TWI496172B - Low resistance sheet resistors and methods of manufacturing the same - Google Patents

Description

低電阻之片形電阻器和其製造方法

本發明係關於片形電阻器、尤其關於低電阻器之片形電阻器和其製造方法。

最近，因保護過電流對多功能之攜帶機器造成衝擊等，多使用電流偵測用之低電阻值之片形電阻器。在此，因其電阻器之大小，電阻值為相同，可以檢測至更大的電流值，故要求增大額定電力。依此，藉由其要求，增大其電阻器之自行發熱。然後，產生對其電阻器之保護膜且其電阻器安裝後之印刷配線板等造成損傷之不佳狀況。

因此，JP-2006-313763-A係以直接熱擴散在陶瓷基板1上接合電阻體2，補強零件之機械性強度。

再者，在JP-11-97203-A揭示有藉由在陶瓷基板藉由使用銀填料等之活性化金屬法一體接合電阻體。

並且，在JP-9-320802-A中，也提案適用藉由含有二氧化矽之無機黏接劑，將電阻箔貼在陶瓷基板之技法的電阻器。

但是，在上述JP-2006-313763-A中，在陶瓷基板接合電阻金屬板或箔之時，在高溫960～980℃，氧濃度為50ppm以下之雰圍，藉由熱擴散接合係假設有量產設備也成為大規模的問題。並且，因將電阻值之調節在電阻器之寬度之容許範圍內調節切斷寬度，故難以容易機械性切斷電阻金屬板和陶瓷。再者，在上述高溫之處理中，也有電阻金屬板之電特性惡化之情形。

再者，JP-11-97203-A適用於將電阻金屬板或箔接合於陶瓷基板之時，適用使用銀填料之活性化金屬法。此時，雖然無記載與JP-2006-313763-A相同之具體溫度等之條件，但假設被曝露於800℃左右之溫度的情形。依此，有與JP-2006-313763-A相同之問題。

並且，在JP-9-320802-A中，從基板之上面至側面，經以二氧化矽為主成分之無機黏接劑設置有電阻箔。然後，敘述電阻值之調節藉由雷射修整而形成開口來執行。但是，在該態樣中，假設當以電阻值之調節在電阻箔形成開口時，則在其部份產生電流集中，以致電阻器之壽命特性降低。

因此，本發明係為了解決上述問題點而所研究出，其課題在於提供可以檢測更大之電流，提升高電性耐久性，和獨立自主性之機械性強度的低電阻之片形電阻器。在此，使本片形電阻器持有上述獨立自主性，係指保有為了要藉由搭載機安裝本片形電阻器的充分機械性強度，再者，高電性耐久性係指即使大電流也充分通用。因此，即使於通大電流之時，亦可以取得降低其電阻器之表面溫度之基板或電阻膜，和一面更縮小體積一面具有獨立自主性之電阻層構造之低電阻的片形電阻器。

再者，本發明之其他課題係貼合基板和電阻層，使用端面電極或依所需設置有保護膜之帶狀者，因增強本電阻器之電性耐久性，故不在電阻層設置由於修整痕所產生之電流集中部，取而代之，係藉由調整帶狀之長邊方向的切斷寬度而因應電阻值在事先所設定之寬度切斷，則可以利用容易且快速之方法製造出高精度之本電阻器。

本發明之申請專利範圍第1項的低電阻之片形電阻器，為用以解決上述課題，其主旨為：由在基板表背兩面以在150℃~200℃進行加熱及輥軋之方式形成電阻層，接著在其表背兩面之該電阻層上之中央部形成保護膜，並在上述電阻層上之上述保護膜之兩側配置表電極和背電極，並且在上述基板、電阻膜及表背電極之兩端形成端面電極者所構成，上述基板為在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製，而且將上述電阻層設為金屬板或金屬箔中之任一者。

