JP2006351776A - 電流検出用抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】 長時間、過酷な環境で電流検出用抵抗器を使用しても、抵抗器の表示が消えず、実装後の経年変化に対して表示を安定に維持できる電流検出用抵抗器を提供する。
【解決手段】 金属板からなる抵抗体１１と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属導体からなる一対の電極１２，１２とを備えた電流検出用抵抗器であって、抵抗体の表面は、平坦面となっていて、一対の電極１２，１２の上部の抵抗体１１ｂの上面に抵抗器の表示１５を配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電流検出用抵抗器に係り、特にその抵抗器を識別する表示の配置に関する。

表面実装が可能なチップ型の構造を有する電流検出用抵抗器として、板体状の金属板抵抗体の両端部の裏面側に高導電性金属板の電極を配設したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ところで、表面実装が可能なチップ型の構造を有する抵抗器では、抵抗器の抵抗値、ロット番号等の抵抗器を識別するマーキング（表示）は、通常、抵抗器の中央部に行われる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１８４６０１号公報 特開２００３−２６４１０１号公報

しかしながら、電流検出用抵抗器では、低抵抗値の金属板抵抗体に大電流が流れるため、金属板抵抗体部分で抵抗損失により発熱し、発生した熱は金属板抵抗体の両端部から高導電性金属の電極を介して基板に流れるため、一般にマーキングが配置される中央部付近の温度上昇が最も高くなる。このため、電流検出用抵抗器を基板に実装して長時間使用すると、電流検出用抵抗器の中央部付近に設けられたマーキングが目視不可能となり、消滅する場合があるという課題があった。

ところで、近年、部品のトレーサビリティに対する要請が強くなっている。すなわち、部品にその品種、製造ロット番号等の表示が付され、事故があった場合などに、その製造元、製造ロット番号等の追跡調査が可能であることが要請されている。

本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、長時間、過酷な環境で電流検出用抵抗器を使用しても、抵抗器の表示が消えず、実装後の経年変化に対して表示を安定に維持できる電流検出用抵抗器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の電流検出用抵抗器は、金属板からなる抵抗体と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属導体からなる一対の電極とを備えた電流検出用抵抗器であって、前記抵抗体の表面は、平坦面となっていて、前記一対の電極の上部の前記抵抗体の上面に前記抵抗器の表示を配置したことを特徴とするものである。

ここで、抵抗体の表面には、その中央部から前記一対の電極の上部に延在する保護コートを備え、該保護コートの前記一対の電極の上部に前記抵抗器の表示を配置することが好ましい。

本発明によれば、抵抗体の表面は、平坦面となっていて、一対の電極の上部の前記抵抗体の上面に抵抗器を識別する表示を配置したので、金属板抵抗体部分の大電流により発生した熱は金属板抵抗体の両端部から高導電性金属の電極を介して基板に流れるため、前記一対の電極の上部の前記抵抗体の上面の温度上昇は極めて少なく、ほぼ実装基板の温度と同一となる。従って、抵抗器の表示を温度上昇が少ない電極の上部に配置するので、電流検出用抵抗器の温度上昇の影響を受けず、長時間、過酷な環境で使用しても、抵抗器の表示が消えず、実装後の使用に伴う経年変化に対して表示を安定に維持できる。

これにより、電流検出用抵抗器においても、表示が消えないようにできるので、トレーサビリティの要請に応えることができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図中、同一の機能を有する部材または要素には同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態の電流検出用抵抗器を示す。この電流検出用抵抗器１０は、例えば、１ｍΩ程度の低抵抗値を有するとともに、数Ｗ程度の電力容量を有し、例えば、±１％以内等の高い抵抗値精度と、７５ｐｐｍ／℃以下等の低い抵抗温度係数（ＴＣＲ）を有する。このため、各種電子機器などの電源回路基板等に組み込まれ、高精度の大電流検出等の用途に好適に用いられる。

