JP4012029B2 - Metal plate resistor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属板抵抗器およびその製造方法に係り、特に、放熱性に優れて、数百mΩ以上の比較的高抵抗値に設定することができるコンパクトな構造の金属板抵抗器およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、板体状に形成した金属板を抵抗体とする抵抗器が知られている。このような金属板抵抗器としては、図6に示すように、長板形状の金属材料1を準備して中央部の一面側を切削することにより、その中央部を金属板からなる抵抗体部2とするとともに、その両端部を接続用の電極部3に形成するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、図7に示すように、所望の抵抗値となる長板形状に作製された金属材料4を準備して、その金属材料4を「ブリッジ」形状に屈曲させることにより、その中央部を金属板からなる抵抗体部5とするとともに、その両端部を接続用の電極部6にすることも行われている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−118701号公報(「要約」、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の金属板抵抗器にあっては、中央部の抵抗体部2、5自体が自身を支える構造物として機能する必要があるため、一定以上の強度を有する厚さにしなければならない。このため、従来の金属板抵抗器では、抵抗体材料の固有抵抗値が低いため、例えば、100mΩ以上の高抵抗値に設定することが困難であるという問題があった。
【0006】
また、抵抗体部2、5を含めて金属材料から作製するので、抵抗体部2、5自体は熱伝導性に優れるが、その抵抗体部2、5自体は直接プリント基板などの実装基板に接していないことから、電極部3、6や空中への熱伝導のみが放熱経路となる。このため、従来の金属板抵抗器では、抵抗体部2、5自体から効率的に放熱させることが難しいという問題があった。
【0007】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、放熱性に優れて、且つ数百mΩ以上の比較的高抵抗値に設定することができる金属板抵抗器およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の金属板抵抗器は、平板状の抵抗体部と、該抵抗体部の両端部にそれぞれ接続され、前記抵抗体部の下側に互いに離隔して配置された一対の電極部とを備え、前記抵抗体部と前記電極部とを単一の金属材料により構成し、前記電極部は前記抵抗体部よりも厚みを有するブロック状であり、ブロック状とした前記電極部の一面を絶縁層を介して前記抵抗体部に固定したことを特徴とするものである。ここで、前記一対の電極部間に絶縁材料を介在させることが好ましい。
【0009】
この発明では、実装基板のランドなどに接続されるブロック状の電極部がその上に薄い絶縁層を介して薄肉平板状の抵抗体部を支持(固定)する。したがって、抵抗体部は自身の姿勢を支持するだけの強度を有する必要がなく、薄肉化して高抵抗値に設定することができる。また、抵抗体部で発生する熱は薄い絶縁層を介してブロック状の電極部から効率的に放熱することができる。また、電極部と抵抗体部とはコンパクトな積層構造になっていて、表面実装が可能なチップ型の構造とすることができる。
【0010】
ここで、本発明の金属板抵抗器は、前記電極部に高導電性の金属材料を積層して、当該電極部を積層構造に形成してもよい。
【0011】
本発明の金属板抵抗器の製造方法は、平板状の抵抗体部と、これに連続し前記抵抗体部よりも肉厚とした一対のブロック状の電極部を形成し、前記抵抗体部に絶縁層を形成し、前記抵抗体部の両端部を折り曲げることにより、前記抵抗体部に前記絶縁層を介して前記ブロック状の電極部の一面を当接させて固定することを特徴とするものである。また、断面が矩形の金属板体に水平方向および垂直方向の切削加工を施すことで、上面に平板状の金属抵抗体部とこれにその両端部で接続した一対のブロック状の金属電極部を前記抵抗体部の下側に形成し、前記切削加工により形成した空隙部に絶縁材料を充填して、製造することができる。
【0012】
この製造方法では、前記電極部に高導電性の金属材料を積層して、当該電極部を積層構造に形成する工程を含ませてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図1および図2は本発明に係る金属板抵抗器およびその製造方法の第1の実施形態を示す図である。
【0014】
まず、本発明の金属板抵抗器の構成を説明する。図1において、金属板抵抗器10は、薄肉平板状に形成されて所望の抵抗値になるように寸法が設定されている金属材料からなる抵抗体部11と、この抵抗体部11の両端部11a側に接続されその下側に位置するように配置された一対のブロック状の電極部12と、抵抗体部11および電極部12の間に介在するように挟み込まれている薄い絶縁層13と、一対の電極部12の間に介在するように挟み込まれた絶縁体ブロック14と、他部品との導通接触や外部環境などからの影響を保護する耐熱保護層15とを備えている。特に、薄肉平板状の抵抗体部11と、ブロック状の電極部12との間に薄い絶縁層13を挟み込み、薄肉平板状の抵抗体部11を絶縁層13を介してブロック状の電極部12で支持するコンパクトな構造に形成されている。
