JP2005183413A - Metal resistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属抵抗器に係り、特に、ヒューズ機能を有する金属抵抗器に関する。 The present invention relates to a metal resistor, and more particularly to a metal resistor having a fuse function.
例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの精密電子機器には、ミリオーム(mΩ)オーダの低抵抗値を有するとともに、静電気などに対する耐サージ性を備えつつ高精度な抵抗値に作製することのできる金属抵抗器が用いられる場合がある。このような金属抵抗器は、抵抗体本体を、銅ニッケル合金、ニッケルクロム合金等の金属抵抗体材料により構成して、所望の低抵抗値を得ている(例えば、特許文献1参照)。
これらの金属抵抗器は、耐サージ性に優れることから、瞬間的な異常電圧・電流などが侵入してきても溶断し難く安定性が高い。このことから、例えば、接続された電源に異常が発生した場合、たとえば定格以上の過電流が流れた場合などでも、金属抵抗器自体が損傷してしまう可能性が低く、その抵抗器に接続した回路素子の損傷を招くことになる。このような場合に、金属抵抗器がヒューズとして機能し、過電流で溶断させることができれば、流れる過電流により機器全体が損傷してしまうことを未然に防止することができる。 Since these metal resistors are excellent in surge resistance, even if an instantaneous abnormal voltage / current or the like enters, they are difficult to melt and have high stability. For this reason, for example, when an abnormality occurs in the connected power supply, for example, when an overcurrent exceeding the rating flows, the metal resistor itself is less likely to be damaged and connected to the resistor. This will cause damage to circuit elements. In such a case, if the metal resistor functions as a fuse and can be blown by an overcurrent, the entire device can be prevented from being damaged by the flowing overcurrent.
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、低抵抗値を有する耐サージ性に優れた金属抵抗器に、異常電流が流れた場合に溶断するヒューズ機能を持たせることにより、その異常電流が機器本体に継続して流れ込むことを防止して、機器本体全体が損傷してしまうことを未然に防止することができる金属抵抗器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and by providing a metal resistor having a low resistance value and excellent surge resistance to a fuse function that blows when an abnormal current flows, An object of the present invention is to provide a metal resistor capable of preventing an abnormal current from continuously flowing into a device body and preventing the entire device body from being damaged.
上記課題を解決する本発明の金属抵抗器は、金属抵抗体材料よりなる矩形状の抵抗体本体と、前記抵抗体本体の長手方向両端部に接合された金属電極材料よりなる矩形状の電極とを備える金属抵抗器であって、前記電極間の前記抵抗体本体には、前記電極の一方に隣接する部分に狭幅または肉薄の溶断部を備えていることを特徴とするものである。ここで、前記溶断部は、前記抵抗体本体の短手方向に延在する溝や切り欠きにより形成するのが好適である。 A metal resistor of the present invention that solves the above problems is a rectangular resistor body made of a metal resistor material, and a rectangular electrode made of a metal electrode material joined to both longitudinal ends of the resistor body. The resistor body between the electrodes is provided with a narrow or thin fusing part at a portion adjacent to one of the electrodes. Here, it is preferable that the fusing part is formed by a groove or a notch extending in a short direction of the resistor body.
この発明は、金属抵抗材料と金属電極材料との接合部分には、異種金属を接合したことによる熱起電力が生じ、このときに発生する電圧の正負は接合する金属材料の種別に応じて決まる、ということを利用したものである。すなわち、電極間の抵抗体に電流が流れるときに、金属抵抗材料と金属電極材料の種別に応じて、電流の流出側または流入側の一方の電極と抵抗体本体との接合部分が大きく発熱する。 According to the present invention, a thermoelectromotive force is generated at the joint portion between the metal resistance material and the metal electrode material by joining different kinds of metals, and the sign of the voltage generated at this time depends on the type of the metal material to be joined. , That makes use of that. That is, when a current flows through a resistor between electrodes, a junction between the current outflow side or the inflow side electrode and the resistor body generates a large amount of heat depending on the type of the metal resistance material and the metal electrode material. .
