JP2003518763A - 一体型放熱式抵抗器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一体型放熱式抵抗器の改良。 【解決手段】 中心抵抗性金属箔ストリップ１２を間に挟んで、導電性金属箔から形成した一対の離間翼部１４を形成した一体型抵抗器１０である。この翼部の表面積は、放熱用の広い表面積をもつ。集積回路基板や電流源に接続する端子ピン１６を導体ストリップに形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一体型（モノリシック）放熱式抵抗器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の抵抗器の場合、接続ピンおよびパッドを介してプリント回路基板に放熱
し、プリント回路基板本体から環境中に放熱する。また、他の公知の、超低抵抗
値抵抗器の場合には、平面抵抗器を絶縁積層体をもつ金属基材に接着し、この積
層体をヒートシンクに設ける。これら既存の抵抗器は、大電流を流す必要がある
抵抗が１ｍΩ（ミリオーム）未満の超低抵抗値高パワー抵抗器などのある種の用
途には不向きである。また、従来の抵抗器は内部に発生する熱が主にプリント回
路に伝わるにように構成されている理由により、連続的にあるいはパルス的に、
大電流を吸収するようになっていないため、プリント回路またはこれを実装する
等価な支持基体の温度が過度に上昇する。さらに、一般的に、従来の抵抗器の構
成は、低い熱抵抗をもってヒートシンクに実装して、高周波用途における温度上
昇を抑制し、インダクタンスを低くするようになってはいない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の第１の目的は、改良された一体型放熱式抵抗器を提供することである
。 本発明の第２の目的は、抵抗値のきわめて低い抵抗器を提供することである。 本発明の第３の目的は、連続的にかまたはパルス的に、大電流を吸収し、過剰
な温度上昇を引き起こさない抵抗器を提供することである。 本発明の第４の目的は、低い熱抵抗のインターフェースとともに別なヒートシ
ンクを実装できる抵抗器を提供することである。 本発明の第５の目的は、高周波用途を対象とするインダクタンスの低い抵抗器
を提供することである。 本発明の第６の目的は、電圧降下を正確に検出する端子接続をもつ一体型抵抗
器を提供することである。

【０００４】 これら課題、およびその他の課題は、本発明に関する以下の記載から明らかに
なるはずである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

ヒートシンクをもつ一体型抵抗器を複数の金属箔ストリップで構成する。中心ス
トリップとして、ニッケルクロム合金などの電気抵抗性の材料からなる細長く、
幅の狭いストリップを使用する。この中心ストリップの両側に、銅などの導電性
で伝熱性の材料からなる幅の広いストリップを形成する。これら導体ストリップ
に複数の端子ピンを形成する。端子ピンは半田で被覆してもよい。また、導体ス
トリップの幅を抵抗性ストリップの狭い幅に比較して実質的に広くし、ヒートシ
ンクとして機能するようにするとともに、パルス用途における熱容量を大きくす
る。長さ／幅比を高くして、熱抵抗を低くする。さらに、別なヒートシンクを導
体ストリップに接続して、抵抗器が発生する熱を放熱することもできる。

【０００６】

【発明の実施態様】

添付図面において、本発明の一体型金属ストリップ抵抗器は符号１０で示す。
抵抗器１０は、ニッケルクロム合金などの電気抵抗性の金属箔からなる中心（抵
抗性）ストリップ１２で構成する。なお、ニッケル鉄系合金や銅系合金などの他
の公知抵抗性材料も使用することができる。

【０００７】 抵抗器１０の離間翼部１４は、銅などの導電性金属箔で構成する。抵抗性スト
リップ１２の両側縁部に銅ストリップ（離間翼部）１４を溶接するか、あるいは
他の手段で取り付ける。好ましくは、接合ストリップ１２、１４は本出願人によ
るＵＳＰ５，６０４，４７７（表面取付抵抗器及びその製造方法）に記載の方法
によって製造する。なお、この番号に言及することにより上記公報の内容を本明
細書に組み込むことにする。

【０００８】 図１および図２からよく理解できるように、導体ストリップ（離間翼部）１４
の幅は、抵抗性ストリップ１２の幅よりも実質的に広い。図示の実施態様では、
導体ストリップ１４の幅は、抵抗性ストリップ１２の幅よりもほぼ５倍広い。こ
れら離間翼部１４の大きな表面積が、放熱に有効なヒートシンクになる。これら
ヒートシンクが短いパルスの電力を吸収し、ピーク温度を下げるとともに、発生
した熱の放熱に寄与する。

【０００９】 図２から理解できるように、導体ストリップ１４の厚みは、抵抗性ストリップ
１２の厚みより厚い。この厚み差により、抵抗性ストリップ１２を支持面上に懸
架した状態で、抵抗器１０を支持面に実装することができる。

【００１０】 導体ストリップ１４または翼部１４それぞれに複数の端子ピン１６を形成する
。ピン１６は、プレスまたはスタンピングによりストリップ１４の金属箔をスト
リップ１４の面に対してほぼ直交するように折り曲げて形成する。集積回路基板
または電流源への接続が容易になるようにピン１６に半田を被覆するのが好まし
い。このピンにより、電流密度が低くなり、接続部に発生する熱が減少する。こ
れらピンのうち２つのピン１６で、電圧降下を検出できる。上記翼部に形成した
穴により、電圧検出ワイヤを接続することができる。

【００１１】 また、導体ストリップ１４には複数の割り出し穴１８を形成する。これら穴は
、別なヒートシンクとして機能する別な導電性ストリップまたは翼を取り付ける
ために使用できる。

