JP3670593B2 - 抵抗器を用いる電子部品及びその使用方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗器の使用方法に関し、例えば、高電流検出に適する低抵抗素子部とその低抵抗素子部は導電率の高い金属導体を有する抵抗器の使用方法に関する。
【０００２】
本発明は、さらに上記抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
大電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器を用いることは良く知られている。この抵抗器を用いた大電流Ｉ（Ａ）の検出では、既知の低い抵抗値を有し、抵抗値の変動が少ない抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０００４】
電流検出用の抵抗器の一例を図１２に示す。電流検出用の低抵抗器１０００は、金属製の抵抗部１４００および２つの電極部１１００から構成されている。抵抗部１４００は、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（例えば、ＣＮ４９Ｒ）などの金属合金が用いられる。電極１１００には、はんだ付け性を考慮してはんだ１２００が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、抵抗器を用いて電流を精度よく測定するためには、電流を流したときの電流変化に対する抵抗値変化を小さくして電圧（Ｖ）−電流（Ｉ）特性を良くする必要がある。また抵抗器を精度良く使用するには、抵抗器の最適な電極の位置に４端子構造を形成し、電圧を測定する必要がある。すなわち、抵抗体の上下面に電極を形成し、ワイヤボンディングで上面より電圧測定をすることにより４端子構造を形成する。
【０００６】
しかしながら、抵抗器を基板の電流印加用のパターンと接続する時の抵抗器の電極膜厚及び抵抗体膜厚が電圧測定に及ぼす影響に関する知見がなかったため電流測定に適した構造を有する抵抗器を製造できなかった。また抵抗器を用いて上記電圧測定用のボンディング用のワイヤを抵抗器と接続する際に、抵抗器のどの位置にワイヤを接続するのが電圧測定に最適であるのか不明であった。
【０００７】
そのため、抵抗器の最適な位置にワイヤを接続して電圧測定が行われておらず抵抗器を最適な状態で使用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することである。
【０００９】
またさらに本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされた上述の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、略板状の抵抗用合金からなる抵抗体と、高導電率の金属からなる少なくとも二つの第一の電極と、金属からなる少なくとも二つの第二の電極とを有し、前記第一の電極は、前記抵抗体の第一の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第二の電極は、前記第一の面に対向する第二の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第一および第二の電極が前記抵抗体を挟むように配置され、前記第一の電極の厚さは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記第二の電極上でかつ前記第二の電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１３】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、高導電率の金属によりなる互いに分離した少なくとも２つの電極と、前記電極に電気的かつ機械的に結合された略板状の抵抗用合金からなる抵抗体とを有し、前記電極の厚みは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記電極が前記抵抗体の第一の面でかつ前記抵抗体の両端部に配置され、前記抵抗体の第一の面に対向する第二の面でかつ前記電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの第一の電極、並びに前記第一の面に対向する第二の面および両端部近傍に少なくとも二つの第二の電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記第二の電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および前記抵抗体の前記第一の電極に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記第二の電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２１】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および、前記抵抗体の前記第一の面に対向する第二の面かつ両端部近傍に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項５または請求項６に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項７または請求項８に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態である抵抗器および使用方法について詳細に説明する。
【００２７】
なお、本実施の形態に記載されている電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器の抵抗体として用いられる合金組成は、一例であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、製造する抵抗器の必要特性や仕様に応じて決定されるものである。
【００２８】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００２９】
［第１の抵抗器の構造］
図１に、基板１５０の導体パターン上にはんだ付けされた第１の実施の形態である抵抗器１００を示す。
【００３０】
抵抗器１００は、１１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極１２１と１２２、およびボンディング電極１４１と１４２から構成されている。抵抗器１００は、１つの直方体形状を有する抵抗体１１０に２つの直方体形状の電極１２１と１２２および２つの直方体形状のボンディング電極１４１と１４２を図１に示すように接合した構造である。
【００３１】
抵抗器１００を用いた電圧測定においては、基板１５０の導体パターンと電極１２１と１２２とが接続され、ボンディング電極１４１と１４２には、ボンディング用のワイヤが例えばボンディング等によりそれぞれ接続されてボンディング電極１４１と１４２間の電圧降下が測定される。なお各ボンディング電極１４１と１４２では、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１に示すように１／２より外側の位置である１４３と１４４にワイヤを接続するのに適した位置が形成されている。
【００３２】
抵抗体１１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極１２１、１２２の厚さ（ｔＥ）は、約１０〜５００μｍであり、電極１２０の厚みと抵抗体１１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また各ボンディング電極１４１、１４２の厚さは、約１０〜１００μｍであり、各電極１２１、１２２の表面には、約２〜１０μｍのはんだ膜（例えば、溶融はんだ膜）が形成されている。
【００３３】
抵抗器１００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板１５０としては、例えばアルミニウム基板などの金属基板が用いられ、その基板１５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００３４】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器１００に発生する熱は、基板１５０方向に伝達されるために、抵抗器１００と基板１５０との接合面が重要であり、抵抗器１００は、基板１５０との接合面である電極１２１、１２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００３５】
また、高電流を測定するときの電流は、基板１５０のパターンより抵抗器１００の一方の電極１２１を介して抵抗体１１０に流れ、さらに抵抗体１１０から他の１つの電極１２２へと流れる。また、ボンディング電極１４１と１４２を基板１５０のパターンにアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器１００の両端における電圧降下を測定する。なおボンディング電極１４１と１４２は、抵抗値精度を向上させる目的で抵抗体１１０に接合されている。このため図１の構造を有する抵抗器１００は、大電流での使用が可能である。
【００３６】
抵抗体１１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図２に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図２より適宜選択されて使用される。また図２以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００３７】
また、図２に示すように、比抵抗が約２〜約７μΩ・ｃｍを有する貴金属合金を使用する場合には、極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られる。例えば、これらの貴金属合金を抵抗体１１０として使用する場合には、図１に示す構造の抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００３８】
また電極１２１および１２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体１１０に比べて小さい銅材料など（例えば、比抵抗１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体１１０と電極１２１あるい抵抗体１１０と電極１２２とはクラッド接合により接合される。
【００３９】
なお電極１２１および１２２用に用いられる電極材料および抵抗体１１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が、次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００４０】
ボンディング電極１４１と１４２の材料としては、ニッケル材料（例えば、６．８μΩｃｍ程度）、アルミニウム材料（例えば、２．６μΩｃｍ程度）または金材料（例えば、２．０μΩｃｍ程度）などが用いられる。２つの電極１２１および１２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板１５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い金属（例えば銅など）を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００４１】
また電極１２１および１２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜１３１および１３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極１２１または１２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００４２】
なお、抵抗器１００の特徴は、抵抗体１１０が平板からなる単純構造となっており、従来の電流検出用低抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００４３】
すなわち、抵抗器１００では、抵抗体１１０の平板の厚み（図１の抵抗器１００の上面の電極側、下面の電極側に露出している抵抗体１１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体１１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器１００が所定の抵抗値となるように抵抗体１１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００４４】
上記のように抵抗器１００では、抵抗体１１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００４５】
また、抵抗体１１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００４６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図３（ａ）および図３（ｂ）に作製した抵抗器１００の各部の寸法及び抵抗器１００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器１００の抵抗体１１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００４７】
図３において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、左右のボンディング電極１４１、１４２の横方向の幅であり、ボンディング電極１４１、１４２中に記載した番号１〜１８は、ボンディング電極１４１、１４２に対して電圧測定用のワイヤを接続する位置を示している。またＬ１、Ｌ２は、上記１〜１８の各ボンディング電極の外側端部からの距離である。