【0015】
この金属板抵抗器10は、銅−ニッケルやニッケル−クロムなどの抵抗金属材料からなる部材を加工することにより、抵抗体部11および電極部12が単一の部材により一体構成されている。
【0016】
そして、抵抗体部11は、薄肉平板状抵抗体の長さ・幅・肉厚で電極部12間の抵抗値が所望値になるように設計されている。この抵抗体部11の基本的な抵抗値Rは、用いる抵抗金属材料の固有抵抗率rを用いて、次の式により算出することができる。
抵抗値R=固有抵抗率r×長さL/断面積(幅W1×板厚t)
なお、抵抗体部11にトリミングカットを設け、実質的に電流経路を延長し、高抵抗値化することができ、例えば、板厚tを50μm程度とすることで、500mΩ以上の高抵抗値に設定することができる。
【0017】
これら抵抗体部11および電極部12は、抵抗体部11の両端部11aで接続する電流経路が折り曲げられた構造になっており、電極部12がその両端部11aの内方で絶縁層13を介在させて抵抗体部11を支持(固定)している。なお、一対の電極部12は絶縁体ブロック14によりその間隔を強固に支持(固定)されている。
【0018】
電極部12は、抵抗器として設計されたチップ部品寸法の高さになるようにブロック状に形成されていて、抵抗体部11に対する背面側(図1における下面側)の実装基板への接合面12aが、その抵抗体部11の面積の略半分以上となる大面積に形成されている。このブロック状の電極部12の構成により、薄肉平板状の抵抗体部11を安定に支持すると共に良好な放熱性を確保している。
【0019】
なお、抵抗金属材料を用いて抵抗体部11と電極部12とを一体的に形成する場合、電極部12における抵抗値を下げる必要がある。そこで、電極部12の厚みを抵抗体部11の板厚tに比べて厚くすることにより、電極部12の抵抗値を下げることができ、電極として機能させることができる。電極部12の必要な厚みは、用いる抵抗金属材料によって異なるが、抵抗体部11の板厚tの10倍程度以上の厚みとすることが望ましい。後述する、電極部に高導電性材料片を接合する場合(図4参照)は電極部12の厚みを考慮する必要は無い。
【0020】
また、電極部12は、十分な体積を有するブロック状に形成されているので、内部に大きな電位差を発生させることなく電流を流すことができ、抵抗体部11の抵抗値精度を高めることができる。
【0021】
したがって、金属板抵抗器10は、抵抗体部11のみにより抵抗値を高精度に設定することができる。また、両端部11aよりも内方に配置された電極部12に抵抗体部11を支持させる積層構造にしているので、抵抗体部11は自身の形状・姿勢を維持するだけの強度を要求されることがなく、例えば、50μmなどに金属箔状に薄肉化して数百mΩ以上の高抵抗値にすることができ、また、実装基板などへの実装面積を小さくして、コンパクトなチップ部品構造にすることができる。
【0022】
なお、この金属板抵抗器10は、絶縁層13が抵抗体部11および電極部12の間に介在するとともに、絶縁体ブロック14が一対の電極部12の間に介在することにより、絶縁性を確保するとともに、抵抗体部11および電極部12が変形するのを制限してその形状を強固に維持している。
【0023】
次に、金属板抵抗器10の製造手順(方法)の一例を図2を用いて説明する。まず、作製する金属板抵抗器10(抵抗体部11)の幅W1の幅、抵抗体部11の長さLおよびその長手方向の電極部12の幅W2を加算した長さ(L+2W2)、電極部12の高さHの高さ、を有する抵抗金属材料21を準備する((a)参照)。なお、幅W1方向には複数個の抵抗器が得られるように連続した材料を用い、後の工程で幅W1毎に切断するようにしてもよい。
【0024】
次いで、この抵抗金属材料21の一面側(図における下面側)中央部の長さLの部分を所望の板厚t(t≪H)が残るように切削加工などにより、両端側にブロック状の電極部12が連続する抵抗体部11を形成する((b)参照)。ここで、抵抗金属材料21の加工は、切削加工に限らず、エッチング加工でもよく、また、射出成形や圧延加工(製箔加工)で直接、抵抗体部11と電極部12が連続する形状に作製してもよいことは言うまでもない。
【0025】
次いで、抵抗金属材料21の一面側(図における上面側)に、ポリイミイドやエポキシなどの絶縁性樹脂を必要な厚さ、例えば、50μm〜150μmの厚さになるように塗布して絶縁層13を形成するとともに、作製した抵抗体部11の他面側(図における下面側)一面に、チッ化ホウ素などの絶縁性および耐熱性を有する無機ペーストを必要な厚さになるように塗布して耐熱保護層(絶縁層)15を形成する((c)参照)。そして、抵抗体部11の両端部11aを軸として、電極部12を互いに近接する方向(図示の矢印方向)に180°回動させて、折り曲げる(屈曲させる)ことにより、抵抗体部11と電極部12との間に絶縁層13を挟み込む積層構造にする((d)参照)。このとき、図における電極部12上面の絶縁層13と抵抗体部11上面の絶縁層13が密着することになる。なお、(d)は(c)を上下方向にひっくり返した状態を示している。
【0026】
次いで、電極部12間に絶縁体ブロック14を嵌め込んで、電極部12間を融着等により固定することで金属板抵抗器10が完成する((e)参照)。ここで、抵抗体部11の抵抗値を高精度に調整する場合には、抵抗金属材料21の一面側中央部に薄肉の抵抗体部11を作製した後に、プレス加工、エッチング加工、レーザーカット加工などによりトリミングすることで行える。
