JP2904654B2 - フィルム型抵抗器 - Google Patents

フィルム型抵抗器

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JP2904654B2
JP2904654B2 JP4245027A JP24502792A JP2904654B2 JP 2904654 B2 JP2904654 B2 JP 2904654B2 JP 4245027 A JP4245027 A JP 4245027A JP 24502792 A JP24502792 A JP 24502792A JP 2904654 B2 JP2904654 B2 JP 2904654B2
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフィルム型抵抗器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】多くの
タイプの電力抵抗器に使用される平坦な基板は、好まし
くは薄く、セラミックから作られている。従来技術にお
いて、長い間、ヒートシンクの作用を考慮せずに、この
ような基板を、抵抗フイルムを上に重ねて合成樹脂の本
体内に埋め込むことが知られている。上述したこのタイ
プの従来技術の電力抵抗器では、冷却を、専ら合成樹脂
本体を覆う空気の流通に依存し、また抵抗フイルムに接
続されたリードを通しての熱の伝導に依存している。こ
のような従来技術の抵抗器は出力定格が低い。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの局面によ
れば、セラミック基板又はチップは、基板底面が合成樹
脂中に埋め込まれず、その代わりに露出するようにして
合成樹脂本体内に包まれている。この底面、すなわち基
板の抵抗フイルムから離れた方の表面は、基台（外部の
ヒートシンク）に平面係合し得るようにされている。ボ
ルト穴が、合成樹脂本体を基台にしっかり締め付けるボ
ルトを受け入れるように該合成樹脂本体を貫通して設け
られ、これにより基板底面を熱移送関係で基台に保持す
る。
【０００４】本発明の他の局面によれば、延長した端子
（リード）が合成樹脂中に埋め込まれ、チップ又は基板
の上側に機械的且つ電気的に接合されている。リード
は、基板底面が露出しているにもかかわらず、該基板を
合成樹脂中に据え付けるのを十分助けるように構成され
ている。リードは、型内で基板が多少角移動できるよう
に構成されており、この結果、基板底面が常に完全に露
出して基台と平らに係合できるようになる。
【０００５】
【実施例】図１を参照すると、抵抗器は、平坦な下側、
すなわち底面１２（図３）と略平行な平坦な上側表面１
１を有する細長い方形状の合成樹脂本体１０からなる。
合成樹脂本体の下側表面１２は、連続しておらず、その
代わりに平坦な基板又はチップ１３が合成樹脂本体の下
側領域によって枠で囲むような関係で設けられている。
基板１３は略平行な上面及び底面を有し、該底面は参照
符号１４で示され、合成樹脂本体１０の底面１２の取り
囲み領域と同一平面となっている。
【０００６】したがって、基板１３は、基台又はヒート
シンクと平らな熱移送関係で係合するようにされた基板
底面１４を除き、全ての側部が合成樹脂本体１０内に埋
め込まれ、包み込まれるようにして保護されている。基
板又はチップ１３は、合成樹脂本体１０の一端（図２、
３の左端）と比較的接近し、他端（図２、３の右端）か
らは十分間隔があけられている。ボルト穴１６は、合成
樹脂本体１０に、ボルト穴のどの部分も基板に接近しな
い関係で、ボルト穴の軸が該合成樹脂本体及び基板に垂
直に貫通して延びている。ボルト穴１６は、基板１３の
底面１４が平坦な基台領域に対して熱移送関係でしっか
り締め付けられるように、平坦な金属基台領域（図示せ
ず）の対応する穴内に延びるボルト（図示せず）を受け
入れるようにされている。
【０００７】基板１３は、合成樹脂本体１０の長さ方向
両端から等しい間隔で配置されていないが、合成樹脂本
体１０の短辺方向両端からは等しい距離で配置されてい
る。このような側部の空間の一つが図２の１５で示さ
れ、これと平行の他方の空間（図示せず）は鏡像関係に
ある。
【０００８】図５乃至図７に関して続いて説明するよう
に、基板１３の上側表面には端子トレース及びパッド組
合体１７があり、またその上には抵抗フイルム１８があ
り、またその上には保護被覆１９がある。さらに、次に
