterials ein Verhalten, das an einem bestimmten Punkt konvergiert. In diesem Widerstandsmaterial ist in einem Zustand, in dem die Änderung des Widerstandswertes in einem bestimmten Zustand konvergiert, ein Vickers-Härtewert gleich oder größer als 200 HV und ist gleich oder kleiner als 240 HV.When the above-described resistor material is heated to 200 ° C. or more, the change in resistance value increases as the temperature is increased for a predetermined period of time. After the predetermined period of time has passed, the resistance value of the resistor material has a behavior that converges at a certain point. In this resistor material, in a state where the change in resistance value converges in a certain state, a Vickers hardness value is equal to or greater than 200 HV and is equal to or less than 240 HV.
Daher wird der Widerstandskörper, der bei diesem Herstellungsverfahren mittels der Durchführung der Druckbearbeitung erhalten wird, derart behandelt, dass der Vickers-Härtewert 200 HV oder mehr und 240 HV oder weniger wird. Dadurch ist es möglich, das Widerstandsmaterial mit kleinen Änderungen des Widerstandswertes herzustellen.Therefore, the resistor body obtained by performing press working in this manufacturing method is treated so that the Vickers hardness value becomes 200 HV or more and 240 HV or less. This makes it possible to manufacture the resistor material with small changes in the resistance value.
Insbesondere wird, wie in
Als zweite Behandlung kann eine Wärmebehandlung verwendet werden. Bei der zweiten Behandlung wird das Widerstandsmaterial nach der Druckbearbeitung 200 Stunden oder länger einer Atmosphäre von 175 °C oder höher ausgesetzt. Als Beispiel für die zweite Behandlung ist es vorteilhaft, das Widerstandsmaterial 250 Stunden lang einer Atmosphäre von 200 °C oder mehr auszusetzen. Dies ermöglicht es, das Widerstandsmaterial zu erhalten, dessen Vickers-Härtewert gleich oder mehr als 200 HV ist und gleich oder weniger als 240 HV ist.A heat treatment can be used as a second treatment. In the second treatment, the resistor material is exposed to an atmosphere of 175 ° C or higher for 200 hours or more after the press working. As an example of the second treatment, it is preferable to expose the resistor material to an atmosphere of 200 ° C. or more for 250 hours. This makes it possible to obtain the resistor material whose Vickers hardness value is equal to or more than 200 HV and equal to or less than 240 HV.
So ist es möglich, die Wirksamkeit der Unterdrückung der Änderung des Widerstandswerts zu erhöhen, indem die vorherige Behandlung des Widerstandsmaterials so durchgeführt wird, dass der Vickers-Härtewert gleich oder mehr als 200 HV und gleich oder weniger als 240 HV ist.Thus, it is possible to increase the resistance value change suppressing effectiveness by performing the previous treatment of the resistor material so that the Vickers hardness value is equal to or more than 200 HV and equal to or less than 240 HV.
[Schaltungssubstrat][Circuit substrate]
Ein Schaltungssubstrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ein Isolationssubstrat 110 und ein auf dem Isolationssubstrat 110 ausgebildetes Schaltungsmuster 120. Der oben beschriebene Stromerkennungswiderstand 1 ist ein Schaltungssubstrat, das in dem ersten Verbindungsteil 12 und dem zweiten Verbindungsteil 13 über eine gelötete Elektrode 140 oder einen Bonddraht 130 mit dem Schaltungsmuster 120 verbunden ist.A
In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, ein Glas-Epoxid-Substrat, ein Metallsubstrat und ein Keramiksubstrat als Isoliersubstrat 110 zu verwenden. Unter diesen ist es bevorzugt, unter dem Gesichtspunkt der hohen Wärmebeständigkeit das Keramiksubstrat zu verwenden. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, als Keramiksubstrat mindestens ein Material zu verwenden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Aluminiumoxid, einem Siliziumnitrid und einem Aluminiumnitrid besteht.In the present embodiment, it is possible to use a glass epoxy substrate, a metal substrate, and a ceramic substrate as the insulating
Bei der Verwendung des Keramiksubstrats ist es möglich, eine Dicke des Keramiksubstrats von 0,1 mm oder mehr und 1,0 mm oder weniger zu verwenden. Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit des Substrats ist es möglich, dass die Dicke des Keramiksubstrats vorzugsweise 0,1 mm oder mehr beträgt. Andererseits ist es bevorzugt, dass die Dicke unter dem Gesichtspunkt der Wärmeableitung 1,0 mm oder weniger beträgt.When using the ceramic substrate, it is possible to use a thickness of the ceramic substrate of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. From the viewpoint of the strength of the substrate, it is possible that the thickness of the ceramic substrate is preferably 0.1 mm or more. On the other hand, it is preferable that the thickness is 1.0 mm or less from the viewpoint of heat dissipation.
