JP2006186264A - 四端子構造の抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】 抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる四端子構造の抵抗器を提供する。
【解決手段】 四端子構造の抵抗器Ａにおいては、絶縁基板１０と、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、抵抗体１４とが設けられていて、抵抗体１４は、長方形状の両側から切欠部１４Ｋを形成した形状に形成されていて、本体部１５と突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとから構成されている。そして、各突出部が上面電極に接続されていて、上面電極１２ａ等と本体部１５間の距離は、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５に及ばない程度に設定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、四端子構造の抵抗器に関するものである。

従来における四端子構造の抵抗器においては、略長方形状の抵抗体と、該抵抗体の両側に接続され、略コの字形に形成された上面電極とが設けられ、該上面電極が両側に一対設けられていることにより、四端子構造に形成されたものが存在する（特許文献１）。
特開平６−３６９０１号公報

しかし、従来の四端子構造の抵抗器においては、以下のような問題がある。つまり、抵抗体や上面電極を厚膜により形成する場合には、厚膜ペーストを印刷後焼成することにより形成するが、焼成時に抵抗体材料と上面電極材料とが相互に拡散するという問題がある。

例えば、上記特許文献１のように、抵抗体を形成した後に上面電極を形成する場合には、上面電極の形成時に抵抗体材料と上面電極材料とが相互に拡散する。例えば、抵抗体と上面電極とについて同系の材料を使用する場合、例えば、抵抗体に銀パラジウム系の厚膜を使用し、上面電極に銀系厚膜を使用する場合には、抵抗体のパラジウムと上面電極の銀とが相互に拡散し、抵抗体の上面電極との接続部分及びその近傍の領域において、銀の比率が、抵抗体の他の部分よりも高くなる。また、抵抗体に銅ニッケル系の厚膜を使用し、上面電極に銅系厚膜を使用する場合には、抵抗体のニッケルと上面電極の銅とが相互に拡散し、抵抗体の上面電極との接続部分及びその近傍の領域において、銅の比率が、抵抗体の他の部分よりも高くなる。このような抵抗体の主材料の比率の変動により、抵抗体の特性が変動する。一般的に、抵抗体における銀や銅の比率が高くなることにより、抵抗体の抵抗値が下がり、ＴＣＲが上昇することになる。

さらに、主材料の比率の変動だけでなく、主材料以外の材料の変動も問題となる。つまり、厚膜材料には、材料の接着の目的でガラスフリットや、特性の調整材として少量の添加剤が入っているが、このガラスフリットや添加剤により抵抗体の特性が変動する場合がある。つまり、ガラスフリットや添加剤の種類や量は、厚膜材料の種類によって異なる場合があり、特に、電極材料と抵抗体材料とでは異なる場合が多い。そして、焼成時（特許文献１の場合には、上面電極の焼成時）に、ガラスフリットと添加剤とが電極と抵抗体とで相互に拡散すると、例えば、抵抗体中に上面電極のガラスフリットが拡散し、抵抗体の添加剤が上面電極に拡散する等により、抵抗体の特性が変動する。

以上のようにして、抵抗体の上面電極との接続部分及びその近傍の領域においては、抵抗体の特性が大きく変動することがある。特に、四端子構造の抵抗器のように、抵抗体の抵抗値が低い場合には、抵抗体の金属成分が多く、ほとんどが金属成分である電極との相互拡散が強く、抵抗体の特性の変動が大きい。

そして、四端子構造の抵抗器の使用に当たっては、４つの端子における一対の端子に電流が流れている場合において、他の一対の端子間の電圧を計測することにより、該電流の電流値を計測するわけであるが、上記のような従来の構成の四端子構造の抵抗器の場合には、抵抗体材料や上面電極材料が拡散することにより抵抗体の特性が変動した領域も抵抗体として機能することから、所望の特性の抵抗器を得ることができない。例えば、図１０に示す四端子構造の抵抗器の例では、電極１２０と電極１２１に接続された抵抗体１３０において抵抗体材料や上面電極材料が拡散することにより抵抗体の特性が変動した領域Ｋも抵抗体として機能することから、所望の特性の抵抗器を得ることができない。なお、図１０において、１１０は基板である。

そこで、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる四端子構造の抵抗器を提供することを目的とするものである。

本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、四端子構造の抵抗器であって、抵抗体で、抵抗体本体と、抵抗体本体の一方の端部から突出して形成された一対の突出部で、第１突出部と第２突出部とからなる一対の突出部と、抵抗体本体の他方の端部から突出して形成された一対の突出部で、第３突出部と第４突出部とからなる一対の突出部と、を有する抵抗体と、第１突出部に接続された第１電極部と、第２突出部に接続された第２電極部と、第３突出部に接続された第３電極部と、第４突出部に接続された第４電極部と、を有し、第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部は、互いに独立して形成され、抵抗体における抵抗体本体には接続されていないことを特徴とする。

