(57)【要約】【課題】本発明は、抵抗値変動を抑制できる抵抗器を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の抵抗器は、金属で構成された抵抗体１１と、前記抵抗体１１の両端部の一面１１ａに位置する一対の電極１２と、前記抵抗体１１の一面１１ａに設けられ前記一対の電極１２と接続されない放熱端子１３とを備え、前記一対の電極１２、前記放熱端子１３それぞれの周囲にニッケルを有するめっき層１６が存在する。また、前記抵抗体１１の前記一面１１ａと対向する他面１１ｂを覆う絶縁層１４に放熱層１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の両端部の一面に位置する一対の電極と、前記抵抗体の一面に設けられ前記一対の電極と接続されない放熱端子とを備え、前記一対の電極、前記放熱端子それぞれの周囲にニッケルを有するめっき層が存在している抵抗器。
【請求項２】
前記抵抗体の前記一面と対向する他面を覆う絶縁層に放熱層が設けられている請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
前記放熱層は、前記放熱端子と熱的に接続される第１放熱層を有する請求項２に記載の抵抗器。
【請求項４】
前記放熱層は、前記一対の電極それぞれと熱的に接続され、互いに接続されていない第２、第３放熱層を有し、さらに、前記第２、第３放熱層と前記第１放熱層とは互いに接続されていない請求項３に記載の抵抗器。
【請求項５】
前記放熱端子は前記抵抗体に接続された島部に設けられ、前記島部は前記島部より幅が狭い導通路を介して前記抵抗体と接続されている請求項１〜４のいずれかに記載の抵抗器。
【請求項６】
前記放熱端子が回転対称になるように複数設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の抵抗器。
【請求項７】
請求項１に記載の抵抗器は、前記一対の電極の周囲に位置するはんだ層、前記放熱端子の周囲に位置するはんだ層と実装用はんだとを介して実装用基板のランドに接続され、前記放熱端子と接続された前記ランドは前記実装用基板の他の回路から絶縁している抵抗器の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の電流値検出等に使用される高電力の金属板を抵抗体とした抵抗器およびその実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の抵抗器は、図４に示すように、板状で銅を含む金属で構成された抵抗体１と、この抵抗体１の両端部に形成され銅で構成された一対の電極２と、抵抗体１に形成された放熱層３と、一対の電極２の周囲に設けられためっき層４とを備えていた。
【０００３】
放熱層３は、エポキシ樹脂や接着剤などの絶縁層５を介して抵抗体１に接着されていた。さらに、めっき層４はニッケルめっき層４ａとニッケルめっき層４ａを覆うすずめっき層４ｂとで構成されていた。また、めっき層４に実装用はんだを接合することよって実装用基板に抵抗器を実装していた。
【０００４】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の抵抗器は、高温下で大電流が流れると、ニッケルめっき層４ａのニッケルが実装用はんだに拡散して、ニッケルめっき層４ａの一部が喪失し、これにより、めっき層４と一対の電極２との間にクラックが発生し、この結果、抵抗値が高くなる可能性があるというという課題を有していた。
【０００７】
なお、高温下での大電流通電によってニッケルが実装用はんだに拡散するのは、プラス電位側の電子の流れがニッケルを実装用はんだに押し出すことによって拡散を加速しているからだと考えられる。
【０００８】
そして、ニッケルが拡散してニッケルが喪失した部分では、抵抗体、一対の電極の銅と、すずめっき層４ｂ、実装用はんだのすずとが相互拡散しており、拡散速度が違うため、ニッケルめっき喪失部分と一対の電極２との間にボイドが発生し、このボイドを起点にクラックが成長して抵抗値が変化してしまう。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、抵抗値変動を抑制できる抵抗器およびその実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様に係る抵抗器は、金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の両端部の一面に位置する一対の電極と、前記抵抗体の一面に設けられ前記一対の電極と接続されない放熱端子とを備え、前記一対の電極、前記放熱端子それぞれの周囲にニッケルを有するめっき層が存在している。
