JP6795895B2 - 金属板抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板抵抗器の製造技術に関する。

例えば、下記特許文献１には、金属板抵抗器の製造方法として次の工程が開示されている。即ち、帯状合金板の厚さ、保護膜の形成幅及び切断長さを調整することで抵抗値を所定範囲内に制御するものである。これにより、抵抗値調整のためのスリットの形成が必要なく、高信頼性、低コストによる高効率生産が可能となることが開示されている。

国際公開第２００８／０１８２１９号公報

上記の金属板抵抗器の製造方法によれば、金属板抵抗器の切り出し加工が単純・容易であり、加工スピードが速く、コスト面でも有利である。

しかしながら、特許文献１に記載の技術には、以下のような問題がある。即ち、帯状合金板の厚さや、保護膜のパターン形状、切断加工などにおける寸法や加工の精度を高度に保つ必要があり、これらの工程においてバラツキがあった場合への対応が難しいものであった。

本発明は、加工スピードを維持しつつ、高い抵抗値の調整精度を得ることができる金属板抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、個片化された第１の抵抗器を得る工程と、前記第１の抵抗器の一部を除去して抵抗値を調整する工程と、抵抗値を調整した後の前記第１の抵抗器の調整後抵抗値を測定する工程と、前記調整後抵抗値に基づいて、第２の抵抗器の抵抗値を調整する工程における抵抗体の除去量を算出する工程と、を有する金属板抵抗器の製造方法が提供される。

抵抗値を調整した後の前記第１の抵抗器の調整後抵抗値を測定する工程における前記調整後抵抗値に基づいて、第２の抵抗器の抵抗値を調整する工程における抵抗体の除去量を算出するため、調整精度が高い。

前記抵抗値を調整する工程は、高くしたい抵抗値の割合から加工すべき抵抗体の除去量を算出する工程を含むことを特徴とする。この工程は、前記第１の抵抗器の調整後抵抗値と目標抵抗値とのズレ分に基づいて、第２の抵抗器の抵抗値を調整する工程における抵抗体の除去量を補正するものであっても良い。

本発明は、個片化された第１の抵抗器を得る工程と、前記第１の抵抗器の一部を除去して抵抗値を調整する工程と、抵抗値を調整した後の前記第１の抵抗器の調整後抵抗値を測定する工程と、を含み、前記抵抗値を調整する工程は、高くしたい抵抗値の割合に対応して加工すべき抵抗体の除去量を、理論的に関連付けて算出する除去量演算工程を含み、前記第１の抵抗器以降の第２の抵抗器の除去量演算工程において、理論的に算出された除去量に対して、前記第１の抵抗器の前記調整後抵抗値に基づく補正をかける、金属板抵抗器の製造方法である。

前記個片化する工程は、前記基材から、１つの抵抗器を切断または打ち抜きによって切り出す工程を含んでも良い。前記個片化する工程は、前記基材のうち、抵抗体の領域が分離された複数の領域を切断または打ち抜きによって切り出す工程を含んでも良い。

本発明によれば、速い加工スピードを維持しつつ、抵抗値の調整精度を高くすることができるという利点がある。

図１（ａ）は、金属端子が内側に折り曲げられている金属板抵抗器の一構成例を示す図である。図１（ｂ）は、金属端子が外側に延びている金属板抵抗器の一構成例を示す図である。 図１に示す金属板抵抗器の製造工程の一例を示す図である。 本実施の形態による抵抗値調整工程の一例を示す模式的な図である。 本実施の形態による抵抗値調整工程の流れの一例を示すフローチャート図である。 抵抗値調整を行うための関数の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による個片化工程の様子を示す平面図である。

本明細書において、「個片化」された状態とは、金属板抵抗器において、その抵抗値を単独で測定することができる状態を指す。個片化された状態で抵抗値を調整し、調整した後の抵抗値を測定し、この抵抗値測定データを、それ以降の調整工程にフィードバックする。これによって、抵抗値の調整精度を向上することができる。

また、抵抗値を調整するための「抵抗体の除去量」とは、いわゆる抵抗体のトリミング量と同様であり、以下、「抵抗体の除去量」と称する。抵抗体の除去は、抵抗体の加工により抵抗体の幅を狭くする方向に加工することにより行われ、抵抗体の加工後に金属板抵抗器の抵抗値が調整される。抵抗値の調整割合Ｘ（％）を大きくするためには、抵抗体の除去量Ｙを大きくすれば良い。

