JPWO2013076817A1 - 抵抗器および抵抗器の製造方法 - Google Patents

Abstract

抵抗値を所望の値とすることができ、加工後の微調整を不要とすることができる抵抗器および抵抗器の製造方法を提供する。長形板状の金属製の抵抗体を加工してなる抵抗器１は、該抵抗体が基板と接触する裏面側の中央部を、該抵抗体の長手方向と直交するように第１幅Ｌ１で第１厚さｄ１の溝に加工した溝部２と、溝部２の両端に形成された一対の電極部３，３と、溝部２と隣接する相対向する側面を第１幅Ｌ１よりも幅広の第２幅Ｌ２で切り欠いた一対の切欠部４，４とを備える。

Description

本発明は、金属製の抵抗体を加工してなる抵抗器および抵抗器の製造方法に関する。

従来、この種の金属製抵抗器については、平面視Ｈ字型をなすように抵抗体の両端部の間に幅狭の中央部を形成し、幅広の抵抗体の両端部にこれを同一形状のＣｕの薄板を接合して電極部を形成した抵抗器が知られている（下記特許文献１ ［００１２］〜［００１４］、［図１］参照）。

また、この種の抵抗器の製造方法としては、帯状の金属板の両端部を除く中央部のみを、両側から圧延して中央部の厚みを薄くした抵抗板を成形する工程と、抵抗板を圧延した幅で所定間隔毎に打ち抜いて一端が連続すると共に他端に独立した端子を有する素子形成工程と、抵抗素子の側面に抵抗値調整用のスリットを形成する工程と、抵抗素子の表面を絶縁材で被覆する工程と、抵抗素子を連続する一端で切断する工程とを備えた抵抗素子の製造方法が知られている（下記特許文献２ ［００２９］〜［００３３］、［図２］，［図３］参照）。

特許第４４５２１９６号公報 特開２０００−２３２００７号公報

しかしながら、従来の金属製抵抗器およびその製造方法では、抵抗体の中央部（幅狭部分）の幅に一致させて、同一幅で両端に電極部を形成することは困難であり、これらの間の形状上の誤差により抵抗値が変化してしまうという問題があった。すなわち、抵抗体の中央部（幅狭部分）の幅と、電極部間の幅とを同じくする場合に生じる幅の誤差により抵抗値が変化してしまい、抵抗値が１ｍΩ程度の微小抵抗器においては、機械加工のみで抵抗値を１ｍΩに調整することは困難であった。

もっとも、加工後に抵抗体の表面を研磨したり、スリットの調整で１つ１つ個別に抵抗値を調整することも考えられるが、煩雑であり現実的でない。

以上の事情に鑑みて、本発明は、抵抗値を所望の値とすることができ、加工後の微調整を不要とすることができる抵抗器および抵抗器の製造方法を提供することを目的とする。

第１発明の抵抗器は、長形板状の金属製の抵抗体を加工してなる抵抗器であって、
前記抵抗体が基板と接触する裏面側の中央部を、該抵抗体の長手方向と直交するように第１幅で第１厚さの溝に加工した溝部と、
前記溝部の両端に形成された一対の電極部と、
前記溝部と隣接して相対向する側面を前記第１幅よりも幅広の第２幅で切り欠いた一対の切欠部と
を備えることを特徴とする。

第１発明の抵抗器によれば、当該抵抗器の抵抗値は、一対の切欠部の間の間隔、および、溝部の加工厚である第１厚さにより決定される。そのため、溝部の第１厚さで抵抗値を決定することができ、抵抗値を所望の値とすることができる。

さらに、このとき、切欠部の第２幅を溝部の第１幅よりも幅広とすることで、切欠部の両端部は、溝部を越えて溝部の外側まで延びる。これにより、抵抗値は、切欠部の両端の加工精度の影響、すなわち、溝部の幅と切欠部の幅を同じくする場合に生じる幅の誤差の影響を無くすることができ、抵抗値にばらつきが生じることを防止して、加工後の微調整を不要とすることができる。

