(57)【要約】【構成】抵抗要素を第１端子と第２端子との間に設けた金属ストリップ抵抗器である。抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを構成する。熱伝導性接着材などの熱伝導性かつ非導電性の熱的インターフェース材を、抵抗要素と、抵抗要素上部においてそれぞれ第１、第２の端子に隣接して設けられる第１、第２のヒートパッドとの間に配設する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子と第２端子との間に設けられた抵抗要素であって、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを形成する抵抗要素、
熱的インターフェース材の上部に、それぞれ前記第１端子および前記第２端子に隣接して設けられた第１ヒートパッドおよび第２ヒートパッド、および
前記抵抗要素と前記第１、第２のヒートパッドとの間に設けられた前記熱インターフェース材からなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器。
【請求項２】
前記第１、第２のヒートパッドが、前記第１、第２の端子それぞれに電気的に接続されている請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項３】
前記第１、第２のヒートパッドが、それぞれ前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項４】
前記第１、第２の端子それぞれが、分岐部を有する請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項５】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれにタブ部分およびパッド部分を形成し、前記第１、第２の端子の分岐部間にこのタブ部分を嵌合した請求項４に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項６】
前記タブ部分と前記分岐部との間の嵌合が、滑り嵌合である請求項５に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項７】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドおよび前記抵抗要素上に塗設されたコーティングを有し、このコーティングが非導電性である請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項８】
前記第１、第２の端子および前記第１、第２のヒートパッドが、同じ導電性材料から構成された請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項９】
２つかそれ以上の導電体を有する電気回路基板に実装されるように前記第１、第２の端子を構成した請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１０】
前記熱的インターフェース材が、接着材である請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１１】
前記第１端子が前記抵抗要素の第１端部に溶接され、そして前記第２端子が前記抵抗要素の第２端部に溶接されている請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１２】
前記熱的インターフェース材が、前記抵抗要素の上面において少なくとも２つのそれぞれ別な場所に設けられ、これら少なくとも２つの場所の一方が前記第１端子に隣接し、そしてこれら少なくとも２つの場所の他方が前記第２端子に隣接する請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１３】
前記抵抗要素が上面と下面との間によって決まる要素厚をもち、そして前記第１、第２の端子それぞれが上面と下面との間によって決まる端子厚をもち、これら第１、第２の端子の端子厚がそれぞれ実質的に等しく、かつ前記抵抗要素の前記要素厚より大きい請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１４】
前記抵抗要素の前記下面が前記第１、第２の端子の下面と同平面にある請求項１３に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１５】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれが実質的に相互に等しいパッド厚をもち、そして前記抵抗要素の要素厚、前記熱的インターフェース材の厚み、前記第１、第２のヒートパッドのパッド厚および前記第１、第２のヒートパッド上に塗設されるコーティングのコーティング厚の合計が、前記第１、第２の端子の端子厚以下である請求項１３に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１６】
前記第１、第２の端子の前記端子厚範囲が、０．０１インチ〜０．０４インチである請求項１５に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１７】
前記接着材が、ポリマーおよびアルミナ球形粒子からなる請求項１０に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１８】
前記コーティングが、シリコンポリエステル材からなる請求項７に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１９】
第１端子と第２端子との間に設けられた抵抗要素であって、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを形成する抵抗要素を構成し、
第１ヒートパッドおよび第２ヒートパッドを構成し、
前記抵抗要素または前記第１、第２のヒートパッドのうち少なくとも一つに、熱伝導性でかつ非導電性の熱的インターフェース材を配分塗布し、そして
前記抵抗要素の上で、前記第１、第２の端子それぞれに隣接して前記第１、第２のヒートパッドを設けることからなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器の製造方法。