以下に、本発明の実施の形態による金属板抵抗器の製造技術について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態による金属板抵抗器の製造技術について説明する。図１は、本実施の形態による金属板抵抗器の一構成例を例示的に示す斜視図である。図１（ａ）に示す金属板抵抗器１は、金属製の電極端子５ａ、５ｂが、接合部４を介して抵抗体３と突き合わせ接合され、電極端子５ａ、５ｂは内側に折り曲げられている。また、電極端子５ａ、５ｂには端部からスリットが形成され、４端子構造を備える。図１（ｂ）に示す金属板抵抗器１は、金属製の電極端子５ｃ、５ｄが、接合部４を介して抵抗体３と突き合わせ接合されている。電極端子５ｃ、５ｄは折り曲げられており、抵抗体３が実装面から離隔する構造になっている。図１（ａ）、図１（ｂ）のいずれの構造においても、抵抗体３の側面に、プレスなどにより加工形成された凹部７を備える。凹部７は、抵抗器１の抵抗値を調整した痕跡である。

この凹部７を形成する加工により、抵抗体３の一部を除去して抵抗体３の幅を調整することで、個片化後における抵抗器の抵抗値を所望の値に近づけるように調整することができる。

抵抗体３用の材料としては、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｍｎ系などの金属の板材を用いることができる。電極端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの材料としては、Ｃｕなどを用いることができる。尚、図１（ａ）、（ｂ）は、金属板抵抗器の一例であり、その構造は図１（ａ）、（ｂ）に示すものに限定されない。例えば、電極と抵抗体との平面で重ねて接合した構造でも良い。

図２は、図１（ａ）（もしくは図１（ｂ））に示す金属板抵抗器の製造工程の一例を示す図である。まず、図２（ａ）に示すように、長尺のフープ材である板状の抵抗体３と、同じく長尺のフープ材である板状の電極材５ａ、５ｂとを準備する。図２（ｂ）に示すように、板状の抵抗体３の両側に、板状の電極材５ａ、５ｂを、電子ビーム溶接やレーザービーム溶接などの溶接技術などを用いてそれぞれ接合する。接合部４、４において抵抗体３と電極材５ａ、５ｂが接合している。このように、抵抗器分離前の複数個取りの基材が完成する。図２（ｃ）に示すように、複数個取りの基材を、抵抗器１つ分のサイズに分離加工を行うことで、１つの金属板抵抗器１の所定のサイズに個片化する。抵抗値は、個片化された後の抵抗体３の幅Ｗに依存する。この分離加工は、ダイサーによる切断や、プレスによる切断もしくは打ち抜き等により行われる。なお、この分離加工の前又は後において端子の曲げ加工を行う。この後、以下に説明するように、個片化後の金属板抵抗器１の抵抗値の測定、調整、再測定処理を行う。

以下に、金属板抵抗器の抵抗値調整方法についてより詳細に説明する。図３は、本実施の形態による金属板抵抗器１の抵抗値調整工程の一例を示す模式的な図である。図４は、本実施の形態による抵抗値調整工程の流れの一例を示すフローチャート図である。図５は、抵抗値調整を行うための抵抗値の調整割合Ｘと抵抗体の除去量Ｙとの関係を示すグラフである。

図４のフローを開始し（Ｓｔａｒｔ）、ｎの初期値設定を行う（ステップＳ１）。ｎは、個片化の順番を示し、ｎの初期値は１である。次いで、個片化の加工を行う（ステップＳ２）。即ち、図２（ｃ）に示す切断加工である。このとき、金属板抵抗器の製品仕様としての抵抗値、即ち目標抵抗値Ｒ_１よりも低い抵抗値となるように切断幅Ｗ（金属板抵抗器１の幅）を設定する。切断幅Ｗは固定された値である。目標抵抗値Ｒ_１よりも低い抵抗値となるように個片化するのは、個片化後の抵抗体の一部除去により抵抗値を合わせこむためである。

次いで、個片化した金属板抵抗器の初期（調整前）の初期抵抗値Ａ_１を測定する（ステップＳ３）。より具体的には、図３（ｔ_１）に例示するように、抵抗計２１を用い、電流を流す電流端子２３ａ、２３ｂと電圧端子２５ａ、２５ｂとを、抵抗器１の電極５ａ、５ｂに当て、抵抗計２１に含まれる電圧計により電極５ａ、５ｂ間の電圧を測定する。制御・演算部３１が、抵抗計２１を制御し（Ｌ１）、メモリ３５に、抵抗値調整前の初期抵抗値Ａ_１を記憶する。ここで、図３（ｔ_２）に示すように、計測器４１などにより、抵抗体３の幅（Ｗ）を測定する。幅（Ｗ）の測定は、初期抵抗値Ａ_１の測定前に行ってもよい。尚、初期抵抗値を測定した結果、Ａ_１＞Ｒ_１の場合には不良品として処理し、ステップＳ４以下の工程は行わず、再度、個片化工程を実行する（Ｓ２）。また、異常発生時のエラー処理（工程の中断、エラー報知）を実行してもよい。