このように、第１発明の抵抗器によれば、溝部の第１厚さで抵抗値を所望の値とすることができ、加工後の微調整を不要とすることができる。

第２発明の抵抗器は、第１発明において、
前記抵抗体の表面側と、前記溝部と、前記一対の切欠部とのうちの一部または全部が絶縁性の樹脂によりモールドされてなることを特徴とする。

第２発明の抵抗器によれば、抵抗体の表面側のみ、溝部のみ、または一対の切欠部のみを絶縁性の樹脂によりモールドする場合のほか、これらのうちの２つの部分または全部をモールドすることで、加工後の微調整を不要した抵抗器が、その後、酸化等して腐食により抵抗値が変化することを防止することができる。

第３発明の抵抗器の製造方法は、金属製の抵抗体を母材とするフープ材金属板から抵抗器を製造する抵抗器の製造方法であって、
前記フープ材金属板の長尺方向にその中央部を第１幅で第１厚さの溝に加工して溝部を形成する第１工程と、
前記第１工程により前記溝部が形成された前記フープ材金属板に対して、その長尺方向に直交するスリット孔であって前記第１幅よりも幅広の第２幅のスリット孔を所定間隔毎に形成する第２工程と、
前記第２工程により前記スリット孔が形成された前記フープ材金属板の前記溝部側を台板に圧接し、該溝部と反対側から絶縁性の樹脂をアウトサート成形させて、該溝部と該スリット孔と該フープ材の該溝部と反対側の面とをモールドする第３工程と、
前記第３工程によりモールドされた前記フープ材金属板を、前記スリット孔を通り該スリット孔と平行に切断する第４工程と
を備えることを特徴とする。

第３発明の抵抗器の製造方法によれば、当該製造方法により製造された抵抗器の抵抗値は、第２工程で形成されたスリット孔の隣接間の間隔および、第１工程で形成された溝部の加工厚である第１厚さにより決定される。そのため、溝部の第１厚さで抵抗値を決定することができ、抵抗値を所望の値とすることができる。

さらに、このとき、スリット孔の第２幅を溝部の第１幅よりも幅広とすることで、スリット孔の両端部は、溝部を越えて溝部の外側まで延びる。これにより、抵抗値は、スリット孔の両端の加工精度の影響、すなわち、溝部の幅と切欠部の幅を同じくする場合に生じる幅の誤差の影響を無くすることができ、抵抗値にばらつきが生じることを防止して、加工後の微調整を不要とすることができる。

また、第３発明の抵抗器の製造方法によれば、第２工程で予めスリット孔を形成しておくことで、第４工程において当該スリット孔を通るように切断を行えば、（抵抗値は隣接するスリット孔間の間隔に依存するのみで切断精度に依存しないため、）切断精度より抵抗値にばらつきが生じることを防止することができ、加工後の微調整も必要ない。

さらに、加工後の微調整が不要であるが故に、第２工程でスリット孔が形成されたフープ材金属板に対して、第３工程で絶縁性の樹脂でモールドすることができ、これを第４工程において切断して抵抗器とする連続製造が可能となる。

このように、第３発明の抵抗器の製造方法によれば、溝部の第１厚さで抵抗値を所望の値とすることができ、加工後の微調整が不要な抵抗器を連続製造することができる。

第４発明の抵抗器の製造方法は、第３発明において、
前記第１工程は、切削加工により前記溝部を形成することを特徴とする。

第４発明の抵抗器の製造方法によれば、第１工程で形成された溝部の加工厚である第１厚さに依存するところ、切削加工により溝部を形成することで、溝部の加工厚である第１厚さを調整することができ、当該機械加工のみで抵抗値の値を調整可能として、加工後の微調整を不要とすることができる。

