(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第１端部および第２端部と相互に対向する第１縁部および第２縁部と相互に対向する第１平面および第２平面とで囲まれた非薄膜形状の抵抗要素と、
前記第１および第２端部から延設した第１および第２リードと、
前記抵抗要素の前記第１および第２縁部を嵌め込む第１および第２予備成形体スロットを有し、且つ前記第１平面を覆う予備成形体と、
−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で接着性及び構造的完全性を維持し、且つ熱伝達性及び電気的非導通性を有する接着剤と、
誘電材料であり且つ熱伝達性のあるヒートシンクと、
前記予備成形体と前記抵抗要素と前記接着剤と前記ヒートシンクの一部とを覆う成形体とを備え、
前記接着剤が、前記第２平面と前記ヒートシンクとの間にあり且つ接着して、前記抵抗要素から前記ヒートシンクへ熱伝達を行い、前記抵抗要素と前記接着剤と前記ヒートシンクとの間の熱伝達により、−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で前記抵抗要素が抵抗器として動作することを特徴とするハイパワー抵抗器。
【請求項２】
前記第１および第２端部が前記抵抗要素に溶着された請求項１記載のハイパワー抵抗器。
【請求項３】
前記第１および第２平面と、前記第１および第２縁部と、前記成形体の上面側で外部に露出する前記ヒートシンクの一部とに誘電体材料を設ける請求項１記載のハイパワー抵抗器。
【請求項４】
前記接着剤と前記ヒートシンクとを介して前記抵抗要素の熱を外部に放出する放出部を、前記成形体の上面側に有する請求項１記載のハイパワー抵抗器。
【請求項５】
第１および第２リードにそれぞれつながり相互に対向する第１端部および第２端部と、相互に対向する第１縁部および第２縁部と、相互に対向する第１平面および第２平面とで囲まれた形状の非薄膜抵抗要素を形成する工程と、
−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で接着性及び構造的完全性を維持し、且つ熱伝達性及び電気的非導通性を有する接着剤を前記第２平面上に配置する工程と、
前記接着剤を介して前記抵抗要素の熱が伝達されるヒートシンクを、前記接着剤の上に接着して、前記接着剤が前記第２平面と前記ヒートシンクとに接触して且つ前記第２平面と前記ヒートシンクとの間に在るように前記ヒートシンクを配置する工程と、
前記抵抗要素の全体と前記接着剤の全体とを成形体で覆い、且つ前記ヒートシンクの一部を外部に露出するように前記成形体で覆う工程と、
予備成形体が、前記抵抗要素の前記第１および第２縁部に向けて第１および第２予備成形体スロットを有し、且つ前記予備成形体が、前記抵抗要素の第１平面を覆うことで底面を成す工程と
を有しており、
前記抵抗要素と前記接着剤と前記ヒートシンクとの間の熱伝達により、温度範囲−６５℃〜＋２７５℃で前記抵抗要素が抵抗器として動作することを特徴とするハイパワー抵抗器を製造する方法。
【請求項６】
前記第１および第２端部をそれぞれ第１および第２リードに溶着する請求項５記載のハイパワー抵抗器を製造する方法。
【請求項７】
前記第１および第２端部と底面とを外側に設けた前記形成体で、前記第１および第２端部につながる前記第１および第２リ−ドを前記底面側に折り曲げる請求項５記載のハイパワー抵抗器を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作温度を改良したハイパワー抵抗器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
より小さな回路基盤に装着できるようにより小さな実装サイズでハイパワー抵抗器を製造することが電子工業の傾向である。抵抗器の性能は、ディレーティング曲線によって知ることができ、図９に代表的な従来装置のディレーティング曲線を示す。図９に示すディレーティング曲線６８の水平部７０は−５５℃を起点にし、＋７０℃まで水平に伸びている。この場合、抵抗器の効率は符号７２で示すように、低くなり始め、＋１５０℃で動作不能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[発明の目的]
本発明の第１の目的は、動作温度を改良したハイパワー抵抗器およびその製造方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、−６５℃〜＋２７５℃で動作できるハイパワー抵抗器を提供することである。
本発明の第３の目的は、抵抗器構成要素にヒートシンクを取り付けるために接着剤を利用したハイパワー抵抗器を提供することである。
本発明の第４の目的は、陽極酸化アルミニウムヒートシンクを利用した、ハイパワー抵抗器およびその製造方法を提供することである。
本発明の第５の目的は、抵抗器周囲に改良誘電体成形材料を成形し放熱作用を改善した、ハイパワー抵抗器およびその製造方法を提供することである。
本発明の第６の目的は、動作温度を改良し、スペースを最小限に抑えた、ハイパワー抵抗器およびその製造方法を提供することである。
本発明の第７の目的は、動作効率を改善し、使用耐久性を改善し、かつ経済的に製造できる、ハイパワー抵抗器およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[発明の要約的開示]
上記目的は、相互に対向する第１端部および第２端部をもつ抵抗要素を有するハイパワー抵抗器によって実現することができる。抵抗要素のこれら対向端部に第１リードおよび第２リードを延設する。抵抗要素から放熱できる誘電体材料のヒートシンクを伝熱関係でこの抵抗要素に接続し、当該抵抗要素から放熱できるようにする。抵抗要素とヒートシンクとが伝熱関係にあるため、抵抗要素が−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で動作できる。
