JP2009295877A - Resistor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抵抗器に係り、特に抵抗体の発熱を抑えるための金属板材を備えた、電流測定用に回路に挿入して用いる電流検出用等の抵抗器に関する。 The present invention relates to a resistor, and more particularly, to a resistor for current detection and the like, which is inserted into a circuit for current measurement and includes a metal plate material for suppressing heat generation of a resistor.
従来から、回路に流れる電流値を検出するための電流検出用抵抗器として、低い抵抗値を有する金属板抵抗器が用いられている。係る金属板抵抗器は、一例として、CuNi系合金等の抵抗合金よりなる平板状の抵抗体の一面の両端部に、Cu等の高導電率金属よりなる平板状の電極をクラッディング(圧延および熱処理による圧接)等により接合したものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, a metal plate resistor having a low resistance value has been used as a current detection resistor for detecting a current value flowing in a circuit. For example, such a metal plate resistor is formed by cladding (rolling and rolling) flat electrodes made of a highly conductive metal such as Cu on both ends of one surface of a flat resistor made of a resistance alloy such as a CuNi-based alloy. A material joined by, for example, pressure welding by heat treatment) is known (Patent Document 1).
また、アルミナ等の絶縁性基板上にNiCr系合金等の抵抗合金箔(金属箔)を接着し、抵抗体として用いた金属箔抵抗器が古くから知られている(特許文献2)。
これらの抵抗器では、被検出電流が大きくなると、発熱が抵抗体の中央部に集中して発生し、抵抗値の変動など特性の変化をもたらし、定格電流の制限ともなっている。このため、小型・コンパクト化したサイズで電流容量を大きくするため、冷却用に金属板材を抵抗体に沿って配置し、絶縁を図るため金属板材を絶縁樹脂(保護膜)で封止する構成が考えられる。しかしながら、何らかの原因で金属板材が保護膜から露出し、金属板材の絶縁が不十分になると、例えば、抵抗器を実装基板にハンダ接合によって装着する時に、ハンダが金属板材に付着することによって抵抗値が変化する等の不良が生じる可能性がある。このため、金属板材の絶縁が不十分な製品は不良品として選別する必要がある。 In these resistors, when the current to be detected becomes large, heat generation is concentrated in the central portion of the resistor, causing a change in characteristics such as a change in resistance value, and limiting the rated current. For this reason, in order to increase the current capacity in a compact and compact size, the metal plate material is disposed along the resistor for cooling, and the metal plate material is sealed with an insulating resin (protective film) for insulation. Conceivable. However, if the metal plate material is exposed from the protective film for some reason, and the insulation of the metal plate material becomes insufficient, for example, when the resistor is attached to the mounting board by solder bonding, the resistance value is due to the solder attaching to the metal plate material. Defects such as change may occur. For this reason, products with insufficient insulation of the metal plate material must be selected as defective products.
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、放熱用の金属板材を備えた抵抗器において、金属板材が絶縁されているか否かの検査に好適な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。 The present invention has been made based on the above circumstances, and provides a resistor suitable for testing whether or not a metal plate material is insulated in a resistor including a metal plate material for heat dissipation, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
本発明の抵抗器は、抵抗体と、該抵抗体と接続した一対の電極と、前記抵抗体に絶縁層を介して接着した金属板材と、前記金属板材を被覆する保護膜と、を備え、該保護膜に金属板材の一部を露出する孔または溝を備えたことを特徴とするものである。 The resistor of the present invention comprises a resistor, a pair of electrodes connected to the resistor, a metal plate material bonded to the resistor via an insulating layer, and a protective film covering the metal plate material, The protective film is provided with a hole or groove exposing a part of the metal plate.