この第１の構成の四端子構造の抵抗器においては、抵抗体が、抵抗体本体と４つの突出部とを有する構成となっていて、各突出部が電極部と接続されているので、抵抗体において抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域を突出部内に存在させておくことができ、よって、抵抗体材料と電極部材料との相互の拡散の影響が抵抗体本体に及ばないようにできるので、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

なお、上記第１の構成を以下のようにしてもよい。つまり、「略方形状の抵抗体本体と、抵抗体本体の一方の端部から突出して形成された一対の突出部で、略方形状を呈し第１電極部の上面に接続された第１突出部と、略方形状を呈し第２電極部の上面に接続された第２突出部とからなる一対の突出部と、抵抗体本体の他方の端部から突出して形成された一対の突出部で、略方形状を呈し第３電極部の上面に接続された第３突出部と、略方形状を呈し第４電極部の上面に接続された第４突出部とからなる一対の突出部と、を有し、方形状の相対する辺から方形状の切欠部を形成した形状からなる抵抗体と、を有し、第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部は、互いに独立して形成され、抵抗体における抵抗体本体には接続されていないことを特徴とする四端子構造の抵抗器。」としてもよい。

また、第２には、上記第１の構成において、上記抵抗体における抵抗体本体と第１突出部と第２突出部と第３突出部と第４突出部は、ともに方形状を呈し、抵抗体は全体として、方形状の相対する辺から方形状の切欠部を形成した形状を呈し、一方の切欠部を介して第１突出部と第２突出部が形成され、他方の切欠部を介して第３突出部と第４突出部が形成されていることを特徴とする。

また、第３には、上記第１又は第２の構成において、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第１電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第１電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第２電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第２電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第３電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第３電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第４電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第４電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成されていることを特徴とする。これにより、抵抗体本体には、拡散の影響が及ばないので、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

また、第４には、四端子構造の抵抗器であって、絶縁基板と、絶縁基板の上面における一方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第１電極部と第２電極部とからなる一対の電極部と、絶縁基板の上面における他方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第３電極部と第４電極部とからなる一対の電極部と、該第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部に接続された抵抗体で、第１電極部と第２電極部の間の位置から絶縁基板における該他方の側に向けて設けられた切欠部又はトリミング溝と、第３電極部と第４電極部の間の位置から絶縁基板における該一方の側に向けて設けられた切欠部又はトリミング溝とを有する抵抗体と、を有することを特徴とする。

この第４の構成の四端子構造の抵抗器においては、抵抗体の両側から切欠部又はトリミング溝が形成されていて、切欠部やトリミング溝により突出した形状となる部分である４つの突出部と突出部以外の領域である抵抗体本体とを有する構成となっていて、各突出部が電極部と接続されているので、抵抗体において抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域を突出部内に存在させておくことができ、よって、抵抗体材料と電極部材料との相互の拡散の影響が抵抗体本体に及ばないようにできるので、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

なお、上記第４の構成を以下のようにしてもよい。すなわち、「四端子構造の抵抗器であって、略方形状の上面を有する絶縁基板と、絶縁基板の上面における一方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第１電極部と第２電極部とからなる一対の電極部と、絶縁基板の上面における他方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第３電極部と第４電極部とからなる一対の電極部と、抵抗体で、略方形状の抵抗体本体と、抵抗体本体の一方の端部から突出して形成された一対の突出部で、略方形状を呈し第１電極部の上面に接続された第１突出部と、略方形状を呈し第２電極部の上面に接続された第２突出部とからなる一対の突出部と、抵抗体本体の他方の端部から突出して形成された一対の突出部で、略方形状を呈し第３電極部の上面に接続された第３突出部と、略方形状を呈し第４電極部の上面に接続された第４突出部とからなる一対の突出部と、を有し、方形状の相対する辺から方形状の切欠部を形成した形状からなる抵抗体と、を有し、第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部は、互いに独立して形成され、抵抗体における抵抗体本体には接続されていないことを特徴とする四端子構造の抵抗器。」としてもよい。

また、第４の構成を以下のようにしてもよい。すなわち、「四端子構造の抵抗器であって、絶縁基板と、絶縁基板の上面における一方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第１電極部と第２電極部とからなる一対の電極部と、絶縁基板の上面における他方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第３電極部と第４電極部とからなる一対の電極部と、該第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部に接続された抵抗体で、抵抗体として機能する本体部と、本体部と連設され、抵抗体において抵抗体として機能しない部分である連設部で、第１連設部と第２連設部と第３連設部と第４連設部とを有し、第１連設部が第１電極部に接続され、第２連設部が第２電極部に接続され、第３連設部が第３電極部に接続され、第４連設部が第４電極部に接続されていて、該連設部にのみ、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域が存在する抵抗体と、を有することを特徴とする。」としてもよい。なお、この構成において、各連設部は、実施例の説明における突出部に当たる。

また、第５には、上記第１から第４までのいずれかの構成において、上記抵抗体は、抵抗体ペーストを上記抵抗体の形状に印刷して焼成することにより形成したものであることを特徴とする。

