JP7429552B2 - 抵抗器及び抵抗器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、抵抗器及び抵抗器の製造方法に関する。

特許文献１は、電流検出用の抵抗器として、抵抗体の両端面に一対の電極を溶接した抵抗器を開示している。

特開２００９－０７１１２３号公報

特許文献１に係るタイプの抵抗器では、抵抗体と基板との間隔が狭くなると、リフロー工程において半田が電極を伝って抵抗体にまで這い上がり、電流の検出精度が低下する虞が顕著となる。もちろん、抵抗体表面を樹脂で覆うことで半田が抵抗体に接触しないようにすることも可能であるが、製造歩留まりの低下及び製造コストの上昇を引き起こす。

そこで本発明は、簡易な構成で抵抗体への半田の這い上がりを阻止可能な抵抗器、及び抵抗器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の１つの態様によれば、抵抗体と、前記抵抗体に接続された一対の電極と、を備え、基板に実装した場合に少なくとも前記抵抗体が前記基板から離間して配置される抵抗器であって、抵抗器の実装面の前記抵抗体と前記電極との境界部位のうち、前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方の表面に、それぞれの材料の酸化による酸化膜を有し、前記抵抗器の前記実装面において、前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方に形成された前記酸化膜の部位を除き、前記抵抗体の表面が露出している、抵抗器が提供される。

本発明の１つの態様によれば、酸化膜は半田に対する濡れ性が低い。よって、抵抗体と基板との間隔が狭くなっても半田が酸化膜に這い上がりにくくなるので、半田が酸化膜を超えて抵抗体まで這い上がることを阻止できる。したがって、抵抗体を樹脂で覆う場合に比べて、製造歩留まりを高め、且つ製造コストを抑制することができる。

図１は、本実施形態の抵抗器の斜視図である。 図２は、本実施形態の抵抗器を回路基板への実装面側から見た斜視図である。 図３は、本実施形態の抵抗器に形成された酸化膜を示す図である。 図４は、本実施形態の抵抗器に形成された酸化膜の第１変形例を示す図である。 図５は、本実施形態の抵抗器に形成された酸化膜の第２変形例を示す図である。 図６は、本実施形態の抵抗器に形成された酸化膜の第３変形例を示す図である。 図７は、本実施形態の抵抗器を半田実装したときの断面写真である。 図８は、本実施形態の抵抗器にトリミングを行う場合の模式図である。 図９は、トリミング後の抵抗器の実装面を示す図である。 図１０は、トリミング後の抵抗器の側面図である。 図１１は、本実施形態の抵抗器の変形例を示す図である。 図１２は、本実施形態の抵抗器の製造方法を説明する模式図である。 図１３は、図１２に示す工程（ｃ）に用いられるダイスを引き抜き方向Ｆの上流側から見た正面図である。 図１４は、図１３のＢ－Ｂ線断面図であって、本実施形態の抵抗器の製造方法における形状を加工する工程を説明する模式図である。

［抵抗器の説明］
本発明の本実施形態の抵抗器１について、図１、図２を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の抵抗器１の斜視図である。図２は、本実施形態の抵抗器１を回路基板への実装面側から見た斜視図である。

抵抗器１は、抵抗体１０と、第１電極体１１（電極）と、第２電極体１２（電極）とを備え、第１電極体１１と抵抗体１０と第２電極体１２とが、この順に接合されたものである。抵抗器１は、図１には示されていない回路基板等に実装される。例えば、抵抗器１は、回路基板のランドパターン上に形成された一対の電極の上に配置される。本実施形態では、抵抗器１は、電流検出用抵抗器（シャント抵抗器）として用いられる。

なお、本実施形態では、第１電極体１１と第２電極体１２が並ぶ方向（抵抗器１の長手方向）をＸ方向（第１電極体１１側を＋Ｘ方向、第２電極体１２側を－Ｘ方向）とし、抵抗器１の幅方向をＹ方向（図１の紙面手前側を＋Ｙ方向、図１の紙面奥側を－Ｙ方向）とし、抵抗器１の厚み方向をＺ方向（回路基板に向かう方向を－Ｚ方向、回路基板から離れる方向を＋Ｚ方向）とし、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交するものとする。また、抵抗器１の実装面とは、回路基板に抵抗器１を実装する際に抵抗器１が回路基板に対向する面を意味し、第１電極体１１、抵抗体１０、第２電極体１２の回路基板に対向する面を含む。

本実施形態においては、抵抗体１０は、直方体（又は立方体）形状に形成されている。

抵抗体１０は、用途に合わせて低抵抗から高抵抗の材料を用いることが可能である。本実施形態において、抵抗体１０は、大電流を精度よく検出する観点から、比抵抗が小さく、且つ抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さい抵抗体材料であることが好ましい。一例として、銅・マンガン・ニッケル系合金、銅・マンガン・スズ系合金、ニッケル・クロム系合金、銅・ニッケル系合金等を使用することができる。

第１電極体１１は、抵抗体１０に接合する胴体部２１と、胴体部２１と一体に形成され回路基板側に延びる脚部２２とを備える。また、第２電極体１２は、抵抗体１０に接合する胴体部３１と、胴体部３１と一体に形成され回路基板側に延びる脚部３２と、を備える。

第１電極体１１（胴体部２１、脚部２２）及び第２電極体１２（胴体部３１、脚部３２）は、安定した検出精度を確保する観点から、電気伝導性及び熱伝導性の良好な導電性材料であることが好ましい。一例として、第１電極体１１及び第２電極体１２として、銅、銅系合金等を使用することができる。銅の中では、無酸素銅（Ｃ１０２０）を使用することが好ましい。第１電極体１１と第２電極体１２とは、互いに同一のものを使用できる。