【０００５】
本発明の一つの実施態様では、ヒートシンクを陽極酸化アルミニウムで構成する。この材料としては陽極酸化アルミニウムが好適であるが、酸化ベリリウムや酸化アルミニウムなども使用可能である。また、不導体化して外面を非伝導性化した銅も使用可能である。
【０００６】
本発明の別な実施態様では、接着剤を利用して抵抗要素にヒートシンクを取り付ける。接着剤としては、−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲にある熱温度全体を通じて抵抗器が抵抗を発生できるものを利用する。また、−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で抵抗要素がヒートシンクに対して接着性を発揮維持できるものを利用する。本発明において好適に利用できる具体的な接着剤は、Ｔｒａ−Ｃｏｎ、Ｉｎｃ．製のＭｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＢＡ−８１３Ｊ０１で、製品名がＴｒａ−Ｂｏｎｄであるが、他の接着剤も利用可能である。
【０００７】
本発明のさらに別な実施態様では、誘電体成形材料を抵抗要素、接着剤およびヒートシンクの周囲に成形する。成形用化合物を例示すれば、ＤｕＰｏｎｔ（住所：ＢａｒｌｅｙＭｉｌｌ  Ｐｌａｚａ、  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｎｏ．２２、  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、  Ｄｅｌａｗａｒｅ  １９８００）製の液晶ポリマーＺＥＮＩＴＥ（登録商標）（Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．６１３０Ｌ）であり、あるいはＨｏｅｃｈｓｔグループの一員であるＴｕｃｏｎａ（９０Ｍｏｒｉｓ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｓｕｍｍｉｔ、ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ  ０７９０１）製の液晶ポリマーＶＥＣＴＲＡ（登録商標）（Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．Ｅ１３０１Ｉ）である。
【０００８】
本発明の製造方法は、相互に対向する第１端部および第２端部を有するともに、これら第１端部および第２端部にそれぞれ第１リードおよび第２リードを延設した抵抗要素を成形することからなる。そして、伝熱関係でヒートシンクを抵抗要素に取り付け、この抵抗要素が−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲で抵抗を発生できるようにする。
【０００９】
本発明方法では、さらに、平坦な抵抗要素面をもつように抵抗要素を成形する。この平坦な抵抗要素面に平坦なヒートシンクを取り付ける。
【００１０】
本発明方法では、さらに、接着剤を利用してヒートシンクを抵抗要素に取り付ける。
さらに、抵抗要素、接着剤およびヒートシンクを完全に包囲するように誘電体材料を成形する。
さらに、ヒートシンクを抵抗要素に取り付ける前に、予め成形した本体をヒートシンクの両側に成形する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施態様を詳しく説明する。符号１０は、本発明に従って構成した抵抗器本体を示す。この抵抗器本体１０では、誘電体１６の端部外側にリード２４、２６を延設する。リード２４、２６を誘電体１６の下面に折り曲げる。抵抗器本体１０の上面には、図示のように、ヒートシンク１８が露出する。
【００１２】
図２に、本発明製造方法の第１工程を示す。細長いストリップ２０に複数の抵抗器素材３６を延設する。このストリップは、コンベヤからピンを受け取る複数の円形割り出し孔２２を有する。これらピンが、素材３６に異なる加工を与える各ステーションに対して各種素材３６を移動させる。
【００１３】
各素材３６は、リード２４、２６の折り曲げを容易にする一対の正方形孔２３を有する。リード２４と２６との間に、抵抗要素２８が位置し、一対の溶接シーム３４で、第１リード２４および第２リード２６から抵抗要素２８を分離する。好ましくは、第１リード２４および第２リード２６についてはニッケル／銅合金で構成し、そして抵抗要素２８については、通常の抵抗材料で構成する。
【００１４】
抵抗要素２８の一方の側から内側に複数の抵抗素子スロット３０を延設するとともに、抵抗要素２８の他方の側から内側に抵抗素子スロット３２を延設する。望む抵抗が得られるように、抵抗素子スロット３０、３２の本数は増減することができる。抵抗は、抵抗要素２８に電流を流すと発生する蛇行流路を表す矢印３８により、図に示す。抵抗素子スロット３０、３２については、切断加工、研磨加工によればよいが、レーザ切断加工が好ましい。レーザビームを利用すると、抵抗器を望む正確な抵抗にトリミングできる。
【００１５】
図３に、製造プロセスの第２工程を示す。抵抗器素材３６を予備成形し、予備成形体４０にする。この予備成形体４０は、底部４２（図４）、抵抗要素２８の対向端部に沿って延設される直立稜部４４、および抵抗要素２８の四隅の四つのランド部またはポスト部４６を有する。直立稜部４４から内側に、抵抗要素２８の反対縁部周囲に予備成形体スロット５０を形成する２つの離間した内側フランジ４８を延設する。また、予備成形体４０の底部４２の底面にそって一対のＶ字形底部溝５２を延設する。
【００１６】
