JP2010114284A

JP2010114284A - チップ形金属板抵抗器とその製造方法

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Publication number: JP2010114284A
Application number: JP2008286076A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Konaka; 浩樹小中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: JP5141502B2

Abstract

【課題】本発明は小形化が可能なチップ形金属板抵抗器を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明のチップ形金属板抵抗器は、１つの共通端子１１と、複数の個別端子１２ａ〜１２ｃと、金属板で構成され、かつ一端部１３ａが共通端子１１の上面に接続されるとともに他端部１３ａが複数の個別端子１２ａ〜１２ｃの上面に接続された複数の抵抗体１４ａ〜１４ｃとを備え、前記共通端子１１と個別端子１２ａ〜１２ｃとが並ぶ方向と平行な方向において、前記共通端子１１の幅を個別端子１２ａ〜１２ｃの幅より広くするとともに、前記抵抗体１４ａ〜１４ｃが共通端子１１に接続されている寸法を前記抵抗体１４ａ〜１４ｃが個別端子１２ａ〜１２ｃに接続されている寸法より広くしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器の電流値検出等に使用される低抵抗値のチップ形金属板抵抗器とその製造方法に関するものである。

従来のこの種のチップ形金属板抵抗器は、図７に示すように、金属板で構成された抵抗体１と、この抵抗体１の両端部の下面に設けられた一対の電極２と、前記抵抗体１の下面における一対の電極２間および前記抵抗体１の上面に形成された絶縁層３とを備えた構成としていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特表２００３−５１８３３０号公報

上記した従来のチップ形金属板抵抗器においては、抵抗体１自身が発熱するため、チップ形金属板抵抗器の大きさを定格（抵抗体１の温度）に対応した大きさにせざるを得ず、これにより、小形化ができないという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、小形化が可能なチップ形金属板抵抗器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、１つの共通端子と、複数の個別端子と、金属板で構成され、かつ一端部が前記共通端子の上面に接続されるとともに他端部が前記複数の個別端子の上面に接続された複数の抵抗体とを備え、前記共通端子と個別端子とが並ぶ方向と平行な方向において、前記共通端子の幅を前記個別端子の幅より広くするとともに、前記抵抗体が前記共通端子に接続されている寸法を前記抵抗体が前記個別端子に接続されている寸法より広くしたもので、この構成によれば、共通端子の幅を複数の個別端子の幅より広くするとともに、抵抗体が共通端子に接続されている寸法を抵抗体が個別端子に接続されている寸法より広くしているため、抵抗体で発生した熱をより多く、かつより早く共通端子に逃がすことができ、さらに、複数の抵抗体のすべてが大きな共通端子に接続されているため、それぞれの抵抗体で発生した熱も大きな共通端子を介していち早く実装基板へ逃がすことができる。その結果、電流が印加された際の抵抗体の発熱温度を低く抑えることができるため、チップ形金属板抵抗器の大きさを定格に対応した大きさより小さくすることができ、これにより、小形化が可能になるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項２に記載の発明は、特に、個別端子と抵抗体をそれぞれ３つ設け、かつこの３つの抵抗体に交互に電流を印加するようにしたもので、この構成によれば、発熱するのは１つの抵抗体であるため、他の抵抗体、共通端子および個別端子でその熱を放熱させることができ、これにより、電流が印加された際の当該抵抗体の発熱温度を低く抑えることができるため、１つの抵抗体の大きさを定格に対応した大きさより小さくすることができ、これにより、小形化が可能になるという作用効果を有するものである。