第１電極体１１における胴体部２１は、抵抗体１０の＋Ｘ方向の端面と略同形状の端面を有し、この端面において抵抗体１０の＋Ｘ方向の端面と突き合わされた態様で接合している。胴体部２１と抵抗体１０との境界部位である接合部１３では、抵抗体１０と胴体部２１との境界に段差がなく平坦であり、抵抗体１０と胴体部２１とは滑らかに連続している。すなわち、接合部１３の表面は、抵抗体１０と胴体部２１との境界全周に亘って平坦（段差がない状態）に形成されている。

第２電極体１２における胴体部３１は、抵抗体１０の－Ｘ方向の端面と略同形状の端面を有し、この端面において抵抗体１０の－Ｘ方向の端面と突き合わされた態様で接合している。胴体部３１と抵抗体１０との境界部位である接合部１４では、抵抗体１０と胴体部３１との境界に段差がなく平坦であり、抵抗体１０と胴体部３１とは滑らかに連続している。すなわち、接合部１４の表面は、抵抗体１０と胴体部３１との境界全周に亘って平坦（段差がない状態）に形成されている。

脚部２２は、抵抗器１の実装面、即ち胴体部２１の回路基板側から－Ｚ方向に向けて延出した部材である。脚部２２は、胴体部２１よりもＸ方向の長さが短くなっているが、＋Ｘ方向の側面は胴体部２１の＋Ｘ方向の側面と同一平面を形成している。

脚部３２は、抵抗器１の実装面、即ち胴体部３１の回路基板側から－Ｚ方向に向けて延出した部材である。脚部３２は、胴体部３１よりもＸ方向の長さが短くなっているが、－Ｘ方向の側面は胴体部３１の－Ｘ方向の側面と同一平面を形成している。

本実施形態において、抵抗体１０と第１電極体１１との接合部１３、及び抵抗体１０と第２電極体１２との接合部１４の各々は、互いにクラッド接合（固相接合）にて接合している。すなわち、接合面の各々は、抵抗体１０と第１電極体１１の金属原子が互いに拡散した拡散接合面、抵抗体１０と第２電極体１２の金属原子が互いに拡散した拡散接合面、となっている。

抵抗器１は、脚部２２及び脚部３２が回路基板側に突出するように回路基板上に実装されることにより、抵抗体１０が回路基板から離間した状態で回路基板に実装される。

胴体部２１において－Ｘ方向側に突出した部分は突出部２１１であり、突出部２１１が抵抗体１０に接合している。同様に、胴体部３１において＋Ｘ方向側に突出した部分は突出部３１１であり、突出部３１１が抵抗体１０に接合している。

抵抗器１の長手方向（Ｘ方向）の長さＬ（図１参照）を一定としたとき、突出部２１１のＸ方向の長さ（胴体部２１の長さ、図１参照）、又は突出部３１１のＸ方向の長さ（胴体部３１のＸ方向の長さ、図１）を任意に調整し、抵抗体１０のＸ方向の長さＬ０（図１参照）をＬ０＝Ｌ－（Ｌ１＋Ｌ２）として調整することができる。したがって、抵抗器１の寸法Ｌを変更することなく、また脚部２２，３２の形状を変更することなく、抵抗器１の抵抗値を任意に調整することができる。または、抵抗器１の寸法Ｌを変更することなく、突出部２１１，３１１の突出量を大きくしても、脚部２２と脚部３２との距離を確保することができるため、ランドパターン間距離を確保しつつ、抵抗器１の設計自由度を高くすることができる。

ここで、抵抗体１０の長手方向（Ｘ方向）における抵抗体１０の長さＬ０と、第１電極体１１のＸ方向の長さＬ１と、第２電極体１２のＸ方向の長さＬ２の比は、任意に設定することができる。ただし、ＴＣＲ（抵抗温度係数［ｐｐｍ／℃］）の増加を抑制しつつ、抵抗値を小さくする観点から、Ｌ１：Ｌ０：Ｌ２＝１：２：１、若しくは１：２：１近傍であることが好ましい。

更に、放熱性を高めるとともに、抵抗値を小さくする観点から、抵抗器１の長さＬ（＝Ｌ１＋Ｌ０＋Ｌ２）に対する抵抗体１０の長さＬ０の比率は、５０％以下であることが好ましい。

本実施形態において、抵抗器１は、表面に、筋状凹凸１５（図１（拡大図）、図２（拡大図））を有する。本実施形態においては、筋状凹凸１５は、抵抗器１の＋Ｙ方向に対向する側面、及び－Ｙ方向に対向する側面以外の側面においてＹ方向に沿って延びるように形成されている。

筋状凹凸１５の凹部と凸部による表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）で約０．２～０．３μｍとすることができる。

本実施形態において、Ｘ方向における抵抗器１の長さＬは、３．２ｍｍ以下になるように形成されている。また、抵抗器１の抵抗値が２ｍΩ以下になるように調整されている。

本実施形態においては、高密度回路基板に適合させる観点から、Ｘ方向における抵抗器１の長さＬが、３．２ｍｍ以下、Ｙ方向における抵抗器１の長さ（幅）Ｗが１．６ｍｍ以下（製品規格３２１６サイズ）とすることができる。よって、本実施形態の抵抗器１のサイズとしては、製品規格２０１２サイズ（Ｌ：２，０ｍｍ、Ｗ：１．２ｍｍ）、製品規格１６０８サイズ（Ｌ：１．６ｍｍ，Ｗ：０．８ｍｍ）、製品規格１００５サイズ（Ｌ：１．０ｍｍ、Ｗ：０．５ｍｍ）にも適用可能である。本実施形態の抵抗器１の長さＬは、後述する製造方法における取り扱い性、例えば抵抗器１の基となる抵抗器母材１００（図１４参照）の破断防止の観点から、上記の製品規格１００５サイズ以上のサイズとすることができる。

本実施形態においては、抵抗器１の抵抗値は、小型且つ低抵抗を実現する観点から上記のいずれのサイズにおいても２ｍΩ以下となるように調整可能であり、例えば０．５ｍΩ以下となるように調整可能である。ここでの低抵抗とは、一般的な抵抗器（例えば、特開２００２－５７００９号公報のタイプの抵抗器）の寸法から想定される抵抗値よりも低い抵抗値を含む概念である。