【００４８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器１００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器１００と全て同じである。
【００４９】
図３（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ左右のボンディング電極の中央部に電圧測定時のワイヤを接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【００５０】
また、図３（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれボンディング電極１４１、１４２に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ボンディング電極１４１、１４２の電圧測定時のワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【００５１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【００５２】
図４に、図３（ａ）および図３（ｂ）で示した抵抗器１００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【００５３】
図４の測定条件（１）〜（４）は、図３に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器１００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【００５４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図４では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【００５５】
［抵抗器１００の場合］
まず、第１の実施形態の抵抗器１００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００５６】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より外側の電極表面部の位置に接続するのが電圧変動を最小にする。
【００５７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より大きい電極の内側表面部の位置に接続すると電圧変動が最大となる。
【００５８】
また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを電極の外側端部から１／２より小さいすなわち外側の電極表面位置に、他方のワイヤを電極の外側端部から１／２より大きいすなわち内側の電極表面位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【００５９】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００６０】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器１００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【００６１】
また条件（１）〜（４）とワイヤの左右ボンディング電極に接続する位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器電圧測定時においては、ワイヤを左右ボンディング電極に接続する位置の影響を受けない。
【００６２】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器１００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗体および接続電極が、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす材料を用いて作製され、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【００６３】
さらに、上記条件を満たす抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たすボンディング電極１４１、１４２の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【００６４】
この理由について、図５および図６を用いて説明する。
【００６５】
図５は、基板１５１、１５２上に載置された抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図６は、基板１５１０、１５２０上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。
【００６６】
図５または図６で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【００６７】
すなわち、例えば図５または図６に示すように基板のパターン１５１と接合電極１２１および基板のパターン１５２と接合電極１２２とを接続し、パターン１５２からパターン１５１に電流を流しながらボンディング電極１４１、１４２間の電圧を測定する。また図５または図６には、抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【００６８】
なお、ボンディング電極１４１、１４２間の電圧を正確に測定するためには、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【００６９】
まず、図５の抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器１００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体１１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２、１２１間の最短距離（図５中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中のその他の経路を流れることになる。
【００７０】
また図５に示すように、最短経路以外の経路にも電流は流れるが、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流は少なくなる。このため、抵抗器１００は、電圧測定時にボンディング電極１４２とボンディング電極１４１間に流れる電流を少なく抑えることができるので正確な電圧測定ができる。
【００７１】
またさらに、図５に示す電圧測定時のボンディング電極１４２に対する抵抗体１１０を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２中の斜線部で示した外側（電極部分１４３）の方が内側（電極部分１４５）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ボンディング電極１４１についてもいえる。すなわち、ボンディング電極１４１中の斜線部で示した外側（電極部分１４４）の方が内側（電極部分１４６）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【００７２】
このことから、図５において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体１１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、ボンディング電極１４２の外側（電極部分１４３）とボンディング電極１４１の外側（電極部分１４４）が最適の位置であり、一方、逆にボンディング電極１４２の内側（電極部分１４５）とボンディング電極１４１の内側（電極部分１４６）が最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図４で抵抗器１００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【００７３】
次に、図６の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１００中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２０、１２１０間の最短距離（図６中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図５に比べ減少し、図６中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【００７４】
また図６に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図５に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う場合には、ボンディング電極１４１０とボンディング電極１４２０間に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【００７５】
またさらに、図６に示す電圧測定時のボンディング電極１４１０に対する抵抗体１１００を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２０中の斜線部で示した外側（電極部分１４３０）と内側（電極部分１４５０）における抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、ボンディング電極１４１０でもいえ、ボンディング電極１４１０中の斜線部で示した外側（電極部分１４４０）と内側（電極部分１４６０）との抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【００７６】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくなる。また、図６よりボンディング電極１４１０、１４２０において、外側（電極部分１４３０、１４４０）と内側（電極部分１４５０、１４６０）では抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がないため、ボンディング電極１４１０、１４２０のどの位置を用いても精度良く電圧を測定することが難しくなる。上記説明したことが図４で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【００７７】
以上説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて抵抗体および電極を作製し、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができ、この抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、ワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側を用いて接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００７９】
［第２の抵抗器の構造］
図７に、基板５５０の導体パターン上にはんだ付けされた第２の実施の形態である抵抗器５００を示す。抵抗器５００は、５１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極５２１と５２２から構成されている。
【００８０】
抵抗器５００を用いた電圧測定においては、基板５５０の導体パターンと電極５２１と５２２とが接続され、抵抗体上の図７に示す５４２と５４３位置にワイヤが例えばワイヤボンディング等によりそれぞれ接続され、５４２と５４３間の電圧降下が測定される。なお図７に例を示す５４２と５４３の幅は、電極５２１と５２２の横幅の１／２であり、ワイヤを接続するのに適した位置として形成されたものである。
【００８１】
抵抗器５００は、１つの直方体形状を有する抵抗体５１０に２つの直方体形状の電極５２１を図７に示すように接合した構造である。抵抗体５１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極５２１、５２２の厚さ（ｔＥ）は、例えば約１０〜５００μｍであり、電極５２１、５２２の厚みと抵抗体５１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また、各電極の表面には、約２〜１０μｍの溶融はんだ膜５３１、５３２が形成されている。
【００８２】
抵抗器５００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板５５０としては、例えばアルミニウム基板やガラスエポキシ基板、メタルコア基板（アルミニウムなどの金属上に窒化ホウ素などの絶縁接着層を介してＣｕパターンが貼り付けられている放熱性を考慮した基板）、ＤＢＣ基板（ダイレクトボンディングカッパー基板で、アルミナや窒化アルミの高放熱性の基材に接着層を介さず直接銅パターンをダイレクトに貼り付けた基板）などが用いられ、その基板５５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００８３】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器５００に発生する熱は、基板５５０方向に伝達されるために、抵抗器５００と基板５５０との接合面が重要であり、抵抗器５００は、基板５５０との接合面である電極５２１、５２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００８４】
また、高電流を測定するときの電流は、基板５５０のパターンより抵抗器５００の一方の電極５２１を介して抵抗体５１０に流れ、さらに抵抗体５１０から他の１つの電極５２２へと流れる。また、抵抗体５１０上の５４２や５４３に示した位置と基板５５０の所定パターンとをアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングすることによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器５００の両端における電圧降下を測定する。このため図８の構造を有する抵抗器５００は、大電流での使用が可能である。