したがって、抵抗体本体と電極の接合部分における熱起電力による発熱に、電流の流出側と流入側とで偏りを生じさせることができる。このため、大きな熱起電力による発熱を生じる接合部分付近の抵抗体本体に溝や切り欠きを形成して、所望の電流量で溶断するように溶断部を設けることにより、異常電流が流れる際にその部分を容易に溶断させることができる。それ故、抵抗体本体の、前記熱起電力による発熱が大きい方の電極に隣接する部分に溶断部を備えることで、大電流が流れても損傷し難い、耐サージ性に優れた金属抵抗器においても、ヒューズ機能を持たせることが可能となる。 Therefore, the heat generated by the thermoelectromotive force at the junction between the resistor body and the electrode can be biased between the current outflow side and the inflow side. For this reason, when an abnormal current flows by forming a groove or notch in the resistor body near the junction where heat generation due to a large thermoelectromotive force is generated, and providing a fusing part so as to melt at a desired amount of current That part can be easily melted. Therefore, by providing a fusing part at the part of the resistor body that is adjacent to the electrode that generates more heat due to the thermoelectromotive force, it is difficult to damage even when a large current flows, and has excellent surge resistance. In this case, it is possible to provide a fuse function.
本発明によれば、金属抵抗器にヒューズ機能を備えることができるので、異常電流が流れる際には、電流検出用等として機能している金属抵抗器が異常電流を遮断することができる。このため、金属抵抗器に回路保護機能を持たせることができ、場合によっては回路保護素子(ヒューズ)の配置を省略することも可能となる。 According to the present invention, since the metal resistor can be provided with a fuse function, when an abnormal current flows, the metal resistor functioning for current detection or the like can interrupt the abnormal current. For this reason, the metal resistor can be provided with a circuit protection function, and in some cases, the circuit protection element (fuse) can be omitted.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図2は本発明に係る金属抵抗器およびその製造方法の第1実施形態を示す図である。図1は金属抵抗器の構成を示す図であり、(a)は裏面側から見た斜視図であり、(b)は側面図であり、(c)は表面側から見た斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 2 are views showing a first embodiment of a metal resistor and a manufacturing method thereof according to the present invention. 1A and 1B are diagrams showing a configuration of a metal resistor, where FIG. 1A is a perspective view seen from the back side, FIG. 1B is a side view, and FIG. 1C is a perspective view seen from the front side. .
図1において、金属抵抗器10は、矩形状に形成された低抵抗値の抵抗体本体11と、この抵抗体本体11の長さL方向の両端部で幅方向に延在するように形成された一対の矩形状の電極12、13とを備えている。抵抗体本体11は、例えば、CuNi合金からなる金属抵抗材料により作製し、電極12、13は、例えば、Cuであり、高導電性の金属電極材料により作製する。なお、電極12、13の表面には、後述するように、金属抵抗器10を実装する際のハンダ付け性を確保するための溶融ハンダ層が形成されている。
In FIG. 1, a
このような金属抵抗器10は、例えば、1Ω以下、好ましくは1〜100mΩの低抵抗値を有する。そして、例えば、5.0mm×2.5mm(2H)形、3.2mm×1.6mm(2B)形等の標準チップ部品の外形寸法を有する。また、このような金属抵抗器10は、例えば、100ppm以下の抵抗温度係数を有し、各種電子機器などの電源回路基板に組み込まれ、電流検出等の用途に好適に用いられる。
Such a