第５発明の抵抗器の製造方法は、第３または第４発明において、
前記フープ材金属板が異種材料を融着したクラッド材であることを特徴とする。

第５発明の抵抗器の製造方法によれば、金属製の抵抗体を母材とするフープ材金属板から抵抗器を製造する場合のほか、例えば、抵抗体の母材に電極部分となるＣｕ等の異種金属を接合したフープ材金属板に対しても当該製造方法を適用することができる。この場合、製造された抵抗器にＣｕメッキ処理等を施して電極部分を新たに形成する必要がなく、加工後のメッキ処理等が不要な抵抗器を連続製造することが可能となる。

本実施形態の抵抗器を示す斜視図。 本実施形態の抵抗器の製造方法の加工処理内容を示すフローチャート。 図２のフローチャートに従った加工処理内容を示す説明図。 フープ材金属板をクラッド材とする場合の説明的断面図。

図１（ａ）に示すように、本実施形態の抵抗器１は、長形板状の金属製の抵抗体であって、溝部２と、溝部２の両端に形成された一対の電極部３，３と、溝部２と隣接する相対向する側面を切り欠いた一対の切欠部４，４とを備える。

抵抗器１を構成する抵抗体は、例えば、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｓｎの合金であって、予め所定の固有抵抗値となるように溶解・鋳造段階で調整されている。

溝部２は、抵抗体の一面の中央部を、抵抗体の長手方向と直交するように第１幅Ｌ１、第１厚さｄ１の溝に加工してなる。第１幅Ｌ１および第１厚さｄ１は、いずれも抵抗器１の抵抗値を決定するものであり、抵抗器１を設計する段階で予め決定される。なお、この溝部２が形成される面が基板（図示省略）と接触する抵抗器の裏面側となるが、溝部２は抵抗体のいずれの面に形成されてもよい。

一対の電極部３，３は、溝部２の加工により抵抗体の裏面側に残った部分であって、基板（図示省略）に実装される際に基板と電気的に接続される部位となる。

一対の切欠部４，４は、溝部２と隣接する相対向する側面の中央部を、第２幅Ｌ２、深さｄ２で切り欠いてなる。このとき、第２幅Ｌ２は、第１幅Ｌ１より幅広となっている。

そのため、切欠部４の両端部４ａ，４ａを溝部２の両端部２ａ，２ａの外側に位置させることができる。これにより、抵抗器１の抵抗値において、切欠部４の両端部４ａ，４ａの加工精度の影響、すなわち、溝部２と切欠部４の幅を同じくする場合に生じるこれらの間の形状上の誤差の影響を無くすることができ、抵抗値にばらつきが生じることを防止して、加工後の微調整を不要とすることができる。

この場合、抵抗器１の抵抗値の値は、溝部２の第１幅Ｌ１、溝部２により第１厚さｄ１溝加工された残りの厚さｔおよび奥行きＷ（切欠部４の深さｄ２で決定）により決定されるため、溝部２の加工厚である第１厚さｄ１を加工時に微調整することで抵抗値を調整することができ、加工後の微調整も不要となっている。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態の抵抗器１は、基板（図示省略）に実装される際に基板と電気的に接続される部位となる電極表面以外をモールドすることが好ましい。すなわち、抵抗体の表面側と、溝部２と、一対の切欠部４をモールドすることが好ましい。これにより、加工後の抵抗器１が、その後、酸化等して腐食により抵抗値が変化することを防止することができる。

また、少なくとも、溝部２をモールドすることで、基板に実装したときに、一対の電極部３，３から半田がその間の抵抗体の部分にはみ出すことがなく、はみ出しにより生じ得る実装状態の抵抗値のばらつきを防止することができる。

なお、図１（ｂ）では、抵抗体の表面側と、溝部２と、一対の切欠部４の全部をモールドする場合について示したが、これに限定されるものではなく、これらの一部をモールドしてもよい。