また、第６には、上記第１から第４までのいずれかの構成において、上記抵抗体は、所定形状の抵抗体にトリミングを行うことにより形成されたものであることを特徴とする。

また、第７には、上記第１から第６までのいずれかの構成において、四端子構造の抵抗器は絶縁基板を有し、上記第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部とは、絶縁基板の上面に接触して形成され、抵抗体は、第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部の上面に接触して形成されていることを特徴とする。

また、第８には、上記第１から第６までのいずれかの構成において、四端子構造の抵抗器は絶縁基板を有し、上記抵抗器は、絶縁基板の上面に接触して形成され、上記第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部とは、抵抗体の上面に接触して形成されていることを特徴とする。

なお、上記各構成において、「四端子構造の抵抗器」を「四端子構造のチップ抵抗器」としてもよい。

本発明に基づく四端子構造の抵抗器によれば、抵抗体において抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域を突出部内に存在させておくことができ、よって、抵抗体材料と電極部材料との相互の拡散の影響が抵抗体本体に及ばないようにできるので、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

本発明においては、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる四端子構造の抵抗器を提供するという目的を以下のようにして実現した。

本発明に基づく四端子構造の抵抗器Ａは、四端子構造のチップ抵抗器であり、図１〜図５に示すように構成され、絶縁基板１０と、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、抵抗体（「抵抗体層」としてもよい）１４と、保護膜（「保護層」としてもよい）２０と、下面電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、側面電極２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、メッキ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと、を有している。

なお、図２、図７、図９は、四端子構造の抵抗器Ａにおいて保護膜や側面電極やメッキを除いた状態の平面図であり、図３は、四端子構造の抵抗器Ａにおいて側面電極やメッキを除いた状態の底面図である。

ここで、四端子構造の抵抗器Ａについてさらに詳しく説明すると、上記絶縁基板１０は、含有率９６％程度のアルミナにて形成された絶縁体である。この絶縁基板１０は、直方体形状を呈しており、平面視すると、略長方形形状を呈している。この絶縁基板１０は、上記四端子構造の抵抗器Ａの基礎部材、すなわち、基体として用いられている。

また、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、図２、図４、図５等に示すように、絶縁基板１０の上面の長手方向（Ｘ１−Ｘ２方向（電極間方向）（図１参照））の端部領域に設けられている。つまり、上面電極１２ａ、１２ｃは、絶縁基板１０の上面の一方の側（Ｘ１側）の端部領域に設けられ、上面電極１２ｂ、１２ｄは、絶縁基板１０の上面の他方の側（Ｘ２側）の端部領域に設けられ、各上面電極とも同大同形状に形成されている。なお、各上面電極の形状は略方形状（具体的には、略長方形状）であり、各上面電極の各辺はＸ１−Ｘ２方向又はＹ１−Ｙ２方向を向いている。ここで、上面電極１２ａと上面電極１２ｂは所定の間隔を介してＹ１−Ｙ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、上面電極１２ｃと上面電極１２ｄは所定の間隔を介してＹ１−Ｙ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、また、上面電極１２ａと上面電極１２ｃは所定の間隔を介してＸ１−Ｘ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、上面電極１２ｂと上面電極１２ｄは所定の間隔を介してＸ１−Ｘ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成されている。また、上面電極１２ａ、１２ｃは、絶縁基板１０の上面のＸ１側の端部から所定の長さに形成されているとともに、上面電極１２ｂ、１２ｄは、絶縁基板１０の上面のＸ２側の端部から所定長さに形成されている。また、上面電極１２ａと絶縁基板１０のＹ２側の端部には隙間が形成され、上面電極１２ｂと絶縁基板１０のＹ２側の端部には隙間が形成され、上面電極１２ｃと絶縁基板１０のＹ１側の端部には隙間が形成され、上面電極１２ｄと絶縁基板１０のＹ１側の端部には隙間が形成されている。以上のようにして、上面電極が絶縁基板１０の上面の両側に一対ずつ設けられていて、四端子構造に形成されている。なお、各上面電極は、具体的には、銀系厚膜（銀系メタルグレーズ厚膜）により形成されている。なお、上面電極１２ａは上記第１電極部に相当し、上面電極１２ｂは上記第３電極部に相当し、上面電極１２ｃは上記第２電極部に相当し、上面電極１２ｄは上記第４電極部に相当する。

なお、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは上記の構成であるとして説明したが、これには限られず、絶縁基板１０の両側に上面電極が２つずつ設けられた構成であればよい。

また、抵抗体１４は、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに接続され、平面視において、抵抗体の両側から切欠部を形成した形状を呈している。具体的には、抵抗体１４は、長方形状の両側の短辺から方形状の切欠部１４Ｋを形成した形状を呈している。すなわち、この切欠部１４Ｋを形成することにより突状となる部分を突出部と捉えると、抵抗体１４は、図２、図４〜図６に示すように、方形状を呈する本体部１５（抵抗体本体）と、該本体部１５のＸ１側の端部から連設された突出部１６ａ（第１突出部）及び突出部１６ｃ（第２突出部）と、該本体部１５のＸ２側の端部から連設された突出部１６ｂ（第３突出部）及び突出部１６ｄ（第４突出部）とを有している。なお、この抵抗体１４は、全体に一体に形成されている。

