(57)【要約】【課題】外部との接続の信頼性および実装効率を向上させ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器を提供する。【解決手段】絶縁基板の表面に抵抗体１２と一対の電極１３を形成してなる抵抗基板１１と、該抵抗基板の裏面に金属板を備えた抵抗器であって、前記金属板は、それぞれ外部と電気的に導通する接続部２０ａを備え、お互いに離間する第１の金属板１５および第２の金属板１６からなり、第１の金属板１５は、抵抗基板１１を固定し、一方の電極１３と金属線１４により接続し、第２の金属板１６は、抵抗基板１１の他方の電極１３と金属線１４により接続した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の表面に抵抗体と一対の電極を形成してなる抵抗基板と、該抵抗基板の裏面に金属板を備えた抵抗器であって、
前記金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部を備え、お互いに離間する第１の金属板および第２の金属板からなり、
第１の金属板は、抵抗基板を固定し、一方の電極と金属線により接続し、
第２の金属板は、抵抗基板の他方の電極と金属線により接続した抵抗器。
【請求項２】
第１の金属板および第２の金属板は、隣り合って配置し、金属板同士の間は絶縁されている請求項１に記載の抵抗器。
【請求項３】
第１の金属板および第２の金属板と、電極との接続はワイヤボンディング接続である請求項１または２に記載の抵抗器。
【請求項４】
第１の金属板および第２の金属板は、ネジ締結により実装され、該金属板には溝が形成されている請求項１から３のいずれかに記載の抵抗器。
【請求項５】
第１の金属板は、第２の金属板よりも大きい請求項１から４のいずれかに記載の抵抗器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗器に係り、特に高電力用途の抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
係る抵抗器の一例として、平板状のセラミック基板３１上に厚膜抵抗体３５を印刷した抵抗体基板３０を放熱板１０上に取り付けた高電力型の抵抗器が知られている（特許文献１の図２参照）。抵抗体基板３０上には２つの銀電極パターン３３が印刷されており、各銀電極パターン３３上にはそれぞれ２本のリード線５０が半田付けされている。
【０００３】
また、他の例として、基板１の表面に抵抗薄膜２と、リード線３を接続する電極板４を形成し、基板１の裏面には金属薄膜５を形成して抵抗体６を構成し、抵抗体６を金属薄膜５とハンダ７を介して金属製放熱板８に接着した高電力型の抵抗器が知られている（特許文献２の第１図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第２５９８０２６号公報
【特許文献２】特開平３−１４１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放熱板（金属板）を取り付けた高電力型の抵抗器は、一般に、外部との接続にリード線やハーネス線を用いている。そして、リード線やハーネス線を抵抗体と接続した電極に、ハンダ等の固着材を用いて接合している。そのため、実装時にリード線やハーネス線の外部との接続、さらに放熱板（金属板）のネジ止め等による固定を必要とし、実装効率の向上が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、外部との接続の信頼性および実装効率を向上させ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な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】
【０００７】
本発明の抵抗器は、絶縁基板の表面に抵抗体と一対の電極を形成してなる抵抗基板と、該抵抗基板の裏面に金属板を備えた抵抗器であって、前記金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部を備え、お互いに離間する第１の金属板および第２の金属板からなり、第１の金属板は、抵抗基板を固定し、一方の電極と金属線により接続し、第２の金属板は、抵抗基板の他方の電極と金属線により接続した、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、金属板は外部回路のバスバー等と同質の材料であり、両端に外部と電気的に導通する接続部を備えるので、ネジ止め（ボルト締め）等により、高い信頼性で簡単に外部回路と接続することができる。そして、外部回路のバスバー等に発熱を逃がすことができる。従って、外部回路との接続の信頼性と実装効率を向上させ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例の抵抗器の断面図である。
【図２】上記抵抗器の上面図である。但し、モールド樹脂体は破線にて表示している。
【図３】上記抵抗器の斜視図である。但し、モールド樹脂体は表示を省略している。