抵抗体本体11は、所定の幅Wおよび厚さtに形成されており、電極12、13は、抵抗体本体11の両端部に離隔して、幅W方向に延在して接合されている。この抵抗器10は、抵抗体本体11の電極12、13間の間隔Gの大きさ(長さ)と、上記抵抗体本体11の所定の幅Wおよび厚さtに応じて、所望の抵抗値にすることができる。なお、図示はしないが、レーザトリミング等によりトリミング溝を形成して抵抗値を高精度に調整するようにしても勿論よい。
The
この金属抵抗器10は、一方の電極12に隣接する抵抗体本体11の幅方向(短手方向)両側に、その電極12と平行な長さl・幅g・深さdの溝15、15が刻設されている。これにより、抵抗体本体11は、電極12、13間の電流経路となる縦断面積が他の部分よりも小さく絞られて、この溝15、15を形成された部分が電流容量を小さく設定されて溶断し易い溶断部17に形成されている。ここで、この溶断部17には、抵抗体本体11の溝15、15の中央部に、電極12側と13側(溝15の両側縁)を連結するブリッジ(肉厚部)16が形成されて(残されて)、平面方向における強度が確保されている。
The
ここで、金属抵抗器10は、CuNi等の金属抵抗合金の抵抗体本体11の両端部に高導電性金属であるCuの電極12、13が接合されているので、この接合部分では熱起電力が生じる。この金属抵抗器10は、抵抗体本体11に電流が流れることによる発熱はあるが、抵抗体本体11と電極12、13の接合部分においては、電極12をプラス電極(電流流入側)に、電極13をマイナス電極(電流流出側)にして直流電源のプラス側から電流を流すと、溝15を形成しない状態でも、熱起電力の方向性により電極12側では電極13側の1.4〜2倍程度の発熱がある。なおブリッジ16の厚みは、抵抗体本体11の厚みより薄くしてもよい。
Here, in the
このため、金属抵抗器10は、抵抗体本体11の電極12に隣接する部分に溝15、15を形成して、その部分における抵抗体本体11の縦断面積を他の部分よりも1/4〜1/20程度に調整することにより、電流の入出力の向きによる熱起電力による発熱および抵抗体成分によるジュール熱で、電極12側と電極13側とで8〜50倍の発熱の偏りを生じさせることができる。すなわち、この金属抵抗器10は、電子機器本体にとっての所定の大きさの異常電流が流入する場合に、電極12側の溶断部17を溶断させる程度の発熱を生じさせるように、溝15の長さlや幅gや深さdを設計することで、上記異常電流の流入時に金属抵抗器10の溶断部17を溶断して、異常電流を遮断することができる。これにより、例えば電源回路等に異常電流が生じたときに、電子機器本体に損傷を与えることを未然に回避することができる。
For this reason, the
この金属抵抗器10は、図1(c)に示すように、溶断部17が形成されている側(電極12側)の裏面となる抵抗体本体11の表面に、絶縁性樹脂のマーク18が配置されており、このマーク18により上述したように電流を流す向きが示されている。なお、このマーク18は、実装時のチップ部品の方向性を示すためのもので、マークの形状、材料等は適宜決定すれば良いことはいうまでもない。
As shown in FIG. 1C, the
次に、金属抵抗器10の製造方法について説明する。まず、抵抗体11となる帯状の抵抗体材料21(11)の幅方向両端に金属電極12、13となる帯状の金属材料23(12)、23(13)を配置した帯状材料20を準備する。そして図2(a)に示すように、一方の金属材料23(12)に隣接する部分に、例えば、フライスで切削することにより、抵抗体本体11としたときのブリッジ(厚肉部)16が残るように、2倍の長さl・幅g・深さdで断続的に連続する平行な溝25を形成する。
Next, a method for manufacturing the
この後に、帯状材料20を送り出しつつ電極12となる部分金属材料23の抵抗体材料21の裏面側に、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を印刷した後に加温・硬化させることによりマーク18を形成する。このとき、製品コード、抵抗値等の必要事項を共に印刷して表示を形成することが好ましい。
After this, the
そして、図2(b)に示すように、帯状材料20を製品サイズの幅Wずつ送って、溝25の中央を直交(交差)する方向に、図中一点鎖線で示すようにダイシングソーなどにより切断する。これにより、溝15、15とその間のブリッジ(厚肉部)16とにより形成される溶断部17を抵抗体本体11の電極12に隣接して備えた矩形状の金属抵抗器10を切り出す。帯状材料20から切り出された金属抵抗器10は、所定サイズの例えば5.0mm×2.5mm(2H)形、3.2mm×1.6mm(2B)形等の標準チップ部品の外形寸法を有する矩形状のチップ製品に分離される。なお、帯状材料20から個々の金属抵抗器10毎への切断は、金属材料22側から抵抗体材料21に向かう方向に行うことにより、切断によるバリが電極12、13側から抵抗体本体11側に向かうように形成するのが好ましい。
Then, as shown in FIG. 2 (b), the band-shaped
また、この後には、この金属抵抗器10の電極12、13間(抵抗体本体11)の抵抗値を検出しつつ、その電極12、13の背面側の抵抗体本体11の表面全面を研磨することによって、高精度な抵抗値調整を行っても良い。また、この抵抗値調整は、抵抗体本体11の幅Wを微調整してもよく、所謂、レーザトリミング加工などにより行うこともできる。そして、測定、検査等の工程を経て、金属抵抗器10が完成する。
Thereafter, the entire surface of the