説明するように、端子又はリードが基板の上側表面の保
護被覆１９に機械的及び電気的に固定されている。それ
ゆえ、基板１３は、基板としてだけでなく、電気絶縁体
又は絶縁素子として、さらにヒートシンクとして作用す
る。さらに、基板はスペーサとして作用し、リードのい
かなる部分も基板／電気絶縁体／ヒートシンク／スペー
サ１３の上面の位置以上は抵抗器素子の底面に接近しな
いようにすることを確実にする。
【０００９】素子１３は良好な電気絶縁体であるが（高
絶縁耐力を有するが）、非金属素子としては比較的高い
熱伝導性を有するように選択される。基板又はチップの
好ましい物質は酸化アルミニウムセラミックである。酸
化アルミニウムほどではないが、酸化ベリリウム及び窒
化アルミニウムも好適である。
【００１０】細長い金属端子又はリード２１、２２は、
図２に最も良く示すように合成樹脂本体１０の長軸を含
む垂直面に関して互いに鏡像関係で設けられている。端
子は好ましくは折曲可能な打ち抜き金属である。
【００１１】各端子２１、２２には、長さがセラミック
１３の長さの半分よりも長い幅の狭い先端区画２３が有
り、その最内端にはタブ２４が有る。各端子の幅の狭い
先端区画２３は、図２、３及び７に最も良く示すよう
に、タブ２４を含むその最内端が基板上に直接的でな
く、代わりに片持ち梁になる関係でトレース及びパッド
の組合体１７に機械的且つ電気的に接合されている。
【００１２】タブ２４から離れた先端区画２３の部分に
おいて、端子２１、２２は、セラミック１３から相当離
れて上方に延びているが、その上端が合成樹脂本体１０
の上側表面１１から下方に十分離れた立ち上がり部分２
６を一体的に有している。立ち上がり部分２６は、次
に、幅の狭い先端区画２３と平行であるが、それよりも
十分高い平面内にある区画２７に連結されている。この
区画２７は、合成樹脂本体１０から外側に肩部分２８ま
で延びている。この肩部分では、端子は、通常の端子又
はソケットとの連結のためのフォーク２９を設けるため
に幅が狭くなっている。
【００１３】図２乃至図４に示すように、立ち上がり部
分２６は比較的容易に曲げることができるように薄く形
成するか、あるいは図示した切欠３１を有している。次
に説明するように、これは、合成樹脂本体１０の、例え
ばトランスファー成形中に、セラミックチップ素子１３
を型穴（成形用キャビティ）内の底面に平らに置くよう
にするのを助ける。したがって、図３に示すように、基
板１３の底面１４は、平坦な基台領域と効果的な高熱伝
導の平面係合のために合成樹脂本体１０の底面１２と同
一平面となる。
【００１４】この結果、低コストであるが、高定格の抵
抗器─基台の組合体となる。抵抗フイルム１８と基台と
の間には、それ自身フイルム型抵抗器の一部を構成する
セラミックチップ１３と、（多くの場合）顧客によって
塗布されるサーマルグリースとを除いて何も存在しな
い。他方、本抵抗器は、底面が金属又は高熱伝導性エポ
キシである電力用抵抗器よりもでこぼこしていない。
【００１５】本抵抗器を成形するために、以下に説明す
るセラミック素子１３、端子２１、２２等からなるサブ
コンビネーションは、型穴の縁の予め設定した位置にお
ける底部上に端子２１、２２の下側を載せ、該端子が適
当に押さえ付けられるような方法で型（図示せず）の底
部に対して配置される。セラミックチップ１３は、この
ようにして型穴の底部の予め設定した位置に位置決めさ
れる。立ち上がり部分２６及び他の部分は、型穴と大き
さが相互に関連するので、端子を型部分の縁に載せたと
きにチップ底面１４が型穴底部の壁に載る。
【００１６】型の上側部分には、端子２１、２２の幅の
狭い先端区画２３の上側表面と係合するようになされた
ピンを組み入れており、したがって、下側にあるセラミ
ック素子だけでなく、この先端区画を、セラミック底面
１４が型穴の底部壁面と平らに密に係合するまで強制的
に押し下げる。立ち上がり部分２６に肉厚の薄い領域、
すなわち切欠３１があるために、型を閉じるのに応答し
て端子２１、２２を曲げることができ、それゆえほとん
どの場合にセラミック表面１４と型穴の底壁との間で密
着した平面係合が可能となる。
【００１７】したがって、熱い合成樹脂、好ましくは加
熱されたエポキシ樹脂粉末がトランスファー成形操作中
にセラミック表面１４と型壁面との間に入り込まない。
その代わりに、端子２１、２２のフォーク２９及び肩部
分２８に隣接する端子領域を除いた全ての部分を埋め込
