JP3670593B2 - Electronic component using resistor and method of using the same - Google Patents

Electronic component using resistor and method of using the same Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗器の使用方法に関し、例えば、高電流検出に適する低抵抗素子部とその低抵抗素子部は導電率の高い金属導体を有する抵抗器の使用方法に関する。
【０００２】
本発明は、さらに上記抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
大電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器を用いることは良く知られている。この抵抗器を用いた大電流Ｉ（Ａ）の検出では、既知の低い抵抗値を有し、抵抗値の変動が少ない抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０００４】
電流検出用の抵抗器の一例を図１２に示す。電流検出用の低抵抗器１０００は、金属製の抵抗部１４００および２つの電極部１１００から構成されている。抵抗部１４００は、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（例えば、ＣＮ４９Ｒ）などの金属合金が用いられる。電極１１００には、はんだ付け性を考慮してはんだ１２００が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、抵抗器を用いて電流を精度よく測定するためには、電流を流したときの電流変化に対する抵抗値変化を小さくして電圧（Ｖ）−電流（Ｉ）特性を良くする必要がある。また抵抗器を精度良く使用するには、抵抗器の最適な電極の位置に４端子構造を形成し、電圧を測定する必要がある。すなわち、抵抗体の上下面に電極を形成し、ワイヤボンディングで上面より電圧測定をすることにより４端子構造を形成する。
【０００６】
しかしながら、抵抗器を基板の電流印加用のパターンと接続する時の抵抗器の電極膜厚及び抵抗体膜厚が電圧測定に及ぼす影響に関する知見がなかったため電流測定に適した構造を有する抵抗器を製造できなかった。また抵抗器を用いて上記電圧測定用のボンディング用のワイヤを抵抗器と接続する際に、抵抗器のどの位置にワイヤを接続するのが電圧測定に最適であるのか不明であった。
【０００７】
そのため、抵抗器の最適な位置にワイヤを接続して電圧測定が行われておらず抵抗器を最適な状態で使用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することである。
【０００９】
またさらに本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされた上述の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、略板状の抵抗用合金からなる抵抗体と、高導電率の金属からなる少なくとも二つの第一の電極と、金属からなる少なくとも二つの第二の電極とを有し、前記第一の電極は、前記抵抗体の第一の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第二の電極は、前記第一の面に対向する第二の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第一および第二の電極が前記抵抗体を挟むように配置され、前記第一の電極の厚さは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記第二の電極上でかつ前記第二の電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１３】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、高導電率の金属によりなる互いに分離した少なくとも２つの電極と、前記電極に電気的かつ機械的に結合された略板状の抵抗用合金からなる抵抗体とを有し、前記電極の厚みは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記電極が前記抵抗体の第一の面でかつ前記抵抗体の両端部に配置され、前記抵抗体の第一の面に対向する第二の面でかつ前記電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの第一の電極、並びに前記第一の面に対向する第二の面および両端部近傍に少なくとも二つの第二の電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記第二の電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および前記抵抗体の前記第一の電極に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記第二の電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２１】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および、前記抵抗体の前記第一の面に対向する第二の面かつ両端部近傍に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項５または請求項６に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項７または請求項８に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態である抵抗器および使用方法について詳細に説明する。
【００２７】
なお、本実施の形態に記載されている電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器の抵抗体として用いられる合金組成は、一例であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、製造する抵抗器の必要特性や仕様に応じて決定されるものである。
【００２８】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００２９】
［第１の抵抗器の構造］
図１に、基板１５０の導体パターン上にはんだ付けされた第１の実施の形態である抵抗器１００を示す。
【００３０】
抵抗器１００は、１１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極１２１と１２２、およびボンディング電極１４１と１４２から構成されている。抵抗器１００は、１つの直方体形状を有する抵抗体１１０に２つの直方体形状の電極１２１と１２２および２つの直方体形状のボンディング電極１４１と１４２を図１に示すように接合した構造である。
【００３１】
抵抗器１００を用いた電圧測定においては、基板１５０の導体パターンと電極１２１と１２２とが接続され、ボンディング電極１４１と１４２には、ボンディング用のワイヤが例えばボンディング等によりそれぞれ接続されてボンディング電極１４１と１４２間の電圧降下が測定される。なお各ボンディング電極１４１と１４２では、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１に示すように１／２より外側の位置である１４３と１４４にワイヤを接続するのに適した位置が形成されている。
【００３２】
抵抗体１１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極１２１、１２２の厚さ（ｔＥ）は、約１０〜５００μｍであり、電極１２０の厚みと抵抗体１１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また各ボンディング電極１４１、１４２の厚さは、約１０〜１００μｍであり、各電極１２１、１２２の表面には、約２〜１０μｍのはんだ膜（例えば、溶融はんだ膜）が形成されている。
【００３３】
抵抗器１００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板１５０としては、例えばアルミニウム基板などの金属基板が用いられ、その基板１５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００３４】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器１００に発生する熱は、基板１５０方向に伝達されるために、抵抗器１００と基板１５０との接合面が重要であり、抵抗器１００は、基板１５０との接合面である電極１２１、１２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００３５】
また、高電流を測定するときの電流は、基板１５０のパターンより抵抗器１００の一方の電極１２１を介して抵抗体１１０に流れ、さらに抵抗体１１０から他の１つの電極１２２へと流れる。また、ボンディング電極１４１と１４２を基板１５０のパターンにアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器１００の両端における電圧降下を測定する。なおボンディング電極１４１と１４２は、抵抗値精度を向上させる目的で抵抗体１１０に接合されている。このため図１の構造を有する抵抗器１００は、大電流での使用が可能である。
【００３６】
抵抗体１１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図２に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図２より適宜選択されて使用される。また図２以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００３７】
また、図２に示すように、比抵抗が約２〜約７μΩ・ｃｍを有する貴金属合金を使用する場合には、極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られる。例えば、これらの貴金属合金を抵抗体１１０として使用する場合には、図１に示す構造の抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００３８】
また電極１２１および１２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体１１０に比べて小さい銅材料など（例えば、比抵抗１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体１１０と電極１２１あるい抵抗体１１０と電極１２２とはクラッド接合により接合される。
【００３９】
なお電極１２１および１２２用に用いられる電極材料および抵抗体１１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が、次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００４０】
ボンディング電極１４１と１４２の材料としては、ニッケル材料（例えば、６．８μΩｃｍ程度）、アルミニウム材料（例えば、２．６μΩｃｍ程度）または金材料（例えば、２．０μΩｃｍ程度）などが用いられる。２つの電極１２１および１２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板１５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い金属（例えば銅など）を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００４１】
また電極１２１および１２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜１３１および１３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極１２１または１２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００４２】
なお、抵抗器１００の特徴は、抵抗体１１０が平板からなる単純構造となっており、従来の電流検出用低抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００４３】
すなわち、抵抗器１００では、抵抗体１１０の平板の厚み（図１の抵抗器１００の上面の電極側、下面の電極側に露出している抵抗体１１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体１１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器１００が所定の抵抗値となるように抵抗体１１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００４４】
上記のように抵抗器１００では、抵抗体１１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００４５】
また、抵抗体１１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００４６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図３（ａ）および図３（ｂ）に作製した抵抗器１００の各部の寸法及び抵抗器１００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器１００の抵抗体１１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００４７】
図３において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、左右のボンディング電極１４１、１４２の横方向の幅であり、ボンディング電極１４１、１４２中に記載した番号１〜１８は、ボンディング電極１４１、１４２に対して電圧測定用のワイヤを接続する位置を示している。またＬ１、Ｌ２は、上記１〜１８の各ボンディング電極の外側端部からの距離である。
【００４８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器１００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器１００と全て同じである。
【００４９】
図３（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ左右のボンディング電極の中央部に電圧測定時のワイヤを接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【００５０】
また、図３（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれボンディング電極１４１、１４２に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ボンディング電極１４１、１４２の電圧測定時のワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【００５１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【００５２】
図４に、図３（ａ）および図３（ｂ）で示した抵抗器１００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【００５３】
図４の測定条件（１）〜（４）は、図３に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器１００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【００５４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図４では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【００５５】
［抵抗器１００の場合］
まず、第１の実施形態の抵抗器１００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００５６】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より外側の電極表面部の位置に接続するのが電圧変動を最小にする。
【００５７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より大きい電極の内側表面部の位置に接続すると電圧変動が最大となる。
【００５８】
また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを電極の外側端部から１／２より小さいすなわち外側の電極表面位置に、他方のワイヤを電極の外側端部から１／２より大きいすなわち内側の電極表面位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【００５９】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００６０】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器１００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【００６１】
また条件（１）〜（４）とワイヤの左右ボンディング電極に接続する位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器電圧測定時においては、ワイヤを左右ボンディング電極に接続する位置の影響を受けない。
【００６２】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器１００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗体および接続電極が、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす材料を用いて作製され、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【００６３】
さらに、上記条件を満たす抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たすボンディング電極１４１、１４２の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【００６４】
この理由について、図５および図６を用いて説明する。
【００６５】
図５は、基板１５１、１５２上に載置された抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図６は、基板１５１０、１５２０上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。
【００６６】
図５または図６で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【００６７】
すなわち、例えば図５または図６に示すように基板のパターン１５１と接合電極１２１および基板のパターン１５２と接合電極１２２とを接続し、パターン１５２からパターン１５１に電流を流しながらボンディング電極１４１、１４２間の電圧を測定する。また図５または図６には、抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【００６８】
なお、ボンディング電極１４１、１４２間の電圧を正確に測定するためには、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【００６９】
まず、図５の抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器１００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体１１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２、１２１間の最短距離（図５中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中のその他の経路を流れることになる。
【００７０】
また図５に示すように、最短経路以外の経路にも電流は流れるが、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流は少なくなる。このため、抵抗器１００は、電圧測定時にボンディング電極１４２とボンディング電極１４１間に流れる電流を少なく抑えることができるので正確な電圧測定ができる。
【００７１】
またさらに、図５に示す電圧測定時のボンディング電極１４２に対する抵抗体１１０を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２中の斜線部で示した外側（電極部分１４３）の方が内側（電極部分１４５）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ボンディング電極１４１についてもいえる。すなわち、ボンディング電極１４１中の斜線部で示した外側（電極部分１４４）の方が内側（電極部分１４６）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【００７２】
このことから、図５において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体１１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、ボンディング電極１４２の外側（電極部分１４３）とボンディング電極１４１の外側（電極部分１４４）が最適の位置であり、一方、逆にボンディング電極１４２の内側（電極部分１４５）とボンディング電極１４１の内側（電極部分１４６）が最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図４で抵抗器１００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【００７３】