ここで、突出部１６ａは、本体部１５のＸ１側の端部におけるＹ２側から連設され、突出部１６ａのＹ２側の辺と本体部１５のＹ２側の辺とは面一となっている。また、突出部１６ｃは、本体部１５のＸ１側の端部におけるＹ１側から連設され、突出部１６ｃのＹ１側の辺と本体部１５のＹ１側の辺とは面一となっている。また、突出部１６ｂは、本体部１５のＸ２側の端部におけるＹ２側から連設され、突出部１６ｂのＹ２側の辺と本体部１５のＹ２側の辺とは面一となっている。また、突出部１６ｄは、本体部１５のＸ２側の端部におけるＹ１側から連設され、突出部１６ｄのＹ１側の辺と本体部１５のＹ１側の辺とは面一となっている。なお、突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、ともに方形状を呈し、略同大同形状となっている。なお、抵抗体１４における各突出部と上面電極との接続領域においては、突出部が上面電極の上面に積層して形成されている。つまり、突出部１６ａが上面電極１２ａの上面に積層して接続され、突出部１６ｂが上面電極１２ｂの上面に積層して接続され、突出部１６ｃが上面電極１２ｃの上面に積層して接続され、突出部１６ｄが上面電極１２ｄの上面に積層して接続されている。

なお、四端子構造の抵抗器Ａにおいて、抵抗体１４における本体部１５と各上面電極とは接触しておらず、本体部１５と各上面電極間には、所定の距離が設けられている。例えば、上面電極１２ａと本体部１５間には距離ａ１が設けられ、上面電極１２ｂと本体部１５間には距離ａ２が設けられ、上面電極１２ｃと本体部１５間には距離ａ３が設けられ、上面電極１２ｄと本体部１５間には距離ａ４が設けられている。つまり、各突出部においては、突出部における一部の領域が上面電極と接続されていて、他の部分の領域は上面電極と接続されていない。なお、基本的には、距離ａ１と距離ａ２と距離ａ３と距離ａ４は同じとする。これらの距離は、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５に及ばない程度の長さとする。つまり、抵抗体１４において、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域Ｒ（図７参照）が本体部１５にまで及ばないように、該距離を設定する。なお、抵抗体１４における突出部自体のＸ１−Ｘ２方向の長さは、上記距離よりも大きく形成されている。例えば、突出部１６ａのＸ１−Ｘ２方向の長さは、距離ａ１よりも長く形成され（つまり、距離ａ１と、上面電極１２ａとの接続に際して必要な長さを足した長さに形成されている）、突出部１６ｂのＸ１−Ｘ２方向の長さは、距離ａ２よりも長く形成され（つまり、距離ａ２と、上面電極１２ｂとの接続に際して必要な長さを足した長さに形成されている）、突出部１６ｃのＸ１−Ｘ２方向の長さは、距離ａ３よりも長く形成され（つまり、距離ａ３と、上面電極１２ｃとの接続に際して必要な長さを足した長さに形成されている）、突出部１６ｄのＸ１−Ｘ２方向の長さは、距離ａ４よりも長く形成されている（つまり、距離ａ４と、上面電極１２ｄとの接続に際して必要な長さを足した長さに形成されている）。

また、この抵抗体１４は、具体的には、銀パラジウム系厚膜により形成されているが、これには限らず、例えば、銅ニッケル系厚膜により形成してもよい。

また、保護膜２０は、図１、図４、図５等に示すように、主に、抵抗体１４を被覆するように配設されている。すなわち、この保護膜２０の配設位置をさらに詳しく説明すると、Ｙ１−Ｙ２方向には、該絶縁基板１０の幅よりも短く形成され、保護膜２０と絶縁基板１０の端部とは所定の間隔が形成されている。さらに、Ｘ１−Ｘ２方向には、抵抗体１４と上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの一部を被覆するように設けられている。この保護膜２０は、樹脂（エポキシ、フェノール、シリコン等）により形成されている。なお、ほう珪酸鉛ガラスにより形成してもよい。

