JPH05217709A - フィルム型の電気抵抗器 - Google Patents
フィルム型の電気抵抗器Info
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- JPH05217709A JPH05217709A JP4244407A JP24440792A JPH05217709A JP H05217709 A JPH05217709 A JP H05217709A JP 4244407 A JP4244407 A JP 4244407A JP 24440792 A JP24440792 A JP 24440792A JP H05217709 A JPH05217709 A JP H05217709A
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Abstract
型の抵抗器を提供すること。 【構成】 電気絶縁性で十分な熱伝導性を有する基板を
形成するチップ11と、該チップの一方の側に設けられ
た抵抗フイルム12と、前記チップの該一方の側で前記
抵抗フイルムに接続されたリード14、15と、前記チ
ップ、前記抵抗フイルム及び前記リードの内端を略完全
に包み込むようにして保護する成形本体13とを具備
し、該成形本体13は、高熱伝導性のエポキシ樹脂によ
って形成され、前記抵抗器を基台19又はヒートシンク
に固定するための貫通するボルト穴16を有している。
Description
に関する。
わたって、本発明の出願の譲受人は、シリコン成形混合
物中に完全に包み込まれるようにして保護された平坦な
フィルム型の電力用抵抗器を大量に製造、販売してい
る。これら抵抗器は独立しており、いかなる基台(ヒー
トシンク)にも係合して搭載されるようになっていな
い。したがって、このような抵抗器には、基台に短絡し
たり、電弧が生じたりする危険はない。出願の譲受人に
よって長い間販売されている、上述のこの独立している
電力用抵抗器は0.5ワットか0.75ワットのいずれかの出
力定格を有している。
格を有しているが、抵抗器の物理的な大きさ(抵抗器全
体の2つの平行な側部の一方の表面積)は上述の0.75ワ
ットの独立した抵抗器の3倍よりもわずかに大きいだけ
である。
るが、物理的に小さい平坦なフィルム型の抵抗器が、基
台に短絡したり、電弧が生じたりする危険なく、緊密な
熱移送関係で基台にボルト締めができることが考え出さ
れている。これは、抵抗器中にいかなるヒートシンクを
も使用することなく、また抵抗フィルムのための基板を
形成するチップ以外のいかなる電気絶縁体も使用するこ
となく、さらに該チップや該抵抗フィルムを埋め込む高
熱伝導性の合成樹脂以外のいかなる電気絶縁体をも使用
することなく達成される。
けたボルト穴を使用して基台にしっかりボルト絞めされ
る。本発明の主なる特徴は、かかる結果生じた組立体で
は抵抗フイルムが基台から離れていることである。それ
故、基板が抵抗フイルムと基台との間にあり、したがっ
て基板として作用する以外に電気絶縁体として利用する
ことができるようにしてある。殆どの場合、抵抗フィル
ムと基台との間には相当な量の合成樹脂が存在する。し
かし、成形不良の結果、チップの下の方に合成樹脂が殆
どない抵抗器となることがあるが、抵抗フィルムと基台
との間にはまだ相当の絶縁耐力がある。
に大量の熱を移送させる間に基板が基台から抵抗フィル
ムを電気的に絶縁するだけだなく、電弧や短絡のいかな
る問題も生じないようにリードを同様に基台から間隔を
あけるということである。
樹脂以外の如何なる電気絶縁材も必要とせず、要望され
ない。
安く、多くの大容量のものに対して良く適応できる。そ
の他の利点は、高熱伝導性の合成樹脂が基台のまくれを
容認できることである。したがって、抵抗器を基台に保
持するボルトは基板が破損するおそれなく十分に締め付
けることができる。
れ、上側(図1)に抵抗フイルム12が設けられた基板