在此，就以上述電阻層之金屬板或金屬箔而言，有錳、鎳鉻、鐵‧鉻‧鋁之單體或該些合金。其中，金屬板係指0.1mm以上，金屬箔為低於0.1mm。該係藉由所期待之電阻值，設定以低電阻金屬板之種類所特定之體積電阻率和其厚度。依此，如此一來藉由電阻膜之厚度可考慮各種板和箔。再者，就以在內部分散基板之陶瓷粉的絕緣樹脂 或橡膠而言，除丙烯酸系樹脂之外，還有從環氧系樹脂、氯丁橡膠、丁基橡膠、氨基甲酸乙酯橡膠、丁腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、聚酯系樹脂、聚氯乙烯、聚氨酯樹脂、矽氧樹脂、苯酚樹脂、醯胺系樹脂、醯亞胺系樹脂、纖維質樹脂、ABS樹脂中選擇一個以上。並且，上述電阻層使用錳、鎳鉻、鐵‧鉻‧鋁之單體或該些合金。並且，作為保護膜之原料，可考慮環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽氧樹脂等，表電極係在電阻層上從下依序藉由例如電鍍以鍍銅、鍍鎳、鍍錫膜所形成，在端面電極，從下在依據例如濺鍍法所構成之鎳鉻膜或導電性樹脂糊所產生之膜上藉由電鍍法由鍍銅、鍍鎳、鍍錫膜所構成。

上述本發明之申請專利範圍第3項的低電阻之片形電阻器之製造方法，係在內部分散陶瓷粉之帶狀絕緣樹脂或橡膠製基板之表背兩面，以在150℃~200℃進行加熱及輥軋之方式疊層由金屬板或金屬箔所構成之電阻層，且在該疊層之帶狀之表背兩面之長邊方向中央部形成保護膜，並在該保護膜之兩側之上述電阻層上形成表電極和背電極，並且在上述基板、電阻膜及表背電極之兩端形成端面電極之後，能夠在上述帶狀之長邊方向交叉而切斷成特定寬度。

該發明為申請專利範圍第1項之低電阻之片形電阻器之製造方法，其特徵為適用在帶狀基板之表背兩面形成電阻層和保護膜，然後將在該些兩側形成有表背電極和端面電極之帶狀者，在長邊方向交叉而切斷成事先所設計之長度(特定寬度)之技法。

作為本發明之其他方法之申請專利範圍第4項，係上述申請專利範圍第3項中，在上述帶狀之絕緣樹脂或橡膠製基板疊層上述電阻層之方法，為加熱上述金屬板或金屬箔中之任一者的電阻層而貼在上述基板之方法，而且藉由較在後工程中製作出之保護膜所處的中央部更大加壓的輥軋，疊層上述所疊層之帶狀的長邊方向兩端部。

該發明係藉由將所疊層之長邊方向兩端部加壓較中央部大，使較疊層體之兩端側更向內部方向一體化。

作為本發明之另外方法之申請專利範圍第5項，係上述申請專利範圍第3項中，在上述帶狀之絕緣樹脂或橡膠製基板疊層上述電阻層之方法，為加熱上述金屬板或金屬箔中之任一者的電阻層而貼在上述基板之方法，而且藉由較其兩端更大加壓的輥軋，疊層在上述所疊層之帶狀的後工程中產生之保護膜所處之長邊方向之中央部。

該發明係藉由將所疊層之長邊方向之中央部加壓較兩端部大，使兩端側較疊層體之中央部更充分一體化。

再者，就以本發明之申請專利範圍第2項而言，係由在電阻層之表背兩面之中央部形成基板，在上述基板之兩端的上述電阻層上，配置表電極和背電極，並且在上述電阻層和基板之兩端形成端面電極者所構成，上述基板為在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製，而且將上述電阻層設為金屬板或金屬箔中之任一者。

上述申請專利範圍第2項之發明係申請專利範圍1之基板和電阻層相反，而且其基板亦具有保護膜之功能，較申請專利範圍第1項之構成更為單純化。

上述申請專利範圍第2項之本發明的低電阻之片形電阻器之製造方法，其特徵為：在金屬板或金屬箔之任一之帶狀電阻層之表背兩面之長邊方向中央部，加熱上述電阻層，而貼上內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製基板，在上述基板之兩側之上述電阻層上形成表電極和背電極，並且於在上述電阻層和基板兩端形成端面電極之後，能夠在上述帶狀之長邊方向交叉而切斷成特定寬度。

該申請專利範圍第6項為該申請專利範圍第2項之低電阻之片形電阻器之製造方法。

本發明之特徵係亦可以檢測更大之電流，提升高電性耐久性和獨立自主性之機械性強度，並且於電流通電時降低低電阻之片形電阻器之保護膜或基板上之表面溫度。為了達到其效果，本發明之基板適用在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製之絕緣樹脂。並且，可以迴避以往電阻層在整修溝間集中電流而成為降低適用其絕緣樹脂之低電阻之片形電阻器之電性耐久性之主要原因，並且以迅速且容易之方法製造出。