【００８５】
なお上記説明ではワイヤボンディングで接続する例を示したが、ワイヤボンディングなしでも基板ランドパターンより電圧測定用ランドパターンを取り出して電圧降下を測定することも可能である。
【００８６】
抵抗体５１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図４に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図４より適宜選択されて使用される。また図４以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００８７】
また、図４に示すように、貴金属合金を使用する場合には、約２〜約７μΩ・ｃｍと極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られ、例えば、これらの貴金属合金を抵抗体５１０として使用する場合には、図８に示す構造の抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００８８】
また電極５２１および５２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体５１０に比べて小さい銅材料（例えば、１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体５１０と電極５２１あるい抵抗体５１０と電極５２２とはクラッド接合により接合される。
【００８９】
なお電極５２１および５２２用に用いられる電極材料および抵抗体５１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００９０】
２つの電極５２１および５２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板５５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００９１】
また電極５２１および５２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜５３１および５３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極５２１または５２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００９２】
なお、抵抗器５００の特徴は、抵抗体５１０が平板からなる単純構造となっており、従来の図１２におけるシャント抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００９３】
すなわち、抵抗器５００では、抵抗体５１０の平板の厚み（図７の抵抗器５００の上面および下面の電極側に露出している抵抗体５１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体５１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器５００が所定の抵抗値となるように抵抗体５１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００９４】
上記のように抵抗器５００では、抵抗体５１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化（ΔＲ／Ｒ）を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００９５】
また、抵抗体５１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００９６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図８（ａ）および図８（ｂ）に上記の製造方法で作製した抵抗器５００の各部の寸法及び抵抗器５００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器５００の抵抗体５１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００９７】
図８（ａ）および図８（ｂ）において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、接合電極電極５２２、５２１と同じ横幅であり、抵抗体５１０の左側表面部５４２および右側表面部５４３に記載した番号１〜１８を付した位置は、電圧測定時にワイヤを接続する位置を示している。すなわち、Ｌ１は、抵抗体５１０の左外側端部からの距離であり、Ｌ２は、抵抗体５１０の右外側端部からの距離である。
【００９８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器５００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器５００と全て同じである。
【００９９】
図８（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ電圧測定時のワイヤを抵抗体５１０の表面に接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【０１００】
また、図８（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれ抵抗体５１０の表面に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【０１０１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【０１０２】
図９に、図８（ａ）および図８（ｂ）で示した抵抗器５００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【０１０３】
図９の測定条件（１）〜（４）は、図８に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器５００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【０１０４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図９では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【０１０５】
［抵抗器５００の場合］
まず、第２の実施形態の抵抗器５００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０６】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％以内と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４２および５４３（外側端部から１／２より小となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動を最小にすることができる。
【０１０７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４４および５４６（外側端部から１／２より大となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動が最大となる。 また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より小さい位置すなわち外側の位置に、他方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より大きい位置すなわち内側の位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【０１０８】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０９】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器５００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【０１１０】
また条件（１）〜（４）とワイヤの接続位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器を用いた電圧測定時においては、ワイヤを接続する位置の影響を受けない。
【０１１１】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器５００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【０１１２】
さらに、上記条件を満たす抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす５４２、５４３の抵抗体の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【０１１３】
この理由について、図１０および図１１を用いて説明する。
【０１１４】
図１０は、基板のパターン５５１、５５２上に載置された抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図１１は、基板のパターン１５５１、１５５２上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。図１０または図１１で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０１１５】
すなわち、例えば図１０でいえば、基板のパターン５５２と接合電極５２２および基板のパターン５５１と接合電極５２１とを接続し、パターン５５２からパターン５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の５４２と５４３間の電圧を測定する。また図１１でいえば基板のパターン１５５２と接合電極１５２２および基板のパターン１５５１と接合電極１５２１とを接続し、パターン１５５２からパターン１５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の１５４２と１５４３間の電圧を測定する。また図１０または図１１には、抵抗体５１０または１５１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【０１１６】
なお、例えば抵抗体表面部５４２と５４３間の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部の５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【０１１７】
まず、図１０の抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器５００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体５１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極５２１、５２２の最短距離（図１０中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中の他の経路を流れることになる。
【０１１８】
また図１０に示すように、最短経路以外の経路に流れる電流は、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流が少なくなる。このため例えば抵抗体表面部５４２と５４３間における抵抗器５００の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で電圧を測定するほど正確な電圧測定ができる。
【０１１９】
また、図１０に示す電圧測定時のワイヤの接続位置５４２と５４４における抵抗体５１０を流れる電流の影響を比較すると、５４２の方が５４４に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ワイヤの接続位置５４３と５４６についてもいえる。すなわち、５４３の方が５４６に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【０１２０】
このことから、図１０において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体５１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、５４２と５４３の組み合わせが最適の位置であり、一方、逆に５４４と５４６の組み合わせが最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図９で抵抗器５００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【０１２１】
なお抵抗器５００における図９に示した測定結果は、抵抗器１００における図４に示した測定結果とほぼ同じである。このことは、電圧測定においては抵抗器１００のようにボンディング電極を使用しても抵抗器５００のようにボンディング電極を使用しなくても両者の測定結果に変化を生じないことを示している。 この理由は、電圧測定時の電圧変動は、抵抗体内部を通過する電流経路に依存するためである。すなわち抵抗器１００と抵抗器５００における電流経路および最短経路は図５と図１０に示すように全く同じである。また電圧測定用にワイヤを接続する位置が両者で同じであれば、電圧測定時に電圧変動の原因となる電流分布は同じである。そのため、図３と図８に示すようワイヤを接続する位置が同一の（１）〜（４）の条件では、ボンディング電極を使用しても使用しなくても電圧測定時の電圧変動に差がない結果が得られたものである。