【請求項２０】
前記第１、第２の端子それぞれが、分岐部を有する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれにタブ部分およびパッド部分を形成し、前記第１、第２の端子の前記分岐部間にこのタブ部分を嵌合した請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２２】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドおよび前記抵抗要素に非導電性材をコーティングすることからなる請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記熱的インターフェース材が、前記抵抗要素の上面において少なくとも２つのそれぞれ別な場所に設けられ、これら少なくとも２つの場所の一方が前記第１端子に隣接し、そしてこれら少なくとも２つの場所の他方が前記第２端子に隣接する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記抵抗要素が上面と下面との間によって決まる要素厚をもち、そして前記第１、第２の端子それぞれが上面と下面との間によって決まる端子厚をもち、これら第１、第２の端子の端子厚がそれぞれ実質的に等しく、かつ前記抵抗要素の前記要素厚より大きい請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記第１、第２の端子の前記端子厚範囲が、０．０１インチ〜０．０４インチである請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記熱的インターフェース材が、接着材である請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記接着材が、ポリマーおよびアルミナ球形粒子からなる請求項２６に記載の製造方法。
【請求項２８】
前記第１、第２のヒートパッドをヒートパッドキャリヤに結合し、前記第１、第２のヒートパッドを前記抵抗要素の上部に設けることを容易にした請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２９】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドをそれぞれ前記第１、第２の端子に電気的に接続することからなる請求項１９に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記第１、第２のヒートパッドが、それぞれ前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項１９に記載の製造方法。
【請求項３１】
抵抗要素を第１端子と第２端子との間に、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを構成するように設け、
少なくとも２つのヒートパッドを有するヒートパッドキャリヤを構成し、
前記抵抗要素または前記の少なくとも２つのヒートパッドのうち少なくとも一つに熱伝導性で非導電性の接着材を配分塗布し、
前記抵抗要素および前記第１、第２の端子を前記ヒートパッドキャリヤに係合し、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち一方を前記第１端子に隣接させ、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち他方を前記第２端子に隣接させ、および
前記ヒートパッドキャリヤから前記少なくとも２つのヒートパッドを分離することからなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器の製造方法。
【請求項３２】
前記第１、第２の端子それぞれが分岐部を有する請求項３１に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記少なくとも２つのヒートパッドのそれぞれがタブ部分およびパッド部分を有し、このタブ部分を前記第１、第２の端子の分岐部間に嵌合した請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３４】
さらに、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち一方を前記第１端子に電気的に接続し、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち他方を前記第２端子に電気的に接続することからなる請求項３１に記載の製造方法。
【請求項３５】
前記少なくとも２つのヒートパッドが前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項３１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、米国仮特許出願第６１/２９０，４２９号の優先権を主張する出願である。この仮特許出願の内容は、いずれも本願明細書に援用するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、全体としては表面実装電気抵抗器（ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｕｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）に関し、具体的には、ハイパワー放熱作用を目的として構成された表面実装抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
表面実装電気抵抗器は、数多くの電子システムおよび電子素子またはｄｅｖｉｃｅ（ｄｅｖｉｃｅｓ）に利用されている。これらシステムや素子の場合、小型化が進み、これに従って電気構成成分の寸法も小型化する必要がある。電気システムおよびこれらの構成成分の物理的サイズが小さくなる一方で、これらシステムに必要な電力は必ずしも低くなっていない。従って、構成成分が発生する熱を管理して、これらシステムに対して安全かつ信頼性のある動作温度を維持する必要がある。
