(57)【要約】【課題】  抵抗体２の対向する両端部それぞれと、銅板６からなる電極１とをシーム溶接する工程を有する抵抗器の製造法において、銅板６をシーム溶接法により抵抗体２と溶接する場合の困難性を低減する。【解決手段】  シーム溶接前に予め電極１表面を、当該電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３で被覆し、当該被覆部分を溶接部とする。電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３が錫３又はハンダであることが好ましい。本発明が好適に適用される抵抗器は、例えば電流検出用の低抵抗器である。【選択図】図１
2006060126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体の対向する両端部それぞれと、銅を主体とする材料からなる電極とをシーム溶接する工程を有する抵抗器の製造法において、
シーム溶接前に予め電極表面を、当該電極材料よりも比抵抗値の高い材料で被覆し、当該被覆部分を溶接部とすることを特徴とする抵抗器の製造法。
【請求項２】
電極材料よりも比抵抗値の高い材料が錫又はハンダであることを特徴とする請求項１記載の抵抗器の製造法。
【請求項３】
抵抗器が電流検出用の低抵抗器であることを特徴とする請求項１又は２記載の抵抗器の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば抵抗体及び電極共に金属板を用いる、主として電流検出用として使用される低抵抗器等の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板状の抵抗体の対向する両端部それぞれと、板状の銅を主体とする材料からなる電極とをシーム溶接する工程を有する抵抗器の製造法については、実開平６−２６２０１号公報にその開示がある。
【特許文献１】実開平６−２６２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
銅を主体とする材料は、比抵抗値が一般に低いため、通電によるジュール熱の発生が銅を主体とする材料を溶融するに至らせることが容易でないのが通常である。
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、銅を主体とする材料をシーム溶接法により抵抗体と溶接する場合の困難性を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の抵抗体２の対向する両端部それぞれと、銅を主体とする材料からなる電極１とをシーム溶接する工程を有する抵抗器の製造法は、シーム溶接前に予め電極１表面を、当該電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３で被覆し、当該被覆部分を溶接部とすることを特徴とする（例えば図１）。
【０００６】
ここで上記「銅を主体とする材料」は、純銅や銅を主体とする合金等である。これらは、例えば電流検出用の低抵抗器用電極１材料に用いても十分に固有抵抗値が低く、電極１材料として適している。
【０００７】
また上記「抵抗体２」には、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｓｎ系合金等を好適に使用することができる。
【０００８】
また上記「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」は、例えば錫３又はハンダ等である（図１（ｂ））。これら材料は、シーム溶接によっても容易に十分な発熱をさせることができる程度に、比抵抗値が銅に比べて高い。例えば、電極１材料を錫３の表面被覆の無い純銅と、抵抗体２材料をＮｉ−Ｃｒ系合金にして両者を溶接しようとする場合は、同じ電極１及び抵抗体２を用いて純銅表面に錫３を被覆して当該両者を溶接しようとする場合に比して、同等の溶接強度を得るためには約１．５倍の溶接用通電電気量が必要だった。このことから、「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」の存在意義が明確となった。即ち本発明により、銅を主体とする材料をシーム溶接法により抵抗体２と溶接する場合の困難性を低減することができ、上記本発明が解決しようとする課題を解決している。
【０００９】
上記「被覆」の手段は、電解メッキ、無電解メッキ、スパッタリング、蒸着、ペースト状材料の塗布等から選ぶことができる。これらの中では、製造コスト面で有利な電解メッキが好ましい。かかる被覆により、電極１材料表面の過剰な酸化を抑制する効果をも得ることができる。
【００１０】
上記「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」には、例えば錫３又はハンダ等、ハンダ濡れ性の優れた材料を用いることが好ましい。このことにより、従来、チップ抵抗器等で抵抗器製造後設けられていた、露出した電極１へのハンダ濡れ性付与のための、バレルメッキ法等による電極１への錫３又はハンダ膜を形成する煩雑な工程を省略することができる利点がある。抵抗器が面実装用である場合、実装基板面上のランドに配されたクリームハンダと当該抵抗器の電極１との固着をリフロー工程にて実現する必要があるから、前記電極１へのハンダ濡れ性付与工程は略必須であり、かかる利点は抵抗器製造上極めて有利である。
【００１１】