本実施形態において、抵抗器１のＹ方向に延びる縁辺である角部分Ｐは、いずれも面取り形状を有している。本実施形態では、角部分Ｐの曲率半径は、Ｒ＝０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

また、図２に示すように、抵抗器１の実装面側（実装面のみならず、抵抗器１のＹ方向に対向する側面であって実装面に近傍の領域を含む）の接合部１３上、及び接合部１４上には酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）が形成されている。これについては図３乃至図６を参照して後述する。

＜酸化膜５＞
図３は、本実施形態の抵抗器１に形成された酸化膜５（５ａ）を示す図である。図４は、本実施形態の抵抗器１に形成された酸化膜５（５ｂ）の第１変形例を示す図である。図５は、本実施形態の抵抗器１に形成された酸化膜５（５ｃ）の第２変形例を示す図である。図６は、本実施形態の抵抗器１に形成された酸化膜５（５ｄ）の第３変形例を示す図である。

図３乃至図６に示すように、本実施形態の抵抗器１の実装面側には酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）が形成されている。酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）は、抵抗体１０、第１電極体１１、第２電極体１２、のいずれかの実装面側の表面にレーザ照射して加熱することで形成される熱酸化膜である。

図３では、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第１電極体１１との接合部１３から抵抗体１０側においてＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ａ（５）が形成されている。また図示は省略しているが、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第２電極体１２との接合部１４から抵抗体１０側においてＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ａ（５）が形成されている。

図４に示す第１変形例では、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第１電極体１１との接合部１３から第１電極体１１側においてＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ｂ（５）が形成されている。また図示は省略しているが、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第２電極体１２との接合部１４から第２電極体１２側においてＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ｂ（５）が形成されている。

図５に示す第２変形例では、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第１電極体１１との接合部１３を覆うようにＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ｃ（５）が形成されている。また図示は省略しているが、抵抗器１の実装面側において、抵抗体１０と第２電極体１２との接合部１４を覆うようにＸ方向に所定の幅で且つＹ方向全体に行き渡るように酸化膜５ｃ（５）が形成されている。

図６に示す第３変形例における酸化膜５ｄ（５）は、上記の第２変形例の酸化膜５ｃ（５）が抵抗器１の側面（＋Ｙ方向に対向する面、及び－Ｙ方向に対向する面）にまで延長したものである。また酸化膜５ｄ（５）は、接合部１３、接合部１４において全周に亘って形成してもよい。この第３変形例は、図３に示す酸化膜５ａ（５）、及び図４に示す酸化膜５ｂ（５）にも適用可能である。

このように、酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を形成する理由について説明する。

抵抗器１を回路基板に実装してリフロー工程を行うと、半田が第１電極体１１の脚部２２、及び第２電極体１２の脚部３２を伝って、抵抗体１０の実装面側にまで這い上がろうとする。しかし、酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）は、半田に対する濡れ性が低い。よって、抵抗体１０と回路基板との間隔が狭く設定されていても半田は酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を這い上がりにくくなる。したがって、半田が酸化膜５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を超えて抵抗体１０にまで這い上がることを阻止できる。

図３のように酸化膜５ａ（５）を形成することにより、酸化膜５ａ（５）の脚部２２側の縁辺、すなわち第１電極体１１の突出部２１１と接合部１３と重なる位置において半田のさらなる這い上がりを阻止できる。また図示は省略するが、酸化膜５ａ（５）の脚部３２側の縁辺、すなわち第２電極体１２の突出部３１１と接合部１４と重なる位置で半田のさらなる這い上がりを阻止できる。

図４，５，６のように酸化膜５ｂ，５ｃ，５ｄ（５）を形成することにより、酸化膜５ｂ，５ｃ，５ｄ（５）の脚部２２側の縁辺、すなわち第１電極体１１の突出部２１１の脚部２２側において－Ｘ方向の途中まで移動した位置で半田のさらなる這い上がりを阻止できる。また図示は省略するが、酸化膜５ｂ，５ｃ，５ｄ（５）の脚部３２側の縁辺、すなわち脚部３２の付け根となる位置から胴体部３１において＋Ｘ方向の途中まで移動した位置で半田のさらなる這い上がりを阻止できる。

図３に示した酸化膜５ａ（５）の配置では、半田の這い上がりが、実装面の第１電極体１１の抵抗体１０との接合位置（接合部１３）、実装面の第２電極体１２の抵抗体１０との接合位置（接合部１４）まで及ぶので、第１電極体１１及び第２電極体１２のＴＣＲの温度変化を、図４乃至図６の酸化膜５ｂ，５ｃ，５ｄ（５）の配置に比べて、より効果的に相殺することができる。

図７は、本実施形態の抵抗器１を半田実装したときの断面写真である。図７に示す抵抗器１は、上記と同様に抵抗体１０の端面と第１電極体１１の端面を突き合わせ、抵抗体１０の端面と第２電極体１２の端面とを突き合わせてクラッド接合により形成したものである。ここで、抵抗器１の実装面側において、第２電極体１２と抵抗体１０との接合部１４を跨ぐ境界部位には酸化膜５（図２等参照）を形成しているが、第１電極体１１と抵抗体１０との接合部１３を跨ぐ境界部位には酸化膜５は形成していない。

そして、リフロー工程により抵抗器１を半田９を介して回路基板７に実装した。その結果、右側の第１電極体１１の脚部２２に接触した半田９は、当該脚部２２を這い上がり、実装面において突出部２１１を経て抵抗体１０にまで這い上がり、抵抗体１０に接触した状態となっている。一方、第２電極体１２の脚部３２に接触した半田９は当該脚部３２を這い上がり実装面において突出部３１１にまで這い上がるものの、酸化膜５に接触する位置で這い上がりが阻止されている。したがって、実際の抵抗器１において、第２電極体１２と抵抗体１０との接合部１４を跨ぐ境界部位、及び第１電極体１１と抵抗体１０との接合部１３を跨ぐ境界部位に酸化膜５をそれぞれ形成することにより、半田９の抵抗体１０への這い上がりを阻止可能であることが容易に理解できる。

