JP6326613B2

JP6326613B2 - 抵抗器

Info

Publication number: JP6326613B2
Application number: JP2013196426A
Authority: JP
Inventors: 祥吾中山; 井関　健; 健井関
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: JP2015065191A

Description

本発明は、各種電子機器の電流値検出等に使用される小型で低抵抗値の抵抗器に関するものである。

従来のこの種の抵抗器は、図５に示すように、板状の金属で構成された抵抗体１と、抵抗体１の両端部にめっきで構成された一対の電極２とを備え、この一対の電極２はそれぞれ電圧検出端子２ａと電流端子２ｂとで構成されていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

しかし、この特許文献１では、電圧検出端子２ａと電流端子２ｂとの間には抵抗体１のみが形成されることになるため、電圧検出端子２ａと電流端子２ｂとの間の抵抗値が高くなり、これにより、一対の電流端子２ｂ間に電流を流したとき、一対の電圧検出端子２ａ間に電流はあまり流れないため、一対の電流端子２ｂ間の電圧より一対の電圧検出端子２ａ間の電圧が低くなり、この結果、実際の電圧より測定電圧が低くなってしまい、電流値測定精度が低下するという問題があった。

これに対し、特許文献２では、図６、図７に示すように、抵抗体３の両端部に一対の電極４を形成し、電極４と電極４が形成された抵抗体３の部分とからなる一対の電極部分５にスリット６を設け、このスリット６により一対の電極部分５をそれぞれ電圧検出端子５ａと電流端子５ｂに分割し４端子構造としていた。そして、スリット６は電極４が形成されていない抵抗体３の部分までは入れないようにして、電圧検出端子５ａと電流端子５ｂとの間に電極部分５の一部を残し、これにより、この残った一部の電極部分５によって、電圧検出端子５ａと電流端子５ｂとの間の抵抗値が高くならないようにして、上記特許文献１の問題が生じないようにしていた。

米国特許第５２８７０８３号明細書特開２００７−４９２０７号公報

上記特許文献２の抵抗器は、スリット６を抵抗体３と電極４の両方に形成しているため、電流印加時に生じる熱の電圧検出端子５ａの方への移動が、電圧検出端子５ａと接続する抵抗体３の一部のみを介することとなり、これにより、電圧検出端子５ａの方へ逃げる熱が減るため、放熱性が悪化し、この結果、定格電力を高くすることができな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、電流値測定精度が低下するのを防止でき、かつ定格電力を高くすることができる抵抗器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、板状の金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の上面の両端部に形成された一対の電極とを備え、前記一対の電極はそれぞれ、互いに離間した電圧検出端子と電流端子とで構成され、かつ前記抵抗体の上面において前記一対の電極を構成する前記電圧検出端子と電流端子を接続する導電部がそれぞれ設けられ、前記導電部の電気伝導率を前記抵抗体の電気伝導率より高くした構成とし、前記電圧検出端子同士を互いに対向させ、前記電流端子同士を互いに対向させ、前記電圧検出端子と前記電流端子を、前記電圧検出端子同士、前記電流端子同士が対向する方向と直交する方向に並ぶように配置し、前記電圧検出端子の幅と前記電流端子の幅とを略等しくし、前記電圧検出端子、前記電流端子の幅を、前記導電部の幅と略等しくしているもので、この構成によれば、スリットを形成することなく電圧検出端子と電流端子を設けることができるため、電圧検出端子周辺の抵抗体を介して熱が電圧検出端子へ逃げるようにすることができ、これにより、放熱性が良化するため、定格電力を高くすることができ、さらに、電気伝導率が抵抗体より高い導電部によって、１つの電極における電圧検出端子と電流端子の間の抵抗値を低くすることができるため、一対の電流端子間に電流を流したとき、一対の電圧検出端子間に流れる電流を多くすることができ、これにより、一対の電流端子間の電圧と一対の電圧検出端子間の電圧を近づけることができるため、実際の電圧と測定電圧が略等しくなり、電流値測定精度が向上するという作用効果が得られるものである。

以上のように本発明の抵抗器は、スリットを形成することなく電圧検出端子と電流端子を設けるようにしているため、電圧検出端子周辺の抵抗体を介して熱が電圧検出端子へ逃げるようになり、しかも、電圧検出端子には電気伝導率が抵抗体の電気伝導率より高い導電部が形成されているため、熱はこの導電部をも介して電圧検出端子へ逃げることができ、これにより、電圧検出端子へ逃げる熱は減ることはないため、放熱性が良化し、この結果、定格電力を高くすることができる。さらに、導電部の電気伝導率を抵抗体の電気伝導率より高くしているため、１つの電極における電圧検出端子と電流端子の間の抵抗値を低くすることができ、これにより、一対の電流端子間に電流を流したとき、一対の電圧検出端子間に流れる電流を多くすることができるため、一対の電流端子間の電圧と一対の電圧検出端子間の電圧を近づけることができ、この結果、実際の電圧と測定電圧を略等しくすることができるため、電流値測定精度が向上するという優れた効果を奏するものである。

