(57)【要約】【課題】ヒートシンクの反りの発生が抑制されるとともに抵抗素子が精度良く配置され、さらに放熱特性に優れた抵抗装置、及び、この抵抗装置を比較的容易に精度良く製造することが可能な抵抗装置の製造方法を提供する。【解決手段】絶縁層３１の一方の面に抵抗体３２が形成されてなる抵抗素子３０と、絶縁層３１の他方の面側に配設され、抵抗素子３０を搭載するヒートシンク２０と、を有する抵抗装置１０であって、ヒートシンク２０のうち抵抗素子３０が搭載される搭載面２１には収容凹部２４が形成されており、この収容凹部２４内に抵抗素子３０が収容され、収容凹部２４内に収容された抵抗素子３０が樹脂１８によって封止されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設され、前記抵抗素子を搭載するヒートシンクと、を有する抵抗装置であって、
前記ヒートシンクのうち前記抵抗素子が搭載される搭載面には収容凹部が形成されており、この収容凹部内に前記抵抗素子が収容され、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子が樹脂によって封止されていることを特徴とする抵抗装置。
【請求項２】
前記ヒートシンクと前記絶縁層との間に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗装置。
【請求項３】
前記収容凹部の底面に、前記緩衝層が収容される緩衝層収容凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の抵抗装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクの前記搭載面には、前記搭載面から突出する突状部が設けられており、前記突状部によって前記収容凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の抵抗装置。
【請求項５】
前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の抵抗装置。
【請求項６】
ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部が積層されており、前記枠体部には、ねじを通すための枠体貫通穴が形成されており、前記枠体貫通穴を通したねじによって、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがねじ固定されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の抵抗装置。
【請求項７】
前記枠体貫通穴が複数設けられていることを特徴とする請求項６に記載の抵抗装置。
【請求項８】
前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがろう付けされていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の抵抗装置。
【請求項９】
前記絶縁層には、ねじを通すための絶縁層貫通穴が設けられており、前記絶縁層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の抵抗装置。
【請求項１０】
前記絶縁層貫通穴が複数設けられていることを特徴とする請求項９に記載の抵抗装置。
【請求項１１】
前記緩衝層には、ねじを通すための緩衝層貫通穴が設けられており、前記緩衝層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されていることを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載の抵抗装置。
【請求項１２】
前記緩衝層貫通穴が複数設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の抵抗装置。
【請求項１３】
前記抵抗素子と前記ヒートシンクがろう付けされていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の抵抗装置。
【請求項１４】
絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設されたヒートシンクと、を有する抵抗装置の製造方法であって、
前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、
前記絶縁層の一方の面に前記抵抗体を形成して前記抵抗素子を得る抵抗体形成工程と、
前記抵抗素子を前記ヒートシンクの前記収容凹部内に配置する抵抗素子収容工程と、
前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、
を備えていることを特徴とする抵抗装置の製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁層の他方の面に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層を形成する緩衝層形成工程を有することを特徴とする請求項１４に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項１６】
前記収容凹部形成工程において、前記収容凹部の底面に緩衝層収容凹部を形成し、
前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置することを特徴とする請求項１５に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項１７】
前記収容凹部形成工程においては、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されている形状とすることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項１８】
ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することにより、前記ヒートシンク及び前記収容凹部を形成することを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項１９】
前記ヒートシンク本体と前記枠体部とを、ねじ固定することを特徴とする請求項１８に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項２０】