また、下面電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、図３〜図５に示すように、上記絶縁基板１０の下面に形成され、絶縁基板１０の下面の長手方向（Ｘ１−Ｘ２方向（図３参照））の端部領域に設けられている。つまり、下面電極２２ａ、２２ｃは、絶縁基板１０の下面の一方の側（Ｘ１側）の端部領域に設けられ、下面電極２２ｂ、２２ｄは、絶縁基板１０の下面の他方の側（Ｘ２側）の端部領域に設けられ、各下面電極とも同大同形状に形成されている。なお、各下面電極の形状は略方形状（具体的には、略長方形状）であり、各下面電極の各辺はＸ１−Ｘ２方向又はＹ１−Ｙ２方向を向いている。なお、各下面電極のＹ１−Ｙ２方向の幅は、各上面電極のＹ１−Ｙ２方向の幅と略同一となっている。ここで、下面電極２２ａと下面電極２２ｂは所定の間隔を介してＹ１−Ｙ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、下面電極２２ｃと下面電極２２ｄは所定の間隔を介してＹ１−Ｙ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、また、下面電極２２ａと下面電極２２ｃは所定の間隔を介してＸ１−Ｘ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成され、下面電極２２ｂと下面電極２２ｄは所定の間隔を介してＸ１−Ｘ２方向の絶縁基板における中心線を介して線対称の位置に形成されている。また、下面電極２２ａ、２２ｃは、絶縁基板１０の下面のＸ１側の端部から所定の長さに形成されているとともに、下面電極２２ｂ、２２ｄは、絶縁基板１０の下面のＸ２側の端部から所定長さに形成されている。また、下面電極２２ａと絶縁基板１０のＹ２側の端部には隙間が形成され、下面電極２２ｂと絶縁基板１０のＹ２側の端部には隙間が形成され、下面電極２２ｃと絶縁基板１０のＹ１側の端部には隙間が形成され、下面電極２２ｄと絶縁基板１０のＹ２側の端部には隙間が形成されている。なお、各下面電極は、Ｙ１−Ｙ２方向には、上面電極と対応する位置に形成されている。つまり、下面電極２２ａのＹ１−Ｙ２方向の形成位置は、上面電極１２ａの形成位置に対応し、下面電極２２ｂのＹ１−Ｙ２方向の形成位置は、上面電極１２ｂの形成位置に対応し、下面電極２２ｃのＹ１−Ｙ２方向の形成位置は、上面電極１２ｃの形成位置に対応し、下面電極２２ｄＹ１−Ｙ２方向の形成位置は、上面電極１２ｄの形成位置に対応している。以上のようにして、下面電極が絶縁基板１０の下面の両側に一対ずつ設けられていて、四端子構造に形成されている。なお、各下面電極は、具体的には、銀系厚膜（銀系メタルグレーズ厚膜）により形成されている。

また、上記側面電極は、上面電極の一部と、下面電極の一部と、絶縁基板１０の側面（つまり、Ｘ１側の側面の一部と、Ｘ２側の側面の一部）を被覆するように断面略コ字状に層状に形成されている。つまり、側面電極２４ａは、上面電極１２ａと、下面電極２２ａと、絶縁基板１０のＸ１側の側面の一部とを被覆するように略コ字状に形成され、また、側面電極２４ｂは、上面電極１２ｂと、下面電極２２ｂと、絶縁基板１０のＸ２側の側面の一部とを被覆するように略コ字状に形成され、側面電極２４ｃは、上面電極１２ｃと、下面電極２２ｃと、絶縁基板１０のＸ１側の側面の一部とを被覆するように略コ字状に形成され、また、側面電極２４ｄは、上面電極１２ｄと、下面電極２２ｄと、絶縁基板１０のＸ２側の側面の一部とを被覆するように略コ字状に形成されている。なお、各側面電極のＹ１−Ｙ２方向の幅は、上面電極や下面電極のＹ１−Ｙ２方向の幅と略同一に形成されている。

また、メッキ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、ニッケルメッキ２８と、錫メッキ３０とから構成されていて、Ｘ１側の端部とＸ２側の端部にそれぞれ設けられている。

ニッケルメッキ２８は、保護膜２０の一部と、上面電極の一部と、側面電極と、下面電極の一部を被覆するように形成されている。つまり、メッキ２６ａにおけるニッケルメッキ２８は、保護膜２０の一部と、上面電極１２ａの一部と、側面電極２４ａと、下面電極２２ａの一部を被覆するように形成され、また、メッキ２６ｂにおけるニッケルメッキ２８は、保護膜２０の一部と、上面電極１２ｂの一部と、側面電極２４ｂと、下面電極２２ｂの一部を被覆するように形成され、また、メッキ２６ｃにおけるニッケルメッキ２８は、保護膜２０の一部と、上面電極１２ｃの一部と、側面電極２４ｃと、下面電極２２ｃの一部を被覆するように形成され、また、メッキ２６ｄにおけるニッケルメッキ２８は、保護膜２０の一部と、上面電極１２ｄの一部と、側面電極２４ｄと、下面電極２２ｄの一部を被覆するように形成されている。各ニッケルメッキ２８は、電気メッキにより略均一の膜厚で配設されている。これらのニッケルメッキ２８は、ニッケルにて形成されており、上面電極等の内部電極のはんだ食われを防止するために形成されている。このニッケルメッキ２８は、ニッケル以外にも銅メッキが用いられる場合もある。

また、錫メッキ３０は、ニッケルメッキ２８の上面を被覆するように略均一の膜厚で配設されている。この錫メッキ３０は、上記四端子構造の抵抗器Ａの配線基板へのはんだ付けを良好に行うために形成されている。なお、この錫メッキ３０は、錫メッキ以外に、はんだが用いられる場合もある。