＜トリミング＞
図８は、本実施形態の抵抗器１にトリミングを行う場合の模式図である。図９は、トリミング後の抵抗器１の実装面を示す図である。図１０は、トリミング後の抵抗器１の側面図である。

本実施形態の抵抗器１において、抵抗体１０をトリミングすることで抵抗値を調整することができる。トリミングはレーザ光を抵抗体１０に照射して抵抗体１０の一部を削り取ることにより行われる。また抵抗体１０のトリミング箇所には上記の酸化膜５が形成される。よって、トリミング箇所を工夫することで、抵抗値の調整と、半田の這い上がりを阻止する加工とを同時に行うことができる。なお、図３乃至図６に示す酸化膜５を形成する際もレーザ照射を行うが、この場合のレーザ強度はトリミングが発生しない程度に抑制されている。

図８に示すように、抵抗器１の実装面において、接合部１３、及び接合部１４に対してレーザを照射する。

ところで、本実施形態の抵抗器１は、後述のように（図１１、図１２参照）、抵抗体母材１０Ａを電極体母材１１Ａ，１２Ａで挟み込んだ状態でクラッド接合（固相接合）した抵抗器母材１００をダイス３００に挿通して断面積を縮小させつつ断面形状を抵抗器１の断面形状に変形させ、ダイス３００に挿通後の抵抗器母材１００を切断することで形成される。よって、接合部１３（境界部位）及び接合部１４（境界部位）は、通常平面（直線）となるが、わずかに蛇行する場合がある。この場合、接合部１３及び接合部１４のみを狙ってレーザ照射を行うことは困難である。

そこで、図８の拡大図に示すように、接合部１３において抵抗体１０及び第１電極体１１にレーザが照射され、接合部１４において抵抗体１０及び第２電極体１２にレーザが照射されるようにレーザの照射エリア５１（Ｘ方向の幅：０．１ｍｍ～０．１５ｍｍ）がそれぞれ設定される。

図８の拡大図中の矢印（レーザの照射位置の軌跡）で示すように、レーザは、例えば照射エリア５１の－Ｘ方向の端部であって平面視で抵抗器１から離間した位置から＋Ｙ方向に移動して抵抗器１上を照射して平面視で抵抗器１から離間した位置まで移動する。その後レーザは、＋Ｘ方向にわずかに移動（移動量はレーザの抵抗器１上のスポット径よりも小さい）して－Ｙ方向に移動して抵抗器１上を照射して平面視で抵抗器１から離間した位置まで移動する。以後同様の動作を繰り返して照射エリア５１全体にレーザを照射する。

レーザは、その出力が発振直後に過大または過少となるなど安定しない虞があるので、上記のように、平面視で抵抗器１から離間した位置（抵抗器１にレーザが照射されない位置）からレーザの発振を開始して出力が安定したレーザを抵抗器１に照射することが望ましい。また、レーザは照射エリア５１の＋Ｙ方向（－Ｙ方向）の端部から－Ｙ方向（＋Ｙ方向）の端部まで途切れることなく照射することが望ましい。

また抵抗器１にレーザを照射しているときは、抵抗値が安定しないので、レーザ照射後に抵抗値を測定し、当該抵抗値が所望の抵抗値になるまでレーザ照射と抵抗値の測定を繰り返すことになる。

上記のように照射エリア５１全体にレーザを照射することで、図９、及び図１０に示すように、接合部１３、及び接合部１４に沿って凹部６が形成される。凹部６はＹ方向に延びるとともにＹ方向から見た断面形状が略半円形（若しくは矩形、不定形）となる。このように凹部６を形成することで抵抗器１の抵抗値は高抵抗側にシフトする。また上記のように凹部６は照射エリア５１の端部から端部まで形成することで、その内壁を中心に熱反応により表面が改質された酸化膜５が形成されるので、リフロー工程の際に半田が抵抗体１０にまで這い上がることを阻止できる。よって、一対の酸化膜５間に位置する抵抗体１０には、母材の抵抗体１０が露出した状態でも、半田が抵抗体１０まで這い上がる心配がない。

＜変形例＞
図１１は、本実施形態の抵抗器１の変形例を示す図である。本実施形態の抵抗器１の変形例は、第１電極体１１の脚部２２、第２電極体１２の脚部３２がなく、抵抗器１の実装面が平坦となっている。一方、回路基板７には電極７１，７２が配置され、電極７１，７２は、回路基板７から突出するように配置されている。電極７１には第１電極体１１が半田（不図示）により実装されており、電極７２には第２電極体１２が半田（不図示）により実装されている。このとき、抵抗体１０は、回路基板７から離間して配置されている。

上記と同様に抵抗器１の実装面において、例えば接合部１３，１４を覆うように酸化膜５が配置されている。このため、リフロー工程において、第１電極体１１を伝ってきた半田が接合部１３に形成された酸化膜５を超えて抵抗体１０にまで這い上がること、及び第２電極体１２を伝ってきた半田が接合部１４に形成された酸化膜５を超えて抵抗体１０にまで這い上がることを阻止できる。なお、この変形例においても、上記の凹部６（酸化膜５）を形成してもよい。

＜本実施形態の効果＞
次に、本実施形態による作用効果について説明する。

本実施形態の抵抗器１によれば、抵抗体１０と、抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）と、を備え、基板（回路基板）に実装した場合に少なくとも抵抗体１０が基板（回路基板）から離間して配置される抵抗器１であって、抵抗器１の実装面（実装面側）の抵抗体１０と電極（第１電極体１１、第２電極体１２）との境界部位（接合部１３、接合部１４）のうち、抵抗体１０及び電極（第１電極体１１、第２電極体１２）の少なくとも一方に酸化膜５を有する。