【００１１】
第２の態様に係る抵抗器では、第１の態様において、前記抵抗体の前記一面と対向する
他面を覆う絶縁層に放熱層が設けられている。
【００１２】
第３の態様に係る抵抗器では、第２の態様において、前記放熱層は、前記放熱端子と熱的に接続される第１放熱層を有する。
【００１３】
第４の態様に係る抵抗器では、第３の態様において、前記放熱層は、前記一対の電極それぞれと熱的に接続され、互いに接続されていない第２、第３放熱層を有し、さらに、前記第２、第３放熱層と前記第１放熱層とは互いに接続されていない。
【００１４】
第５の態様に係る抵抗器では、第１〜４のいずれかの態様において、前記放熱端子は前記抵抗体に接続された島部に設けられ、前記島部は前記島部より幅が狭い導通路を介して前記抵抗体と接続されている。
【００１５】
第６の態様に係る抵抗器では、第１〜５のいずれかの態様において、前記放熱端子が回転対称になるように複数設けられている。
【００１６】
第７の態様に係る抵抗器の実装方法は、第１の態様における抵抗器は、前記一対の電極の周囲に位置するはんだ層、前記放熱端子の周囲に位置するはんだ層と実装用はんだとを介して実装用基板のランドに接続され、前記放熱端子と接続された前記ランドは前記実装用基板の他の回路から絶縁されている。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本開示の抵抗器は、放熱端子が高温状態となっても電流が流れないため、放熱端子の周囲のめっき層中のニッケルが実装用はんだに拡散するのを抑制でき、これにより、放熱端子とめっき層との間にクラックが発生しにくくなり、確実に抵抗体で発生した熱を放熱端子に逃がすことができる。
【００１８】
そして、抵抗体で発生した熱を放熱端子に確実に逃がすことができるため、一対の電極の温度が上昇するのを抑えることができ、これにより、電流が流れる一対の電極の周囲のめっき層中のニッケルが実装用はんだに拡散するのを防ぐことができるため、めっき層と一対の電極との間のクラックの発生を抑制でき、この結果、抵抗値変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における抵抗器の断面図
【図２】同抵抗器の主要部の下面図
【図３】同抵抗器の主要部の上面図
【図４】従来の抵抗器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本開示の一実施の形態における抵抗器の断面図であり、さらにこの抵抗器を実装した状態を示す断面図、図２は同抵抗器の主要部の下面図、図３は同抵抗器の主要部の上面図である。なお、図１に示す抵抗器は、図２のＡ−Ａ線断面図、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２１】
本開示の一実施の形態における抵抗器は、図１〜図３に示すように、金属で構成された抵抗体１１と、抵抗体１１の一面（下面）１１ａの両端部に位置する一対の電極１２と、抵抗体１１の一面１１ａに設けられ一対の電極１２と直接接続されない放熱端子１３と、抵抗体１１の一面１１ａと対向する他面（上面）１１ｂを覆う絶縁層１４と、絶縁層１４のさらに上面に設けられた放熱層１５とを備えている。
【００２２】
また、一対の電極１２、放熱端子１３それぞれの周囲に、ニッケルを有するめっき層１６が位置し、めっき層１６はニッケルめっき層１６ａとニッケルめっき層１６ａを覆う低融点金属めっき層１６ｂとで構成されている。なお、図２、図３ではめっき層１６は省略している。
【００２３】
上記構成において、前記抵抗体１１は、板状または箔状のＣｕＮｉ、ＣｕＭｎ、ＮｉＣｒ等の金属で構成されている。
【００２４】
抵抗体１１は一面（下面）１１ａと一面１１ａと対向する他面（上面）１１ｂと、一面１１ａと他面１１ｂを結ぶ一対の端面１１ｃと一対の側面１１ｄを有する。一対の端面１１ｃは一対の電極１２が並び電流が流れる方向Ｄ１に離れた面（電流の流れる方向Ｄ１において露出した面）であり、一対の側面１１ｄは方向Ｄ１と略直交する方向Ｄ２に離れた面である。