Im Allgemeinen wird Kupfer (Cu) als Elektrode verwendet, um das Schaltungsmuster 120 mit dem Strommesswiderstand 1 zu verbinden. Die Kupferelektrode hat jedoch eine geringe Wärmebeständigkeit und ist leicht oxidierbar. Daher ist es in dieser Ausführungsform möglich, eine Beschichtung auf Nickel-Basis und eine Beschichtung auf Gold-Basis zu verwenden, um die Wärmebeständigkeit zu verbessern.Generally, copper (Cu) is used as an electrode to connect the
[Andere Ausführungsformen][Other embodiments]
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, veranschaulichen die oben genannten Ausführungsformen lediglich einen Teil der Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und der technische Umfang der vorliegenden Erfindung soll nicht auf die spezifischen Ausgestaltungen der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein. Beispielsweise sind die Formen des Stromerkennungswiderstandes 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht auf die in
BEISPIELEXAMPLE
Der Stromerkennungswiderstand gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt und die Wärmebeständigkeit und die Widerstandseigenschaften wurden bewertet. Im Folgenden werden eine Vorbereitungsmethode und eine Auswertungsmethode der Prüflinge beschrieben.The current detection resistor according to the embodiment of the present invention was manufactured, and the heat resistance and resistance properties were evaluated. A preparation method and an evaluation method of the test items are described below.
[Vorbereitung der Prüflinge][Preparation of the test items]
<Praktisches Beispiel 1><Practical example 1>
In einem praktischen Beispiel 1 wurde DSALOY625 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd., bezeichnet als 22Cr-8Mo-70Ni), das 22 Massenprozent Chrom, 8 Massenprozent Molybdän und 70 Massenprozent Nickel enthält, als Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung (im Folgenden als Ni-Cr-Mo-Legierung bezeichnet) für das Widerstandsmaterial verwendet. Die in
<Praktisches Beispiel 2><Practical example 2>
In einem praktischen Beispiel 2 wurde DSALOY22 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd., bezeichnet als 21Cr-13Mo-3W-63Ni), das 21 Massenprozent Chrom, 13 Massenprozent Molybdän, 3 Massenprozent Wolfram und 63 Massenprozent Nickel enthält, als Ni-Cr-Mo-Legierung für das Widerstandsmaterial verwendet. Abgesehen davon wurde der Prüfling des Praktisches Beispiels 2 auf die gleiche Weise wie im praktischen Beispiel 1 hergestellt.In a practical example 2, DSALOY22 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd., designated as 21Cr-13Mo-3W-63Ni), which contains 21 mass percent chromium, 13 mass percent molybdenum, 3 mass percent tungsten and 63 mass percent nickel, was named Ni Cr-Mo alloy used for the resistor material. Except for this, the test piece of Practical Example 2 was manufactured in the same manner as in Practical Example 1.