本発明の請求項３に記載の発明は、中央部に貫通孔を備えた金属プレートに、前記金属プレートのチップ形金属板抵抗器において１つの共通端子となる部分の上面および複数の個別端子となる部分の上面に、複数の抵抗体を前記貫通孔を跨ぐようにして接続する工程と、前記複数の個別端子となる部分に、前記複数の抵抗体のそれぞれの間と前記複数の抵抗体の外側に溝を形成する工程と、前記複数の抵抗体に抵抗値調整用の切欠きを形成する工程と、前記複数の抵抗体のそれぞれの間から粘度の低い状態の樹脂を注入して、前記複数の抵抗体の裏面、前記複数の抵抗体のそれぞれの隙間、前記溝および前記複数の抵抗体の外側に第１の保護膜を形成する工程と、前記金属プレートの周縁部を残して、前記金属プレートと前記複数の抵抗体の上面に第２の保護膜を形成する工程とを備え、さらに、前記共通端子と個別端子とが並ぶ方向と平行な方向において、前記共通端子の幅を前記個別端子の幅より広くし、かつ前記抵抗体が前記共通端子に接続されている寸法を前記抵抗体が前記個別端子に接続されている寸法より広くしたもので、この製造方法によれば、複数の抵抗体のそれぞれの間および複数の抵抗体の外側の溝を粘度の低い状態の樹脂で埋めるようにしているため、個別端子間を樹脂で確実に絶縁させることができ、これにより、複数の抵抗体に切欠きを形成して抵抗値を調整した後に、抵抗値が変動するのを防止できるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明のチップ形金属板抵抗器は、共通端子の幅を個別端子の幅より広くするとともに、前記抵抗体が前記共通端子に接続されている寸法を前記抵抗体が前記個別端子に接続されている寸法より広くしているため、抵抗体で発生した熱をより多く、かつより早く共通端子に逃がすことができ、さらに、複数の抵抗体のすべてが大きな共通端子に接続されているため、それぞれの抵抗体で発生した熱も大きな共通端子を介していち早く実装基板へ逃がすことができる。その結果、電流が印加された際の抵抗体の発熱温度を低く抑えることができるため、チップ形金属板抵抗器の大きさを定格に対応した大きさより小さくすることができ、これにより、小形化が可能になるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器の主要部の上面図、図２は同チップ形金属板抵抗器の上面図、図３は図１、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器は、図１〜図３に示すように、１つの共通端子１１と、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃと、金属板で構成され、かつ一端部１３ａが前記共通端子１１の上面にそれぞれ接続されるとともに他端部１３ｂが前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃの上面に接続された第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃとを備え、そして、前記共通端子１１と第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃとが並ぶ方向と平行な方向ｐにおいて、前記共通端子１１の幅Ｗ１を前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃの幅Ｗ２より広くするとともに、前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃが前記共通端子１１に接続されている寸法ｔ１を前記抵抗体１４ａ〜１４ｃが前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃに接続されている寸法ｔ２より広くしたものである。

上記構成において、前記共通端子１１は、Ｃｕからなる直線状の金属で構成されており、かつこの共通端子１１の上面には前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの一端部１３ａがそれぞれ接続されている。

また、前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃは、ＣｕまたはＣｕＮｉからなる金属で構成されており、かつこの第１の個別端子１２ａ、第２の個別端子１２ｂ、第３の個別端子１２ｃの上面には、第１の抵抗体１４ａ、第２の抵抗体１４ｂ、第３の抵抗体１４ｃの他端部１３ｂがそれぞれ接続されている。そしてまた、これらの第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃは一定の間隔を介して配置されている。なお、図１においては、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃのすべてが、共通端子１１から見て同じ方向に位置しているが、必ずしもその必要はない。

さらに、前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃは、ＣｕＮｉ、ＮｉＣｒ、マンガニン等からなるＣｕまたはＮｉを主成分とする金属板で構成されており、かつこの第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃには抵抗値調整用の切欠き（図示せず）がそれぞれ形成されているものである。

このとき、前記第１の抵抗体１４ａの一端部１３ａは共通端子１１の上面に接続され、かつ他端部１３ｂは第１の個別端子１２ａの上面に接続されている。また、第２の抵抗体１４ｂの一端部１３ａは共通端子１１の上面に接続され、かつ他端部１３ｂは第２の個別端子１２ｂの上面に接続されている。そしてまた、第３の抵抗体１４ｃの一端部１３ａは共通端子１１の上面に接続され、かつ他端部１３ｂは第３の個別端子１２ｃの上面に接続されている。すなわち、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃは並列になるように配置されている。そして、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのうち、第２の抵抗体１４ｂが第１の抵抗体１４ａと第３の抵抗体１４ｃとの間（内側）に位置している。