11(“チップ”と呼ばれる)を含む。チップ11は効
果的な電気絶縁体であるが、むしろ良好な熱伝導体(非
金属に対して)である。チップ11はさらにスペーサー
の機能を果たす。何故なら、合成樹脂(抵抗器本体)1
3内の要素11、12の位置に関係なく、抵抗フィルム
12は下にある基台から少なくともチップ11の厚さと
等しい量だけ常に間隔があけられているからである。こ
のように抵抗フィルムが基台から間隔があけられている
だけでなく、チップ11の上側の面に移動しないように
連結されたリード14、15も抵抗フイルムよりも基台
に決して近づかないように間隔があけられている。
脂13は高熱伝導性であるが、電気絶縁性の熱硬化性樹
脂、好ましくは高熱伝導性のエポキシ樹脂である。本体
(合成樹脂)13の一部はチップ(基板/絶縁体/スペ
ーサー)から十分離れて延びている。特にリード14、
15から離れた本体の端部が延びている。本体13はこ
のように離れた本体端部にボルト穴16を設けて成形さ
れている。ボルト穴の軸はチップ11の軸に対して垂直
な面内にある。ボルト17は穴16及び基台の対応する
穴18を通る。基台は参照数字19で示されている。
17の軸を囲んで設けられていて、ボルトを対応するナ
ット23に締め付けるためにボルトの六角頭部22を回
転させて降ろしたとき、抵抗器を基台19の平坦な上側
表面に押し付ける強固な圧縮力が作用する。皿バネ21
は、本体が比較的高温度に熱せられたときに、本体13
を形成する合成樹脂が、所望量、膨張するのを許す。
ト17のいかなる部分とかかわりあういかなる絶縁要素
も必要としない。したがって、絶縁ワッシャ、ブッシュ
の必要がない。
摘したように、本発明の最良の態様として抵抗器10は
略長方形状で、細長く、本体13の平坦で平行な上側表
面25及び下側表面26を有している。上で指摘したよ
うに、平坦な下側表面26は基台19の平坦な上側表面
27にボルト組立部品によって押しつけられて平面係合
する(ぴったり重なる)。
び側面は、上側表面25、下側表面26に対して正確に
垂直にはなっていない。代わりに、これら表面は28で
示す成形分割線に向かって外側に傾斜している。同様
に、図1で指摘するように、ボルト穴16の壁は、分割
線で合体する円錐台形表面の狭い端部を有する二重円錐
台形である。
成樹脂本体の上側領域に穴16を通過する横断線に沿っ
て形成されている。このような凹部は本抵抗器には不必
要であるが、ここに示し、説明したものと異なるタイプ
の抵抗器のために同じ成形型を採用することが好ましい
ことから(生産の経済性のために)存在している。
あるが、本体13よりも正方形により近いものである。
図4に最も良く示すように、チップはボルト穴16の近
くまで延びないように十分小さく、さらにチップ11の
側縁と内端縁が本体13の側縁と内端縁から内側に間隔
をおいて離れている。
な上側表面は分割線28と略同一水平面にある。したが
って、チップの上側表面と平行な面であるチップ11の
平坦な底面31は、本体13の下側表面26から分割線
28までの間隔からチップ11の厚さを引いた間隔に等
しい距離だけ本体13の下側表面26から間隔があけら
れている。チップ11の厚さは、抵抗器の通常の所望の
生産量においてチップと本体表面31、26との間に十
分な量の高熱伝導性の合成樹脂が存在するような厚さで
ある(図1)。したがって、チップ11及びその上の抵
抗フィルム12は合成樹脂13に完全に包み込まれるよ
うにして保護される。しかし、チップが成形型内で下方
に曲がってその外側で且つ下側の角部が該成形型内の底
面に接触するような極端な状況においても、チップは、
それ自身、抵抗フィルム12を基台19から離すであろ
う。
ルム12を上側に設けたチップ11はリード或いはピン
14、15の内端から片持ち梁状に固定されている。こ
のピンの内端は後述するようにチップ11の上側表面の
パッドに接合され、その結果、チップは合成樹脂が導入