次に、以上のように構成される抵抗器１の製造方法について図２および図３を参照して説明する。

図２に示すように、本実施形態の抵抗器１の製造方法では、まず、金属製の抵抗体を母材とするフープ材金属板１０を製造する（図２／ＳＴＥＰ１０）。

具体的には、例えば、Ｃｕ，Ｍｎ，Ｓｎを溶解・鋳造した合金を圧延加工等して、所定幅のフープ材金属板１０を製造する。

このようにして製造されたフープ材金属板１０を図３（ａ）に模式的に示す。

次いで、ＳＴＥＰ１０で製造されたフープ材金属板１０に対して、第１工程では、フープ材金属板の長尺方向にその中央部を第１幅Ｌ１、第１厚さｄ１で溝加工して溝部２を形成する（図２／ＳＴＥＰ１１）。

具体的に、第１工程での溝加工は、切削加工により溝部２を形成する。切削加工によれば、その加工厚の微調整が可能であり、機械加工のみで抵抗器１の抵抗値の値を調整可能とすることができるためである。切削加工には、加工機としてフライス盤を用いてもよく、フープ材金属板１０が薄肉の場合にはフープ材金属板１０を一定の速度で移動させながら、バイトを押し当てることにより加工等してもよい。

ＳＴＥＰ１１の第１工程により溝部２が形成されたフープ材金属板１０を図３（ｂ）に模式的に示す。

次に、ＳＴＥＰ１１により溝加工されたフープ材金属板１０に対して、第２工程では、スリット孔を形成する（図２／ＳＴＥＰ１２）。

具体的に、第２工程では、溝部２が形成されたフープ材金属板１０に対して、その長尺方向に直交するスリット孔４０を所定間隔毎に形成する。スリット孔４０は、後述するように、これを通るように切断することで（ＳＴＥＰ１４参照）、切欠部４となるものである。そのため、スリット孔４０の幅は、第２幅Ｌ２であり、奥行きは、切欠部４の深さｄ２の２倍となっている。隣接するスリット孔４０間の間隔は、溝部２の奥行きＷ（図１参照）が所定値となるように決定される。

実際、スリット孔４０は、当該製造方法による連続処理では、フープ材金属板１０を一定の速さで送りながらプレス機によりプレス加工される。そのため、スリット孔４０間の間隔のずれを定期的に修正するために、スリット孔４０は、一定周期（例えば、スリット孔１０個毎）で、リセット位置を刻む（目印となる別スリット孔を形成する）ようにすることが望ましい。

ＳＴＥＰ１２の第２工程によりスリット孔４０が形成されたフープ材金属板１０を図３（ｃ）に模式的に示す。

次に、ＳＴＥＰ１２によりスリット孔４０が形成されたフープ材金属板１０に対して、第３工程では、モールド処理を施す（図２／ＳＴＥＰ１３）。

具体的に、第３工程では、ＳＴＥＰ１２によりスリット孔４０が形成されたフープ材金属板１０を反転させて（図３（ｄ）参照）、溝加工された面（裏面側）を台板（図示省略）に圧接しながら、表面側から絶縁性の樹脂をアウトサート成形させて、溝部２とスリット孔４０とフープ材の金属板１０の表面とをモールドする。このとき、樹脂をスリット孔４０を介して溝部２まで回り込ませることができる。さらに、溝部２側が台板に圧接されているため、溝部２のみを（その両端の電極部分を除いて）モールドすることができる。

なお、この場合、絶縁性の樹脂としては、例えば、エポキシ系およびフェノール系の樹脂を成形条件に合わせて適宜選択して用いることができる。

ＳＴＥＰ１３の第３工程によりモールド処理が施されたフープ材金属板１０を図３（ｅ）に模式的に示す。

次に、ＳＴＥＰ１３によりモールド処理が施されたフープ材金属板１０に対して、第４工程では、スリット孔４０を通りスリット孔４０と平行に切断する（図２／ＳＴＥＰ１４）。