【図４】上記抵抗器の変形例の断面図であり、第１の金属板と第２の金属板の境界部分に相互に対応する凹凸を形成した例を示す。
【図５】上記抵抗器の変形例の上面図であり、第１の金属板と第２の金属板の境界部分に相互に対応する凹凸を形成した例を示す。
【図６】上記抵抗器の変形例を示す断面図と上面図であり、金属板にスリット（溝）を形成した例を示す。
【図７】上記スリット（溝）の変形例を示す断面図である。
【図８】上記スリット（溝）の変形例を示す上面図である。
【図９】本発明の抵抗器の製造方法例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、各図中、同一または相当する部材または要素には、同一の符号を付して説明する。
【００１１】
図１−３は本発明の一実施例の抵抗器１０の構造を示す。抵抗器１０は、絶縁基板表面に抵抗体１２と一対の電極１３を形成した抵抗基板１１と、放熱のための金属板を抵抗基板１１の裏面側に備える。金属板は、両端に外部と電気的に導通する接続部（例えばネジ穴２０ａ）を備え、例えばボルト２０の締結等により、それぞれ外部回路のバスバー１９等と電気的に接続し、お互いに絶縁離間する第１の金属板１５および第２の金属板１６からなる。なお、接続部は溶接等により外部と接続する、金属板とバスバーを圧着端子で固定して外部と接続する等の方法により接続してもよい。
【００１２】
絶縁基板はアルミナ等からなる直方体形状である。その上面に、抵抗体１２と、銀系または銀パラジウム系の電極１３を形成して抵抗基板１１とする。電極１３と抵抗体１２はどちらを先に形成しても良い。抵抗体１２は、例えばスクリーン印刷により形成される酸化ルテニウム系厚膜抵抗体である。抵抗体１２は、直方体形状のパターン、或いは蛇行パターン等に形成することが可能である。
【００１３】
金属板１５，１６の材質はアルミや銅、またはそれらの合金等が好ましい。金属板１５と金属板１６は絶縁を取るのに十分な距離である所定の間隔を隔てて配置されている。その境界部分Ａには、後述するように、モールド樹脂が充填され、金属板１５，１６は一体的に構成されている。金属板１５と金属板１６は図示するように隣り合うことにより、抵抗器が低背化できる。
【００１４】
第１の金属板１５は、抵抗基板１１を固定し、一方の電極１３と金属線１４のワイヤボンディングにより接続し、第２の金属板１６は、抵抗基板１１の他方の電極１３と金属線１４のワイヤボンディングにより接続している。抵抗基板１１を固定する第１の金属板１５は、第２の金属板１６よりも大きい。これは、第１の金属板１５により放熱効果を確保するとともに、第２の金属板１６を小さくすることにより、抵抗器１０を全体として小型化できるという効果がある。電極１３と金属板１５，１６の接続をワイヤボンディング接続とすることにより、簡単な工程で強固に接続することができる。
【００１５】
抵抗基板１１の両電極１３は金属線１４によりそれぞれ金属板１５，１６に接続しているため、従来技術のようにハーネスや外部接続用のリード線を必要としない。それ故、放熱性を確保したまま、小型化、低背化、低コスト化が実現できる。抵抗基板１１の裏面には銀ペーストや導電性接着剤等からなる接着層１７を塗布等により形成し、この接着層１７を介して抵抗基板１１を第１の金属板１５に固定する。
【００１６】
金属線１４は、ワイヤまたはリード線であり、図１−３に示す構造では、電極中央、電極両端部の３箇所に接続箇所がある。しかしながら、接続は任意の配置で行なうことができ、３箇所でなくても良い。ワイヤの場合は超音波溶接等、リード線の場合はハンダ付けによって接続する。強度面からはワイヤの方が望ましい。
【００１７】
抵抗基板１１と金属板１５，１６の一部分は、抵抗基板１１と金属線１４をすべて覆い、金属板１５，１６の下面を露出するようにエポキシ樹脂等によるモールド樹脂体１８を設けている。または、樹脂やセラミックスからなるケースにて覆い、セメント材または樹脂ポッティング材をケース内に充填し、抵抗基板１１および金属線１４を保護するようにしてもよい。
【００１８】
また、第１と第２の金属板１５，１６が絶縁されている必要があるため、樹脂によるモールド注入をして、第１と第２の金属板１５，１６の間に樹脂が入り込むようにすることが望ましい。なお、モールド樹脂は、図では放熱のために金属板下面を覆っていないが、バスバー１９等の外部回路との接続箇所を除き、下面を覆うようにしても良い。
【００１９】
第１の金属板１５上に抵抗基板１１が固定されているため、最も発熱する抵抗体１２の下に、金属板１６よりも大きい金属板１５が位置する。そのため、抵抗体１２の発熱を効率的に冷却することができ、高電力用途に適用することができる。また、絶縁基板である抵抗基板１１が金属板１５により支持されているため、回路基板やバスバー等に抵抗器１０を実装する際に生じる応力により、抵抗基板１１にクラックが発生することを防止できる。
【００２０】
いずれの金属板１５，１６も金属線（ワイヤやリード線）１４により抵抗基板１１の電極１３と接続し、金属板が外部回路と導通するため、金属板１５，１６を通して抵抗体１２に電流が流れる。略長方形状の金属板１５，１６の長手方向両端にはネジ止め用の穴２０ａが開いており、回路基板やバスバー等にネジ（ボルト）２０により固定して、抵抗器１０を実装（接続）することができる。