【０１２２】
次に、図１１の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さはｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１５２２、１５２１の最短距離（図１１中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図１０に比べ減少し、図１１中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【０１２３】
また図１１に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図１０に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う際に測定部に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【０１２４】
また、図１１に示す電圧測定時の抵抗体の表面部１５４２、１５４４を流れる電流の影響を比較すると、１５４２と１５４４中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、抵抗体の表面部１５４３、１５４６でもいえ、抵抗体の表面部１５４３、１５４６を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【０１２５】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１５１０中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくし、ワイヤ接続部の位置を変えても精度良く電圧を測定することができない。上記説明したことが図９で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【０１２６】
以上、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができる。
【０１２７】
また、第１の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側、すなわち電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２８】
また、第２の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを抵抗体に接続する位置を、図７に示す５４２および５４３の位置（すなわち、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置）に、電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２９】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態および第２の実施の形態では、抵抗器およびその抵抗器を用いた使用方法について説明した。しかしながら、上記抵抗器を電圧測定用部品として使用する場合には、ユーザは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上記の抵抗器を電圧測定用のワイヤを用いて接続する必要があり、ユーザにとっては、この電圧測定用のワイヤの接続が手間となる場合がある。
【０１３０】
このように、ユーザにとって電圧測定用のワイヤ接続が億劫な場合には、例えば、上記説明した抵抗器を予め専用基板の最適な位置に電圧測定用ワイヤを用いて接続し、電圧測定用の電子部品としてモジュール化したものをユーザに提供することも可能である。
【０１３１】
この電子部品が提供されるとユーザは、ワイヤボンディングなどの作業の手間を省くことができるため、さらに容易に電圧測定を実施可能である。
【０１３２】
そこで、以下に図面を参照して、第３の実施の形態および第４の実施の形態では、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した抵抗器を用いて作製した電圧測定用の電子部品およびそれらの使用方法について詳細に説明する。
【０１３３】
まず、第３の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。
【０１３４】
［電流検出用電子部品の構造］
図１３に、電流検出用の電子部品２００の構造を示す。電子部品２００は、抵抗器１００を専用基板１８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器１００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３５】
すなわち、基板１８０には、電極１２１、１２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体１８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン１６１、１６２、１７１、１７２が形成されている。また、抵抗器１００の電極１２１、１２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン１６１、１６２に直接載置され、またボンディング電極１４１と１４２は、電圧測定用のワイヤ１８１、１８２を介して基板１８０の各配線パターン１７１、１７２と接続されている。
【０１３６】
また各ボンディング電極１４１と１４２上におけるワイヤ１８１、１８２の接続位置は、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１３に示すように１／２より外側の位置、すなわち電流の向きに沿う電極長さの１／２より外側であるワイヤ接続に適した位置１４３と１４４に形成されている。
【０１３７】
したがって、ユーザは、電子部品２００を用いることにより抵抗器１００に電圧測定用のワイヤ１８１、１８２をボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品２００は、小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品２００を、例えば図１に示す基板１５０の任意の位置に取り付けることも可能である。また図１３において、抵抗値１００のすべてとワイヤ１８１、１８２のすべてと配線パターン１６１、１６２、１７１、１７２の各一部とをモールド樹脂成形してもよい。
【０１３８】
［第４の実施の形態］
［電流検出用電子部品の構造］
次に、第４の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。図１４に、電流検出用の電子部品６００の構造を示す。電子部品６００は、図７に示す抵抗器５００を専用基板５８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器５００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３９】
すなわち、基板５８０には、電極５２１、５２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体５８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン５６１、５６２、５７１、５７２が形成されている。また、抵抗器５００の電極５２１、５２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン５６１、５６２と直接接続されており、さらに抵抗体の５４２と５４３の位置において、電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を介して基板５８０の各配線パターン５７１、５７２と接続されている。
【０１４０】
なお図１４における抵抗体５１０にワイヤを接続する５４２と５４３の位置は、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置であり、この５４２と５４３の位置で電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１４１】
したがって、ユーザは、電子部品６００を用いることにより、抵抗器５００に電圧測定用のワイヤをボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品６００は小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品６００を例えば、図７に示す基板５５０の任意の位置に取り付けることも可能である。
【０１４２】
また図１４において、抵抗器５００のすべてとワイヤ５８１、５８２のすべてと配線パターン５６１、５６２、５７１、５７２の各一部とをモールド樹脂成形または他の方法にてモジュール化、集積化してもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することができる。
【０１４４】
またさらに、本発明により上記の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図２】抵抗体の種類を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態である抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図４】本発明の第一の実施形態である抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図５】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図６】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図８】抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図９】抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図１０】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１１】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１２】従来のシャント抵抗器の概略構造図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【符号の説明】
１００ 抵抗器
１１０ 抵抗体
１２１ 接合用電極
１２２ 接合用電極
１３１ 溶融はんだ材
１３２ 溶融はんだ材
１４１ ボンディング電極
１４２ ボンディング電極
１４３ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
１４４ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
２００ 電子部品
１６１ 配線用パターン
１６２ 配線用パターン
１７１ 配線用パターン
１７２ 配線用パターン
１８０ 基板
１８１ 電圧測定用ワイヤ
１８２ 電圧測定用ワイヤ
１８３ 絶縁体
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗器の使用方法に関し、例えば、高電流検出に適する低抵抗素子部とその低抵抗素子部は導電率の高い金属導体を有する抵抗器の使用方法に関する。
【０００２】
本発明は、さらに上記抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
大電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器を用いることは良く知られている。この抵抗器を用いた大電流Ｉ（Ａ）の検出では、既知の低い抵抗値を有し、抵抗値の変動が少ない抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０００４】
電流検出用の抵抗器の一例を図１２に示す。電流検出用の低抵抗器１０００は、金属製の抵抗部１４００および２つの電極部１１００から構成されている。抵抗部１４００は、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（例えば、ＣＮ４９Ｒ）などの金属合金が用いられる。電極１１００には、はんだ付け性を考慮してはんだ１２００が施されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、抵抗器を用いて電流を精度よく測定するためには、電流を流したときの電流変化に対する抵抗値変化を小さくして電圧（Ｖ）−電流（Ｉ）特性を良くする必要がある。また抵抗器を精度良く使用するには、抵抗器の最適な電極の位置に４端子構造を形成し、電圧を測定する必要がある。すなわち、抵抗体の上下面に電極を形成し、ワイヤボンディングで上面より電圧測定をすることにより４端子構造を形成する。
【０００６】
しかしながら、抵抗器を基板の電流印加用のパターンと接続する時の抵抗器の電極膜厚及び抵抗体膜厚が電圧測定に及ぼす影響に関する知見がなかったため電流測定に適した構造を有する抵抗器を製造できなかった。また抵抗器を用いて上記電圧測定用のボンディング用のワイヤを抵抗器と接続する際に、抵抗器のどの位置にワイヤを接続するのが電圧測定に最適であるのか不明であった。
【０００７】
そのため、抵抗器の最適な位置にワイヤを接続して電圧測定が行われておらず抵抗器を最適な状態で使用することができなかった。
【０００８】
本発明は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することである。
【０００９】
