JPH09333U - 表面取付電力用抵抗体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 発熱を防止する表面取付電力用抵抗体を得
る。 【解決手段】 抵抗体３は一対の軸方向円形リードを有
し、それらは抵抗体の端４より外向きに延在し抵抗体３
の出口点から移行点１３までその長さに沿って円形断面
部分２１をもつ。電気絶縁及び熱伝導性材料である成形
体２４の硬化成形コンパウンドが、軸方向リードを有す
る電力用抵抗体を、一方のリードのリボン状部分の一点
から他方のリードのリボン状部分の対応する点迄取囲ん
で完全に埋込み、成形体の端６とこの対向端以外に少な
くとも２つの平坦でかつ互いに平行な上面５と、下面１
５を有し、さらにリードの移行点１３に対して強固な構
造上の支持部を与える第２本体を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本発明は軸方向リードをそなえた表面取付電力用抵抗体に関するものである。 過去２５年間の電気アセンブリの寸法の減少は多かれ少かれ技術の進歩の個々 の段階から生じたものである。第１の段階は、トランジスタのような種々のソリ ッドステートデバイスによる真空管の交替と関係した。別の段階は、このような デバイスのチップまたはウェーハとしての個別の単一材料片上への製造に付随し た。最後の段階は、この単一チップ上の抵抗体やキャパシターと一緒のこのよう なデバイスの完全なアセンブリの製造に付随し、初めは単なる大規模集積回路（ ＬＳＩ）で次いで超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）となった集積回路を生じた。益 々小さくなる素子及び集積回路の発展に伴って、最小の最終製品寸法を得るため にこのようなデバイスのアセンブリの実装方法も同時に発達した。プリント回路 板は、完成されたアセンブリの構築上の構造に対して有効な物理的な媒体を演じ てきた。改良されたエッチング法および積層の断えざる発達によって、プリント 回路板は、一方の側上に大きなスペースをもった素子を有する厚い板から両側に 密集して実装された素子を有する強くて薄い積層板に発達した。

【０００２】 素子寸法および実装寸法の減少は独自の進歩ではあるが、一方の領域における 進歩の利点は他方の領域における対応した進歩と共に始めて充分に実現されると いう関係から、これ等は明らかに相互依存的な進歩である。比較的近年において は、プリント回路板アセンブリの技術は、表面取付デバイス、すなわち素子より のリードを通してはんだ付けする孔を板に必要とするよりもプリント回路板の表 面に直接にはんだ付けされる小形の殆どリード無しの素子に益々力が入れられる ように変った。この表面取付デバイスの一つの利点は、孔の排除およびプリント 回路板の両側への素子の取付による板密度の増加である。別の利点は、リード長 の減少に基づく特に高周波での性能の改善である。表面取付プロセスは広く自動 化が可能で、また自動化されてきており、製品の信頼性の増大、製産速度の増加 およびアセンブリのコストの低減をきたしている。表面取付の動機は、小形化、 品質および信頼性の改良、製産経済より来ている。

【０００３】 プリント回路板上へのデバイスの表面取付のための自動化技術は、デバイスが まとめられたバルク、テープ、チューブまたはリールよりデバイスを取出し、こ のデバイスをプリント回路板上の指定位置に正確に置き、各デバイスを粘着接触 またははんだペーストを介してプリント回路板で不動化し、最後にデバイスをは んだ付けして板上で電気接続をつくるシステムを用いる。このプロセスは、最適 な効率のためにデバイスに幾つかの要件を課す。一つは、少なくとも一つの面、 好ましくは２つの対向する面が平坦であるということである。デバイスの取出し は吸引によることが多いので、平坦な面があると、自動化システムの配置ヘッド は、デバイスがまとめられているテープやリールからこのデバイスをより簡単に 取出すことができる。更にまた、デバイスが板上に置かれた後でしかも粘着剤が 硬まる前にデバイスが動かないように、デバイスの板と接触する面が平坦である ことも望ましい。別の要件は、表面取付デバイスは偏平なリードをもつというこ とである。というのは、若しデバイスが円形リードをもてば、プリント回路板上 のボンディングパッドと最小の接触しか得られず、したがってはんだ付けしても 電気接触の割合が小さくなる。適当なはんだ付け面積を有するというこの要求は 、デバイスが良好なフートプリント(footprint) を有することが必要とするとい う言い方をよくされる。