【００１２】 なお、抵抗器１０の抵抗性ストリップ１２を誘電体カプセル化材料（図示せず
）でカプセル化すると、抵抗器１０が暴露される各種環境から抵抗器を保護でき
、また抵抗器に剛性を与えることができるとともに、抵抗器を動作時に接触する
恐れがある他の部品や金属面から絶縁することができる。このようなカプセル化
材料は抵抗性ストリップ１２のみを被覆する。すなわち、導体トリップ１４は露
出しておく。

【００１３】 このような抵抗器１０の構成により、抵抗器から、導体ストリップまたは翼１
４の大きな露出表面を介して周囲環境に達する、伝熱性の低い放熱路を形成する
ことができる。翼１４の蓄熱性および放熱性が十分でない場合には、温度上昇を
さらに抑制することが望ましく、電気絶縁性の伝熱パッドを介在させた状態で、
翼の表面にさらに別なヒートシンクを取り付けるのが望ましい。翼１４が大面積
であるため、インターフェースの熱抵抗を小さくすることができる。あるいは、
２つの別なヒートシンクを直接各翼１４に取り付けてもよく、この場合電気的な
絶縁は必要ない。

【００１４】 なお、抵抗器のΩ値は、抵抗性ストリップ１２の断面積および長さによって決
まる値である。例えば、抵抗性ストリップ１２の好適な寸法は、厚みが０．０１
４インチ、長さが０．４００インチ、幅が０．１００インチである。この構成で
は、１ｍΩの最大抵抗が得られる。抵抗値は、レーザトリミングや機械的研磨な
どの通常の方法によって必要な精度が得られるように調節することができる。

【００１５】 以上好適な実施態様について本発明を説明してきたが、本発明の意図する精神
及び範囲内で、多くの変更、置換、付加が可能である。また、以上の説明から、
本発明によって所期の目的の少なくともすべてが実現できることが理解できるは
ずである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明−実施例の抵抗器の構成を示す斜視図である。

【図２】 本発明−実施例の抵抗器の構成を示す側面図である。

【図３】 本発明−実施例の抵抗器の構成を示す上面図である。

【符号の説明】

１０：抵抗器 １２：中心ストリップまたは抵抗性ストリップ １４：導体ストリップまたは離間翼部 １６：端子ピン １８：割り出し穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 スメジカル，ジョエル，ジェイ． アメリカ合衆国 ネブラスカ州 68602， コロンブス，ピー．オー．ボックス 609 Ｆターム(参考） 5E028 BA21 BB01 CA11 CA12 DA06 GA01 GA02 JA11 JB03 JC05

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気抵抗性の材料からなり、両側に縁部をもつ抵抗性ストリ
   ップと、この抵抗材料からなるストリップの両側縁部に取り付けた、導電性およ
   び伝熱性の導体ストリップと、これら導体ストリップに形成した複数の端子ピン
   とを有し、導体ストリップの幅を抵抗性ストリップの幅よりも実質的に広くし、
   抵抗ストリップの両側縁部にヒートシンクを形成したことを特徴とする放熱式抵
   抗器。
2. 【請求項２】 さらに、前記導体ストリップそれぞれに複数の割り出し穴を
   形成した請求項１の放熱式抵抗器。
3. 【請求項３】 前記導体ストリップをパンチ加工し、折り曲げて前記端子ピ
   ンを形成した請求項１の放熱式抵抗器。
4. 【請求項４】 前記導体ストリップの幅が、前記抵抗性ストリップの幅より
   少なくとも３倍広い請求項１の放熱式抵抗器。
5. 【請求項５】 前記導体ストリップの幅が、前記抵抗性ストリップの幅より
   少なくとも５倍広い請求項１の放熱式抵抗器。
6. 【請求項６】 前記導体ストリップが、前記抵抗性ストリップよりも厚い請
   求項１の放熱式抵抗器。
7. 【請求項７】 前記端子ピンに半田を被覆した請求項１の放熱式抵抗器。
8. 【請求項８】 前記抵抗性ストリップの最大抵抗が１ｍΩである請求項１の
   放熱式抵抗器。
9. 【請求項９】 導電性金属箔からなる一対の離間放熱翼と、電気抵抗性の金
   属箔からなり、これら放熱翼との間に延設したストリップと、各放熱翼内に形成
   した複数の端子ピンとを有することを特徴とする一体型金属ストリップ抵抗器。
10. 【請求項１０】 前記ストリップの最大抵抗が１ｍΩである請求項９のスト
    リップ抵抗器。
11. 【請求項１１】 前記放熱翼および前記ストリップそれぞれが幅をもち、こ
    れら放熱翼の幅がストリップの幅よりも広い請求項９のストリップ抵抗器。
12. 【請求項１２】 前記放熱翼の幅がストリップの幅よりも少なくとも３倍広
    い請求項９のストリップ抵抗器。
13. 【請求項１３】 前記放熱翼それぞれに複数の割り出し穴を形成した請求項
    ９のストリップ抵抗器。
14. 【請求項１４】 前記端子ピンに半田を被覆した請求項９のストリップ抵抗
    器。
15. 【請求項１５】 前記放熱翼および前記ストリップそれぞれが厚みをもち、
    これら放熱翼の厚みがストリップの厚みより厚い請求項９のストリップ抵抗器。
16. 【請求項１６】 前記端子ピンのうち２つのピンを使用して、電圧降下を検
    出する請求項９のストリップ抵抗器。
17. 【請求項１７】 前記放熱翼を使用して、電圧降下を検出する請求項９のス
    トリップ抵抗器。