上記構成により、抵抗体１０と抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）に構成されるので小型且つ低抵抗な抵抗器１が実現できる。また、酸化膜５は半田に対する濡れ性が低い。よって、抵抗体１０と基板（回路基板）との間隔が狭くなっても半田が酸化膜５によって這い上がりにくくなるので、半田が酸化膜５を超えて抵抗体１０まで這い上がることを阻止できる。したがって、抵抗体１０を樹脂で覆う場合に比べて、製造歩留まりを高め、且つ製造コストを抑制することができる。

本実施形態において、酸化膜５は、少なくとも抵抗体１０に形成されている（図３、図５参照）。これにより、半田の這い上がりが電極（第１電極体１１、第２電極体１２）と抵抗体１０との接合位置（接合部１３、接合部１４）まで及ぶので、電極（第１電極体１１、第２電極体１２）のＴＣＲの温度変化を、効果的に相殺することができる。

本実施形態において、抵抗体１０の表面は、酸化膜５が形成された部位を除き母材の抵抗体が露出している。すなわち、酸化膜５が電極（第１電極体１１、第２電極体１２）に形成されている場合（図４など）において、抵抗体１０の表面は母材の抵抗体である金属材が露出している。これにより、抵抗体１０の表面、特には抵抗体１０の実装面、さらには例えば抵抗体１０の側面の実装面側を樹脂で覆うことなく抵抗体１０への半田の這い上がりを阻止できる。

本実施形態において、電極（第１電極体１１、第２電極体１２）は、抵抗体１０に接続する胴体部２１，３１と、基板（回路基板）の方向に突出した脚部２２，３２と、を有するとともに抵抗体１０と胴体部２１，３１（突出部２１１、３１１）により境界部位（接合部１３、接合部１４）が形成され、酸化膜５は、抵抗体１０と胴体部２１，３１（突出部２１１、３１１）との境界部位（接合部１３、接合部１４）のうち、少なくとも胴体部２１，３１（図４参照）に形成されている。これにより、脚部２２，３２と半田との接合を確保しつつ抵抗体１０への半田の這い上がりを阻止できる。

本実施形態において、境界部位（接合部１３、接合部１４）において、凹部６を有し、酸化膜５は凹部６、または凹部６の内壁を中心とする凹部６周辺に形成されている。これにより、抵抗値の調整と、半田の這い上がりを阻止する加工とを同時に行うことができる。

本実施形態において、境界部位（接合部１３、接合部１４）において、凹部６を有し、酸化膜５は凹部６、又は凹部６の内壁を中心とする凹部６周辺に形成され、凹部６は、胴体部２１，３１（突出部２１１、３１１）と抵抗体１０の双方に亘って形成されている。これにより、抵抗値の調整と、半田の這い上がりを阻止する加工とを同時に且つ安定的に行うことができる。

本実施形態の抵抗器１の製造方法は、抵抗体１０と、抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）と、を備え、基板（回路基板）に実装した時に少なくとも抵抗体１０が基板（回路基板）から離間して配置される抵抗器１の製造方法であって、抵抗器１の実装面側の抵抗体１０と電極（第１電極体１１、第２電極体１２）との境界部位（接合部１３、接合部１４）にレーザを照射することで、抵抗体１０及び電極（第１電極体１１、第２電極体１２）の少なくとも一方に酸化膜５を形成する。

上記方法により、抵抗体１０と抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）に構成されるので小型且つ低抵抗な抵抗器１が実現できる。また、酸化膜５は半田に対する濡れ性が低い。よって、抵抗体１０と基板（回路基板）との間隔が狭くなっても半田が酸化膜５に這い上がりにくくなるので、半田が酸化膜５を超えて抵抗体１０まで這い上がることを阻止できる。したがって、抵抗体１０を樹脂で覆う場合に比べて、製造歩留まりを高め、且つ製造コストを抑制することができる。

その他、本実施形態の抵抗器１は、以下のような構成・作用・効果を有する。

本実施形態の抵抗器１によれば、抵抗体１０と、抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）と、を備えた抵抗器１であって、抵抗体１０の端面と、電極の端面（第１電極体１１、第２電極体１２）とが、突き合わせて接合され、電極（第１電極体１１、第２電極体１２）は、胴体部２１，３１と胴体部２１，３１から実装面に突出した脚部２２，３２と、を含み、抵抗器１の長辺の長さ寸法（Ｌ）は、３．２ｍｍ以下であり、抵抗値は２ｍΩ以下である。

上記構成により、抵抗体１０と抵抗体１０に接続された一対の電極（第１電極体１１、第２電極体１２）により胴体部２１，３１から実装面に突出した脚部２２，３２が構成され、検出端子からの引き出しが脚部２２，３２間で行えるため、小型の抵抗器１が実現できる。また、抵抗体１０の両端に電極（第１電極体１１、第２電極体１２）が接合された形態であり、抵抗体１０の（Ｘ方向の）寸法は抵抗器１の（Ｘ方向の）寸法よりも小さくなるので、抵抗体１０の下面に一対の電極を接合したタイプの抵抗器よりも低抵抗な抵抗器１を実現できる。以上より、小型化（長辺寸法３．２ｍｍ以下、３２１６サイズ以下）を実現しつつ従来にはないさらなる低抵抗（２ｍΩ以下）を実現可能な抵抗器１となる。

なお、抵抗体と電極体とを電子ビームなどにより溶接して形成された抵抗器であれば、このサイズでは抵抗値に当該溶接によるビードの影響を考慮する必要があるが、本実施形態の抵抗器１は、後述のように、抵抗体１０と第１電極体１１、及び抵抗体１０と第２電極体１２とがそれぞれ拡散接合により接合可能であるため、このように小型に設計しても抵抗値等の特性を安定させることができる。

