(57)【要約】【課題】  低抵抗値を有する金属抵抗器に、異常電流が流れた場合に溶断するヒューズ機能を持たせた金属抵抗器を提供する。【解決手段】  金属抵抗体材料よりなる矩形状の抵抗体本体１１と、前記抵抗体本体の長手方向両端部に接合された金属電極材料よりなる矩形状の電極１２、１３とを備える金属抵抗器１０であって、前記電極１２、１３間の前記抵抗体本体１１には、一方の電極１２に隣接する部分に溶断部１７を備えた。ここで、溶断部１７は、前記抵抗体本体１１の短手方向に延在する溝１５、１５や、切り欠き３５、３５により形成するのが好ましい。抵抗体本体１１の、前記熱起電力による発熱が大きい方の電極１２に隣接する部分に、溶断部３７を備えることで、大電流が流れても損傷し難い金属抵抗器においても、ヒューズ機能を持たせることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属抵抗体材料よりなる矩形状の抵抗体本体と、前記抵抗体本体の長手方向両端部に接合された金属電極材料よりなる矩形状の電極とを備える金属抵抗器であって、
前記電極間の前記抵抗体本体には、前記電極の一方に隣接する部分に狭幅または肉薄の溶断部を備えていることを特徴とする金属抵抗器。
【請求項２】
前記溶断部は、前記抵抗体本体の短手方向に延在する溝により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属抵抗器。
【請求項３】
前記溶断部は、前記抵抗体本体の短手方向に延在する切り欠きにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属抵抗器。
【請求項４】
前記溶断部の一部を肉厚としたことを特徴とする請求項２または３に記載の金属抵抗器。
【請求項５】
前記抵抗器には、電流の流れ方向を示すマークが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の金属抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属抵抗器に係り、特に、ヒューズ機能を有する金属抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータなどの精密電子機器には、ミリオーム（ｍΩ）オーダの低抵抗値を有するとともに、静電気などに対する耐サージ性を備えつつ高精度な抵抗値に作製することのできる金属抵抗器が用いられる場合がある。このような金属抵抗器は、抵抗体本体を、銅ニッケル合金、ニッケルクロム合金等の金属抵抗体材料により構成して、所望の低抵抗値を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１８７０１号公報
【０００３】
これらの金属抵抗器は、耐サージ性に優れることから、瞬間的な異常電圧・電流などが侵入してきても溶断し難く安定性が高い。このことから、例えば、接続された電源に異常が発生した場合、たとえば定格以上の過電流が流れた場合などでも、金属抵抗器自体が損傷してしまう可能性が低く、その抵抗器に接続した回路素子の損傷を招くことになる。このような場合に、金属抵抗器がヒューズとして機能し、過電流で溶断させることができれば、流れる過電流により機器全体が損傷してしまうことを未然に防止することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたもので、低抵抗値を有する耐サージ性に優れた金属抵抗器に、異常電流が流れた場合に溶断するヒューズ機能を持たせることにより、その異常電流が機器本体に継続して流れ込むことを防止して、機器本体全体が損傷してしまうことを未然に防止することができる金属抵抗器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】
【０００５】
上記課題を解決する本発明の金属抵抗器は、金属抵抗体材料よりなる矩形状の抵抗体本体と、前記抵抗体本体の長手方向両端部に接合された金属電極材料よりなる矩形状の電極とを備える金属抵抗器であって、前記電極間の前記抵抗体本体には、前記電極の一方に隣接する部分に狭幅または肉薄の溶断部を備えていることを特徴とするものである。ここで、前記溶断部は、前記抵抗体本体の短手方向に延在する溝や切り欠きにより形成するのが好適である。