將低電阻之片形電阻器以設為薄厚度之小型之低電阻為前提，並且使此持有獨立自主性而提升機械性強度，以達到提升耐久性。

再者，在該發明方法中，貼合帶狀基板和電阻層，將在此設置保護膜和表背電極及端面電極者，或是在電阻層和基板設置表背電極和端面電極者，在其帶狀之長邊方向交叉而以特定寬度切斷而製造出。

[實施例1]

針對本發明之低電阻之片形電阻器之構成，以下說明。

第1圖(a)和(b)係以體積比7比3分散屬於陶瓷粉之一種的氧化鋁粉於環氧樹脂中之絕緣基板之長條物之斜視圖，和其橫剖面圖。在該些圖中，於厚度0.3mm、寬度4.3mm之帶狀之數m程度之基板1之表背兩面，疊層有厚度0.05mm、寬度6.3mm之帶狀的數m左右之長度的電阻層2之鐵‧鉻‧鋁合金製之金屬板。在該電阻膜之上下兩側之中央部長邊方向，利用網版印刷法將環氧樹脂之保護膜3形成10μm左右之厚度，在上下之保護膜3之兩側之電阻層2上經設置在基板1和電阻層2之端部之端面電極4-2，分別聚合表背電極4-1、4-3。

並且，上述各層狀之長條物係切斷成第1圖(a)所示之3.2mm而完成本發明之低電阻之片形電阻器。

並且，如第7圖之曲線圖所示般，表示使本發明之低電阻之片形電阻器通電相當於0.5W、1W、1.5W、2W之各電力的電流之時，所產生之電阻器之保護膜表面之溫度在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製之絕緣樹脂基板之時(A)，和作為以往品的在內部不分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製之絕緣樹脂基板之時(B)有所差異。藉由其結果，可知通電相當於上述各電力之電流之時之保護膜之表面溫度，較以往之陶瓷基板本發明之基板中混入有分散的陶瓷粉則具有耐熱釋放之效果。

接著，針對本發明之低電阻之片形電阻器之製造方法，記載如下。

實施例1-1

第3圖(a)和(b)之1～4為表示上述實施例1之第1圖之低電阻之片形電阻器之製造程序的一部分斜視圖和其橫剖面圖。

圖(a)-1、(b)-1為在環氧系樹脂之中分散混合氧化鋁粉之絕緣板1，圖(a)-2、(b)-2係在其表背貼上電阻層之鐵‧鉻‧鋁合金製金屬板，在150℃～200℃加熱後在2hPa～3hPa之範圍加壓而予以輥軋，在(a)-3、(b)-3中，又在上下中央部網版印刷上述環氧樹脂而以150℃～250℃之溫度烘烤，在(a)-4、(b)-4中，將兩端部依序浸漬在鉻‧鎳製之溶液中而予以烘烤，最後，如(a)-4所示般在長邊方向交叉裁斷加工成決定成特定電阻值之寬度，例如每3.0mm～3.3mm。

實施例1-2

第4圖所示之實施例為上述(實施例1-1)之變形例。

該實施例與(實施例1-1)不同的是於在絕緣基板1加熱電阻膜2而予以輥軋之時，使兩端部較寬度方向之中央部強壓，即是中央部以15hPa，兩側以3hPa加壓而予以輥軋。

實施例1-3

第5圖所示之實施例係表示與上述(實施例1-1)或(實施例1-2)又另外的變形例。

該實施例與(實施例1-1)或(實施例1-2)不同的是於在絕緣基板加熱電阻層2而予以輥軋之時，與上述(實施例1-2)相反在寬度方向之兩端部以1.5hPa，在中央部以3hPa加壓而予以輥軋。

實施例2

第2圖(a)和(b)為與上述實施例不同之電阻器，在同圖中，以電阻層2而言，係在厚度0.1mm、寬度6.3mm之帶狀之數m左右之大小之鐵‧鉻‧鋁合金製之金屬板之上下中央部，疊層將陶瓷粉分散於環氧樹脂之中的絕緣基板1。

並且，在上下基板之上下兩側，經位於電阻層2之兩端部的端面電極4-2於上下具有表和背之各電極。

實施例2-1

第6圖所示之實施例為上述實施例2之製造方法。

鐵‧鉻‧鋁合金製金屬板之電阻層2之表背中央部，在150℃～200℃加熱以體積比7:3將氧化鋁粉分散混合至環氧系樹脂中之絕緣基板1，並予以輥軋而疊層，且在其基板之兩側之電阻層之上下網版印刷表和背電極4-1和4-3，在150℃～250℃加熱後將長條之兩端部依序浸漬至鉻‧鎳製之溶液中而予以烘烤，最後如(b)-4圖所示般，以3.0mm～3.3mm之寬度予以裁斷加工。