次に、図６の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１００中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２０、１２１０間の最短距離（図６中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図５に比べ減少し、図６中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【００７４】
また図６に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図５に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う場合には、ボンディング電極１４１０とボンディング電極１４２０間に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【００７５】
またさらに、図６に示す電圧測定時のボンディング電極１４１０に対する抵抗体１１００を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２０中の斜線部で示した外側（電極部分１４３０）と内側（電極部分１４５０）における抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、ボンディング電極１４１０でもいえ、ボンディング電極１４１０中の斜線部で示した外側（電極部分１４４０）と内側（電極部分１４６０）との抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【００７６】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくなる。また、図６よりボンディング電極１４１０、１４２０において、外側（電極部分１４３０、１４４０）と内側（電極部分１４５０、１４６０）では抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がないため、ボンディング電極１４１０、１４２０のどの位置を用いても精度良く電圧を測定することが難しくなる。上記説明したことが図４で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【００７７】
以上説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて抵抗体および電極を作製し、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができ、この抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、ワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側を用いて接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００７９】
［第２の抵抗器の構造］
図７に、基板５５０の導体パターン上にはんだ付けされた第２の実施の形態である抵抗器５００を示す。抵抗器５００は、５１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極５２１と５２２から構成されている。
【００８０】
抵抗器５００を用いた電圧測定においては、基板５５０の導体パターンと電極５２１と５２２とが接続され、抵抗体上の図７に示す５４２と５４３位置にワイヤが例えばワイヤボンディング等によりそれぞれ接続され、５４２と５４３間の電圧降下が測定される。なお図７に例を示す５４２と５４３の幅は、電極５２１と５２２の横幅の１／２であり、ワイヤを接続するのに適した位置として形成されたものである。
【００８１】
抵抗器５００は、１つの直方体形状を有する抵抗体５１０に２つの直方体形状の電極５２１を図７に示すように接合した構造である。抵抗体５１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極５２１、５２２の厚さ（ｔＥ）は、例えば約１０〜５００μｍであり、電極５２１、５２２の厚みと抵抗体５１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また、各電極の表面には、約２〜１０μｍの溶融はんだ膜５３１、５３２が形成されている。
【００８２】
抵抗器５００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板５５０としては、例えばアルミニウム基板やガラスエポキシ基板、メタルコア基板（アルミニウムなどの金属上に窒化ホウ素などの絶縁接着層を介してＣｕパターンが貼り付けられている放熱性を考慮した基板）、ＤＢＣ基板（ダイレクトボンディングカッパー基板で、アルミナや窒化アルミの高放熱性の基材に接着層を介さず直接銅パターンをダイレクトに貼り付けた基板）などが用いられ、その基板５５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００８３】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器５００に発生する熱は、基板５５０方向に伝達されるために、抵抗器５００と基板５５０との接合面が重要であり、抵抗器５００は、基板５５０との接合面である電極５２１、５２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００８４】
また、高電流を測定するときの電流は、基板５５０のパターンより抵抗器５００の一方の電極５２１を介して抵抗体５１０に流れ、さらに抵抗体５１０から他の１つの電極５２２へと流れる。また、抵抗体５１０上の５４２や５４３に示した位置と基板５５０の所定パターンとをアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングすることによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器５００の両端における電圧降下を測定する。このため図８の構造を有する抵抗器５００は、大電流での使用が可能である。
【００８５】
なお上記説明ではワイヤボンディングで接続する例を示したが、ワイヤボンディングなしでも基板ランドパターンより電圧測定用ランドパターンを取り出して電圧降下を測定することも可能である。
【００８６】
抵抗体５１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図４に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図４より適宜選択されて使用される。また図４以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００８７】
また、図４に示すように、貴金属合金を使用する場合には、約２〜約７μΩ・ｃｍと極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られ、例えば、これらの貴金属合金を抵抗体５１０として使用する場合には、図８に示す構造の抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００８８】
また電極５２１および５２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体５１０に比べて小さい銅材料（例えば、１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体５１０と電極５２１あるい抵抗体５１０と電極５２２とはクラッド接合により接合される。
【００８９】
なお電極５２１および５２２用に用いられる電極材料および抵抗体５１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００９０】
２つの電極５２１および５２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板５５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００９１】
また電極５２１および５２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜５３１および５３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極５２１または５２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００９２】
なお、抵抗器５００の特徴は、抵抗体５１０が平板からなる単純構造となっており、従来の図１２におけるシャント抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００９３】
すなわち、抵抗器５００では、抵抗体５１０の平板の厚み（図７の抵抗器５００の上面および下面の電極側に露出している抵抗体５１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体５１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器５００が所定の抵抗値となるように抵抗体５１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００９４】
上記のように抵抗器５００では、抵抗体５１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化（ΔＲ／Ｒ）を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００９５】
また、抵抗体５１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００９６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図８（ａ）および図８（ｂ）に上記の製造方法で作製した抵抗器５００の各部の寸法及び抵抗器５００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器５００の抵抗体５１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００９７】
図８（ａ）および図８（ｂ）において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、接合電極電極５２２、５２１と同じ横幅であり、抵抗体５１０の左側表面部５４２および右側表面部５４３に記載した番号１〜１８を付した位置は、電圧測定時にワイヤを接続する位置を示している。すなわち、Ｌ１は、抵抗体５１０の左外側端部からの距離であり、Ｌ２は、抵抗体５１０の右外側端部からの距離である。
【００９８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器５００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器５００と全て同じである。
【００９９】
図８（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ電圧測定時のワイヤを抵抗体５１０の表面に接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【０１００】
また、図８（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれ抵抗体５１０の表面に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【０１０１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【０１０２】
図９に、図８（ａ）および図８（ｂ）で示した抵抗器５００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【０１０３】
図９の測定条件（１）〜（４）は、図８に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器５００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【０１０４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図９では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【０１０５】
［抵抗器５００の場合］
まず、第２の実施形態の抵抗器５００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０６】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％以内と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４２および５４３（外側端部から１／２より小となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動を最小にすることができる。
【０１０７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４４および５４６（外側端部から１／２より大となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動が最大となる。 また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より小さい位置すなわち外側の位置に、他方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より大きい位置すなわち内側の位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【０１０８】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０９】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器５００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【０１１０】
また条件（１）〜（４）とワイヤの接続位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器を用いた電圧測定時においては、ワイヤを接続する位置の影響を受けない。
【０１１１】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器５００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【０１１２】
さらに、上記条件を満たす抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす５４２、５４３の抵抗体の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【０１１３】
この理由について、図１０および図１１を用いて説明する。
【０１１４】
図１０は、基板のパターン５５１、５５２上に載置された抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図１１は、基板のパターン１５５１、１５５２上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。図１０または図１１で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０１１５】
すなわち、例えば図１０でいえば、基板のパターン５５２と接合電極５２２および基板のパターン５５１と接合電極５２１とを接続し、パターン５５２からパターン５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の５４２と５４３間の電圧を測定する。また図１１でいえば基板のパターン１５５２と接合電極１５２２および基板のパターン１５５１と接合電極１５２１とを接続し、パターン１５５２からパターン１５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の１５４２と１５４３間の電圧を測定する。また図１０または図１１には、抵抗体５１０または１５１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【０１１６】
なお、例えば抵抗体表面部５４２と５４３間の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部の５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【０１１７】
まず、図１０の抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器５００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体５１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極５２１、５２２の最短距離（図１０中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中の他の経路を流れることになる。
【０１１８】
また図１０に示すように、最短経路以外の経路に流れる電流は、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流が少なくなる。このため例えば抵抗体表面部５４２と５４３間における抵抗器５００の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で電圧を測定するほど正確な電圧測定ができる。
【０１１９】
また、図１０に示す電圧測定時のワイヤの接続位置５４２と５４４における抵抗体５１０を流れる電流の影響を比較すると、５４２の方が５４４に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ワイヤの接続位置５４３と５４６についてもいえる。すなわち、５４３の方が５４６に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【０１２０】
このことから、図１０において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体５１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、５４２と５４３の組み合わせが最適の位置であり、一方、逆に５４４と５４６の組み合わせが最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図９で抵抗器５００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【０１２１】
なお抵抗器５００における図９に示した測定結果は、抵抗器１００における図４に示した測定結果とほぼ同じである。このことは、電圧測定においては抵抗器１００のようにボンディング電極を使用しても抵抗器５００のようにボンディング電極を使用しなくても両者の測定結果に変化を生じないことを示している。 この理由は、電圧測定時の電圧変動は、抵抗体内部を通過する電流経路に依存するためである。すなわち抵抗器１００と抵抗器５００における電流経路および最短経路は図５と図１０に示すように全く同じである。また電圧測定用にワイヤを接続する位置が両者で同じであれば、電圧測定時に電圧変動の原因となる電流分布は同じである。そのため、図３と図８に示すようワイヤを接続する位置が同一の（１）〜（４）の条件では、ボンディング電極を使用しても使用しなくても電圧測定時の電圧変動に差がない結果が得られたものである。
【０１２２】
次に、図１１の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さはｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１５２２、１５２１の最短距離（図１１中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図１０に比べ減少し、図１１中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【０１２３】
また図１１に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図１０に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う際に測定部に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【０１２４】
また、図１１に示す電圧測定時の抵抗体の表面部１５４２、１５４４を流れる電流の影響を比較すると、１５４２と１５４４中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、抵抗体の表面部１５４３、１５４６でもいえ、抵抗体の表面部１５４３、１５４６を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【０１２５】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１５１０中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくし、ワイヤ接続部の位置を変えても精度良く電圧を測定することができない。上記説明したことが図９で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【０１２６】
以上、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができる。
【０１２７】
また、第１の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側、すなわち電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２８】
