JP2019186411A - 抵抗器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、長期信頼性を向上させることができる抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の抵抗器は、金属で構成された抵抗体１と、前記抵抗体１の両端部に位置する一対の電極２と、前記抵抗体１の一面１ａを覆う放熱板３とを備え、前記抵抗体１の一面１ａと前記放熱板３の間に酸化物層４が存在する。また、前記放熱板３をアルミニウムで構成し、前記酸化物層４をアルマイト層としたものである。【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高電力の金属板を抵抗体とした抵抗器およびその製造方法に関する。

従来のこの種の抵抗器は、板状の金属で構成された抵抗体と、この抵抗体の両端部に形成された一対の電極と、抵抗体に形成された放熱層を備えていた。

放熱層は、エポキシ樹脂などの絶縁性接着層を介して形成された金属板としていた（特許文献１）。また、放熱層は、ガラスエポキシで構成された樹脂基板を貼り付けることによって形成していた（特許文献２）。

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、２が知られている。

特開２００８−２７０５９９号公報 特開２０１４−６０４６３号公報

上記従来の抵抗器は、絶縁性接着層、樹脂基板は熱伝導性が低いため、抵抗体で発生した熱を放熱板に効率的に逃がすことができず、これにより、抵抗体の表面の温度が高い状態となるため、長期信頼性が悪化する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、長期信頼性を向上させることができる抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とする。

第１の態様に係る抵抗器は、金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の両端部に位置する一対の電極と、前記抵抗体の少なくとも一面を覆う放熱板とを備え、前記抵抗体の一面と前記放熱板の間に前記放熱板の酸化物層が存在する。

第２の態様に係る抵抗器は、第１の態様において、前記放熱板はアルミニウムで構成し、前記酸化物層をアルマイト層とした。

第３の態様に係る抵抗器の製造方法は、金属で構成された抵抗体の両端部に一対の電極を形成する工程と、放熱板であるアルミニウムの表面を陽極で電解処理して酸化させて前記アルミニウムの表面にアルマイト層を形成する工程と、前記アルマイト層の一部を介して前記放熱板を前記抵抗体に貼り付ける工程とを備える。

以上のように本発明の抵抗器は、絶縁性接着層、樹脂基板より熱伝導率が高いアルマイト層を介して放熱板を抵抗体に貼り付けているため、抵抗体で発生した熱を放熱板により多く逃がすことができ、これにより、熱を分散させることができるため、抵抗体の表面の温度を低くすることができ、この結果、長期信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態における抵抗器の断面図 同抵抗器の主要部の上面図

図１は本発明の一実施の形態におけるチップ抵抗器の断面図、図２は同抵抗器の主要部の上面図である。

本発明の一実施の形態における抵抗器は、図１、図２に示すように、金属で構成された抵抗体１と、抵抗体１の両端部に位置する一対の電極２と、抵抗体１の一面（上面）１ａを覆う放熱板３とを備えている。

また、放熱板３をアルミニウムで構成し、抵抗体１の一面１ａと放熱板３の間にアルマイト層４が存在する。なお、図２は、抵抗体１、一対の電極２、放熱板３のみを示している。

上記構成において、前記抵抗体１は、板状または箔状のＣｕＮｉ、ＣｕＭｎ、ＮｉＣｒ等の金属で構成されている。また、抵抗体１にはパンチング等により１つまたは複数のトリミング溝（図示せず）が設けられ、これにより抵抗値が調整される。

さらに、前記一対の電極２は、抵抗体１の両端部に形成されている。また、一対の電極２は、Ｃｕを主成分とした別体の金属板を抵抗体１に溶接、クラッド接合したり、抵抗体１に金属材料を直接めっき、スパッタ、印刷したりして形成する。そして、一対の電極２の周囲の露出する面には、ニッケルめっき、すずめっきで構成されためっき層５が形成される。

また、抵抗体１と一対の電極２とは、抵抗体１の端面１ｂと一対の電極２の端面２ａを互いに突き合わせた状態で接合されている。そして、抵抗体１より一対の電極２の方が厚みが厚く、抵抗体１の一面１ａと一対の電極２の上面が面一になっている。

なお、放熱板３が形成される抵抗体１の一面１ａと対向する他面（裏面）１ｃに一対の電極２を形成してもよい。また、一対の電極２を分割して４端子としてもよく、一対の電極２を下方に折り曲げて抵抗器をコ字状にしてもよい。