またさらに本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決するためになされた上述の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、略板状の抵抗用合金からなる抵抗体と、高導電率の金属からなる少なくとも二つの第一の電極と、金属からなる少なくとも二つの第二の電極とを有し、前記第一の電極は、前記抵抗体の第一の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第二の電極は、前記第一の面に対向する第二の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第一および第二の電極が前記抵抗体を挟むように配置され、前記第一の電極の厚さは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記第二の電極上でかつ前記第二の電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１３】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の抵抗器の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、抵抗器の使用方法であって、前記抵抗器は、高導電率の金属によりなる互いに分離した少なくとも２つの電極と、前記電極に電気的かつ機械的に結合された略板状の抵抗用合金からなる抵抗体とを有し、前記電極の厚みは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器の使用方法であって、前記電極が前記抵抗体の第一の面でかつ前記抵抗体の両端部に配置され、前記抵抗体の第一の面に対向する第二の面でかつ前記電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの第一の電極、並びに前記第一の面に対向する第二の面および両端部近傍に少なくとも二つの第二の電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記第二の電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および前記抵抗体の前記第一の電極に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記第二の電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２１】
また例えば、前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品は、以下の構成を有する。すなわち、略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの電極を有する前記抵抗体と、前記抵抗体の前記電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および、前記抵抗体の前記第一の面に対向する第二の面かつ両端部近傍に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、前記抵抗体の前記電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項５または請求項６に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２５】
上記目的を達成するための本発明に係る一実施形態の電子部品の使用方法は、以下の構成を有する。すなわち、電子部品の使用方法であって、前記電子部品は、請求項７または請求項８に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態である抵抗器および使用方法について詳細に説明する。
【００２７】
なお、本実施の形態に記載されている電流の検出用にミリオーム程度の極めて抵抗値が小さい抵抗器の抵抗体として用いられる合金組成は、一例であり、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、製造する抵抗器の必要特性や仕様に応じて決定されるものである。
【００２８】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００２９】
［第１の抵抗器の構造］
図１に、基板１５０の導体パターン上にはんだ付けされた第１の実施の形態である抵抗器１００を示す。
【００３０】
抵抗器１００は、１１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極１２１と１２２、およびボンディング電極１４１と１４２から構成されている。抵抗器１００は、１つの直方体形状を有する抵抗体１１０に２つの直方体形状の電極１２１と１２２および２つの直方体形状のボンディング電極１４１と１４２を図１に示すように接合した構造である。
【００３１】
抵抗器１００を用いた電圧測定においては、基板１５０の導体パターンと電極１２１と１２２とが接続され、ボンディング電極１４１と１４２には、ボンディング用のワイヤが例えばボンディング等によりそれぞれ接続されてボンディング電極１４１と１４２間の電圧降下が測定される。なお各ボンディング電極１４１と１４２では、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１に示すように１／２より外側の位置である１４３と１４４にワイヤを接続するのに適した位置が形成されている。
【００３２】
抵抗体１１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極１２１、１２２の厚さ（ｔＥ）は、約１０〜５００μｍであり、電極１２０の厚みと抵抗体１１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また各ボンディング電極１４１、１４２の厚さは、約１０〜１００μｍであり、各電極１２１、１２２の表面には、約２〜１０μｍのはんだ膜（例えば、溶融はんだ膜）が形成されている。
【００３３】
抵抗器１００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板１５０としては、例えばアルミニウム基板などの金属基板が用いられ、その基板１５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００３４】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器１００に発生する熱は、基板１５０方向に伝達されるために、抵抗器１００と基板１５０との接合面が重要であり、抵抗器１００は、基板１５０との接合面である電極１２１、１２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００３５】
また、高電流を測定するときの電流は、基板１５０のパターンより抵抗器１００の一方の電極１２１を介して抵抗体１１０に流れ、さらに抵抗体１１０から他の１つの電極１２２へと流れる。また、ボンディング電極１４１と１４２を基板１５０のパターンにアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器１００の両端における電圧降下を測定する。なおボンディング電極１４１と１４２は、抵抗値精度を向上させる目的で抵抗体１１０に接合されている。このため図１の構造を有する抵抗器１００は、大電流での使用が可能である。
【００３６】
抵抗体１１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図２に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図２より適宜選択されて使用される。また図２以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００３７】
また、図２に示すように、比抵抗が約２〜約７μΩ・ｃｍを有する貴金属合金を使用する場合には、極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られる。例えば、これらの貴金属合金を抵抗体１１０として使用する場合には、図１に示す構造の抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００３８】
また電極１２１および１２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体１１０に比べて小さい銅材料など（例えば、比抵抗１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体１１０と電極１２１あるい抵抗体１１０と電極１２２とはクラッド接合により接合される。
【００３９】
なお電極１２１および１２２用に用いられる電極材料および抵抗体１１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が、次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００４０】
ボンディング電極１４１と１４２の材料としては、ニッケル材料（例えば、６．８μΩｃｍ程度）、アルミニウム材料（例えば、２．６μΩｃｍ程度）または金材料（例えば、２．０μΩｃｍ程度）などが用いられる。２つの電極１２１および１２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板１５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い金属（例えば銅など）を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００４１】
また電極１２１および１２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜１３１および１３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極１２１または１２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００４２】
なお、抵抗器１００の特徴は、抵抗体１１０が平板からなる単純構造となっており、従来の電流検出用低抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００４３】
すなわち、抵抗器１００では、抵抗体１１０の平板の厚み（図１の抵抗器１００の上面の電極側、下面の電極側に露出している抵抗体１１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体１１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器１００が所定の抵抗値となるように抵抗体１１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００４４】
上記のように抵抗器１００では、抵抗体１１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００４５】
また、抵抗体１１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器１００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００４６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図３（ａ）および図３（ｂ）に作製した抵抗器１００の各部の寸法及び抵抗器１００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器１００の抵抗体１１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００４７】
図３において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、左右のボンディング電極１４１、１４２の横方向の幅であり、ボンディング電極１４１、１４２中に記載した番号１〜１８は、ボンディング電極１４１、１４２に対して電圧測定用のワイヤを接続する位置を示している。またＬ１、Ｌ２は、上記１〜１８の各ボンディング電極の外側端部からの距離である。
【００４８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器１００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器１００と全て同じである。
【００４９】
図３（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ左右のボンディング電極の中央部に電圧測定時のワイヤを接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【００５０】
また、図３（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれボンディング電極１４１、１４２に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ボンディング電極１４１、１４２の電圧測定時のワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【００５１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【００５２】
図４に、図３（ａ）および図３（ｂ）で示した抵抗器１００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【００５３】
図４の測定条件（１）〜（４）は、図３に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器１００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【００５４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図４では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【００５５】
