JP4529597B2

JP4529597B2 - 検出用抵抗器の実装基板

Info

Publication number: JP4529597B2
Application number: JP2004257208A
Authority: JP
Inventors: 浩樹小中
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: JP2006073879A

Description

本発明は主として電流または電圧を測定するための検出用抵抗器の実装基板に関するものである。

従来から、電子機器内を流れる電流値や電圧値を測定することが行われている。この方法としては、電子機器内に、非常に小さな抵抗値を有する検出用抵抗器を直列に挿入しておき、この抵抗器間の電圧を測定する方法がある。また、この電圧値は上記検出用抵抗器における電圧降下であるため、この検出用抵抗器の抵抗値が分かっていれば、この検出用抵抗器を流れる電流値、すなわち電子機器内を流れる電流値を検出することができる。これらの方法はいずれも公知である。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
特開平８−８３９６９号公報特開２００３−１２１４７７号公報

上記した従来の測定方法は、低抵抗器の抵抗値は小さい方が電力のロスが少なくて好ましいが、抵抗値が小さい分、実装状態等による微小な抵抗値のばらつきが測定値に与える影響が大きくなるという課題を内包していた。

そして、検出用抵抗器の実装基板においては、部品の配置や、パターンの引き回しの関係から、一対の電力線を、低抵抗器を実装する一対のランドの対向方向と平行な方向に延設できずに、直角な方向に延設しなければならない場合があるが、このようにした場合には、その実装状態に応じて、測定する抵抗値のばらつきが大きいという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、検出用抵抗器の実装位置のばらつきがあっても抵抗値のばらつきを少なくすることができる検出用抵抗器の実装基板を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明は、検出用抵抗器を実装し、かつこの検出用抵抗器と電気的に接続するために基板上に互いに対向して形成された一対のランドと、この一対のランドと電気的に接続され、かつ前記一対のランドの対向方向と直角方向に延設された一対の電力線と、前記一対のランドと電気的に接続された一対の検出線とを備え、前記一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成したもので、この構成によれば、一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成しているため、電流は検出用抵抗器と平行な方向から入り、そして出て行くことになり、これにより、検出用抵抗器の実装位置のばらつきがあっても、一対の検出線間で検出する電圧または電流値のばらつきを小さくすることができるという作用効果を有するものである。

また、検出用抵抗器を実装し、かつこの検出用抵抗器と電気的に接続するために基板上に互いに対向して形成された一対のランドと、この一対のランドと電気的に接続され、かつ前記一対のランドの対向方向と直角方向に延設された一対の電力線と、前記一対のランドと電気的に接続された一対の検出線と、前記一対のランドと電気的に接続されて実装された検出用抵抗器とを備え、前記一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成し、かつこの切り欠きは前記検出用抵抗器と同じ位置か、またはこれより外側にまで延設したもので、この構成によれば、一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成し、かつこの切り欠きは前記検出用抵抗器と同じ位置まで、またはこれより外側にまで延設しているため、電流は検出用抵抗器と平行な方向から入り、そして出て行くことになり、これにより、検出用抵抗器の実装位置のばらつきがあっても、一対の検出線間で検出する電圧または電流値のばらつきを小さくすることができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の検出用抵抗器の実装基板は、検出用抵抗器を実装し、かつこの検出用抵抗器と電気的に接続するために基板上に互いに対向して形成された一対のランドと、この一対のランドと電気的に接続され、かつ前記一対のランドの対向方向と直角方向に延設された一対の電力線と、前記一対のランドと電気的に接続された一対の検出線とを備え、前記一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成しているため、電流は検出用抵抗器と平行な方向から入り、そして出て行くことになり、これにより、検出用抵抗器の実装位置のばらつきがあっても、一対の検出線間で検出する電圧または電流値のばらつきを小さくすることができるという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図、図２は本発明の実施の形態１における検出用抵抗器が実装された実装基板の主要部の平面図である。なお、図１、図２においては、実装基板全体の図示はしておらず、実装基板は図１、図２の背景に相当する。