される前の空の成形キャビティ内に片持ち梁状に突出す
る。リード或いはピン14、15は、平坦な金属素子
で、その下側表面は成形キャビティを画定する底部成形
型要素の上にあり、それ故、チップ11を該キャビティ
内の予め設定した位置に上で指摘したように抵抗フィル
ムが分割線28(上側の成形型要素と下側の成形型要素
との間)の平面にあるように保持する。
的粘性のある合成樹脂が成形型キャビティ内に導入され
ると、チップ11を移動させる傾向がある。先に指摘し
たように、これによってチップが極端に下方に移動した
としても、抵抗フィルム12と基台19との間にはチッ
プ11の厚みが常に存在するため、短絡状態は生じない
であろう。
(耐電圧)を達成するために十分な間隔をおいて基台1
9から離れている。また、リード14、15の下側の表
面が抵抗フィルム12に電気的に接続され(以下に説明
する)、これはリード14、15の上側には比較的薄い
合成樹脂層以外には何もないことを意味する。
15と上側の本体表面25との間の垂直距離(図1)
は、リード14、15と下側の本体表面26との間の垂
直距離よりも実質上小さい。さらに、抵抗フィルム12
から上側表面25との間の垂直距離は抵抗フィルム12
と下側表面26との間の垂直距離よりも小さい。
較的間隔が短く、これによって抵抗フィルム12から比
較的短い熱伝導通路を提供するにもかかわらず、表面2
5が(表面26の代わりに)基台19に対して押し付け
られるように抵抗器10を引っ繰り返すことは望まれな
い。
との間及び抵抗フィルムと基台との間に相当の間隔があ
るように保証しながら、抵抗フィルムから基台への効果
的な熱移送を創造するために、チップ11と基台19と
の間に配置された高熱伝導性の合成樹脂と組み合わせて
比較的高熱伝導性のチップ11を採用している。
伝導性の合成樹脂と協力して抵抗フィルム12からチッ
プと合成樹脂の両方を介して熱を効果的に基台に移送
し、ここで熱は効果的に放散される。この結果、安価に
製造された抵抗器が比較的高定格となるが、しかも抵抗
フィルム(及びリード)と基台との間での短絡、電弧を
防止する効果的な安全機能を内蔵している。
台19に平面係合するように設置させるために、表面2
5には適当な印が設けられ、一方表面26には好ましく
はそのようなものが設けられていない。印は好ましくは
インク又はペンキで、例えば商標であり、表面25に間
隔を置いて配置された小さな突起物(例えば異なる高さ
のもの)であってもよい。
くは酸化アルミニウムである。他のセラミックには酸化
ベリリウム及び窒化アルミニウムがある。好ましい高い
熱伝導性の合成樹脂としてはチバーガイギー・コーポレ
ーション(CIBA-GEIGYCorporation)、カリフォルニア州
ロスアンゼルスのエレクトロニクス・マテリアルズから
入手可能なアラトロニク2125エポキシである。
分の3インチ、例えば0.864mm(0.034インチ)である。チッ
プの底面31から本体13の底面26までの間隔も約10
0分の3インチ、例えば0.9144mm(0.036インチ)である。し
かし、後者の寸法は、トランスファ成型中に粘性のある
エポキシ樹脂が成形型キャビティ内に入るにしたがって
チップが該成形型キャビティ内で移動するため、上述の
ように変化する。抵抗フイルム12から本体13の上側
表面25までの好ましい距離は約100分の5インチ又は10
0分の6インチで、例えば1.397mm(0.055インチ)である。リ
ード14、15の好ましい厚さ(図1の垂直方向の寸
法)は、約100分の2インチ又は100分の3インチで、例え
ば0.635mm(0.025インチ)である。
が約8.466mm(3分の1インチ)で長さがそれより少し長い。
それ故、例えばチップの幅(リード14、15と直角な
方向の寸法)は8.382mm(0.330インチ)である。チップ
のリードの長さ方向における寸法は9.271mm(0.365イン
チ)である。本体13の幅は約100分の40インチで、例
