(57)【要約】【課題】実装基板との接合面積の広い電極が採用された金属板抵抗器においても、実装時に電極底面と実装基板とのハンダ接合面に形成されるボイドの量を低減することができ、これにより信頼性が向上した金属板抵抗器を提供する。【解決手段】金属板からなる抵抗体１１と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属板体からなる一対の電極１２とを備えた面実装型の金属板抵抗器であって、電極の底面には、該電極底面の略中央部から外部に連通するスリット１６、または略中央部に凹部１８を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板からなる抵抗体と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属板体からなる一対の電極とを備えた面実装型の金属板抵抗器であって、
前記電極の底面には、該電極底面の略中央部から外部に連通するスリット、または略中央部に凹部を備えたことを特徴とする金属板抵抗器。
【請求項２】
前記スリットは、単数または複数のスリットであり、前記電極部底面の略中央部から前記抵抗器の長手方向、または長手方向に対して垂直方向に向けて配置され、前記電極部側端面に開口することを特徴とする請求項１記載の金属板抵抗器。
【請求項３】
前記凹部は、円形または楕円形であることを特徴とする請求項１記載の金属板抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出用面実装型の金属板抵抗器に係り、特に、その抵抗器両端に配置した電極部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
板体状の金属板抵抗体の両端に電極部を配設した面実装型の金属板抵抗器は、放熱性が良好で電流容量が大きくとれるため、従来から電流検出用抵抗器として広く用いられている。このような金属板抵抗器は、抵抗体として、例えば、銅ニッケル系合金、ニクロム系合金等の抵抗合金板が用いられ、その抵抗体の両端部に銅などの高導電性金属板体が接合されて一対の電極部が形成されている。電極部は、その底面が実装基板のランドパターンにハンダ接合により実装され、いわゆる面実装型の金属板抵抗器が構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８４６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車載用などの、高温となる過酷な環境下で使用される面実装型の金属板抵抗器は、高電流印加時、抵抗器自体が自己発熱した熱を速やかに実装基板へ熱伝導させ、放熱させる為に、比較的、実装基板との接合面積の広い電極が採用される。この様な金属板抵抗器をリフロー炉により実装基板とハンダ接合させる場合、ハンダ溶融時に発生する、ハンダペースト内の樹脂・ロジン・アルコールなどの残渣、また還元反応の際、生成される水分（Ｈ２Ｏ）が高温で気化した気泡がボイドを形成し、電極底面／実装基板間のハンダ接合面積を実質的に減少させる場合がある。
【０００４】
この様にハンダ接合面積が実質的に減少した金属板抵抗器は、パワーサイクル、ヒートサイクル試験等を行うと、ハンダ接合面でボイドに起因するクラックが生じ易く、クラックが生じると、抵抗器の等価的な抵抗値が変化し、検出電圧値がシフトするという問題がある。また、クラックが大きくなると、ハンダ接合面における機械的なハンダ接合強度が劣化し、剥離等の問題が生じることがある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、実装基板との接合面積の広い電極が採用された金属板抵抗器においても、実装時に電極底面と実装基板とのハンダ接合面に形成されるボイドの量を低減することができ、これにより信頼性が向上した金属板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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の金属板抵抗器は、金属板からなる抵抗体と、該抵抗体の両端部に接合された高導電性金属板体からなる一対の電極とを備えた面実装型の金属板抵抗器であって、前記電極の底面には、その略中央部から外部に連通するスリット、または略中央部に凹部を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、金属板抵抗器をリフロー炉により実装基板とハンダ接合させる場合、ハンダ溶融時に発生する、残渣、気泡が、スリットまたは凹部に移動して気抜きされ、ハンダ接合面におけるボイドの発生量を低減できる。特に、電極部底面の略中央部にスリットまたは凹部を配置することで、電極底面隅部および抵抗体本体部との境界部の気抜きを効果的に行え、実装上の重要部である上記領域のボイドの発生を効果的に低減することができ、金属板抵抗器の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態例を添付図面に基づいて説明する。