図１、図２において、１，２は実装基板上に間隔をおいて対向するように形成された一対のランドで、この一対のランド１，２には後述する検出用抵抗器９が実装される。３，４は前記一対のランド１，２に電気的に接続された一対の電力線で、この一対の電力線３，４は、一方を電源（図示せず）側に接続し、かつ他方を電気回路上の負荷（図示せず）側に接続しているもので、負荷へ電力を供給するための配線である。また、前記一対の電力線３，４は前記一対のランド１，２の対向方向と直角方向に延設されている。５，６は前記一対のランド１，２に電気的に接続された一対の検出線で、この一対の検出線５，６は前記一対のランド１，２間の電圧、すなわち、後述する検出用抵抗器９の電圧降下を測定するための配線である。７，８は前記一対のランド１，２と一対の電力線３，４との接続部近傍に形成された切り欠きで、この切り欠き７，８は一対のランド１，２が対向している面から外側に向かって形成されている。９は検出用抵抗器で、この検出用抵抗器９は前記一対のランド１，２と電気的に接続されて、実装基板（図示せず）上に実装されている。

また、図中のＬ₁は検出用抵抗器９の長さであり、Ｌ₂は切り欠き７，８の最外部間の長さを示している。ここで、検出用抵抗器９は、切り欠き７，８の最外部間に位置している。すなわち、Ｌ₁で表された領域は、Ｌ₂で表された領域の内部にある。このような構成とすることにより、検出用抵抗器９の実装位置にばらつきがあっても、一対の検出線５，６間で測定する抵抗値のばらつきは少なくなる。

以上のように構成された本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の特性について、比較例との比較を行うために試験を行った。以下、この試験について説明する。

試験は、本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板と、比較例における検出用抵抗器の実装基板について、それぞれ一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を変えるとともに、一対のランド１，２の幅を異ならせて試験を行った。

まず、試験を行った実装基板について説明をする。

図３、図４、図５は本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図である。これらの図において、図１、図２と同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。図中の符号Ｗはランド１、ランド２の幅である。

ここで、図３に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面における上方、すなわち、切り欠き７，８に近接した位置にしているものである。

一方、図４に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面の上下方向における略中央にしているものである。

また、図５に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面における下方、すなわち、切り欠き７，８から遠い位置にしているものである。

図６、図７、図８は比較例における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図である。

ここで、図６に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面における上方に位置させているものである。

一方、図７に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面の上下方向における略中央にしているものである。

また、図８に示す検出用抵抗器の実装基板は、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を、一対のランド１，２の紙面における下方に位置させているものである。

なお、いずれの実装基板においても、ランド１，２の幅Ｗは５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍの３種類のものについて試験を行った。図３〜図５における実装基板の切り欠き７，８の切り欠き深さはいずれも２ｍｍである。

これらの検出用抵抗器の実装基板に、１ｍΩの抵抗器を実装し、そして一対の電力線３，４間に電流を流した時に一対の検出線５，６により検知される抵抗値を４端子法により測定した。

図９は、図３〜図５における検出用抵抗器の実装基板の試験結果を図示したもので、図中の「上」、「中」、「下」はそれぞれ一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置のことを意味し、具体的には、「上」は図３、「中」は図４、「下」は図５に示す検出用抵抗器の実装基板の試験結果を示している。また、図９の横軸は、一対のランド１，２の幅Ｗの値（ｍｍ）であり、縦軸は、一対の検出線５，６間の抵抗の測定値（ｍΩ）を示している。

同様に、図１０は図６〜図８における検出用抵抗器の実装基板の試験結果を図示したもので、「上」は図６、「中」は図７、「下」は図８に示す検出用抵抗器の実装基板の試験結果を示している。

図９と図１０との比較により明らかなように、切り欠き７，８を設けた場合には、一対の検出線５，６の一対のランド１，２への接続位置を変えた場合においても、抵抗値がばらつくことはなく、一方、切り欠き７，８を設けない場合には抵抗値はばらつくものである。このことは、切り欠き７，８を設けない場合には一対のランド１，２における測定位置により、抵抗値が異なることを意味するものである。何故このようになるかについては、推測であるが、以下のように考えられる。