前記抵抗素子収容工程において、前記抵抗素子を前記収容凹部の底部にねじ固定することを特徴とする請求項１４から請求項１９のいずれか一項に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項２１】
前記ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に前記抵抗素子を収容し、前記ヒートシンクを分割することを特徴とする請求項１４から請求項２０のいずれか一項に記載の抵抗装置の製造方法。
【請求項２２】
前記抵抗素子を樹脂で封止した後、前記ヒートシンクを分割することを特徴とする請求項２１に記載の抵抗装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、絶縁層の他方の面側に配設されたヒートシンクと、を有する抵抗装置、及び、この抵抗装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリット自動車や燃料電池自動車などに代表される高圧直流電源を備えた車両が急速に普及しつつある。
こうした高圧直流電源を備えた車両では、主に安全性の観点から、モータ駆動電圧よりも低い電圧の高圧直流電源を用いている。そして、この高圧直流電源の出力電圧を昇圧コンバータ（アップコンバータ）により昇圧し、モータ駆動用のインバータに印加する昇圧コンバータ・インバータ回路方式が主に採用されている。
【０００３】
上述の昇圧コンバータ・インバータ回路では、高圧直流電源の電圧を昇圧する昇圧コンバータと、この昇圧直流電圧を交流電圧に変換して交流回転電機に印加するインバータとを接続したものから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
そして、昇圧コンバータ・インバータ回路では、インバータ用の平滑コンデンサと並列に放電用の抵抗装置が接続されている。
【０００４】
ここで、従来の抵抗装置としては、例えば図１５及び図１６に示すように、絶縁層３３１の一方の面に抵抗体３３２が形成されるとともに絶縁層３３１の他方の面側に緩衝層３３３が形成された抵抗素子３３０が、ヒートシンク３２０上に搭載された構造とされている。上述の抵抗素子３３０は、封止樹脂３１８によって封止されており、抵抗体３３２の一端及び他端にそれぞれ形成された電極部３３５，３３５に外部端子３１５，３１５が接続され、この外部端子３１５が封止樹脂３１８から外部に突出している。そして、この抵抗装置３１０においては、外部端子３１５，３１５及び電極部３３５，３３５を介して抵抗体３３２に通電することにより放電を行う。放電によって発生した熱はヒートシンク３２０を介して放熱される。
【０００５】
従来、上述のような抵抗装置は、ヒートシンクの搭載面の所定の位置に抵抗素子を配置して接合し、この抵抗素子を囲うように型枠を配置し、この型枠内に樹脂を流し込んで抵抗素子を樹脂封止することによって製造される。
なお、このような抵抗装置は、上述の放電用以外にも、抵抗体を適切に選択することで様々な用途で使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５３２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来の抵抗装置を製造する際には、抵抗素子の位置決めを精度良く行う必要があることから、抵抗素子の位置を測定しながら配置していたため、作業が非常に煩雑となるといった問題があった。また、ろう材等を用いてヒートシンクと抵抗素子とを接合する場合、接合時に液相が生じるため、抵抗素子の位置ズレが生じるおそれがあった。
また、抵抗素子の接合後に樹脂封止を行う際に、設置した型枠の位置ズレが生じるおそれがあった。また、型枠とヒートシンクとの隙間から樹脂が漏れ出してしまうおそれがあった。
さらに、ヒートシンクに抵抗素子を接合する際には、ヒートシンクの熱膨張係数と抵抗素子（絶縁層）の熱膨張係数との差によって、反りが生じてしまうといった問題があった。
【０００８】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、ヒートシンクの反りの発生が抑制されるとともに抵抗素子が精度良く配置され、さらに放熱特性に優れた抵抗装置及び、この抵抗装置を比較的容易に精度良く製造することが可能な抵抗装置の製造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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の抵抗装置は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設され、前記抵抗素子を搭載するヒートシンクと、を有する抵抗装置であって、前記ヒートシンクのうち前記抵抗素子が搭載される搭載面には収容凹部が形成されており、この収容凹部内に前記抵抗素子が収容され、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子が樹脂によって封止されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の抵抗装置によれば、ヒートシンクに収容凹部が形成されており、この収容凹部内に収容された抵抗素子が樹脂によって封止されているので、抵抗素子を所定の位置に精度良く配置することが可能となる。
また、収容凹部が形成されることによってヒートシンクの曲げ剛性が高くなり、反りの発生を抑制することができる。
さらに、収容凹部が形成されることによってヒートシンクの表面積が大きくなり、且つ、抵抗素子を封止した樹脂とヒートシンクとの接触面積が大きくなるため、放熱特性に優れている。
【００１１】
ここで、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンクと前記絶縁層との間に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層が形成されていることが好ましい。
この場合、上述の緩衝層が変形することによって、絶縁層とヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収することができ、反りの発生、及び、絶縁層の割れを抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の抵抗装置においては、前記収容凹部の底面に、前記緩衝層が収容される緩衝層収容凹部が形成されていてもよい。