また、前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃは、共通端子１１と第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃに溶接や圧延等の方法により接続される。なお、前記共通端子１１と第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃに上面に開口する凹部をそれぞれ形成し、そしてこれらの凹部に第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの両端部１３ａ，１３ｄを載置するようにしてもよい。

ここで、電流値検出に使用される抵抗器は、印加時の発熱による抵抗値変化を小さくするために例えば５０ｍΩ以下の低い抵抗値が必要となり、このため、本発明の一実施の形態においては、抵抗体１４ａ〜１４ｃの材料として金属を採用している。そして、この金属はアルミナ等のセラミックよりも放熱がよいため、抵抗体１４ａ〜１４ｃで発生した熱をより効果的に実装基板へ逃がすことができる。

また、共通端子１１と第１の個別端子１２ａが並ぶ方向と平行な方向ｐにおいて、前記共通端子１１の幅Ｗ１を第１の個別端子１２ａの幅Ｗ２より広くするとともに、第１の抵抗体１４ａが共通端子１１に接続されている寸法ｔ１を第１の抵抗体１４ａが第１の個別端子１２ａに接続されている寸法ｔ２より広くしている。なお、この関係は、第２の個別端子１２ｂと第２の抵抗体１４ｂおよび第３の個別端子１２ｃと第３の抵抗体１４ｃについても同様である。

そしてまた、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの上面と裏面、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの隙間、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃのそれぞれの隙間、第１の抵抗体１４ａの外側および第３の抵抗体１４ｃの外側には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁材からなる絶縁層１５が設けられている。さらに、共通端子１１、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃの表面にはＳｎからなるめっき層１６が施されている。

次に、本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器の製造方法について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、Ｃｕからなる金属板で構成され、かつ中央部に貫通孔１７ａを備えた金属プレート１７を用意する。このとき、金属プレート１７のチップ形金属板抵抗器における共通端子１１となる部分１８の幅Ｗ１は、この部分１８と貫通孔１７ａを介して対向する第１、第２、第３の個別端子１２ａ，１２ｂ，１２ｃとなる部分１９の幅Ｗ２より広くする。なお、この金属プレート１７は、縦方向、横方向に連続して広がっているが、以下の説明では１つの金属プレート１７のみについて説明する。

次に、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、ＣｕＮｉ、ＮｉＣｒ、マンガニン等からなるＣｕまたはＮｉを主成分とする金属板で構成された第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃを順に貫通孔１７ａを跨ぐように、共通端子１１となる部分１８の上面、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃとなる部分１９の上面に溶接や圧延等の方法により接続する。このとき、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの一端部１３ａを共通端子１１の上面に接続するとともに、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの他端部１３ｂを第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃの上面に接続する。なお、図４（ｃ）は図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図を示したものである。

また、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃを、１つの金属帯を個々に切断したもので構成し、かつ近接する箇所から切断された複数の金属片で１つのチップ形金属板抵抗器を構成する抵抗体１４ａ〜１４ｃを形成するようにすれば、１つのチップ形金属板抵抗器において第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃ間のＴＣＲや抵抗値のばらつきが小さくなる。

次に、図５（ａ）に示すように、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃとなる部分１９において、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの間と、第１の抵抗体１４ａの外側および第３の抵抗体１４ｃの外側に溝２０を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃに、抵抗値調整用の切欠き２１を形成する。

次に、図５（ｃ）に示すように、金属プレート１７の下面に当て板２２ａを配置するとともに、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃとなる部分１９の溝２０が形成された端面に当て板２２ｂを配置し、液状またはペースト状の粘度の低い状態のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂を、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの間から注入する。これにより、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの裏面、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの隙間、溝２０、第１の抵抗体１４ａの外側および第３の抵抗体１４ｃの外側に第１の保護膜２３を形成する。