また、第２の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを抵抗体に接続する位置を、図７に示す５４２および５４３の位置（すなわち、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置）に、電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２９】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態および第２の実施の形態では、抵抗器およびその抵抗器を用いた使用方法について説明した。しかしながら、上記抵抗器を電圧測定用部品として使用する場合には、ユーザは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上記の抵抗器を電圧測定用のワイヤを用いて接続する必要があり、ユーザにとっては、この電圧測定用のワイヤの接続が手間となる場合がある。
【０１３０】
このように、ユーザにとって電圧測定用のワイヤ接続が億劫な場合には、例えば、上記説明した抵抗器を予め専用基板の最適な位置に電圧測定用ワイヤを用いて接続し、電圧測定用の電子部品としてモジュール化したものをユーザに提供することも可能である。
【０１３１】
この電子部品が提供されるとユーザは、ワイヤボンディングなどの作業の手間を省くことができるため、さらに容易に電圧測定を実施可能である。
【０１３２】
そこで、以下に図面を参照して、第３の実施の形態および第４の実施の形態では、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した抵抗器を用いて作製した電圧測定用の電子部品およびそれらの使用方法について詳細に説明する。
【０１３３】
まず、第３の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。
【０１３４】
［電流検出用電子部品の構造］
図１３に、電流検出用の電子部品２００の構造を示す。電子部品２００は、抵抗器１００を専用基板１８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器１００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３５】
すなわち、基板１８０には、電極１２１、１２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体１８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン１６１、１６２、１７１、１７２が形成されている。また、抵抗器１００の電極１２１、１２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン１６１、１６２に直接載置され、またボンディング電極１４１と１４２は、電圧測定用のワイヤ１８１、１８２を介して基板１８０の各配線パターン１７１、１７２と接続されている。
【０１３６】
また各ボンディング電極１４１と１４２上におけるワイヤ１８１、１８２の接続位置は、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１３に示すように１／２より外側の位置、すなわち電流の向きに沿う電極長さの１／２より外側であるワイヤ接続に適した位置１４３と１４４に形成されている。
【０１３７】
したがって、ユーザは、電子部品２００を用いることにより抵抗器１００に電圧測定用のワイヤ１８１、１８２をボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品２００は、小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品２００を、例えば図１に示す基板１５０の任意の位置に取り付けることも可能である。また図１３において、抵抗値１００のすべてとワイヤ１８１、１８２のすべてと配線パターン１６１、１６２、１７１、１７２の各一部とをモールド樹脂成形してもよい。
【０１３８】
［第４の実施の形態］
［電流検出用電子部品の構造］
次に、第４の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。図１４に、電流検出用の電子部品６００の構造を示す。電子部品６００は、図７に示す抵抗器５００を専用基板５８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器５００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３９】
すなわち、基板５８０には、電極５２１、５２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体５８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン５６１、５６２、５７１、５７２が形成されている。また、抵抗器５００の電極５２１、５２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン５６１、５６２と直接接続されており、さらに抵抗体の５４２と５４３の位置において、電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を介して基板５８０の各配線パターン５７１、５７２と接続されている。
【０１４０】
なお図１４における抵抗体５１０にワイヤを接続する５４２と５４３の位置は、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置であり、この５４２と５４３の位置で電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１４１】
したがって、ユーザは、電子部品６００を用いることにより、抵抗器５００に電圧測定用のワイヤをボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品６００は小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品６００を例えば、図７に示す基板５５０の任意の位置に取り付けることも可能である。
【０１４２】
また図１４において、抵抗器５００のすべてとワイヤ５８１、５８２のすべてと配線パターン５６１、５６２、５７１、５７２の各一部とをモールド樹脂成形または他の方法にてモジュール化、集積化してもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することができる。
【０１４４】
またさらに、本発明により上記の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図２】抵抗体の種類を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態である抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図４】本発明の第一の実施形態である抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図５】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図６】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図８】抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図９】抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図１０】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１１】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１２】従来のシャント抵抗器の概略構造図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【符号の説明】
１００ 抵抗器
１１０ 抵抗体
１２１ 接合用電極
１２２ 接合用電極
１３１ 溶融はんだ材
１３２ 溶融はんだ材
１４１ ボンディング電極
１４２ ボンディング電極
１４３ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
１４４ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
２００ 電子部品
１６１ 配線用パターン
１６２ 配線用パターン
１７１ 配線用パターン
１７２ 配線用パターン
１８０ 基板
１８１ 電圧測定用ワイヤ
１８２ 電圧測定用ワイヤ
１８３ 絶縁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method of using a resistor, for example, a low resistance element portion suitable for high current detection and a method of using a resistor in which the low resistance element portion has a metal conductor having high conductivity.
[0002]
The present invention further relates to an electronic component using the resistor and a method for using the electronic component.
[0003]
[Prior art]
It is well known to use a resistor having a very small resistance value of about milliohm for detecting a large current. In the detection of the large current I (A) using this resistor, when the high current I (A) is passed through the resistor R (Ω) having a known low resistance value and little variation in the resistance value. The voltage drop V (V) at both ends of the resistor is measured, and the current value I (A) is calculated using I = V / R.
[0004]
An example of a resistor for current detection is shown in FIG. The low resistor 1000 for current detection includes a metal resistance portion 1400 and two electrode portions 1100. For the resistance portion 1400, for example, a metal alloy such as a Cu—Ni alloy (for example, CN49R) is used. The electrode 1100 is provided with solder 1200 in consideration of solderability.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to accurately measure a current using a resistor, it is necessary to improve a voltage (V) -current (I) characteristic by reducing a resistance value change with respect to a current change when a current is passed. Further, in order to use the resistor with high accuracy, it is necessary to form a four-terminal structure at the optimum electrode position of the resistor and measure the voltage. That is, electrodes are formed on the upper and lower surfaces of the resistor, and a voltage is measured from the upper surface by wire bonding to form a four-terminal structure.
[0006]
However, since there was no knowledge about the effect of the electrode film thickness of the resistor and the resistor film thickness on the voltage measurement when connecting the resistor to the current application pattern on the substrate, a resistor having a structure suitable for current measurement Could not be manufactured. Further, when the bonding wire for voltage measurement is connected to the resistor using a resistor, it is unclear which position of the resistor is optimal for voltage measurement.
[0007]
For this reason, a voltage is not measured by connecting a wire to the optimal position of the resistor, and the resistor cannot be used in an optimal state.
[0008]
  The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method of using a resistor suitable for current measurement.
[0009]
Still another object of the present invention is to provide an electronic component using a resistor suitable for the above-described current measurement and a method for using the same, which has been made to solve the above-described problems of the prior art.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a resistor according to an embodiment of the present invention is provided.How to useHas the following configuration. That is,A method of using a resistor, wherein the resistor isA resistor made of a substantially plate-like resistance alloy, at least two first electrodes made of a metal having high conductivity, and at least two second electrodes made of metal, wherein the first electrode is , The first surface of the resistor and both ends of the resistor, the second electrode is formed on the second surface opposite to the first surface and both ends of the resistor, the first and The second electrode is disposed so as to sandwich the resistor, and the thickness of the first electrode is a resistor larger than 1/10 of the thickness of the resistor.The method of using a voltage measuring wire, wherein a voltage measuring wire is connected on the second electrode and outside the half of the length along the current direction of the second electrode. And
[0013]
For example, the specific resistance of the electrode material used for the first electrode is greater than 1/150 and smaller than 1/2 relative to the specific resistance of the resistor material used for the resistor.
[0015]
  In order to achieve the above object, a resistor according to an embodiment of the present invention is provided.How to useHas the following configuration. That is,A method of using a resistor, wherein the resistor isIt has at least two electrodes made of a metal having high conductivity and separated from each other, and a resistor made of a substantially plate-like resistance alloy electrically and mechanically coupled to the electrode, and the thickness of the electrode is Greater than 1/10 of the thickness of the resistorA method of using a resistor, wherein the electrodes are arranged on the first surface of the resistor and at both ends of the resistor, on the second surface facing the first surface of the resistor, and A voltage measuring wire is connected outside the half of the length along the direction of the current of the electrode.
[0018]
  In order to achieve the above object, an electronic component according to an embodiment of the present invention has the following configuration. That is, a resistor made of a substantially plate-like alloy for a resistor, wherein at least two first electrodes in the vicinity of the first surface and both end portions of the resistor, and a second facing the first surface The resistor having at least two second electrodes in the vicinity of both surfaces and both ends thereof, at least two first substrate electrodes connected to the second electrode of the resistor, and the first of the resistors An insulating substrate having at least two second substrate electrodes connected to one electrode via a metal wire, and the second electrode of the resistor is made of a metal having a high conductivity. It is formed to be 1/10 or more of the thicknessThe first electrode and the metal wire are connected outside the half of the length of the first electrode along the direction of the current flowing through the resistor.
[0021]
For example, the specific resistance of the electrode material used for the first electrode is greater than 1/150 and smaller than 1/2 relative to the specific resistance of the resistor material used for the resistor.