本実施形態の金属抵抗器10においては、マーク18を目印にして、電極12をプラス側(電極13をマイナス側)として直流電源に接続されるように、電源回路基板に実装されることが好ましい。これにより、異常電流が流入する際には、電極12、13との接合部分で偏りのある発熱が生じることにより、抵抗体本体11の電極12側の溶断部17を溶断させることができ、ヒューズとして機能させることができる。したがって、金属抵抗器にヒューズ機能を備えることができるので、所定の大きさの異常電流が流れる際には、電流検出用等として機能している金属抵抗器が異常電流を遮断することができる。このため、耐サージ性に優れた金属抵抗器に回路保護機能を持たせることができ、従来、電源回路に回路保護素子(ヒューズ)を装着していた場合には、回路保護素子(ヒューズ)の配置を省略することも可能となる。
In the
次に、図3および図4は本発明の第2実施形態に係る金属抵抗器およびその製造方法を示す図である。なお、本実施形態では、上記第1実施形態と略同様に構成されているので、同一の要素または部材には同一の符号を付して重複した説明を省略し、特徴部分のみを説明する。 Next, FIGS. 3 and 4 are views showing a metal resistor and a manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention. In addition, in this embodiment, since it is comprised substantially the same as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the same element or member, the overlapping description is abbreviate | omitted, and only a characteristic part is demonstrated.
図3は本発明の第2実施形態に係る金属抵抗器の構成を示す図であり、(a)は裏面側から見た斜視図、(b)は側面図であり、(c)は表面側から見た斜視図である。図3において、金属抵抗器30は、抵抗体本体11と、一対の電極12、13とを備えており、この金属抵抗器30は、上記第1実施形態における溝15、15に代えて、切り欠き35、35が形成されている。
3A and 3B are diagrams showing a configuration of a metal resistor according to a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a perspective view seen from the back side, FIG. 3B is a side view, and FIG. 3C is a front side. It is the perspective view seen from. In FIG. 3, a
この切り欠き35、35は、抵抗体本体11の電極12に隣接して、幅方向(短手方向)の両側に、長さl・幅gで抵抗体本体11の表裏に貫通するように形成されている。この切り欠き35、35の間には、電極12側と13側(切り欠き35の両側縁)を連結するブリッジ(肉厚部)36が形成されることにより(残されることにより)、電極12、13間の電流経路となる縦断面積が他の部分よりも小さく絞られて、抵抗体本体11の電流容量を小さくして溶断し易くしている。なおブリッジ36の厚みは、抵抗体本体11の厚みより薄くしてもよい。
The
すなわち、本実施形態では、切り欠き35、35とブリッジ(肉厚部)36とが溶断部37を構成しており、金属抵抗器30は、機器本体にとっての異常電流が流入する場合に、電極12側のブリッジ(肉厚部)36が溶断する程度の発熱を生じるように、切り欠き35の長さlと幅gが設計されている。すなわち、抵抗体本体11の縦断面積を他の部分よりも1/4〜1/20程度に調整することにより、電流の入出力の向きによる熱起電力による発熱および抵抗体成分によるジュール熱で、電極12側と電極13側とで8〜50倍の発熱の偏りを生じさせるようにしている。このため、異常電流の流入時に金属抵抗器30の溶断部37を溶断して、異常電流を遮断することができる。これにより、例えば電源回路等に異常電流が生じたときに、電子機器本体に損傷を与えることを未然に回避することができる。
That is, in this embodiment, the
なお、この金属抵抗器30は、抵抗体本体11の表面側にガラス材料による保護膜41と、裏面側にガラス材料による保護膜42とを備えている。これらの保護膜41、42は、実装時にハンダ等が抵抗体本体11に付着して、抵抗値に誤差を生じることを防止すると共に、抵抗体本体11に異物等が付着することを防止する。さらに、溶断部37の溶断時には、ガラス材料からなる保護膜成分が溶断部37に入り込み、消弧特性を良好なものとすることができる。また、保護膜41の表面には、電流の流れ方向を示すマーク18が配置されている。
The
次に、金属抵抗器30の製造方法を図4に示す工程図を用いて説明する。まず、上記第1実施形態と同様に、抵抗体11となる帯状の抵抗体材料21(11)の幅方向両端に金属電極12、13となる帯状の金属材料23(12)、23(13)を配置した帯状材料20を準備する。そして、図4(a)に示すように、その帯状材料20を送り出しつつ、電極12となる部分23に隣接する部分の抵抗体材料21を、例えば、パンチング等で2倍の長さl・幅gで断続的に連続する平行なスリット45を形成する。
Next, a method for manufacturing the
この後には、上記第1実施形態と同様に、図4(b)に示すように、帯状材料20を製品サイズの幅Wずつ送って、スリット45の中央を直交(交差)する方向に図中一点鎖線で示すようにダイシングソーなどにより切断する。これにより、電極12、13間の抵抗体本体11に切り欠き35、35とブリッジ36とを備えた溶断部37が形成された矩形状の金属抵抗器30を切り出して、帯状材料20から分離する。さらに、抵抗体本体11の表面側に保護膜41を、抵抗体本体11の裏面側の電極12、13間に保護膜42をポッティングおよび低温焼成等により形成する。そして、マーキングの形成、測定、検査等の工程を経て、金属抵抗器30が完成する。
