JP6500210B2 - Metal plate resistor - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器の電流値検出等に使用される高電力の金属板抵抗器に関するものである。 The present invention relates to a high power metal plate resistor used for current value detection and the like of various electronic devices.
従来のこの種の金属板抵抗器は、図8に示すように、板状の金属で構成された抵抗体1と、この抵抗体1の一面の両端部に形成された一対の電極2と、この一対の電極2間に形成された保護膜3と、電極2を覆うように形成されためっき層4とを備え、抵抗体1の他の面に熱伝導が良好な放熱板5を貼り付けていた。
A conventional metal plate resistor of this type comprises a
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
上記従来の金属板抵抗器は、非常に大きな電力が印加された場合、抵抗体1での発熱が非常に大きくなるため、放熱板5だけでは発熱を吸収しきれなくなり、これにより、抵抗体1の温度が高い状態となるため、長期信頼性が悪化するという課題を有していた。
In the conventional metal plate resistor described above, when very large power is applied, the heat generation in the
本発明は上記従来の課題を解決するもので、長期信頼性を向上させることができる金属板抵抗器を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and it aims at providing a metal plate resistor which can improve long-term reliability.
上記目的を達成するために、本発明は、金属で構成された抵抗体と、前記抵抗体の第1の面の両端部に形成された一対の電極と、前記抵抗体の第2の面に貼り付けられた放熱板とを備え、前記放熱板に第1の金属層を形成し、前記抵抗体、前記一対の電極および前記第1の金属層の表面それぞれに直接接続された導電層を形成したもので、この構成によれば、抵抗体で発生した熱を、放熱板だけでなく、一対の電極、導電層、第1の金属層に逃がすことができ、かつこれらは金属で構成されているため、抵抗体の温度を下げることができ、これにより、長期信頼性を向上させることができるという作用効果が得られるものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a resistor made of metal, a pair of electrodes formed on both ends of a first surface of the resistor, and a second surface of the resistor. Forming a first metal layer on the heat sink, and forming a conductive layer directly connected to the surface of the resistor, the pair of electrodes, and the first metal layer According to this configuration, the heat generated by the resistor can be dissipated not only to the heat sink but also to the pair of electrodes, the conductive layer, and the first metal layer, and these are made of metal. As a result, the temperature of the resistor can be lowered, and this has the effect of being able to improve long-term reliability.
以上のように本発明の金属板抵抗器は、放熱板に第1の金属層を形成し、抵抗体、一対の電極および第1の金属層の表面それぞれに電気的に接続された導電層を形成しているため、抵抗体で発生した熱を、放熱板だけでなく、一対の電極、導電層、第1の金属層に逃がすことができ、さらに、これらは金属で構成されているため、抵抗体の温度を下げることができ、これにより、長期信頼性を向上させることができるという優れた効果を奏するものである。 As described above, in the metal plate resistor of the present invention, the first metal layer is formed on the heat dissipation plate, and the conductive layer electrically connected to the surface of the resistor, the pair of electrodes and the first metal layer is used. Because it is formed, the heat generated by the resistor can be dissipated not only to the heat sink but also to the pair of electrodes, the conductive layer, and the first metal layer. Furthermore, since these are made of metal, The temperature of the resistor can be lowered, which has the excellent effect of improving long-term reliability.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるチップ抵抗器の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a chip resistor according to a first embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態1における抵抗器は、図1に示すように、金属で構成された抵抗体11と、抵抗体11の第1の面11aの両端部に形成された一対の電極12と、抵抗体11の第2の面11bに貼り付けられた放熱板13とを備えている。 As shown in FIG. 1, the resistor according to the first embodiment of the present invention includes a resistor 11 made of metal, and a pair of electrodes 12 formed on both ends of a first surface 11 a of the resistor 11. The heat sink 13 is attached to the second surface 11 b of the resistor 11.