［抵抗器１００の場合］
まず、第１の実施形態の抵抗器１００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００５６】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より外側の電極表面部の位置に接続するのが電圧変動を最小にする。
【００５７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤをボンディング電極１４１、１４２に接続する場合、左右ボンディング電極１４１、１４２の横幅に対してワイヤを電極の外側端部からどちらも１／２より大きい電極の内側表面部の位置に接続すると電圧変動が最大となる。
【００５８】
また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを電極の外側端部から１／２より小さいすなわち外側の電極表面位置に、他方のワイヤを電極の外側端部から１／２より大きいすなわち内側の電極表面位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【００５９】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【００６０】
図４より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器１００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【００６１】
また条件（１）〜（４）とワイヤの左右ボンディング電極に接続する位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器電圧測定時においては、ワイヤを左右ボンディング電極に接続する位置の影響を受けない。
【００６２】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器１００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗体および接続電極が、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす材料を用いて作製され、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【００６３】
さらに、上記条件を満たす抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たすボンディング電極１４１、１４２の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【００６４】
この理由について、図５および図６を用いて説明する。
【００６５】
図５は、基板１５１、１５２上に載置された抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図６は、基板１５１０、１５２０上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。
【００６６】
図５または図６で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【００６７】
すなわち、例えば図５または図６に示すように基板のパターン１５１と接合電極１２１および基板のパターン１５２と接合電極１２２とを接続し、パターン１５２からパターン１５１に電流を流しながらボンディング電極１４１、１４２間の電圧を測定する。また図５または図６には、抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【００６８】
なお、ボンディング電極１４１、１４２間の電圧を正確に測定するためには、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく、ボンディング電極１４１、１４２間に電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【００６９】
まず、図５の抵抗器１００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器１００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体１１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２、１２１間の最短距離（図５中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中のその他の経路を流れることになる。
【００７０】
また図５に示すように、最短経路以外の経路にも電流は流れるが、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流は少なくなる。このため、抵抗器１００は、電圧測定時にボンディング電極１４２とボンディング電極１４１間に流れる電流を少なく抑えることができるので正確な電圧測定ができる。
【００７１】
またさらに、図５に示す電圧測定時のボンディング電極１４２に対する抵抗体１１０を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２中の斜線部で示した外側（電極部分１４３）の方が内側（電極部分１４５）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ボンディング電極１４１についてもいえる。すなわち、ボンディング電極１４１中の斜線部で示した外側（電極部分１４４）の方が内側（電極部分１４６）に比べて抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【００７２】
このことから、図５において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体１１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、ボンディング電極１４２の外側（電極部分１４３）とボンディング電極１４１の外側（電極部分１４４）が最適の位置であり、一方、逆にボンディング電極１４２の内側（電極部分１４５）とボンディング電極１４１の内側（電極部分１４６）が最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図４で抵抗器１００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【００７３】
次に、図６の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１１００中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１１１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１２２０、１２１０間の最短距離（図６中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図５に比べ減少し、図６中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【００７４】
また図６に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図５に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う場合には、ボンディング電極１４１０とボンディング電極１４２０間に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【００７５】
またさらに、図６に示す電圧測定時のボンディング電極１４１０に対する抵抗体１１００を流れる電流の影響を比較すると、ボンディング電極１４２０中の斜線部で示した外側（電極部分１４３０）と内側（電極部分１４５０）における抵抗体１１０中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、ボンディング電極１４１０でもいえ、ボンディング電極１４１０中の斜線部で示した外側（電極部分１４４０）と内側（電極部分１４６０）との抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【００７６】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくなる。また、図６よりボンディング電極１４１０、１４２０において、外側（電極部分１４３０、１４４０）と内側（電極部分１４５０、１４６０）では抵抗体１１００中を流れる電流Ｉの影響に大差がないため、ボンディング電極１４１０、１４２０のどの位置を用いても精度良く電圧を測定することが難しくなる。上記説明したことが図４で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【００７７】
以上説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて抵抗体および電極を作製し、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができ、この抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、ワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側を用いて接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態の抵抗器について、その構造および特性を以下に説明する。
【００７９】
［第２の抵抗器の構造］
図７に、基板５５０の導体パターン上にはんだ付けされた第２の実施の形態である抵抗器５００を示す。抵抗器５００は、５１０の金属製の抵抗体、接続端子である電極５２１と５２２から構成されている。
【００８０】
抵抗器５００を用いた電圧測定においては、基板５５０の導体パターンと電極５２１と５２２とが接続され、抵抗体上の図７に示す５４２と５４３位置にワイヤが例えばワイヤボンディング等によりそれぞれ接続され、５４２と５４３間の電圧降下が測定される。なお図７に例を示す５４２と５４３の幅は、電極５２１と５２２の横幅の１／２であり、ワイヤを接続するのに適した位置として形成されたものである。
【００８１】
抵抗器５００は、１つの直方体形状を有する抵抗体５１０に２つの直方体形状の電極５２１を図７に示すように接合した構造である。抵抗体５１０の厚さ（ｔＲ）は、例えば約５０〜２０００μｍであり、各電極５２１、５２２の厚さ（ｔＥ）は、例えば約１０〜５００μｍであり、電極５２１、５２２の厚みと抵抗体５１０の厚みの比はｔＥ／ｔＲ＞１／１０に設計されている。また、各電極の表面には、約２〜１０μｍの溶融はんだ膜５３１、５３２が形成されている。
【００８２】
抵抗器５００は、放熱しやすいように設計されており、プリント配線板などに実装する際の基板５５０としては、例えばアルミニウム基板やガラスエポキシ基板、メタルコア基板（アルミニウムなどの金属上に窒化ホウ素などの絶縁接着層を介してＣｕパターンが貼り付けられている放熱性を考慮した基板）、ＤＢＣ基板（ダイレクトボンディングカッパー基板で、アルミナや窒化アルミの高放熱性の基材に接着層を介さず直接銅パターンをダイレクトに貼り付けた基板）などが用いられ、その基板５５０もヒートシンクなどに接続された構造となっている。
【００８３】
すなわち、高電流を測定したときに抵抗器５００に発生する熱は、基板５５０方向に伝達されるために、抵抗器５００と基板５５０との接合面が重要であり、抵抗器５００は、基板５５０との接合面である電極５２１、５２２に熱伝導の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００８４】
また、高電流を測定するときの電流は、基板５５０のパターンより抵抗器５００の一方の電極５２１を介して抵抗体５１０に流れ、さらに抵抗体５１０から他の１つの電極５２２へと流れる。また、抵抗体５１０上の５４２や５４３に示した位置と基板５５０の所定パターンとをアルミニウムワイヤなどによりワイヤボンディングすることによって接続し、高電流を流したときのパターン間、すなわち抵抗器５００の両端における電圧降下を測定する。このため図８の構造を有する抵抗器５００は、大電流での使用が可能である。
【００８５】
なお上記説明ではワイヤボンディングで接続する例を示したが、ワイヤボンディングなしでも基板ランドパターンより電圧測定用ランドパターンを取り出して電圧降下を測定することも可能である。
【００８６】
抵抗体５１０用材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金（ＣＮ４９Ｒなど）や図４に示す各種金属合金および各種貴金属合金が用いられ、仕様に応じて決定される比抵抗、ＴＣＲ、抵抗値変化などの各種特性に適合する金属合金や貴金属合金などが図４より適宜選択されて使用される。また図４以外にも、例えば、マンガン・銅・ニッケル合金などを使用しても良い。
【００８７】
また、図４に示すように、貴金属合金を使用する場合には、約２〜約７μΩ・ｃｍと極めて低い電気抵抗を有する抵抗体１１０が得られ、例えば、これらの貴金属合金を抵抗体５１０として使用する場合には、図８に示す構造の抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなる。
【００８８】
また電極５２１および５２２の材料としては、電気抵抗が抵抗体５１０に比べて小さい銅材料（例えば、１．６μΩ・ｃｍ程度）が用いられ、抵抗体５１０と電極５２１あるい抵抗体５１０と電極５２２とはクラッド接合により接合される。
【００８９】
なお電極５２１および５２２用に用いられる電極材料および抵抗体５１０用に用いられる抵抗体材料とは、それらの材料の比抵抗の比が次式に示す、
電極材料の比抵抗／抵抗体材料の比抵抗＝１／１５０〜１／２