<Praktisches Beispiel 3><Practical example 3>
In einem praktischen Beispiel 3 wurde DSALOY242 (hergestellt von Daido Steel Co., Ltd., bezeichnet als 8Cr-25Mo-67Ni), das 8 Massenprozent Chrom, 25 Massenprozent Molybdän und 67 Massenprozent Nickel enthält, als Ni-Cr-Mo-Legierung für das Widerstandsmaterial verwendet. Abgesehen davon wurde der Prüfling des Praktisches Beispiels 3 auf die gleiche Weise wie im praktischen Beispiel 1 hergestellt.In Practical Example 3, DSALOY242 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd., designated as 8Cr-25Mo-67Ni) containing 8 mass percent chromium, 25 mass percent molybdenum and 67 mass percent nickel was used as a Ni-Cr-Mo alloy for the resistor material used. Except for this, the test piece of Practical Example 3 was manufactured in the same manner as in Practical Example 1.
<Vergleichsbeispiel><Comparative example>
In einem Vergleichsbeispiel wurde anstelle der Ni-Cr-Mo-Legierung ein Manganin auf Kupfer-Mangan-Nickel-Basis als Ni-Cr-Mo-Legierung für das Widerstandsmaterial verwendet. Abgesehen davon wurde der Prüfling des Vergleichsbeispiels auf die gleiche Weise wie im praktischen Beispiel 1 hergestellt.In a comparative example, instead of the Ni-Cr-Mo alloy, a manganin based on copper-manganese-nickel was used as the Ni-Cr-Mo alloy for the resistor material. Except for this, the test piece of Comparative Example was manufactured in the same manner as in Practical Example 1.
[Messverfahren][Measuring method]
<Volumenwiderstand><Volume resistance>
Da die Breite und Dicke des Hauptkörpers 11 im Prüfling konstant sind, hat eine Querschnittsfläche des Hauptkörpers 11 eine einheitliche Querschnittsfläche S (cm2) entlang der Längsrichtung des Hauptkörpers 11. Aus diesem Grund wurde der Volumenwiderstand der Widerstandsspannung p durch die folgende Gleichung unter Verwendung einer Spannung V zwischen dem ersten Verbindungsteil 12 und dem zweiten Verbindungsteil 13, eines Stroms I, der Querschnittsfläche S (cm2) und einer Länge Ld (cm) zwischen dem ersten Verbindungsteil 12 und dem zweiten Verbindungsteil 13 berechnet.
Beachten Sie, dass bei dieser Messung ein zulässiger Bereich des Durchgangswiderstands auf 120 bis 150 [10-6Ω·cm] eingestellt ist.Note that an allowable range of volume resistance is set to 120 to 150 [10-6Ω · cm] for this measurement.
<Messung des Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands (TCR)><Measurement of the temperature coefficient of electrical resistance (TCR)>
Ein Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstands (TCR) stellt das Verhältnis der Änderung eines inneren Widerstandswertes aufgrund einer Temperaturänderung eines Widerstandskörpers dar, er wird durch die folgende Gleichung berechnet.
In dieser Gleichung ist Ra ein Widerstandswert bei einer Referenztemperatur, Ta ist eine Referenztemperatur, R ist ein Widerstandswert im eingeschwungenen Zustand, T ist die Temperatur, bei der der eingeschwungene Zustand eintritt.In this equation, Ra is a resistance value at a reference temperature, Ta is a reference temperature, R is a resistance value in the steady state, T is the temperature at which the steady state occurs.
In dieser Ausführungsform wurde Ta auf 25 °C und T auf 100 °C eingestellt. Im Übrigen wurde der zulässige Bereich des TCR auf der Grundlage der Produktspezifikationen auf ± 100 ppm/°C festgelegt. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 dargestellt.In this embodiment, Ta was set to 25 ° C and T to 100 ° C. Incidentally, the allowable range of the TCR has been set to ± 100 ppm / ° C based on the product specifications. The results of the measurement are shown in Table 1.