この場合、前記緩衝層が緩衝層収容凹部に収容されることにより、緩衝層が設けられた抵抗素子の位置決めがなされ、抵抗素子を所定の位置に、さらに精度良く配置することが可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンクの前記搭載面には、前記搭載面から突出する突状部が設けられており、前記突状部によって前記収容凹部が形成されていることが好ましい。
この場合、前記ヒートシンクの前記搭載面に突状部が設けられることによって、ヒートシンクの曲げ剛性がさらに向上し、反りの発生を確実に抑制することができる、また、この突状部によってヒートシンクの表面積が確実に大きくなり、放熱特性をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の抵抗装置においては、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されていてもよい。
この場合、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されているので、前記収容凹部内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子を確実に樹脂封止することが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明の抵抗装置においては、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部が積層されており、前記枠体部には、ねじを通すための枠体貫通穴が形成されており、前記枠体貫通穴を通したねじによって、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、ヒートシンクが厚さ方向に分割されているので、例えば、上側部分を硬い材料で構成し、下側部分を放熱性の良い材料とすることで、強度と放熱性を両立することが可能な抵抗装置が得られる。また、ヒートシンク本体と枠体部がねじ固定されているので、これらの位置決めを行うことができる。
【００１６】
また、本発明の抵抗装置においては、前記枠体貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、ヒートシンク本体と枠体部の位置決めを容易にすることが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とがろう付けされている構成としてもよい。
この場合、枠体部とヒートシンク本体とをろう付けすることにより、樹脂封止時における樹脂の漏れを確実に防ぐことが可能となる。
【００１８】
また、本発明の抵抗装置においては、前記絶縁層には、ねじを通すための絶縁層貫通穴が設けられており、前記絶縁層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することにより、抵抗素子の位置決めを行うことが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記絶縁層貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、抵抗素子の位置決めを容易にすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の抵抗装置においては、前記緩衝層には、ねじを通すための緩衝層貫通穴が設けられており、前記緩衝層貫通穴を通したねじによって、抵抗素子とヒートシンクがねじ固定されている構成としてもよい。
この場合、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することにより、抵抗素子の位置決めを行うことが可能となる。
【００２１】
さらに、本発明の抵抗装置においては、前記緩衝層貫通穴が複数設けられている構成としてもよい。
この場合、複数個のねじによって固定することができ、抵抗素子の位置決めを容易にすることが可能となる。
【００２２】
また、本発明の抵抗装置においては、前記抵抗素子と前記ヒートシンクがろう付けされている構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子と前記ヒートシンクとを確実に接合することができる。
【００２３】
本発明の抵抗装置の製造方法は、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成されてなる抵抗素子と、前記絶縁層の他方の面側に配設されたヒートシンクと、を有する抵抗装置の製造方法であって、前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、前記絶縁層の一方の面に前記抵抗体を形成して前記抵抗素子を得る抵抗体形成工程と、前記抵抗素子を前記ヒートシンクの前記収容凹部内に配置する抵抗素子収容工程と、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、を備えていることを特徴としている。
【００２４】
このような構成とされた抵抗装置の製造方法によれば、前記ヒートシンクに収容凹部を形成する収容凹部形成工程と、前記収容凹部内に収容された前記抵抗素子を樹脂で封止する樹脂封止工程と、を備えているので、収容凹部に流し込んだ樹脂が漏れ出すことがなく、樹脂封止を比較的容易に行うことができる。また、前記抵抗素子の位置ズレが生じることがなく、精度良く抵抗装置を製造することができる。
【００２５】
ここで、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記絶縁層の他方の面に、前記ヒートシンクよりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層を形成する緩衝層形成工程を有することが好ましい。
この場合、ヒートシンクと絶縁層との間に緩衝層を形成することができ、この緩衝層が変形することによって絶縁層とヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収し、反りの発生、及び、絶縁層の割れを抑制することができる。
【００２６】