【０００４】
抵抗器の場合、多数の異なる構成で実現できる。これら構成のうち一部は、効率的な放熱性を欠いている。動作時、典型的な抵抗器は、（例えば電気リード線のヒートシンク作用部から離れている）抵抗要素の中心にホットスポットを発生する傾向がある（ｃａｎ  ｄｅｖｅｌｏｐ）。過熱された抵抗材料は抵抗率変化を受けやすく、その耐用期間にわたって、あるいは電力過負荷期間中に抵抗器のトレランスがなくなる。この問題は、超小型の構成成分が必要な、高電流用途またはパルス化用途において深刻になる（ａｃｕｔｅ）。また、一部の抵抗器構成は、波形率の大きい抵抗器に限られる。抵抗器が小型化するにつれて、十分な放熱性を確保することがますます難しくなる。
【０００５】
従って、放熱性が強化された表面実装抵抗器、およびこのような素子の製造方法が望まれている。また、小型の抵抗器に好適な、強化された放熱構成をもつ改良型表面実装抵抗器も望まれている。さらに、経済的に製造でき、耐久性もあり、また効率のよい動作を確保できる放熱性が強化された改良表面実装抵抗器も望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳＰ５，６０４，４７７
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、改良されたハイパワー放熱性をもつ金属ストリップ抵抗器、およびこの抵抗器の製造方法からなる。抵抗器の抵抗要素を第１端子と第２端子との間に設ける。これら抵抗要素、第１端子および第２端子が、実質的に平坦なプレートを形成する。熱伝導性の接着材のような熱伝導性を有しかつ非導電性の熱的インターフェース材を、抵抗要素と、それぞれ第１端子および第２端子に隣接して抵抗要素の上部に設けられた第１、第２ヒートパッドとの間に設ける。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】キャリヤストリップ（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｔｒｉｐ）に設けられた複数の金属ストリップ抵抗器を示す図である。
【図２】接着材を抵抗要素に塗布した状態の複数の金属ストリップ抵抗器を示す図である。
【図３】ヒートパッドを形成した複数の金属ストリップ抵抗器を示す図である。
【図４】ヒートパッドおよび抵抗要素上にコーティングを塗設した複数の金属ストリップ抵抗器を示す図である。
【図５】キャリヤストリップから分離した複数の金属ストリップ抵抗器を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】別な実施態様の断面図である。
【図８】プリント回路基板に実装した場合の抵抗器を示す断面図である。
【図９】一実施態様の金属ストリップ抵抗器を製造する方法を示すフローチャートである。
【図１０】別な実施態様の本発明の抵抗器を製造する方法を示すフローチャートである。
【図１１】複数の金属ストリップ抵抗器に係合したヒートパッドキャリヤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜５に、各組み立て段階（ｓｔａｇｅｓ）にある金属ストリップ抵抗器を示す。図示を明瞭にするために、製造および/または組み立ての各段における金属ストリップ抵抗器を符号１０ａ〜１０ｉで示す。図１に示すように、複数の金属ストリップ抵抗器１０ａをキャリヤストリップ１４に設ける。このキャリヤストリップには、製造時にキャリヤストリップをアラインメント又は調整（ｔｏ  ａｌｉｇｎ）するための複数の割り出し孔（ｉｎｄｅｘ  ｈｏｌｅｓ）１６を形成することができる。各金属ストリップ抵抗器１０ａは、その抵抗要素２０を第１端子３０と第２端子３２との間に設ける。これら抵抗要素２０、第１端子３０および第２端子３２は、実質的に平坦なプレートを形成する。第１、第２の端子３０、３２は、抵抗要素２０の対向端部に溶接してもよく、抵抗要素２０の抵抗値は、全体としては抵抗材料の電気特性（例えば抵抗率）およびその物理的構成によって決まる値である。この構成によって抵抗器は、別に支持基体を必要としない自立式金属ストリップ抵抗器になる。例えば、ここに全体を援用するＵＳＰ５，６０４，４７７が参考になる。
【００１０】
抵抗要素２０の抵抗値は、レーザートリミング、ニブリング（ｎｉｂｂｌｉｎｇ）、研削その他の好適な手段によって調節することができる。図１および図２に、抵抗要素２０の上面２４のレーザートリミング部２２を示す。なお、トリミングやその他の抵抗調節動作は、抵抗要素２０の他の面で行ってもよく、あるいは抵抗要素２０はトリミングせずにそのままにしておいてもよい。
【００１１】
抵抗要素は任意の都合のよい電気抵抗材料から構成すればよく、例示すればニッケル-クロム合金や銅合金がある。このような材料は各種供給源から入手することができ、例示すればＥＶＡＮＯＨＭおよびＭＡＮＧＡＮＩＮ（登録商標）の製品名の下で市販されているものがある。また、第１、第２の端子３０、３２は、Ｃ１０２銅、Ｃ１１０銅やＣ１５１銅などの銅を始めとする各種材料で構成することができる。Ｃ１０２銅は、純度が高く、すぐれた導電性をもつため望ましい材料である。Ｃ１５１銅も高温用途において有用である。なお、第１、第２の端子３０、３２を形成するためには、他の公知導電性材も使用可能である。
【００１２】
図２に、抵抗要素２０に設けられた、この場合には接着材４０である未硬化状態にある熱的インターフェース材を示す。この実施例の場合、接着材４０は、いくつかの離散的な場所に配分し、塗布の均質化を確保する。なお、各種配分パターンについては、後ほど、より詳しく説明する。この接着材４０は熱伝導性で、しかも非導電性であり、これら目的の特性を示す任意の接着材を使用することができる。本実施態様で使用する接着材は、熱伝導性の一成分液状シリコン接着材であり、商標Ｂｅｒｑｕｉｓｔ  Ｌｉｑｕｉ−Ｂｏｎｄ（登録商標）ＳＡ２０００の製品名の下で市販されている。なお、他の熱的インターフェース材も使用可能である。このような接着材は、代表例を挙げると、高い熱伝導性の固体が充填されている。例えば、接着材４０は、球状のアルミナ粒子を含有するポリマーで構成することができる。これら球状アルミナ粒子は、抵抗要素２０と第１、第２のヒートパッド５０，５２との間において電気絶縁作用および放熱作用を示す。また、球状のアルミナ粒子は、抵抗要素２０と第１、第２のヒートパッド５０，５２との間においてスペーサーとしても作用する。目的の隙間は、接着材４０中の球形アルミナ粒子の直径を調節することによって実現することができる。接着材４０は空気圧駆動シリンジ（ｓｙｒｉｎｇｅ）システム、正の変位作用をもつねじシステムなどの任意の都合のよい手段によって配分塗布することができる。