なお、上記上面電極と、これに対応する下面電極と側面電極とメッキとで電極部が形成される。つまり、上面電極１２ａと下面電極２２ａと側面電極２４ａとメッキ２６ａとで電極部４０ａが形成され、上面電極１２ｂと下面電極２２ｂと側面電極２４ｂとメッキ２６ｂとで電極部４０ｂが形成され、上面電極１２ｃと下面電極２２ｃと側面電極２４ｃとメッキ２６ｃとで電極部４０ｃが形成され、上面電極１２ｄと下面電極２２ｄと側面電極２４ｄとメッキ２６ｄとで電極部４０ｄが形成される。

上記構成の四端子構造の抵抗器Ａの製造方法について説明すると、製造方法自体は従来の方法とほぼ同様である。まず、表面と裏面の両面に一次スリットと二次スリットが形成されている無垢のアルミナ基板（このアルミナ基板は、複数の四端子構造の抵抗器の絶縁基板の大きさを少なくとも有する大判のものである）を用意し、このアルミナ基板の裏面（すなわち、底面）に下面電極を形成する（下面電極形成工程）。つまり、下面電極用のペースト（例えば、銀系メタルグレーズ等の銀系ペースト）を印刷し、乾燥・焼成する。なお、この下面電極の形成に際しては、隣接する抵抗器について同時に下面電極を形成する。

次に、アルミナ基板の表側の面（すなわち、上面）に上面電極を形成する（上面電極形成工程）。すなわち、上面電極ペーストを印刷し、乾燥・焼成する。なお、当然各抵抗器ごとに４つの上面電極を形成する。この場合の上面電極ペーストは、銀系ペースト（例えば、銀系メタルグレーズ）である。なお、四端子構造の抵抗器となった場合に隣接する抵抗器の上面電極で互いに隣接し合う上面電極については１つの印刷領域で形成する。

次に、該アルミナ基板の表側の面（すなわち、上面）に抵抗体を形成する（抵抗体形成工程）。つまり、抵抗体ペーストを印刷した後に乾燥・焼成して抵抗体を形成する。なお、形成する抵抗体の形状は、上記のように、長方形状の両側の短辺から方形状の切欠部を形成した形状とする。また、この抵抗体ペーストは、銀パラジウム系厚膜であるが、これには限らず、例えば、銅ニッケル系厚膜により形成してもよい。

次に、抵抗体１４にトリミング溝を形成して抵抗値を調整する（抵抗値調整工程）。つまり、レーザートリミングにより抵抗体１４にトリミング溝を形成する。

次に、少なくとも抵抗体１４を覆うように保護膜を形成する（保護膜形成工程）。つまり、樹脂ペーストを印刷し、乾燥・硬化させる。なお、Ｙ方向に帯状に樹脂ペーストを印刷して、Ｙ方向に複数の抵抗器分まとめて一連の帯状に保護膜を形成するようにしてもよい。

その後は、一次スリットに沿って一次分割する（分割工程）。この分割に際しては、例えば、下面側を基点として、アルミナ基板を折り曲げるようにして分割する。つまり、１つの抵抗器分のアルミナ基板の部分を直線状に配列してなる短冊状基板を隣接する短冊状基板に対して折り曲げるように上面側から下方に折曲させて分割する。

次に、該短冊状基板に対して、側面電極を形成する（側面電極形成工程）。つまり、側面電極用ペーストを印刷し、乾燥・硬化する。なお、側面電極用ペーストを印刷し、乾燥・焼成する方法としてもよい。また、スパッタ法により側面電極を金属薄膜で形成してもよい。その後、二次スリットに沿って二次分割する。

次に、ニッケルメッキを形成し、その後、錫メッキを形成して、四端子構造の抵抗器とする。

なお、製造された四端子構造の抵抗器を製品として完成するには、４つの電極部のうちの左右一対の電極部を電流端子とし、他の左右一対の電極部を電圧端子として、一対の電流端子間に電流を流した状態で、一対の電圧端子に電圧計を接続して電圧を計測する。例えば、電極部４０ａと電極部４０ｂを電流端子とし、電極部４０ｃと電極部４０ｄを電圧端子として、電極部４０ａと電極部４０ｂ間に電流を流した状態で、電極部４０ｃと電極部４０ｄ間に電圧計を接続して電圧を計測する。なお、電極部４０ａ、４０ｂを電圧端子とするとともに、電極部４０ｃ、４０ｄを電流端子としてもよいし、また、電極部４０ａ、４０ｄを電流端子とするとともに、電極部４０ｃ、４０ｂを電圧端子としてもよいし、また、電極部４０ａ、４０ｄを電圧端子とするとともに、電極部４０ｃ、４０ｂを電流端子としてもよい。電流値と計測された電圧値とにより抵抗値を算出されるので、その四端子構造の抵抗器の抵抗値が特定される。この抵抗値は、四端子構造の抵抗器Ａを使用するに際して、既知の抵抗値として使用される。なお、算出される抵抗値は、図８に示す等価回路からすると、本体部１５の部分の抵抗値を算出していることになる。

