JP2012038791A

JP2012038791A - 抵抗器

Info

Publication number: JP2012038791A
Application number: JP2010175022A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Uematsu; 秀典植松; Seiji Seitoku; 聖治星徳
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】本発明は、抵抗値の修正を適切に行ないつつ、大電力にも対応する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】本発明の抵抗器８は、基板１と、前記基板１の上面に形成された少なくとも一対の第１の上面電極５、第２の上面電極６と、前記一対の第１の上面電極５、第２の上面電極６の間に形成されかつ電気的に接続している抵抗体２とを備え、前記抵抗体２には、同一直線上に形成された３個以上の溝３ａ〜３ｅからなる第１の抵抗値修正用トリミング溝群３が形成されているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子回路や電子機器に用いられる抵抗器、その中でも特に発熱量が大きい抵抗器に関する。

抵抗器の抵抗値を修正する方法として、抵抗体に溝をつけて電流経路の幅を狭めることで抵抗値を修正するトリミングは知られている（特許文献１参照。）。

電流が流れる幅を狭くすると電流集中が生じ、その部分で発熱も集中して過熱することにより、その電流集中部が断線することも知られており、その性質を利用したヒューズも知られている（特許文献２参照。）。

特開昭５６−１４８８０４号公報特開平２−４３７０１号公報

抵抗器において、抵抗値の精度は重要である。所定の比抵抗の物質を所定の幅と長さに形成すれば所望の抵抗値の抵抗器が得られる筈であるが、実際にはバラツキが大きい。

そこで、特許文献１のように抵抗体のトリミングを行なうことで、所望の抵抗値に修正する方法が知られている。しかし、抵抗体に対しトリミングを行なうと電流集中が生じる。抵抗器が比較的小電力用途であれば電流集中による発熱も少ないが、大電力用途の場合には、電流集中による発熱が大きくなり、抵抗器の破損、例えば抵抗体が焼けてヒューズのごとく断線してしまうとか、抵抗体が形成されている基板が割れるなどの現象を招くおそれがある。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、抵抗値の修正を適切に行ないつつ、大電力にも対応する抵抗器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明は以下の手段を有している。

請求項１に記載の発明は、基板と、前記基板の上面に形成された少なくとも一対の上面電極と、前記一対の上面電極の間に形成されかつ電気的に接続している抵抗体とを備え、前記抵抗体には、同一直線上に形成された３個以上の溝からなる第１の抵抗値修正用トリミング溝群が形成されているものである。

請求項１に記載の発明は、上記構成により、抵抗値修正を行なうことによる抵抗値の精度向上を可能にしつつ、電流集中を分散させることで発熱も分散させて大電力用途への使用を可能にすることができるという作用効果を有する。

請求項２に記載の発明は、前記抵抗体には、前記第１の抵抗値修正用トリミング群の近傍に、前記第１の抵抗値修正用トリミング溝群が形成されている直線に平行な同一直線上に形成された３個以上の溝からなる第２の抵抗値修正用トリミング溝群が形成され、前記第１の抵抗値修正溝群の溝と溝の間における前記直線と直角な方向には前記第２の抵抗値修正溝群の溝が位置し、前記第２の抵抗値修正溝群の溝と溝の間における前記直線と直角な方向には前記第１の抵抗値修正溝群の溝が位置するものである。

請求項２に記載の発明は、上記構成により、電流の流れる経路が長くなるので、より抵抗値の修正幅を大きくすることができ、さらにより電流集中を分散させるので、より発熱を分散させることができ、より大電力の用途に使用可能となる作用効果を有する。

以上のように本発明の抵抗器は、抵抗値の精度の向上を可能としつつ、大電力への用途を可能とする効果を有するものである。

本発明の実施の形態１における抵抗器の斜視図同抵抗器の平面図同抵抗器をプリント基板に実装した際の正面断面図本発明の実施の形態２における抵抗器の斜視図

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、特に、請求項１に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における抵抗器の斜視図、図２は同抵抗器の平面図、図３は同抵抗器をプリント基板に実装した際の正面断面図である。

基板１は電気的に絶縁体であるが、熱伝導性が良好で、機械的強度や耐熱性に優れることが求められ、そのような点から、アルミナが用いられる。

抵抗体２は基板１上に形成されている。抵抗体の材質は、抵抗器の目的によっても異なる。ＡｇＰｂを用いる抵抗体は一般的であるが、非常に低い抵抗値の抵抗体の場合には、ＣｕＮｉなどを用いた抵抗体が使用される。