【００１３】
図２に示す接着材４０は、抵抗要素２０の上面２４上の少なくとも２つの別々な部分、例えば第１部分４４および第２部分４６に配分塗布する。第１部分４４は第１端子３０に隣接し、そして第２部分４６は第２端子３２に隣接する。第１、第２のヒートパッド５０、５２を接着材４０の上部のそれぞれ第１、第２の部分４４、４６に設けた場合には、第１ヒートパッド５０は第１端子３０に隣接し、そして第２ヒートパッド５２は第２端子３２に隣接する。第１、第２のヒートパッド５０、５２をそれぞれ第１、第２の端子３０、３２に接触（例えば熱的接触）させると、ヒートパッド５０、５２と端子３０、３２との間に熱移動が生じる。なお、接着材４０の一部をヒートパッド５０、５２の間隙に流し込んでもよい。
【００１４】
図３に、抵抗要素２０の上部においてそれぞれ第１端子３０および第２端子３２に設けられた第１、第２のヒートパッド５０、５２を示す。場合にもよるが、第１、第２のヒートパッド５０、５２をそれぞれ第１、第２の端子３０、３２に対して熱的に接触および/または電気的に接続させることも可能である。この場合、接着材４０は抵抗要素２０と第１、第２のヒートパッド５０、５２との間に設ける。この操作を行っている間、接着材はまだ硬化しない。抵抗要素２０の上に第１、第２のヒートパッド５０、５２を設けた後、これらを抵抗要素２０に向けてプレスしてもよい。図６に詳細を示すように、接着材４０はヒートパッド５０、５２と抵抗要素２０との間に広がる。得られたコーティングは、接着マージンとしても知られているコーティング厚４２をもち、これがヒートパッド５０、５２を抵抗要素２０から分離する。この接着マージン４２が抵抗要素２０と第１、第２のヒートパッド５０、５２との間を電気的に絶縁する。この接着マージン厚は、（必ずしも必要ないが）熱的インターフェース材中に存在する熱伝導性固体の直径程度であればよい。このぶん、接着マージン４２は、抵抗要素２０と第１、第２のヒートパッド５０、５２との間の高伝熱経路になる。接着材４０は、接着マージン４２を形成している間も未硬化であるため、抵抗要素２０およびヒートパッド５０、５２と表面に抵抗トリミング部２２やその他の欠陥部がある場合には、これらに流れ込む。これは、ヒートパッド５０、５２と抵抗要素２０との間の良好な熱接触を加速し、またこれらの間における熱移動を加速するものでもある。得られた構造体は、抵抗要素２０から放熱を可能にする効率のよい機構になる。そしてヒートパッド５０、５２を接着材４０に組み込んだ後は、組み立て構造体を加熱して接着材４０を硬化する。接着材４０としてＢｅｒｑｕｉｓｔ  Ｌｉｑｕｉ−Ｂｏｎｄ（登録商標）ＳＡ２０００を使用した場合、典型的な硬化時間は１２５℃でほぼ２０分、あるいは１５０℃でほぼ１０分である。あるいは、接着材４０は室温（２５℃）で硬化させてもよく、この場合には硬化時間は２４時間である。なお、熱的インターフェース材の硬化は適宜行うものである。
【００１５】
第１、第２のヒートパッド５０、５２は、放熱に都合のよい任意の材料で構成すればよく、例えば第１、第２のヒートパッド５０、５２は、銅などの第１、第２の端子３０、３２と同じ導電性材料で構成することができる。
【００１６】
図４に示すように、金属ストリップ抵抗器１０ｄの場合、第１、第２のヒートパッド５０、５２および抵抗要素２０の上にコーティング６０を塗設することができる。このコーティング６０は、任意の適当な非導電性材料、即ち誘電体材料から構成すればよい。例えば、シリコンポリエステル材を使用することができる。一つの実施態様の場合、コーティングはヒートパッド５０、５２を被覆し、抵抗要素２０の全体に巻き付きられる。このコーティング６０は、回路への電気接続のために使用される第１、第２の端子３０、３２を被覆しない。コーティング６０は固くなるまで硬化すると、割れを防止することができる。コーティング６０によって、金属ストリップ抵抗器１０ｄの強度および化学的抵抗を付加的に強くすることができ、その上抵抗器に印を付ける領域も得られる。別な実施態様の場合には、主にヒートパッド１５０、１５２の間に形成される隙間６２において、（図７において参照符号６１によって示されるように）抵抗器の一方の側にコーティングを塗設してもよく、ヒートパッドの一部を電気端子として機能させることができる。また図７には、（参照符号６０によって示すように）抵抗器の他方の側に巻き付けられたコーティングも示す。コーティング６０に使用する誘電体材料としては、エポキシのロール体が好ましいが、各種の塗料、シリコン、ガラスを液体として、粉体として、あるいはペーストとして使用することも可能である。コーティング６０の塗設方法は通常の方法でよく、成型法、噴霧法、ブラシ法、静的配分塗設法、ロールコーティング法、転写印刷法がある。
【００１７】
図５に、キャリヤストリップ１４から分離した金属ストリップ抵抗器１０ｅを示す。この分離作業には、せん断式ダイスなどの通常のダイシング（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ）装置を使用することができる。次に、図６〜８に示すように、第１、第２の端子３０、３２をメッキ加工すればよく、例えば、２工程からなる回転メッキ処理（ｂａｒｒｅｌ  ｐｌａｔｅｄ）を行えばよい。即ち、ニッケルの第１層３５ａを端子３０、３２にメッキ処理してから、スズの第２層３５ｂをこのニッケル層にメッキ処理する。次に、金属ストリップ抵抗器を洗浄、乾燥して、メッキ溶液が残っている場合にはこれを除去する。第１、第２のメッキ層３５ａ、３５ｂについては、ニッケルやスズだけでなく、任意の都合のよい材料で構成してもよい。第１、第２の端子３０、３２にメッキ処理３４を行うと、端子３０、３２の材料を腐食から保護することが容易になり、また端子３０、３２に機械的強度を付与できるだけでなく、ヒートパッド５０、５２と端子３０、３２との間に十分な電気的接続および熱移動を確保できる。さらにまた、電気端子としてヒートパッドを利用する実施態様では、ヒートパッドの一部をメッキ被覆することも可能になる（例えば図７を参照）。