【０００４】 数多くの電気素子が現在表面取付デバイスとして一緒にまとめられ、これ等は 集積回路、チップキャパシタ、およびチップ抵抗を含むが、前述の制限は表面取 付電力抵抗体には重大な束縛を課す。現在は表面取付電力抵抗体は1/10から1/4 ワットの範囲が普通で、電力用抵抗体の表面取付は実際的でないと言われてきた 〔アール・ジェー・クライン・ワスインク(R. J. Klein Wassink) およびエッチ ・ジェー・ヴレダー(H. J. Vledder) 、“フィリップス・テクニカル・レビュー (Philips Technical Rev.)"40, 342-8(1982)参照〕。本願の関係では、電力用抵 抗体は少なくとも１ワットの電力規格を有する抵抗体である。電力用抵抗体を経 済的に表面取付することができない理由は、不適当な形状、板表面における過度 の発熱および半田付けしたリードの撓曲である。

【０００５】 電力用抵抗体は、巻線形または金属皮膜形の何れにしても、円筒状または管状 につくられるのが常習で、これ等を別の形状例えば２つの対向した平坦な面を有 する形状につくるのには実際上高価につく工具立てのやり直しや再設計が必要で あろう。表面取付デバイスとして、管状電力用抵抗体は、プリント回路板との接 触点において多くの熱を発生し、また接触面が最小なので、局部的な熱密度は高 いものとなろう。更に、周期的な発熱は応力を生じ、この応力は、はんだ付け連 結部を撓曲して終曲的にははんだ付け接続部の電気的な故障をきたし或いはまた リード線に沿って撓曲してその構造上の故障をきたすこともある。

【０００６】 これ等の問題に対応する従来の試みは、２つの対向した平坦面を与えるために 両端にはんだ付けされた方形の金属キャップと、扁平にされて曲げられた円形リ ードとを有する電力用抵抗をもたらした。プリント回路板上に置かれた時に転が り易いという管状抵抗に対する真空取出しの問題は少なくともこのデバイスによ って解決されるが、小さな接触面に沿った発熱の出現および撓曲の問題は依然と して残る。実際に撓曲より生じる障害はリードが円形状であるよりもひどい、と いうのは、円形から扁平なリードへの移行点は構造的に全く弱く、伝達される撓 曲応力は丁度この移行点にかなり集中されるからである。この形の表面取付抵抗 体は、故障率が高いのが定評であり、アセンブリの信頼性、表面取付の利点の１ つをだめにするのが普通である。 このように、表面取付電力用抵抗体を市場に出すために克服せねばならない幾 つかの問題がある。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、経済的に実現可能で、従来の欠点を除いた表面取付のための 電力用抵抗体すなわち少なくとも１ワットの抵抗体を得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するために、本考案の表面取付電力用抵抗体は次のような特 徴を有する。すなわち、軸方向リードをそなえた表面取付用電力抵抗体であって 、電力用抵抗体は、対向した端をもった形状を有する第１本体に夫々単一体より 成る一対の軸方向リードをそなえ、これ等のリードは、第１本体の対向した端よ り出てそこから外向きに軸方向に延在し、前記のリードの夫々は、第１本体の出 口点から移行点迄その長さに沿って円形断面部分を有し、そこからはその長さに 沿って略々同一平面内にある平らなリボン状部分を有し、電気絶縁及び熱伝導性 材料の硬化成形コンパウンドが、軸方向リードを有する電力用抵抗体を、一方の リードのリボン状部分の一点から他方のリードのリボン状部分の対応する点迄取 囲んで完全に埋込み、対向端とこの対向端以外に少なくとも２つの平坦で且つ互 いに平行な表面を有し且つリードの移行点に対して強固な構造上の支持部を与え る第２本体を形成し、各リードのリボン状部分が前記の第２本体より出てそこか ら略々同一平面内で突出し、該リードのリボン状部分は、その端子部分が第２本 体の前記の表面の一方の上かまたは一方に向けて配設されるように形成されたこ とを特徴とする。