なお、各図中、同一の機能を有する部材または要素には同一の符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０００９】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態例の金属板抵抗器を示す。この金属板抵抗器１０は、銅ニッケル系合金またはニッケルクロム系合金等の金属板（抵抗合金板）からなる抵抗体１１と、該抵抗体１１の両端部下面に接合された銅片（高導電性金属板体）からなる一対の電極１２，１２とを備えている。ここで、抵抗体１１は、一対の電極１２，１２が接合された部分の間に位置する抵抗体本体部１１ａと、該抵抗体本体部に隣接する平面視八角形状の抵抗体電極部１１ｂとから構成されている。抵抗体電極部１１ｂの直下に該抵抗体電極部と同一形状の平面視八角形状をなしている銅片（電極）１２が接合され、電極部１２ａが構成されている。
【００１０】
抵抗体本体部１１ａの表面、側面、裏面、および抵抗体電極部１１ｂの表面の一部が絶縁性樹脂層である保護コート１４により被覆されている。そして、電極部１２ａの底面、側端面、および抵抗体電極部１１ｂの保護コート１４が被覆されていない部分は、下地ニッケルメッキ層とスズまたはスズ系合金のメッキ層とからなるメッキコート１５により被覆されている。
【００１１】
電極１２の底面には、該電極底面の略中央部から外部に連通する２本のスリット１６，１６を備え、該スリットは抵抗器の長手方向に沿って、平行に配置され、電極１２の則端面に開口している。このスリット１６，１６は、図１（ｂ）の底面図に示すように、電極底面の隅部Ａおよび抵抗体本体部との境界部Ｂの実装時の気抜きが必要な位置に近接して配置されている。なお、スリット１６，１６は電極部１２ａの底面から上面まで貫通しているが、気抜きを行う上で必ずしも上面まで貫通する必要はなく、電極部分のみの溝状のものでもよい。
【００１２】
電極隅部Ａは、特に、熱サイクル試験（パワーサイクル、ヒートサイクル試験等）時、応力が集中する部分である。この電極隅部Ａのハンダ接合面にボイドが形成されると、この部分を始点としてクラックが成長し易い。また、金属板抵抗器を用いた電流検出は、一般的に実装基板ランドパターンに形成された電圧端子から、抵抗体本体部１１ａに流れる電流によって生じる電圧を四端子法で検出することにより行われる。この為、電圧端子は電極部１２ａの内側中央部近傍に配置され、抵抗体本体との境界部Ｂの部分に被測定電流が集中し、この領域Ｂにボイドが形成されると、等価的な直列抵抗が増加し、測定精度が顕著に悪化する。
【００１３】
そこで、実装時にこの領域にボイドが形成されないように、スリット１６，１６が配置されている。スリット１６，１６は、金属板抵抗器をリフロー炉により実装基板とハンダ接合させる時に、ハンダが溶融した時に発生する、残渣、気泡を吸収する。すなわち、ハンダ接合面のハンダが溶融した時に、接合面の気泡等がスリット１６，１６に移動して気抜きされ、さらにスリットを伝わって外部に放出される。これにより、ハンダ接合面におけるボイドの発生量を低減できる。
【００１４】
図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態例の金属板抵抗器を示す。この実施形態例においては、基本的な構成は図１に示すものと同様であるが、さらに抵抗器の長手方向に対して垂直方向に向けて配置され、電極部１２ａの側端面に開口するスリット１７を備えている。このスリット１７は、電極部１２ａを横断するように、電極底面の略中央部において、抵抗体本体との境界部Ｂに沿って平行に配置されているので、特にこの境界部Ｂの実装時の気抜きを効果的に行え、この領域のボイド発生の低減に有効である。なお、スリット１６が電極部１２ａを上下方向に貫通して上面に開口しているのに対し、スリット１７は低背であり、電極部１２ａを上下方向に貫通せず、上面には開口しない溝状となっている。
【００１５】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３実施形態例の金属板抵抗器を示す。この実施形態例においては、基本的な構成は図２に示すものと同様であるが、電極部則端面に開口する溝型のスリット１６ａ，１６ａを備えている。スリット１６ａ，１６ａは、図３（ｂ）に示すように、平面視Ｖ字型をなしている。スリット１７，１６ａ，１６ａの気泡吸収機能も、図１または図２に示すスリットと同様である。
【００１６】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４実施形態例の金属板抵抗器を示す。この実施形態例においては、１本の電極部１２ａの底面の略中央部を横断するスリット１７は、上述したように、実装時に電極部隅部Ａおよび抵抗体本体部との境界部Ｂの気抜きを行い、この領域のボイドを低減する。