[0023]
  In order to achieve the above object, an electronic component according to an embodiment of the present invention has the following configuration. That is, a resistor composed of a substantially plate-like resistor alloy, the resistor having at least two electrodes in the vicinity of the first surface and both ends of the resistor, and connected to the electrodes of the resistor At least two first substrate electrodes, and at least two second substrate electrodes connected to the second surface opposite to the first surface of the resistor and in the vicinity of both ends via metal wires And the electrode of the resistor is formed to be 1/10 or more of the thickness of the resistor by a high conductivity metal.The first electrode and the metal wire are connected outside the half of the length of the first electrode along the direction of the current flowing through the resistor.
[0024]
  In order to achieve the above object, a method of using an electronic component according to an embodiment of the present invention has the following configuration. That is, a method of using an electronic component,The electronic component is an electronic component according to claim 5 or claim 6,The at least two second substrate electrodes are used for measuring a current flowing through the at least two first substrate electrodes.
[0025]
  In order to achieve the above object, a method of using an electronic component according to an embodiment of the present invention has the following configuration. That is, a method of using an electronic component,The electronic component is an electronic component according to claim 7 or claim 8,The at least two second substrate electrodes are used for measuring a current flowing through the at least two first substrate electrodes.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a resistor and a method of use according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
In addition, the alloy composition used as a resistor of a resistor having a very small resistance value of about milliohm for current detection described in the present embodiment is an example, and unless otherwise specified, The scope of the present invention is not intended to limit the scope of the invention, but is determined according to the required characteristics and specifications of the resistor to be manufactured.
[0028]
[First Embodiment]
First, the structure and characteristics of the resistor according to the first embodiment will be described below.
[0029]
[Structure of the first resistor]
FIG. 1 shows a resistor 100 according to a first embodiment soldered onto a conductor pattern of a substrate 150.
[0030]
The resistor 100 includes 110 metal resistors, electrodes 121 and 122 which are connection terminals, and bonding electrodes 141 and 142. The resistor 100 has a structure in which two rectangular parallelepiped electrodes 121 and 122 and two rectangular parallelepiped bonding electrodes 141 and 142 are joined to a resistor 110 having one rectangular parallelepiped shape as shown in FIG.
[0031]
In the voltage measurement using the resistor 100, the conductor pattern of the substrate 150 and the electrodes 121 and 122 are connected, and bonding wires are connected to the bonding electrodes 141 and 142, for example, by bonding. And 142 are measured. Each bonding electrode 141 and 142 has a position suitable for connecting a wire to 143 and 144 which are positions outside ½ as shown in FIG. 1 with respect to the lateral width of each bonding electrode 141 and 142. Has been.
[0032]
The thickness of the resistor 110 (tR) Is, for example, about 50 to 2000 μm, and the thickness (tE) Is about 10 to 500 μm, and the ratio of the thickness of the electrode 120 to the thickness of the resistor 110 is tE/ TRDesigned to be> 1/10. The bonding electrodes 141 and 142 have a thickness of about 10 to 100 μm, and a solder film (for example, a molten solder film) of about 2 to 10 μm is formed on the surfaces of the electrodes 121 and 122.
[0033]
The resistor 100 is designed to easily dissipate heat. A metal substrate such as an aluminum substrate is used as the substrate 150 for mounting on a printed wiring board or the like, and the substrate 150 is also connected to a heat sink or the like. It has a structure.
[0034]
That is, since the heat generated in the resistor 100 when a high current is measured is transmitted in the direction of the substrate 150, the bonding surface between the resistor 100 and the substrate 150 is important. The electrodes 121 and 122, which are the bonding surfaces, are made of copper plates having good thermal conductivity and have a large bonding area.
[0035]
Further, a current when measuring a high current flows from the pattern of the substrate 150 to the resistor 110 via one electrode 121 of the resistor 100 and further flows from the resistor 110 to another one electrode 122. Also, the bonding electrodes 141 and 142 are connected to the pattern of the substrate 150 by wire bonding using an aluminum wire or the like, and a voltage drop between the patterns when a high current is passed, that is, across the resistor 100 is measured. The bonding electrodes 141 and 142 are bonded to the resistor 110 for the purpose of improving the resistance value accuracy. Therefore, the resistor 100 having the structure of FIG. 1 can be used with a large current.
[0036]
As the material for the resistor 110, for example, a Cu—Ni alloy (CN49R, etc.), various metal alloys shown in FIG. 2 and various noble metal alloys are used, and specific resistance, TCR, resistance value change, etc. determined according to specifications are used. A metal alloy or a noble metal alloy suitable for the various characteristics is appropriately selected from FIG. 2 and used. In addition to FIG. 2, for example, manganese / copper / nickel alloy may be used.
[0037]
As shown in FIG. 2, when a noble metal alloy having a specific resistance of about 2 to about 7 μΩ · cm is used, a resistor 110 having an extremely low electric resistance can be obtained. For example, when these noble metal alloys are used as the resistor 110, the resistance value of the resistor 100 having the structure shown in FIG. 1 is about 0.04 to 0.15 mΩ.
[0038]
In addition, as the material of the electrodes 121 and 122, a copper material having a smaller electric resistance than the resistor 110 (for example, a specific resistance of about 1.6 μΩ · cm) is used, and the resistor 110 and the electrode 121 or the resistor 110 are used. And the electrode 122 are joined by clad joining.
[0039]
Note that the electrode material used for the electrodes 121 and 122 and the resistor material used for the resistor 110 have a specific resistance ratio expressed by the following equation:
Specific resistance of electrode material / specific resistance of resistor material = 1/150 to 1/2
It is more preferable to use a material having a specific resistance that satisfies the above condition.
[0040]
As a material for the bonding electrodes 141 and 142, a nickel material (for example, about 6.8 μΩcm), an aluminum material (for example, about 2.6 μΩcm), a gold material (for example, about 2.0 μΩcm), or the like is used. The electrode surfaces of the two electrodes 121 and 122 are designed to have a large electrode area so that heat is easily transferred in the direction of the substrate 150 in order to easily dissipate heat generated when measuring a high current. It is characterized by using a metal with good thermal conductivity (for example, copper) and using a large bonding area.
[0041]
In addition, on the surfaces of the electrodes 121 and 122, in order to improve the solderability to the conductor pattern of the substrate, for example, films 131 and 132 of a molten solder material (Sn: Pb = 9: 1) or a lead-free molten solder material are used. Is formed. By using the molten solder material, a diffusion layer is formed between the copper electrode 121 or 122 and the conductor pattern of the substrate, so that the bonding strength of the electrode is improved and the electrical reliability is also improved.
[0042]
The feature of the resistor 100 is that the resistor 110 has a simple structure made of a flat plate, and there is no notch 1300 as seen in the conventional low-resistance resistor for current detection 1000.
[0043]
That is, in the resistor 100, the resistance value is changed by changing the thickness of the flat plate of the resistor 110 (the thickness of the resistor 110 exposed on the electrode side on the upper surface and the electrode side on the lower surface of the resistor 100 in FIG. 1). adjust. Examples of a method for adjusting the thickness of the resistor 110 include polishing, laser processing, sand blasting, or etching. The resistor 110 is adjusted to have a predetermined resistance value by using the above method. Adjust the thickness. In addition, when adjusting the thickness of the resistor 510, either the upper surface or the lower surface of the resistor 510 or both surfaces thereof may be processed by the processing method described above.
[0044]
As described above, in the resistor 100, since there is no notch in the resistor 110, the current path when the current flows is stabilized, and the resistance value change when the notch is present is reduced to about 1 / several 10 to 1/200. Can be reduced.
[0045]
In addition, when a noble metal alloy having an extremely low electric resistance of about 2 to 7 μΩ · cm is used for the resistor 110, the resistance value of the resistor 100 is about 0.04 to 0.15 mΩ, which makes it possible to measure a high current. A suitable resistor is obtained.
[0046]
[Measurement of voltage using resistors]
FIG. 3A and FIG. 3B show the dimensions of each part of the resistor 100 manufactured and the wire connection positions when voltage measurement is performed using the resistor 100. Thickness t of electrode bonded to resistor 110 and substrate of resistor 100ETE/ TR> 1/10.
[0047]
In FIG. 3, Lw1, Lw2Is the lateral width of the left and right bonding electrodes 141, 142, and the numbers 1 to 18 described in the bonding electrodes 141, 142 indicate the positions where voltage measuring wires are connected to the bonding electrodes 141, 142. Show. L1, L2Is the distance from the outer edge of each of the bonding electrodes 1-18.
[0048]
The structure of the manufactured comparative resistor is the thickness t of the electrode to be bonded to the substrate of the resistor 100.EOnly differ (ie tE/ TR<Designed 1/10), other dimensions are all the same as resistor 100.
[0049]
L illustrated in FIG.1, L2Indicates the position where the wire at the time of voltage measurement is connected to the center of the left and right bonding electrodes, respectively.1/ Lw1= 0.5, L2/ Lw2= 0.5.
[0050]
Also, (1) to (4) in FIG. 3A show combinations of positions where wires are connected to the bonding electrodes 141 and 142 at the time of voltage measurement, respectively. That is, (1) indicates that the wire connection position at the time of voltage measurement of the bonding electrodes 141 and 142 is L1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2The combination of wire connection positions when the condition of> 0.5 is satisfied is shown.
[0051]
Similarly, (2) is L1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2A combination in which wires are connected to positions satisfying the condition of> 0.5 is shown.1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2<A combination of wires connected to a position satisfying the condition of 0.5 is shown.1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2The combination which connects a wire to the position which satisfies <0.5 is shown.
[0052]
FIG. 4 shows the voltage measurement results obtained by the resistor 100 shown in FIGS. 3A and 3B together with the voltage measurement results obtained using the comparative resistor.