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記収容凹部形成工程において、前記収容凹部の底面に緩衝層収容凹部を形成し、前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置する構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子収容工程において、前記緩衝層収容凹部内に前記緩衝層を配置することにより、緩衝層が設けられた抵抗素子の位置決めがなされ、抵抗素子を所定の位置に、さらに精度良く配置することが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記収容凹部形成工程において、前記収容凹部の壁面と底面とが曲面部を介して接続されている形状とする構成としてもよい。
この場合、樹脂封止工程において、前記収容凹部内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子を確実に樹脂封止することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することにより、前記ヒートシンク及び前記収容凹部を形成する構成としてもよい。
この場合、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することで、収容凹部を備えたヒートシンクを成形することが可能となる。
【００２９】
ここで、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記ヒートシンク本体と前記枠体部とを、ねじ固定する構成としてもよい。
この場合、比較的容易に前記ヒートシンク本体と前記枠体部とを積層して接合することができ、収容凹部を備えたヒートシンクを成形することが可能となる。また、固定ねじをアルミニウム等で形成することで、熱伝導性を確保することができる。
【００３０】
また、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記抵抗素子収容工程において、前記抵抗素子を前記収容凹部の底部にねじ固定する構成としてもよい。
この場合、前記抵抗素子収容工程において、前記抵抗素子を前記収容凹部の底部にねじ固定するので、抵抗措置の位置精度をさらに向上させることができる。
【００３１】
さらに、本発明の抵抗装置の製造方法においては、前記ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に前記抵抗素子を収容し、前記ヒートシンクを分割する構成としてもよい。
この場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
【００３２】
また、前記抵抗素子を樹脂で封止した後、前記ヒートシンクを分割する構成としてもよい。
この場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ヒートシンクの反りの発生が抑制されるとともに抵抗素子が精度良く配置され、さらに放熱特性に優れた抵抗装置、及び、この抵抗装置を比較的容易に精度良く製造することが可能な抵抗装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第一の実施形態である抵抗装置の斜視説明図である。
【図２】図１に示す抵抗装置の断面説明図である。
【図３】本発明の第一の実施形態である抵抗装置の製造方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の第二の実施形態である抵抗装置の断面説明図である。
【図５】図４に示す抵抗装置の抵抗素子及びヒートシンクの断面説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態である抵抗装置の斜視説明図である。
【図７】図６に示す抵抗装置の断面説明図である。
【図８】本発明の他の実施形態である抵抗装置の斜視説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態である抵抗装置の斜視説明図である。
【図１０】本発明の他の実施形態である抵抗装置の斜視説明図である。
【図１１】本発明の他の実施形態である抵抗装置の製造方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態である抵抗装置の製造方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の他の実施形態である抵抗装置の製造方法を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の実施形態である抵抗装置の製造方法を示す説明図である。
【図１５】従来の抵抗装置の斜視説明図である。
【図１６】図１５に示す抵抗装置の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。
【００３６】
＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。
本実施形態に係る抵抗装置１０は、放電用途に使用されるものであり、図１及び図２に示すように、ヒートシンク２０と、ヒートシンク２０上に搭載された抵抗素子３０と、抵抗素子３０に接続された外部端子１５，１５と、を備えている。
【００３７】
ヒートシンク２０は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の熱伝導性に優れた材料で構成されており、本実施形態では、例えばＡ３００３等のアルミニウム合金で構成されたものとされている。
このヒートシンク２０においては、その一面（図１及び図２において上面）が抵抗素子３０の搭載面２１とされている。また、このヒートシンク２０の他面（図１及び図２において下面）側には、冷却器（図示なし）が積層可能とされており、ヒートシンク２０には、冷却器への固定する固定ネジが挿通される固定用孔部２２，２２が形成されている。
【００３８】
そして、このヒートシンク２０の搭載面２１には、抵抗素子３０が収容される収容凹部２４が形成されている。ここで、収容凹部２４の深さは、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内とされており、本実施形態では、４ｍｍとされている。