本実施形態において、抵抗器１の実装面のうち、抵抗体１０と胴体部２１，３１との境界部位（接合部１３，１４）は平坦である。電子ビームなどの溶接による溶接ビードを有していないことにより、抵抗体１０と胴体部２１，３１との境界が明確になり、良否判断を容易に行うことができる。また、抵抗器１をシャント抵抗器として用いた場合、抵抗体１０と胴体部２１，３１との境界（接合部１３，１４）で段差が生じることにより発生する電流の検出精度の低下を抑制できる。更に、抵抗値、熱特性の安定性を向上させることができる。

本実施形態において、抵抗体１０と胴体部２１，３１とは固相接合により接合されている。これにより、抵抗体１０と第１電極体１１、及び抵抗体１０と第２電極体１２とが互いに強固に接合されるため、良好な電気的特性が得られる。また、抵抗器１では、抵抗体１０と第１電極体１１、及び抵抗体１０と第２電極体１２との接合には電子ビームなどによる溶接が用いられていないため、接合部１３，１４には溶接ビード（凹凸形状の溶接痕）がない。したがって、抵抗器１の表面にワイヤーボンディング等を施す場合にボンディング性を損なうことがない。

本実施形態において、胴体部２１，３１は、抵抗体側に突出した突出部２１１，３１１を有する。これにより、抵抗器１の長手方向（Ｘ方向）の長さ（Ｌ）を一定としたとき、突出部２１１のＸ方向の長さ（胴体部２１の長さＬ１）、又は突出部３１１のＸ方向の長さ（胴体部３１のＸ方向の長さＬ２）を任意に調整し、抵抗体１０のＸ方向の長さ（Ｌ０）をＬ０＝Ｌ－（Ｌ１＋Ｌ２）として調整することができる。したがって、脚部２２，３２の形状を変更することなく、抵抗器１の抵抗値を任意に調整することができる。

本実施形態において、抵抗器１の抵抗体１０及び電極（第１電極体１１、第２電極体１２）の並び方向（Ｘ方向）における脚部２２，３２の実装面側の端部は、面取り形状となっている。

従来の抵抗器では、面取りされていない角部分において電流密度が大となり、エレクトロマイグレーションと呼ばれる現象が発生したり、同様にして角部分に熱応力が集中したりすることにより、抵抗器の欠損が発生しやすくなっていた。また、このエレクトロマイグレーションは、回路サイズが微小化するにつれて無視できない影響を及ぼすため、抵抗器が小型になるほど、エレクトロマイグレーションが顕著化することが懸念されていた。

これに対して、抵抗器１は、角部分Ｐが面取りされていることにより、角部分Ｐにおける電流密度の偏りが緩和される。これにより、エレクトロマイグレーションの発生を抑制することができる。また、同様にして、熱応力集中が緩和できるため、ヒートサイクル耐性を向上することができる。

本実施形態において、抵抗器１の抵抗体１０及び電極（第１電極体１１、第２電極体１２）の並び方向（Ｘ方向）及び抵抗器１の実装方向に垂直な方向（Ｚ方向）を幅方向（Ｙ方向）とし、抵抗体１０の表面、及び／又は、電極（第１電極体１１、第２電極体１２）の表面には幅方向（Ｙ方向）に沿って延びる筋状の凹凸面（筋状凹凸１５）が形成されている。これにより、抵抗器１の表面積を大きくして放熱性を高めることができ、また電極（第１電極体１１、第２電極体１２）に形成した場合は抵抗器１を回路基板に固定する半田の接合強度を高めることができる。

本実施形態において、抵抗体１０は、直方体（又は立方体）に形成されている。抵抗体１０が直方体（又は立方体）であると、抵抗体１０の端面と略同形状に形成され、抵抗体１０の端面に接合された第１電極体１１及び第２電極体１２から抵抗体１０を流れる電流の経路が直線的になるため抵抗値を安定にすることができる。また、抵抗器１では、抵抗体１０が第１電極体１１と第２電極体１２の間に接合されているため、抵抗体１０の体積を必要最小限にして抵抗値を調整することが可能である。

［抵抗器の製造方法の説明］
図１２は、本実施形態の抵抗器１の製造方法を説明する模式図である。

本実施形態の抵抗器１の製造方法は、材料を準備する工程（ａ）と、材料を接合する工程（ｂ）と、形状を加工する工程（ｃ）と、個々の抵抗器１に切断（個片化）する工程（ｄ）と、レーザを用いて抵抗器１の抵抗値を調整する工程（ｅ）とを備える。

材料を準備する工程（ａ）では、抵抗体１０の母材となる抵抗体母材１０Ａと、第１電極体１１の母材である電極体母材１１Ａと、第２電極体１２の母材である電極体母材１１Ａ，１２Ａを準備する。抵抗体母材１０Ａと、電極体母材１１Ａ，１２Ａは平角状の長尺の線材である。本実施形態では、抵抗器１のサイズ、抵抗値及び加工性の観点から、抵抗体母材１０Ａ（抵抗体１０）の材料として銅・マンガン系合金を使用し、電極体母材１１Ａ，１２Ａ（第１電極体１１、第２電極体１２）の材料として無酸素銅（Ｃ１０２０）を使用することが好ましい。

材料を接合する工程（ｂ）では、電極体母材１１Ａと抵抗体母材１０Ａと電極体母材１２Ａとを、この順で重ね、重ね方向に圧力を加えて接合して抵抗器母材１００を形成する。

すなわち、工程（ｂ）では、いわゆる異種金属材料間におけるクラッド接合（固相接合）が行われる。クラッド接合された電極体母材１１Ａと抵抗体母材１０Ａとの接合面、及び電極体母材１２Ａと抵抗体母材１０Ａとの接合面は、双方の金属原子が互いに拡散した拡散接合面となっている。

これにより、従来のような電子ビームによる溶接等を行うことなく、抵抗体母材１０Ａと電極体母材１１Ａとの接合面、及び抵抗体母材１０Ａと電極体母材１２Ａとの接合面を互いに強固に接合することができる。また、抵抗体母材１０Ａ（抵抗体１０）と電極体母材１１Ａ（第１電極体１１）との接合面及び抵抗体母材１０Ａ（抵抗体１０）と電極体母材１２Ａ（第２電極体１２）との接合面において、良好な電気的特性が得られる。