[0053]
The measurement conditions (1) to (4) in FIG. 4 correspond to the measurement conditions (1) to (4) shown in FIG. The voltage V measured using the resistor 100 or the like is a voltage fluctuation value ΔV (reference voltage V0Measured voltage) and displayed in an organized manner.
[0054]
ΔV = (V0-V) / V0× 100 (%)
Further, in FIG. 4, the voltage fluctuation value (ΔV) under the measurement conditions (1) to (4) is expressed by the thickness (tE) And resistor thickness (tR) Is tE/ TR> 1/10 and tE/ TRDisplayed separately for ≦ 1/10.
[0055]
[In the case of the resistor 100]
First, the resistor 100 (tE/ TRIn the case of> 1/10), the influence of the position where the wire is connected on the voltage fluctuation value ΔV will be described.
[0056]
From FIG. 4, when the four conditions (1) to (4) are compared, the condition (4) (L1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2<0.5) is the optimum condition with the smallest voltage fluctuation (ΔV) of ± 0.1%. That is, when connecting the voltage measuring wire to the bonding electrodes 141 and 142, the wires are placed at positions on the electrode surface portion outside the ½ of the lateral width of the left and right bonding electrodes 141 and 142, both from the outer end of the electrode. Connect to minimize voltage fluctuations.
[0057]
The measurement results other than the above condition (4) are as follows. That is, in the case of condition (1) (L1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2> 0.5) is the condition that the voltage fluctuation (ΔV) is as large as ± 5 to 10% and is not suitable for stable voltage measurement. That is, when connecting the voltage measurement wires to the bonding electrodes 141 and 142, the positions of the inner surface portions of the electrodes that are both larger than 1/2 from the outer end portions of the electrodes with respect to the lateral width of the left and right bonding electrodes 141 and 142 When connected to, voltage fluctuations are maximized.
[0058]
In the case of condition (2) or condition (3) (one of the two wires is smaller than ½ from the outer end of the electrode, that is, the outer electrode surface position, and the other wire is the outer end of the electrode. The voltage fluctuation (ΔV) is ± 3 to 5%, which is an intermediate condition between the condition (1) and the condition (4).
[0059]
[For comparison resistor]
Next, a comparative resistor (tE/ TRIn <1/10), the influence of the position where the wire is connected on the voltage fluctuation ΔV will be described.
[0060]
From FIG. 4, when the four conditions (1) to (4) are compared, the voltage fluctuation ΔV is ± 10% or more in all the conditions (1) to (4), and is obtained by the resistor 100. Larger than the voltage fluctuation ΔV.
[0061]
In addition, since the voltage fluctuation ΔV does not change even if the conditions (1) to (4) and the position where the wire is connected to the left and right bonding electrodes are changed, the wire is connected to the left and right bonding electrodes when measuring the resistance voltage for comparison. It is not affected by the position to be.
[0062]
[Comparison between resistors and comparative resistors]
From the results of the resistor 100 and the comparative resistor, in order to measure the voltage with high accuracy while suppressing the voltage fluctuation ΔV, the resistor and the connecting electrode have a specific resistance of the electrode material / specific resistance of the resistor material = It is manufactured using a material satisfying the condition of 1/150 to 1/2, and the thickness of the junction electrode (tE) And resistor thickness (tR) Is tE/ TRThere is a need to satisfy the condition of> 1/10 (the structure of the resistor 100).
[0063]
Furthermore, when the voltage is measured using the resistor 100 that satisfies the above condition, the condition shown in the condition (4), that is, L1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2When a wire is connected to the position of the bonding electrodes 141 and 142 satisfying the condition <0.5 (the connection position of the wire with respect to the lateral width of the electrode is a position outside both ends from the electrode end), voltage fluctuation (ΔV ) Can be suppressed to a minimum fluctuation within ± 0.1%, for example.
[0064]
The reason for this will be described with reference to FIGS.
[0065]
FIG. 5 shows a case where the voltage is measured using the resistor 100 placed on the substrates 151 and 152 (tE/ TRFIG. 6 shows a case where a voltage is measured using a comparative resistor placed on the substrates 1510 and 1520 (tE/ TR<1/10).
[0066]
When the current I (A) is detected using a resistor in FIG. 5 or FIG. 6, the voltage drop V (V at both ends of the resistor when a high current I (A) is passed through the resistor R (Ω). ) And the current value I (A) is calculated using I = V / R.
[0067]
That is, for example, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the substrate pattern 151 and the bonding electrode 121, the substrate pattern 152 and the bonding electrode 122 are connected, and a current flows from the pattern 152 to the pattern 151. Measure the voltage. FIG. 5 or FIG. 6 also shows the flow of the current I passing through the resistor 110.
[0068]
Note that, in order to accurately measure the voltage between the bonding electrodes 141 and 142, it is desirable to perform measurement under a condition in which almost no current flows between the bonding electrodes 141 and 142. When a current flows between the bonding electrodes 141 and 142, An error will occur in the voltage measurement.
[0069]
First, the flow of the current I passing through the resistor 110 when measuring the voltage using the resistor 100 of FIG. 5 will be described. In the resistor 100, the thickness of the junction electrode (tE) Is tE/ TRIt is designed to be> 1/10, that is, relatively thick with respect to the resistor 110. Therefore, since the conductor resistance of the junction electrode is low, most of the current I passing through the resistor 110 flows through the shortest distance between the junction electrodes 122 and 121 (the shortest path shown thick in FIG. 5). The remaining current flows through the other paths in the figure.
[0070]
Further, as shown in FIG. 5, a current flows through a route other than the shortest route, but the current flowing through a route farther from the shortest route decreases. For this reason, the resistor 100 can suppress the current flowing between the bonding electrode 142 and the bonding electrode 141 at the time of voltage measurement, so that accurate voltage measurement can be performed.
[0071]
Furthermore, when the influence of the current flowing through the resistor 110 on the bonding electrode 142 at the time of voltage measurement shown in FIG. 5 is compared, the outer side (electrode portion 143) indicated by the hatched portion in the bonding electrode 142 is the inner side (electrode portion). 145) is less affected by the current I flowing through the resistor 110. The same can be said for the bonding electrode 141. That is, the outer side (electrode portion 144) indicated by the hatched portion in the bonding electrode 141 is less affected by the current I flowing through the resistor 110 than the inner side (electrode portion 146).
[0072]
From this, it can be seen in FIG. 5 that in order to measure the voltage with high accuracy, the voltage may be measured by connecting a wire at a position away from the current path flowing through the resistor 110. That is, the optimum positions for connecting the wires are the outside of the bonding electrode 142 (electrode portion 143) and the outside of the bonding electrode 141 (electrode portion 144), while the inside of the bonding electrode 142 (electrode portion 145). It can be seen that the inner side (electrode portion 146) of the bonding electrode 141 is the worst position. The above explanation is the reason why the resistor 100 is used in FIG. 4 to show different voltage fluctuations under the four conditions (1) to (4).
[0073]
Next, the flow of the current I passing through the resistor 1100 when measuring the voltage using the comparison resistor of FIG. 6 will be described. In the comparison resistor, the thickness of the junction electrode (tE) Is tE/ TRIt is designed to be <1/10. Therefore, since the conductor resistance of the junction electrode is increased, the current I passing through the resistor 1110 is the current flowing through the shortest distance between the junction electrodes 1220 and 1210 (the shortest path shown thick in FIG. 6) in FIG. The current decreases and the current flowing through a path other than the shortest path in FIG. 6 increases.
[0074]
In addition, as shown in FIG. 6, the current flowing in other than the shortest path decreases as the distance is longer than the shortest path, but considerably increases compared to FIG. For this reason, when voltage measurement is performed using a comparative resistor, it is difficult to suppress the current flowing between the bonding electrode 1410 and the bonding electrode 1420, so that voltage fluctuation increases and accurate voltage measurement is difficult.
[0075]
Furthermore, when the influence of the current flowing through the resistor 1100 on the bonding electrode 1410 during voltage measurement shown in FIG. 6 is compared, the outer side (electrode portion 1430) and inner side (electrode portion 1450) indicated by the hatched portion in the bonding electrode 1420 There is no significant difference in the influence of the current I flowing through the resistor 110 in FIG. The same applies to the bonding electrode 1410. There is no significant difference in the influence of the current I flowing in the resistor 1100 between the outer side (electrode portion 1440) and the inner side (electrode portion 1460) indicated by the hatched portion in the bonding electrode 1410. .
[0076]
For this reason, since the comparison resistor is greatly affected by the current I flowing through the resistor 1100 during voltage measurement, it is difficult to accurately measure the voltage. Further, as shown in FIG. 6, in the bonding electrodes 1410 and 1420, there is no significant difference in the influence of the current I flowing through the resistor 1100 between the outer side (electrode portions 1430 and 1440) and the inner side (electrode portions 1450 and 1460). It becomes difficult to accurately measure the voltage no matter which position of 1420 is used. The above explanation is the reason why the voltage fluctuation including an error of ± 10% or more is shown in all four conditions (1) to (4) using the comparative resistor in FIG.
[0077]
As described above, when manufacturing the resistor having the above-described structure, a material having a specific resistance satisfying the condition of the specific resistance of the electrode material / specific resistance of the resistor material = 1/150 to 1/2 is used. When a resistor and an electrode are manufactured and the ratio of the thickness of the resistor and the connection electrode is 1/10 or more, a resistor capable of measuring a voltage with high accuracy can be manufactured, and the voltage is measured using this resistor. In this case, the voltage can be measured with higher accuracy by connecting the wire connection position outside the center of the bonding electrode.
[0078]
[Second Embodiment]
Next, the structure and characteristics of the resistor according to the second embodiment will be described below.
[0079]
[Structure of second resistor]
FIG. 7 shows a resistor 500 according to the second embodiment soldered onto the conductor pattern of the substrate 550. The resistor 500 includes 510 metal resistors and electrodes 521 and 522 which are connection terminals.