【０００９】 この結果、このような抵抗形状の構造上最も弱い点である移行点は成形体中に 強固に支持される。これに加え、出来上った成形体は、好ましくはこの成形体の 両端より出たリードのリボン部分と互いに平行な、２つの対向した平坦な面を有 するように形成される。リードの偏平なリボン部分は、出口の点において略々同 一面内にあるように成形体より出るが、この抵抗の意図された用途は表面取付用 の素子としてなので、偏平なリードは以下に述べるように成形体の外側に形成さ れる。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案を添付の図面を参照して実施例により更に詳しく説明する。 第１図は円形の軸方向リードを有する通常の表面取付電力用抵抗体の斜視図で ある。この表面取付電力用抵抗体の心には通常の設計の電力用抵抗体１がある。 この抵抗体の構造は重要ではなく、したがって、抵抗素子は巻線形、金属皮膜、 炭素皮膜、サーメット、金属酸化物或いは他の任意の抵抗材料でよい。この抵抗 素子は円形リード２と電気的に接続され、この場合これ等のリードは抵抗体３の 両端に現れる。代表的には抵抗体は円筒形であるが、もっともこの形は本考案が 所期の目的を達する上で重要なものではない。

【００１１】 本考案の電力用抵抗体をつくる出発点は、リードの抵抗体よりの出口に近い点 13より自由端すなわち終端まで、円形リード２を偏平にすることである。前記の 点13は移行点と称するが、この点は、この段階における形成された装置の構造的 および機械的に最も弱い連接部である。両リードの偏平にされた部分は次いで、 移行点からその自由端迄はっきり規定された統制された幅のリボン４を得るよう にその幅を調節するために整形される。両リードは同じ平面内で平らにされる、 すなわち両リードのリボン部分は略々同一平面内にある。本考案の好ましい実施 例では、リード円形部分２と偏平部分４とは一体片を形成している、すなわちリ ードの円形部分が移行点よりその端末迄機械的に偏平にされる。けれども、代わ りに円形部分と偏平部分を２つの別個の片より形成し、これ等を機械的または電 気的に連結することもでき、この場合この連結部が移行部となる。例えば、円形 リードを抵抗体の近くの点で切り取り、偏平なリボンの形の別のリードをこれに 連結してもよい。前者の方が好ましいが、何れの実施例も本考案の範囲内に入る ものである。

【００１２】 この製造段階における製品は次いでカプセル封じされ、一方のリードのリボン 部分の或る点から他方のリードの対応した点迄成形コンパウンド内に埋込まれ、 これにより、通常の設計の抵抗体を、移行点を含めて、この移行点に対して構造 上の支持体となる硬い剛直な母体内に埋込む。多くは充填材入りのエポキシまた はその他の熱硬化性樹脂である前記の成形コンパウンドは、電気絶縁物ではある が熱の伝導体である。この製品は電力用抵抗体なので、モールド内に著しい熱が 発生し、成形コンパウンドは使用状態下においてその構造上の完全性を維持でき ることが必要である。適当な成形コンパウンドは当該技術者にはよく知られてい るが、前記の機能上の制限を条件として、コンパウンドの選択は本考案の目的の 達成に関係はない。表面取付デバイスは寸法が小さければより望ましいので、カ プセル封じされたリードのリボン部分の長さ20並びに移行点13と通常設計の抵抗 体の端14との間のリードの円形部分の長さはできる限り短くされる。他方におい て、前記の長さ20は、移行点に構造的な支持を与える剛直な母体の目的を達する のに十分な長さでなければならない。