図１３は、図１２に示す工程（ｃ）に用いられるダイス３００を引き抜き方向Ｆの上流側から見た正面図である。図１４は、図１３のＢ－Ｂ線断面図であって、本実施形態の抵抗器１の製造方法における形状を加工する工程を説明する模式図である。工程（ｃ）では、クラッド接合によって得られた抵抗器母材１００をダイス３００に通過させる。本実施形態の抵抗器１を製造するにあたっては、一例として、図１３に示すダイス３００を用いることができる。

ダイス３００には、開口部３０１が形成されている。開口部３０１は、抵抗器母材１００が挿入可能な寸法に設定された入口開口３０２と、抵抗器母材１００の外形寸法よりも小さい寸法に設定された出口開口３０３と、入口開口３０２から出口開口３０３に向けてテーパ状に形成された挿通部３０４とを有する。本実施形態においては、開口部３０１は、角部分が面取り形状に加工された矩形に形成されている。

このような形状のダイス３００に抵抗器母材１００を通過させることにより、抵抗器母材１００を全方向から圧縮変形させることができる。これにより抵抗器母材１００の断面形状はダイス３００（出口開口３０３）の外形に倣った形状となる。

また、本実施形態では、工程（ｃ）において、抵抗器母材１００をダイス３００に通過させる際、抵抗器母材１００をつかみ具４００によって引き抜く、引き抜き工法が適用される。

工程（ｃ）では、開口部３０１のサイズを異ならせた複数のダイス３００を用意して、これら複数のダイス３００を段階的に通過させる引き抜き加工を施してもよい。

また、工程（ｃ）では、ダイス３００の開口部３０１の形状を変更することにより、本実施形態の抵抗器１を製造することができる。

抵抗器１を製造するにあたっては、一例として、開口部３０１（入口開口３０２、出口開口３０３）の一の辺における一部に、開口中央に向けて矩形に突出した形状の突出部３００ａを有するダイス３００を適用する。抵抗器母材１００には、矩形形状の出口開口３０３に設けられた突出形状により、引き抜き方向に連続する矩形溝１０５が形成される。

抵抗器母材１００を個々に切断した際に、この矩形溝１０５は、抵抗体１０と第１電極体１１の胴体部２１と脚部２２、第２電極体１２の胴体部３１と脚部３２によって囲まれる凹部を構成する。

図１２に戻り、工程（ｃ）に続く工程（ｄ）では、設計されたＹ方向の長さＷになるように、抵抗器母材１００から抵抗器１を切り出す。また、本実施形態では、工程（ｄ）において、抵抗器母材１００において矩形溝１０５が形成された面１００ａから反対面１００ｂに向けて切断することが好ましい。これにより、金属のバリ（Ｂｕｒｒ）は抵抗器１の上面から上方に向けて延びる形に形成され、脚部２２，３２において－Ｚ方向（図１、図２）に延びるバリ（回路基板に向けて延びるバリ）が発生することはない。これにより、抵抗器１の回路基板への実装を確実に行うことができる。

以上の工程を経ることにより、抵抗器母材１００から個片の抵抗器１を得ることができる。更に、工程（ｅ）では、レーザ照射により抵抗体１０のトリミングを行って抵抗器１の抵抗値を所望の抵抗値に設定する。トリミングの詳細については上記の通りである（図８乃至図１０参照）。なお、図１、２に示す、角部分Ｐはダイス３００の開口部３０１の形状に倣って形成され、筋状凹凸１５は抵抗器母材１００がダイス３００の内壁（出口開口３０３）に圧接した状態で摺動するときに抵抗器母材１００の長さ方向に形成される筋状の摺動痕である。

＜本実施形態のダイス３００を用いた抵抗器１の製造方法の効果＞
次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態のダイス３００を用いた抵抗器１の製造方法によれば、電極体母材１１Ａと抵抗体母材１０Ａと電極体母材１２Ａとを並列に重ねて圧力を加えて、クラッド接合（固相接合）により一体化した構造（すなわち並接クラッド構造）の抵抗器母材１００（抵抗器１）が得られる。これにより、電子ビームによる溶接等を用いること無く、抵抗体母材１０Ａ（抵抗体１０）と電極体母材１１Ａ（第１電極体１１）の接合強度、及び抵抗体母材１０Ａ（抵抗体１０）と電極体母材１２Ａ（第２電極体１２）の接合強度を高めることができる。

また、本実施形態の上記製造方法によれば、抵抗器母材１００をダイス３００に通して全方向から圧縮することにより、抵抗器母材１００の外形状を成型することができる。このため、抵抗器母材１００が形成された後は、工程（ｄ）を経るだけで個別の抵抗器１を製造できる。したがって、抵抗器１の製造によって生じる個体差を抑えることができる。また、これに加えて、抵抗器母材１００をダイス３００に通すことにより、抵抗体１０と第１電極体１１との接合強度、及び抵抗体１０と第２電極体１２との接合強度を更に高めることができる。

抵抗器母材１００を全方向から圧縮する方法としては、例えば、抵抗器母材１００が方形であれば、抵抗器母材１００を厚み方向（Ｚ）から加圧する一対のローラによって第１段の圧接を施して、その後、幅方向（Ｙ）から加圧する一対のローラによって第２段の圧接を施す方法がある。

しかし、この方法では、第１段の圧接工程において、抵抗器母材１００は、厚み方向（Ｚ）に圧縮されるものの、幅方向（Ｙ）には膨張してしまう。また、続く第２段の圧接工程において、抵抗器母材１００は、幅方向（Ｙ）に圧縮されるものの、厚み方向（Ｚ）には膨張してしまう。この結果、寸法精度が低下し、個々の抵抗器のばらつきや抵抗器への電力印加時の温度分布のばらつき等が大きくなってしまう。