[0080]
In voltage measurement using the resistor 500, the conductor pattern of the substrate 550 and the electrodes 521 and 522 are connected, and wires are connected to the positions 542 and 543 shown in FIG. The voltage drop between 542 and 543 is measured. Note that the widths of 542 and 543 shown in FIG. 7 are ½ of the lateral width of the electrodes 521 and 522, and are formed at positions suitable for connecting wires.
[0081]
The resistor 500 has a structure in which two rectangular parallelepiped electrodes 521 are joined to a resistor 510 having one rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. The thickness of the resistor 510 (tR) Is, for example, about 50 to 2000 μm, and the thickness (tE) Is, for example, about 10 to 500 μm, and the ratio of the thickness of the electrodes 521 and 522 to the thickness of the resistor 510 is tE/ TRDesigned to be> 1/10. Moreover, about 2-10 micrometers molten solder films 531 and 532 are formed on the surface of each electrode.
[0082]
The resistor 500 is designed to easily dissipate heat. As a substrate 550 for mounting on a printed wiring board or the like, for example, an aluminum substrate, a glass epoxy substrate, a metal core substrate (such as boron nitride on a metal such as aluminum). Copper substrate with a Cu pattern attached through an insulating adhesive layer), DBC substrate (direct bonding copper substrate, high heat dissipation base material such as alumina or aluminum nitride, without direct adhesion layer) A substrate on which a pattern is directly attached is used, and the substrate 550 is also connected to a heat sink or the like.
[0083]
That is, since the heat generated in the resistor 500 when high current is measured is transmitted in the direction of the substrate 550, the bonding surface between the resistor 500 and the substrate 550 is important. The electrodes 521 and 522, which are the joint surfaces, are made of copper thick plates with good thermal conductivity, and have a large joint area.
[0084]
Further, a current when measuring a high current flows from the pattern of the substrate 550 to the resistor 510 through one electrode 521 of the resistor 500, and further flows from the resistor 510 to another one electrode 522. Further, the positions indicated by 542 and 543 on the resistor 510 and the predetermined pattern of the substrate 550 are connected by wire bonding using an aluminum wire or the like, and between the patterns when a high current flows, that is, both ends of the resistor 500 Measure the voltage drop at. Therefore, the resistor 500 having the structure of FIG. 8 can be used with a large current.
[0085]
In the above description, an example of connection by wire bonding is shown, but it is also possible to take out a voltage measurement land pattern from a substrate land pattern and measure a voltage drop without wire bonding.
[0086]
As the material for the resistor 510, for example, a Cu—Ni alloy (CN49R, etc.), various metal alloys shown in FIG. 4 and various noble metal alloys are used, and specific resistance, TCR, change in resistance value, etc. determined according to specifications are used. A metal alloy or a noble metal alloy suitable for the various characteristics is appropriately selected from FIG. 4 and used. In addition to FIG. 4, for example, manganese / copper / nickel alloy may be used.
[0087]
Further, as shown in FIG. 4, when a noble metal alloy is used, a resistor 110 having an extremely low electric resistance of about 2 to about 7 μΩ · cm is obtained. For example, these noble metal alloys are used as the resistor 510. When used, the resistance value of the resistor 500 having the structure shown in FIG. 8 is about 0.04 to 0.15 mΩ.
[0088]
Further, as the material of the electrodes 521 and 522, a copper material (for example, about 1.6 μΩ · cm) whose electric resistance is smaller than that of the resistor 510 is used, and the resistor 510 and the electrode 521 or the resistor 510 and the electrode 522 are used. Are joined by clad joining.
[0089]
Note that the electrode material used for the electrodes 521 and 522 and the resistor material used for the resistor 510 have a specific resistance ratio represented by the following equation:
Specific resistance of electrode material / specific resistance of resistor material = 1/150 to 1/2
It is more preferable to use a material having a specific resistance that satisfies the above condition.
[0090]
The electrode surfaces of the two electrodes 521 and 522 are designed to have a large electrode area so that heat is easily transferred in the direction of the substrate 550 in order to easily dissipate heat generated when measuring a high current. It is characterized by using a copper plate with good thermal conductivity and a large bonding area.
[0091]
Further, on the surfaces of the electrodes 521 and 522, in order to improve the solderability to the conductor pattern of the substrate, for example, films 531 and 532 of a molten solder material (Sn: Pb = 9: 1) or a lead-free molten solder material are used. Is formed. By using the molten solder material, a diffusion layer is formed between the copper electrode 521 or 522 and the conductor pattern of the substrate, so that the bonding strength of the electrode is improved and the electrical reliability is also improved.
[0092]
The resistor 500 is characterized in that the resistor 510 has a simple structure made of a flat plate, and there is no notch 1300 as seen in the conventional shunt resistor 1000 in FIG.
[0093]
That is, in the resistor 500, the resistance value is adjusted by changing the thickness of the flat plate of the resistor 510 (the thickness of the resistor 510 exposed on the upper and lower electrode sides of the resistor 500 in FIG. 7). Examples of a method for adjusting the thickness of the resistor 510 include polishing, laser processing, sand blasting, or etching, and the resistor 510 is adjusted to have a predetermined resistance value by using the above method. Adjust the thickness. In addition, when adjusting the thickness of the resistor 510, either the upper surface or the lower surface of the resistor 510 or both surfaces thereof may be processed by the processing method described above.
[0094]
As described above, in the resistor 500, since there is no notch in the resistor 510, the current path when the current is passed is stabilized, and the change in resistance value (ΔR / R) when the notch is present is 1/10 It can be reduced to about 1/200.
[0095]
In addition, when a noble metal alloy having an extremely low electric resistance of about 2 to 7 μΩ · cm is used for the resistor 510, the resistance value of the resistor 500 is about 0.04 to 0.15 mΩ, which makes it possible to measure a high current. A suitable resistor is obtained.
[0096]
[Measurement of voltage using resistors]
FIG. 8A and FIG. 8B show the dimensions of each part of the resistor 500 manufactured by the above-described manufacturing method and the wire connection positions when voltage measurement is performed using the resistor 500. Thickness t of electrode bonded to resistor 510 and substrate of resistor 500ETE/ TR> 1/10.
[0097]
8 (a) and 8 (b), Lw1, Lw2Is the same width as the bonding electrode electrodes 522 and 521, and the positions denoted by the numbers 1 to 18 described on the left surface portion 542 and the right surface portion 543 of the resistor 510 indicate positions where wires are connected during voltage measurement. ing. That is, L1Is the distance from the left outer edge of the resistor 510 and L2Is the distance from the right outer edge of the resistor 510.
[0098]
Note that the structure of the manufactured comparative resistor is the thickness t of the electrode bonded to the substrate of the resistor 500.EOnly differ (ie tE/ TR<Designed to 1/10), all other dimensions are the same as resistor 500.
[0099]
L illustrated in FIG.1, L2Indicates the position where the wire at the time of voltage measurement is connected to the surface of the resistor 510, and L1/ Lw1= 0.5, L2/ Lw2= 0.5.
[0100]
Further, (1) to (4) in FIG. 8A show combinations of positions at which wires at the time of voltage measurement are connected to the surface of the resistor 510, respectively. That is, (1) indicates that the wire connection position is L1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2The combination of wire connection positions when the condition of> 0.5 is satisfied is shown.
[0101]
Similarly, (2) is L1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2<3 shows a combination in which a wire is connected to a position that satisfies the condition of 0.5.1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2A combination in which wires are connected to a position satisfying the condition of> 0.5 is shown.1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2The combination which connects a wire to the position which satisfies <0.5 is shown.
[0102]
FIG. 9 shows the voltage measurement results obtained by the resistor 500 shown in FIGS. 8A and 8B together with the voltage measurement results obtained using the comparative resistor.
[0103]
The measurement conditions (1) to (4) in FIG. 9 correspond to the measurement conditions (1) to (4) shown in FIG. The voltage V measured using the resistor 500 or the like is a voltage fluctuation value ΔV (reference voltage V0Measured voltage) and displayed in an organized manner.
[0104]
ΔV = (V0-V) / V0× 100 (%)
Also, in FIG. 9, the voltage fluctuation value (ΔV) under the measurement conditions (1) to (4) is expressed as the thickness (tE) And resistor thickness (tR) Is tE/ TR> 1/10 and tE/ TRDisplayed separately for ≦ 1/10.
[0105]
[In case of resistor 500]
First, the resistor 500 (t of the second embodimentE/ TRIn the case of> 1/10), the influence of the position where the wire is connected on the voltage fluctuation value ΔV will be described.
[0106]
From FIG. 9, when the four conditions (1) to (4) are compared, the condition (4) (L1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2<0.5) is the optimum condition with the smallest voltage fluctuation (ΔV) within ± 0.1%. That is, when the voltage measuring wire is connected to the surface portion of the resistor 510, if it is connected to the positions of 542 and 543 (resistor surface portion smaller than 1/2 from the outer end portion) in FIG. Can be minimized.
[0107]
The measurement results other than the above condition (4) are as follows. That is, in the case of condition (1) (L1/ Lw1> 0.5, L2/ Lw2> 0.5) is the condition that the voltage fluctuation (ΔV) is as large as ± 5 to 10% and is not suitable for stable voltage measurement. That is, when the voltage measuring wire is connected to the surface portion of the resistor 510, if it is connected to the positions of 544 and 546 (resistor surface portion larger than 1/2 from the outer end portion) in FIG. Maximum. Further, in the case of the condition (2) or the condition (3) (one of the two wires is positioned at a position smaller than ½ from the outer end of the resistor 510, that is, the outer position, and the other wire is the resistor 510). The voltage fluctuation (ΔV) is ± 3 to 5%, which is an intermediate condition between the condition (1) and the condition (4). .
[0108]
[For comparison resistor]
Next, a comparative resistor (tE/ TRIn <1/10), the influence of the position where the wire is connected on the voltage fluctuation ΔV will be described.