本発明の抵抗器の製造方法は、抵抗体と、一対の電極と、前記抵抗体に絶縁層を介して接着された金属板材と、前記電極間における前記抵抗体を被覆する第1の保護膜と、前記金属板材を被覆する第2の保護膜と、を備えた抵抗器の製造方法であって、前記第2の保護膜に前記金属板材の一部を露出する孔または溝を形成し、前記孔または溝から露出した前記金属板材に接触しない程度の径としたダミーボールと、抵抗器と、を混合して電解メッキすることを特徴とするものである。 The method for manufacturing a resistor according to the present invention includes a resistor, a pair of electrodes, a metal plate bonded to the resistor via an insulating layer, and a first protective film that covers the resistor between the electrodes. And a second protective film that covers the metal plate material, wherein a hole or a groove exposing a part of the metal plate material is formed in the second protective film, A dummy ball having a diameter that does not contact the metal plate material exposed from the hole or groove and a resistor are mixed and electroplated.
本発明の抵抗器によれば、電極に電解メッキによりメッキ層を形成すると、金属板材が保護膜から露出していた場合、その露出部分にダミーボールが接触しメッキ電流が流れるため、金属板材の露出部分にメッキ層が形成されると同時に、孔または溝内の金属板材の露出部分にもメッキ層が形成される。しかしながら、金属板材が保護膜から露出していない場合は、ダミーボールは孔または溝内の金属板材に接触しないので、メッキ電流が流れず、メッキ層は形成されない。従って、孔または溝内にメッキされたか否かを判別することで、金属板材が保護膜から露出しているか否か、即ち金属板材の絶縁不良を検知することができる。従来は、かかる確認をするため、少なくとも製品の両側面、両端面、上面を検査する必要があったが、本発明により、孔または溝内のメッキ層の有無のみを判別すればよく、煩わしい作業工程を大幅に簡素化することができる。 According to the resistor of the present invention, when the plating layer is formed on the electrode by electrolytic plating, when the metal plate material is exposed from the protective film, the dummy ball contacts the exposed portion and the plating current flows. At the same time as the plating layer is formed on the exposed portion, the plating layer is also formed on the exposed portion of the metal plate material in the hole or groove. However, when the metal plate material is not exposed from the protective film, the dummy balls do not contact the metal plate material in the hole or groove, so that no plating current flows and no plating layer is formed. Therefore, it is possible to detect whether or not the metal plate material is exposed from the protective film, that is, the insulation failure of the metal plate material, by determining whether or not the hole or groove is plated. Conventionally, in order to make such confirmation, it was necessary to inspect at least both side surfaces, both end surfaces, and the upper surface of the product. The process can be greatly simplified.
また、本発明の抵抗器の製造方法によれば、金属板材が保護膜から露出しているか否かの検査を簡単且つ確実に行うことができる。 In addition, according to the method for manufacturing a resistor of the present invention, it is possible to easily and reliably inspect whether or not the metal plate material is exposed from the protective film.
以下、本発明の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。 Embodiments of a resistor and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the same or equivalent member or element.
図1は、本発明の一実施形態の抵抗器を示す。この抵抗器は、金属箔からなる抵抗体11と、抵抗体11の下面両端部に接合した金属箔からなる一対の電極12,13を備える。抵抗体11は、厚さが0.1mm程度以下の極めて薄いNiCr系合金の箔である。一対の電極12,13は、厚さが0.1mm程度以下の極めて薄いCuの箔であり、表面には下地にNiメッキ層、上地にハンダまたはSnメッキ層が設けられ、電極12,13の下面が実装基板にハンダ接合により固定される。