【００２５】
抵抗体１１は、抵抗体１１の一対の側面１１ｄそれぞれに島部１７を備え、一対の島部１７は、島部１７より幅が狭い導通路１８を介して抵抗体１１と接続されている。ここで、幅とは方向Ｄ１と平行な寸法をいう。
【００２６】
一対の島部１７は、下面視で抵抗体１１の中心部を通り方向Ｄ１と略直交する方向Ｄ２に離れた箇所に位置させるのがより好ましい。これにより、ホットスポットとなる抵抗体１１の中心部の熱をより放熱させ易くなる。
【００２７】
導通路１８は、抵抗体１１から電流が流れる方向Ｄ１と略直交する方向Ｄ２に引き出されている。幅が狭い導通路１８によって島部１７には電流がほとんど流れないため、島部１７が抵抗器の電気特性に大きな影響を与えないで済む。
【００２８】
島部１７、導通路１８は、抵抗体１１をパンチング、エッチング等で加工して形成する。
【００２９】
前記一対の電極１２は、抵抗体１１の下面１１ａの両端部に接続され、導電率が高いＣｕまたはＡｇを主成分とした金属で構成され、また、一対の電極１２は、別体の金属板を抵抗体１１に溶接、クラッド接合したり、抵抗体１１に別の金属材料を直接めっき、スパッタ、印刷したりして形成する。
【００３０】
前記放熱端子１３は、抵抗体１１の下面１１ａの島部１７に接続され、また、別体の金属板を島部１７それぞれに溶接、クラッド接合したり、抵抗体１１の島部１７それぞれに別の金属材料を直接めっき、スパッタ、印刷したりして一対形成する。ここで、図３では一対の電極１２、一対の放熱端子１３の位置も透過して示している。放熱端子１３は、熱伝導率が高いＣｕ、Ａｇを主成分とした金属で構成されるのが好ましい。
【００３１】
一対の電極１２、一対の放熱端子１３は、同時に同じ材料、同じ工法で形成すれば、工数を削減できる。
【００３２】
一対の放熱端子１３は、一対の電極１２と電気的に直接接続されない。なお、放熱端子１３は１つでもよいし、３つ以上でもよい。さらに、一対の放熱端子１３を製品中央部に対して回転対称となる箇所に位置させれば、実装時の向きを特定の方向に整列させる必要がなくなり、生産性が向上する。
【００３３】
放熱端子１３は、一対の電極１２と抵抗体１１の同一面（下面）１１ａに位置しているため、同時にめっき等で形成することができる。
【００３４】
前記絶縁層１４は、エポキシ樹脂またはガラスエポキシなどの樹脂基板であり、抵抗体１１の上面１１ｂに形成されている。このとき、島部１７を含む抵抗体１１全体が絶縁層１４に接着される。この絶縁層１４にはアルミナ粉末等を含有しており、これにより、熱伝導性を向上させている。一対の電極１２は絶縁層１４の端面から露出し、一対の放熱端子１３は絶縁層１４の側面から露出している。
【００３５】
前記放熱層１５は、絶縁層１４の抵抗体１１が設けられた面と対向する上面に接着されている。放熱層１５は、一対の放熱端子１３それぞれと熱的に接続される一対の第１放熱層１５ａと、一対の電極１２それぞれと熱的に接続される第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃを有する。
【００３６】
この一対の第１放熱層１５ａ、第２放熱層１５ｂ、第３放熱層１５ｃは、互いに直接接続されていない。一対の電極１２と第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃとは、めっき層１６を介して電気的、熱的に接続されている。
【００３７】
これにより、一対の電極１２の熱を第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃへ直接逃がすことができる。また、一対の放熱端子１３の熱を一対の第１放熱層１５ａへ直接逃がすことができる。
【００３８】
なお、絶縁層１４の端面に導電層を別途設け、この導電層を一対の電極１２と第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃに接続させて、互いに熱的な接続を持たせてもよい。このとき、導電層にめっき層１６を形成すれば、一対の電極１２と第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃとをめっきで容易に接続されることができる。
【００３９】