これに対して、本実施形態の上記製造方法によれば、抵抗器母材１００をダイス３００に通過させる引き抜き工程を行うことにより、抵抗器母材１００を長さ方向（Ｘ）及び厚み方向（Ｚ）に一様に圧縮できる。

このため、ローラを用いて一方向からの圧縮と他方向からの圧縮とを繰り返すことで得られた抵抗器母材に比べて、抵抗器母材１００は、電気的に有利な接合界面が形成されると考えられる。したがって、完成品としての抵抗器１の特性差を抑えることができる。

本実施形態の上記製造方法では、特に、開口部３０１の異なる複数のダイス３００を段階的に用いて、抵抗器母材１００のサイズを段階的に小さくなるように圧縮成型することにより、抵抗器母材１００やダイス３００への負荷を低減しつつ、抵抗器母材１００を長さ方向（Ｘ）及び厚み方向（Ｚ）に一様に圧縮できる。これにより、完成品としての抵抗器１の特性のバラツキを抑えることができる。

また、本実施形態の上記製造方法では、抵抗器母材１００をダイス３００に通す工程（ｃ）において、引き抜き工程が適用されることにより、押し出し工法に比べて完成品の精度が高められる。この製造方法を用いることにより、抵抗器１としての特性の安定化を実現できる。

特に、ダイス３００の開口部３０１の、少なくとも出口開口３０３は曲線により連続して形成されている。これにより、抵抗器母材１００が開口を通過する際に抵抗器母材１００に印加される応力を緩和することができ、抵抗器母材１００やダイス３００への負荷を低減することができる。これにより、完成品としての抵抗器１の特性のバラツキを抑えることができる。

これに加え、少なくとも出口開口３０３は曲線により連続して形成されているので、ダイス３００を通過して得られた抵抗器１の角部分Ｐ（縁辺）は面取りされることになる。これにより、角部分Ｐにおいて抵抗器１に生じるエレクトロマイグレーションを抑制することができる。また、抵抗器１のヒートサイクル耐性を高めることができる。

また、本実施形態の上記製造方法によれば、第１電極体１１と抵抗体１０と第２電極体１２とが互いに拡散接合（固相接合）により接合されているため、溶接ビードがない。従来の電子ビームなどの溶接による接合では、抵抗器が小型化されるにつれて溶接ビードが抵抗値特性に無視できない影響を与えることがあった。しかし、本実施形態の上記製造方法によって得られた抵抗器１には、その懸念がない。

このように、本実施形態の上記製造方法は、抵抗体母材１０Ａ及び電極体母材１１Ａ，１２Ａをクラッド接合（固相接合）して得られる抵抗器母材１００をダイス３００に通して成型するため、例えば電子ビームによる溶接を用いなくとも材料間の接合強度を高めることが可能であり、高い寸法精度を確保することができるため、小型の抵抗器１の製造に好適である。

抵抗器１を製造するにあたって、工程（ｄ）では、抵抗器母材１００において矩形溝１０５が形成された面１００ａから反対面１００ｂに向けて切断することが好ましい。これにより、切断によって生じるバリの、実装面側での形成を阻止できる。

また、本実施形態の上記製造方法において、形状を加工する工程（ｃ）の前段に、クラッド接合された抵抗器母材１００のサイズをダイス３００に挿通可能なサイズに調整する工程が含まれていてもよい。

また、本実施形態の上記製造方法において、酸化膜５の形成にレーザ照射を用いるとしたが、金属表面を改質させた酸化膜５が形成できればレーザに限定するものではなく、例えば酸化剤を供給することにより酸化膜５を形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。例えば、本実施形態では抵抗器母材１００をダイス３００に通して個片化した抵抗器１について説明したが、ダイス３００を通すことなく抵抗体と電極体とをクラッド接合した抵抗器や、プレス加工により成型された抵抗器にも適用できる。

１ 抵抗器
１０ 抵抗体
１１ 第１電極体
１２ 第２電極体
１３ 接合部
１４ 接合部
５ 酸化膜

Claims (6)

1. 抵抗体と、前記抵抗体に接続された一対の電極と、を備え、基板に実装した場合に少なくとも前記抵抗体が前記基板から離間して配置される抵抗器であって、
   抵抗器の実装面の前記抵抗体と前記電極との境界部位のうち、前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方の表面に、それぞれの材料の酸化による酸化膜を有し、
   前記抵抗器の前記実装面において、前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方に形成された前記酸化膜の部位を除き、前記抵抗体の表面が露出している、
   抵抗器。
2. 請求項１に記載の抵抗器であって、
   前記酸化膜は、少なくとも前記抵抗体に形成されている抵抗器。
3. 請求項１又は２に記載の抵抗器において、
   前記電極は、前記抵抗体に接続する胴体部と、前記基板の方向に突出した脚部と、を有するとともに前記抵抗体と前記胴体部により前記境界部位が形成され、
   前記酸化膜は、前記抵抗体と前記胴体部との前記境界部位のうち、少なくとも前記胴体部に形成されている抵抗器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の抵抗器であって、
   前記境界部位において、凹部を有し、
   前記酸化膜は前記凹部に形成されている抵抗器。
5. 請求項３に記載の抵抗器であって、
   前記境界部位において、凹部を有し、
   前記酸化膜は前記凹部に形成され、前記凹部は、前記胴体部と前記抵抗体の双方に亘って形成されている抵抗器。
6. 抵抗体と、前記抵抗体に接続された一対の電極と、を備え、基板に実装した時に少なくとも前記抵抗体が前記基板から離間して配置される抵抗器の製造方法であって、
   抵抗器の実装面における前記抵抗体と前記電極との境界部位のうち前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方の表面にレーザを照射して、それぞれの材料の酸化による酸化膜を形成する工程を有し、
   前記抵抗器の前記実装面において、前記抵抗体及び前記電極の少なくとも一方に形成された前記酸化膜の部位を除き、前記抵抗体の表面が露出している前記酸化膜を形成する、
   抵抗器の製造方法。

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