FIG. 1 shows a resistor according to an embodiment of the present invention. This resistor includes a
抵抗体11の上面には、絶縁層15を介して金属板材16が接着により固定されている。絶縁層15は、厚さ80μm程度の高熱伝導性と高絶縁耐圧性を有するエポキシ系接着剤が硬化して形成された層であり、厚さ0.2mm程度の比較的厚いCuの板からなる金属板材16を抵抗体11の上面に接着固定している。抵抗体11の一対の電極12,13間部分(抵抗体の露出面)は、絶縁樹脂材からなる第1の保護膜17により被覆されており、金属板材16は、絶縁樹脂材からなる第2の保護膜18により被覆されている。
A
従って、抵抗器の上面は第2の保護膜18により被覆され、金属板材16が完全に封止されているので、実装時にハンダ材が抵抗器の側面或いは上面に及んでも金属板材16による電極端子間のショート或いは絶縁不良を防止できる。また、抵抗器の底面側は、絶縁樹脂材による保護膜17により被覆され、一対の電極12,13間が封止されているので、実装時にハンダ材が抵抗体11に接触することを防止できる。
Therefore, since the upper surface of the resistor is covered with the second
ここで、金属箔からなる抵抗体11が極めて薄く、それ自体では形状を保持できないので、ある程度の厚さ、すなわち、剛性を有する金属板材16が抵抗体11の形状を保持する支持基体としての役割を果たしている。また、金属板材16は、放熱体(ヒートシンク)としての役割を果たし、抵抗体11で発生する熱を吸収し、金属板材16の内部に拡散し、大気側および実装基板側に放熱し、抵抗体11の温度上昇を低減し、且つ、抵抗体11表面における温度集中の偏りを均一化する役割を果たしている。Cuは、熱膨張係数が抵抗体のNiCr等の抵抗合金材料に近く、且つ熱伝導性も良好で保護膜内に装着した冷却体として用いるのに好適であるが、Al等の金属板材を用いるようにしてもよい。
Here, since the
金属板材16を被覆する保護膜18には、金属板材16の一部が露出する貫通孔19を備える。この孔19は、電極のメッキに際して使用されるダミーボール(金属球)が金属板材の露出面に接触しない程度の直径(幅)および深さを有する。
The
電極12,13の表面には、メッキ層が形成される。この際、電解メッキ槽におけるバレル内で抵抗器とダミーボールが混合され、電極12,13の表面にダミーボールが接触して電流が流れることで、メッキ層が形成される。一方、金属板材16は保護膜18で被覆されているが、貫通孔19が存在しており、メッキ液は孔19から金属板材16の露出部分に接触している。しかし前述のごとく、孔19の直径(若しくは幅)及び深さは、ダミーボールが金属板材16の露出面に接触しない程度としているため(換言すれば、使用するダミーボールの径を、孔19内に侵入せず、孔19内に露出した金属板材19に接触できない程度のものとすることで)、金属板材16には電流が流れず、従って、孔19内に金属板材16が露出していても、孔19を除く全てが保護膜18で覆われている限り、金属板材16にはメッキ層は形成されない。
A plating layer is formed on the surfaces of the
図2(a)(b)(c)は金属板材16が保護膜18により、孔19以外は完全に被覆された状態を示す。この状態では、(a)に示す抵抗器にメッキ処理を行っても、(b)に示すように電極12,13にメッキ層が形成されるが、(c)に示すように孔19内にメッキ層は形成されない。一方、図2(d)に示すように、金属板材16が保護膜18の側面等から露出してしまう場合が、保護膜のコーティング不良や、大判の基板から個片のチップ抵抗器に分割するためのダイシング時の位置ズレ等により起こり得る。この場合、メッキ処理を施すと、(e)に示すように、金属板材16の露出面16aにもダミーボールが接触するので、電流が流れ、露出面16aにメッキ層が形成されると同時に、(f)に示すようにメッキ液に曝された孔19内にもメッキ層が形成される。
2A, 2B, and 2C show a state in which the
次に、孔19の意義について説明する。上述したように、金属板材16が保護膜18から露出した状態で出荷されてしまうと、実装基板への装着時に電極端子間のショート或いは絶縁不良が生じる可能性があるので、製造工程の段階で選別工程を設け、金属板材16が保護膜18から露出した製品を排除する必要がある。
Next, the significance of the
本発明では、かかる選別工程において、孔19内の金属板材面にメッキ層が形成されたか否かを判別することで、金属板材16の保護膜18から露出した部分の有無を検知することができるようにしたものである。孔19内におけるメッキ層の有無の判別は、目視による検査で行ってもよいが、CCDカメラ等での画像を用いた色識別装置等で行うこともできる。
In the present invention, it is possible to detect the presence or absence of a portion exposed from the
なお、抵抗体11が保護膜17から露出することも同じ理由により考えられる。抵抗体11は金属板材16とは絶縁されているので、孔19内のメッキ有無で抵抗体11の露出の有無を判定することはできない。しかしながら、金属板材16が、抵抗体11の幅と等しいか、抵抗体11の幅よりも大きく、金属板材16が抵抗体11の電極間部分(抵抗路部分)を完全に覆っていれば、抵抗体11が保護膜17から露出する場合は、金属板材16も保護膜18から露出していると考えられる。かかる構成とすれば、孔19内のメッキの有無を判別することで、抵抗体11が保護膜17から露出する不良品の流出をも防止することができる。
Note that the
次に、孔19の好ましいサイズについて、図3を参照して検討する。ダミーボール20の半径をrとし、孔19の直径を2C(半径をC)とし、孔19の深さ(保護膜の厚さ)をBとすると、r<Cであると、ダミーボール20は金属板材16に接触する。従って、r>Cであることが必要である。また、r>Cであっても、B<bである場合には、図示するようにダミーボール20は金属板材16に接触する。従って、ダミーボール20が金属板材16に接触しない条件としては、
r>C、且つ、B>b
である。
Next, the preferred size of the
r> C and B> b
It is.