【0027】
このように本実施形態においては、実装基板上に接合・固定する一対の電極部12とその間の絶縁体ブロック14に絶縁層13を介して抵抗体部11を支持させるので、抵抗体部11を低強度の金属箔まで薄肉化して高抵抗値化することができる。この抵抗体部11に電流が流れることにより発生する熱は、絶縁層13を介して電極部12に放熱して実装基板側に効果的に逃がすことができる。また、電極部12の間隔を絶縁体ブロック14で維持して、この電極部12と抵抗体部11の間に絶縁層13を挟み込むコンパクトなチップ型の積層構造にすることができる。
【0028】
そして、この金属板抵抗器10は、抵抗体部11の両端部11aで電極部12を回動させて屈曲させるだけの簡易かつ容易な工程により安価に作製することができる。
【0029】
本実施形態の他の態様としては、図3に示すように、上記実施形態とは逆に、作製した抵抗体部11の一面側(図における下面側)に絶縁層13を形成するとともに、抵抗金属材料21の他面側(図における上面側)の折り返し面を除いて耐熱保護層15を形成する。そして、抵抗体部11の両端部11aを軸に、電極部12を互いに近接する方向(内方)に屈曲させて、絶縁層13に密着させるように90°回動させることにより、その抵抗体部11と電極部12との間に絶縁層13を挟み込む積層構造にしてもよい。このとき、図における電極部12の側面が絶縁層13に密着することになる。また、耐熱保護層15は、折り返し面が除かれているので、クラック等が入ってしまうことがない。
【0030】
また、さらに他の態様としては、図4に示すように、例えばCu等の高導電性材料片32を電極部12の下面に接合することにより積層構造の電極部12cを形成するようにしてもよい。すなわち、例えば図2(b)の状態で、高導電性材料片32を電極部12の下面に接合して積層電極部12cを形成する。絶縁層13と耐熱保護層15を塗布・形成した後に、積層電極部12cを回動させて抵抗体部11の両端部11aを軸として180°折曲・屈曲させて、金属板抵抗器30を作製することができる。ここで、金属板抵抗器としては、本実施形態のように積層構造の電極部12cとした方が、導電性や放熱性に優れていて好適である。
【0031】
さらに、他の態様としては、図5に示す工程によっても金属板抵抗器40を作製することができる。すなわち、まず、作製する金属板抵抗器40の外形と略一致する形状に抵抗金属材料41を作製する((a)参照)。次に、その抵抗金属材料41の一面側(図における下面側)中央に、例えば切削工具42の鉛直面内で回転する回転刃42aを鉛直に切り込ませることにより、抵抗金属材料41の一面側に所望の板厚tを残す鉛直溝43を形成する((b)参照)。次いで、例えば水平面内で回転刃44aを回転させる切削工具44の回転軸44bをその鉛直溝43内に案内させて水平の切込を入れることにより、抵抗金属材料41の両側面側を残す水平溝45を形成して、抵抗体部46と電極部47を作製する((c)参照)。この後に、形成した鉛直溝43と水平溝45の内部に絶縁性樹脂を充填してT字形状の絶縁層48を形成するとともに、抵抗金属材料41の他面側(図における上面側)に無機ペーストを塗布して耐熱保護層49を形成して((d)参照)、金属板抵抗器40が完成する。これにより、抵抗金属材料41を切削加工して樹脂材料などを充填などするだけで、金属板抵抗器40を作製することができる。なお、鉛直溝43および水平溝45内への絶縁性樹脂の充填は、溶融樹脂の射出による充填の他に、固体樹脂の嵌入による充填などを行ってもよい。また、この工程においても、電極部47としては図4に示すように抵抗金属材料とCu等の高導電性材料との積層構造としても勿論よい。
【0032】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の金属板抵抗器では困難であった、数百mΩ以上の高抵抗値に設定することができる、コンパクトなチップ型構造の金属板抵抗器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属板抵抗器の第1の実施形態を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る金属板抵抗器の製造方法の第1の実施形態を示す工程図である。
【図3】第1の実施形態の変形例を示す斜視図である。
【図4】金属板抵抗器の第2の実施形態を示す斜視図である。
【図5】金属板抵抗器の製造方法の第2の実施形態を示す工程図である。
【図6】従来技術の金属板抵抗器を示す斜視図である。
【図7】他の従来技術の金属板抵抗器を示す斜視図である。
【符号の説明】
10、30、40 金属板抵抗器
11、46 抵抗体部
11a 両端部
12、12c、47 電極部
13、48 絶縁層
14 絶縁体ブロック
15、49 耐熱保護層
21、41 抵抗金属材料