なお、本実施形態においては、収容凹部２４は、図１に示すように、上面視して矩形状をなすように構成されている。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、図１及び図２に示すように、ヒートシンク２０の搭載面２１から上方に向けて突出するように設けられた突状部２５によって、収容凹部２４が形成されている。すなわち、上述の突状部２５が収容凹部２４の側壁を構成しているのである。この突状部２５の厚さは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲とされている。また、本実施形態では、突状部２５の高さは、収容凹部２４の深さと同一とされている。
【００４０】
抵抗素子３０は、図２に示すように、絶縁層３１と、この絶縁層３１の一方の面（図２において上面）に形成された抵抗体３２と、絶縁層３１の他方の面（図２において下面）に形成された緩衝層３３と、を備えている。
【００４１】
絶縁層３１は、例えば絶縁性および放熱特性に優れた窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスで構成されており、本実施形態では、絶縁層３１は、アルミナで構成されている。
また、絶縁層３１の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、０．６４ｍｍに設定されている。
【００４２】
抵抗体３２は、その両端にそれぞれ電極部３５，３５が形成されており、両端の電極部３５，３５に電圧が印加された際の電気抵抗として作用する。ここで、抵抗体３２としては、例えば、Ｔａ−Ｓｉ系薄膜抵抗体やＲｕＯ２厚膜抵抗体を用いることができる。本実施形態においては、抵抗体３２は、ＲｕＯ２厚膜抵抗体によって構成され、その厚さが、例えば、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、８μｍとされている。
【００４３】
電極部３５，３５は、抵抗体３２に電圧を印加するための電気的な接続部であり、導電体、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銀又は銀合金等によって構成されている。本実施形態では、電極部３５，３５は、銀−パラジウム合金によって構成され、その厚さが、例えば、３μｍ以上３０μｍ以下の範囲内に設定されており、本実施形態では、１０μｍに設定されている。
なお、この電極部３５，３５には、外部端子１５，１５がそれぞれ接続されている。この外部端子１５は、導電体、例えば、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金、銀又は銀合金等のワイヤや帯状体で構成されている。
【００４４】
緩衝層３３は、ヒートシンク２０よりも変形抵抗の小さい材料で構成されており、本実施形態では、純度が９９．９９質量％以上のアルミニウム（４Ｎアルミニウム）で構成されている。
この緩衝層３３の厚さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内とされており、本実施形態では、２．１ｍｍとされている。
【００４５】
そして、上述の抵抗素子３０は、ヒートシンク２０の収容凹部２４内に収容されており、抵抗素子３０の緩衝層３３が収容凹部２４の底部に接合されている。
収容凹部２４内に収容された抵抗素子３０は、封止樹脂１８によって封止されており、この封止樹脂１８から外部端子１５のみが外部に突出されている。ここで、封止樹脂１８としては、例えばエポキシ系やウレタン系樹脂等を用いることができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、封止樹脂１８の上端は、収容凹部２４の上端と同一又は収容凹部２４の上端よりも低い位置となるように、収容凹部２４内に流し込まれる封脂量が設定されている。ここで、封止樹脂１８の上端と収容凹部２４の上端との差は０ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。封止樹脂１８の上端と収容凹部２４の上端との差を０ｍｍ以上とすることで、取り扱い時に封止樹脂１８に封止された抵抗素子３０が破損することを抑制できる。一方、封止樹脂１８の上端と収容凹部２４の上端との差を１ｍｍ以下とすることで、取り扱い時に収容凹部２４の開口端が破損することを抑制できる。
【００４７】
次に、本実施形態である抵抗装置１０の製造方法について、図３に示すフロー図を用いて説明する。
まず、ヒートシンク２０の搭載面２１に収容凹部２４を形成する（収容凹部形成工程Ｓ１１）。本実施形態では、ヒートシンク２０の搭載面２１に対してプレス加工することにより、突状部２５を設けて収容凹部２４を形成している。
【００４８】
また、セラミックスからなる絶縁層３１の一方の面に抵抗体３２を形成する（抵抗体形成工程Ｓ２１）。本実施形態では、印刷焼成によって抵抗体３２を形成している。
次に、抵抗体３２の両端に、電極部３５，３５を形成する。（電極部形成工程Ｓ２２）。本実施形態では、印刷焼成によって電極部３５，３５を形成している。
次に、絶縁層３１の他方の面に緩衝層３３を形成する（緩衝層形成工程Ｓ２３）。本実施形態では、絶縁層３１の他方の面にアルミニウム板を接合することによって緩衝層３３を形成している。なお、本実施形態では、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてアルミニウム板を接合している。
このようにして、絶縁層３１の一方の面に抵抗体３２が形成され、他方の面に緩衝層３３が形成された抵抗素子３０が得られる。
【００４９】
次に、ヒートシンク２０に設けられた収容凹部２４に抵抗素子３０を収容する（抵抗素子収容工程Ｓ０１）。このとき、収容凹部２４の底部と緩衝層３３と接合する。本実施形態では、緩衝層３３及びヒートシンク２０がともにアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているので、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いて収容凹部２４の底部と緩衝層３３と接合している。
次に、収容凹部２４に収容された抵抗素子３０の電極部３５，３５に外部端子１５，１５を接続する（外部端子接続工程Ｓ０２）。本実施形態では、はんだ付けによって電極部３５，３５と外部端子１５，１５と接続している。
