(57)【要約】【課題】良好な熱放散性を保持しつつ余剰抵抗を低減し、良好な抵抗温度係数（T.C.R.）が得られる面実装形電流検出用抵抗器およびその製造方法を提供する。【解決手段】抵抗合金材料からなる抵抗層１１と、絶縁樹脂層１２と、板体状の一対の下面電極１３と、該一対の下面電極を相互に接続する下面絶縁樹脂材１４と、抵抗層の両端部上面に固定された一対の上面電極１５と、該一対の上面電極を相互に接続する上面絶縁樹脂材１６と、上面電極と下面電極とを接続するメッキ層１８とを備え、下面電極１３は、抵抗器の長手方向に沿って内側電極１３ａと外側電極１３ｂとに下面絶縁樹脂材を介して分離され、抵抗層と上面電極の側面には凹部１７を備え、内側電極と外側電極のそれぞれが、抵抗層と上面電極の側面の凹部に充填された上面絶縁樹脂材により分離されたメッキ層により、上面電極に接続されている。【選択図】図１
2009218317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗合金材料からなる抵抗層と、
該抵抗層の下面に固定された絶縁樹脂層と、
該絶縁樹脂層の下面に固定された、板体状の高導電性金属材料からなる一対の下面電極と、該一対の下面電極を相互に接続する下面絶縁樹脂材と、
前記抵抗層の両端部上面に固定された高導電性金属材料からなる一対の上面電極と、該一対の電極を相互に接続する上面絶縁樹脂材と、
前記上面電極と下面電極とを接続するメッキ層とを備え、
前記下面電極は、抵抗器の長手方向に沿って内側電極と外側電極とに下面絶縁樹脂材を介して分離され、
前記抵抗層と上面電極の側面には凹部を備え、該凹部には前記上面絶縁樹脂材が充填され、
前記内側電極と外側電極のそれぞれが、前記抵抗層と上面電極の側面の凹部に充填された上面絶縁樹脂材により分離された前記メッキ層により、前記上面電極に接続されていることを特徴とする面実装形抵抗器。
【請求項２】
前記高導電性金属材料は銅であることを特徴とする請求項１記載の面実装形抵抗器。
【請求項３】
前記抵抗合金材料は銅・ニッケル合金、ニッケル・クロム合金、銅・マンガン合金、鉄・クロム合金であることを特徴とする請求項１記載の面実装形抵抗器。
【請求項４】
高導電性の金属材料からなる箔材と抵抗合金材料からなる箔材とを接合したクラッド材を形成し、
前記クラッド材に、抵抗路パターンと、その両端に上面電極パターンと、該上面電極パターンの側面に凹部とを形成し、
前記クラッド材を高導電性の金属材料からなる板体に絶縁樹脂層を介して接合し、
前記クラッド材の抵抗路パターン部分の前記高導電性の金属材料からなる箔材をエッチングにより除去して前記クラッド材の両端部に上面電極を分離形成し、
前記高導電性の金属材料からなる板体をエッチングにより分離して、抵抗器の長手方向に沿って内側電極と外側電極とからなる下面電極を形成し、
前記下面電極の内側電極と外側電極との間、一対の内側電極の間、一対の上面電極の間、および上面電極パターンの側面の凹部とに、絶縁性樹脂材を充填し、各電極間を絶縁分離するとともに接続し、
前記内側電極と前記外側電極とをそれぞれ前記上面電極に接続するメッキ層を形成することを特徴とする面実装形抵抗器の製造方法。
【請求項５】
前記メッキ層は、上面電極側から延びるメッキ層と下面電極側から延びるメッキ層とが接合して一体のメッキ層として形成されることを特徴とする請求項４記載の面実装形抵抗器の製造方法。
【請求項６】
前記高導電性金属材料は銅であることを特徴とする請求項４記載の面実装形抵抗器の製造方法。
【請求項７】
前記抵抗合金材料は銅・ニッケル合金、ニッケル・クロム合金、銅・マンガン合金、鉄・クロム合金であることを特徴とする請求項４記載の面実装形抵抗器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅ニッケル合金等の抵抗合金材料からなる板体状抵抗体の両端に、銅等の高導電性金属材料からなる板体状の電極を備えた、大電流を高精度で検出することができる面実装形の電流検出用抵抗器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電流検出用抵抗器の一例として、特許文献１に記載された抵抗器が知られている。