【０００６】
この発明は、金属抵抗材料と金属電極材料との接合部分には、異種金属を接合したことによる熱起電力が生じ、このときに発生する電圧の正負は接合する金属材料の種別に応じて決まる、ということを利用したものである。すなわち、電極間の抵抗体に電流が流れるときに、金属抵抗材料と金属電極材料の種別に応じて、電流の流出側または流入側の一方の電極と抵抗体本体との接合部分が大きく発熱する。
【０００７】
したがって、抵抗体本体と電極の接合部分における熱起電力による発熱に、電流の流出側と流入側とで偏りを生じさせることができる。このため、大きな熱起電力による発熱を生じる接合部分付近の抵抗体本体に溝や切り欠きを形成して、所望の電流量で溶断するように溶断部を設けることにより、異常電流が流れる際にその部分を容易に溶断させることができる。それ故、抵抗体本体の、前記熱起電力による発熱が大きい方の電極に隣接する部分に溶断部を備えることで、大電流が流れても損傷し難い、耐サージ性に優れた金属抵抗器においても、ヒューズ機能を持たせることが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、金属抵抗器にヒューズ機能を備えることができるので、異常電流が流れる際には、電流検出用等として機能している金属抵抗器が異常電流を遮断することができる。このため、金属抵抗器に回路保護機能を持たせることができ、場合によっては回路保護素子（ヒューズ）の配置を省略することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図２は本発明に係る金属抵抗器およびその製造方法の第１実施形態を示す図である。図１は金属抵抗器の構成を示す図であり、（ａ）は裏面側から見た斜視図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は表面側から見た斜視図である。
【００１０】
図１において、金属抵抗器１０は、矩形状に形成された低抵抗値の抵抗体本体１１と、この抵抗体本体１１の長さＬ方向の両端部で幅方向に延在するように形成された一対の矩形状の電極１２、１３とを備えている。抵抗体本体１１は、例えば、ＣｕＮｉ合金からなる金属抵抗材料により作製し、電極１２、１３は、例えば、Ｃｕであり、高導電性の金属電極材料により作製する。なお、電極１２、１３の表面には、後述するように、金属抵抗器１０を実装する際のハンダ付け性を確保するための溶融ハンダ層が形成されている。
【００１１】
このような金属抵抗器１０は、例えば、１Ω以下、好ましくは１〜１００ｍΩの低抵抗値を有する。そして、例えば、５．０ｍｍ×２．５ｍｍ（２Ｈ）形、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ（２Ｂ）形等の標準チップ部品の外形寸法を有する。また、このような金属抵抗器１０は、例えば、１００ｐｐｍ以下の抵抗温度係数を有し、各種電子機器などの電源回路基板に組み込まれ、電流検出等の用途に好適に用いられる。
【００１２】
抵抗体本体１１は、所定の幅Ｗおよび厚さｔに形成されており、電極１２、１３は、抵抗体本体１１の両端部に離隔して、幅Ｗ方向に延在して接合されている。この抵抗器１０は、抵抗体本体１１の電極１２、１３間の間隔Ｇの大きさ（長さ）と、上記抵抗体本体１１の所定の幅Ｗおよび厚さｔに応じて、所望の抵抗値にすることができる。なお、図示はしないが、レーザトリミング等によりトリミング溝を形成して抵抗値を高精度に調整するようにしても勿論よい。
【００１３】
この金属抵抗器１０は、一方の電極１２に隣接する抵抗体本体１１の幅方向（短手方向）両側に、その電極１２と平行な長さｌ・幅ｇ・深さｄの溝１５、１５が刻設されている。これにより、抵抗体本体１１は、電極１２、１３間の電流経路となる縦断面積が他の部分よりも小さく絞られて、この溝１５、１５を形成された部分が電流容量を小さく設定されて溶断し易い溶断部１７に形成されている。ここで、この溶断部１７には、抵抗体本体１１の溝１５、１５の中央部に、電極１２側と１３側（溝１５の両側縁）を連結するブリッジ（肉厚部）１６が形成されて（残されて）、平面方向における強度が確保されている。