【００１８】
図１に示すように、場合に応じて、第１、第２の端子３０、３２それぞれに分岐部３６を設けてもよく、同じように、第１、第２のヒートパッド５０、５２にタブ部分５４およびパッド部分５６を形成してもよい。この点については、例えば図３が参考になる。タブ部分５４については、第１、第２の端子３０、３２の分岐部３６間に嵌合するように構成する。タブ部分５４と分岐部３６との間への嵌合としては、滑り嵌め、締り嵌め、あるいはロケーションフィット（ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｆｉｔ）がよく、確実に保持できるが、分解できない程の固着ではない。接着剤４０の塗布量については、接着剤４０が良好に広がり、パッド部分５６に（例えばスクイズアウト（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｏｕｔ）を最小限に抑える程度に）接触し、タブ部分５４まで接着材４０が広がらない程度になるように選択すればよい。また、嵌合については、タブ部分５４と分岐部３６との間のスクイズアウトを最小限に抑えるように調節することができる。
【００１９】
上記したように、金属ストリップ抵抗器１０ｄにはコーティング６０を塗設することができる。このコーティング６０については、ヒートパッド５０，５２のタブ部分５４ではなく、パッド部分５６のみを被覆するように設ければよい。この場合には、金属ストリップ抵抗器１０の第１、第２の端子３０、３２をメッキ処理することができる。これにより、両端子３０、３２および分岐部３６間に嵌合したタブ部分５４をメッキ処理３４することができ、ヒートパッド５０、５２と端子３０、３２との間の機械的接触、熱的接触および電気的接触それぞれを強くすることができる。あるいは、パッド部分５６の一部が露出するようにコーティングを塗設してもよい。この場合には、パッド部分５６の露出部もメッキ処理することができる。
【００２０】
図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。なお、抵抗要素２０、第１端子３０、第２端子３２については各種の要素厚、端子厚で構成することができ、また抵抗要素２０と第１、第２の端子３０、３２との間に各種のアライメントをもって組み立てを行うことができる。抵抗要素２０は、上面２４と下面２６との間に相当する要素厚をもつ。また、抵抗要素２０は第１、第２の端子３０、３２に電気的に結合するとともに、これらの間に設ける。第１、第２の端子３０、３２それぞれは、上面３８と下面３９との間に相当する端子厚３１，３３をもつ。この実施態様では、第１端子３０の端子厚３１は、第２端子３２の端子厚３３に実質的に等しく、そしてこれら端子は抵抗要素２０よりも厚い。
【００２１】
全体として、抵抗要素２０の下面２６は、第１、第２の端子３０、３２の下面３９と同じ平面にあればよい。このように構成すると、端子３０、３２の上面３８と抵抗要素２０の上面２４との間に距離２８が設定され、また端子３０、３２の上面３８とヒートパッド５０、５２の上面との間に離隔絶縁距離（ｓｔａｎｄ−ｏｆｆ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）２９が設定されることになる。印刷回路基板などの実装表面に金属ストリップ抵抗器１０ｆを実装した場合、第１、第２の端子３０、３２の上面３８が印刷回路基板に接触し、抵抗要素２０が印刷回路基板上に懸架する。この実施態様では、第１、第２のヒートパッド５０、５２は実質的にパッド厚が等しく、接着材４０もヒートパッド５０、５２を抵抗要素２０から電気的に分離する厚み４２（即ち接着マージン）をもつ。接着マージン４２は、最小限に（例えば熱的インターフェース材に存在する伝熱性固体の直径程度に）抑えておき、抵抗要素２０からヒートパッド５０、５２への熱移動を最小限に抑えることが好ましい。ヒートパッド５０、５２および抵抗要素２０の上にコーティング６０を塗設する。なお、抵抗要素２０、接着材４０、ヒートパッド５０、５２およびコーティング６０の厚みの総計が、第１、第２の端子３０、３２の端子厚未満にあることが望ましい。このように構成すると、金属ストリップ抵抗器を表面に実装した場合、端子３０、３２の上面３８が実装表面に接触し、電気的接続を形成するが、これはコーティング６０からの干渉は受けない。
【００２２】
典型例を挙げると、第１、第２の端子３０、３２の端子厚範囲は、０．０１インチ〜０．０４インチ（〜０．２５〜１．０ｍｍ）である。例えば、図６に示す金属ストリップ抵抗器１０ｆについては、抵抗要素２０の要素厚が０．００８９インチ（〜０．２３ｍｍ）になるように形成することができる。本実施例では、接着材４０の接着マージン４２が０．００２インチ（〜０．０５ｍｍ）、ヒートパッド５０、５２の各パッド厚が０．００４インチ（〜０．１ｍｍ）であり、そして端子３０、３２の各端子厚は０．０２インチ（〜０．５１ｍｍ）である。この結果、端子３０、３２の上面３８とヒートパッド５０、５２の上面との間の離隔絶縁距離２９が０．００５１インチ（〜０．１３ｍｍ）になる。従って、コーティング６０をヒートパッド５０、５２および抵抗要素２０の上に塗設した場合、離隔絶縁距離２９を少なくとも部分的に埋めるため、端子３０、３２の上面３８の高さを超えることはない。この実施例では、ヒートパッド５０、５２の上のコーティング６０の塗設厚は、典型例を挙げるとほぼ０．００５１インチ（〜０．１３ｍｍ）かそれ以下になると考えられる。
【００２３】
図８に、印刷回路基板７０に実装した場合の金属ストリップ抵抗器１０ｈを示す。第１、第２の端子３０、３２が印刷回路基板７０の表面に接触し、電気的接続を形成する。この印刷回路基板７０は、電気導体の数が２つかそれ以上でもよく、これら２つかそれ以上の電気導体に第１、第２の端子３０、３２を取り付けることができる。図７に、第１、第２端子３０、３２だけでなく第１、第２のヒートパッド１５０、１５２も、印刷回路基板上の電気導体に接続できるように構成した実施態様を示す。この構成では、ヒートパッド１５０、１５２が抵抗要素２０からの熱を放熱し、端子としても作用するだけでなく、印刷回路基板との電気的接続を形成する。
【００２４】