むだけでなく、セラミックチップの各縁を効果的に包囲
又は枠で取り囲む。
【００１８】タブ２４及び隣接する端子領域が存在する
ために、また端子部分２７が存在するために、そして端
子部分２３が以下に説明するようにチップ１３に機械的
に接合するために、チップ１３は合成樹脂本体１０中に
効果的に固定される。
【００１９】図１に最も良く示すように、型の上側部分
の前記ピンにより合成樹脂本体１０の角部分に切欠又は
凹部３２が残る。
【００２０】上側型部分と下側型部分との間の分割線は
符号３３で示され、端子部分２７及び２９の下側表面と
同じ平面内にある。
【００２１】次に図５を参照すると、セラミックチップ
１３はその表面に２個のトレース及びパッドの組合体１
７が施されている。トレース及びパッドは、細長い長方
形状で、好ましくはスクリーン印刷によって施されてお
り、相互に平行な関係でチップ１３の両側にほぼ沿って
位置している。トレース及びパッドの組合体１７は、合
成樹脂本体１０の長さ方向に延びるようにされ、後にそ
の通り合成樹脂本体１０の長さ方向に延びる。トレース
及びパッドの組合体を形成する材料は酸化ベリリウム及
び窒化アルミニウムである。このスクリーン印刷に続い
てセラミック素子は焼成される。
【００２２】次に図６を参照すると、抵抗材料の厚膜１
８がセラミック素子１３上にスクリーン印刷される。抵
抗フイルム１８の縁領域（図６の上部及び下部）が、図
示するように、いくらかトレース及びパッドの組合体１
７に重ね合わさっている。基板上にスクリーン印刷した
後、セラミック素子は再度焼成される。好ましい抵抗材
料は、電気伝導性のガラスマトリックスの複合金属酸化
物であり、800℃よりも高い温度で焼成される。
【００２３】次いで、抵抗フイルム１８の全上側表面
に、該フイルムをわずかに越えて、好ましくはガラスか
らなる保護被膜１９がスクリーン印刷される。述べたよ
うに、まず比較的低融点のガラスフリットが基板上にス
クリーン印刷され、そして温度約500℃で焼成される。
抵抗フイルム１８とガラス１９の焼成温度の主なる相違
は、ガラスの焼成によって抵抗フイルム１８に悪影響を
及ぼさないようにすることである。
【００２４】次いで、ガラス１９によって被覆されな
い、トレース及びパッドの組合体１７の部分には、ハン
ダ合金がスクリーン印刷される。代わりとしては、浸漬
によってハンダ合金を施す。このハンダ合金は好ましく
はスズ96.5%、銀3.5%からなる。ハンダの一部分のみが、
次に述べるように端子を固定するために使用され、抵抗
フイルム１８の露出した全ての上側表面はその電気伝導
性を改善するためにハンダが被覆される。
【００２５】次の段階で、端子２１、２２は、その先端
区画２３（図２）をトレース及びパッドの組合体１７上
に施した前述のハンダ（図示せず）にしっかり設置した
状態で基板１３上に固定される。次いで、ハンダを溶融
し、それによって端子を被覆されたセラミック素子に固
定するために、焼成が行われる。端子はこのようにして
セラミック素子に機械的及び電気的に接合される。その
後、成形が、図１乃至図３に関連して説明したように行
われる。
【００２６】成形を実施する前に、抵抗器は、所望の抵
抗値を達成するのに適当な長さ及び幅に調整溝としての
線３４をレーザ・スクライビングすることによって達成
される。
【００２７】具体例として、各端子２１、２２は厚さが
0.508mm(0.020インチ)である。先端区画２３の幅は0.88
9mm（0.035インチ)である。各立ち上がり部分２６の先端
区画２３の底面から区画２７の底面までの高さは1.524m
m(0.060インチ)である。成形された合成樹脂本体１０の
厚さは、分割線３３が底面１２から2.286mm(0.090イン
チ)の高さのとき、3.81mm(0.150インチ)である。セラミ
ックチップ１３は、厚さが約0.762mm(0.030インチ)で、
幅が0.8128mm(0.032インチ)で、長さが0.889mm(0.035イ
ンチ)である。合成樹脂本体１０は、幅が10.414mm(0.410
インチ)で、長さが16.24mm(0.640インチ)である。
【００２８】以上の詳細な説明は図面と例示によっての
み明確に理解されるべきもので、この発明の精神と範囲
は請求の範囲によって制限される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化するフイルム型電力抵抗器の等
角図である。