第１の抵抗値修正用トリミング溝群３は、抵抗体２に形成された溝３ａ〜３ｅの５つの溝の集合体である。この溝３ａ〜３ｅは、抵抗値を修正するために形成されたもので、具体的にはレーザーが照射されることによって形成される。また、溝３ａ〜３ｅは、直線上に並んで形成されている。

第１の抵抗値修正用トリミング溝群４も第１の抵抗値修正用トリミング溝群３と同様に抵抗体２に形成された溝４ａ〜４ｅの５つの溝の集合体である。溝４ａ〜４ｅを形成する目的や具体的な形成方法は溝３ａ〜３ｅと同様であり、また、直線上に並んで形成されている点も同様である。

第１の上面電極５は抵抗体２と電気的に接続し、基板１の端面と接し、さらに基板１の裏面の端部にまで形成されている。第１の上面電極５は図３に示すように略コ字状である。

第２の上面電極６も第１の上面電極５と同様であり、基板１の第１の上面電極５が形成された端面と相対向する端面を含んで略コ字状に形成されている。

放熱板７は基板１の裏面に形成されており、基板１の熱を放熱させる役割の一部を担っている。

以上より抵抗器８は構成されている。この抵抗器８の製造方法は、抵抗値のトリミング、即ち、第１の抵抗値修正用トリミング溝群３と第１の抵抗値修正用トリミング溝群４を形成すること以外はよく知られた技術なので、その説明は省略する。

第１の抵抗値修正用トリミング溝群３および第１の抵抗値修正用トリミング溝群４は抵抗体２の抵抗値をモニタしながらレーザーを抵抗体２に照射して形成される。このとき、レーザーを連続的に照射するのではなく、レーザーの光軸は連続的に移動させながら、レーザーの照射を不連続的に行なうことで可能となる。

このように、抵抗値修正によるトリミングの溝３ａ〜３ｅ、溝４ａ〜４ｅをそれぞれ一直線上で５個にしているので、電流の経路が第１の抵抗値修正用トリミング溝群３で４個、第１の抵抗値修正用トリミング溝群４で４個となるので、電流が分散され電流集中を分散させることができ、電流集中による抵抗器８の過熱を防止することができる。

従って、大電流あるいは大電力の電流経路に本発明の抵抗器８を配置させることができる。

次に、本実施の形態の抵抗器８の実装状態の一例について説明する。

図３において、プリント基板９は一般的なガラスとエポキシからなるものを用いている。プリント基板９上には導体１０ａと導体１０ｂとが形成されており、導体１０ａは第１の上面電極５と導体１０ｂは第２の上面電極６とそれぞれ電気的に接続している。これらの電気的接続は半田１４ａ、１４ｂを用いて行なわれている。

プリント基板９には、抵抗器８より一回り小さな開口部が形成されており、この開口部に放熱ブロック１２が入り込んでいる。放熱ブロック１２は熱伝導性に優れた物質がよく、その点ではＡｌなどは好適である。この放熱ブロック１２の上面には放熱用導体１１が形成されており、放熱用導体１１は放熱板７と良熱伝導接着剤１５により接着されている。

放熱板１３はプリント基板９の裏面に形成された熱伝導性に優れた物質からなるものである。

以上のような構成にすることで、抵抗体２で発生した熱が基板１を通り、放熱ブロック１２を介して放熱板１３へ流れるので、効率良く放熱を行なうことが出来るので、より大電流や大電力の用途にも抵抗器８を使用することが可能となる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２を用いて、特に、請求項２に記載の発明について説明をする。

図４は本発明の実施の形態２における抵抗器の斜視図である。実施の形態１との違いは、第１の抵抗値修正用トリミング溝群３の近傍に一直線上に形成された溝２０ａ〜２０ｄの４個の溝の集合体である第２の抵抗値修正用トリミング溝群２０を形成し、第１の抵抗値修正用トリミング溝群４の近傍に溝２１ａ〜２１ｄの４個の溝の集合体である第２の抵抗値修正用トリミング溝群２１を形成したことである。

溝３ａ〜３ｅと溝２０ａ〜２０ｄとはそれぞれが形成された直線に対して互いに平行であり、溝４ａ〜４ｅと溝２１ａ〜２１ｄともそれぞれが形成された直線に対して互いに平行である。

また、溝３ａ〜３ｅと溝２０ａ〜２０ｄとは千鳥状の配置となるように形成されており、第１の抵抗値修正用トリミング溝群３において溝３ａ〜３ｅが形成されていない部分、即ち電流が流れる部分の第１の抵抗値修正用トリミング溝群３に対する直角方向には溝２０ａ〜２０ｄの何れかが位置するようになっており、さらに第２の抵抗値修正用トリミング溝群２０において溝２０ａ〜２０ｄが形成されていない部分、即ち電流が流れる部分の第２の抵抗値修正用トリミング溝群２０に対する直角方向には溝３ａ〜３ｅ何れかが位置するようになっている。