【００１４】
ここで、金属抵抗器１０は、ＣｕＮｉ等の金属抵抗合金の抵抗体本体１１の両端部に高導電性金属であるＣｕの電極１２、１３が接合されているので、この接合部分では熱起電力が生じる。この金属抵抗器１０は、抵抗体本体１１に電流が流れることによる発熱はあるが、抵抗体本体１１と電極１２、１３の接合部分においては、電極１２をプラス電極（電流流入側）に、電極１３をマイナス電極（電流流出側）にして直流電源のプラス側から電流を流すと、溝１５を形成しない状態でも、熱起電力の方向性により電極１２側では電極１３側の１．４〜２倍程度の発熱がある。なおブリッジ１６の厚みは、抵抗体本体１１の厚みより薄くしてもよい。
【００１５】
このため、金属抵抗器１０は、抵抗体本体１１の電極１２に隣接する部分に溝１５、１５を形成して、その部分における抵抗体本体１１の縦断面積を他の部分よりも１／４〜１／２０程度に調整することにより、電流の入出力の向きによる熱起電力による発熱および抵抗体成分によるジュール熱で、電極１２側と電極１３側とで８〜５０倍の発熱の偏りを生じさせることができる。すなわち、この金属抵抗器１０は、電子機器本体にとっての所定の大きさの異常電流が流入する場合に、電極１２側の溶断部１７を溶断させる程度の発熱を生じさせるように、溝１５の長さｌや幅ｇや深さｄを設計することで、上記異常電流の流入時に金属抵抗器１０の溶断部１７を溶断して、異常電流を遮断することができる。これにより、例えば電源回路等に異常電流が生じたときに、電子機器本体に損傷を与えることを未然に回避することができる。
【００１６】
この金属抵抗器１０は、図１（ｃ）に示すように、溶断部１７が形成されている側（電極１２側）の裏面となる抵抗体本体１１の表面に、絶縁性樹脂のマーク１８が配置されており、このマーク１８により上述したように電流を流す向きが示されている。なお、このマーク１８は、実装時のチップ部品の方向性を示すためのもので、マークの形状、材料等は適宜決定すれば良いことはいうまでもない。
【００１７】
次に、金属抵抗器１０の製造方法について説明する。まず、抵抗体１１となる帯状の抵抗体材料２１（１１）の幅方向両端に金属電極１２、１３となる帯状の金属材料２３（１２）、２３（１３）を配置した帯状材料２０を準備する。そして図２（ａ）に示すように、一方の金属材料２３（１２）に隣接する部分に、例えば、フライスで切削することにより、抵抗体本体１１としたときのブリッジ（厚肉部）１６が残るように、２倍の長さｌ・幅ｇ・深さｄで断続的に連続する平行な溝２５を形成する。
【００１８】
この後に、帯状材料２０を送り出しつつ電極１２となる部分金属材料２３の抵抗体材料２１の裏面側に、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を印刷した後に加温・硬化させることによりマーク１８を形成する。このとき、製品コード、抵抗値等の必要事項を共に印刷して表示を形成することが好ましい。
【００１９】
そして、図２（ｂ）に示すように、帯状材料２０を製品サイズの幅Ｗずつ送って、溝２５の中央を直交（交差）する方向に、図中一点鎖線で示すようにダイシングソーなどにより切断する。これにより、溝１５、１５とその間のブリッジ（厚肉部）１６とにより形成される溶断部１７を抵抗体本体１１の電極１２に隣接して備えた矩形状の金属抵抗器１０を切り出す。帯状材料２０から切り出された金属抵抗器１０は、所定サイズの例えば５．０ｍｍ×２．５ｍｍ（２Ｈ）形、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ（２Ｂ）形等の標準チップ部品の外形寸法を有する矩形状のチップ製品に分離される。なお、帯状材料２０から個々の金属抵抗器１０毎への切断は、金属材料２２側から抵抗体材料２１に向かう方向に行うことにより、切断によるバリが電極１２、１３側から抵抗体本体１１側に向かうように形成するのが好ましい。
【００２０】