【００１７】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５実施形態例の金属板抵抗器を示す。この実施形態例においては、上記実施形態例のスリットに代えて、電極部１２ａの底面の略中央部に凹部１８を備えている。実装時には、実装基板のランドパターン上にハンダペーストを介して抵抗器の電極部１２ａの底面が固定され、リフロー炉に導入される。電極部１２ａの底面中央部に凹部１８を配置しているので、ハンダリフロー炉でハンダ溶融時に生じる気泡などが凹部１８とランドパターンとによって形成される空洞部に移動され、気抜きされる。従って、電極底面のボイドを低減したハンダ接合面が得られる。凹部１８の位置は、電極部底面の隅部Ａおよび抵抗体本体部との境界部Ｂの実装時の気抜きを必要とする位置に近接して配置されているので、この領域のボイドを低減し、金属板抵抗器の信頼性を向上させることができる。
【００１８】
図５（ｃ）は、抵抗器の電極部１２ａの底面略中央部に、複数の凹部１８を設けた例を示し、図５（ｄ）は、抵抗器の電極部１２ａの底面略中央部に、楕円形の凹部１８ａを設けた例を示す。凹部１８，１８ａは、上述したように、実装時に電極部底面の気抜きを行い、特に隅部Ａおよび抵抗体本体との境界部Ｂの領域のボイドを低減することで、金属板抵抗器の信頼性を高めることができる。
【００１９】
ボイドが形成される原因は、電極底面のハンダ接合面の面積が広いが故に気抜きができ難い事が考えられる。特に、最近はハンダとして、鉛フリーのハンダが用いられ、流動性が良くなくボイドが形成されやすい場合があると考えられる。この為、特にボイドが形成されると顕著に影響が現れる部位からそうでない部位にボイドが移動し易い工夫を電極構造に与えている。すなわち、スリットまたは凹部を電極の略中央部に配置することで、実装時のハンダ溶融時に気泡がこの部分に誘導され気抜きが行われる。例えば、図６（ａ）に示すように、スリットまたは凹部を設けない場合には、電極底面の全面に気泡Ｘが発生する。これに対して、図６（ｂ）に示すように、電極中央部から側端面に連通するスリット１６を配置することで、気泡がスリット１６に誘導され、気抜きが行われ、残留する気泡Ｘの量が低減する。
【００２０】
なお、スリット１６ａ，１７または凹部１８，１８ａの深さは、抵抗器高さ寸法Ｈの１０〜５０％まで、スリット長に対して一定でなく増減しても良く、スリット１６のように１００％としても良い。また、スリットまたは凹部の幅は、電極幅寸法Ｗの１０〜５０％まで、スリットまたは凹部の長さは、電極寸法Ｄの１０〜５０％まで、或いはスリット１７のように抵抗器幅寸法Ｗの１００％としてもよい。
【００２１】
また、スリットまたは凹部の数は、単数でも複数でもよく、スリットの配置方向は、抵抗器の長手方向に平行な方向から垂直な方向まで、任意の角度をとることができる。但し、スリットまたは凹部は電極隅部Ａおよび抵抗体本体との境界部Ｂを避ける位置に配置しなければならない。これらの領域Ａ，Ｂには、ボイドが低減したハンダ接合面が形成されねばならず、スリットまたは凹部はこれらの領域Ａ，Ｂの気抜きを行うために設けられるからである。
【００２２】
なお、上記実施形態例は電極部が平面視八角形の形状を有するものについて説明したが、電極部が抵抗体本体部と同寸法の矩形状のものについても、まったく同様に適用できることは勿論である。
【００２３】
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】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態例の金属板抵抗器の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図である。
【図２】本発明の第２実施形態例の金属板抵抗器の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図である。
【図３】本発明の第３実施形態例の金属板抵抗器の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図である。
【図４】本発明の第４実施形態例の金属板抵抗器の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は底面図である。
【図５】本発明の第５実施形態例の金属板抵抗器の（ａ）は斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は底面図である。
【図６】（ａ）は通常の電極底面におけるハンダ接合時の気泡の発生状態の一例を示し、（ｂ）はスリットを電極底面に設けた場合に、気泡がこれに誘導され、気泡の発生量が低減することを示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１    抵抗体
１１ａ  抵抗体本体部
１１ｂ  抵抗体電極部
１２    電極（銅片）
１２ａ  電極部
１４    保護コート
１５    メッキコート
１６，１６ａ，１７    スリット
１８，１８ａ    凹部
Ｘ    気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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