JP2017050478A - Resistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抵抗器に係り、特に高電力用途の抵抗器に関する。 The present invention relates to resistors, and more particularly to resistors for high power applications.
係る抵抗器の一例として、平板状のセラミック基板31上に厚膜抵抗体35を印刷した抵抗体基板30を放熱板10上に取り付けた高電力型の抵抗器が知られている(特許文献1の図2参照)。抵抗体基板30上には2つの銀電極パターン33が印刷されており、各銀電極パターン33上にはそれぞれ2本のリード線50が半田付けされている。 As an example of such a resistor, there is known a high power type resistor in which a resistor substrate 30 in which a thick film resistor 35 is printed on a flat ceramic substrate 31 is mounted on a radiator plate 10 (Patent Document 1). FIG. 2). Two silver electrode patterns 33 are printed on the resistor substrate 30, and two lead wires 50 are soldered on each silver electrode pattern 33.
また、他の例として、基板1の表面に抵抗薄膜2と、リード線3を接続する電極板4を形成し、基板1の裏面には金属薄膜5を形成して抵抗体6を構成し、抵抗体6を金属薄膜5とハンダ7を介して金属製放熱板8に接着した高電力型の抵抗器が知られている(特許文献2の第1図参照)。 As another example, the resistor thin film 2 and the electrode plate 4 for connecting the lead wires 3 are formed on the surface of the substrate 1, and the metal thin film 5 is formed on the back surface of the substrate 1 to form the resistor 6. A high power type resistor in which a resistor 6 is bonded to a metal heat sink 8 via a metal thin film 5 and solder 7 is known (see FIG. 1 of Patent Document 2).
放熱板(金属板)を取り付けた高電力型の抵抗器は、一般に、外部との接続にリード線やハーネス線を用いている。そして、リード線やハーネス線を抵抗体と接続した電極に、ハンダ等の固着材を用いて接合している。そのため、実装時にリード線やハーネス線の外部との接続、さらに放熱板(金属板)のネジ止め等による固定を必要とし、実装効率の向上が望まれていた。 In general, a high-power resistor equipped with a heat sink (metal plate) uses a lead wire or a harness wire for connection to the outside. And it connects to the electrode which connected the lead wire and the harness wire with the resistor using fixing materials, such as solder. For this reason, it is necessary to connect the lead wire or the harness wire to the outside at the time of mounting and to fix the heat radiating plate (metal plate) by screws or the like, and improvement in mounting efficiency has been desired.
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、外部との接続の信頼性および実装効率を向上させ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and provides a resistor that improves the reliability and mounting efficiency of external connection, has high heat dissipation efficiency at low cost, and can be miniaturized. Objective.
本発明の抵抗器は、絶縁基板の表面に抵抗体と一対の電極を形成してなる抵抗基板と、該抵抗基板の裏面に金属板を備えた抵抗器であって、前記金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部を備え、お互いに離間する第1の金属板および第2の金属板からなり、第1の金属板は、抵抗基板を固定し、一方の電極と金属線により接続し、第2の金属板は、抵抗基板の他方の電極と金属線により接続した、ことを特徴とする。 The resistor according to the present invention is a resistor substrate formed by forming a resistor and a pair of electrodes on the surface of an insulating substrate, and a metal plate on the back surface of the resistor substrate. And a first metal plate and a second metal plate that are spaced apart from each other, the first metal plate fixing the resistance substrate, and one electrode and a metal wire. The second metal plate is connected to the other electrode of the resistance substrate by a metal wire.
本発明によれば、金属板は外部回路のバスバー等と同質の材料であり、両端に外部と電気的に導通する接続部を備えるので、ネジ止め(ボルト締め)等により、高い信頼性で簡単に外部回路と接続することができる。そして、外部回路のバスバー等に発熱を逃がすことができる。従って、外部回路との接続の信頼性と実装効率を向上させ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器を提供することができる。 According to the present invention, the metal plate is made of the same material as the bus bar of the external circuit and is provided with connection portions that are electrically connected to the outside at both ends. Can be connected to an external circuit. Then, heat can be released to the bus bar or the like of the external circuit. Therefore, it is possible to provide a resistor that improves the reliability and mounting efficiency of connection with an external circuit, has high heat dissipation efficiency, and can be downsized.