また、この後には、この金属抵抗器１０の電極１２、１３間（抵抗体本体１１）の抵抗値を検出しつつ、その電極１２、１３の背面側の抵抗体本体１１の表面全面を研磨することによって、高精度な抵抗値調整を行っても良い。また、この抵抗値調整は、抵抗体本体１１の幅Ｗを微調整してもよく、所謂、レーザトリミング加工などにより行うこともできる。そして、測定、検査等の工程を経て、金属抵抗器１０が完成する。
【００２１】
本実施形態の金属抵抗器１０においては、マーク１８を目印にして、電極１２をプラス側（電極１３をマイナス側）として直流電源に接続されるように、電源回路基板に実装されることが好ましい。これにより、異常電流が流入する際には、電極１２、１３との接合部分で偏りのある発熱が生じることにより、抵抗体本体１１の電極１２側の溶断部１７を溶断させることができ、ヒューズとして機能させることができる。したがって、金属抵抗器にヒューズ機能を備えることができるので、所定の大きさの異常電流が流れる際には、電流検出用等として機能している金属抵抗器が異常電流を遮断することができる。このため、耐サージ性に優れた金属抵抗器に回路保護機能を持たせることができ、従来、電源回路に回路保護素子（ヒューズ）を装着していた場合には、回路保護素子（ヒューズ）の配置を省略することも可能となる。
【００２２】
次に、図３および図４は本発明の第２実施形態に係る金属抵抗器およびその製造方法を示す図である。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と略同様に構成されているので、同一の要素または部材には同一の符号を付して重複した説明を省略し、特徴部分のみを説明する。
【００２３】
図３は本発明の第２実施形態に係る金属抵抗器の構成を示す図であり、（ａ）は裏面側から見た斜視図、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は表面側から見た斜視図である。図３において、金属抵抗器３０は、抵抗体本体１１と、一対の電極１２、１３とを備えており、この金属抵抗器３０は、上記第１実施形態における溝１５、１５に代えて、切り欠き３５、３５が形成されている。
【００２４】
この切り欠き３５、３５は、抵抗体本体１１の電極１２に隣接して、幅方向（短手方向）の両側に、長さｌ・幅ｇで抵抗体本体１１の表裏に貫通するように形成されている。この切り欠き３５、３５の間には、電極１２側と１３側（切り欠き３５の両側縁）を連結するブリッジ（肉厚部）３６が形成されることにより（残されることにより）、電極１２、１３間の電流経路となる縦断面積が他の部分よりも小さく絞られて、抵抗体本体１１の電流容量を小さくして溶断し易くしている。なおブリッジ３６の厚みは、抵抗体本体１１の厚みより薄くしてもよい。
【００２５】
すなわち、本実施形態では、切り欠き３５、３５とブリッジ（肉厚部）３６とが溶断部３７を構成しており、金属抵抗器３０は、機器本体にとっての異常電流が流入する場合に、電極１２側のブリッジ（肉厚部）３６が溶断する程度の発熱を生じるように、切り欠き３５の長さｌと幅ｇが設計されている。すなわち、抵抗体本体１１の縦断面積を他の部分よりも１／４〜１／２０程度に調整することにより、電流の入出力の向きによる熱起電力による発熱および抵抗体成分によるジュール熱で、電極１２側と電極１３側とで８〜５０倍の発熱の偏りを生じさせるようにしている。このため、異常電流の流入時に金属抵抗器３０の溶断部３７を溶断して、異常電流を遮断することができる。これにより、例えば電源回路等に異常電流が生じたときに、電子機器本体に損傷を与えることを未然に回避することができる。
【００２６】
なお、この金属抵抗器３０は、抵抗体本体１１の表面側にガラス材料による保護膜４１と、裏面側にガラス材料による保護膜４２とを備えている。これらの保護膜４１、４２は、実装時にハンダ等が抵抗体本体１１に付着して、抵抗値に誤差を生じることを防止すると共に、抵抗体本体１１に異物等が付着することを防止する。さらに、溶断部３７の溶断時には、ガラス材料からなる保護膜成分が溶断部３７に入り込み、消弧特性を良好なものとすることができる。また、保護膜４１の表面には、電流の流れ方向を示すマーク１８が配置されている。
【００２７】