第４工程において、当該製造方法による抵抗器１の抵抗値は、第２工程で形成されたスリット孔４０間の間隔により決定されるため、スリット孔４０を通るように切断を行えば、切断精度により抵抗値にばらつきが生じることを防止することができる。

ＳＴＥＰ１４の第４工程でフープ材金属板１０から切断されることにより得られる抵抗器１を図３（ｆ）に模式的に示す。

このようにして得られる抵抗器１の大きさは、例えば、約６ｍｍ×約３ｍｍで１ｍΩとなる所定の厚さや、約３ｍｍ×約１．５ｍｍで１ｍΩとなる所定の厚さある。

次に、ＳＴＥＰ１４でフープ材金属板１０から切断することにより得られた抵抗器１を評価する（図２／ＳＴＥＰ１５）。抵抗器１の評価方法としては、目視等による検品のほか、抵抗値を測定して所定の抵抗値となっているか否かを確認すること等により行われる。

なお、抵抗器１の抵抗値を測定する際には、基板（図示省略）に実装される場合と同様に、一対の電極部３，３にＣｕ層およびＳｎ層を形成するメッキ処理を施すことが好ましい。一対の電極部３，３へのメッキ処理は、当該一連の製造工程において、得られた抵抗器１に対して施してもよく、基板への実装時にメッキ処理を施してもよい。

以上、説明した抵抗器１の製造方法によれば、製造された抵抗器１の抵抗値は、ＳＴＥＰ１２の第２工程で形成されたスリット孔４０の隣接間の間隔および、ＳＴＥＰ１１の第１工程で形成された溝部２の加工厚である第１厚さｄ１により決定される。そのため、隣接するスリット孔４０の間の間隔を一定としておくことで、溝部２の第１厚さｄ１を調整することで抵抗値を所望の値とすることができる。

さらに、スリット孔４０の第２幅Ｌ２を溝部２の第１幅Ｌ１よりも幅広とすることで、スリット孔４０（切欠部４）の両端部を溝部２の外側に位置させることができる。これにより、抵抗値は、スリット孔４０（切欠部４）の両端の加工精度の影響、すなわち、溝部２とスリット孔４０（切欠部４）の幅を同じくする場合に生じるこれらの間の形状上の誤差の影響を無くすることができ、抵抗値にばらつきが生じることを防止して、加工後の微調整を不要とすることができる。

また、ＳＴＥＰ１２の第２工程で予めスリット孔４０を形成しておくことで、ＳＴＥＰ１４の第４工程において当該スリット孔を通るように切断を行えば、切断精度により抵抗値にばらつきが生じることを防止することができ、加工後の微調整も必要ない。

さらに、加工後の微調整が不要であるが故に、ＳＴＥＰ１２の第２工程でスリット孔が形成されたフープ材金属板に対して、ＳＴＥＰ１３の第３工程で絶縁性の樹脂でモールドすることができ、これをＳＴＥＰ１４の第４工程において切断して抵抗器とする連続製造が可能となる。

このように、本実施形態の抵抗器の製造方法によれば、溝部２の第１厚さｄ１で抵抗値を所望の値とすることができ、その後の加工工程で抵抗値にばらつきが生じることを防止して、加工後の微調整が不要な抵抗器１を連続製造することができる。

なお、本実施形態の抵抗器１の製造方法では、金属製の抵抗体を母材とするフープ材金属板１０から抵抗器１を製造する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、抵抗体の母材に電極部分となるＣｕ等の異種金属を接合したフープ材金属板に対しても当該製造方法を適用してもよい。

例えば、図４（ａ）に断面図で示すように、抵抗体の母材（本実施形態のフープ材金属板１０と同じ材質）１０´に対して、これと同じ幅のＣｕ等の電極となる異種金属３０を融着してなるクラッド材に対して、当該製造方法を適用してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１１の第１工程では、図中の破線部を切削して溝部２が形成される。