図９は、以上説明してきた金属ストリップ抵抗器を製造する方法を示すフローチャートである。図１〜４で使用した実施態様における参照数字を利用している。なお、他の実施態様についても同じ方法を使用して製造することができる。この方法では、まず、ブロック８０に示すように、第１端子３０と第２端子３２との間に抵抗要素２０を設ける。抵抗要素２０および端子３０、３２が実質的に平坦なプレートを形成するように構成するが、実質的に平坦な構成は必ずしも必要ない。場合に応じて、ブロック８２に示すように、抵抗要素２０をトリミングすると、抵抗器１０の抵抗値を調節することができる。熱伝導性で、非導電性の接着材４０などの熱的インターフェース材を、ブロック８４で示すように、抵抗要素２０上に塗布する。次に、ブロック８６に示すように、それぞれ第１、第２の端子３０、３２に隣接する接着材４０の上に第１、第２のヒートパッド５０、５２を設ける。このようにして、ヒートパッド５０、５２を端子３０、３２に熱的に接触させることができる。場合に応じて、ブロック８７に示すように、第１、第２のヒートパッド５０、５２をそれぞれ第１、第２の端子３０、３２に電気的に接続することができる。ブロック８８に示すように、抵抗要素２０に向けてヒートパッド５０、５２をプレスしてもよい。このプレスは必要ないが、抵抗要素２０の全面に接着材４０を広げ、表面欠陥がある場合にはこれに侵入し、かつトリミング部２２に侵入する意味で有利な場合がある。さらに、抵抗要素２０からヒートパッド５０、５２への熱移動を促す効果もある。このプレス処理は、目的の接着材厚、即ち接着マージン４２を実現するためにも利用できる。熱移動を確実に最大化するためには、既に説明したように、接着マージン４２を最小限に抑えることが望ましい。ブロック９０に示すように、接着材を（例えば加熱して、あるいは硬化型熱的インターフェース材を使用する場合には室温で）硬化する。接着材および硬化時間の実例については、既に詳しく説明した通りである。場合に応じて、ブロック９２に示すように、コーティング６０をヒートパッド５０、５２および抵抗要素２０上に設ける。コーティング６０は、既に説明したように、各種の公知技術によって塗設することができる。例えば、２工程法を利用することができる。即ち、コーティング６０をまずヒートパッド５０、５２を含む抵抗要素２０の上面２４に塗設してから、抵抗要素２０の下面２６に塗設する。抵抗要素２０の上下面２４、２６をコーティングしている間、ブロック９２に示すように、コーティング処理の最後において、抵抗要素の縁部にある種の包み込みが発生し、抵抗要素２０がコーティング６０によってカプセル化される。次に、ブロック９４に示すように、加熱するか、あるいは室温放置によってコーティング６０を硬化する。キャリヤストリップ１４を使用する場合には、ブロック９６に示すように、せん断ダイスを使用して、あるいは他の都合のよいダイシング装置によって個々の抵抗器をキャリヤストリップ１４からダイシングする。最後に、ブロック９８に示すように、第１、第２の端子３０、３２をメッキ処理する。メッキ処理の様々な方法については、既に詳しく説明した通りである。
【００２５】
図１０は、別な実施態様による抵抗器の製造方法を示すフローチャートである。図１〜４に示す実施態様における参照符号を使用している。なお、図１０に示す方法では、図１〜４に示す装置とは構造的に異なる装置を製造する。一つの実施態様では、ブロック１８０に示すように、第１、第２の端子３０、３２の間に抵抗要素２０を設ける。次に、場合に応じて、抵抗要素２０をブロック１８２に示すように、トリミングする。ブロック１８３に示すように、抵抗要素２０の代わりにヒートパッド５０、５２の上に接着材を配分塗布する。ブロック１８５に示すように、端子３０、３２に隣接する抵抗要素２０にヒートパッド５０、５２を設ける。このようにして、ヒートパッド５０、５２を端子３０、３２に熱的に接触させることができる。あるいは、図１１に示すように、ヒートパッドキャリヤ１００にヒートパッド１１０、１１２を配設してもよく、この場合には、ブロック１８６ａに示すように、抵抗器がヒートパッドキャリヤ１００に係合するため、接着材４０が塗布された第１、第２のヒートパッド１１０、１１２が、それぞれ第１、第２の端子３０、３２に隣接することになる。これらヒートパッド１１０、１１２も第１、第２の端子３０、３２に熱接触させることができる。別な実施態様では、ブロック１８４に示すように、抵抗要素２０に接着材４０を配分塗布する。抵抗器１０は、抵抗器キャリヤ上に設けてもよく、この場合には、ヒートパッド１１０、１１２がブロック１８６ｂに示すように抵抗器キャリヤに係合するため、ヒートパッド１１０、１１２が端子３０、３２に隣接するとともに、場合に応じて、端子３０、３２に熱的に接触する。以上のすべての実施態様において、場合にもよるが、ブロック１８７に示すように、第１、第２の端子３０、３２それぞれに第１、第２のヒートパッド５０、５２、１１０、１１２を電気的に接触させることができる。ブロック１８８に示すヒートパッドのプレス、ブロック１９０に示す接着材の硬化、ブロック１９２および１９４に示すコーティングの塗設および硬化、ブロック１９６に示すキャリヤからの抵抗器のダイシング、およびブロック１９８に示す端子のメッキ処理を含む以降の操作作業は、図９に示す実施態様と同じである。
【００２６】
図１１に、複数の第１、第２のヒートパッド１１０、１１２を有するヒートパッドキャリヤ１００を示す。このヒートパッドキャリヤ１００には、製造時キャリヤ１００をアラインメントさせる複数の割り出し孔１０２も形成してある。複数の金属ストリップ抵抗器１０ｉがヒートパッドキャリヤ１００に係合しているため、各金属ストリップ抵抗器１０ｉについて、第１、第２のヒートパッド１１０、１１２をそれぞれ第１、第２の端子３０、３２に隣接させることができる。場合にもよるが、ヒートパッド１１０、１１２については、端子３０、３２に対して熱的に接触および/または電気的に接続することができる。次に、ヒートパッド１１０、１１２を形成した金属ストリップ抵抗器をヒートパッドキャリヤ１００から分離する。一つの実施態様では、第１、第２の端子３０、３２はそれぞれ分岐部３６を備え、またヒートパッドキャリヤ１００の複数の第１、第２のヒートパッド１１０、１１２それぞれは、タブ部分１５４およびパッド部分１５６を備えている。各ヒートパッドのタブ部分１５４は、第１、第２の端子３０、３２の分岐部３６間に嵌合する。このように構成すると、ヒートパッド１１０、１１２と端子３０、３２との間の電気接続が強くなり、抵抗器１０ｉのヒートパッド１１０、１１２のアラインメントが適正化し、放熱作用も向上する。