以下、本発明の実施形態について、図1乃至図9を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same or equivalent member or element.
図1−3は本発明の一実施例の抵抗器10の構造を示す。抵抗器10は、絶縁基板表面に抵抗体12と一対の電極13を形成した抵抗基板11と、放熱のための金属板を抵抗基板11の裏面側に備える。金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部(例えばネジ穴20a)を備え、例えばボルト20の締結等により、それぞれ外部回路のバスバー19等と電気的に接続し、お互いに絶縁離間する第1の金属板15および第2の金属板16からなる。なお、接続部は溶接等により外部と接続する、金属板とバスバーを圧着端子で固定して外部と接続する等の方法により接続してもよい。
1-3 shows the structure of the
絶縁基板はアルミナ等からなる直方体形状である。その上面に、抵抗体12と、銀系または銀パラジウム系の電極13を形成して抵抗基板11とする。電極13と抵抗体12はどちらを先に形成しても良い。抵抗体12は、例えばスクリーン印刷により形成される酸化ルテニウム系厚膜抵抗体である。抵抗体12は、直方体形状のパターン、或いは蛇行パターン等に形成することが可能である。
The insulating substrate has a rectangular parallelepiped shape made of alumina or the like. A
金属板15,16の材質はアルミや銅、またはそれらの合金等が好ましい。金属板15と金属板16は絶縁を取るのに十分な距離である所定の間隔を隔てて配置されている。その境界部分Aには、後述するように、モールド樹脂が充填され、金属板15,16は一体的に構成されている。金属板15と金属板16は図示するように隣り合うことにより、抵抗器が低背化できる。
The material of the
第1の金属板15は、抵抗基板11を固定し、一方の電極13と金属線14のワイヤボンディングにより接続し、第2の金属板16は、抵抗基板11の他方の電極13と金属線14のワイヤボンディングにより接続している。抵抗基板11を固定する第1の金属板15は、第2の金属板16よりも大きい。これは、第1の金属板15により放熱効果を確保するとともに、第2の金属板16を小さくすることにより、抵抗器10を全体として小型化できるという効果がある。電極13と金属板15,16の接続をワイヤボンディング接続とすることにより、簡単な工程で強固に接続することができる。
The
抵抗基板11の両電極13は金属線14によりそれぞれ金属板15,16に接続しているため、従来技術のようにハーネスや外部接続用のリード線を必要としない。それ故、放熱性を確保したまま、小型化、低背化、低コスト化が実現できる。抵抗基板11の裏面には銀ペーストや導電性接着剤等からなる接着層17を塗布等により形成し、この接着層17を介して抵抗基板11を第1の金属板15に固定する。
Since both
金属線14は、ワイヤまたはリード線であり、図1−3に示す構造では、電極中央、電極両端部の3箇所に接続箇所がある。しかしながら、接続は任意の配置で行なうことができ、3箇所でなくても良い。ワイヤの場合は超音波溶接等、リード線の場合はハンダ付けによって接続する。強度面からはワイヤの方が望ましい。
The
抵抗基板11と金属板15,16の一部分は、抵抗基板11と金属線14をすべて覆い、金属板15,16の下面を露出するようにエポキシ樹脂等によるモールド樹脂体18を設けている。または、樹脂やセラミックスからなるケースにて覆い、セメント材または樹脂ポッティング材をケース内に充填し、抵抗基板11および金属線14を保護するようにしてもよい。
Part of the
また、第1と第2の金属板15,16が絶縁されている必要があるため、樹脂によるモールド注入をして、第1と第2の金属板15,16の間に樹脂が入り込むようにすることが望ましい。なお、モールド樹脂は、図では放熱のために金属板下面を覆っていないが、バスバー19等の外部回路との接続箇所を除き、下面を覆うようにしても良い。
Further, since the first and
第1の金属板15上に抵抗基板11が固定されているため、最も発熱する抵抗体12の下に、金属板16よりも大きい金属板15が位置する。そのため、抵抗体12の発熱を効率的に冷却することができ、高電力用途に適用することができる。また、絶縁基板である抵抗基板11が金属板15により支持されているため、回路基板やバスバー等に抵抗器10を実装する際に生じる応力により、抵抗基板11にクラックが発生することを防止できる。
Since the