の条件を満たす比抵抗を有する材料を用いて作製されるのがより好ましい。
【００９０】
２つの電極５２１および５２２の電極面は、高電流を測定する際に発生する熱を放熱しやすくするため、基板５５０方向に熱が伝達されやすいように電極面積を広くとるように設計されており、熱伝導性の良い銅の厚板を用い、接合面積を大きく取ることを特徴としている。
【００９１】
また電極５２１および５２２の表面には、基板の導体パターンへのはんだ付け性を向上するために、例えば、溶融はんだ材（Ｓｎ：Ｐｂ＝９：１）または鉛フリー溶融はんだ材の膜５３１および５３２が形成されている。溶融はんだ材を用いることにより銅材の電極５２１または５２２と基板の導体パターンとの間に拡散層が形成されるため、電極の接合強度が向上しさらに電気的信頼性もまた向上する。
【００９２】
なお、抵抗器５００の特徴は、抵抗体５１０が平板からなる単純構造となっており、従来の図１２におけるシャント抵抗器１０００に見られるような切り込み１３００が無い点である。
【００９３】
すなわち、抵抗器５００では、抵抗体５１０の平板の厚み（図７の抵抗器５００の上面および下面の電極側に露出している抵抗体５１０の厚み）を変化させることにより抵抗値を調整する。抵抗体５１０の厚みを調整する方法としては、例えば、研磨加工、レーザ加工、サンドブラスト加工あるいはエッチング加工などがあり、上記方法を用いて抵抗器５００が所定の抵抗値となるように抵抗体５１０の厚みを調整する。なお抵抗体５１０の厚みを調整する場合には、抵抗体５１０の上面、下面のいずれか一方またはその両面を上記説明した加工方法で加工してもよい。
【００９４】
上記のように抵抗器５００では、抵抗体５１０中に切り込みがないため、電流を流したときの電流経路が安定し、切り込みがある場合の抵抗値変化（ΔＲ／Ｒ）を１／数１０〜１／２００程度に低減できる。
【００９５】
また、抵抗体５１０に約２〜７μΩ・ｃｍの極めて低い電気抵抗を有する貴金属合金を使用すると、抵抗器５００の抵抗値は、約０．０４〜０．１５ｍΩとなるため、高電流の測定に適した抵抗器が得られる。
【００９６】
［抵抗器を用いた電圧の測定］
図８（ａ）および図８（ｂ）に上記の製造方法で作製した抵抗器５００の各部の寸法及び抵抗器５００を用いて電圧測定を行う際のワイヤの接続位置を示す。抵抗器５００の抵抗体５１０と基板と接合する電極の厚さｔＥは、ｔＥ／ｔＲ＞１／１０となっている。
【００９７】
図８（ａ）および図８（ｂ）において、Ｌｗ１、Ｌｗ２は、接合電極電極５２２、５２１と同じ横幅であり、抵抗体５１０の左側表面部５４２および右側表面部５４３に記載した番号１〜１８を付した位置は、電圧測定時にワイヤを接続する位置を示している。すなわち、Ｌ１は、抵抗体５１０の左外側端部からの距離であり、Ｌ２は、抵抗体５１０の右外側端部からの距離である。
【００９８】
なお作製した比較用抵抗器の構造は、抵抗器５００の基板と接合する電極の厚さｔＥのみが異なるだけであり（すなわちｔＥ／ｔＲ＜１／１０に設計）、他の寸法は抵抗器５００と全て同じである。
【００９９】
図８（ａ）に例示したＬ１、Ｌ２の位置は、それぞれ電圧測定時のワイヤを抵抗体５１０の表面に接続する位置を示しており、Ｌ１／Ｌｗ１＝０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＝０．５である。
【０１００】
また、図８（ａ）の（１）〜（４）は、それぞれ抵抗体５１０の表面に電圧測定時のワイヤを接続する位置の組み合わせを示している。すなわち、（１）は、ワイヤの接続位置が、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす場合のワイヤの接続位置の組み合わせを示している。
【０１０１】
同様に（２）は、Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（３）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示しており、（４）は、Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす位置にワイヤを接続する組み合わせを示している。
【０１０２】
図９に、図８（ａ）および図８（ｂ）で示した抵抗器５００による電圧測定結果を比較用抵抗器を用いた電圧測定結果と合わせて示す。
【０１０３】
図９の測定条件（１）〜（４）は、図８に示した測定条件（１）〜（４）に対応する。なお、抵抗器５００等を用いて測定された電圧Ｖは、次式に示す電圧の変動値ΔＶ（基準電圧Ｖ０に対する測定電圧）を用いて整理して表示した。
【０１０４】
ΔＶ＝（Ｖ０−Ｖ）／Ｖ０×１００（％）
また図９では、測定条件（１）〜（４）における電圧の変動値（ΔＶ）を基板に接合する接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の場合とｔＥ／ｔＲ≦１／１０の場合に分けて表示した。
【０１０５】
［抵抗器５００の場合］
まず、第２の実施形態の抵抗器５００（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）の場合において、ワイヤを接続する位置が電圧の変動値ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０６】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、条件（４）（Ｌ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±０．１％以内と最も小さく最適条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４２および５４３（外側端部から１／２より小となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動を最小にすることができる。
【０１０７】
上記条件（４）以外の測定結果は、以下の通りである。すなわち、条件（１）の場合（Ｌ１／Ｌｗ１＞０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＞０．５）は、電圧変動（ΔＶ）が±５〜１０％と最も大きく、安定した電圧測定に適さない条件である。すなわち、電圧測定用ワイヤを抵抗体５１０の表面部に接続する際に、図８の５４４および５４６（外側端部から１／２より大となる抵抗体表面部）の位置に接続すると電圧変動が最大となる。 また、条件（２）または条件（３）の場合（２つのワイヤのうち一方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より小さい位置すなわち外側の位置に、他方のワイヤを抵抗体５１０の外側端部から１／２より大きい位置すなわち内側の位置に接続する）は、電圧変動（ΔＶ）は±３〜５％であり、条件（１）と条件（４）の中間の条件である。
【０１０８】
［比較用抵抗器の場合］
次に、比較用抵抗器（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）において、ワイヤを接続する位置が電圧変動ΔＶに及ぼす影響について説明する。
【０１０９】
図９より、条件（１）〜（４）の４条件を比較すると、電圧変動ΔＶは、条件（１）〜（４）の全ての条件で±１０％以上となり、抵抗器５００で得られた電圧変動ΔＶに比べて大きい。
【０１１０】
また条件（１）〜（４）とワイヤの接続位置を変化させても電圧変動ΔＶが変化しないことから、比較用抵抗器を用いた電圧測定時においては、ワイヤを接続する位置の影響を受けない。
【０１１１】
［抵抗器と比較用抵抗器との比較］
上記抵抗器５００および比較用抵抗器の結果より、電圧の変動ΔＶを低く抑え精度良く電圧を測定するためには、抵抗器の構造として、接合電極の厚さ（ｔＥ）と抵抗体の厚さ（ｔＲ）の比がｔＥ／ｔＲ＞１／１０の条件を満たす必要（抵抗器１００の構造）がある。
【０１１２】
さらに、上記条件を満たす抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合には、条件（４）に示す条件、すなわちＬ１／Ｌｗ１＜０．５、Ｌ２／Ｌｗ２＜０．５の条件を満たす５４２、５４３の抵抗体の位置にワイヤを接続する（電極の横幅に対するワイヤの接続位置を電極端部からどちらも１／２より外側の位置）と、電圧変動（ΔＶ）を例えば±０．１％以内の最小変動に抑えることができる。
【０１１３】
この理由について、図１０および図１１を用いて説明する。
【０１１４】
図１０は、基板のパターン５５１、５５２上に載置された抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＞１／１０）を示しており、図１１は、基板のパターン１５５１、１５５２上に載置された比較用抵抗器を用いて電圧を測定する場合（ｔＥ／ｔＲ＜１／１０）を示している。図１０または図１１で抵抗器を用いて電流Ｉ（Ａ）を検出する場合、抵抗器Ｒ（Ω）に、高電流Ｉ（Ａ）を流した時の抵抗器の両端における電圧降下Ｖ（Ｖ）を測定し、Ｉ＝Ｖ／Ｒを用いて電流値Ｉ（Ａ）を算出する。
【０１１５】
すなわち、例えば図１０でいえば、基板のパターン５５２と接合電極５２２および基板のパターン５５１と接合電極５２１とを接続し、パターン５５２からパターン５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の５４２と５４３間の電圧を測定する。また図１１でいえば基板のパターン１５５２と接合電極１５２２および基板のパターン１５５１と接合電極１５２１とを接続し、パターン１５５２からパターン１５５１に電流を流しながら例えば抵抗体表面部の１５４２と１５４３間の電圧を測定する。また図１０または図１１には、抵抗体５１０または１５１０中を通過する電流Ｉの流れも合わせて示している。
【０１１６】
なお、例えば抵抗体表面部５４２と５４３間の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部の５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で測定するのが望ましく電流が流れると電圧測定に誤差を生じることになる。
【０１１７】
まず、図１０の抵抗器５００を用いて電圧を測定する場合の抵抗体５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。抵抗器５００では接合電極の厚さ（ｔＥ）はｔＥ／ｔＲ＞１／１０となるように、すなわち抵抗体５１０に対して比較的厚くなるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は低くなることから抵抗体５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極５２１、５２２の最短距離（図１０中で太く記載した最短経路）をほとんどの電流が流れ、残りの電流が図中の他の経路を流れることになる。
【０１１８】
また図１０に示すように、最短経路以外の経路に流れる電流は、最短経路より遠くなる経路ほど流れる電流が少なくなる。このため例えば抵抗体表面部５４２と５４３間における抵抗器５００の電圧を正確に測定するためには、抵抗体表面部５４２と５４３間に電流が殆ど流れない条件で電圧を測定するほど正確な電圧測定ができる。
【０１１９】
また、図１０に示す電圧測定時のワイヤの接続位置５４２と５４４における抵抗体５１０を流れる電流の影響を比較すると、５４２の方が５４４に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。同様なことは、ワイヤの接続位置５４３と５４６についてもいえる。すなわち、５４３の方が５４６に比べて抵抗体５１０中を流れる電流Ｉの影響を受けにくくなる。
【０１２０】
このことから、図１０において、精度良く電圧を測定するには、抵抗体５１０を流れる電流経路から離れた位置にワイヤを接続して電圧を測定すればよいことがわかる。すなわちワイヤを接続する位置は、５４２と５４３の組み合わせが最適の位置であり、一方、逆に５４４と５４６の組み合わせが最悪の位置であることがわかる。上記説明したことが図９で抵抗器５００を用いて条件（１）〜（４）の４条件で異なる電圧変動を示した理由である。
【０１２１】
なお抵抗器５００における図９に示した測定結果は、抵抗器１００における図４に示した測定結果とほぼ同じである。このことは、電圧測定においては抵抗器１００のようにボンディング電極を使用しても抵抗器５００のようにボンディング電極を使用しなくても両者の測定結果に変化を生じないことを示している。 この理由は、電圧測定時の電圧変動は、抵抗体内部を通過する電流経路に依存するためである。すなわち抵抗器１００と抵抗器５００における電流経路および最短経路は図５と図１０に示すように全く同じである。また電圧測定用にワイヤを接続する位置が両者で同じであれば、電圧測定時に電圧変動の原因となる電流分布は同じである。そのため、図３と図８に示すようワイヤを接続する位置が同一の（１）〜（４）の条件では、ボンディング電極を使用しても使用しなくても電圧測定時の電圧変動に差がない結果が得られたものである。
【０１２２】
次に、図１１の比較抵抗器を用いて電圧を測定する場合の抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉの流れについて説明する。比較抵抗器では接合電極の厚さはｔＥ／ｔＲ＜１／１０となるように設計されている。そのため、接合電極の導体抵抗は高くなることから抵抗体１５１０中を通過する電流Ｉは、接合電極１５２２、１５２１の最短距離（図１１中で太く記載した最短経路）を流れる電流が図１０に比べ減少し、図１１中の最短経路以外の経路を流れる電流が増加する。
【０１２３】
また図１１に示すように、最短経路以外に流れる電流は最短経路より遠くなる経路ほど減少するが、図１０に比べかなり多くなる。このため、比較抵抗器を用いて電圧測定を行う際に測定部に流れる電流を少なく抑えることが難しくなるので電圧変動が大きくなり正確な電圧測定ができ難くなる。
【０１２４】
また、図１１に示す電圧測定時の抵抗体の表面部１５４２、１５４４を流れる電流の影響を比較すると、１５４２と１５４４中を流れる電流Ｉの影響に大差がない。同様なことは、抵抗体の表面部１５４３、１５４６でもいえ、抵抗体の表面部１５４３、１５４６を流れる電流Ｉの影響に大差がない。