32 導電性片[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal plate resistor and a method for manufacturing the metal plate resistor, and in particular, a metal plate resistor having a compact structure that is excellent in heat dissipation and can be set to a relatively high resistance value of several hundred mΩ or more. Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a resistor using a metal plate formed in a plate shape as a resistor is known. As such a metal plate resistor, as shown in FIG. 6, by preparing a long plate-shaped metal material 1 and cutting one surface side of the central portion, the central portion is a resistor portion made of a metal plate. 2 and both end portions thereof are formed on the connecting electrode portion 3 (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Further, as shown in FIG. 7, a
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-118701 (“Summary”, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional metal plate resistor, it is necessary that the
[0006]
Since the
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a metal plate resistor that is excellent in heat dissipation and can be set to a relatively high resistance value of several hundred mΩ or more, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, the metal plate resistor of the present invention includes a flat plate-shaped resistance body, it is connected to both ends of the resistive element antibodies portion are spaced apart from each other on the lower side of the resistor portion The resistor part and the electrode part are made of a single metal material, and the electrode part is in a block shape having a thickness larger than that of the resistor part. it is characterized in that fixing the one surface of the electrode portion before Symbol resistor portion via the insulating layer. Here, it is preferable to interpose an insulating material between the pair of electrode portions.
[0009]
In this invention, the block-shaped electrode portion connected to the land of the mounting substrate supports (fixes) the thin flat plate-like resistor portion via the thin insulating layer thereon. Therefore, the resistor portion does not need to have a strength sufficient to support its own posture, and can be thinned and set to a high resistance value. Further, the heat generated in the resistor portion can be efficiently radiated from the block-shaped electrode portion through the thin insulating layer. Further, the electrode portion and the resistor portion have a compact laminated structure, and a chip-type structure capable of surface mounting can be obtained.