えば10.414mm(0.410インチ)である。この本体の長さ
は約100分の60インチで、例えば16.256mm(0.640イン
チ)である。ボルト穴16は略3.175mm(0.125インチ)
の直径を有している。
内側縁は合成樹脂の本体13の内側縁から約1.524mm
(0.060インチ)間隔があけられている。リードから離
れたチップの縁は合成樹脂本体の内側縁から10.795mm
(0.425インチ)間隔があけられている。他方、ボルト
穴の中心は本体の外側縁から3.175mm(0.125インチ)間
隔があけられている。ボルト穴(リードに最も接近した
領域)とチップの外側縁との間の最小距離は略0.686mm
(0.027インチ)である。後者の距離はセラミックチッ
プの厚さよりもいくぶん小さい。
製造中、2個の金属被覆トレース36がチップ11の上
側にスクリーン印刷される。これらの各々はパッド38
に連結される終端ストリップ37を含む。図示するよう
に、パッドが相互に相手側に延び且つ十分なギャップ3
9をもって相互に離れた状態で、各ストリップ─パッド
組合体が略L型になっている。ストリップ─パッド組合
体の外側縁は、図示するようにチップ11の最外縁と平
行で且つ最外縁から内側に短い距離間隔があけられてい
る。金属被覆層は以下に説明するフイルムの施工前に施
されて固定される。
2が、その側縁部分が終端ストリップ37の内側縁部分
に重なり且つ接触した状態でチップ11の同じ側にスク
リーン印刷されている。堆積された抵抗フイルム12は
この例では略正方形である。抵抗フイルムのパッド38
に最も接近した縁は、該パッド38からギャップ41を
もって間隔があけられている。抵抗フイルム12のギャ
ップ41から離れた側の縁はチップ11の対応する縁か
ら内側に間隔があけられており、この間隔はチップ11
の対応する縁からの終端ストリップ37の縁までの間隔
よりもいくぶん大きい。
溶融ガラス層(仕上げ釉薬)が抵抗フイルム12上の設
けられている。ギャップ41に隣接する抵抗フイルム1
2の縁に沿って仕上げ釉薬42が抵抗フイルムを越えて
延び、ギャップ39及び41の縁における細長い領域を
占める。図7の右側に示すように、仕上げ釉薬はまたギ
ャップ39及び41から離れた側の縁に沿って施されて
いる。
スクリーン印刷により施され、焼成されたパラジウム─
銀の金属被覆層である。その後、抵抗フイルム12がス
クリーン印刷により施される。この抵抗フイルムはガラ
スマトリックスの複合金属酸化物からなる厚膜である。
抵抗フイルムの堆積後、800°C以上の温度で焼成さ
れる。仕上げ釉薬42は、比較的低融点のガラスフリッ
トで、抵抗フイルムの焼成後、前述した領域にスクリー
ン印刷され、続いて約500°Cの温度で焼成される。
抵抗フイルム12と仕上げ釉薬42との焼成温度のはっ
きりした相違は、仕上げ釉薬が抵抗フイルムに不利に作
用しないことを意味する。仕上げ釉薬42は高熱伝導性
の成形本体13が抵抗フイルム12に不利な影響を与え
ないようにする。
ており、続いてリード14、15の内端がこのパッド上
に位置決めされ、固定される。次いで、この組合体は、
ハンダを溶融し、ハンダ付け操作を完了するために焼か
れ、それ故、リードはパッドに、したがってチップに効
果的に固定される。ハンダは、好ましくはスズ96.5%、銀
3.5%のものが使用される。
抵抗器は所望の抵抗率になるように調製される。これ
は、好ましくは図7に示すように線50をレーザ・スク
ライビングすることによって行われ、該線の大きさは所
望の抵抗値になるように調整される。
フイルム及びリードを製造し、結合した後、高熱伝導性
の合成樹脂(好ましいタイプは前述してある)が粉体の
かたちで提供され、次いでトランスファ成形によって粘
性状態で成形型キャビティ内に導入される。
絶縁体で且つ熱伝導率が少なくとも約0.9 W/m k、好まし
くは少なくとも2.5 W/m k(ワット毎メートル毎ケルビ