この抵抗器１０は、図１（ｂ）に示すように、銅ニッケル合金またはニクロム合金等の金属板からなる抵抗体１１と、該抵抗体１１の両端部下面に接合された銅等の高導電性金属導体からなる一対の電極１２，１２とを備えている。抵抗体１１は、電流検出用抵抗器の抵抗値を生成する矩形状の抵抗体本体部１１ａと、その両端の細長い八角形状の（幅広の）抵抗体電極部１１ｂ，１１ｂとに区分することができる。そして、細長い八角形状の抵抗体電極部１１ｂの下面には、同一形状の高導電性金属導体（ここでは銅）からなる電極１２が接合されている。

抵抗体１１の上面は、中央の抵抗体本体部１１ａとその両端の抵抗体電極部１１ｂとの全面にわたって平坦面となっていて、抵抗体本体部１１ａから一対の電極１２，１２の上部の抵抗体電極部１１ｂの上面に延在する絶縁性樹脂からなる保護コート１３が配設されている。なお、保護コート１３は、抵抗体本体部１１ａの側面および下面も被覆している。そして、保護コート１３に被覆されていない抵抗体電極部の上面および側面と、電極１２の下面および側面とには、下地ニッケルメッキ層にスズまたはスズ系合金等のメッキ層を形成したメッキコート１４が施され、一体として電極の機能を果たしている。

この抵抗器１０では、一対の電極１２，１２の上部の前記抵抗体電極部１１ｂ、１１ｂの上面の保護コート１３に抵抗器の表示１５を配置している。この部分は、後述するように、温度上昇が殆ど無い領域である。ここでは、「０Ｌ７５」、「３１１５」との表示をレーザマーキングにより形成している。「０Ｌ７５」は、抵抗値が０．７５ｍΩであることを意味する。また、「３１１５」は、工場の製造ロット番号を意味する。従って、この表示により製品のトレーサビリティが確保されている。

この抵抗器１０では、抵抗体１１の上面が全面にわたり平坦面であり、その両端部の下面に電極を配置しているので、上述したように、表示１５を抵抗体電極部１１ｂの上面に配置することが可能となる。また、抵抗体１１の上面が全面にわたり平坦面であるので、表面実装時の吸着が容易であり、実装性を良好なものとしている。

図２は、この電流検出用抵抗器１０を実装基板１００に実装した状態を示す。電流検出用抵抗器１０は、例えば、放熱性の良好なアルミニウム基板１００に実装される。アルミニウム基板１００は、ランドパターン１０１，１０２を備え、このランドパターンに抵抗器１０の電極１２，１２の底面および側面がはんだ１０３により接続固定される。はんだ１０３は、細長い八角形状の電極１２を八方から取り囲むようにフィレットが形成され、強固に電極１２をランドパターン１０１，１０２に固定し、電極１２，１２とランドパターン１０１，１０２とが接続される。

従って、抵抗体１１に流れる電流は、ランドパターン１０１，１０２を介して供給され、ランドパターン１０１，１０２には図示しない電圧の取出端子を備え、抵抗器１０の両端に生じる電圧が計測され、この電圧から抵抗器１０に流れる電流が計測される。

例えば、１ｍΩ、５Ｗの抵抗器では、定格電流が約７０Ａとなり、５Ｗの抵抗損失が主として抵抗体本体部１１ａにて生じる。この抵抗体本体部１１ａの寸法は、例えば全長が１０ｍｍの抵抗器では、一例として、長さ（Ｌ_１）は４ｍｍであり、幅（Ｗ_１）は６．４ｍｍであり、厚み（ｔ_１）は０．３５ｍｍ程度に設定されている。抵抗体材料として、固有抵抗４９μΩ・ｃｍの銅ニッケル系合金を用いることで、上述したように抵抗値１ｍΩの抵抗器が得られる。

従って、抵抗体本体部１１ａの発熱密度は極めて高く、抵抗体本体部１１ａで発生する熱は、抵抗体電極部１１ｂに伝導し、さらに熱伝導性の良好な銅の電極１２を介して、アルミニウム基板１００に伝導される。なお、抵抗体電極部１１ｂにおいては、電流は主として垂直方向（上下方向）に流れ、電流密度が低くなるため、発熱密度は抵抗体本体部と比較してはるかに低い。銅の電極１２においては、発熱密度はさらに低くなる。