【図２】他端側から見た別の等角図で、抵抗器の内部構
成部品を見えるようにするために合成樹脂本体を仮想線
で示している。
【図３】図２の３−３線に沿う縦断面図である。
【図４】端子又はリードの容易に折り曲げることができ
る部分の拡大された断片的な図である。
【図５】トレース及びパッドのフイルムの組合体が施さ
れた後における基板の平面図である。
【図６】図５に相当する図で、基板又はチップ上に施さ
れてトレース及びパッドのフイルムの組合体の縁に重ね
合わさった抵抗フイルムを示している。
【図７】図６に相当する図で、抵抗フイルム上に施され
た保護被覆を示し、またトレース及びパッドのフイルム
の組合体に結合され、これによって抵抗フイルム及び基
板に結合される端子を仮想線で示している。
【符号の説明】
１０ 合成樹脂本体 １１ 上側表面 １２ 下側表面 １３ 基板（セラミック素子） １４ 基板底面 １６ ボルト穴 １７ トレース及びパッドの組合体 １８ 抵抗フイルム １９ 保護被膜 ２２ 端子 ２３、２７ 端子部分 ２６ 起立部分 ３１ 切欠 ３３ 分割線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−20802（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−116501（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01C 7/00 H01C 1/084 H01C 1/14 H01C 17/06

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フイルム型電力抵抗器にして、 上側表面及び下側表面を有し、高絶縁耐力で、非金属と
    しては比較的高い熱伝導性を有する平坦な非金属チップ
    と、 前記非金属チップの上側表面に施された抵抗フイルム
    と、 前記非金属チップの上側表面に機械的に接合され且つ前
    記抵抗フイルムに電気的に接合される端子と、 前記非金属チップに接近した前記端子の部分を埋め込み
    且つ前記非金属チップの上側表面および縁部分を埋め込
    む、成形された電気絶縁本体とを具備してなり、 前記非金属チップの下側表面と前記電気絶縁本体は、前
    記フイルム型電力抵抗器を平坦な基台領域或いはヒート
    シンクに搭載するときに、該下側表面が該平坦な基台領
    域或いはヒートシンクと平面係合し得るように互いに関
    連し、 前記非金属チップは、前記抵抗フイルムの基板として、
    また前記抵抗フイルムによって生成された熱のヒートシ
    ンクとして、また前記抵抗フイルムを前記基台から電気
    的に絶縁を維持する絶縁体として、また前記端子を前記
    基台から間隔をあけるスペサーとして働くようにしてな
    り、 さらに、前記端子は、前記電気絶縁本体の側部から突出
    することを特徴とするフイルム型電力抵抗器。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のフイルム型電力抵抗器に
    して、 前記抵抗フイルムは、前記非金属チップの上側表面にス
    クリーン印刷された厚膜であることを特徴とするフイル
    ム型電力抵抗器。
  3. 【請求項３】 請求項１記載のフイルム型電力抵抗器に
    して、 前記抵抗器を効果的な熱移送関係で基台の平坦な領域或
    いはヒートシンクに締結するための、前記電気絶縁本体
    を通って延びるボルト穴を具備してなることを特徴とす
    るフイルム型電力抵抗器。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のフイルム型電力抵抗器に
    して、 前記ボルト穴は、前記非金属チップを貫通しないことを
    特徴とするフイルム型電力抵抗器。
  5. 【請求項５】 フイルム型電力抵抗器にして、 略平行な上下表面を有し、電気的に絶縁で且つ十分な熱
    伝導性を有する材料からなる平坦な基板と、 前記基板の上側表面に施された抵抗フイルムと、 前記抵抗フイルム上に配置されて、前記基板の上側表面
    に機械的に接合され且つ前記抵抗フイルムに電気的に接
    合され、前記基板の外側に位置する部分を有する細長い
    端子手段と、 前記抵抗フイルム及び前記基板の上側部分のみを埋め込