ここで、バレルメッキ法により個々のチップ抵抗器の電極１表面へ錫３又はハンダ膜を形成すると、各々の電子部品における錫３又はハンダ膜厚にばらつきができやすいだけでなく、殆どの通電電気量がメッキに利用されないというエネルギーコスト面での不利な点がある。その点、例えば予め銅板６表面に錫３又はハンダメッキをバレルメッキ法以外の通常の電解メッキ法で施した、錫３又はハンダ被覆銅板６を用いることは、前記バレルメッキ法における不利な点がないため有利である。ここで銅板６の状態では、個々の抵抗器の状態と異なり、微細なワークを扱う訳ではない。従ってバレルメッキ法によらなくとも、通常のメッキ浴中で電解めっき用電極間に当該電極と接触しないように銅板６を配置して、両メッキ用電極間を通電するといった、簡便且つメッキ工程に要する総時間が短くて済む電解メッキ法を使用できる。
【００１２】
また上記「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」は、本発明のように、シーム溶接等の抵抗溶接をする際に大きな存在意義を有する。その理由は、抵抗溶接でない、例えばレーザ溶接のような、抵抗器の電極１と抵抗体２との接合部のジュール熱発生とは無関係に当該接合部を溶接する方法では、「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」の存在の有無によって溶接性が大きく変わるとは考え難いためである。
【００１３】
また抵抗溶接であっても、例えばスポット溶接のように抵抗器の電極１と抵抗体２とを局部的に溶接した場合には、特に電流検出用低抵抗器のように、大電流を流す目的の抵抗器とした場合、上記「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」が若干不利に作用すると考えられる。その理由を説明する。「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」が、絶対量としては少ないながらも溶接部に残存することにより、当該溶接部の固有抵抗値が大きくなる。すると当該抵抗器に大電流が流れることにより、当該溶接部にのみ集中するジュール熱による発熱量が過剰となり、抵抗器の温度特性（ＴＣＲ等）に悪影響をもたらすおそれがあるためである。
【００１４】
上記スポット溶接技術に対し、シーム溶接技術では、上記溶接部面積がスポット溶接技術の場合に比して大きいため、若干の「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」が溶接部に存在していたとしても、上記ジュール熱の集中といった現象は起き難い。
【００１５】
また、「電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３」は、錫単体、Ｓｎ−Ｂｉ系合金、Ｓｎ−Ｉｎ−Ａｇ系合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｚｎ系合金、Ｓｎ−Ｚｎ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｓｂ系合金、Ｓｎ−Ａｇ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金から選ばれることが好ましい。これらは上記「錫３又はハンダ」に含まれる材料であるが、鉛を含んでおらず、環境調和性に優れるためである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、抵抗体２の対向する両端部それぞれと、銅を主体とする材料からなる電極１とをシーム溶接する工程を有する抵抗器の製造法において、銅を主体とする材料をシーム溶接法により抵抗体２と溶接する場合の困難性を低減することができた。
【００１７】
また電極１表面の、電極１材料よりも比抵抗値の高い材料３に錫３又はハンダを選択した場合には、従来なされていた、抵抗器になった後のハンダ等のバレルメッキ工程を省略することができ、エネルギーコスト低減にも資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（本発明に係る抵抗器の製造の一例）
表面に錫３の電解メッキ（メッキ厚３〜７μｍ）が施された純銅からなる厚み０．３ｍｍの板と、厚み０．２ｍｍのＮｉ−Ｃｒ系合金板を用意する。これらは市販のものを用いることができる。そして抵抗体２の板の端部と、電極１の板の端部とが約１ｍｍ重なり合うようにして両者を固定する。
【００１９】
次に市販のシーム溶接装置により、上記重なり合う部分の下側に溶接用平板状電極５（クロム銅製）が配置される。当該溶接用電極の上に上記電極１の板及び抵抗体２の板が載置固定可能となる。
【００２０】
上記載置固定状態で、溶接用円盤状電極４（モリブデン製）を上記重なり合う部分に沿って転がしながら、上記溶接用平板状電極５と当該溶接用円盤状電極４間に溶接電流を流すことにより、抵抗体２の板の端部と、電極１の板の端部とを直線状に溶接する（図１（ａ））。
【００２１】
ここで溶接用円盤状電極４をモリブデン製とし、溶接用平板状電極５をクロム銅製として、溶接用円盤状電極４を溶接用平板状電極５よりも硬度を高くしたのは、溶接用円盤状電極４が可動部材であり、且つ狭い面積で電極１に押圧されることから、その磨耗を抑制するためである。また、電極１と接する溶接用円盤状電極４をモリブデン製とし、抵抗体２と接する溶接用平板状電極５をクロム銅製として、溶接用円盤状電極４を溶接用平板状電極５よりも、その固有抵抗値を低くしたのは、溶接電流を流したときに、電極１と抵抗体２の接触部以外の箇所に極端に抵抗値が高い箇所を設けないためである。即ち、当該抵抗値が高い箇所で積極的にジュール熱発生することによる、溶接用電極と電極１又は抵抗体２とが溶接するのを防ぐためである。
