JP2021022667A

JP2021022667A - 抵抗器

Info

Publication number: JP2021022667A
Application number: JP2019138764A
Authority: JP
Inventors: 泰治木下; Taiji Kinoshita
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-02-18

Abstract

【課題】本発明は、抵抗値変動を抑制でき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】本発明の抵抗器は、金属で構成された抵抗体１１と、前記抵抗体１１の両端部の一面（下面）１１ａに位置する一対の電極１２と、前記一対の電極１２の周囲に設けられたバリア層１３と、前記バリア層１３を覆う低融点金属層１４とを備え、前記バリア層１３はタングステンまたはニッケルタングステン合金を主成分としている。また、バリア層１３はタングステンまたはニッケルタングステン合金を主成分とする層とニッケルとの２層で構成されている。【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に関する。

従来のこの種の抵抗器は、図２に示すように、板状の金属で構成された抵抗体１と、この抵抗体１の両端部に形成され銅で構成された一対の電極２と、一対の電極２の周囲に設けられためっき層３とを備えていた。

めっき層３はニッケルめっき層３ａとニッケルめっき層３ａを覆うすずめっき層３ｂとで構成されていた。また、めっき層３と実装用はんだによって実装用基板に抵抗器を実装していた。

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。

特開２００９−２８９７７０号公報

上記従来の抵抗器は、高温下で大電流が流れると、ニッケルめっき層３ａのニッケルが実装用はんだに拡散して、ニッケルめっき層３ａの一部が喪失し、これにより、めっき層３と一対の電極２との間にクラックが発生し、この結果、抵抗値が高くなる可能性があるという課題を有していた。

なお、高温下での大電流通電によってニッケルが実装用はんだに拡散するのは、プラス電位側の電子の流れがニッケルを実装用はんだに押し出すことによって拡散を加速しているからだと考えられる。

そして、ニッケルが拡散してニッケルが喪失した部分では、抵抗体１、一対の電極２の銅と、すずめっき層３ｂ、実装用はんだ中のすずとが相互拡散しており、拡散速度が違うため、ニッケルめっき喪失部分と一対の電極２との間にボイドが発生し、このボイドを起点にクラックが成長して抵抗値が変化してしまう。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、抵抗値変動を抑制できる抵抗器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、前記一対の電極の周囲に設けられたバリア層と、前記バリア層を覆う低融点金属層とを備え、前記バリア層はタングステンが含有されている。

第２の態様に係る抵抗器では、第１の態様において、前記バリア層はタングステンを主成分としている。

第３の態様に係る抵抗器では、第１の態様において、前記バリア層はニッケルタングステン合金で構成されている。

第４の態様に係る抵抗器では、第１の態様において、前記バリア層はタングステンまたはニッケルタングステン合金を主成分とする第１層と、前記第１層を覆いニッケルで構成される第２層とで構成されている。

以上のように本開示の抵抗器は、バリア層に融点が高いタングステンを含有させているため、大電流が通電されてもバリア層が実装用はんだに拡散したり、その一部が喪失したりするのを抑制でき、これにより、バリア層と一対の電極との間にクラックが発生して抵抗値が変動するのを低減できる。

本発明の一実施の形態における抵抗器の断面図従来の抵抗器の断面図

図１は本開示の一実施の形態における抵抗器の断面図である。

本開示の一実施の形態における抵抗器は、図１に示すように、金属で構成された抵抗体１１と、抵抗体１１の一面（下面）１１ａの両端部に位置する一対の電極１２と、一対の電極１２の周囲に設けられたバリア層１３と、バリア層１３を覆う低融点金属層１４と、抵抗体１１の一面（下面）１１ａと対向する他面（上面）１１ｂを覆う絶縁層１５とを備えている。

上記構成において、前記抵抗体１１は、板状または箔状で矩形状の抵抗温度特性が良いＣｕＮｉ、ＣｕＭｎ、ＮｉＣｒ等の金属で構成されている。

前記一対の電極１２は、抵抗体１１の一面（下面）１１ａの両端部に接続され、Ｃｕを主成分とした金属で構成され、また、一対の電極１２は、別体の金属板を抵抗体１１に溶接、クラッド接合したり、抵抗体１１に別の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。

前記バリア層１３は、その主成分がタングステンで、ＣＶＤ法またはスパッタリングで形成する。バリア層１３は、一対の電極１２の周囲（下面、端面、側面）と抵抗体１１の一対の端面に一体的に形成されている。

また、バリア層１３は、ニッケルタングステン合金を主成分としてもよい。この場合、生産性がよい湿式めっきで形成することができる。

さらに、バリア層１３は、タングステンまたはニッケルタングステン合金を主成分とする第１層と、第１層を覆うニッケル層で構成された第２層との２層で形成してもよい。タングステンまたはニッケルタングステン合金は、実装用はんだ（以下、図示せず）との密着性がよくないため、ニッケルで覆うことによって、実装用はんだとの密着性を向上させることができる。このニッケル層はめっきによって形成する。

前記低融点金属層１４は、すず等をめっきすることによって構成され、バリア層１３を覆い、バリア層１３が露出しないように形成されている。

この低融点金属層１４と実装用基板の実装用はんだによって、抵抗器が実装用基板に実装される。

導電性向上のためにバリア層１３の厚みは、低融点金属層１４の厚みより薄い方が好ましい。

前記絶縁層１５は、アルミナ基板、あるいはエポキシ樹脂、ガラスエポキシなどの樹脂基板であり、抵抗体１１の他面（上面）１１ｂに形成されている。このとき、抵抗体１１全体が絶縁層１５に接着される。

さらに、抵抗体１１の一面（下面）１１ａのうち一対の電極１２が形成されていない露出箇所に保護膜１６が設けられている。保護膜１６はエポキシ樹脂等の樹脂で構成されている。なお、絶縁層１５を保護膜１６で覆ってもよい。

本開示の一実施の形態における抵抗器においては、バリア層１３に融点が高く拡散されにくいタングステンを含有させているため、大電流が通電されてもバリア層１３のタングステンが実装用はんだに拡散したり、その一部が喪失したりするのを抑制でき、これにより、バリア層１３と一対の電極１２との間にクラックが発生するのを抑制できるため、抵抗値が変動するのを低減できる。

本発明に係る抵抗器は、抵抗値変動を抑制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。

１１抵抗体
１２一対の電極
１３バリア層
１４低融点金属層

Claims

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、前記一対の電極の周囲に設けられたバリア層と、前記バリア層を覆う低融点金属層とを備え、前記バリア層はタングステンが含有されている抵抗器。
前記バリア層はタングステンを主成分としている請求項１に記載の抵抗器。
前記バリア層はニッケルタングステン合金で構成されている請求項１に記載の抵抗器。
前記バリア層はタングステンまたはニッケルタングステン合金で構成されている第１層と、前記第１層を覆いニッケルで構成される第２層とで構成されている請求項１に記載の抵抗器。