そして、収容凹部２４内に樹脂を流し込むことにより、収容凹部２４内に収容された抵抗素子３０を樹脂封止する（樹脂封止工程Ｓ０３）。
このような工程により、本実施形態である抵抗装置１０が製造される。
【００５０】
以上のような構成とされた本実施形態である抵抗装置１０においては、ヒートシンク２０の搭載面２１に形成された収容凹部２４内に抵抗素子３０が収容され、この収容凹部２４に樹脂が流し込まれることによって抵抗素子３０が樹脂封止されているので、抵抗素子３０（抵抗体３２）の位置ズレがなく、抵抗素子３０（抵抗体３２）を所定の位置に精度良く配置することができる。
【００５１】
また、収容凹部２４が形成されることによってヒートシンク２０の曲げ剛性が向上することになり、抵抗装置１０における反りの発生を抑制することができる。特に、本実施形態では、ヒートシンク２０の搭載面２１に突状部２５が設けられているので、この突状部２５が補強リブのように作用して確実に曲げ剛性が向上し、反りの発生が抑制されている。具体的には、本実施形態である抵抗装置１０の反り量は、収容凹部２４の対角線の長さＬ（ｍｍ）とした場合に０．００４×Ｌ以下とされている。なお、本実施形態における反り量は、ヒートシンク下面（裏面）を測定し、測定範囲は収容凹部２４が形成されている領域とし、モアレ干渉法により得られる測定値の最大値と最小値との差とした。
【００５２】
さらに、本実施形態である抵抗装置１０においては、ヒートシンク２０に収容凹部２４が形成されることによって表面積が大きくなっており、さらに、抵抗素子３０を封止した封止樹脂１８が収容凹部２４の側壁（突状部２５）との接触することで接触面積が大きくなるため、抵抗体３２で発生した熱をヒートシンク２０側へと速やかに伝達することができ、放熱特性に優れている。
【００５３】
また、本実施形態では、絶縁層３１の他方の面に、ヒートシンク２０よりも変形抵抗が小さい材料からなる緩衝層３３が形成されており、この緩衝層３３を介してヒートシンク２０と絶縁層３１とが積層されているので、緩衝層３３が変形することによって絶縁層３１とヒートシンク２０との熱膨張係数の差に起因する熱歪を吸収することができ、反りの発生、及び、絶縁層３１の割れを抑制することができる。
【００５４】
本実施形態である抵抗装置１０の製造方法によれば、ヒートシンク２０に収容凹部２４を形成する収容凹部形成工程Ｓ１１と、収容凹部２４内に収容された抵抗素子３０を樹脂で封止する樹脂封止工程Ｓ０３と、を備えているので、流し込んだ樹脂が漏れ出すことがなく、樹脂封止工程Ｓ０３を比較的容易に行うことができる。
また、収容凹部２４を形成する際に、抵抗素子３０の位置決めを行うことができ、さらに、接合時に抵抗素子３０の位置ズレが生じることがなく、抵抗素子３０の位置精度が向上する。よって、本実施形態である抵抗装置１０を比較的容易に、かつ、精度良く製造することができる。
【００５５】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、第一の実施形態と同等の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第二の実施形態である抵抗装置１１０は、ヒートシンク１２０と、ヒートシンク１２０上に搭載された抵抗素子１３０と、抵抗素子１３０に接続された外部端子１５，１５と、を備えている。また、抵抗素子１３０は、封止樹脂１８によって封止されている。
【００５６】
抵抗素子１３０は、図４及び図５に示すように、絶縁層３１と、この絶縁層３１の一方の面（図２において上面）に形成された抵抗体３２と、絶縁層３１の他方の面（図２において下面）に形成された緩衝層１３３と、を備えている。
緩衝層１３３は、ヒートシンク１２０よりも変形抵抗の小さい材料で構成されており、本実施形態では、純度が９９．９９質量％以上のアルミニウム（４Ｎアルミニウム）で構成されている。この緩衝層１３３の厚さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内とされており、本実施形態では、２．１ｍｍとされている。
そして、本実施形態では、図４に示すように、緩衝層１３３の幅は、絶縁層３１よりも小さくされている。
【００５７】
ヒートシンク１２０は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金、銅又は銅合金等の熱伝導性に優れた材料で構成されており、本実施形態では、例えばＡ３００３等のアルミニウム合金で構成されたものとされている。
このヒートシンク１２０の搭載面１２１には、抵抗素子１３０が収容される収容凹部１２４が形成されている。
ここで、図５に示すように、収容凹部１２４の深さＬ１は、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内とされており、本実施形態では、４ｍｍとされている。なお、本実施形態においては、収容凹部１２４は、図４及び図５に示すように、上面視して矩形状をなすように構成されている。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、この収容凹部１２４の底面に、上述した緩衝層１３３が収容される緩衝層収容凹部１２７が形成されている。この緩衝層収容凹部１２７は、上述の緩衝層１３３に応じた形状とされており、緩衝層収容凹部１２７によって、収容凹部１２４内において、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）が位置決めされる。
【００５９】
ここで、本実施形態においては、図５に示すように、収容凹部１２４の側面１２４ａと底面１２４ｂとが曲面部を介して接続されている。
また、緩衝層収容凹部１２７の側面１２７ａと底面１２７ｂとは互いに直交するように形成されており、曲面部は形成されていない。
【００６０】
次に、本実施形態である抵抗装置１１０の製造方法について説明する。
まず、ヒートシンク１２０の搭載面１２１に収容凹部１２４及び緩衝層収容凹部１２７を形成する（収容凹部形成工程）。
【００６１】
また、セラミックスからなる絶縁層３１の一方の面に抵抗体３２を形成する（抵抗体形成工程）。本実施形態では、印刷焼成によって抵抗体３２を形成している。
次に、抵抗体３２の両端に、電極部３５，３５を形成する。（電極部形成工程）。本実施形態では、印刷焼成によって電極部３５，３５を形成している。
