JP2010205964A

JP2010205964A - 電流検出用チップ抵抗器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2010205964A
Application number: JP2009050342A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Baba; 洋泰馬場
Original assignee: Taiyosha Electric Co Ltd
Current assignee: Taiyosha Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】複雑なはんだ膜形成技術を要することなく、電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成されると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成された電流検出用チップ抵抗器およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の電流検出用チップ抵抗器１は、抵抗体２と、抵抗体２の基板接合面側に設けられた一対の電極３ａ，３ｂと、電極３ａ，３ｂの基板接合面側に設けられたはんだ板４ａ，４ｂとを有している。本発明は、電極３ａ，３ｂの基板接合面側にはんだ膜を形成するに際して、はんだ板４ａ，４ｂを接合するため、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく、電極３ａ，３ｂの基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜を形成できると共に、所望寸法のはんだ膜を正確に形成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板への実装に適した電流検出用チップ抵抗器およびその製造方法に関する。

従来より、大電流の検出に際して主としてミリオーム程度の極めて小さい電気抵抗を有した電流検出用チップ抵抗器（シャント抵抗器）が用いられている。
この電流検出用チップ抵抗器による大電流の検出は、電流検出用チップ抵抗器に大電流を流した時の両端における電圧降下を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉを算出するものである。そして、この電流検出用チップ抵抗器の基本構造としては、抵抗体と、抵抗体の基板接合面側に離間して設けられた一対の電極と、電極の基板接合面側に設けられたはんだ膜とから構成されている。

しかし、従来の電流検出用チップ抵抗器は、電極の基板接合面側のみに溶融はんだを用いてはんだ膜を部分形成し、電極の他の側面にははんだの這い上がりを防止するためにはんだ膜を形成せず露出させるという複雑な形成技術が必要であり、このはんだ膜形成工程が煩雑かつ困難でコスト高の要因となっていた。また、はんだ膜の基板接合面をフラットにすることおよび厚さ制御も困難で、所望寸法のはんだ膜を正確に形成することができなかった。
特許４１３８２１５号公報

そこで、本発明の課題は、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成されると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成される電流検出用チップ抵抗器およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するものは、抵抗体と、該抵抗体の基板接合面側に設けられた一対の電極と、該電極の基板接合面側に設けられたはんだ板とを有していることを特徴とする電流検出用チップ抵抗器である。

また、上記課題を解決するものは、抵抗体と、該抵抗体の基板接合面側に設けられた一対の電極と、該電極の基板接合面側に設けられたはんだ板とを備えた電流検出用チップ抵抗器の製造方法であって、前記抵抗体と前記電極および前記電極と前記はんだ板を冷間圧接する工程と、前記抵抗体と前記電極および前記電極と前記はんだ板を焼鈍する工程とを有していることを特徴とする電流検出用チップ抵抗器の製造方法である。

請求項１に記載した発明によれば、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成されると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成された電流検出用チップ抵抗器となる。
請求項２に記載した電流検出用チップ抵抗器の製造方法によれば、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜を形成できると共に、所望寸法のはんだ膜を正確に形成できる。

本発明の電流検出用チップ抵抗器の一実施例の斜視図である。本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法の一工程を説明するための斜視図である。矢印は工程において中間製品が流れる方向である。本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法の一工程を説明するための斜視図である。矢印は工程において中間製品が流れる方向である。本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法の一工程を説明するための斜視図である。矢印は工程において中間製品が流れる方向である。本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法の一実施例の工程図である。

本発明では、電極の基板接合面側にはんだ膜を形成するに際して、はんだ板を接合することで、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成されると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成される電流検出用チップ抵抗器を実現した。

本発明の電流検出用チップ抵抗器を図１に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の電流検出用チップ抵抗器１は、抵抗体２と、抵抗体２の基板接合面側に設けられた一対の電極３ａ，３ｂと、電極３ａ，３ｂの基板接合面側に設けられたはんだ板４ａ，４ｂとを有し、抵抗体２と電極３ａ，３ｂおよび電極３ａ，３ｂとはんだ板４ａ，４ｂは、冷間圧接および焼鈍により接合されている。以下、各構成について順次詳述する。

