JP2014204094A - 抵抗器および抵抗器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗値の低いチップタイプ抵抗器において、従来行われている製造方法ではさらに低い抵抗値の抵抗器を製作する上で、電極となる部位の抵抗値が障害となっていた。本発明はこの問題を解決し、比較的簡易に、より低い抵抗値を得ることが出来る方法を提供するものである。【解決手段】所定の抵抗値を有する抵抗体部材と、前記抵抗体部材に電気的に接続される電極とを備え、前記抵抗体部材に抵抗値を下げるための抵抗値低減部材を有することを特徴とする抵抗器及びその製造方法である。【選択図】図２

Description

本発明は、抵抗器およびその製造方法に関するものである。

従来行われているチップタイプの低抵抗器の製造方法は、
イ）セラミック板にラミネートした金属箔の上に銅等の電極を形成するもの、
ロ）蒸着薄膜の上に金属鍍金を施し、両側に銅等で電極を構成するもの、
ハ）金属薄板を型抜きして両側に銅等を印刷電極としたもの、あるいは
ニ）セラミック板に印刷し、抵抗部及び電極を構成するもの
等がある。
具体的には以下の特許文献に開示されている。いずれの特許文献も、部材の形状、密着性、あるいは抵抗値範囲１０〜１５ｍΩに関する記載である。

特許 １６５８６２０号公報 特開 ２０１２−１７４７６０号公報 特開 ２００９−１１１３０８号公報

近年のエレクトロニクスの進展に伴い、機器装置類の小型化・安全性などの要求から、電流検出素子として電気抵抗率の小さいチップタイプ抵抗器が用いられている。しかしながら年々更なる高精度・高性能化が求められ、より低い抵抗値の素子が要求されるようになって来た。本発明の課題は、より低い抵抗値を備える抵抗器およびその製造方法を提供するものである。

発明者等は、鋭意研究により、抵抗器の電極部の持つ抵抗値の、抵抗器の抵抗値に対する影響が相対的に大きくなっているという知見に基づき、以下の解決手段を想到した。具体的には、
本発明の抵抗器の第１の態様は、所定の抵抗値を有する抵抗器であって、
所定の電気抵抗率（比抵抗）を有する抵抗体部材と、
前記抵抗体部材に電気的に接続される電極とを備え、
前記抵抗体部材に前記所定の抵抗値を下げるための抵抗値低減部材を有する。

本発明の抵抗器の第２の態様によれば、前記第１の態様の抵抗器であって、前記抵抗体部材は貫通孔または凹部を有し、前記貫通孔または前記凹部には、前記抵抗値低減部材が充填されている。

本発明の抵抗器の第３の態様によれば、前記第１または第２の態様の抵抗器であって、前記抵抗値低減部材の電気抵抗率は、前記抵抗体部材の所定の電気抵抗率より小さい。

本発明の抵抗器の第４の態様によれば、前記第１乃至第３のいずれかの態様の抵抗器であって、前記抵抗値低減部材の少なくとも一部は、前記電極に電気的に接続されている。

本発明の抵抗器の第５の態様によれば、前記第１乃至第４のいずれかの態様の抵抗器であって、前記抵抗器の抵抗値が５ｍΩ〜０．１ｍΩである。

本発明の抵抗器の製造方法の第１の態様は、所定の抵抗値を有する抵抗器であって、所定の電気抵抗率を有する抵抗体部材と、前記抵抗体部材に電気的に接続される電極とを備え、前記抵抗体部材に前記所定の抵抗値を下げるために抵抗値低減部材を有する抵抗器の製造方法であって、
前記抵抗体部材を用意し、前記抵抗体部材に貫通孔または凹部を刻設し、
前記貫通孔または凹部に前記抵抗値低減部材を充填する。

本発明の抵抗器の製造方法の第２の態様によれば、前記製造方法の第１の態様であって、充填される前記抵抗値低減部材の電気抵抗率は、前記抵抗体部材の所定の電気抵抗率より小さい。

本明細書において、電極構成部とは、抵抗器の平面視において電極により覆われる抵抗体部材の部位を意味し、電極部とは、電極構成部と電極とにより構成される。
本発明の所定の抵抗値とは５ｍΩ〜０．１ｍΩであることが好ましい。所定の電気抵抗率は２×１０^−７ 〜 ５×１０^−６ Ωｍが好ましい。
抵抗値低減部材の電気抵抗率は１．５×１０^−８ 〜４×１０^−８ Ωｍが好ましい。

従来、所望の抵抗値を有する抵抗器を得るために、抵抗器を構成する抵抗体部材の開発、選択などが行われているが、さらに低い抵抗値を得ることが困難であった。これに対し、本発明の抵抗器またはその製造方法により製造される抵抗器は、抵抗体部材が抵抗値低減部材を備えるため、低抵抗値化が容易に実現できる。すなわち、抵抗器の電極部もしくは抵抗体部材に貫通孔または凹部を施し、抵抗値を低減する部材を設けることで、比較的簡易かつ安価に、より低い抵抗値の抵抗器の製造が可能となる。さらに、抵抗体部材の持つ温度変化に対する抵抗値変化を示す温度係数や、印加電圧に対する抵抗値変化を示す電圧係数などの特性値に依存する抵抗器を得ることが出来る。