この抵抗器は、電気的に分離された２つの銅製の支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）上に絶縁層（１８）を介して抵抗路としての抵抗合金材料からなる抵抗フィルム（１５）を設け、抵抗フィルム（１５）の両端部を金属層（１６）により支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）に接続したものである。支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）はプリント回路板の端子に半田付け可能なコンタクト素子として構成されており、それによってプリント回路板への放熱が良好になることが記載されている。
【０００３】
しかしながら、上記抵抗器においては、抵抗器への被測定電流の供給および抵抗器両端部に生じる電圧の検出を上記支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）にハンダ接続したプリント回路板の端子により行っている。このため、検出される電圧は抵抗フィルム（１５）の両端部を金属層（１６）により支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）に接続したものであるので、抵抗温度係数（T.C.R.）が高い金属層（１６）および支持プレート素子（１０Ａ、１０Ｂ）による余剰抵抗の影響を受け、抵抗器全体としての抵抗温度係数（T.C.R.）が悪化するという問題がある。通常の抵抗器では、抵抗値が比較的高いため、これらの余剰抵抗の影響は殆ど生じないが、抵抗値がｍΩオーダの低抵抗値の電流検出用抵抗器においては、余剰抵抗の部分が例えば銅であるとその抵抗温度係数（T.C.R.）は３０００ppm/Ｋ程度であり、上記問題が生じることになる。
【特許文献１】特開平７−１９２９０２号公報
【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基づいてなされたもので、良好な熱放散性を保持しつつ余剰抵抗を低減し、良好な抵抗温度係数（T.C.R.）が得られる面実装形電流検出用抵抗器およびその製造方法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】
本発明の面実装形抵抗器は、抵抗合金材料からなる抵抗層と、該抵抗層の下面に固定された絶縁樹脂層と、該絶縁樹脂層の下面に固定された、板体状の高導電性金属材料からなる一対の下面電極と、該一対の下面電極を相互に接続する下面絶縁樹脂材と、前記抵抗層の両端部上面に固定された高導電性金属材料からなる一対の上面電極と、該一対の電極を相互に接続する上面絶縁樹脂材と、前記上面電極と下面電極とを接続するメッキ層とを備え、前記下面電極は、抵抗器の長手方向に沿って内側電極と外側電極とに下面絶縁樹脂材を介して分離され、前記抵抗層と上面電極の側面には凹部を備え、該凹部には前記上面絶縁樹脂材が充填され、前記内側電極と外側電極のそれぞれが、前記抵抗層と上面電極の側面の凹部に充填された上面絶縁樹脂材により分離された前記メッキ層により、前記上面電極に接続されていることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の面実装形抵抗器の製造方法は、高導電性の金属材料からなる箔材と抵抗合金材料からなる箔材とを接合したクラッド材を形成し、前記クラッド材に、抵抗路パターンと、その両端に上面電極パターンと、該上面電極パターンの側面に凹部とを形成し、前記クラッド材を高導電性の金属材料からなる板体に絶縁樹脂層を介して接合し、前記クラッド材の抵抗路パターン部分の前記高導電性の金属材料からなる箔材をエッチングにより除去して前記クラッド材の両端部に上面電極を分離形成し、前記高導電性の金属材料からなる板体をエッチングにより分離して、抵抗器の長手方向に沿って内側電極と外側電極とからなる下面電極を形成し、前記下面電極の内側電極と外側電極との間、一対の内側電極の間、上面電極の間、および上面電極パターンの側面の凹部とに、絶縁性樹脂材を充填し、各電極間を絶縁分離するとともに接続し、前記内側電極と前記外側電極とをそれぞれ前記上面電極に接続するメッキ層を形成することを特徴とする。ここで、前記メッキ層は、上面電極側から延びるメッキ層と下面電極側から延びるメッキ層とが接合して一体のメッキ層として形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の面実装形抵抗器によれば、内側電極が外側電極と下面絶縁樹脂材により絶縁分離され、抵抗器側面のメッキ層が上面電極と抵抗層の側面の凹部に充填された上面絶縁樹脂材により絶縁分離されて上面電極に接続されるので、内側電極にて抵抗路両端に生じる被測定電流に対応した電圧を直接検出することができる。これにより、外側電極と抵抗路両端間に生じる余剰抵抗が電圧検出経路に含まれず、正確な被測定電流の電圧検出を行うことができる。