次いで、ステップＳ４において、初回の個片化か否かを判断する。初回の個片化（ｎ＝１）の場合は、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、制御・演算部３１が、初期抵抗値Ａ_１と目標抵抗値Ｒ_１から、目標抵抗値Ｒ_１への調整に要する抵抗体の除去量Ｙを算出する。抵抗体の除去量Ｙは、抵抗体の幅Ｗを狭くするために、抵抗体の一部を除去する量であり、より具体的には凹部７（スリット）の深さの値（図３（ｔ_３）のＰ_０−Ｐ_１１間の距離）である。抵抗体３の一部を除去することで抵抗値を調整することができる。すなわち、凹部７の加工深さ（奥行き方向）に応じて抵抗値を高くするように調整し、目標抵抗値Ｒ_１に近づけることができる（図３（ｔ_３）参照）。抵抗体の除去量Ｙの求め方の一例としては、初期抵抗値Ａ_１から目標抵抗値Ｒ_１に調整するために必要な抵抗値の調整割合Ｘ（抵抗値を上昇させる割合）を計算する。例えば、（１）式により算出する。調整割合Ｘと抵抗体の除去量Ｙとの対応関係は、予めシミュレーションや試作試験を通じて求めておく。このため、高くしたい抵抗値の割合に対応して加工すべき抵抗体の除去量を、理論的に関連付けて算出することができる。本実施例では（２）式として示す。
Ｘ＝１−Ａｎ／Ｒ_１ （１）
Ｙ＝ｆ（Ｘ） （２）

（２）式で表される関数（抵抗調整式）の一例を図５のグラフで示す。（１）式および（２）式から、目標の抵抗値に合わせる方向に調整するための抵抗体の除去量Ｙを算出する。なお、調整割合Ｘと抵抗体の除去量Ｙとの対応関係は、例えばデータテーブルとして、メモリ３５に記憶しておいてもよい。

ステップＳ６に進み、抵抗体３を加工して抵抗値を調整する。抵抗値の調整は、ステップＳ４で算出した抵抗体の除去量Ｙを有する凹部７を形成するように、抵抗体の打ち抜き加工（一部除去）を行う。より具体的には、図３（ｔ_３）に示すように、制御・演算部３１により、抵抗体の除去量Ｙに対応する位置Ｐ_１１をプレス加工の目標位置として位置決め部３３により位置決めを行い、制御・演算部３１により制御されるプレス機のパンチ５１を用いて、位置Ｐ_１１までの抵抗体を除去する形成を行う。こうして抵抗体３の一部を除去することで、抵抗体の除去量Ｙ（Ｐ_１１−Ｐ_０）に対応した抵抗値調整を行う。抵抗値調整にあたっては、加工により除去する抵抗体の位置Ｐ_１１の正確性が要求される。このため、スリット形成側の製品端面を基準位置（Ｐ_０）としてパンチ５１の位置合わせを行うことが好ましい。すなわち、スリットを形成しない側の端面や製品中心位置を基準とした場合、製品幅（Ｗ寸法）のバラつきの影響を受けて精度が低下する可能性がある。なお、図３（ｔ_２）において製品幅（Ｗ）を計測しており、この値を利用してもよい。

次いで、ステップＳ７において、ステップＳ６で加工し調整した後の金属板抵抗器の調整後の抵抗値Ｂ_１を測定する（図３（ｔ_４）参照）。測定の方法はステップＳ３と同様である。なお、抵抗計はステップＳ３とステップＳ６で同じものを用いても異なるものを用いてもよい。以上、測定された、初期抵抗値Ａ_１、抵抗体の除去量Ｙ、および調整後抵抗値Ｂ_１を、メモリ３５に記憶する。これにより、目標抵抗値Ｒ_１と調整後抵抗値Ｂ_１とのズレを記録することができる。

ステップＳ８においては、メモリ３５に記録された値、特に調整後抵抗値Ｂ_１を用いて、目標抵抗値Ｒ_１と調整後抵抗値Ｂ_１とのズレ（補正値Ｚ）を算出する。例えば、（３）式により算出する。補正値Ｚはメモリ３５に記録される。
Ｚ＝Ｂｎ／Ｒ_１−１ （３）