【００１３】 硬化された成形体24はまた両端６以外に少なくとも２つの対向面５と15が平ら で略々互いに平行であるように形成される。殆どの場合、硬化成形体はすべての 面が平坦でまた対向する面がすべて略々互いに平行な方形ブロックまたは箱状の 形であるが、絶対的な意味では、本考案の目的を達成する上では２つの対向面だ けが平坦であるのを要するということを認識することが大切である。本願におい て“平坦”という言葉は、一番外の点が同一面内にありまたこの面が対向の平坦 面と略々高いに平行である成形体の不平坦な形の面を含む。したがって、図示す れば、この“平坦”というのは第５図および第６図に夫々示した変形実施例の平 坦でない形の面７および８を含む。便宜上、対向面５と15を夫々上面および下面 と呼ぶ。

【００１４】 製造の次の段階は、リードを寸法通りに切りこれを所望の形に形成することで ある。通常の抵抗体のリードは表面取付デバイスに必要なよりも遥かに長く、リ ードは、表面取付に適したリボンの長さを得るように切断される。リードの形状 は数多くの変形があり得るが、かもめ翼形およびＪ−バンドが最も一般的な形で ある。第４図に示したように、かもめ翼形では、リボンは成形体24の近くの点で 約90度下方に曲げられ、次いで、表面取付デバイスの下面９に近いが一般には幾 らかこれを越えて延長した点で反対方向に再び約90度曲げられフートプリント35 を形成する。この形状においては、下面９とプリント回路板との間のスペースは リードを板の接続部にはんだ付けする前に該板上の表面取付デバイスの位置を維 持する粘着剤で満たされおよび／またはフートプリント35の下のスペースがはん だペーストで満たされるのが普通である。

【００１５】 第５図はＪ−バンドを有する表面取付デバイスを示す。この形状では、リード ４は成形体24近くの点で約90度下方に曲げられる。このデバイスの下面７は、中 央平坦部分10とリードを入れる外側溝31とを有する平坦でない形である。リード は、90度よりも幾らか大きな角度で同方向に再び曲げられ、リードの端子部分が 溝内に納められる。この溝はその内方部分が上面に向かって傾斜されているすな わち溝の最内側部分が最外側部分よりも上面に近いものとして示してあるが、こ れは必ずしも必要ではなく、溝が上面および下面と互いに平行な上方部分を有し てもよい。この溝は、リードが溝内に納められた後、リードの縁32と中央平坦部 分10とが略々同一面にあるような寸法とされることに留意され度い。このことは 、板上に初めに位置された時デバイスに安定性を与える。脚部はデバイスをプリ ント回路板上に与え、抵抗体がプリント回路板上に置かれてから未だ該板と粘着 的に接触する前に抵抗体に空間的安定性を与えるのに十分な幅を有する。

【００１６】 第６図は別の実施例を示すもので、前の実施例とは次の点で相違する、すなわ ち、中央平坦部分10は、外側溝31を有する不平坦な形の下面に、同一面を形成す る２つの方形突起または台（或いは脚）33と、デバイスがプリント回路板に張り つけられた後に冷却用のチャネルとして働くことができまた或る製造プロセスに おいて清浄を容易にする中央部分34とをつくるように切り取られる。 以上の説明から、この表面取付電力用抵抗体の最終形状は、その機能上の特徴 を実質的に変えることなしに設計および美的な要求に適用するように数多くの外 形の変化が可能であることが明らかであろう。