そして、本発明の面実装形抵抗器の製造方法によれば、上面電極と下面電極の内側電極と外側電極とをメッキ層により接続することで、容易に高精度の面実装形電流検出用抵抗器を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の面実装形抵抗器およびその製造方法の実施形態について、添付図面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。
【０００９】
この面実装形抵抗器１０は、図１（ａ）の長手方向の中央部断面図（図１（ｄ）のAA線断面図）および図１（ｂ）の抵抗層面の断面図（図１（ｃ）のBB線断面図）に示すように、銅ニッケル、ニクロム、マンガニン、鉄クロムなどの低抵抗率で且つ抵抗温度係数（T.C.R.）が良好な抵抗合金材料からなる箔状の抵抗層１１の下面に絶縁樹脂層１２が固定され、さらに該絶縁樹脂層１２の下面に板体状の銅等の高導電性金属材料からなる一対の下面電極１３，１３が固定されている。下面電極１３，１３は、中央の下面絶縁樹脂材１４ａを介して分離され、下面電極１３，１３のそれぞれは、抵抗器の長手方向に沿って内側に配置された内側電極１３ａと外側に配置された外側電極１３ｂとに下面絶縁樹脂材１４ｂを介して絶縁分離されている。
【００１０】
箔状の抵抗層１１の両端部上面には銅等の高導電性金属材料からなる一対の上面電極１５，１５が固定され、さらに箔状の抵抗層１１の抵抗路部１１ｂの上面には一対の上面電極１５，１５を相互に絶縁分離しつつ接続する上面絶縁樹脂材１６が配置されている。図１（ｂ）に示すように、抵抗層１１は、両端の電極部１１ａとその間の抵抗路部１１ｂとから構成され、一枚の抵抗板体となっている。両端の電極部１１ａ，１１ａの上面には、上面電極１５，１５が固定され、抵抗路部１１ｂは例えば図示するような所要抵抗値に対応した抵抗路パターンとなっていて、抵抗層１１の抵抗路パターンが存在しない部分には上面絶縁樹脂材１６が充填されている。また、抵抗層１１の両端の電極部１１ａ，１１ａの両側面に凹部１７を備え、上面絶縁樹脂材１６が充填されている。なお、図１（ｃ）の長手方向側面部断面図（図１（ｄ）のCC線断面図）に示すように、上面電極１５，１５にも抵抗層１１と同じ位置に凹部１７を備え、上面絶縁樹脂材１６が充填されている。
【００１１】
従って、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、抵抗層１１の電極部１１ａと上面電極１５とには、抵抗器側面に上面絶縁樹脂材が充填された凹部１７を備え、これらの側面のみにおいてメッキ層１８ａと１８ｂとが図１（ｅ）に示すように絶縁分離されている。これに対して、下面電極の内側電極１３ａと外側電極１３ｂとの間は、抵抗器の幅方向の全幅に下面絶縁樹脂材１４ｂが充填され、完全に絶縁分離されている。
【００１２】
図１（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示すように、この抵抗器１０においては、下面電極１３、抵抗層の電極部１１ａおよび上面電極１５のすべての露出表面がメッキ層１８により被覆されている。メッキ層１８は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎの３層のメッキ層からなる。ここで、メッキ層１８ａと１８ｂとが下面絶縁樹脂材１４ｂおよび凹部１７に充填された絶縁樹脂材１６により絶縁分離され、下面電極１３の内側電極１３ａが側面のメッキ層１８ａにより上面電極１５に接続され、下面電極１３の外側電極１３ｂが側面および端面のメッキ層１８ｂにより上面電極１５に接続される。
【００１３】