ン)の熱硬化性樹脂を意味する。
み明確に理解されるべきもので、この発明の精神と範囲
は請求の範囲によって制限される。
脂、基台及び搭載ボルトの組み合わせを図示した、拡大
縦中央断面図である。
し、抵抗フィルムは示していない。
である。
されている。
を示している。
Claims (19)
- 【請求項1】 フイルム型の電気抵抗器にして、 電気絶縁性で十分な熱伝導性を有する物質から形成され
たチップと、 前記チップの一方の側に設けられた抵抗フイルムと、 前記チップの該一方の側で前記抵抗フイルムに接続され
たリードと、 前記チップ、前記抵抗フイルム及び前記リードの内端を
略完全に包み込むようにして保護する成形本体とを具備
し、 前記成形本体は、高熱伝導性の熱硬化性合成樹脂によっ
て形成され、前記抵抗器を基台又はヒートシンクに固定
するための貫通するボルト穴を有してなることを特徴と
するフイルム型の電気抵抗器。 - 【請求項2】 請求項1記載のフイルム型の電気抵抗器
にして、 前記合成樹脂は高熱伝導性のエポキシ樹脂であることを
特徴とするフイルム型の電気抵抗器。 - 【請求項3】 請求項1記載のフイルム型の電気抵抗器
にして、 前記抵抗器は電力抵抗器であることを特徴とするフイル
ム型の電気抵抗器。 - 【請求項4】 請求項1記載のフイルム型の電気抵抗器
にして、 前記チップの物質はセラミックであることを特徴とする
フイルム型の電気抵抗器。 - 【請求項5】 請求項4記載のフイルム型の電気抵抗器
にして、 前記セラミックは酸化アルミニウムであることを特徴と
するフイルム型の電気抵抗器。 - 【請求項6】 請求項2記載のフイルム型の電気抵抗器
にして、 前記チップは酸化アルミニウムセラミックによって形成
されることを特徴とするフイルム型の電気抵抗器。 - 【請求項7】 電力抵抗器組立体にして、 貫通するボルト穴を有した、平坦な基台又はヒートシン
ク領域と、 電気絶縁性で十分な熱伝導性を有する物質から形成され
るチップと、 前記チップの一方の側に設けられた抵抗フイルムと、 前記チップの該一方の側で前記抵抗フイルムに接続され
たリードと、 前記チップ、前記抵抗フイルム及び前記リードの内端を
略完全に包み込むようにして保護する、高熱伝導性の熱
硬化性合成樹脂によって形成された成形本体であって、
前記抵抗器を基台又はヒートシンクに固定するための貫
通するボルト穴を有し、前記チップに略平行であって前
記抵抗フイルムから比較的離れた該チップの一方の側に
ある平坦な表面を有し、該平坦な表面が前記平坦な基台
又はヒートシンク領域に平面係合し、これによって前記
抵抗フイルムからの熱が前記平坦な表面に、それ故前記
基台に達するように前記チップ及び成形本体の一部を通
る成形本体と、 高熱伝導性状態で前記平坦な表面が前記平坦な基台領域
と係合するのを維持するために、前記成形本体と前記基
台のボルト穴を貫通するボルトとを具備してなることを
特徴とする電力抵抗器組合体。 - 【請求項8】 請求項7記載の電力抵抗器組合体にし
て、 前記合成樹脂は高熱伝導性のエポキシ樹脂であることを
特徴とする電力抵抗器組合体。 - 【請求項9】 請求項7記載の電力抵抗器組合体にし
て、 前記抵抗器は電力抵抗器であることを特徴とする電力抵
抗器組合体。 - 【請求項10】 請求項7記載の電力抵抗器組合体にし
て、 前記チップの物質はセラミックであることを特徴とする
電力抵抗器組合体。 - 【請求項11】 請求項10記載の電力抵抗器組合体に
して、 前記セラミックは酸化アルミニウムであることを特徴と
する電力抵抗器組合体。 - 【請求項12】 請求項8記載の電力抵抗器組合体にし
て、 前記チップは酸化アルミニウムセラミックによって形成
されることを特徴とする電力抵抗器組合体。 - 【請求項13】 フイルム型の電力抵抗器にして、 成形された高熱伝導性の合成樹脂からなる細長く延びた
薄い長方形状の本体であつて、相互に略平行な、平坦な