本発明の一実施の形態における抵抗器の上面図同抵抗器の主要部の上面図図１のＡ−Ａ線断面図同抵抗器を実装するときの断面図従来の抵抗器を示す上面図従来の他の例の抵抗器を示す上面図同抵抗器の側面図

図１は本発明の一実施の形態における抵抗器の上面図、図２は同抵抗器の主要部の上面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の一実施の形態における抵抗器は、図１〜図３に示すように、板状の金属で構成された抵抗体１１と、抵抗体１１の上面の両端部に形成された一対の電極１２とを備え、一対の電極１２はそれぞれ、互いに離間した電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂとで構成され４端子構造とし、かつ１つの電極１２を構成する電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂを接続する導電部１３が抵抗体１１の上面に設けられている。

そして、導電部１３の電気伝導率を抵抗体１１の電気伝導率より高くした構成となっている。また、抵抗体１１、導電部１３の上面において、電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂが形成されていない箇所に保護膜１４が形成されている。なお、図２では、保護膜１４を省略している。

上記構成において、前記抵抗体１１は、板状のＣｕＮｉ、ＣｕＭｎ等のＣｕを含有する金属で構成されている。

また、前記一対の電極１２は、抵抗体１１の上面における長辺の両端部に形成されている。さらに、抵抗体１１の長辺側の側面に露出し、かつ抵抗体１１の短辺側の側面には露出しないように形成されている。そして、電極１２は、ガラスフリットを含有しないＣｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、窒素雰囲気中で８００℃〜９００℃で焼成して形成する。そして、一対の電極１２はそれぞれ、互いに離間した幅狭の電圧検出端子１２ａと幅広の電流端子１２ｂとで構成されている。すなわち、この抵抗器は一対の電圧検出端子１２ａと一対の電流端子１２ｂからなる４端子構造になっている。また、一対の電圧検出端子１２ａ同士、一対の電流端子１２ｂ同士が互いに対向している。

さらに、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂの上面を覆うようにニッケルめっき、すずめっきで構成されためっき層（図示せず）が形成されている。

なお、一対の電極１２を抵抗体１１の上面における長辺ではなく短辺の両端部に形成してもよく、抵抗体１１の長辺側および短辺側の両方の側面に露出しないようにしてもよい。

また、前記導電部１３は、１つの電極１２を構成する電圧検出端子１２ａおよび電流端子１２ｂと抵抗体１１との間に形成されている。そして、一方の電極１２を構成する電圧検出端子１２ａおよび電流端子１２ｂに形成された導電部１３と、他方の電極１２を構成する電圧検出端子１２ａおよび電流端子１２ｂに形成された導電部１３とは互いに離間している。すなわち、導電部１３は抵抗体１１の上面において２つ形成される。

また、導電部１３は、電圧検出端子１２ａの下面の全体および電流端子１２ｂの下面の全体に形成され、抵抗体１１と電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂとは、その間に導電部１３が位置するため、直接接していない。したがって、電圧検出端子１２ａの全体および電流端子１２ｂの全体は上面視で導電部１３からはみ出ないように位置している。なお、図１では、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂは、その幅が導電部１３の幅より狭くなっているが、放熱のことを考慮すると、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂの大きさはできるだけ大きい方がよく、例えば、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂの幅を、導電部１３の幅と略等しくすることが好ましい。

さらに、導電部１３は、抵抗体１１の上面における長辺の両端部において、抵抗体１１の長辺側の側面に露出するように設けられている。

なお、導電部１３を、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂの一部が抵抗体１１と直接接するような位置に形成してもよいが、電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂの間には必ず導電部１３を設けるようにする。

そして、この導電部１３は、その電気伝導率、熱伝導率が抵抗体１１の電気伝導率、熱伝導率より高い材料であるＣｕで構成する。そして、Ｃｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、窒素雰囲気中で８００℃〜９００℃で焼成して形成される。

さらにまた、前記保護膜１４は、抵抗体１１、導電部１３の上面において電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂが形成されていない部分に、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂を塗布、乾燥することにより形成されている。なお、保護膜１４は抵抗体１１の裏面にも形成してもよい。

ここで、実装基板への実装は、図４に示すように、電極１２、導電部１３が形成された側を下方に向けて行うが、本願では、便宜上、抵抗体１１の電極１２、導電部１３が形成された側を上方として説明する。

以下、本発明の一実施の形態における抵抗器の製造方法について図面を参照しながら説明する。

まず、ＣｕＮｉ、ＣｕＭｎ等のＣｕを含有する合金、金属を板状または箔状に構成した抵抗体１１に、印刷用マスクを用い、ガラスフリットを含有しないＣｕを主成分としたペーストを印刷、乾燥し、導電部１３を２箇所に形成する。このとき、導電部１３は、抵抗体１１の上面における長辺の両端部に、抵抗体１１の長辺側の側面に露出するように設ける。