実装時には、図２（ａ）に示すように、プリント基板等の実装基板上に、配線パッドである電流端子パッド２１と電圧端子パッド２２とを準備し、電流端子パッド２１に面実装形抵抗器１０の外側電極１３ｂを接続し、電圧端子パッド２２に内側電極１３ａを接続する。なお、電流端子パッド２１には、被測定電流の供給源に接続する配線端子２１ａを備え、電圧端子パッド２２には、検出電圧の測定装置に接続する配線端子２２ａを備える。従って、図２（ｂ）に示すように、面実装形抵抗器１０が実装基板２０に実装される。
【００１４】
実装状態では、一方の電流端子パッド２１から被測定電流が抵抗器１０の外側電極１３ｂに流入し、端面および側面のメッキ層１８ａと上面電極１５を通り抵抗層１１の一方に流入する。抵抗層１１の他方から流出する被測定電流は、上面電極１５と端面および側面のメッキ層１８ａと外側電極１３ｂを通り、他方の電流端子パッド２１に流出する。この電流経路において、抵抗層１１の抵抗路部１１ｂの抵抗値と電流の積に対応した電圧が抵抗路部１１ｂの両端部に発生し、この電圧を検出電圧として上面電極１５とメッキ層１８ｂと内側電極１３ａとを通して、電圧端子パッド２２の配線端子２２ｂから検出することができる。
【００１５】
従って、本発明の面実装形抵抗器１０においては、被測定電流は電流端子パッド２１、外側電極１３ｂ、メッキ層１８ａ、上面電極１５から抵抗層１１に流れ、この部分の抵抗が余剰抵抗となるが、メッキ層１８ｂと内側電極１３ｂとから構成される電圧検出経路には被測定電流は流れない。このため、内側電極１３ａとメッキ層１８ｂと上面電極１５とからなる抵抗路部１１ｂの両端に配置された電圧検出経路からは、被測定電流と抵抗路部１１ｂの抵抗値との積に対応した電圧のみが検出され、余剰抵抗に対応した電圧が含まれず、正確な被測定電流の電圧検出を行うことができる。
【００１６】
一例として、長さ６．３ｍｍ×幅３．２ｍｍのサイズの面実装形抵抗器について、シミュレーションを行った結果について説明する。メッキ層のＣｕ厚さを０．０５ｍｍとし、その抵抗温度係数（T.C.R.）を３０００ppm/Kとし、その他を無視してシミュレーションを行った。その結果、従来の構造では、２５℃抵抗値８．６０ｍΩで抵抗温度係数（T.C.R.）３９ppm/Kであるのに対し、本発明の構造では、２５℃抵抗値８．５２ｍΩで抵抗温度係数（T.C.R.）１１ppm/Kという結果が得られ、本発明の構造の有効性を確認できた。なお、面実装形抵抗器のサイズがさらに小さくなるにつれ、その効果はメッキ層の影響が大きくなるため、より顕著になると考えられる。
【００１７】
次に、本発明の面実装形抵抗器の製造方法の一例について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、２０〜１００μｍの厚さのＣｕ箔材１５ｍと、４０〜１００μｍの厚さのＮｉ−Ｃｒ系合金箔材１１ｍとを圧接し、クラッド材３０を形成する。なお、図の左欄は製品１個分の断面図であり、中欄は製品１個分の平面図であり、右欄は多数個取りシートの平面図である。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、クラッド材３０に両面フォトエッチングにより、抵抗路パターン１１ｂと、その両端に上面電極パターン１１ａと、該上面電極パターンの側面に凹部１７等を形成する。なお、右欄のシートにて点線で囲んだ１区画が中欄の製品１個分に相当する。次に、図３（ｃ）に示すように、厚さ２００μｍ程度のＣｕベース材１３ｍをエポキシ系接着剤１２ｍを用いて、パターン形成したクラッド材３０に貼り合わせる。これにより、クラッド材３０およびＣｕベース材１３ｍを固定した絶縁樹脂層１２ｍが形成される。なお、絶縁樹脂層１２ｍは４０〜１００μｍ程度の厚さに形成する。
【００１９】
次に、抵抗層１１の抵抗路部１１ｂの上部のＣｕ箔材をエッチングにより除去することで、抵抗路部１１ｂを露出させるとともに、上面電極１５，１５を分離して形成する。このとき、抵抗路部１１ｂの厚さを研磨で調整することで、抵抗値のトリミングを行うようにしてもよい。
【００２０】
次に、図４（ａ）に示すように、裏面側のＣｕベース材１３ｍにエッチング処理を絶縁樹脂層１２に到達するように施し、下面電極１３の内側電極１３ａと外側電極１３ｂとを絶縁分離して形成する。そして、図４（ｂ）に示すように、スクリーン印刷により下面絶縁樹脂材ペーストをエッチング処理を施した空間に充填し、加温硬化することで、内側電極間に下面絶縁樹脂材１４ａを形成し、内側電極と外側電極との間に下面絶縁樹脂材１４ｂを形成する。