[0010]
Here, the metal plate resistor of this invention may laminate | stack a highly conductive metal material on the said electrode part, and may form the said electrode part in a laminated structure.
[0011]
Method for producing a metal plate resistor of the present invention includes a flat plate-shaped resistance body, which in succession to form a pair of block-shaped electrode portions which is thicker than the resistor unit, the resistor portion An insulating layer is formed, and both ends of the resistor portion are bent so that one surface of the block-shaped electrode portion is brought into contact with and fixed to the resistor portion via the insulating layer. It is. In addition, by performing horizontal and vertical cutting on a metal plate having a rectangular cross section, a flat metal resistor portion on the upper surface and a pair of block-shaped metal electrode portions connected to both ends thereof It is possible to manufacture by filling an insulating material in a void formed by the cutting process and formed below the resistor.
[0012]
In this manufacturing method, a step of laminating a highly conductive metal material on the electrode portion and forming the electrode portion in a laminated structure may be included.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are views showing a first embodiment of a metal plate resistor and a manufacturing method thereof according to the present invention.
[0014]
First, the configuration of the metal plate resistor of the present invention will be described. In FIG. 1, a
[0015]
In this
[0016]
The
Resistance value R = specific resistivity r × length L / cross-sectional area (width W1 × sheet thickness t)
Note that a trimming cut can be provided in the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In addition, when the
[0020]
Moreover, since the
[0021]
Therefore, the
[0022]
The
[0023]
Next, an example of a manufacturing procedure (method) of the
[0024]
Next, a block-like shape is formed on both end sides of the
[0025]
Next, an insulating resin such as polyimide or epoxy is applied to one surface side (the upper surface side in the figure) of the
[0026]
Next, the
[0027]
As described above, in this embodiment, the
[0028]
The
[0029]
As another aspect of the present embodiment, as shown in FIG. 3, contrary to the above-described embodiment, the insulating
[0030]
Further, as another embodiment, as shown in FIG. 4, for example, a highly
[0031]
Furthermore, as another aspect, the
[0032]
Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
[0033]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal plate resistor of the compact chip type structure which can be set to the high resistance value of several hundred m (ohm) or more which was difficult with the conventional metal plate resistor can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a metal plate resistor according to the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing a first embodiment of a method for producing a metal plate resistor according to the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of the metal plate resistor.
FIG. 5 is a process diagram showing a second embodiment of a method for manufacturing a metal plate resistor.
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional metal plate resistor.
FIG. 7 is a perspective view showing another conventional metal plate resistor.
[Explanation of symbols]
10, 30, 40
Claims (6)
該抵抗体部の両端部にそれぞれ接続され、前記抵抗体部の下側に互いに離隔して配置された一対の電極部とを備え、
前記抵抗体部と前記電極部とを単一の金属材料により構成し、
前記電極部は前記抵抗体部よりも厚みを有するブロック状であり、ブロック状とした前記電極部の一面を絶縁層を介して前記抵抗体部に固定したことを特徴とする金属板抵抗器。A flat resistor part;
Is connected to both ends of the resistive element antibodies portion, and a pair of electrode portions that are spaced apart from each other on the lower side of the resistor unit,
The resistor part and the electrode part are made of a single metal material,
The electrode portion has a block shape having thickness than the resistor unit, a metal plate resistor, characterized in that fixed to the front Symbol resistor section one side of the electrode portion was blocky through an insulating layer .
前記抵抗体部に絶縁層を形成し、前記抵抗体部の両端部を折り曲げることにより、前記抵抗体部に前記絶縁層を介して前記ブロック状の電極部の一面を当接させて固定することを特徴とする金属板抵抗器の製造方法。Forming a plate-shaped resistance body, a pair of block-shaped electrode portions which is thicker than the resistor portion contiguous thereto,
An insulating layer is formed on the resistor portion, and one end of the block-shaped electrode portion is brought into contact with and fixed to the resistor portion via the insulating layer by bending both ends of the resistor portion. A method of manufacturing a metal plate resistor.
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