そしてさらに、抵抗体１の他面１ｃにおいて、一対の電極２間にエポキシ樹脂またはシリコン樹脂を塗布、乾燥して形成された第１保護膜６が設けられている。

また、前記放熱板３は、抵抗体１の一面１ａのほぼ全面と一対の電極２の上面の一部を覆うように設けられ、アルミニウム板で構成されている。さらに、放熱板３は、抵抗体１の一面１ａの側面部１ｄと、一対の電極２の上面の電流が流れる方向において外側の外側端面部２ｂは覆わない。なお、放熱板３は支持板としての役割も有しており、抵抗体１に曲げ応力などが加わっても変形しないようにしている。

なお、放熱板３は一対の電極２を覆うようにしてもよいし、覆わない（抵抗体１のみを覆う）ようにしてもよい。

この放熱板３は、抵抗体１、一対の電極２、めっき層５と直接、または実装用はんだを介して電気的に接続されないようにする。

そして、前記アルマイト層４は、放熱板３であるアルミニウムの表面を陽極で電解処理して形成されたアルミニウムの酸化物である。すなわち、この金属の酸化物層がアルミニウムの表面を覆うアルマイト層４となる。したがって、放熱板３であるアルミニウムとアルマイト層４は一体的に形成され、放熱板３に酸化物層を容易に形成することができる。

この放熱板３の下面を覆うアルマイト層４を抵抗体１の一面１ａ、一対の電極２に貼り付け、アルマイト層４を介して放熱板３を抵抗体１、一対の電極２に接着する。アルマイト層４の表面には、無数の微細孔が存在するため、接着性が高い。したがって、封孔処理をしない。

ここで、放熱板３であるアルミニウム板の全表面にアルマイト層４を形成した後、側面、端面を切断して所定の大きさにし、抵抗体１、一対の電極２に貼り付ける。

また、アルマイト層４を、エポキシ樹脂などの絶縁性接着層７を用いて抵抗体１に貼り付けてもよい。この場合、抵抗体１と放熱板３との絶縁性を考慮しなくてもよいため、絶縁性接着層７の厚みを薄くすることができる。

アルマイト層４は、放熱板３の上面（抵抗体１の一面１ａと接着する面と対向する面）にも形成されているが、端面、側面には形成されていない。

さらに、アルマイト層４の上面を覆うように、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂を塗布、乾燥して第２保護膜８を形成する。

第２保護膜８は、放熱板３で覆われていない抵抗体１の側面部１ｄと一対の電極２の外側端面部２ｂ、および放熱板３のアルマイト層４が形成されていない端面、側面も覆う。これにより、放熱板３が外部に露出せず、放熱板３と一対の電極２、めっき層５との絶縁性も保持できる。

本発明の一実施の形態における抵抗器においては、抵抗体１の一面１ａに、絶縁性接着層、樹脂基板より熱伝導率が約１０倍高いアルマイト層４を介して放熱板３を貼り付けているため、抵抗体１で発生した熱を放熱板３により多く逃がすことができ、これにより、熱を分散させることができるため、抵抗体１の表面のホットスポットの温度を低くすることができ、この結果、長期信頼性を向上させることができるという効果が得られる。

また、放熱板３をアルミニウムとすることによって、抵抗体１の線膨張率と放熱板３との線膨張率を近いものにすることができるため、抵抗体１の発熱による剥離、実装時のはんだ付け部分でのクラックの発生を防止できる。

一方、放熱板３として銅やアルミナを使用すると、抵抗体１との線膨張率の差が大きくなるため、剥離、クラックが発生し易くなる。

本発明に係る抵抗器およびその製造方法は、長期信頼性を向上させることができ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高電力の金属板を抵抗体とした抵抗器等に適用することにより有用となるものである。

１ 抵抗体
１ａ 抵抗体の一面
２ 一対の電極
３ 放熱板
４ アルマイト層（酸化物層）

Claims (3)

1. 金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の両端部に位置する一対の電極と、前記抵抗体の一面を覆う放熱板とを備え、前記抵抗体の一面と前記放熱板の間に前記放熱板の酸化物層が存在する抵抗器。
2. 前記放熱板はアルミニウムで構成し、前記酸化物層をアルマイト層とした請求項１に記載の抵抗器。
3. 金属で構成された抵抗体の両端部に一対の電極を形成する工程と、放熱板であるアルミニウムの表面を陽極で電解処理して酸化させて前記アルミニウムの表面にアルマイト層を形成する工程と、前記アルマイト層の一部を前記抵抗体の一面に貼り付ける工程とを備える抵抗器の製造方法。