【００２１】
次に、図４（ｃ）に示すように、表面側にスクリーン印刷により、上面絶縁樹脂材ペーストを抵抗路１１ｂを完全に被覆し、且つ凹部１７を埋め込むように充填し、加温硬化することで、それぞれに上面絶縁樹脂材１６を形成する。そして、図４（ｄ）に示すように、切断線Ｓにより分割または切断することで、個々の製品に対応した面実装形抵抗器が得られる。なお、マーキング等は個々の製品に分割後、または多数個取りシートの段階で行うようにしても良い。
【００２２】
次に、図５を参照してメッキ層の形成について説明する。メッキ層１８は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎの３層のメッキ層として、電解メッキにより形成する。ここで、Ｃｕメッキ層を絶縁樹脂層１２の厚さの半分以上とすると、上面電極側から延びるメッキ層と下面電極側から延びるメッキ層とが接合して一体のメッキ層１８として形成される。
【００２３】
すなわち、図５（ａ）に示す段階が、図４（ｄ）で、多数個取りシートを切断・分割して、個々の製品にした段階である。この段階で、メッキ処理を少し行うと、絶縁物である絶縁樹脂層１２の表面にはメッキは付かないが、抵抗合金からなる抵抗層１１，Ｃｕからなる下面電極１３および上面電極１５にはメッキは付着する（図５（ｂ）参照）。さらに、メッキ厚が厚くなると、徐々に絶縁樹脂層の露出面積が減る（図５（ｃ）参照）。そして、Ｃｕメッキ層の厚さが絶縁樹脂層１２の厚さの半分以上となると、上面電極１５側から延びるメッキ層と下面電極１３側から延びるメッキ層とが接合して、一体のメッキ層１８として形成される（図５（ｄ）参照）。このメッキ層形成により、本発明の面実装形抵抗器が完成する。
【００２４】
従って、上記面実装形抵抗器の製造工程によれば、上面電極と下面電極とを接続するメッキ層を絶縁樹脂層の厚さの半分以上にすることで、容易に絶縁樹脂層をまたぐメッキ層を形成することができ、工程を簡素化しつつ、低い抵抗温度係数（T.C.R.）が得られる面実装形抵抗器を提供することができる。
【００２５】
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】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態の面実装形抵抗器を示すその長手方向の中央部断面図（図１（ｄ）のAA線断面図）であり、（ｂ）は抵抗層面の断面図（図１（ｃ）のBB線断面図）であり、（ｃ）は面実装形抵抗器の長手方向側面部断面図（図１（ｄ）のCC線断面図）であり、（ｄ）は面実装形抵抗器の上面図であり、（ｅ）は面実装形抵抗器の側面図であり、（ｆ）は面実装形抵抗器の下面図である。
【図２】その実装状態を示す図であり、（ａ）は電流端子パッドと電圧端子パッドを示す平面図であり、（ｂ）は実装状態の面実装形抵抗器の側面図である。
【図３】本発明の面実装形抵抗器の製造方法を示す図であり、図の左欄は製品１個分の断面図であり、中欄は製品１個分の平面図であり、右欄は多数個取りシートの平面図である。
【図４】同じく、本発明の面実装形抵抗器の製造方法を示す図であり、図の左欄は製品１個分の断面図であり、中欄は製品１個分の平面図であり、右欄は多数個取りシートの平面図である。
【図５】そのメッキの段階の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  面実装形抵抗器
１１  抵抗層
１２  絶縁樹脂層
１３  下面電極
１３ａ  内側電極
１３ｂ  外側電極
１４ａ，１４ｂ  下面絶縁樹脂層
１５  上面電極
１６  上面絶縁樹脂層
１７  凹部
１８，１８ａ，１８ｂ  メッキ層
２０  実装基板
２１  電流供給端子
２２  電圧検出端子
【図１】
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【図２】
2009218317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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