【００２７】
本発明の抵抗器を以上詳細に説明してきたが、当業者ならば、詳細な説明の項で例示した数例を含む多くの物理的な変更が、本発明の技術思想および原理から逸脱しなくても可能であることを理解できるはずである。また、各構成部材について本発明の技術思想および原理を変更しなくても、好適な実施態様の要部を含む数多くの実施態様も可能である。従って、本発明の実施態様および場合に応じて選択される構成はあらゆる点においていずれも例示に過ぎず、制限的なものではない。
【符号の説明】
【００２８】
１０ａ〜１０ｉ：金属ストリップ抵抗器
１４：キャリヤストリップ
１６：割り出し孔
２０：抵抗要素
３０：第１端子
３２：第２端子
４０：接着材
４２：接着マージン
５０：第１ヒートパッド
５２：第２ヒートパッド
６０：コーティング
７０：印刷回路基盤
【図１】
2013516068.tif 000003
【図２】
2013516068.tif 000004
【図３】
2013516068.tif 000005
【図４】
2013516068.tif 000006
【図５】
2013516068.tif 000007
【図６】
2013516068.tif 000008
【図７】
2013516068.tif 000009
【図８】
2013516068.tif 000010
【図９】
2013516068.tif 000011
【図１０】
2013516068.tif 000012
【図１１】
2013516068.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月21日(2012.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子と第２端子との間に設けられた抵抗要素であって、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを形成する抵抗要素、
熱的インターフェース材の上部に、それぞれ前記第１端子および前記第２端子に隣接して設けられた第１ヒートパッドおよび第２ヒートパッド、および
前記抵抗要素と前記第１、第２のヒートパッドとの間に設けられた前記熱インターフェース材からなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器。
【請求項２】
前記第１、第２のヒートパッドが、前記第１、第２の端子それぞれに電気的に接続されている請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項３】
前記第１、第２のヒートパッドが、それぞれ前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項４】
前記第１、第２の端子それぞれが、分岐部を有する請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項５】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれにタブ部分およびパッド部分を形成し、前記第１、第２の端子の分岐部間にこのタブ部分を嵌合した請求項４に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項６】
前記タブ部分と前記分岐部との間の嵌合が、滑り嵌合である請求項５に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項７】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドおよび前記抵抗要素上に塗設されたコーティングを有し、このコーティングが非導電性である請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項８】
前記第１、第２の端子および前記第１、第２のヒートパッドが、同じ導電性材料から構成された請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項９】
２つかそれ以上の導電体を有する電気回路基板に実装されるように前記第１、第２の端子を構成した請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１０】
前記熱的インターフェース材が、接着材である請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１１】
前記第１端子が前記抵抗要素の第１端部に溶接され、そして前記第２端子が前記抵抗要素の第２端部に溶接されている請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１２】
前記熱的インターフェース材が、前記抵抗要素の上面において少なくとも２つのそれぞれ別な場所に設けられ、これら少なくとも２つの場所の一方が前記第１端子に隣接し、そしてこれら少なくとも２つの場所の他方が前記第２端子に隣接する請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１３】
前記抵抗要素が上面と下面との間によって決まる要素厚をもち、そして前記第１、第２の端子それぞれが上面と下面との間によって決まる端子厚をもち、これら第１、第２の端子の端子厚がそれぞれ実質的に等しく、かつ前記抵抗要素の前記要素厚より大きい請求項１に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１４】
前記抵抗要素の前記下面が前記第１、第２の端子の下面と同平面にある請求項１３に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１５】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれが実質的に相互に等しいパッド厚をもち、そして前記抵抗要素の要素厚、前記熱的インターフェース材の厚み、前記第１、第２のヒートパッドのパッド厚および前記第１、第２のヒートパッド上に塗設されるコーティングのコーティング厚の合計が、前記第１、第２の端子の端子厚以下である請求項１３に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１６】