上側表面と下側表面を有し、本体の一端に比較的近くに
位置して前記表面に対して垂直に延びる貫通したボルト
穴を有する本体と、 前記成形本体内に埋め込まれた、前記上側表面及び前記
下側表面と略平行な平坦なセラミックチップであって、
前記ボルト穴と前記本体の他端との間にあり、前記上側
表面の下に間隔があけられ且つ前記下側表面の上に間隔
があけられているセラミックチップと、 前記セラミックチップの上側表面に付着した終端トレー
ス及びパッドであって、該パッドが前記本体の他端に比
較的隣接する、終端トレース及びパッドと、 前記セラミックチップの上側表面に付着し、また前記終
端トレースに付着した抵抗フイルムと、 内端部分が前記チップに重なり、前記パッドに付着した
リードであって、その外側部分が前記本体から相互に平
行に突出したリードとを具備してなることを特徴とする
フイルム型の電力抵抗器。 - 【請求項14】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 前記合成樹脂は高熱伝導性のエポキシ樹脂で、前記セラ
ミックチップは酸化アルミニウムで、該エポキシ樹脂は
約2.5 W/m Kの熱伝導率を有していることを特徴とする
フイルム型の電力抵抗器。 - 【請求項15】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 前記抵抗フイルムは厚膜であることを特徴とするフイル
ム型の電力抵抗器。 - 【請求項16】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 前記チップの上側表面は、前記本体の上側表面からより
も前記本体の下側表面からより大きく間隔があけられて
離れていることを特徴とするフイルム型の電力抵抗器。 - 【請求項17】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 前記合成樹脂は高熱伝導性のエポキシ樹脂で、前記セラ
ミックチップは酸化アルミニウムで、前記チップの上側
表面は前記本体の上側表面からよりも前記本体の下側表
面からより大きく間隔があけられて離れていることを特
徴とするフイルム型の電力抵抗器。 - 【請求項18】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 貫通したボルト穴を有する平坦な金属基台が設けられ、
前記本体の下側表面が該基台領域に平面係合して搭載さ
れ、ボルトが、前記本体の下側表面を前記基台領域に対
して高い熱移送関係に維持するために前記両方のボルト
穴を貫通し、それによって前記抵抗フイルムからの熱が
前記チップ及びその下の前記本体部分を通って前記本体
の下側表面に、それ故前記基台領域に通ることを特徴と
するフイルム型の電力抵抗器。 - 【請求項19】 請求項13記載のフイルム型の電力抵
抗器にして、 前記合成樹脂は高熱伝導性のエポキシ樹脂で、前記セラ
ミックチップは酸化アルミニウムで、前記チップの上側
表面は前記本体の上側表面からよりも前記本体の下側表
面からより大きく間隔があけられて離れ、平坦な金属基
台が設けられ、貫通するボルト穴を有し、前記本体の下
側表面が該基台領域に平らに係合して搭載され、ボルト
が、前記本体の下側表面を前記基台領域に対して高い熱
移送関係を維持するために前記両方のボルト穴を貫通
し、それによって前記抵抗フイルムからの熱が前記チッ
プ及び前記本体部分を通ってその下の前記本体の下側表
面に、それ故前記基台領域に通ることを特徴とするフイ
ルム型の電力抵抗器。
Applications Claiming Priority (2)
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EP0532223A1 (en) | 1993-03-17 |
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