次に、絶縁層３１の他方の面に緩衝層１３３を形成する（緩衝層形成工程）。本実施形態では、絶縁層３１の他方の面にアルミニウム板を接合することによって緩衝層１３３を形成している。なお、本実施形態では、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてアルミニウム板を接合している。
このようにして、絶縁層３１の一方の面に抵抗体３２が形成され、他方の面に緩衝層１３３が形成された抵抗素子１３０が得られる。
【００６２】
次に、ヒートシンク１２０に設けられた収容凹部１２４に抵抗素子１３０を収容する（抵抗素子収容工程）。このとき、収容凹部１２４の底部に形成された緩衝層収容凹部１２７に緩衝層１３３を配置することで、収容凹部１２４内において、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）が位置決めされる。
そして、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）とヒートシンク１２０を接合する。本実施形態では、緩衝層１３３及びヒートシンク１２０がともにアルミニウム又はアルミニウム合金で構成されているので、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いて、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）とヒートシンク１２０を接合している。
【００６３】
次に、収容凹部１２４に収容された抵抗素子１３０の電極部３５，３５に外部端子１５，１５を接続する（外部端子接続工程）。本実施形態では、はんだ付けによって電極部３５，３５と外部端子１５，１５と接続している。
そして、収容凹部１２４内に樹脂を流し込むことにより、収容凹部１２４内に収容された抵抗素子１３０を樹脂封止する（樹脂封止工程）。
このような工程により、本実施形態である抵抗装置１１０が製造される。
【００６４】
以上のような構成とされた本実施形態である抵抗装置１１０においては、ヒートシンク１２０に形成された収容凹部１２４内に抵抗素子１３０が収容され、この収容凹部１２４に樹脂が流し込まれることによって抵抗素子１３０が樹脂封止されているので、抵抗素子１３０（抵抗体３２）の位置ズレがなく、抵抗素子１３０（抵抗体３２）を所定の位置に精度良く配置することができる。
さらに、本実施形態においては、収容凹部１２４の底面に、緩衝層１３３が収容される緩衝層収容凹部１２７が形成されているので、収容凹部１２４内において、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）が位置決めされることになり、さらに精度良く位置決めを行うことが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態においては、収容凹部１２４の側面１２４ａと底面１２４ｂとが曲面部を介して接続されているので、収容凹部１２４内における樹脂の流れ込みが促進され、抵抗素子１３０を確実に樹脂封止することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、緩衝層収容凹部１２７の側面１２７ａと底面１２７ｂとは互いに直交するように形成されているので、緩衝層１３３（抵抗素子１３０）をさらに精度良く位置決めすることができる。
【００６６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、放電用途の抵抗装置として説明したが、これに限定されることはなく、ヒータ等の他の抵抗装置であってもよい。
また、本実施形態では、絶縁層の他方の面に緩衝層を形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えばヒートシンク自体の変形抵抗が小さい場合や絶縁層の強度が高い場合などには、緩衝層を形成する必要はない。
【００６７】
また、本実施形態では、ヒートシンクの搭載面に突状部を設けることで収容凹部を形成するものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば、図６及び図７に示すように、ヒートシンク２２０自体を厚く形成し、ヒートシンク２２０の搭載面２２１から厚さ方向に掘り下げることによって収容凹部２２４を形成した抵抗装置２１０であってもよい。
さらに、図８に示すように、収容凹部が形成される領域を厚く形成し、搭載面から厚さ方向に掘り下げて収容凹部を形成してもよい。
【００６８】
また、図９及び図１０に示すように、ヒートシンクが厚さ方向に分割され、下側部分と上側部分とが異なる方向に延在している形状であってもよい。
この場合、ヒートシンクが厚さ方向に分割されているので、例えば、上側部分を硬い材料で構成し、下側部分を放熱性の良い材料とすることで、強度と放熱性を両立することが可能な抵抗装置が得られる。
【００６９】
また、図１１に示すように、ヒートシンク本体と、前記収容凹部の側面を形成する枠体部と、を積層して接合することにより、ヒートシンク及び収容凹部を形成する構成としてもよい。
なお、このような構成の抵抗装置は、ヒートシンク本体と抵抗素子を接合する際に、枠体部とヒートシンクを同時に接合することによって構成することができる。また、最初に枠体部をヒートシンク本体に接合してヒートシンクを構成した後に、抵抗素子をヒートシンクに接合することも可能である。
【００７０】
さらに、図１２に示すように、枠体部をヒートシンク本体にねじ固定する構成としてもよい。このとき、固定ねじをアルミニウム等で構成することで熱伝導性の向上を図ることができる。
また、このような構成の抵抗装置は、抵抗素子をヒートシンク本体に接合した後に、枠体部をねじ固定し、樹脂封止を行うことで構成することができる。この場合、枠体部には、ねじを通すための枠体貫通穴が設けられ、この枠体貫通穴にねじを通し、枠体部とヒートシンク本体をねじ固定する。また、ねじ固定した後に、枠体部とヒートシンク本体とをろう付けしてもよい。ろう付けした場合、樹脂封止時に樹脂の漏れを確実に防ぐことが可能となる。また、枠体部とヒートシンク本体とを複数個のねじによって固定してもよい。複数個のねじによって固定する場合、枠体貫通穴も複数個必要となる。複数個のねじによって固定することで、枠体部とヒートシンク本体の位置決めを容易にすることが可能となる。
【００７１】
また、図１３に示すように、収容凹部に抵抗素子を収容する際に、抵抗素子を収容凹部の底面にねじ固定してもよい。このとき、枠体部をねじ固定することで、収容凹部形成工程と抵抗素子収容工程とを同時に実施してもよい。