<Wärme-Widerstands-Test: Änderungsrate eines Widerstandswertes des Widerstandskörpers><Heat resistance test: rate of change of a resistance value of the resistor body>
Die Prüflinge der Praktisches Beispiele 1 bis 3 und des Vergleichsbeispiels wurden einem thermischen Austrittstest unterzogen. Dabei wurden die Prüfling auf 200°C erhitzt und für eine vorgegebene Zeit auf 200°C gehalten. Gemessen wurde die Änderung des Widerstandswertes aufgrund der unterschiedlichen Verweilzeit.The specimens of Practical Examples 1 to 3 and the Comparative Example were subjected to a thermal leak test. The test specimens were heated to 200 ° C. and held at 200 ° C. for a specified time. The change in the resistance value due to the different dwell times was measured.
Die Änderungsrate des Widerstandswertes wird durch die folgende Gleichung berechnet.The rate of change of the resistance value is calculated by the following equation.
Die Änderungsrate des Widerstandswertes (%) = {(Rh-Ra)/Ra} x 100 In dieser Gleichung ist Ra ein Widerstandswert bei einer Referenztemperatur vor dem thermischen Austrittstest, Rh ist ein Widerstandswert nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit im thermischen Austrittstest. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.The rate of change of resistance value (%) = {(Rh-Ra) / Ra} x 100 In this equation, Ra is a resistance value at a reference temperature before the thermal leak test, Rh is a resistance value after a predetermined time in the thermal leak test. The results are shown in Table 1.
Bei dieser Messung wurde die Prüflinge, deren Änderungsrate des Widerstandswertes auch nach 1000 Stunden innerhalb von ±0,50 % lag, derart betrachtet, dass sie den Test bestanden haben.In this measurement, the specimens whose rate of change in resistance value was within ± 0.50% even after 1000 hours were considered to have passed the test.
<Vickershärte-Wert><Vickers hardness value>
Ein Vickers-Härtewert kann gemäß der japanischen Industrienorm JIS Z2244:2009 (Vickers-Härtewert Prüfverfahren) gemessen werden. Für die Messung des Vickers-Härtewerts wurde ein Härtewertmessgerät (z. B. Micro-Vickers-Härtewertmessgerät HMV-G21: Shimazu Corporation) verwendet. Der Vickers-Härtewert wird z.B. bei einer Prüftemperatur von 25°C, einer Prüfkraft von 100gf, einer Annäherungsgeschwindigkeit des Diamanteindringkörpers von 20µm/s und einer Haltezeit der Prüfkraft von 10 Sekunden gemessen. Vorzugsweise wird die Oberfläche des Prüfkörpers geglättet und Verunreinigungen o. ä. mit einer Poliermaschine (z. B. automatische Poliermaschine Rana-3: IMT) o. ä. entfernt.A Vickers hardness value can be measured according to Japanese Industrial Standard JIS Z2244: 2009 (Vickers hardness value test method). A hardness meter (e.g. Micro Vickers hardness meter HMV-G21: Shimazu Corporation) was used to measure the Vickers hardness value. The Vickers hardness value is measured e.g. at a test temperature of 25 ° C, a test force of 100 gf, an approach speed of the diamond penetrator of 20 µm / s and a holding time of the test force of 10 seconds. The surface of the test body is preferably smoothed and impurities or the like removed with a polishing machine (e.g. automatic polishing machine Rana-3: IMT) or the like.
[Ergebnisse][Results]
Die Ergebnisse der Wärmebeständigkeitsprüfung, des Volumenwiderstands, des Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR) und des Vickers-Härtewerts sind in Tabelle 1 dargestellt.The results of the heat resistance test, volume resistivity, temperature coefficient of resistance (TCR) and Vickers hardness value are shown in Table 1.