このように、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのそれぞれの間、第１の抵抗体１４ａの外側、第３の抵抗体１４ｃの外側にそれぞれ形成された溝２０を粘度の低い状態の樹脂で埋めるようにしているため、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃ間は樹脂で確実に絶縁させることができ、これにより、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃに切欠き２１を形成して抵抗値調整をした後に、第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃ同士が接触する等による抵抗値変動を防止できる。

次に、図６（ａ）に示すように、金属プレート１７の周縁部を残して、金属プレート１７、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの上面に、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等からなる樹脂シートを貼付して第２の保護膜２４を形成する。そして、前記第１の保護膜２３と、この第２の保護膜２４を硬化させて絶縁層１５を形成する。

最後に、図６（ｂ）に示すように、所定の位置２５で金属プレート１７を切断して個片状にした後、金属プレート１７の第１の保護膜２３、第２の保護膜２４で覆われていない部分にＳｎからなるめっき層１６（図６では図示せず）を形成して、図１〜図３に示すチップ形金属板抵抗器を得るものである。

なお、上記したチップ形金属板抵抗器の製造方法の説明において、図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）、図６（ａ）（ｂ）は斜視図であり、図４（ｃ）は断面図である。

上記した本発明の一実施の形態においては、共通端子１１と第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃとが並ぶ方向と平行な方向ｐにおいて、前記共通端子１１の幅Ｗ１を前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃの幅Ｗ２より広くするとともに、前記第１〜第３の複数の抵抗体１４ａ〜１４ｃが前記共通端子１１に接続されている寸法ｔ１を前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃが前記第１〜第３の個別端子１２ａ〜１２ｃ接続されている寸法ｔ２より広くしているため、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃで発生した熱をより多く、かつより早く幅が広くて横方向に長い（体積が大きい）共通端子１１に逃がすことができ、さらに、第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃのすべてが大きな共通端子１１に接続されているため、それぞれの抵抗体１４ａ〜１４ｃで発生した熱も大きな共通端子１１を介していち早く実装基板へ逃がすことができる。その結果、電流が印加された際の第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃの発熱温度を低く抑えることができるため、チップ形金属板抵抗器の大きさを定格に対応した大きさより小さくすることができ、これにより、小形化が可能になるという効果を得ることができるものである。

すなわち、共通端子１１の実装基板との接合面積が大きく、かつ実装用のはんだの体積も大きくなるため、熱抵抗が小さくなり、これにより、熱が共通端子１１により逃げ易くなる。この結果、温度上昇の速度を抑えることができ、ホットスポットの温度も低くなる。

また、上記本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器は、いわゆる多連タイプになっているため、チップ形金属板抵抗器を複数回実装する必要はなく、１回の実装で済む。

そしてまた、共通端子１１の幅が広くなっているため、抵抗値測定の際のプローブの当接箇所がずれても、抵抗値測定結果はほとんど変化せず、生産性、特性の面で有利である。

さらに、前記第１〜第３の抵抗体１４ａ〜１４ｃで発生した熱は効果的に実装基板に放熱させることができるため、チップ形金属板抵抗器の小形化、大電力化が可能となるものである。

なお、上記した本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器においては、抵抗体が３つのものについて説明したが、複数であればよく、３つに限定されるものではない。ここで、抵抗体を３つ設けた場合には、３相モータ電流値検出用抵抗器として使用することができるものである。この場合は、３つの抵抗体１４ａ〜１４ｃに交互に電流が印加されるため、発熱するのは１つの抵抗体であり、これにより、他の抵抗体１４ａ〜１４ｃ、共通端子１１および個別端子１２ａ〜１２ｃでその熱を放熱させることができるため、電流が印加された際の当該抵抗体の発熱温度を低く抑えることができる。その結果、１つの抵抗体の大きさを定格に対応した大きさより小さくすることができるため、従来のように定格に対応した大きさの抵抗体と同一の抵抗体３つで構成した場合と比べ小形化が可能になる。