また、図４（ｂ）に断面図で示すように、抵抗体の母材１０´に対して、これを覆うようにＣｕ等の電極となる異種金属３０を融着してなるクラッド材に対して、当該製造方法を適用してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１１の第１工程では、図中の破線部を切削して溝部２が形成される。

さらに、図４（ｃ）および（ｄ）に断面図で示すように、抵抗体の母材１０´に対して、この両端部を覆うようにＣｕ等の電極となる異種金属３０を融着してなるクラッド材に対して、当該製造方法を適用してもよい。この場合、ＳＴＥＰ１１の第１工程では、図中の破線部を切削して溝部２が形成される。

このように抵抗体の母材１０´に電極部分となるＣｕ等の異種金属３０を接合したクラッド材からなるフープ材金属板に対して当該製造方法を適用する場合には、製造された抵抗器１にＣｕ下地めっき処理の必要がなく、抵抗値測定時の安定性の高い抵抗器１を連続製造することが可能となる。

特に、本実施形態の抵抗器１の製造方法では、ＳＴＥＰ１１の第１工程において、切削加工により溝部２を形成している。そのため、（例えば、クラッド材に対して、ロール等による圧延加工をした場合には、抵抗体の母材１０´と異種金属３０との配置が変形してしまい、所望の抵抗値とすることが難しいが、）本実施形態の抵抗器１の製造方法によれば、クラッド材に対して、抵抗体の母材１０´と異種金属３０との配置の変形を伴わず、切削加工により溝部２を精密加工することができ、所望の抵抗値を得ることができる。

また、本実施形態では、ＳＴＥＰ１１の第１工程において、フープ材金属板１０に対して、切削加工により溝部２を精密加工する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロール等による圧延加工としてもよい。

１…抵抗器、２…溝部、３…電極部、４…切欠部、１０…フープ材金属板、１０´…抵抗体の母材、３０…異種金属、４０…スリット孔。

Claims (5)

1. 長形板状の金属製の抵抗体を加工してなる抵抗器であって、
   前記抵抗体が基板と接触する裏面側の中央部を、該抵抗体の長手方向と直交するように第１幅で第１厚さの溝に加工した溝部と、
   前記溝部の両端に形成された一対の電極部と、
   前記溝部と隣接して相対向する側面を前記第１幅よりも幅広の第２幅で切り欠いた一対の切欠部と
   を備えることを特徴とする抵抗器。
2. 請求項１記載の抵抗器において、
   前記抵抗体の表面側と、前記溝部と、前記一対の切欠部とのうちの一部または全部が絶縁性の樹脂によりモールドされてなることを特徴とする抵抗器。
3. 金属製の抵抗体を母材とするフープ材金属板から抵抗器を製造する抵抗器の製造方法であって、
   前記フープ材金属板の長尺方向にその中央部を第１幅で第１厚さの溝に加工して溝部を形成する第１工程と、
   前記第１工程により前記溝部が形成された前記フープ材金属板に対して、その長尺方向に直交するスリット孔であって前記第１幅よりも幅広の第２幅のスリット孔を所定間隔毎に形成する第２工程と、
   前記第２工程により前記スリット孔が形成された前記フープ材金属板の前記溝部側を台板に圧接し、該溝部と反対側から絶縁性の樹脂をアウトサート成形させて、該溝部と該スリット孔と該フープ材の該溝部と反対側の面とをモールドする第３工程と、
   前記第３工程によりモールドされた前記フープ材金属板を、前記スリット孔を通り該スリット孔と平行に切断する第４工程と
   を備えることを特徴とする抵抗器の製造方法。
4. 請求項３記載の抵抗器の製造方法において、
   前記第１工程は、切削加工により前記溝部を形成することを特徴とする抵抗器の製造方法。
5. 請求項３または４記載の抵抗器の製造方法において、
   前記フープ材金属板が異種材料を融着したクラッド材であることを特徴とする抵抗器の製造方法。