次に、上記構成の四端子構造の抵抗器Ａの使用状態及び作用について説明する。この四端子構造の抵抗器Ａは、配線基板に実装して使用するが、一対の電流端子を電流を流す回路（電流回路）Ｌ１（図８参照）に接続し、一対の電圧端子を電圧計測回路（例えば、電圧計が接続された回路）Ｌ２（図８参照）に接続する。そして、電流端子間に電流が流れている状態で電圧計測回路Ｌ２によって電圧値を計測することにより、計測された電圧値と既知の抵抗値とにより、電流値が算出される。これにより、電流回路Ｌ１の電流値を計測することができる。

ここで、本実施例の四端子構造の抵抗器Ａにおいては、抵抗体１４が上記のように形成されており、抵抗体１４において、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域Ｒ（図７参照）が抵抗体１４における突出部内のみにあり、該領域Ｒは本体部１５にまで及ばないように構成されていて、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５に及ばないようになっているので、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

つまり、本実施例の四端子構造の抵抗器Ａの等価回路を示すと図８に示すようになる（なお、側面電極やメッキ部分は省略して描かれている）。そして、電極部４０ａと電極部４０ｂを電流端子とした場合に、電流は、上面電極１２ａ、突出部１６ａ、本体部１５、突出部１６ｂ、上面電極１２ｂと流れるが、電圧計測回路Ｌ２における計測に際しては、本体部１５における電圧降下の値を計測することになるため、抵抗体１４における各突出部の存在は、電圧計測に際しては影響なく、よって、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域Ｒの存在も影響がない。つまり、該領域Ｒは、抵抗体としては機能しないことになる。よって、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散がある場合でも、所望の抵抗器の特性を得ることができる。

なお、四端子構造の抵抗器Ａの完成段階において算出される抵抗値は、本体部１５の部分の抵抗値を算出していることになるので、電流値の計測に際して抵抗体１４の突出部が抵抗体として機能していなくても支障はない。

一方、図１０に示す従来の構成の四端子構造の抵抗器Ｂにおいては、その等価回路を示すと図１１に示すように構成される。ここで、１３０−２と１３０−３は、抵抗体１３０において抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある部分を示し、１３０−１は、その影響がない部分を示す。

すると、四端子構造の抵抗器Ｂの完成段階において抵抗値を計測する場合に、拡散の影響がある部分を含めた抵抗体１３０全体の抵抗値を計測することになり、四端子構造の抵抗器Ｂの使用状態においても、電流回路Ｌ１に電流を流した状態で、電圧計測回路Ｌ２により電圧を計測するので、拡散の影響がある部分を含めた抵抗体１３０全体の電圧降下の値を計測するので、結果として、抵抗体材料や上面電極材料が拡散することにより抵抗体の特性が変動した領域も抵抗体として機能することから、所望の特性の抵抗器を得ることができない。

なお、上記の説明においては、抵抗体１４は、抵抗体の両側から切欠部を形成した形状を呈しており、その形状については、予めその形状に抵抗体ペーストを印刷することにより形成するものとして説明したが、図９に示すように、トリミング溝１４Ｔを形成することにより、同様の構成としてもよい。

つまり、図９に示す四端子構造の抵抗器Ａ’においては、抵抗体１４は、方形状（具体的には、長方形状）の抵抗体の両側、つまり、Ｘ１側とＸ２側からトリミング溝１４Ｔが形成されていて、トリミング溝１４Ｔにより、抵抗体１４は、本体部１５と、突出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが構成されている。この四端子構造の抵抗器Ａ’も四端子構造のチップ抵抗器である。

そして、四端子構造の抵抗器Ａ’において、抵抗体１４における本体部１５と各上面電極とは接触しておらず、本体部１５と各上面電極間には、所定の距離が設けられている。例えば、上面電極１２ａと本体部１５間には距離ａ１が設けられ、上面電極１２ｂと本体部１５間には距離ａ２が設けられ、上面電極１２ｃと本体部１５間には距離ａ３が設けられ、上面電極１２ｄと本体部１５間には距離ａ４が設けられている。つまり、各突出部においては、突出部における一部の領域が上面電極と接続されていて、他の部分の領域は上面電極と接続されていない。なお、基本的には、距離ａ１と距離ａ２と距離ａ３と距離ａ４は同じとする。これらの距離は、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５に及ばない程度の長さとする。つまり、抵抗体１４において、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域Ｒ（図７参照）が本体部１５にまで及ばないように、該距離を設定する。つまり、製造に際しては、抵抗体ペーストの印刷、乾燥、焼成に際しては、方形状に抵抗体を形成しておき、トリミングに際して、距離ａ１、ａ２、ａ３、ａ４が少なくとも抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５にまで及ばない程度になるまでトリミング溝を形成する。つまり、トリミング溝を図９に示す方向に形成することにより、抵抗体１４全体の抵抗値は降下するので、抵抗体は予め高めに形成しておき、所望の抵抗値を得るには、少なくともトリミング溝を抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響が本体部１５にまで及ばない程度に形成しなければならないようにする。