第１の抵抗値修正用トリミング溝群４と第２の抵抗値修正用トリミング溝群２１との関係もこれと同様である。

このような構成にすることで、電流経路が長くなり、より抵抗値を上昇させることができ、トリミングによる抵抗値修正の幅を増やすことができる。

当然ながら、電流集中が生じる場所を分散させるので、抵抗器８における過熱を防止することができる。

以上、実施の形態１および２で説明したように、本発明の抵抗器は、抵抗値修正による熱集中を分散させることができるので、抵抗値の精度が高く、大電流あるいは大電力の用途に使用することができる。

なお、第１の抵抗値修正用トリミング溝群３と第１の抵抗値修正用トリミング溝群４
については、溝の個数をそれぞれ５個、第２の抵抗値修正用トリミング溝群２０と第２の抵抗値修正用トリミング溝群２１においては溝の個数をそれぞれ４個としたが、これより多くしてもよい。その場合には、より熱集中の分散をすることができ、この点からは好ましいものとなる。また、これより少なくすることもできるが、最小でも３個の溝を形成して電流の経路を複数形成することが重要である。

また、実施の形態１および２において、第１の抵抗値修正用トリミング溝群として、第１の抵抗値修正用トリミング溝群３と第１の抵抗値修正用トリミング溝群４の２個を形成したが、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。これらの第１の抵抗値修正用トリミング溝群を多くすると、電流集中部を分散させることができ、より大電力用途に適することになる。同様に、第２の抵抗値修正用トリミング溝群として、第２の抵抗値修正用トリミング溝群２０と第２の抵抗値修正用トリミング溝群２１の２個を形成したが、１個であっても良いし、３個以上であってもよい。

なお、実施の形態１および実施の形態２において、第１の上面電極５や第２の上面電極６を上面電極と裏面電極と端面電極の機能を持つ一つの構成要素からなる物としたが、複数の構成要素によりこれらの電極を構成してもよい。例えば、基板１の上面に上面電極を設け、裏面にも電極を設け、これらを接続するように基板１の端面に端面電極を形成してもよい。

なお、実施の形態１および２において、抵抗器８のサイズとしては、縦１８ｍｍ、横１８ｍｍ、厚み１ｍｍのものを用いたが、これに限定されるものではない。これよりも大きなサイズにすると、より電流集中を防ぐことができるという利点を有することができるので、この点においては好ましいものとなる。また、抵抗値は３０ｍΩとした。また、定格電圧は、放熱条件の影響が大きく左右するため一概には言えないが、抵抗器８単体での特性の点からは、１０Ｗ以上を可能とし、放熱の条件次第ではあるが図３のような構造を採用するなどの手段をとることで３５Ｗ程度での使用も可能である。但し、抵抗器８単体での条件であり、実装状態においてはプリント基板９との間の熱応力や半田の強度等を考慮する必要がある点に注意しなければならない。

本発明にかかる抵抗器は、電子機器などに使用することができ、特に大電流が流れる抵抗器として有用である。

１基板
２抵抗体
３第１の抵抗値修正用トリミング溝群
４第１の抵抗値修正用トリミング溝群
５第１の上面電極
６第２の上面電極
７放熱板
８抵抗器
９プリント基板
１０ａ導体
１０ｂ導体
１１放熱用導体
１２放熱ブロック
１３放熱板
１４ａ半田
１４ｂ半田
１５良熱伝導接着剤

Claims

基板と、
前記基板の上面に形成された少なくとも一対の上面電極と、
前記一対の上面電極の間に形成されかつ電気的に接続している抵抗体とを備え、
前記抵抗体には、同一直線上に形成された３個以上の溝からなる第１の抵抗値修正用トリミング溝群が形成されている抵抗器。
前記抵抗体には、前記第１の抵抗値修正用トリミング群の近傍に、前記第１の抵抗値修正用トリミング溝群が形成されている直線に平行な同一直線上に形成された３個以上の溝からなる第２の抵抗値修正用トリミング溝群が形成され、
前記第１の抵抗値修正溝群の溝と溝の間における前記直線と直角な方向には前記第２の抵抗値修正溝群の溝が位置し、
前記第２の抵抗値修正溝群の溝と溝の間における前記直線と直角な方向には前記第１の抵抗値修正溝群の溝が位置する抵抗器。