Thereafter, as in the first embodiment, as shown in FIG. 4 (b), the band-shaped
本発明の金属抵抗器はヒューズとしての機能を有しているため、保護膜41と保護膜42に用いる材料としては、熱伝導が低く難燃性の材料を用いることが望ましい。例えば、シリコン、ガラス、不燃性フィラーを含有する樹脂、などである。また、保護膜41、保護膜42を形成する代わりに、セラミック基板を抵抗体本体11の表面および裏面に貼り付けるようにしてもよい。
Since the metal resistor of the present invention has a function as a fuse, it is desirable to use a flame retardant material having low thermal conductivity as the material used for the
このように本実施形態においても、熱起電力による大きな発熱が生じる電極12に隣接して、抵抗体本体11に切り欠き35、35による狭幅の溶断部37を備えているので、上記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
As described above, also in the present embodiment, the resistor
図5は本発明の第3実施形態に係る金属抵抗器の構成を示す図である。金属抵抗器50は、抵抗体本体11と、一対の電極12、13とを備えており、電極12の近傍に連続した溝15による溶断部57を備えている。従って、この実施形態においては、上記第1、第2実施形態と異なり、ブリッジ(厚肉部)を備えておらず、溝15による薄肉部が溶断部57を構成している。この溶断部57の作用効果は、上記各実施形態の金属抵抗器と同様である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a metal resistor according to the third embodiment of the present invention. The
なお、これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 In addition, although one Embodiment of this invention was described so far, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be implemented with a different form within the range of the technical idea.
10、30、50 金属抵抗器
11 抵抗体本体
12、13 電極
12a、13a 溶融ハンダ層
14 凹部
15、25 溝
16、36 ブリッジ(肉厚部)
17、37 溶断部
18 マーク
20 帯状材料
21 抵抗体材料
22 金属材料
22a 溶融ハンダ層
35 切り欠き
45 スリット
10, 30, 50
17, 37 Fusing
Claims (5)
前記電極間の前記抵抗体本体には、前記電極の一方に隣接する部分に狭幅または肉薄の溶断部を備えていることを特徴とする金属抵抗器。 A metal resistor comprising a rectangular resistor body made of a metal resistor material, and a rectangular electrode made of a metal electrode material bonded to both longitudinal ends of the resistor body,
The resistor body between the electrodes is provided with a narrow or thin fusing portion at a portion adjacent to one of the electrodes.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003077705A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Tyco Electronics Raychem Kk | Polymer ptc thermistor |
JP2007141907A (en) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Resistor and method of manufacturing same |
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2003
- 2003-12-16 JP JP2003417447A patent/JP2005183413A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003077705A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Tyco Electronics Raychem Kk | Polymer ptc thermistor |
JP2007141907A (en) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Resistor and method of manufacturing same |
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