なお、上記の説明においては、抵抗体１４は、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの上面に積層して形成されているものとして説明したが、抵抗体１４が絶縁基板１０の上面に形成され、上面電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが抵抗体１４の上面に積層して形成されたものとしてもよい。

なお、上記の説明においては、抵抗体１４は、方形状の両側から切欠部又はトリミング溝を形成した形状であるとして説明したが、これには限られず、両側から切欠部やトリミング溝を設けて、本体部と４つの突出部を有する構成とする等して、抵抗体に抵抗体として機能しない領域を設け、抵抗体材料と電極材料との相互の拡散の影響がある領域を抵抗体として機能しない領域内に存在させる構成であればよい。

また、上記の説明においては、四端子構造の抵抗器として、四端子構造のチップ抵抗器を例に取って説明したが、これには限られず、四端子構造のチップ抵抗器以外の四端子構造の抵抗器であってもよい。

本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器の構成を示す斜視図である。 本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器における抵抗体と上面電極の形成状態を平面視で示す説明図である。 本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器における下面電極の形成状態を底面視で示す説明図である。 図１におけるＰ−Ｐ断面図である。 図１におけるＱ−Ｑ断面図である。 抵抗体の構成を示す平面図である。 本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器の作用を説明するための説明図である。 本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器の等価回路を示す説明図である。 本発明の実施例に基づく四端子構造の抵抗器の他の構成を平面視で示す説明図である。 従来における四端子構造の抵抗器の構成を示す説明図である。 従来における四端子構造の抵抗器の等価回路を示す説明図である。

符号の説明

Ａ、Ａ’ 四端子構造の抵抗器
１０ 絶縁基板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 上面電極
１４ 抵抗体
１５ 本体部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 突出部
２０ 保護膜
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ 下面電極
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 側面電極
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ メッキ

Claims (8)

1. 四端子構造の抵抗器であって、
   抵抗体で、
   抵抗体本体と、
   抵抗体本体の一方の端部から突出して形成された一対の突出部で、第１突出部と第２突出部とからなる一対の突出部と、
   抵抗体本体の他方の端部から突出して形成された一対の突出部で、第３突出部と第４突出部とからなる一対の突出部と、
   を有する抵抗体と、
   第１突出部に接続された第１電極部と、
   第２突出部に接続された第２電極部と、
   第３突出部に接続された第３電極部と、
   第４突出部に接続された第４電極部と、
   を有し、
   第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部は、互いに独立して形成され、抵抗体における抵抗体本体には接続されていないことを特徴とする四端子構造の抵抗器。
2. 上記抵抗体における抵抗体本体と第１突出部と第２突出部と第３突出部と第４突出部は、ともに方形状を呈し、抵抗体は全体として、方形状の相対する辺から方形状の切欠部を形成した形状を呈し、一方の切欠部を介して第１突出部と第２突出部が形成され、他方の切欠部を介して第３突出部と第４突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の四端子構造の抵抗器。
3. 上記抵抗体における抵抗体本体と上記第１電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第１電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第２電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第２電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第３電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第３電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成され、また、上記抵抗体における抵抗体本体と上記第４電極部間の距離が、抵抗体において抵抗体材料と第４電極部材料との相互の拡散の影響がある領域が抵抗体本体に及ばないような長さに形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の四端子構造の抵抗器。
4. 四端子構造の抵抗器であって、
   絶縁基板と、
   絶縁基板の上面における一方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第１電極部と第２電極部とからなる一対の電極部と、
   絶縁基板の上面における他方の端部側領域に形成された一対の電極部で、第３電極部と第４電極部とからなる一対の電極部と、
   該第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部に接続された抵抗体で、第１電極部と第２電極部の間の位置から絶縁基板における該他方の側に向けて設けられた切欠部又はトリミング溝と、第３電極部と第４電極部の間の位置から絶縁基板における該一方の側に向けて設けられた切欠部又はトリミング溝とを有する抵抗体と、
   を有することを特徴とする四端子構造の抵抗器。
5. 上記抵抗体は、抵抗体ペーストを上記抵抗体の形状に印刷して焼成することにより形成したものであることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４に記載の四端子構造の抵抗器。
6. 上記抵抗体は、所定形状の抵抗体にトリミングを行うことにより形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４に記載の四端子構造の抵抗器。
7. 四端子構造の抵抗器は絶縁基板を有し、上記第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部とは、絶縁基板の上面に接触して形成され、抵抗体は、第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部の上面に接触して形成されていることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６に記載の四端子構造の抵抗器。
8. 四端子構造の抵抗器は絶縁基板を有し、上記抵抗器は、絶縁基板の上面に接触して形成され、上記第１電極部と第２電極部と第３電極部と第４電極部とは、抵抗体の上面に接触して形成されていることを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又は６に記載の四端子構造の抵抗器。
   

Images