実施形態１〜２に関する抵抗器の平面図である。 実施形態１に関する、図１の線１-１に沿った断面図である。 実施形態２に関する抵抗器の、図２と同様に示す断面図である。 実施例１〜２に関する抵抗体部材の平面図である。 実施例１〜２に関する図４の、線２-２に沿った断面図である。 実施例１〜２に関する図４を、所定の抵抗器の大きさに分割した平面図である。 実施例１に関する分割された抵抗器の電極構成部に穿孔を施した平面図である。 実施例１に関する、図７の線３-３に沿った断面図である。 実施例１に関する抵抗器の電極部を形成し、穿孔部に抵抗値低減部材を充填した、図８と同様に示す断面図である。 実施例２に係る抵抗器の図９と同様に示す断面図である。

本発明に関わる実施形態について、短辺電極の抵抗器の例を図１〜図３を参照にして説明する。抵抗値をより小さくできる長辺電極の抵抗器も同様である。
これらの実施形態は例示であり、本発明は本実施形態に限定されるものではない。いずれの場合も抵抗器の抵抗値を低減可能にすると共に、抵抗器の温度係数の微小化や電圧係数の減少化が期待できる。

図１は、実施形態１による抵抗器１０１を上部から見た平面図で、その大きさは、例えば、短辺が１．６ｍｍ、長辺３．２ｍｍであり、ＥＩＡＪの推奨寸法規格に適合するものである。

図２.は、電極構成部に貫通孔ないしは凹部を有する抵抗器で、図１に点線で示された１-１で切断した断面を示すものである。
符号１は、基板（例えば、短辺１．６ｍｍ、長辺３．２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ のアルミナ薄板）である。
符号２は、抵抗体部材（例えば、厚さ３０μｍのマンガニン箔、電気抵抗率４．８２×１０^−７Ωｍ）で、基板1上に熱伝導性両面接着テープ３を介して熱圧着で強固に貼り付けられている。
符号４は、抵抗体部材２の電極構成部１１に作られた電極（例えば、抵抗体部材２の短辺の両端から０．８ｍｍの部分）である。電極構成部１１には、抵抗体部材２より電気抵抗率の低い部材（例えば、銅、電気抵抗率１．６８＊１０^−８Ωｍ）が鍍金法などにより付与（２〜３μｍ厚）されるが、電極構成部１１に作られた貫通孔（符号１２）の内部にも同様の部材が施されることにより、電極構成部１１の抵抗値が充分に小さくなると共に、抵抗器１０２に関する抵抗値の精度向上が計られる。
符号５は、電極４に積層された、厚さ数μｍの銅鍍金部である。
符号６は、使用される電気回路に接合することを容易にするために形成された層（例えば、鍍金法で形成された錫半田層）である。
符号７は、抵抗体部材２の電極構成部１１を除く表面に積層されている、保護膜（例えば、厚さ１０〜１５μｍのエポキシ樹脂）である。保護膜７は、抵抗器１０１の機能を維持するために周囲の湿度、温度環境から保護するとともに、電気的に絶縁するための機能を有する。
符号８は、上記保護膜７に、さらに機能維持のために同種または異種の樹脂を重ね塗りした、約２０μｍの保護層である。

図３は、抵抗体部材全面に貫通孔ないしは凹部を有する抵抗器で、図１に点線で示された１-１で切断した断面図である。
符号１は、基板（例えば、短辺１．６ｍｍ、長辺３．２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミナ薄板）である。
符号２は、抵抗体部材（例えば、厚さ３０μｍのマンガニン箔、電気抵抗率４．８２×１０^−７Ωｍ）で、基板1上に熱伝導性両面接着テープ３を介して熱圧着で強固に貼り付けられている。
符号４は、抵抗体部材２の電極構成部１１に作られた電極（例えば、抵抗体部材２の短辺の両端から０．８ｍｍの部分）である。電極構成部１１には、抵抗体部材２より電気抵抗率の低い部材（例えば、銅、電気抵抗率１．６８＊１０^−８Ωｍ）が、例えば鍍金法などにより付与（２〜３μｍ厚）されるが、同時に、抵抗体部材全体に作られた貫通孔１２ないし凹部１３の内部にも同様の部材が施される。これにより、抵抗器１０３に関する抵抗値がさらに小さくなると共に、抵抗値の精度向上が計られる。
符号５は、電極４に積層された、厚さ数μｍの鍍金部である。
符号６は、使用される電気回路に接合することを容易にするために形成された錫半田層で、鍍金法でつくられる。
符号７は、抵抗体部材２の電極構成部１１を除く表面に積層されている保護膜である。保護膜７（例えば、厚さ１０〜１５μｍのエポキシ樹脂）で、抵抗器１０１の機能を維持するために周囲の湿度、温度環境から保護するとともに電気的に絶縁するため機能を有する。
符号８は、上記保護膜７に、さらに機能維持のために同種または異種の保護材を重ね塗りした、約２５μｍの保護層である。
本実施形態２によれば、前記実施形態１に比し、更に抵抗値を下げることが出来る。