図５は、所定量の接着剤５４を抵抗要素２８の中心部に塗布した状態を示す点を除けば、図３と同じ図である。この接着剤としては、−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲においてその構造的完全性を維持するとともに、その接着性を維持する特性をもつものを使用しなければならない。このような接着剤の一例を挙げれば、４５  Ｗｉｇｇｉｎｓ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｂｅｄｆｏｒｄ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  ０１７３０のＴｒａ−Ｃｏｎ社の製品であって、商標ＴＲＡ−ＢＯＮＤ、Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．ＢＡ−８１３Ｊ０１で市販されているエポキシ接着剤である。
【００１７】
次に図６について説明する。抵抗要素２８に対して伝熱接続するように、陽極酸化アルミニウム体５６を接着剤５４に載せる。このように構成すると、抵抗要素２８からの熱が接着剤５４および陽極酸化アルミニウムヒートシンク５６を介して伝わるため、抵抗要素２８が発生する熱を放熱することができる。
【００１８】
図６に示すように、抵抗要素２８にヒートシンク５６を装着した後、抵抗要素２８全体、予備成形体４０、接着剤５４およびヒートシンク５６を成形用化合物中で成形し、成形体５８を作る。この成形体５８は露出部分１８を有するため、ヒートシンク５６から直接熱を大気に放散できる。
【００１９】
成形体５８を成形するために使用する成形用化合物は、誘電性で、伝熱できる多数の成形化合物から選択することができる。このような成形用化合物の具体例を挙げると、ＤｕＰｏｎｔ（住所：Ｂａｒｌｅｙ  Ｍｉｌｌ  Ｐｌａｚａ、  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｎｏ．２２、  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、  Ｄｅｌａｗａｒｅ  １９８８０）製の液晶ポリマーＺＥＮＩＴＥ（登録商標）（Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．６１３０Ｌ）であり、あるいはＨｏｅｃｈｓｔグループの一員であるＴｕｃｏｎａ（９０  Ｍｏｒｒｉｓ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｓｕｍｍｉｔ、  ＮｅｗＪｅｒｓｅｙ  ０７９０１）製の液晶ポリマーＶＥＣＴＲＡ（登録商標）（Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．Ｅ１３０１Ｉ）がある。
【００２０】
図１に示すように、リード２４、２６を下に折り曲げ、そして誘電体１６の下側に巻きつける。
【００２１】
図８に、本発明抵抗器のディレーティング曲線を示す。このディレーティング曲線６２は、水平部が−６５℃で始まり、その終点は＋７０℃である。次に、この曲線６２は、符号６６で示すように下がり始め、＋２７５℃でゼロ性能になるまで下がる。このように、本発明抵抗器は、−６５℃〜＋２７５℃の温度範囲において抵抗器として動作するものである。
【００２２】
図８と図９との比較から理解できるように、本発明抵抗器の性能は、平均的な従来抵抗器装置の最も低い温度より１０℃低い温度で発現し、従来抵抗器の能力よりも最大で１２５℃高い温度まで抵抗器として機能する。本発明抵抗器は、この温度範囲で機能して０．００７５Ω〜０．３Ωの範囲のオーム数を発生するとともに、最大でほぼ５または６ワットの熱を放熱する。
【００２３】
以上、本発明の好ましい実施態様について説明してきたが、多くの変更、置換、付加が可能であり、いずれも本発明の意図する精神および範囲内に含まれるものである。以上の記載から理解できるように、本発明は、上記目的の少なくともすべてを実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のハイパワー抵抗器を示す斜視図である。
【図２】それぞれ抵抗器要素を形成した材料ストリップを示す斜視図である。
【図３】予備成形材料および接着材料を形成した状態を示す、図２に示した抵抗要素と同様な抵抗要素を示す斜視図である。
【図４】図３の４−４線についての断面図である。
【図５】抵抗要素に接着剤を塗布した状態を示す図３と同様な斜視図である。
【図６】ヒートシンクを所定位置に装着した状態を示す図３および図５と同様な図である。
【図７】成形プロセス終了後の状態を示す抵抗器の斜視図である。
【図８】本発明のディレーティング曲線を示す図である。
【図９】従来抵抗器のディレーティング曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：抵抗器本体、
１６：誘電体、  
２４、２６：リード、
２０：ストリップ、
２２：円形割り出し孔、
２３：正方形孔、
２８：抵抗要素、
３０、３２：抵抗素子スロット、
３６：抵抗器素材、
４０：予備成形体、
４２：底部、
４４：稜部、
４８：フランジ、
５０：予備成形体スロット、
５２：溝、
５４：接着剤、
５６：ヒートシンク、
５８：成形用化合物。
【図１】
0004390806.tif 000002
【図２】
0004390806.tif 000003
【図３】
0004390806.tif 000004
【図４】
0004390806.tif 000005
【図５】
0004390806.tif 000006
【図６】
0004390806.tif 000007
【図７】
0004390806.tif 000008
【図８】
0004390806.tif 000009
【図９】
0004390806.tif 000010