[Tabelle 1][Table 1]
TABELLE 1
In den praktischen Beispielen 1 bis 3, in denen Wärmebeständigkeitstests durchgeführt wurden, liegt die Änderungsrate des Widerstandswerts der Proben im Allgemeinen innerhalb von 0 bis 0,20 % oder 0 bis 0,40 %. Daher wurde bei Verwendung der Ni-Cr-Mo-Legierung als Widerstandsmaterial festgestellt, dass die Änderungsrate des Widerstandswerts des Widerstandsmaterials selbst bei einer hohen Temperatur von 200°C stabilisiert werden kann. Diese Änderungsgeschwindigkeiten der Widerstandswerte sind ausreichend niedrig und werden als gute Werte angesehen. In allen Fällen wurde festgestellt, dass die Änderungsrate der Widerstandswerte vom Beginn der Erwärmung bis zu 250 Stunden signifikant war. Im Allgemeinen flachte die Änderungsrate des Widerstandswerts nach 250 Stunden ab.In Practical Examples 1 to 3 in which heat resistance tests were carried out, the rate of change in the resistance value of the samples is generally within 0 to 0.20% or 0 to 0.40%. Therefore, when the Ni-Cr-Mo alloy is used as a resistor material, it has been found that the rate of change in the resistance value of the resistor material can be stabilized even at a high temperature of 200 ° C. These rates of change in resistance values are sufficiently low and are considered good values. In all cases, the rate of change in resistance values from the start of heating up to 250 hours was found to be significant. In general, the rate of change in the resistance value leveled off after 250 hours.
Wie oben beschrieben, kann die Änderung des Widerstandswerts des Widerstandsmaterials stabilisiert werden, indem die Heizbehandlung unter den Bedingungen einer Heiztemperatur von 200 °C und einer Heizzeit von 250 Stunden im Voraus durchgeführt wird. Daher kann der Widerstand zur Stromerkennung in einem Zustand auf der Leiterplatte montiert werden, in dem die Änderungsrate gering ist.As described above, the change in the resistance value of the resistor material can be stabilized by performing the heating treatment under the conditions of a heating temperature of 200 ° C. and a heating time of 250 hours in advance. Therefore, the resistor for current detection can be mounted on the circuit board in a state where the rate of change is small.
Daher erreicht der Stromerkennungswiderstand gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Stabilisierung des Widerstandswerts auf einem höheren Niveau in einem höheren Temperaturbereich durch Ausbilden des Widerstandsmaterials, das die Legierung aus Nickel, Chrom und Molybdän aufweist, in der die Legierung einen Nickelgehalt von 63 Massenprozent oder mehr und 70 Massenprozent oder weniger, einen Chromgehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 22 Massenprozent oder weniger und einen Molybdängehalt von 8 Massenprozent oder mehr und 25 Massenprozent oder weniger im Gesamtmassenverhältnis der Legierung enthält.Therefore, the current detection resistor according to the present embodiment achieves the stabilization of the resistance value at a higher level in a higher temperature range by forming the resistor material comprising the alloy of nickel, chromium and molybdenum in which the alloy has a nickel content of 63 mass percent or more and 70 mass percent or less, a chromium content of 8 mass% or more and 22 mass% or less and a molybdenum content of 8 mass% or more and 25 mass% or less in the total mass ratio of the alloy.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StromerkennungswiderstandCurrent detection resistor
- 1111th
- HauptkörperMain body
- 1212th
- erstes Verbindungsteilfirst connecting part
- 1313th
- zweites Verbindungsteilsecond connecting part
- 1414th
- erstes ansteigendes Teilfirst rising part
- 1515th
- zweites ansteigendes Teilsecond ascending part
- 1616
- Galvanikschicht für MontageflächeElectroplated layer for mounting surface
- 1717th
- Galvanikschicht zum VerklebenElectroplated layer for gluing
- 100100
- SchaltungssubstratCircuit substrate
- 110110
- IsolationssubstratIsolation substrate
- 120120
- SchaltungsmusterCircuit pattern
- 130130
- BonddrahtBond wire
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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