次いで、ステップＳ９において、ｎ＝ｎ＋１の処理が行われ、ステップＳ２に戻る。なお、ｎが所定の上限値に達した場合や、個片化の加工限界まで達した場合等は、本処理を終了する。

以下に、ステップＳ４が“Ｎｏ”の場合（ｎ＞１）の演算処理について、具体的に説明する。ｎ＞１、すなわち、２回目以降の個片化において、補正値Ｚがメモリ３５に格納されている。抵抗体の除去量Ｙを算出するにあたり、この補正値Ｚを利用する。

一例として、２回目（ｎ＝２）の処理について、ステップＳ１０では、補正値Ｚにより、初期抵抗値Ａ_２（２回目の個片化の測定値）を補正する。例えば、調整後抵抗値Ｂ_１が（２）式により算出された抵抗値調整量を超えて、目標抵抗値Ｒ_１から１％上昇しすぎた場合は、メモリ３５に補正値Ｚ＝１％が格納されている。このとき、Ｓ３で測定した初期抵抗値Ａ_２の値に１％分を加算して初期抵抗値Ａ_２の補正値を得る。次いで、ステップＳ５においては、補正値Ｚに基づいて補正された初期抵抗値Ａ_２の補正値を用いて、前述のとおり（１）式により抵抗体の除去量Ｙを算出する。このため、実際に測定された初期抵抗値Ａ_２にもとづいて得られる抵抗体の除去量Ｙではなく、補正値Ｚを加味して補正された抵抗体の除去量Ｙが得られる。次いでＳ６の加工を行う。（２）式は抵抗体の除去量に応じて理論上補正される抵抗値の関係式であるが、実際には、抵抗材料それ自体、厚さ、幅Ｗの加工精度、加工設備などによって、抵抗値の調整割合にばらつきが生じることがある。本実施の形態によれば、このようなばらつきに対して、過去の加工による抵抗値調整傾向を数値化し、次回の抵抗値調整加工に活かすことができる。よって、材料バラツキ等に対して、自動的に抵抗値調整加工を微調整することができる。

測定値や演算値は、メモリ３５に、ｎの値とともに順次記憶しておくと良い。例えば、複数回分（例えば１０回分）の加工による各補正値Ｚの平均値を利用して、抵抗体の除去量Ｙを算出する、という方法も可能である。

なお、ステップＳ１０にて説明した例の他に、抵抗体の除去量Ｙを補正してもよい。例えば、メモリ３５に格納されている補正値Ｚ＝１％であった場合に、初期抵抗値Ａ_２より抵抗体の除去量Ｙを算出する。次いで、この抵抗体の除去量Ｙによる抵抗値上昇割合から補正値Ｚ（例えば１％）分が低くなるように減算して、抵抗体の除去量Ｙを補正する。この補正後の抵抗体の除去量ＹによってＳ６の加工を行う。したがって、前回上昇しすぎた抵抗値調整加工に対して、今回は適度に加工量を減らし、適正な調整後抵抗値を得ることが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、複数個取りの基材から個片化工程により１つずつの抵抗器を製造する場合に、前回又は以前の同じ基材の補正値（ズレ）を次回以降にフィードバックさせることができる。一度の加工により抵抗値を調整するため、何度も抵抗値調整を繰り返す必要がない。従って、加工スピードを速めることができるという利点がある。また、調整する抵抗器自身の初期抵抗値データから調整量を決定するため、調整精度が高いという利点を併せ持つ。従って、同じロットの次工程以降の工程における調整精度を向上させることができる。

尚、上記のように、調整式から大きく外れる調整後抵抗値Ｂ_ｎのデータが得られた場合には、不良（特異値）とみなして、図５の調整式の補正にそのデータを用いないようにすると良い。また、エラー処理を行い、工程を中断してもよい。

以上、同じロット（１つの基材）を用いた場合について説明した。ロットが異なる場合には、補正値Ｚ等をクリアして、改めて図４のフローを初期値（ｎ＝１）から実行すると良い。また、例えば、抵抗体の材質や幅に応じて、抵抗体の除去量Ｙにより調整される抵抗値が異なることが想定される。したがって、図５、式（２）のような抵抗調整式は、金属抵抗器の抵抗体の幅Ｗや抵抗体の比抵抗、等に応じてそれぞれ設定するとよい。