【００２１】
すなわち、金属板１５，１６は外部回路のバスバー１９等と同質の金属材料であるため、外部回路のバスバー１９等にネジ（ボルト）２０のネジ止め（ボルト締め）等の締結作業により簡単に且つ強固に実装（接続）することができる。これにより、接続が簡単であり効率的に実装を行え、且つ高信頼性の接続が得られる。そして、外部回路のバスバー等に発熱を逃がすことができ、冷却効率が向上する。
【００２２】
第１と第２の金属板１５，１６の境界部分Ａには、図４に示すように、相互に対応する凹凸（鉤型）を形成しても良い。すなわち、境界部分Ａにおいて、断面視、金属板１５と金属板１６間の離隔距離は約一定であるが、（ａ）においては、２回折れ曲がり、（ｂ）と（ｃ）においては、４回折れ曲がる凹凸形状をなしている。
【００２３】
第１と第２の金属板１５，１６の境界部分Ａには、図５（ａ）（ｂ）に示すように、上面視で、相互に対応する凹凸（鉤型）を形成しても良い。（ａ）においては、２回折れ曲がり、（ｂ）においては、４回折れ曲がる凹凸形状をなしている。
【００２４】
これにより、金属板１５，１６の境界部分Ａの対面する表面積が広くなり放熱性が向上する。また、境界部分Ａには金属板１５，１６を接合する樹脂が充填され、接合部分の面積が広くなり、振動等に対する強度が向上する等のメリットがある。凹凸の構造は、図４−５に示すように、各種の構造が考えられる。
【００２５】
また、図６−８に示すように、金属板１５，１６には、スリット（溝）Ｃを設けるようにしてもよい。回路基板またはバスバー等に金属板１５，１６をネジ止め等で締結固定する場合、締結時に金属板１５，１６および抵抗基板１１に応力がかかるため、以下のような問題が起こることがある。
【００２６】
金属板１５，１６が歪んで変形し、回路基板等から浮き上がってしまう。金属板１５の変形により抵抗基板１１が金属板１５から剥がれ、放熱や導通が確保できなくなってしまう。金属板１５の変形により抵抗基板１１にクラックが生じてしまう。実装側（回路基板やバスバー等）に歪みがある場合、抵抗基板１１が浮き上がったり割れてしまう。
【００２７】
上記問題を解決するため、金属板に応力を緩和するためのスリット（溝）Ｃを形成する。スリット（溝）Ｃの形成位置はモールド樹脂体１８よりも外側で、ネジ穴２０ａよりも内側にあることが望ましい。スリット形状は、側面から見たときに方形（図６（ａ）参照）、台形（図７（ａ）参照）、楕円形（図７（ｂ）参照）等である。
【００２８】
スリット形状は、上面から見たときは、直線状（図６（ｂ）参照）、斜め（図８（ａ）参照）の他、図８（ｂ）（ｃ）の形状も好ましい。図８（ｃ）のスリットＣは放熱板を貫通しても良い。また、上記の構造を組み合わせることもできる。なお、スリットは、金属板の表面と裏面のどちらに形成しても良い。また、表面と裏面の双方から形成しても良い。
【００２９】
次に、本発明に係る抵抗器の製造方法について、図９を参照して説明する。まず、抵抗基板となる多数個取り用大判絶縁基板を準備する。そして、分割用の溝を形成する。次に、電極１３（ＡｇまたはＡｇ／Ｐｄ）および抵抗体１２（酸化ルテニウム等）をスクリーン印刷によりパターン形成し、焼成により形成する。
【００３０】
抵抗値は、抵抗体の幅および厚みを調整し、さらに抵抗体の一部にトリミング溝を形成する等の方法で、所望の値に調整することができる。抵抗体上には、電極および抵抗体を覆うモールドとは別に、ガラス保護膜や樹脂保護膜を形成してもよい。電極形成工程と抵抗体形成工程は順番が前後しても問題ないが、ワイヤボンディングには広い電極面積が必要となるため、抵抗体１２を形成後に電極１３を形成することが好ましい。また、電極１３にはＮｉ、ＳｎまたはＡｕめっきを施してもよい。
【００３１】
そして、大判の絶縁基板を短冊状に分割し、さらに個片に分割することで、抵抗基板１１が形成される。絶縁基板（抵抗基板）１１の裏面の接着層１７は、分割を容易にするために個片分割後に形成しているが、短冊状に分割後、あるいは大判基板の状態で形成することもできる。
【００３２】
次に、予め準備した金属板１５に、抵抗基板１１を接着層１７を介して接合する。そして、抵抗基板１１の電極１３と、金属板１５，１６に金属線１４をワイヤボンディング接続する。さらに、モールド成形し、モールド樹脂体１８を形成することで、本発明の抵抗器１０が完成する。
【００３３】
この抵抗器１０は、外部回路との接続の信頼性および実装効率を向上させることができ、低コストで放熱効率が高く、且つ小型化が可能な抵抗器であることは上述したとおりである。
【００３４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、抵抗器、特に高電力用途の抵抗器に好適に利用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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