すなわち、３つの抵抗体１４ａ〜１４ｃを順番に電流をＯＮ−ＯＦＦすることにより、電流が印加されていない抵抗体が２つ発生する。そして、この電流が印加されていない抵抗体を放熱体として使用できるため、電流が印加されている当該抵抗体の発熱温度を低くすることができる。

したがって、従来のチップ形金属板抵抗器において、３つのチップ形金属板抵抗器を互いに近接して並列に配置すると、チップ形金属板抵抗器の大きさは定格に対応した大きさになるが、上記本発明の一実施の形態においては、上述したように電流が印加されていない抵抗体を放熱体として使用するため、電流が印加された際の当該抵抗体の温度を低く抑えることができ、これにより、チップ形金属板抵抗器の大きさを、従来のチップ形金属板抵抗器の単品よりは大きいが、３つのチップ形金属板抵抗器を単に接合しただけのもの（定格に対応した）の大きさよりは小さくすることができる。

本発明に係るチップ形金属板抵抗器は、小形が可能になるという効果を有するものであり、特に各種電子機器の電流値検出等に使用される低抵抗値のチップ形金属板抵抗器等に適用することにより有用となるものである。

本発明の一実施の形態におけるチップ形金属板抵抗器の主要部の上面図同チップ形金属板抵抗器の上面図図１、図２におけるＡ−Ａ線断面図（ａ）〜（ｃ）同チップ形金属板抵抗器の製造方法を示す図（ａ）〜（ｃ）同チップ形金属板抵抗器の製造方法を示す図（ａ）（ｂ）同チップ形金属板抵抗器の製造方法を示す図従来のチップ形金属板抵抗器の斜視図

符号の説明

１１共通端子
１２ａ〜１２ｃ個別端子
１３ａ抵抗体の一端部
１３ｂ抵抗体の他端部
１４ａ〜１４ｃ抵抗体
１７金属プレート
１７ａ貫通孔
１８共通端子となる部分
１９個別端子となる部分
２０溝
２１切欠き
２３第１の保護膜
２４第２の保護膜

Claims

１つの共通端子と、複数の個別端子と、金属板で構成され、かつ一端部が前記共通端子の上面に接続されるとともに他端部が前記複数の個別端子の上面に接続された複数の抵抗体とを備え、前記共通端子と個別端子とが並ぶ方向と平行な方向において、前記共通端子の幅を前記個別端子の幅より広くするとともに、前記抵抗体が前記共通端子に接続されている寸法を前記抵抗体が前記個別端子に接続されている寸法より広くしたチップ形金属板抵抗器。
個別端子と抵抗体をそれぞれ３つ設け、かつこの３つの抵抗体に交互に電流を印加するようにした請求項１記載のチップ形金属板抵抗器。
中央部に貫通孔を備えた金属プレートに、前記金属プレートのチップ形金属板抵抗器において１つの共通端子となる部分の上面および複数の個別端子となる部分の上面に、複数の抵抗体を前記貫通孔を跨ぐようにして接続する工程と、前記複数の個別端子となる部分に、前記複数の抵抗体のそれぞれの間と前記複数の抵抗体の外側に溝を形成する工程と、前記複数の抵抗体に抵抗値調整用の切欠きを形成する工程と、前記複数の抵抗体のそれぞれの間から粘度の低い状態の樹脂を注入して、前記複数の抵抗体の裏面、前記複数の抵抗体のそれぞれの隙間、前記溝および前記複数の抵抗体の外側に第１の保護膜を形成する工程と、前記金属プレートの周縁部を残して、前記金属プレートと前記複数の抵抗体の上面に第２の保護膜を形成する工程とを備え、さらに、前記共通端子と個別端子とが並ぶ方向と平行な方向において、前記共通端子の幅を前記個別端子の幅より広くし、かつ前記抵抗体が前記共通端子に接続されている寸法を前記抵抗体が前記個別端子に接続されている寸法より広くしたチップ形金属板抵抗器の製造方法。