[產業上之利用可行性]

作為低電阻之片形電阻器被利用。

1．．．絕緣基板

2．．．電阻層

3．．．保護膜

4-1．．．表電極

4-2．．．端面電極

4-3．．．背電極

第1圖(a)和(b)為製造本發明之低電阻之片形電阻器之一部分帶狀之概略斜視圖和其橫剖面圖。

第2圖(a)和(b)為製造與第1圖不同之實施例的低電阻之片形電阻器的一部分帶狀之概略斜視圖和橫剖面圖。

第3圖(a)-1～4及(b)-1～4為表示第1圖之低電阻之片形電阻器之製造程序的說明圖。

第4圖(a)-1～4及(b)-1～4為表示與第3圖不同之製造程序的說明圖。

第5圖(a)-1～4及(b)-1～4為表示與第3圖或第4圖不同之低電阻之片形電阻器之製造程序的說明圖。

第6圖(a)-1～3及(b)-1～4為表示第2圖之低電阻之片形電阻器之製造程序的說明圖。

第7圖為比較使用本發明之絕緣基板和以往品之絕緣基板之電阻器的表面溫度之曲線圖。

1．．．絕緣基板

2．．．電阻層

3．．．保護膜

4-1．．．表電極

4-2．．．端面電極

4-3．．．背電極

Claims (6)

1. 一種低電阻之片形電阻器，其特徵為：由在基板表背兩面以在150℃~200℃進行加熱及輥軋之方式形成電阻層，接著在其表背兩面之該電阻層上之中央部形成保護膜，並在上述電阻層上之上述保護膜之兩側配置表電極和背電極，並且在上述基板、電阻膜及表背電極之兩端形成端面電極者所構成，上述基板為在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製，而且將上述電阻層設為金屬板或金屬箔中之任一者。
2. 一種低電阻之片形電阻器，其特徵為：由在電阻層之表背兩面之中央部形成基板，在上述基板之兩側之上述電阻層上配置表電極和背電極，並且在上述電阻層和表背電極之兩端形成端面電極者所構成，上述基板為在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製，而且將上述電阻層設為金屬板或金屬箔中之任一者。
3. 一種低電阻之片形電阻器之製造方法，其特徵為：在內部分散陶瓷粉之帶狀絕緣樹脂或橡膠製基板之表背兩面，以在150℃~200℃進行加熱及輥軋之方式疊層由金屬板或金屬箔所構成之電阻層，且在該疊層之帶狀之表背兩面之長邊方向中央部形成保護膜，並在該保護膜之兩側之上述電阻層上形成表電極和背電極，並且在上述基板、電阻膜及表背電極之兩端形成端面電極之後，能夠在上述帶狀之長邊方向交叉而切斷成特定寬度。
4. 如申請專利範圍第3項記載之低電阻之片形電阻 器之製造方法，其中，在上述帶狀之絕緣樹脂或橡膠製基板疊層上述電阻層之方法，為加熱上述金屬板或金屬箔中之任一者的電阻層而貼在上述基板之方法，而且藉由較在後工程中製作出之保護膜所處的中央部更大加壓的輥軋，疊層上述所疊層之帶狀的長邊方向兩端部。
5. 如申請專利範圍第3項記載之低電阻之片形電阻器之製造方法，其中，在上述帶狀之絕緣樹脂或橡膠製基板疊層上述電阻層之方法，為加熱上述金屬板或金屬箔中之任一者的電阻層而貼在上述基板之方法，而且藉由較其兩端部更大加壓的輥軋，疊層在上述所疊層之帶狀的後工程中製作出之保護膜所處的長邊方向之中央部。
6. 一種低電阻之片形電阻器之製造方法，其特徵為：在金屬板或金屬箔中之任一帶狀電阻層之表背兩面之長邊方向中央部，加熱上述電阻層，而貼上在內部分散陶瓷粉之絕緣樹脂或橡膠製基板，在上述基板之兩側之上述電阻層上形成表電極和背電極，並且在上述電阻層和基板之兩端形成端面電極之後，能夠在上述帶狀之長邊方向交叉而切斷成特定寬度。