また、絶縁層１４に形成されたビア電極を介して、一対の電極１２と第２、第３放熱層１５ｂ、１５ｃとを互いに電気的、熱的に接続してもよい。一対の第１放熱層１５ａと一対の放熱端子１３についても同様である。
【００４０】
前記めっき層１６は、ニッケルを有し、一対の電極１２の周囲の露出する面および抵抗体１１の一対の端面１１ｃに一体的に形成され、さらに、一対の放熱端子１３の周囲に露出する面にも形成される。
【００４１】
めっき層１６は、抵抗体１１の一対の端面１１ｃ、一対の電極１２、一対の放熱端子１３と接するニッケルめっき層１６ａ、とニッケルめっき層１６ａを覆うすず等で構成された低融点金属めっき層１６ｂとで構成されている。
【００４２】
なお、放熱層１５、および放熱層１５から露出した絶縁層１４は保護膜１９で覆われている。さらに、抵抗体１１の下面１１ａのうち一対の電極１２、一対の放熱端子１３が形成されていない箇所も保護膜１９が設けられている。保護膜１９はエポキシ樹脂等の樹脂で構成されている。なお、図２、図３では保護膜１９を省略している。
【００４３】
そして、この抵抗器は、図１に示すように、実装用基板２１に形成されたランド２２ａ、２２ｂと実装用はんだ２３を介して実装される。ここで、抵抗器に対して実装用基板２１がある方向を、本明細書では下方としている。
【００４４】
図１では、本開示の抵抗器の断面図に、本開示の抵抗器が実装用基板２１に実装されている状態も示している。
【００４５】
このとき、一対の電極１２と一対の放熱端子１３はそれぞれランド２２ａ、２２ｂにめ
っき層１６と実装用はんだ２３を介して接続される。
【００４６】
そして、一対の放熱端子１３に接続されるランド２２ｂは、一対の電極１２に接続されるランド２２ａおよび実装用基板２１の他の回路から絶縁され、さらに可能な限り大きな面積を有している。これにより、一対の放熱端子１３で放熱された熱を逃し易くなる。
【００４７】
一対の電極１２、一対の放熱端子１３の熱は実装用はんだ２３およびランド２２ａ、２２ｂを介して、実装用基板２１に放熱される。
【００４８】
本一実施の形態における抵抗器においては、放熱端子１３が高温状態となっても電流が流れないため、放熱端子１３周囲のめっき層１６中のニッケルが実装用はんだ２３に拡散するのを抑制でき、これにより、放熱端子１３とめっき層１６との間にクラックはほとんど発生せず、確実に抵抗体１１で発生した熱を放熱端子１３に放熱させることができる。
【００４９】
そして、このように抵抗体１１で発生した熱を一対の放熱端子１３に確実に逃がすことができるため、一対の電極１２の温度が上昇するのを抑えることができ、これにより、電流が流れる一対の電極１２の周囲のめっき層１６中のニッケルが実装用はんだ２３に拡散するのを抑制することができるため、ニッケルが喪失するのを抑制できる。
【００５０】
これにより、めっき層１６と一対の電極１２との間のクラックの発生を抑制でき、この結果、抵抗値変動を抑制できる。
【００５１】
さらに、一対の第１放熱層１５ａと抵抗体１１とは熱伝導率の高い絶縁層１４を介して接しているため、抵抗体１１で発生した熱は効率的に一対の第１放熱層１５ａに移動し、これにより、この熱を放熱端子１３、めっき層１６を介して実装用基板２１へ逃がすことができるため、一対の電極１２が高温化するのをより防ぐことができる。
【００５２】
また、抵抗体１１で発生した熱を島部１７、一対の放熱端子１３を介して実装用基板２１により効果的に逃がすことができるため、熱を分散させることができ、これにより、抵抗体１１の表面の温度を低くすることができ、この結果、長期信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る抵抗器は、抵抗値変動を抑制できるという効果を有するものであり、特に各種電子機器の電流値検出等に使用される高電力の金属板を抵抗体とした抵抗器等に適用することにより有用となるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１１  抵抗体
１２  一対の電極
１３  放熱端子
１４  絶縁層
１５  放熱層
１６  めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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