この場合、絶縁層に絶縁層貫通穴を設け、この絶縁層貫通穴にねじを通し、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することとなる。緩衝層が設けられている場合、緩衝層を絶縁層より大きくなるように設けて、緩衝層に緩衝層貫通穴を形成し、この緩衝層貫通穴にねじを通し、抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定してもよい。また、抵抗素子と収容凹部の底面との間にろう材を配し、ねじ固定後に加熱（必要に応じて荷重を加えてもよい）して抵抗素子と収容凹部の底面とをろう付けしてもよい。
ねじは、熱伝導性のよい金属を用いることもできるが、セラミックスなどの絶縁性のねじであってもよい。絶縁性のねじを用いることで、電極部や外部端子との短絡を防止することが可能となる。
また、絶縁層貫通穴又は緩衝層貫通穴を複数形成し、複数個所で抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定してもよい。複数個所で抵抗素子と収容凹部の底面をねじ固定することによって、位置決めを容易に行うことができる。また、複数個所でねじ固定されているので、抵抗素子と収容凹部の底面を確実に固定でき、放熱性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、図１４に示すように、ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に抵抗素子を収容し、ヒートシンクを切断することで、複数の抵抗装置を製造してもよい。
このような製造方法の場合、複数の抵抗装置を効率よく製造することが可能となる。
また、ヒートシンクに複数の収容凹部を形成し、それぞれの収容凹部に抵抗素子を収容し、抵抗素子を樹脂で封止した後にヒートシンクを分割することで、複数の抵抗装置を製造してもよい。
【００７３】
また、抵抗素子の構造は、本実施形態に限定されることはなく、絶縁層の一方の面に抵抗体が形成された構造であれば、抵抗体の材質、抵抗体の形成方法、絶縁層の材質、電極部の材質及び構造は、適宜変更してもよい。
さらに、ヒートシンクの構造は、本実施形態に限定されることはなく、抵抗素子を収容する収容凹部を有する構造であれば、材質、構造等を適宜変更してもよい。
【実施例】
【００７４】
以下に、本発明の有効性を確認するために行った確認実験について説明する。
従来例のヒートシンクとして、Ａ６０６３合金の板材（８０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ３ｍｍ）を準備した。
本発明例１のヒートシンクとして、Ａ６０６３合金の板材（８０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ３ｍｍ）の一方の面に中央部に肉厚３ｍｍ、高さ４ｍｍの突状部を形成し、４０ｍｍ×２４ｍｍ×深さ４ｍｍの収容凹部を形成したものを準備した。
本発明例２のヒートシンクとして、Ａ６０６３合金の板材（８０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ７ｍｍ）の一方の面に中央部を掘り込んで、４０ｍｍ×２４ｍｍ×深さ４ｍｍの収容凹部を形成したものを準備した。
【００７５】
上述の実施形態に記載したように、セラミックス（Ａｌ２Ｏ３）からなる絶縁層（３８ｍｍ×２２ｍｍ×０．６４ｍｍｔ）の一方の面に、絶縁層の長手方向の両端にＡｇ−Ｐｄ電極（１ｍｍ×２１ｍｍ×１０μｍｔ）を印刷焼成によって形成し、その電極の間にＲｕＯ２厚膜抵抗体（３６ｍｍ×２１ｍｍ×８μｍｔ）を印刷焼成によって形成した。他方の面に緩衝材（４Ｎ−Ａｌ、３８ｍｍ×２２ｍｍ×２．１ｍｍｔ）をＡｌ−Ｓｉ系ろう材（Ａｌ−７．５ｍａｓｓ％Ｓｉ：厚さ１２μｍ）を用い、接合温度６４９℃、荷重０．３ＭＰａで接合した。
この接合体の緩衝材側を、上述の従来例、本発明例１，２のヒートシンクの一方の面の中央部に、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材（Ａｌ−１０．５ｍａｓｓ％Ｓｉ：厚さ５０μｍ）で接合した。このときの接合条件は、接合温度６１４℃、荷重０．３ＭＰａとした。
そして、収容凹部に樹脂を流し込み、樹脂封止した。樹脂はエポキシ系を用いた。なお、従来例では、図１５及び図１６に示すように抵抗体、電極、絶縁層、緩衝層を覆うように樹脂封止した。
【００７６】
樹脂封止後のヒートシンクの反り量を評価した。ヒートシンク下面（裏面）のうち抵抗が配設された領域において、モアレ干渉法により得られる測定値の最大値と最小値との差を反り量とした。
【００７７】
従来例においては、反り量は１６２μｍであった。
本発明例１においては、反り量は１０１μｍであり、従来例に比べて反り量が３８％軽減された。
本発明例２においては、反り量は１２２μｍであり、従来例に比べて反り量が２５％軽減された。
以上のことから、収容凹部を形成することにより、接合時のヒートシンクの反りを軽減できることが確認された。
【符号の説明】
【００７８】
１０，１１０，２１０  抵抗装置
１８  封止樹脂（樹脂）
２０，１２０，２２０  ヒートシンク
２４，１２４，２２４  収容凹部
２５  突状部
３０，１３０、２３０  抵抗素子
３１  絶縁層
３２  抵抗体
３３，１３３  緩衝層
１２７  緩衝層収容凹部
【図１】
2018157201.tif 000003
【図２】
2018157201.tif 000004
【図３】
2018157201.tif 000005
【図４】
2018157201.tif 000006
【図５】
2018157201.tif 000007
【図６】
2018157201.tif 000008
【図７】
2018157201.tif 000009
【図８】
2018157201.tif 000010
【図９】
2018157201.tif 000011
【図１０】
2018157201.tif 000012
【図１１】
2018157201.tif 000013
【図１２】
2018157201.tif 000014
【図１３】
2018157201.tif 000015
【図１４】
2018157201.tif 000016
【図１５】
2018157201.tif 000017
【図１６】
2018157201.tif 000018