尚、上記の例では、１つずつ、個片化していく例を示したが、いくつかのまとまりについて個片化した後に、次のまとまりについて、調整式の補正を行うようにしても良い。
尚、抵抗値の調整のための抵抗体の除去方法は、プレスが好適であるが、エンドミル、グラインダ、砥石などの周知の方法を用いて抵抗体を削ることによって行うことができる。上記の例では、抵抗体の幅Ｗは固定としたが、補正値に応じて個片化する位置（抵抗体の幅Ｗ）を変えてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、図２（ａ）から（ｃ）までに示したように、個片化工程として、金属板を抵抗体とした複数個取りの基材から、端面側から順番に、１つの抵抗器分の基材片を切断または打ち抜きによって１つずつ切り出す工程を例に説明した。

本実施の形態では、抵抗器となるまでの状態において、一方の電極側で接続されている例について説明する。

図６は、本発明の第２の実施の形態による個片化工程の様子を示す平面図である。基材自体は、第１の実施の形態で説明したものと同様で良い。

第１の実施の形態における図２（ｂ）に示す基材と同様に、板状の抵抗体７３の両側に、板状の電極材７５ａ、７５ｂを、溶接技術などを用いてそれぞれ接合することで、接合部により両者が接合した基材７１を得る。次いで、電極材７５ａと抵抗体７３を完全に分離し、電極材７５の一部に入るように複数のスリットを形成する。したがって、複数の抵抗器は完全には分離されず、電極材７５ｂによって繋がった状態の基材７１が得られる。

そして、第１の実施の形態の図４と同様に、ステップＳ１からのフローを実行する（但し、ステップＳ２は行わない。）。即ち、ｎ＝１の処理を行い、初期抵抗値Ａ_１、調整後の抵抗値Ｂ_１をメモリに記憶しておく。

次いで、この初期抵抗値Ａ_１に基づいて抵抗体の除去量Ｙを算出し、抵抗値調整加工を行い、抵抗値調整後の抵抗値Ｂ_１に基づいて、補正値Ｚを得る。

そして、次の部分７７−２の抵抗調整処理において、補正値Ｚに基づいて抵抗体の除去量Ｙが補正されるように演算処理を行う。このような処理を、ｎ＝１、２、３、…と順次行う。最終的には、電極７５ｂ側も分離して、複数の抵抗器を得ることができる。この電極７５ｂ側の分離工程での抵抗値の変動は基本的に存在しない。メモリには、その際の、各抵抗器の抵抗値をｎとともに記憶しておけば、それぞれの抵抗器の抵抗値を後から対応付けることができる。

尚、上記では、部分７７−１、７７−２、７７−３、・・・を、複数個まとめて一部分離する例を示したが、一部分離、初期抵抗値測定、抵抗体の除去のための加工、調整後抵抗値測定の工程を、個別に（１個ずつ）行ってもよい。

上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

また、本実施の形態で説明した機能を実現するためのプログラム、又はそれをコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。

本発明は、抵抗器の製造方法に利用可能である。

１…金属板抵抗器、３…抵抗体、４…接合部、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…電極（端子）、
３１…制御・演算部、３５…メモリ

Claims (2)

1. 複数個取りの基材を、抵抗器１つ分のサイズに分離加工を行うことで、１つの金属板抵抗器を所定のサイズに個片化する金属板抵抗器の製造方法であって、
   個片化された第１の抵抗器を得る工程と、
   前記個片化された第１の抵抗器の初期抵抗値を測定する工程と、
   前記第１の抵抗器の一部をパンチで打ち抜き除去して抵抗値を調整する工程と、
   抵抗値を調整した後の前記第１の抵抗器の調整後抵抗値を測定する工程と、を含み、
   前記抵抗値を調整する工程は、抵抗値を調整する工程を行った毎にパンチの位置合わせを行い、抵抗体の寸法を測定することなく、高くしたい抵抗値の割合に対応して加工すべき前記第１の抵抗器の抵抗体の除去量をシミュレーション又は試作試験を通じて予め求めておく除去量演算工程を含み、
   前記第１の抵抗器以降の第２の抵抗器の除去量演算工程により算出された前記除去量に対して、前記第１の抵抗器の目標抵抗値と前記調整後抵抗値とのズレに基づく補正を行う
   金属板抵抗器の製造方法。
2. 前記初期抵抗値が目標抵抗値より高い場合には、
   前記抵抗値を調整する工程を行わずにエラー処理を行うことを特徴とする
   請求項１に記載の金属板抵抗器の製造方法。

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