次に、導電部１３それぞれの上面に、導電部１３からはみ出ないように、ガラスフリットを含有しないＣｕを主成分としたペーストを、印刷用マスクを用いて、２箇所印刷、乾燥する。このとき、互いに離間した幅狭の電圧検出端子１２ａと幅広の電流端子１２ｂとで構成されている一対の電極１２を形成する。

その後、窒素雰囲気中で、導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを８００℃〜９００℃で同時に焼成する。

次に、必要に応じてトリミングし、その後、抵抗体１１、導電部１３の上面において電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂが形成されていない部分に、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂を塗布、乾燥し保護膜１４を形成する。

最後に、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂの上面を覆うようにニッケルめっき、すずめっきを行い、めっき層（図示せず）を形成する。

本発明の一実施の形態における抵抗器においては、スリットを形成することなく電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂを設けるようにしているため、電流印加によって生じた熱が電圧検出端子１２ａ周辺の抵抗体１１を介して電圧検出端子１２ａへ逃げるようになり、しかも、電圧検出端子１２ａには熱伝導率が抵抗体の熱伝導率より高い導電部１３が形成されているため、熱は導電部１３を介することによって電圧検出端子１２ａへより逃げ易くなり、これにより、電圧検出端子１２ａへ逃げる熱は減ることはないため、放熱性が良化し、この結果、定格電力を高くすることができるという効果が得られるものである。

さらに、導電部１３の電気伝導率を抵抗体１１の電気伝導率より高くしているため、電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂの間の抵抗値を低くすることができ、これにより、一対の電流端子１２ｂ間に電流を流したとき、一対の電圧検出端子１２ａ間に流れる電流を多くすることができるため、一対の電流端子１２ｂ間の電圧と一対の電圧検出端子１２ａ間の電圧を近づけることができ、この結果、実際の電圧と測定電圧が略等しくなり、電流値測定精度、抵抗値測定精度が向上する。

すなわち、導電部１３を設けることによって、１つの電極１２を構成する電圧検出端子１２ａと電流端子１２ｂの間の抵抗値を低くすることができ、かつ、電流を一対の電流端子１２ｂ間に印加したときに抵抗体１１で発生する熱を、より効率的に電極１２（電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂ）へ逃がすことができる。

また、導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを印刷で形成しているため、これらを同時に焼成することができ、これにより、導電部１３と電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂとの接合強度を強くすることができ、かつ生産性を高めることができる。

一方、導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂをめっきで形成する場合、レジストして導電部１３をめっきで形成し、さらに、レジスト剥離した後、別のレジストを形成して電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂをめっきで形成し、またさらに、レジストを剥離するという具合に、生産に手間がかかり、高コストとなってしまう。

そして、ＣｕＮｉまたはＣｕＭｎのＣｕを含む合金からなる金属で抵抗体１１を形成し、導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを構成する金属を、抵抗体１１を構成する材料と同じ金属、すなわちＣｕとしているため、これら導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂのペースト中のＣｕと、抵抗体１１のＣｕを含む合金中のＣｕが拡散することによって、接している部分で拡散接合し、これにより、抵抗体１１と電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂとを導電部１３を介して強固に接合できる。

さらにまた、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを金属の個片で構成した場合、導電部１３の上面に電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを載置した後に、導電部１３を焼成すれば、Ｃｕが拡散することによって、接している部分で拡散接合し、抵抗体１１と電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂとを導電部１３を介して接着、接合することができる。

なお、上記した本発明の一実施の形態では、導電部１３、電圧検出端子１２ａ、電流端子１２ｂを８００℃〜９００℃で焼成しているが、その材料としてナノ粒子を用いれば、より低温で焼成することができる。

本発明に係る抵抗器は、電流値測定精度が低下するのを防止でき、かつ定格電力を高くすることができるという効果を有するものであり、特に各種電子機器の電流値検出等に使用される小型で低抵抗値の抵抗器等に適用することにより有用となるものである。

１１抵抗体
１２電極
１２ａ電圧検出端子
１２ｂ電流端子
１３導電部

Claims

板状の金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の上面の両端部に形成された一対の電極とを備え、前記一対の電極はそれぞれ、互いに離間した電圧検出端子と電流端子とで構成され、かつ前記一対の電極のそれぞれについて前記電圧検出端子と前記電流端子を接続する導電部が前記抵抗体の上面に設けられ、前記導電部の電気伝導率を前記抵抗体の電気伝導率より高くした構成とし、前記電圧検出端子同士を互いに対向させ、前記電流端子同士を互いに対向させ、前記電圧検出端子と前記電流端子を、前記電圧検出端子同士、前記電流
端子同士が対向する方向と直交する方向に並ぶように配置し、前記電圧検出端子の幅と前記電流端子の幅とを略等しくし、前記電圧検出端子、前記電流端子の幅を、前記導電部の幅と略等しくした抵抗器。
前記導電部は金属を含有するペーストを印刷することによって構成された請求項１記載の抵抗器。