[0109]
From FIG. 9, comparing the four conditions (1) to (4), the voltage fluctuation ΔV was ± 10% or more in all the conditions (1) to (4), and was obtained by the resistor 500. Larger than the voltage fluctuation ΔV.
[0110]
Further, even if the wire connection position is changed with the conditions (1) to (4), the voltage fluctuation ΔV does not change. Therefore, the voltage measurement using the comparison resistor is affected by the position where the wire is connected. Absent.
[0111]
[Comparison between resistors and comparative resistors]
From the results of the resistor 500 and the comparative resistor, in order to accurately measure the voltage while suppressing the voltage fluctuation ΔV, the thickness of the junction electrode (tE) And resistor thickness (tR) Is tE/ TRThere is a need to satisfy the condition of> 1/10 (the structure of the resistor 100).
[0112]
Further, when the voltage is measured using the resistor 500 that satisfies the above condition, the condition shown in the condition (4), that is, L1/ Lw1<0.5, L2/ Lw2When a wire is connected to the positions of the resistors 542 and 543 that satisfy the condition of <0.5 (the connection position of the wire with respect to the lateral width of the electrode is a position outside both ends of the electrode), voltage fluctuation ( ΔV) can be suppressed to a minimum fluctuation within ± 0.1%, for example.
[0113]
The reason for this will be described with reference to FIGS.
[0114]
FIG. 10 shows a case where the voltage is measured using the resistor 500 placed on the substrate patterns 551 and 552 (tE/ TRFIG. 11 shows a case where the voltage is measured using a comparative resistor placed on the patterns 1551 and 1552 of the substrate (tE/ TR<1/10). When the current I (A) is detected using a resistor in FIG. 10 or FIG. 11, the voltage drop V (V at both ends of the resistor when a high current I (A) is passed through the resistor R (Ω). ) And the current value I (A) is calculated using I = V / R.
[0115]
That is, for example, in FIG. 10, the substrate pattern 552 and the bonding electrode 522, and the substrate pattern 551 and the bonding electrode 521 are connected, and a current flows from the pattern 552 to the pattern 551, for example, 542 and 543 on the resistor surface portion. Measure the voltage between. Further, in FIG. 11, for example, a voltage between 1542 and 1543 on the resistor surface portion while connecting a pattern 1552 of the substrate and the bonding electrode 1522, and a pattern 1551 and a bonding electrode 1521 of the substrate, and passing a current from the pattern 1552 to the pattern 1551. Measure. FIG. 10 or 11 also shows the flow of the current I passing through the resistor 510 or 1510.
[0116]
For example, in order to accurately measure the voltage between the resistor surface portions 542 and 543, it is desirable to measure under the condition that almost no current flows between the resistor surface portions 542 and 543. Will cause an error.
[0117]
First, the flow of the current I passing through the resistor 510 when measuring the voltage using the resistor 500 of FIG. 10 will be described. In the resistor 500, the thickness of the junction electrode (tE) Is tE/ TRIt is designed to be> 1/10, that is, relatively thick with respect to the resistor 510. For this reason, since the conductor resistance of the junction electrode is low, most of the current I passing through the resistor 510 flows through the shortest distance between the junction electrodes 521 and 522 (the shortest path shown thick in FIG. 10), and the rest. Current flows through the other paths in the figure.
[0118]
Also, as shown in FIG. 10, the current flowing through the route other than the shortest route is smaller as the route is further away from the shortest route. For this reason, for example, in order to accurately measure the voltage of the resistor 500 between the resistor surface portions 542 and 543, the voltage is more accurate as the voltage is measured under the condition that almost no current flows between the resistor surface portions 542 and 543. Can measure.
[0119]
Further, when the influence of the current flowing through the resistor 510 at the wire connection positions 542 and 544 at the time of voltage measurement shown in FIG. 10 is compared, the 542 is more influenced by the current I flowing through the resistor 510 than the 544. It becomes difficult. The same is true for the wire connection positions 543 and 546. That is, 543 is less affected by the current I flowing through the resistor 510 than 546.
[0120]
From this, it can be seen that in FIG. 10, in order to measure the voltage with high accuracy, the voltage may be measured by connecting a wire at a position away from the current path flowing through the resistor 510. That is, it can be seen that the position where the wires are connected is the optimum position of the combination of 542 and 543, while the combination of 544 and 546 is the worst position. What has been described above is the reason why different voltage fluctuations are shown under the four conditions (1) to (4) using the resistor 500 in FIG.
[0121]
Note that the measurement result of the resistor 500 shown in FIG. 9 is almost the same as the measurement result of the resistor 100 shown in FIG. This indicates that in the voltage measurement, even if a bonding electrode is used as in the resistor 100, the measurement result of both does not change even if the bonding electrode is not used as in the resistor 500. This is because the voltage fluctuation at the time of voltage measurement depends on the current path passing through the resistor. That is, the current path and the shortest path in the resistor 100 and the resistor 500 are exactly the same as shown in FIGS. Further, if the positions where the wires are connected for voltage measurement are the same, the current distribution causing the voltage fluctuation at the time of voltage measurement is the same. Therefore, under the conditions (1) to (4) where the positions where the wires are connected are the same as shown in FIGS. 3 and 8, there is a difference in voltage fluctuation during voltage measurement regardless of whether or not the bonding electrode is used. No results were obtained.
[0122]
Next, the flow of the current I passing through the resistor 1510 when measuring the voltage using the comparison resistor of FIG. 11 will be described. In the comparative resistor, the thickness of the junction electrode is tE/ TRIt is designed to be <1/10. Therefore, since the conductor resistance of the junction electrode is increased, the current I passing through the resistor 1510 is smaller than the current flowing through the shortest distance between the junction electrodes 1522 and 1521 (the shortest path shown thick in FIG. 11) as compared to FIG. The current decreases and the current flowing through the path other than the shortest path in FIG. 11 increases.
[0123]
Also, as shown in FIG. 11, the current flowing other than the shortest path decreases as the distance is longer than the shortest path, but considerably increases compared to FIG. For this reason, when performing voltage measurement using the comparison resistor, it becomes difficult to suppress the current flowing through the measurement unit to be small, so that voltage fluctuation increases and accurate voltage measurement becomes difficult.
[0124]
Further, when the influence of the current flowing through the surface portions 1542 and 1544 of the resistor at the time of voltage measurement shown in FIG. 11 is compared, there is no significant difference in the influence of the current I flowing through 1542 and 1544. The same applies to the resistor surface portions 1543 and 1546, and there is no significant difference in the influence of the current I flowing through the resistor surface portions 1543 and 1546.
[0125]
For this reason, the comparative resistor is greatly affected by the current I flowing through the resistor 1510 when measuring the voltage, making it difficult to measure the voltage with high accuracy and measuring the voltage with high accuracy even if the position of the wire connection portion is changed. Can not do it. The above explanation is the reason why the voltage fluctuation including an error of ± 10% or more is shown in all four conditions (1) to (4) using the comparative resistor in FIG.
[0126]
As described above, as described in the first embodiment and the second embodiment, when the resistor having the above-described structure is manufactured, the thickness ratio of the resistor and the connection electrode is 1/10 or more. A resistor capable of measuring a voltage with high accuracy can be manufactured.
[0127]
When the voltage is measured using the resistor shown in the first embodiment, the position where the voltage measurement wire is connected is outside the center of the bonding electrode, that is, along the direction of the current of the electrode. The voltage can be measured with higher accuracy by using a voltage measuring wire connected outside the half of the length.
[0128]
Further, in the case where the voltage is measured using the resistor shown in the second embodiment, the position where the voltage measurement wire is connected to the resistor is set to the positions 542 and 543 shown in FIG. On the second surface of the resistor opposite to the first surface where the electrodes 521 and 522 are arranged at both ends of the resistor and at a position outside the half of the length along the direction of the current of the electrode) By connecting and using a voltage measuring wire, the voltage can be measured with higher accuracy.
[0129]
[Third Embodiment]
In the first embodiment and the second embodiment, the resistor and the usage method using the resistor have been described. However, when the resistor is used as a voltage measurement component, the user can use the resistor for voltage measurement as described in the first embodiment and the second embodiment, for example. It is necessary to connect using a wire, and this voltage measurement wire connection may be troublesome for the user.
[0130]
Thus, when the voltage measurement wire connection is difficult for the user, for example, the resistor described above is connected in advance to the optimal position of the dedicated substrate using the voltage measurement wire, and the voltage measurement electronic device is connected. It is also possible to provide a user with a modularized component.
[0131]
When this electronic component is provided, the user can save time and labor of wire bonding and the like, so that voltage measurement can be performed more easily.
[0132]
Therefore, referring to the drawings, in the third embodiment and the fourth embodiment, voltage measurement produced using the resistors described in the first embodiment and the second embodiment. The electronic parts for use and their usage will be described in detail.
[0133]
First, the structure and characteristics of the electronic component of the third embodiment will be described below.
[0134]
[Structure of electronic components for current detection]
FIG. 13 shows the structure of an electronic component 200 for current detection. The electronic component 200 is a module in which the resistor 100 is mounted on a dedicated substrate 180, and has been devised so that a user can more easily perform current detection using the resistor 100.
[0135]
That is, on the substrate 180, a plurality of wiring patterns 161, 162, 171, 172 made of a copper material or the like are formed on an insulator 183 having a higher specific resistance than the electrodes 121, 122. In addition, the electrodes 121 and 122 of the resistor 100 are directly placed on the wiring patterns 161 and 162 at the opposing positions, and the bonding electrodes 141 and 142 are connected via voltage measuring wires 181 and 182. The wiring patterns 171 and 172 of the substrate 180 are connected.