ここで、
a=(r2−C2)1/2、であり、
b=r−a、であるので、
B>r−(r2−C2)1/2、となる。
通常、ダミーボール20は直径が100μm程度あり、孔19の直径(2C)を20μm程度に設定することで、r>>Cであり、bが略ゼロとなり、保護膜18の膜厚を50μm程度に設定することで、メッキに際してダミーボール20が金属板材16に接触しない十分なサイズの孔とすることができる。
here,
a = (r 2 −C 2 ) 1/2 ,
Since b = r−a,
B> r- (r 2 -C 2 ) 1/2 .
Usually, the
上記実施形態では、第2の保護膜18に金属板材16の一部を露出する、メッキに際してダミーボールが金属板材16に接触しない程度の孔19を設ける例について説明したが、図4(a)に示すように、孔19に代えて溝21を形成するようにしてもよい。レーザビーム照射によるマーキング装置で、幅20μm程度の金属板材16の一部を露出する溝を形成でき、メーカー、製品の型式、抵抗値等の特性、その他必要な識別をするための文字、図形からなる表示と兼ねたものとすることができる。この溝21の幅および深さを、前述同様、ダミーボールが金属板材16の露出面に接触しない程度にしておけば、金属板材16が保護膜から露出していない場合には、溝内の金属板材面にメッキ層が形成されず(図4(b)参照)、金属板材が保護膜から露出している場合には、溝内の金属板材面にメッキ層が形成され(図4(c)参照)、不良品を選別できる。
In the above-described embodiment, an example in which a
次に、上記抵抗器の製造方法の一例について、図5を参照して説明する。まず、図5(a)に示すように、金属箔からなる電極材料12mと、抵抗体材料11mとをクラッディング接合した接合材のシート14を準備する。ここで、電極材料は、厚さが0.1mm程度以下の極めて薄いCuの箔であり、抵抗体材料は、厚さが0.1mm程度以下の極めて薄いNiCr系合金の箔であり、シートの寸法は例えば500mm×200mm程度のものを用いる。なお、接合材は、電極材料および抵抗体材料ともに、厚さが数十μmから数百μmの範囲で任意に調整が可能である。そして、接合材のシート14を、エッチング加工、プレス加工、または放電加工により、所定の形状にパターニングする。
Next, an example of a method for manufacturing the resistor will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, a
次に、図5(b)に示すように、金属箔よりも厚い板材である金属板材料16mに、絶縁性接着材を塗布し、パターニングした接合材14の抵抗体材料側の面を固定し、真空熱プレス法等により加温硬化することで、接合材14と金属板材料16mを接合した絶縁層15を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, an insulating adhesive is applied to the
次に、図5(c)に示すように、金属板材料16mをフォトリソグラフィによりパターニングして、エッチングすることで所定の形状の金属板材16を形成する。そして、電極材料11をフォトリソグラフィによりパターニングして、エッチングすることで、所定の形状の一対の電極12,13を形成すると共に、一対の電極12,13間で抵抗体材料11mの面を露出させ、抵抗体(抵抗路)11を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
次に、図5(d)に示すように、一対の電極12,13間の抵抗体11を被覆するエポキシ樹脂等からなる第1の保護膜17をスクリーン印刷等により形成する。さらに、抵抗器上面側において、金属板材16を被覆するエポキシ樹脂等からなる第2の保護膜18をスクリーン印刷等により全面に形成する。そして、レーザビーム照射等で、保護膜18に金属板材16の一部を露出する、メッキに際してダミーボールが金属板材に接触しない程度の、孔19または溝21を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, a first
次に、マーキング切断線に沿ってダイシングすることで、個々の抵抗器が得られる。そして、図5(f)に示すように、電極12,13にNiメッキとSnメッキの表面処理を行う。そして、最終検査を経て、製品が完成する。最終検査では、孔19または溝21にメッキが形成されているか否かの検査を行い、金属板材16が保護膜18から露出している不良品を排除する選別工程を実施する。
The individual resistors are then obtained by dicing along the marking cut line. Then, as shown in FIG. 5F, the
上記製造工程によれば、金属板材16が保護膜18から露出している不良品を排除する選別工程が簡単になり、上記不良品の流出を防止できる。
According to the manufacturing process described above, the sorting process for removing the defective product in which the