一方の電力線３をプラス側、他方の電力線４をマイナス側とした場合に、切り欠き７，８がない場合には、図６〜図８に示す検出用抵抗器の実装基板において電流は紙面の上から下に流れ、ランド１の紙面の上の方から検出用抵抗器９に入る電流と、ランド１の紙面の下の方から検出用抵抗器９に入る電流とでは、電流の流れる経路に差があるため電圧降下が異なると考えられる。この状態を図１１に示す。図１１は上記比較例の簡易的な等価回路図である。この図１１において、１０は抵抗で、この抵抗１０は検出用抵抗器９における一対の電力線３，４に近い部分の抵抗である。１１は検出用抵抗器９の中央部分の抵抗であり、１２は検出用抵抗器９における一対の電力線３，４から遠い部分の抵抗である。１３，１４，１５，１６はそれぞれの検出用抵抗器９の電極部分における抵抗である。このように、比較例においては、一対のランド１，２における測定位置により検出用抵抗器９の電極部分の占める抵抗値が異なり、紙面上方では検出用抵抗器９の電極部分の抵抗値を含まないため、抵抗値は低くなり、これにより、電流密度が上がり電圧降下による抵抗値は高くなる。一方、紙面下方では検出用抵抗器９の電極による抵抗が加えられるため、抵抗値は上がり、これにより、電流密度が低くなるため、検出点における電圧降下が低くなり、これにより、抵抗値は低く現れるため、測定位置により抵抗値が異なることとなるからである、と考えられる。

これに対し、図３〜図５に示す検出用抵抗器の実装基板においては、電流は紙面の上から下に流れてくるが、切り欠き７，８が存在するために電流はそのまま検出用抵抗器９に入ることはできず、そして切り欠き７，８を迂回して検出用抵抗器９に入るため、検出用抵抗器９に入る際には紙面の左から右へ流れていることになる。この場合の等価回路は図示していないが、単純な抵抗の並列回路になると考えられる。

ここで、一対のランド１，２における測定位置の違いにより抵抗値が異なるということは、検出用抵抗器９を基準とした位置の違いにより抵抗値が異なることになるため、検出用抵抗器９の実装位置のばらつきにより抵抗値が異なることの原因となるものである。

そして、一対の検出線５，６間で測定する抵抗値が異なると、ここで測定する電圧値または電流値も異なることとなる。すなわち、検出用抵抗器９の実装位置のばらつきにより電圧値または電流値は異なるものである。

また、図９において、一対のランド１，２の幅Ｗの値が大きくなると抵抗値のばらつきが小さくなっているが、これは、一対のランド１，２の幅Ｗが狭いと、電流は一対のランド１，２の紙面下方まで十分に回り込めないのに対し、一対のランド１，２の幅Ｗが広いと、電流は一対のランド１，２の紙面下方まで十分に回り込むことができるためではないかと思われる。その点で、一対のランド１，２の幅Ｗは広い方が好ましいが、図９に示すように、幅Ｗが７ｍｍ以上であれば抵抗値のばらつきはなくなるため、一対のランド１，２の幅Ｗは７ｍｍあれば十分であると考えられる。

以上のような本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の製造方法は、公知である一般の実装基板を製造する方法と基本的には同じであり、ランド１，２に切り欠き７，８を形成すればよいだけである。切り欠き７，８の形成方法としては、切り欠きのないランド１，２を一旦形成した後に、エッチングやレーザーカットにより切り欠き７，８を形成する方法や、あらかじめ切り欠き７，８が形成されるようにする方法があるが、いずれも公知の技術を用いて行うことができる。

なお、上記本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板は、一対の電力線３，４、一対のランド１，２に同方向に並んで配置されているが、この構造でなくてもよい。

すなわち、図１２は本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板のバリエーション図を示したもので、図中の符号は図１と同じであり、ここでの説明は省略する。図１２に示す実装基板と図１に示す実装基板との違いは、図１に示す実装基板が一方の電力線３と他方の電力線４を同方向に延設しているのに対し、図１２に示す実装基板では、一方の電力線３と他方の電力線４を異なる方向に延設しているもので、このような構成であっても、図１に示す実装基板と同様の作用効果を有するものである。

また、上記本発明の実施の形態１においては、切り欠き７，８を検出用抵抗器９よりも外側にまで延設した構成にしているが、検出用抵抗器９と同じ長さ位置まで延設するようにしたもの、すなわち、図２におけるＬ₁とＬ₂とが一致するように切り欠き７，８を設けた構成にした場合においても、上記本発明の実施の形態１と同様の作用効果を奏するものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３、４に記載の発明について説明する。