本発明において、抵抗体の電極部分にのみ穿孔する抵抗器は、以下の工程で製造される。
抵抗値は金属箔の厚みを適切に選ぶことにより決定される。
１）使用する材料として下記を用意する。（寸法単位：ｍｍ）
・アルミナ薄板（縦５０、横５０、厚み ０．４） ．．．．．１
・抵抗体材料（マンガニン箔：縦５０、横５０、厚み０．０３）．．２
・熱伝導性両面接着テープ（幅５０、厚み０．０２）．．．．．．．３
・エポキシ樹脂 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．７および８
・写真版フィルム（縦５０、横５０）．．．．．．．．．．．．．．９
所定の形状（１コマ；縦１．６、横３．２）に区画され、各区画内の電極となる部分（上下側から０．５）に、直径０．２の孔が１つ以上ほぼ均等に形成されるための斑点を有する。
・感光用フィルム．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０
２）アルミナ薄板１．に熱伝導性両面接着テープ３．を貼り付け、その上に抵抗体材料２．を加熱圧着する。図４および図５参照。
３）上記の基板の上に感光用フイルム１０．を貼り付け、写真版フィルム９．を使用して転写する。図６はその全体図で、図７には１コマ（例えば、１．６ｍｍ×３．２ｍｍ）の枠内の電極部となる部分に貫通孔を作るための斑点がある。
４）上記基板に現像、定着とエッチングを施すための処理を行なう。
５）エッチング処理を実施する。図８参照。
６）上記の基板を洗浄、乾燥後、噴流式で銅の電気鍍金を行なう。
７）感光フイルム１０．を除去し、洗浄・乾燥を行う。図９．参照。
８）抵抗値の補正を行う。
９）保護用の樹脂７．を印刷法で塗布・乾燥し、仮焼き付け後（図１０．参照）、さらに保護用樹脂８．を印刷法で塗布し、乾燥焼き付けを行なった後、所定の大きさに分割する。
１０）分割された抵抗器に錫鍍金６．を施し、完成品となる。（図２．参照。）

本発明において、抵抗体全体に穿孔する抵抗器は、以下の工程で製造される。
抵抗値は金属箔の厚みを適切に選ぶことにより決定される。
１）使用する材料として、下記以外は実施例１と同様のものを用意する。
（数字単位：ｍｍ）
・写真版フィルム（縦５０、横５０） ．．．．．．．．．．．．．．．９
所定の形状（１コマ；縦１．６、横３．２）に区画され、各区画内のほぼ全面に亘り、直径０．２Φ程度の孔が１つ以上ほぼ均等に形成されるための斑点を有する。
２）基板上への感光用フイルム１０の貼付以下、製造工程については実施例１と同じ工程で行われ、完成品となる。（図３．参照。）

１．基板（例；アルミナ板）
２．抵抗体（例；マンガニン板）
３．熱伝導性両面接着テープ
４．電極部の銅鍍金部（貫通孔および凹部を含む。）
５．電極部に形成された銅鍍金部
６．錫半田層
７．絶縁層１
８．絶縁層２
９．感光用パターン
１０．感光用フィルム
１１．電極構成部
１２．貫通孔
１３．凹部

Claims (7)

1. 所定の抵抗値を有する抵抗器であって、所定の電気抵抗率を有する抵抗体部材と、
   前記抵抗体部材に電気的に接続される電極とを備え、
   前記抵抗体部材に前記所定の抵抗値を下げるための抵抗値低減部材を有することを特徴とする抵抗器。
2. 前記抵抗体部材は貫通孔または凹部を有し、前記貫通孔または前記凹部には
   前記抵抗値低減部材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の抵抗器。
3. 前記抵抗値低減部材の電気抵抗率は、前記抵抗体部材の所定の電気抵抗率より
   小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の抵抗器。
4. 前記抵抗値低減部材の少なくとも一部は、前記電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の抵抗器。
5. 前記抵抗器の抵抗値が５ｍΩ〜０．１ｍΩであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の抵抗器。
6. 所定の抵抗値を有する抵抗体部材と、前記抵抗体部材に電気的に接続される電極とを備え、前記抵抗体部材に前記所定の抵抗値を下げるために抵抗値低減部材を有する抵抗器の製造方法であって、
   前記抵抗体部材を用意し、前記抵抗体部材に貫通孔または凹部を刻設し、
   前記貫通孔または凹部に前記抵抗値低減部材を充填することを特徴とする抵抗器の製造方法。
7. 充填される前記抵抗値低減部材の電気抵抗率は、前記抵抗体部材の所定の電気抵抗率より小さいことを特徴とする請求項６に記載の抵抗器の製造方法。

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