いずれの金属板15,16も金属線(ワイヤやリード線)14により抵抗基板11の電極13と接続し、金属板が外部回路と導通するため、金属板15,16を通して抵抗体12に電流が流れる。略長方形状の金属板15,16の長手方向両端にはネジ止め用の穴20aが開いており、回路基板やバスバー等にネジ(ボルト)20により固定して、抵抗器10を実装(接続)することができる。
Each of the
すなわち、金属板15,16は外部回路のバスバー19等と同質の金属材料であるため、外部回路のバスバー19等にネジ(ボルト)20のネジ止め(ボルト締め)等の締結作業により簡単に且つ強固に実装(接続)することができる。これにより、接続が簡単であり効率的に実装を行え、且つ高信頼性の接続が得られる。そして、外部回路のバスバー等に発熱を逃がすことができ、冷却効率が向上する。
That is, since the
第1と第2の金属板15,16の境界部分Aには、図4に示すように、相互に対応する凹凸(鉤型)を形成しても良い。すなわち、境界部分Aにおいて、断面視、金属板15と金属板16間の離隔距離は約一定であるが、(a)においては、2回折れ曲がり、(b)と(c)においては、4回折れ曲がる凹凸形状をなしている。
As shown in FIG. 4, unevenness (corrugated shape) corresponding to each other may be formed in the boundary portion A between the first and
第1と第2の金属板15,16の境界部分Aには、図5(a)(b)に示すように、上面視で、相互に対応する凹凸(鉤型)を形成しても良い。(a)においては、2回折れ曲がり、(b)においては、4回折れ曲がる凹凸形状をなしている。
In the boundary portion A between the first and
これにより、金属板15,16の境界部分Aの対面する表面積が広くなり放熱性が向上する。また、境界部分Aには金属板15,16を接合する樹脂が充填され、接合部分の面積が広くなり、振動等に対する強度が向上する等のメリットがある。凹凸の構造は、図4−5に示すように、各種の構造が考えられる。
Thereby, the surface area which the boundary part A of the
また、図6−8に示すように、金属板15,16には、スリット(溝)Cを設けるようにしてもよい。回路基板またはバスバー等に金属板15,16をネジ止め等で締結固定する場合、締結時に金属板15,16および抵抗基板11に応力がかかるため、以下のような問題が起こることがある。
6-8, the
金属板15,16が歪んで変形し、回路基板等から浮き上がってしまう。金属板15の変形により抵抗基板11が金属板15から剥がれ、放熱や導通が確保できなくなってしまう。金属板15の変形により抵抗基板11にクラックが生じてしまう。実装側(回路基板やバスバー等)に歪みがある場合、抵抗基板11が浮き上がったり割れてしまう。
The
上記問題を解決するため、金属板に応力を緩和するためのスリット(溝)Cを形成する。スリット(溝)Cの形成位置はモールド樹脂体18よりも外側で、ネジ穴20aよりも内側にあることが望ましい。スリット形状は、側面から見たときに方形(図6(a)参照)、台形(図7(a)参照)、楕円形(図7(b)参照)等である。
In order to solve the above problem, slits (grooves) C for relaxing stress are formed in the metal plate. The formation position of the slit (groove) C is preferably outside the
スリット形状は、上面から見たときは、直線状(図6(b)参照)、斜め(図8(a)参照)の他、図8(b)(c)の形状も好ましい。図8(c)のスリットCは放熱板を貫通しても良い。また、上記の構造を組み合わせることもできる。なお、スリットは、金属板の表面と裏面のどちらに形成しても良い。また、表面と裏面の双方から形成しても良い。 When viewed from above, the slit shape is preferably linear (see FIG. 6 (b)) or oblique (see FIG. 8 (a)), as well as the shapes of FIGS. 8 (b) and 8 (c). The slit C in FIG. 8C may penetrate the heat sink. Also, the above structures can be combined. Note that the slit may be formed on either the front surface or the back surface of the metal plate. Moreover, you may form from both the surface and a back surface.