図３は、抵抗体１１の上面に設けられた保護コート１３の温度分布を示す。図中の細線の密度の高い部分は、温度が高い部分であることを示し、細線の密度の低い部分は温度が低い部分であることを示す。なお、破線Ｘは抵抗体本体部１１ａと抵抗体電極部１１ｂとの境界を示す（図２参照）。従って、破線Ｘ，Ｘ間が抵抗体本体部１１ａの上面であり、破線Ｘ，Ｘ間の外側が抵抗体電極部１１ｂの上面である。

上述したように、抵抗器１０においては、主として抵抗体本体部１１ａで発熱し、熱は抵抗体電極部１１ｂ、電極１２を介して実装基板１００に伝導する。特に、この抵抗器１０においては、抵抗体本体部１１ａよりも幅広の抵抗体電極部１１ｂ、およびその下面に接合された同一形状の熱伝導性の良好な銅電極１２を備えているので、抵抗体本体部１１ａで発生した発熱を良好に逃がすことができる。このため、図３に示されるように、大電流による温度上昇は、抵抗体本体部１１ａの中央部分に限られ、破線Ｘより外側の抵抗体電極部１１ｂ上面では温度上昇が実装基板１００と殆ど変わらないことになる。

それ故、抵抗体電極部１１ｂの上面に表示１５を配置することで、その部分の温度は実装基板の温度と殆ど変わらないので、表示（マーキング）が発熱の影響を受け、解読が困難となる、或いは消えてしまうという問題が防止される。

なお、表示（マーキング）は、レーザ加工によるレーザマーキングの例について説明したが、インクを用いた印刷によるマーキングでも同様の効果が得られる。

また、上記実施形態は抵抗体表面に保護コートを設け、保護コートにマーキングを施す例について説明したが、抵抗体電極部の表面に直接マーキングを施すようにしても、同様の効果が得られる。

また、上記実施形態は、抵抗体本体部よりも幅広の八角形状の電極部を有する金属板抵抗器の例について説明したが、ストレートの抵抗体形状を有する電流検出用抵抗器にも適用が可能である。

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いうまでもない。

本発明の一実施形態の電流検出用抵抗器を示す、（ａ）は完成品の斜視図であり、（ｂ）はその完成品の保護コートおよびメッキコートを施す前段階の斜視図である。 上記電流検出用抵抗器の実装状態を示す縦断面図である。 上記電流検出用抵抗器の抵抗体上面に設けられた保護コートの温度分布を示す平面図であり、図中の細線の密度の高い部分は、温度が高い部分であることを示し、細線の密度の低い部分は温度が低い部分であることを示す。

符号の説明

１０ 電流検出用抵抗器
１１ 抵抗体
１１ａ 抵抗体本体部
１１ｂ 抵抗体電極部
１２ 電極
１３ 保護コート
１４ メッキコート
１５ 表示
１００ 実装基板（アルミニウム基板）
１０１，１０２ ランドパターン
１０３ はんだ

Claims (4)

1. 金属板からなる抵抗体と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属導体からなる一対の電極とを備えた電流検出用抵抗器であって、
   前記抵抗体の表面は、平坦面となっていて、前記一対の電極の上部の前記抵抗体の上面に前記抵抗器の表示を配置したことを特徴とする電流検出用抵抗器。
2. 前記抵抗体の表面には、その中央部から前記一対の電極の上部に延在する保護コートを備え、該保護コートの前記一対の電極の上部に前記抵抗器の表示を配置したことを特徴とする請求項１記載の電流検出用抵抗器。
3. 前記抵抗体は、前記一対の電極の間に位置する抵抗体本体部と、該抵抗体本体部から連続的に拡幅する前記抵抗体本体部よりも広幅の抵抗体電極部とから構成され、
   前記抵抗体電極部の直下に前記抵抗体電極部と同一形状の八角形状の高導電性金属導体からなる電極を備えたことを特徴とする請求項１記載の電流検出用抵抗器。
4. 前記表示は、レーザマーキングにより形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の電流検出用抵抗器。

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