次に、金属抵抗器３０の製造方法を図４に示す工程図を用いて説明する。まず、上記第１実施形態と同様に、抵抗体１１となる帯状の抵抗体材料２１（１１）の幅方向両端に金属電極１２、１３となる帯状の金属材料２３（１２）、２３（１３）を配置した帯状材料２０を準備する。そして、図４（ａ）に示すように、その帯状材料２０を送り出しつつ、電極１２となる部分２３に隣接する部分の抵抗体材料２１を、例えば、パンチング等で２倍の長さｌ・幅ｇで断続的に連続する平行なスリット４５を形成する。
【００２８】
この後には、上記第１実施形態と同様に、図４（ｂ）に示すように、帯状材料２０を製品サイズの幅Ｗずつ送って、スリット４５の中央を直交（交差）する方向に図中一点鎖線で示すようにダイシングソーなどにより切断する。これにより、電極１２、１３間の抵抗体本体１１に切り欠き３５、３５とブリッジ３６とを備えた溶断部３７が形成された矩形状の金属抵抗器３０を切り出して、帯状材料２０から分離する。さらに、抵抗体本体１１の表面側に保護膜４１を、抵抗体本体１１の裏面側の電極１２、１３間に保護膜４２をポッティングおよび低温焼成等により形成する。そして、マーキングの形成、測定、検査等の工程を経て、金属抵抗器３０が完成する。
【００２９】
本発明の金属抵抗器はヒューズとしての機能を有しているため、保護膜４１と保護膜４２に用いる材料としては、熱伝導が低く難燃性の材料を用いることが望ましい。例えば、シリコン、ガラス、不燃性フィラーを含有する樹脂、などである。また、保護膜４１、保護膜４２を形成する代わりに、セラミック基板を抵抗体本体１１の表面および裏面に貼り付けるようにしてもよい。
【００３０】
このように本実施形態においても、熱起電力による大きな発熱が生じる電極１２に隣接して、抵抗体本体１１に切り欠き３５、３５による狭幅の溶断部３７を備えているので、上記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
図５は本発明の第３実施形態に係る金属抵抗器の構成を示す図である。金属抵抗器５０は、抵抗体本体１１と、一対の電極１２、１３とを備えており、電極１２の近傍に連続した溝１５による溶断部５７を備えている。従って、この実施形態においては、上記第１、第２実施形態と異なり、ブリッジ（厚肉部）を備えておらず、溝１５による薄肉部が溶断部５７を構成している。この溶断部５７の作用効果は、上記各実施形態の金属抵抗器と同様である。
【００３２】
なお、これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る金属抵抗器の第１実施形態を示す図であり、（ａ）はその主要構成を示す裏面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその表面側から見た斜視図である。
【図２】その製造方法を示す図であり、（ａ）は溶断部の溝を形成する工程、（ｂ）は帯状材料を切断して金属抵抗器を切り出す工程をそれぞれ示す図である。
【図３】本発明に係る金属抵抗器の第２実施形態を示す図であり、（ａ）はその主要構成を示す裏面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその表面側から見た斜視図である。
【図４】その製造方法を示す図であり、（ａ）は帯状材料を切削してスリットを形成する工程、（ｂ）は帯状材料を切断して金属抵抗器を切り出す工程を示す図である。
【図５】本発明に係る金属抵抗器の第３実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０、３０、５０    金属抵抗器
１１    抵抗体本体
１２、１３    電極
１２ａ、１３ａ    溶融ハンダ層
１４    凹部
１５、２５    溝
１６、３６    ブリッジ（肉厚部）
１７、３７    溶断部
１８    マーク
２０    帯状材料
２１    抵抗体材料
２２    金属材料
２２ａ    溶融ハンダ層
３５    切り欠き
４５    スリット
【図１】
2005183413.tif 000003
【図２】
2005183413.tif 000004
【図３】
2005183413.tif 000005
【図４】
2005183413.tif 000006
【図５】
2005183413.tif 000007