次に、本発明に係る抵抗器の製造方法について、図9を参照して説明する。まず、抵抗基板となる多数個取り用大判絶縁基板を準備する。そして、分割用の溝を形成する。次に、電極13(AgまたはAg/Pd)および抵抗体12(酸化ルテニウム等)をスクリーン印刷によりパターン形成し、焼成により形成する。 Next, a method for manufacturing a resistor according to the present invention will be described with reference to FIG. First, a large-sized large-sized insulating substrate to be used as a resistance substrate is prepared. Then, a dividing groove is formed. Next, the electrode 13 (Ag or Ag / Pd) and the resistor 12 (ruthenium oxide or the like) are patterned by screen printing and formed by firing.
抵抗値は、抵抗体の幅および厚みを調整し、さらに抵抗体の一部にトリミング溝を形成する等の方法で、所望の値に調整することができる。抵抗体上には、電極および抵抗体を覆うモールドとは別に、ガラス保護膜や樹脂保護膜を形成してもよい。電極形成工程と抵抗体形成工程は順番が前後しても問題ないが、ワイヤボンディングには広い電極面積が必要となるため、抵抗体12を形成後に電極13を形成することが好ましい。また、電極13にはNi、SnまたはAuめっきを施してもよい。
The resistance value can be adjusted to a desired value by adjusting the width and thickness of the resistor and further forming a trimming groove in a part of the resistor. A glass protective film or a resin protective film may be formed on the resistor separately from the mold that covers the electrode and the resistor. There is no problem even if the order of the electrode forming step and the resistor forming step is reversed, but since a large electrode area is required for wire bonding, it is preferable to form the
そして、大判の絶縁基板を短冊状に分割し、さらに個片に分割することで、抵抗基板11が形成される。絶縁基板(抵抗基板)11の裏面の接着層17は、分割を容易にするために個片分割後に形成しているが、短冊状に分割後、あるいは大判基板の状態で形成することもできる。
And the resistance board |
次に、予め準備した金属板15に、抵抗基板11を接着層17を介して接合する。そして、抵抗基板11の電極13と、金属板15,16に金属線14をワイヤボンディング接続する。さらに、モールド成形し、モールド樹脂体18を形成することで、本発明の抵抗器10が完成する。
Next, the
この抵抗器10は、外部回路との接続の信頼性および実装効率を向上させることができ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器であることは上述したとおりである。
As described above, the
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。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
本発明は、抵抗器、特に高電力用途の抵抗器に好適に利用可能である。
The present invention can be suitably used for resistors, particularly resistors for high power applications.
Claims (5)
前記金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部を備え、お互いに離間する第1の金属板および第2の金属板からなり、
第1の金属板は、抵抗基板を固定し、一方の電極と金属線により接続し、
第2の金属板は、抵抗基板の他方の電極と金属線により接続した抵抗器。 A resistor substrate formed by forming a resistor and a pair of electrodes on the surface of the insulating substrate, and a resistor including a metal plate on the back surface of the resistor substrate,
The metal plate comprises a first metal plate and a second metal plate that are provided with connection portions that are electrically connected to the outside at both ends, and are separated from each other,
The first metal plate fixes the resistance substrate and is connected to one electrode by a metal wire,
The second metal plate is a resistor connected to the other electrode of the resistance substrate by a metal wire.
The resistor according to any one of claims 1 to 4, wherein the first metal plate is larger than the second metal plate.
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Cited By (1)
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US11950353B2 (en) | 2019-04-25 | 2024-04-02 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery management system circuit |
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