【００２２】
具体的な溶接条件を述べる。溶接用円盤状電極４の径は、８０ｍｍである。溶接用円盤状電極４の側面（銅の板からなる電極１に接する部分）の幅は、２ｍｍである。溶接用円盤状電極４と溶接用平板状電極５とで電極１の板及び抵抗体２の板が重なり合う部分を押圧する力は約１５ｋｇである。溶接用円盤状電極４が転がる速度は、１０００ｍｍ／分である。溶接用平板状電極５と溶接用円盤状電極４間に流す溶接電流は、矩形状パルス波である。当該パルス幅は、１５ｍｍ秒であり、パルス高さは最大２〜３ｋＡである。そして結果として単位溶接痕７の形状は概ね円形又は図２に示すように概ね楕円であり、その大きさは、最大径約１ｍｍとなった。
【００２３】
溶接に際しては、図２に示すように、一度形成した溶接痕７と新たに溶接する領域とが重なり合わないように留意した。その理由は、一度形成した溶接痕７の固有抵抗値が低く、主として新たな溶接電流が当該溶接痕７を流れてしまい、新たな溶接領域が形成され難いためである。
【００２４】
このようなシーム溶接工程を、抵抗体２の対向する両端部それぞれについて実施した後、電極１−抵抗体２−電極１と、溶接により連なった片状部材８となるよう切断する（図２）。
【００２５】
次いでかかる片状部材８の電極１間の抵抗値を所定範囲とするためのトリミング工程を実施する。かかるトリミング工程は、電極１間の抵抗値を測定しながら、抵抗値が所定値になるまで抵抗体２を、刃の厚み約０．１〜０．８５ｍｍのグラインダー（ダイシングソー）にて切除して溝形成するものである。またグラインダーに代えて、あるいはグラインダーによる切除と共に、プレスによる打ち抜きを採用することもできる。
【００２６】
そして、抵抗体２及び溶接部をモールド樹脂９としての液晶ポリマーにてモールド成形する（図３（ｂ））。その結果、電極１部が露出し、中央部が樹脂被覆された上記片状部材８となる。その後当該電極１部をモールド樹脂９に沿って折り曲げ成形して（図３（ｃ）及び（ｄ））、本発明に係る面実装型抵抗器が完成する。ここで溶接痕７のような電気接続部分に折り曲げの応力が付与されることによる、抵抗器特性への何らかの悪影響を極力排除する意味で、溶接痕７部分はモールド樹脂９により保護され、折り曲げの応力が付与されないようにした。モールド樹脂材料は、液晶ポリマー以外の材料選択が可能なことは言うまでもない。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を選択可能である。液晶ポリマーの利点は、抵抗器が電流検出用等であり、大電流を流すことが想定される場合の抵抗体２部分の多大な発熱を放熱するのに適していることである。
【００２７】
上記本発明に係る抵抗器の製造の一例では、抵抗器の電極１材料として錫３メッキを施した純銅を用いている。これに代えて錫３メッキを施さない純銅を用い、且つ本例と同等の溶接強度を得ようとした場合には、上記溶接条件における溶接用の総通電電気量は本発明の場合に比して約１．５必要だった。例えば錫３メッキを施さない場合には、上記溶接条件におけるパルス高さを約４ｋＡとする必要があった。
【００２８】
電極１表面に予め錫３メッキを施した場合と施さない場合の、表面実装型チップ抵抗器の製造に必要なメッキ及び溶接電気量を比較検討した結果を次に述べる。予め錫３メッキを施す場合には、そのメッキ工程に通常の電解メッキ法を使用することができる。通常の電解メッキ法は、メッキ浴中で電解メッキ用電極間に当該電極と接触しないように銅板６を配置して、両メッキ用電極間を通電するといった、簡便な電解メッキ技術であり、一般にその際の電流効率は数十％と非常に高い。それに対して錫３メッキを施さない場合の表面実装型チップ抵抗器の製造に必要な電極１表面上への錫３メッキには、当該抵抗器が略完成した後でバレルメッキ法により錫３メッキを実施する。かかるバレルメッキの電流効率は、一般に約数％である。従って錫３メッキに要する電気量は、圧倒的に電極１表面に予め錫３メッキを施した場合の方が少なくて済む。次に溶接に要する通電電気量の違いだが、これは前述したように電極１表面に予め錫３メッキを施さない場合は施した場合の約１．５倍の電気量を要する。
【００２９】
以上のことから、エネルギーコスト低減の観点からも、本発明は従来に比して優れている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、一般に抵抗器が利用される産業分野、例えば電子機器分野における利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明におけるシーム溶接の状態を示す図である。（ａ）のＡ−Ａ’断面図が（ｂ）である。
【図２】本発明に係る抵抗器の製造の一例における、溶接後に片状部材へと切断する様子を示す平面図である。（ａ）が切断前、（ｂ）が切断後を示している。
【図３】本発明に係る抵抗器の製造の一例における、モールド樹脂に沿って電極を折り曲げ加工する様子を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１．電極
２．抵抗体
３．錫、電極材料よりも比抵抗値の高い材料
４．溶接用円盤状電極
５．溶接用平板状電極
６．銅
７．溶接痕
８．片状部材
９．モールド樹脂
【図１】
2006060126.tif 000003
【図２】
2006060126.tif 000004
【図３】
2006060126.tif 000005