抵抗体２は、大電流を測定する際の抵抗（Ｒ）として作用するものであり、直方体に成形されミリオーム程度の極めて小さい抵抗値を有している。抵抗体２の形成材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金、Ｐｄ−Ｐｔ系合金、Ａｕ−Ａｇ系合金、Ａｕ−Ｐｔ−Ａｇ系合金、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金等の中から用途や仕様に応じて選択されるが、この実施例の抵抗体２はＣｕ−Ｎｉ系合金にて形成されている。抵抗体２の厚さは形状や抵抗値によって異なるが、約１００〜１０００μｍ程度である。

抵抗体２の基板接合面側に設けられた一対の電極３ａ，３ｂは、大電流を測定する際に基板からの電流が電極３ａ，３ｂを介して抵抗体２に流れるように作用するものであり、それぞれ直方体に形成されると共に抵抗体２に比して小さい抵抗値を有している。電極３ａ，３ｂの形成材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔのいずれか、またはこれらのいずれかの金属を１以上含む合金等の中から用途や仕様に応じて選択されるが、この実施例の電極３ａ，３ｂはＣｕ系合金にて形成されている。電極３ａ，３ｂの厚さは形状によって異なるが、約３０〜１０００μｍ程度である。

電極３ａ，３ｂの基板接合面側に設けられたはんだ板４ａ，４ｂは、電流検出用チップ抵抗器１を基板上に実装するための部位であり、それぞれ板状体に形成されている。なお、本願において「はんだ板」とは、はんだ材にて形成された板状体を意味する。はんだ板４ａ，４ｂの形成材料としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ等の中から適宜選択されるが、この実施例のはんだ板４ａ，４ｂはＳｎにて形成されている。はんだ板４ａ，４ｂの厚さとしては、約５０〜５０００μｍが好適である。５０μｍ未満であると、強度が不足して圧接（圧延接合）できないからであり、５０００μｍを越えると、はんだ量過多により基板上にはんだが拡がってしまうからである。

そして、抵抗体２と電極３ａ，３ｂおよび電極３ａ，３ｂとはんだ板４ａ，４ｂは、冷間圧接（常温にて圧延接合）した後、焼鈍され接合されている。このように、本発明の電流検出用チップ抵抗器１は、電極３ａ，３ｂの基板接合面側にはんだ膜を形成するに際して、はんだ板４ａ，４ｂを冷間圧接および焼鈍にて接合することで、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく、電極３ａ，３ｂの基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成されると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成される。

つぎに、本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法を図２ないし図５に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の電流検出用チップ抵抗器の製造方法は、前述した電流検出用チップ抵抗器１を効率的に量産する製造方法であり、図５に示すように、抵抗体２を構成する第１帯状体１２と、電極３ａ，３ｂを構成する第２帯状体１３と、はんだ板４ａ，４ｂを構成する第３帯状体１４とをそれぞれ表面研磨する工程（表面研磨工程２１，２２，２３）と、抵抗体２を構成する第１帯状体１２の一面側に電極３ａ，３ｂを構成するための第２帯状体１３を冷間圧接する工程（第１冷間圧接工程２４）と、冷間圧接した第１帯状体１２と第２帯状体１３を高温にて焼鈍する工程（第１焼鈍工程２５）と、接合した第１帯状体１２と第２帯状体１３を表面研磨する工程（表面研磨工程２６）と、第２帯状体１３の一面側にはんだ板４ａ，４ｂを構成する第３帯状体１４を冷間圧接する工程（第２冷間圧接工程２７）と、冷間圧接した第２帯状体１３と第３帯状体１４を低温にて焼鈍する工程（第２焼鈍工程２８）と、接合された第１帯状体１２、第２帯状体１３および第３帯状体１４を縦横に分割して複数の電流検出用チップ抵抗器１を形成する工程（分割工程２９）とを有している。以下、各工程について順次詳述するが、電流検出用チップ抵抗器１の構成については前述した通りであり説明を省略する。

表面研磨工程２１，２２，２３では、冷間圧接が良好になされるように、抵抗体２を構成する第１帯状体１２と、電極３ａ，３ｂを構成する第２帯状体１３と、はんだ板４ａ，４ｂを構成する第３帯状体１４とをそれぞれ表面研磨する。

第１冷間圧接工程２４では、図２に示すように、第１帯状体１２の一面側において第１帯状体１２の長手方向に対して直交する方向に複数の第２帯状体１３を配して常温にて圧延接合する。なお、この実施例では、抵抗体２に離間した電極３ａ，３ｂを形成するため、第１帯状体１２に複数の第２帯状体１３を離間して配しているが、第１帯状体１２と略同寸の平面形状を有する第２帯状体１３を配して、後に一部を削除して離間した電極３ａ，３ｂを形成したものも本発明の範疇に包含される。尚、第１冷間圧接工程２４では非常に高い圧力を加えると、離間して配した第２帯状体１３が第１帯状体１２に埋設される場合がある。その場合は後に第２帯状体１３間の抵抗体を削除する。