    み、また前記端子手段の前記基板に隣接する前記外側の
    部分を埋め込むが、前記基板から離れた前記外側の部分
    を埋め込まない、成形された合成樹脂本体とを具備して
    なり、 前記基板の下側表面は、前記フイルム型電力抵抗器を基
    台の平坦な領域或いはヒートシンクに搭載したときに、
    該基台の平坦な領域或いはヒートシンクに平らに熱移送
    係合するように形成されてなることを特徴とするフイル
    ム型電力抵抗器。
  6. 【請求項６】 請求項５記載のフイルム型電力抵抗器に
    して、 前記抵抗器を効果的な熱移送関係で基台の平坦な領域或
    いはヒートシンクに締結するための、前記合成樹脂本体
    を通って延びるボルト穴を具備してなることを特徴とす
    るフイルム型電力抵抗器。
  7. 【請求項７】 低コスト、高定格のフイルム型抵抗器に
    して、 略平行な上下表面を有する、平坦なセラミック製のチッ
    プと、 前記チップの上側表面にスクリーン印刷された、第１、
    第２トレース及びパッドのフイルムと、 前記チップの上側表面にスクリーン印刷され、前記第
    １、第２トレース及びパッドのフイルムと電気的に接触
    した厚膜の抵抗フイルムと、 前記第１、第２トレース及びパッドのフイルムに電気伝
    導結合された部分を有し、前記チップの少なくとも一方
    の縁から離れた領域に延びる外縁部分を有した、第１、
    第２端子と、 前記抵抗フイルム及び前記チップの縁部分のみならず前
    記チップの上側表面をも埋め込み、前記端子の前記チッ
    プから離れた端子領域を除いて該端子も埋め込み、前記
    チップの縁を少なくともほぼ囲む底部を有した合成樹脂
    の成形本体とを具備してなり、 前記合成樹脂の成形本体の底部は前記チップの下側表面
    と略同一面となる底面を有し、 前記チップの下側表面は、前記フイルム型抵抗器を基台
    の平坦な領域或いはヒートシンクに搭載したときに、該
    基台の平坦な領域或いはヒートシンクに平らに熱移送係
    合するように形成されてなることを特徴とする低コス
    ト、高定格のフイルム型抵抗器。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の低コスト、高定格のフ
    イルム型抵抗器にして、 前記成形本体を基台の平坦な領域或いはヒートシンクに
    ボルト締めするのに使用する、前記成形本体の他端部分
    を通って設けられた、ボルト穴を具備してなることを特
    徴とする低コスト、高定格のフイルム型抵抗器。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の低コスト、高定格のフ
    イルム型抵抗器にして、 前記成形本体は、長方形状で、細長く、前記チップの下
    側表面と略平行の上側表面を有し、前記チップは、略正
    方形状で且つ前記成形本体の一端に比較的接近している
    ことを特徴とする低コスト、高定格のフイルム型抵抗
    器。
  10. 【請求項１０】 請求項７に記載の低コスト、高定格の
    フイルム型抵抗器にして、 調整溝が、前記抵抗フイルムに設けられ、また前記トレ
    ースは、互いにほぼ平行であり、該調整溝は、前記トレ
    ースに対してほぼ直角で、これにより前記抵抗フイルム
    の前記トレース間を通る電流の方向と平行であることを
    特徴とする低コスト、高定格のフイルム型抵抗器。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の低コスト、高定格
    のフイルム型抵抗器にして、 保護被覆が、前記抵抗フイルム上に設けられて、前記抵
    抗フイルムと前記合成樹脂本体との間において、該合成
    樹脂本体が該抵抗フイルムに悪影響を及ぼすのを阻止す
    ること特徴とする低コスト、高定格のフイルム型抵抗
    器。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の低コスト、高定格
    のフイルム型抵抗器にして、 前記保護被覆は、抵抗フイルムの焼成温度よりも低い焼
    成温度のガラスであること特徴とする低コスト、高定格
    のフイルム型抵抗器。
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