[0136]
Further, the connection positions of the wires 181 and 182 on the bonding electrodes 141 and 142 are positions outside the half as shown in FIG. 13 with respect to the lateral width of the bonding electrodes 141 and 142, that is, electrodes along the current direction. It is formed at positions 143 and 144 suitable for wire connection, which are outside the half of the length.
[0137]
Therefore, the user can save time and labor for bonding the voltage measuring wires 181 and 182 to the resistor 100 by using the electronic component 200. In addition, since the electronic component 200 has a small structure that does not take up space, the user can attach the electronic component 200 to an arbitrary position on the substrate 150 shown in FIG. In FIG. 13, all of the resistance value 100, all of the wires 181 and 182 and part of each of the wiring patterns 161, 162, 171, and 172 may be molded by molding resin.
[0138]
[Fourth Embodiment]
[Structure of electronic components for current detection]
Next, the structure and characteristics of the electronic component of the fourth embodiment will be described below. FIG. 14 shows the structure of an electronic component 600 for current detection. The electronic component 600 is a module in which the resistor 500 shown in FIG. 7 is mounted on a dedicated substrate 580, and is designed so that the user can easily detect the current using the resistor 500. is there.
[0139]
That is, on the substrate 580, a plurality of wiring patterns 561, 562, 571, and 572 made of a copper material or the like are formed on an insulator 583 having a higher specific resistance than the electrodes 521 and 522. In addition, the electrodes 521 and 522 of the resistor 500 are directly connected to the wiring patterns 561 and 562 at the respective opposing positions, and further at the positions of the resistors 542 and 543, the voltage measuring wires 581 and It is connected to each wiring pattern 571, 572 of the substrate 580 through 582.
[0140]
Note that the positions of 542 and 543 connecting the wires to the resistor 510 in FIG. 14 are the second surface of the resistor facing the first surface where the electrodes 521 and 522 are arranged at both ends of the resistor and the electrode It is a position outside the half of the length along the direction of the current, and the voltage can be measured with higher accuracy by connecting the voltage measuring wires 581 and 582 at the positions of 542 and 543.
[0141]
Therefore, by using the electronic component 600, the user can save the trouble of bonding the voltage measurement wire to the resistor 500 by bonding. In addition, since the electronic component 600 is small and does not take up space, the user can attach the electronic component 600 to an arbitrary position on the substrate 550 shown in FIG. 7, for example.
[0142]
In FIG. 14, all of the resistor 500, all of the wires 581 and 582, and each of the wiring patterns 561, 562, 571, and 572 may be modularized and integrated by molding resin molding or other methods. .
[0143]
【The invention's effect】
  As described above, the present invention can provide a method of using a resistor suitable for current measurement.
[0144]
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an electronic component using a resistor suitable for the current measurement and a method for using the electronic component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural diagram of a resistor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing types of resistors.
FIG. 3 is a diagram showing dimensions and wire connection positions of a resistor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram comparing voltage fluctuation values depending on a wire connection position to a resistor and a thickness of a bonding electrode / a thickness of a resistor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating the influence of junction electrode thickness / resistor thickness on current flow.
FIG. 6 is a diagram illustrating the influence of junction electrode thickness / resistor thickness on current flow.
FIG. 7 is a schematic structural diagram of a resistor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing resistor dimensions and wire connection positions;
FIG. 9 is a diagram comparing voltage fluctuation values depending on a wire connection position to a resistor and a thickness of a junction electrode / a resistor.
FIG. 10 is a diagram illustrating the influence of junction electrode thickness / resistor thickness on current flow.
FIG. 11 is a diagram illustrating the influence of junction electrode thickness / resistor thickness on current flow.
FIG. 12 is a schematic structural diagram of a conventional shunt resistor.
FIG. 13 is a schematic structural diagram of an electronic component for current measurement which is a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic structural diagram of an electronic component for current measurement according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 resistors
110 resistor
121 Bonding electrode
122 Bonding electrode
131 Molten solder material
132 Molten solder material
141 Bonding electrode
142 Bonding electrodes
143 Suitable location for connecting voltage measurement wires
144 Suitable location for connecting voltage measurement wires
200 electronic components
161 Wiring pattern
162 Wiring pattern
171 Wiring pattern
172 Wiring pattern
180 substrates
181 Wire for voltage measurement
182 Wire for voltage measurement
183 Insulator

Claims (10)

抵抗器の使用方法であって、
前記抵抗器は、略板状の抵抗用合金からなる抵抗体と、高導電率の金属からなる少なくとも二つの第一の電極と、金属からなる少なくとも二つの第二の電極とを有し、前記第一の電極は、前記抵抗体の第一の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第二の電極は、前記第一の面に対向する第二の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第一および第二の電極が前記抵抗体を挟むように配置され、前記第一の電極の厚さは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器であり、
前記第二の電極上でかつ前記第二の電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする抵抗器の使用方法。A method of using a resistor,
The resistor includes a resistor made of a substantially plate-like resistance alloy, at least two first electrodes made of a metal having high conductivity, and at least two second electrodes made of metal. The first electrode is on the first surface of the resistor and at both ends of the resistor, and the second electrode is on the second surface opposite to the first surface and at both ends of the resistor. The first and second electrodes are arranged to sandwich the resistor, and the thickness of the first electrode is a resistor larger than 1/10 of the thickness of the resistor,
A method of using a resistor, characterized in that a voltage measuring wire is connected on the second electrode and outside the half of the length along the direction of current of the second electrode. . 前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする請求項１に記載の抵抗器の使用方法。2. The resistance according to claim 1, wherein a specific resistance of an electrode material used for the first electrode is greater than 1/150 and smaller than 1/2 relative to a specific resistance of a resistor material used for the resistor. How to use the vessel. 抵抗器の使用方法であって、
前記抵抗器は、高導電率の金属によりなる互いに分離した少なくとも２つの電極と、前記電極に電気的かつ機械的に結合された略板状の抵抗用合金からなる抵抗体とを有し、前記電極の厚みは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器であり、
前記電極が前記抵抗体の第一の面でかつ前記抵抗体の両端部に配置され、前記抵抗体の第一の面に対向する第二の面でかつ前記電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする抵抗器の使用方法。A method of using a resistor,
The resistor has at least two electrodes made of a metal having high conductivity and separated from each other, and a resistor made of a substantially plate-like resistance alloy electrically and mechanically coupled to the electrode, The thickness of the electrode is a resistor larger than 1/10 of the thickness of the resistor,
The electrode is disposed on the first surface of the resistor and at both ends of the resistor, the second surface facing the first surface of the resistor, and the length along the current direction of the electrode A method of using a resistor, characterized in that a voltage measuring wire is connected outside of 1/2 of the resistor. 前記電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく、１／２より小さいことを特徴とする請求項３に記載の抵抗器の使用方法。The specific resistance of the electrode material used for the electrode is larger than 1/150 relative to the resistivity of the resistor material used for the resistor, as recited in claim 3, characterized in that less than 1/2 resistors How to use . 略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの第一の電極、並びに前記第一の面に対向する第二の面および両端部近傍に少なくとも二つの第二の電極を有する前記抵抗体と、
前記抵抗体の前記第二の電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および前記抵抗体の前記第一の電極に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、
前記抵抗体の前記第二の電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする電子部品。A resistor made of a substantially plate-like alloy for a resistor, wherein the resistor has a first surface and at least two first electrodes near both ends, and a second surface facing the first surface. And the resistor having at least two second electrodes near both ends,
At least two first substrate electrodes connected to the second electrode of the resistor, and at least two second substrate electrodes connected to the first electrode of the resistor via a metal wire; Having an insulating substrate,
The second electrode of the resistor is formed to be 1/10 or more of the thickness of the resistor by a metal having high conductivity , and the first electrode and the metal wire are currents flowing through the resistor. The electronic component is characterized by being connected outside the length of the first electrode along the direction of . 前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする請求項５に記載の電子部品。6. The electron according to claim 5 , wherein a specific resistance of an electrode material used for the first electrode is larger than 1/150 and smaller than 1/2 relative to a specific resistance of a resistor material used for the resistor. parts. 略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの電極を有する前記抵抗体と、
前記抵抗体の前記電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および、前記抵抗体の前記第一の面に対向する第二の面かつ両端部近傍に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、
前記抵抗体の前記電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記抵抗体と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記 電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする電子部品。A resistor made of a substantially plate-like resistor alloy, the resistor having at least two electrodes in the vicinity of the first surface and both ends of the resistor,
At least two first substrate electrodes connected to the electrodes of the resistor, and a second surface opposite to the first surface of the resistor and connected in the vicinity of both ends via metal wires An insulating substrate having at least two second substrate electrodes;
The electrode of the resistor is formed of 1/10 or more of the thickness of the resistor by a metal having a high conductivity , and the resistor and the metal wire are along the direction of the current flowing through the resistor. electronic component, characterized in that connected on the outside than 1/2 of the length of the electrode. 前記抵抗体の電極に用いる材料の比抵抗は、前記抵抗体用合金の比抵抗の１／１５０から１／２の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の電子部品。The electronic component according to claim 7 , wherein a specific resistance of a material used for the electrode of the resistor is in a range of 1/150 to 1/2 of a specific resistance of the alloy for the resistor. 電子部品の使用方法であって、
前記電子部品は、請求項５または請求項６に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする電子部品の使用方法。A method of using an electronic component,
The electronic component is an electronic component according to claim 5 or 6 , wherein the at least two second substrate electrodes are used for measuring a current flowing through the at least two first substrate electrodes. A method of using an electronic component, wherein 電子部品の使用方法であって、
前記電子部品は、請求項７または請求項８に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする電子部品の使用方法。A method of using an electronic component,
The electronic component is an electronic component according to claim 7 or claim 8 , wherein the at least two second substrate electrodes are used to measure a current flowing through the at least two first substrate electrodes. A method of using an electronic component, wherein
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