なお、上記実施形態の説明では、金属箔抵抗器の例について説明したが、抵抗体の冷却用に金属板材を保護膜で封止した構成を備えた各種の抵抗器について、本発明の趣旨を適用することができる。また、抵抗器に限らず、発熱する要素があり、該要素を絶縁層を介して被覆する冷却用の金属板材を配置し、該金属板材を保護膜により封止し、電極端子にメッキ層を備える各種の電子部品についても、本発明の趣旨を同様に適用することができる。 In the description of the above embodiment, the example of the metal foil resistor has been described. However, the gist of the present invention is described with respect to various resistors having a configuration in which a metal plate material is sealed with a protective film for cooling the resistor. Can be applied. Moreover, there is an element that generates heat, not limited to a resistor, a metal sheet for cooling that covers the element via an insulating layer is disposed, the metal sheet is sealed with a protective film, and a plating layer is provided on the electrode terminal. The gist of the present invention can be similarly applied to various electronic components provided.
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。 Although one embodiment of the present invention has been described so far, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
11 抵抗体
11m 抵抗体材料
12,13 電極
12m 電極材料
14 接合材シート
15 絶縁層
16 金属板材
16m 金属板材料
17 第1の保護膜
18 第2の保護膜
19 貫通孔
20 ダミーボール
21 貫通溝
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該抵抗体と接続した一対の電極と、
前記抵抗体に絶縁層を介して接着した金属板材と、
前記金属板材を被覆する保護膜と、を備え、
該保護膜に金属板材の一部を露出する孔または溝を備えたことを特徴とする抵抗器。 A resistor,
A pair of electrodes connected to the resistor;
A metal plate adhered to the resistor via an insulating layer;
A protective film covering the metal plate material,
A resistor comprising a hole or a groove exposing a part of the metal plate material in the protective film.
前記孔または溝より前記金属板材が露出した部分はメッキが覆っていないことを特徴とする請求項1記載の抵抗器。 The surface of the electrode is covered with plating,
The resistor according to claim 1, wherein a portion where the metal plate material is exposed from the hole or groove is not covered with plating.
前記第2の保護膜に前記金属板材の一部を露出する孔または溝を形成し、
前記孔または溝から露出した前記金属板材に接触しない程度の径としたダミーボールと、抵抗器と、を混合して電解メッキすることを特徴とする抵抗器の製造方法。 A resistor, a pair of electrodes, a metal plate bonded to the resistor via an insulating layer, a first protective film covering the resistor between the electrodes, and a second covering the metal plate A method of manufacturing a resistor comprising:
Forming a hole or groove exposing a part of the metal plate in the second protective film;
A method of manufacturing a resistor, comprising mixing a dummy ball having a diameter that does not contact the metal plate exposed from the hole or groove and a resistor, and performing electrolytic plating.
前記保護膜に前記金属板材を露出する孔または溝を備えたことを特徴とする電子部品。 An electronic component in which a metal sheet for cooling is sealed in a protective film,
An electronic component comprising a hole or a groove exposing the metal plate material in the protective film.
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