【００１７】

【考案の効果】

本考案の表面取付電力用抵抗体の重要な利点は、ユニットの最も構造的に弱い 点すなわち移行点が、抵抗の通常の動作において生ずる反復された加熱および冷 却サイクルを伴う撓曲応力を受けないということである。別の利点は、成形体の 著しく増加された表面積が有効な熱放散をもたらし、表面温度を低下する、すな わち、最終製品の表面の熱密度が通常の抵抗よりも一般に小さいということであ る。表面取付電力用抵抗体はプリント回路板上または近くに取付けるべくしたも のなので、このことは板に伝達される熱を軽減し、板または近くの熱に敏感な素 子を損傷する機会を少なくする。有効な熱放散に伴う別の利点は、この表面取付 電力用抵抗体がその規格電力において安全に動作できるということである。更に 別の利点は、製造方法はよく知られたものなので特別な道具立ては全く必要ない ことである。

【図面の簡単な説明】

【図１】円形の軸方向リードを有する通常の円筒状抵抗
の斜視図である。

【図２】本考案の表面取付抵抗の一部切欠斜視図であ
る。

【図３】その側面図である。

【図４】かもめ翼形の表面取付抵抗の側面図である。

【図５】Ｊ−バンドを有する表面取付抵抗の側面図であ
る。

【図６】その変形を示す表面取付抵抗の側面図である。

【符号の説明】

２ 円形リード ３ 抵抗体 ４ リボン部分 ５ 上面 ６ 成形体の端 ７，８，９，15…下面 10 中央平坦部分 13 移行点 14 抵抗体の端 24 成形体 31 外側溝 32 リード縁 33 方形突起 (脚) 34 中央部分 35 フートプリント

フロントページの続き (72)考案者 ジョン ジョージ キルシナー アメリカ合衆国 イリノイ州 60062 ノ ースブルック オーバーランド パス 3328

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向リードをそなえた表面取付用電力
   抵抗体であって、電力用抵抗体（１）は、対向した端
   （１４）をもった形状を有する第１本体（３）に夫々単
   一体より成る一対の軸方向リード（２）をそなえ、これ
   等のリードは、第１本体の対向した端より出てそこから
   外向きに軸方向に延在し、前記のリードの夫々は、第１
   本体の出口点から移行点（１３）迄その長さに沿って円
   形断面部分（２１）を有し、そこからはその長さに沿っ
   て略々同一平面内にある平らなリボン状部分を有し、電
   気絶縁及び熱伝導性材料（２４）の硬化成形コンパウン
   ドが、軸方向リードを有する電力用抵抗体（１）を、一
   方のリードのリボン状部分の一点から他方のリードのリ
   ボン状部分の対応する点迄取囲んで完全に埋込み、対向
   端（６）とこの対向端以外に少なくとも２つの平坦で且
   つ互いに平行な表面（５，１５）を有し且つリードの移
   行点（１３）に対して強固な構造上の支持部を与える第
   ２本体を形成し、各リードのリボン状部分が前記の第２
   本体より出てそこから略々同一平面内で突出し、該リー
   ドのリボン状部分は、その端子部分が第２本体の前記の
   表面（５，１５）の一方の上かまたは一方に向けて配設
   されるように形成されたことを特徴とする表面取付電力
   用抵抗体。
2. 【請求項２】 第２本体は、上面（５）、下面（１５）
   ２つの対向する側面及び２つの対向する端面（１６）を
   有する方形ブロックである請求項１記載の表面取付電力
   用抵抗体。
3. 【請求項３】 下面（１０）は、リードの端子部分を入
   れる２つの溝（３１）を有する請求項２記載の表面取付
   電力用抵抗体。
4. 【請求項４】 各溝は上面に向けて傾斜された請求項３
   記載の表面取付電力用抵抗体。
5. 【請求項５】 第２本体の端より出るリードのリボン状
   部分は、リードの端部分が溝に入れられたＪ−バンドの
   形に形成された請求項３記載の表面取付電力用抵抗体。
6. 【請求項６】 下面は中央チャネル（３４）を有する請
   求項３記載の表面取付電力用抵抗体。