前記第１、第２の端子の前記端子厚範囲が、０．０１インチ〜０．０４インチ（〜０．２５〜１．０ｍｍ）である請求項１５に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１７】
前記接着材が、ポリマーおよびアルミナ球形粒子からなる請求項１０に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１８】
前記コーティングが、シリコンポリエステル材からなる請求項７に記載の金属ストリップ抵抗器。
【請求項１９】
第１端子と第２端子との間に設けられた抵抗要素であって、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを形成する抵抗要素を構成し、
第１ヒートパッドおよび第２ヒートパッドを構成し、
前記抵抗要素または前記第１、第２のヒートパッドのうち少なくとも一つに、熱伝導性でかつ非導電性の熱的インターフェース材を配分塗布し、そして
前記抵抗要素の上で、前記第１、第２の端子それぞれに隣接して前記第１、第２のヒートパッドを設けることからなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器の製造方法。
【請求項２０】
前記第１、第２の端子それぞれが、分岐部を有する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記第１、第２のヒートパッドそれぞれにタブ部分およびパッド部分を形成し、前記第１、第２の端子の前記分岐部間にこのタブ部分を嵌合した請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２２】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドおよび前記抵抗要素に非導電性材をコーティングすることからなる請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記熱的インターフェース材が、前記抵抗要素の上面において少なくとも２つのそれぞれ別な場所に設けられ、これら少なくとも２つの場所の一方が前記第１端子に隣接し、そしてこれら少なくとも２つの場所の他方が前記第２端子に隣接する請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記抵抗要素が上面と下面との間によって決まる要素厚をもち、そして前記第１、第２の端子それぞれが上面と下面との間によって決まる端子厚をもち、これら第１、第２の端子の端子厚がそれぞれ実質的に等しく、かつ前記抵抗要素の前記要素厚より大きい請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記第１、第２の端子の前記端子厚範囲が、０．０１インチ〜０．０４インチ（〜０．２５〜１．０ｍｍ）である請求項２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記熱的インターフェース材が、接着材である請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記接着材が、ポリマーおよびアルミナ球形粒子からなる請求項２６に記載の製造方法。
【請求項２８】
前記第１、第２のヒートパッドをヒートパッドキャリヤに結合し、前記第１、第２のヒートパッドを前記抵抗要素の上部に設けることを容易にした請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２９】
さらに、前記第１、第２のヒートパッドをそれぞれ前記第１、第２の端子に電気的に接続することからなる請求項１９に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記第１、第２のヒートパッドが、それぞれ前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項１９に記載の製造方法。
【請求項３１】
抵抗要素を第１端子と第２端子との間に、これら抵抗要素、第１端子および第２端子が実質的に平坦なプレートを構成するように設け、
少なくとも２つのヒートパッドを有するヒートパッドキャリヤを構成し、
前記抵抗要素または前記の少なくとも２つのヒートパッドのうち少なくとも一つに熱伝導性で非導電性の接着材を配分塗布し、
前記抵抗要素および前記第１、第２の端子を前記ヒートパッドキャリヤに係合し、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち一方を前記第１端子に隣接させ、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち他方を前記第２端子に隣接させ、および
前記ヒートパッドキャリヤから前記少なくとも２つのヒートパッドを分離することからなることを特徴とする金属ストリップ抵抗器の製造方法。
【請求項３２】
前記第１、第２の端子それぞれが分岐部を有する請求項３１に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記少なくとも２つのヒートパッドのそれぞれがタブ部分およびパッド部分を有し、このタブ部分を前記第１、第２の端子の分岐部間に嵌合した請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３４】
さらに、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち一方を前記第１端子に電気的に接続し、前記少なくとも２つのヒートパッドのうち他方を前記第２端子に電気的に接続することからなる請求項３１に記載の製造方法。
【請求項３５】
前記少なくとも２つのヒートパッドが前記第１、第２の端子に熱的に接触している請求項３１に記載の製造方法。
【国際調査報告】
2013516068.tif 000014
2013516068.tif 000015
2013516068.tif 000016