図１３は本発明の実施の形態２における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図、図１４は本発明の実施の形態２における検出用抵抗器が実装された実装基板の主要部の平面図である。なお、図１３、図１４においては、実装基板全体の図示はしておらず、実装基板は図１３、図１４の背景に相当する。

図１３、図１４において、図１、図２と同じ構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。一点鎖線で囲った部分の１７は一方のランド１と一方の電力線３とを電気的に接続している接続部である。また、一点鎖線で囲った部分の１８は他方のランド２と他方の電力線４とを電気的に接続している接続部である。ここで、接続部１７は一方のランド１における他方のランド２と対向する面より外側に位置しており、また、これと同様に、接続部１８は他方のランド２における一方のランド１と対向する面より外側に位置している。すなわち、本発明の実施の形態２は、図１３および図１４に示すように、一対のランド１，２を、一対の電力線３，４と一対のランド１，２との接続部１７，１８よりも一対のランド１，２の対向する側へ突出するようにそれぞれ延設し、そしてこの延設された部分に、図１４に示すように検出用抵抗器９を電気的に接続して実装したものである。

また、図中のＬ₁は検出用抵抗器９の長さであり、Ｌ₃は接続部１７と接続部１８の内側の長さを示している。ここで、検出用抵抗器９は、接続部１７と接続部１８の内側に位置している。すなわち、Ｌ₁で表された領域は、Ｌ₃で表された領域の内部にある。このような構成にすることにより、本発明の実施の形態２においても、上記本発明の実施の形態１の場合と同様に検出用抵抗器９の実装位置にばらつきがあっても、一対の検出線５，６間で測定する電圧値、電流値のばらつきは少なくなるものである。

なお、上記本発明の実施の形態２においては、接続部１７と接続部１８の内側、すなわち、対向面を検出用抵抗器９より外側に位置させた構成としているが、接続部１７と接続部１８の内側、すなわち、対向面と検出用抵抗器９とが同じ長さ位置になるように、図１２におけるＬ₁とＬ₃を一致させた構成にしてもよいものである。

本発明にかかる検出用抵抗器の実装基板は、検出用抵抗器の実装位置のばらつきがあっても抵抗値のばらつきを少なくすることができるもので、各種電子機器に適用して有用なものである。

本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図本発明の実施の形態１における検出用抵抗器が実装された実装基板の主要部の平面図本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図比較例における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図比較例における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図比較例における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図図３〜図５における実装基板の試験結果を示すグラフ図６〜図８における実装基板の試験結果を示すグラフ比較例の簡易的な等価回路図本発明の実施の形態１における検出用抵抗器の実装基板の変形例を示す主要部の平面図本発明の実施の形態２における検出用抵抗器の実装基板の主要部の平面図本発明の実施の形態２における検出用抵抗器が実装された実装基板の主要部の平面図

符号の説明

１，２一対のランド
３，４一対の電力線
５，６一対の検出線
７，８切り欠き
９検出用抵抗器
１７，１８接続部

Claims

検出用抵抗器を実装し、かつこの検出用抵抗器と電気的に接続するために基板上に互いに対向して形成された一対のランドと、この一対のランドと電気的に接続され、かつ前記一対のランドの対向方向と直角方向に延設された一対の電力線と、前記一対のランドと電気的に接続された一対の検出線とを備え、前記一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成した検出用抵抗器の実装基板。
検出用抵抗器を実装し、かつこの検出用抵抗器と電気的に接続するために基板上に互いに対向して形成された一対のランドと、この一対のランドと電気的に接続され、かつ前記一対のランドの対向方向と直角方向に延設された一対の電力線と、前記一対のランドと電気的に接続された一対の検出線と、前記一対のランドと電気的に接続されて実装された検出用抵抗器とを備え、前記一対のランドと一対の電力線との接続部近傍に、前記一対のランドの対向面側から外側に向けて切り欠きをそれぞれ形成し、かつこの切り欠きは前記検出用抵抗器と同じ位置か、またはこれより外側にまで延設した検出用抵抗器の実装基板。