第１焼鈍工程２５では、冷間圧接した第１帯状体１２と第２帯状体１３を高温にて焼鈍する。この焼鈍により、第１帯状体１２の金属原子と第２帯状体１３の金属原子が移動して拡散接合する。第１帯状体１２と第２帯状体１３を焼鈍する温度は、第１帯状体１２や第２帯状体１３として選択した材料やそれらの厚み等により異なり状況に合わせて対応することが望ましい。また、焼鈍は水素ガスなどの還元性雰囲気で行うことが望ましい。

表面研磨２６では、第２帯状体１３と第３帯状体１４との冷間圧接が良好になされるように、接合した第１帯状体１２と第２帯状体１３を表面研磨する。

第２冷間圧接工程２７では、図３に示すように、第２帯状体１３の一面側にはんだ板４ａ，４ｂを構成する第３帯状体１４を配して常温にて圧延接合する。なお、この実施例では、複数の第２帯状体１３にそれぞれ第２帯状体１２と略同寸の平面形状を有する第３帯状体１４を配して圧延接合しているが、第１帯状体１２に略同寸の平面形状を有する第２帯状体１３および第３帯状体１４を配して、後に一部を削除して離間した電極３ａ，３ｂを形成したものも本発明の範疇に包含される。

第２焼鈍工程２８では、冷間圧接した第２帯状体１３と第３帯状体１４を低温にて焼鈍する。この焼鈍により、第２帯状体１３の金属原子と第３帯状体１４の金属原子が移動して拡散接合する。第２帯状体１３と第３帯状体１４を焼鈍する温度は、第２帯状体１３や第３帯状体１４として選択した材料やそれらの厚み等により異なり状況に合わせて対応することが望ましい。また、焼鈍は水素ガスなどの還元性雰囲気で行うことが望ましい。

分割工程２９では、図４に示すように、接合された第１帯状体１２、第２帯状体１３および第３帯状体１４を、縦ライン３０および横ライン４０に沿って公知の切断手段にて縦横に分割して複数の電流検出用チップ抵抗器１を形成する。

このように、本発明の電流検出用チップ抵抗器の製造方法では、電極の基板接合面側にはんだ膜を形成するに際してはんだ板を冷間圧接および焼鈍にて接合するため、複雑なはんだ膜形成技術を要することなく、電極の基板接合面側に容易かつ低廉にはんだ膜が形成できると共に、所望寸法のはんだ膜が正確に形成された電流検出用チップ抵抗器を効率的に量産できる。

なお、上記電流検出用チップ抵抗器１の製造方法では、第１帯状体１２と第２帯状体１３との冷間圧接および焼鈍をした後、第２帯状体１３と第３帯状体１４との冷間圧接および焼鈍を行っているが、３層（第１帯状体１２と第２帯状体１３と第３帯状体１４）を一度に冷間圧接した後、３層一度に焼鈍したものも本発明の範疇に包含される。また、上記電流検出用チップ抵抗器１の製造方法では、抵抗体２の基板接合面側でかつ電極３ａ，３ｂの間隙に絶縁層を形成する工程を有していないが、絶縁層を形成する工程を有したものおよび抵抗体の基板接合面側でかつ電極の間隙に絶縁層を備えた電流検出用チップ抵抗器も本発明の範疇に包含される。

１電流検出用チップ抵抗器
２抵抗体
３電極
４はんだ板
１２第１帯状体
１３第２帯状体
１４第３帯状体

Claims

抵抗体と、該抵抗体の基板接合面側に設けられた一対の電極と、該電極の基板接合面側に設けられたはんだ板とを有していることを特徴とする電流検出用チップ抵抗器。
抵抗体と、該抵抗体の基板接合面側に設けられた一対の電極と、該電極の基板接合面側に設けられたはんだ板とを備えた電流検出用チップ抵抗器の製造方法であって、前記抵抗体と前記電極および前記電極と前記はんだ板を冷間圧接する工程と、前記抵抗体と前記電極および前記電極と前記はんだ板を焼鈍する工程とを有していることを特徴とする電流検出用チップ抵抗器の製造方法。