【０１２５】
このことから、比較抵抗器では電圧測定時に抵抗体１５１０中を流れる電流Ｉの影響を大きく受けるため精度良く電圧を測定することが難しくし、ワイヤ接続部の位置を変えても精度良く電圧を測定することができない。上記説明したことが図９で比較抵抗器を用いて条件（１）〜（４）の４条件すべてで、±１０％以上の誤差を含む電圧変動を示した理由である。
【０１２６】
以上、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上述構造の抵抗器を製造する際には、抵抗体と接続電極の厚さの比を１／１０以上とすると精度良く電圧を測定できる抵抗器を製造することができる。
【０１２７】
また、第１の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを接続する位置をボンディング電極の中心部より外側、すなわち電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２８】
また、第２の実施の形態で示した抵抗器を用いて電圧を測定する場合には、電圧測定用のワイヤを抵抗体に接続する位置を、図７に示す５４２および５４３の位置（すなわち、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置）に、電圧測定用のワイヤを接続して使用することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１２９】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態および第２の実施の形態では、抵抗器およびその抵抗器を用いた使用方法について説明した。しかしながら、上記抵抗器を電圧測定用部品として使用する場合には、ユーザは、例えば、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、上記の抵抗器を電圧測定用のワイヤを用いて接続する必要があり、ユーザにとっては、この電圧測定用のワイヤの接続が手間となる場合がある。
【０１３０】
このように、ユーザにとって電圧測定用のワイヤ接続が億劫な場合には、例えば、上記説明した抵抗器を予め専用基板の最適な位置に電圧測定用ワイヤを用いて接続し、電圧測定用の電子部品としてモジュール化したものをユーザに提供することも可能である。
【０１３１】
この電子部品が提供されるとユーザは、ワイヤボンディングなどの作業の手間を省くことができるため、さらに容易に電圧測定を実施可能である。
【０１３２】
そこで、以下に図面を参照して、第３の実施の形態および第４の実施の形態では、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した抵抗器を用いて作製した電圧測定用の電子部品およびそれらの使用方法について詳細に説明する。
【０１３３】
まず、第３の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。
【０１３４】
［電流検出用電子部品の構造］
図１３に、電流検出用の電子部品２００の構造を示す。電子部品２００は、抵抗器１００を専用基板１８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器１００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３５】
すなわち、基板１８０には、電極１２１、１２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体１８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン１６１、１６２、１７１、１７２が形成されている。また、抵抗器１００の電極１２１、１２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン１６１、１６２に直接載置され、またボンディング電極１４１と１４２は、電圧測定用のワイヤ１８１、１８２を介して基板１８０の各配線パターン１７１、１７２と接続されている。
【０１３６】
また各ボンディング電極１４１と１４２上におけるワイヤ１８１、１８２の接続位置は、各ボンディング電極１４１と１４２の横幅に対して図１３に示すように１／２より外側の位置、すなわち電流の向きに沿う電極長さの１／２より外側であるワイヤ接続に適した位置１４３と１４４に形成されている。
【０１３７】
したがって、ユーザは、電子部品２００を用いることにより抵抗器１００に電圧測定用のワイヤ１８１、１８２をボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品２００は、小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品２００を、例えば図１に示す基板１５０の任意の位置に取り付けることも可能である。また図１３において、抵抗値１００のすべてとワイヤ１８１、１８２のすべてと配線パターン１６１、１６２、１７１、１７２の各一部とをモールド樹脂成形してもよい。
【０１３８】
［第４の実施の形態］
［電流検出用電子部品の構造］
次に、第４の実施の形態の電子部品について、その構造および特性を以下に説明する。図１４に、電流検出用の電子部品６００の構造を示す。電子部品６００は、図７に示す抵抗器５００を専用基板５８０上に搭載してモジュール化したものであり、ユーザによる抵抗器５００を用いる電流検出をより容易に実行できるように考案されたものである。
【０１３９】
すなわち、基板５８０には、電極５２１、５２２よりも高い比抵抗を有する絶縁体５８３上に、銅材料などからなる複数の配線用パターン５６１、５６２、５７１、５７２が形成されている。また、抵抗器５００の電極５２１、５２２は、それぞれの対向する位置にある各配線パターン５６１、５６２と直接接続されており、さらに抵抗体の５４２と５４３の位置において、電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を介して基板５８０の各配線パターン５７１、５７２と接続されている。
【０１４０】
なお図１４における抵抗体５１０にワイヤを接続する５４２と５４３の位置は、抵抗体の両端部に電極５２１、５２２が配置された第１面に対向する抵抗体の第二の面でかつ電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側の位置であり、この５４２と５４３の位置で電圧測定用のワイヤ５８１、５８２を接続することにより、さらに精度良く電圧を測定できる。
【０１４１】
したがって、ユーザは、電子部品６００を用いることにより、抵抗器５００に電圧測定用のワイヤをボンディング接続する手間を省くことができる。また電子部品６００は小型でスペースをとらない構造となっているため、ユーザは、この電子部品６００を例えば、図７に示す基板５５０の任意の位置に取り付けることも可能である。
【０１４２】
また図１４において、抵抗器５００のすべてとワイヤ５８１、５８２のすべてと配線パターン５６１、５６２、５７１、５７２の各一部とをモールド樹脂成形または他の方法にてモジュール化、集積化してもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により電流測定に適した抵抗器の使用方法を提供することができる。
【０１４４】
またさらに、本発明により上記の電流測定に適した抵抗器を用いる電子部品およびその使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図２】抵抗体の種類を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施形態である抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図４】本発明の第一の実施形態である抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図５】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図６】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図７】本発明の第二の実施形態である抵抗器の概略構造図である。
【図８】抵抗器の寸法およびワイヤ接続位置を示した図である。
【図９】抵抗器へのワイヤ接続位置および接合電極厚さ／抵抗体の厚さによる電圧変動値を比較した図である。
【図１０】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１１】接合電極厚さ／抵抗体の厚さが電流の流れに及ぼす影響を説明した図である。
【図１２】従来のシャント抵抗器の概略構造図である。
【図１３】本発明の第三の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【図１４】本発明の第四の実施形態である電流測定用電子部品の概略構造図である。
【符号の説明】
１００ 抵抗器
１１０ 抵抗体
１２１ 接合用電極
１２２ 接合用電極
１３１ 溶融はんだ材
１３２ 溶融はんだ材
１４１ ボンディング電極
１４２ ボンディング電極
１４３ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
１４４ 電圧測定用ワイヤの接続に適した位置
２００ 電子部品
１６１ 配線用パターン
１６２ 配線用パターン
１７１ 配線用パターン
１７２ 配線用パターン
１８０ 基板
１８１ 電圧測定用ワイヤ
１８２ 電圧測定用ワイヤ
１８３ 絶縁体
Claims (10)
- 抵抗器の使用方法であって、
前記抵抗器は、略板状の抵抗用合金からなる抵抗体と、高導電率の金属からなる少なくとも二つの第一の電極と、金属からなる少なくとも二つの第二の電極とを有し、前記第一の電極は、前記抵抗体の第一の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第二の電極は、前記第一の面に対向する第二の面かつ前記抵抗体の両端部に、前記第一および第二の電極が前記抵抗体を挟むように配置され、前記第一の電極の厚さは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器であり、
前記第二の電極上でかつ前記第二の電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする抵抗器の使用方法。 - 前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする請求項１に記載の抵抗器の使用方法。
- 抵抗器の使用方法であって、
前記抵抗器は、高導電率の金属によりなる互いに分離した少なくとも２つの電極と、前記電極に電気的かつ機械的に結合された略板状の抵抗用合金からなる抵抗体とを有し、前記電極の厚みは、前記抵抗体の厚さの１／１０より大きい抵抗器であり、
前記電極が前記抵抗体の第一の面でかつ前記抵抗体の両端部に配置され、前記抵抗体の第一の面に対向する第二の面でかつ前記電極の電流の向きに沿う長さの１／２よりも外側に電圧測定用のワイヤを接続して使用することを特徴とする抵抗器の使用方法。 - 前記電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく、１／２より小さいことを特徴とする請求項３に記載の抵抗器の使用方法。
- 略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの第一の電極、並びに前記第一の面に対向する第二の面および両端部近傍に少なくとも二つの第二の電極を有する前記抵抗体と、
前記抵抗体の前記第二の電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および前記抵抗体の前記第一の電極に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、
前記抵抗体の前記第二の電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記第一の電極と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記第一の電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする電子部品。 - 前記第一の電極に用いる電極材料の比抵抗が、前記抵抗体に用いる抵抗体材料の比抵抗に対して１／１５０より大きく１／２より小さいことを特徴とする請求項５に記載の電子部品。
- 略板状の抵抗体用合金からなる抵抗体であって、前記抵抗体の第一の面および両端部近傍に少なくとも二つの電極を有する前記抵抗体と、
前記抵抗体の前記電極に接続される少なくとも二つの第一の基板電極、および、前記抵抗体の前記第一の面に対向する第二の面かつ両端部近傍に金属ワイヤを介して接続される少なくとも二つの第二の基板電極を有する絶縁基板とを有し、
前記抵抗体の前記電極は、高導電率の金属により前記抵抗体の厚さの１／１０以上に形成され、前記抵抗体と前記金属ワイヤとは、前記抵抗体を流れる電流の向きに沿う、前記 電極の長さの１／２より外側で接続されていることを特徴とする電子部品。 - 前記抵抗体の電極に用いる材料の比抵抗は、前記抵抗体用合金の比抵抗の１／１５０から１／２の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の電子部品。
- 電子部品の使用方法であって、
前記電子部品は、請求項５または請求項６に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする電子部品の使用方法。 - 電子部品の使用方法であって、
前記電子部品は、請求項７または請求項８に記載された電子部品であり、前記少なくとも二つの第一の基板電極を介して流れる電流の測定に、前記少なくとも二つの第二の基板電極が利用されることを特徴とする電子部品の使用方法。
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