また、放熱板13に第1の金属層14を形成し、抵抗体11、一対の電極12および第1の金属層14の表面それぞれに電気的に接続された導電層15を形成している。
Further, the
上記構成において、前記抵抗体11は、板状または箔状のCuNi、CuMn、NiCr等の金属で構成されている。また、抵抗体11にはパンチング等により1つまたは複数のトリミング溝(図示せず)が設けられ、これにより抵抗値が調整される。なお、放熱板13に凹部を設け、凹部に抵抗体11を挿入するようにしてもよい。このようにすれば、抵抗体11で発生した熱を放熱板13により多く放熱させることができる。 In the above configuration, the resistor 11 is made of a plate-like or foil-like metal such as CuNi, CuMn, or NiCr. Further, the resistor 11 is provided with one or more trimming grooves (not shown) by punching or the like, whereby the resistance value is adjusted. The heat sink 13 may be provided with a recess, and the resistor 11 may be inserted into the recess. In this way, much heat generated by the resistor 11 can be dissipated by the heat dissipation plate 13.
さらに、前記一対の電極12は、抵抗体11の第1の面(裏面)11aにおける両端部に形成されている。また、一対の電極12は、Cuを主成分とした別体の金属板を抵抗体11に溶接、クラッド接合したり、抵抗体11に金属材料を直接めっき、スパッタ、印刷したりして形成する。 Furthermore, the pair of electrodes 12 are formed at both ends of the first surface (rear surface) 11 a of the resistor 11. Further, the pair of electrodes 12 is formed by welding and clad joining a separate metal plate mainly composed of Cu to the resistor 11 or directly plating, sputtering and printing a metal material on the resistor 11 .
そしてさらに、抵抗体11の第1の面11aにおいて、一対の電極12間にエポキシ樹脂またはシリコン樹脂を塗布、乾燥して形成された保護膜16が設けられている。
Furthermore, on the first surface 11 a of the resistor 11, a
また、前記放熱板13は、抵抗体11の一対の電極12が形成された第1の面と対向する第2の面(上面)に、50μm以下の厚みの接着材(図示せず)を介して貼り付けられた板状の部材で、アルミナなどの熱伝導のよいセラミックで構成されている。なお、放熱板13としては、熱伝導のよいCu、Alなどの金属でもよいが、絶縁性の観点からセラミックがより好ましい。さらに、放熱板13は、支持板としての役割も有しており、抵抗体11に曲げ応力などが加わっても変形しないようにしている。 The heat sink 13 has an adhesive (not shown) with a thickness of 50 μm or less on the second surface (upper surface) opposite to the first surface of the resistor 11 on which the pair of electrodes 12 are formed. It is a plate-like member attached and made of ceramic with good heat conductivity such as alumina. The heat sink 13 may be a metal such as Cu or Al having good thermal conductivity, but ceramic is more preferable from the viewpoint of insulation. Furthermore, the heat sink 13 also has a role as a support plate, so that the resistor 11 is not deformed even when a bending stress or the like is applied.
そして、前記第1の金属層14は、放熱板13の抵抗体11が形成されていない長手方向に対向する両端面にそれぞれ設けられ、Cu、Niなどの金属をめっき、スパッタすることにより形成されている。なお、Cu、Agなどの金属を含有する材料を印刷したり、金属で構成された金属板を貼り付けたりして第1の金属層14を形成してもよい。
The
また、前記導電層15は、抵抗体11、第1の金属層14、一対の電極12の露出した表面を覆うように形成され、Cu、Niなどの金属をめっき、スパッタすることにより形成されている。したがって、抵抗体11、第1の金属層14、一対の電極12は導電層15を介して電気的に接続されている。なお、この導電層15は実装用のはんだめっきの下地の役割も有しており、その表面には実装用のはんだめっきが形成される。
The
本発明の実施の形態1における金属板抵抗器においては、放熱板13に第1の金属層14を形成し、抵抗体11、一対の電極12および第1の金属層14の表面それぞれに電気的に接続された導電層15を形成しているため、抵抗体11で発生した熱を、放熱板13だけでなく、一対の電極12、導電層15、第1の金属層14に逃がすことができ、さらに、これらは金属で構成されている。このため、抵抗体11で発生した熱は放熱板13および一対の電極12、第1の金属層14、導電層15により多く伝わるため、熱容量が大きくなり、この結果、非常に大きな電力が印加された場合であっても、抵抗体11のホットスポットの温度が上昇するのを抑えることができるため、長期信頼性を向上させることができるという効果が得られるものである。
In the metal plate resistor according to the first embodiment of the present invention, the
すなわち、抵抗体11に直接接続している一対の電極12、第1の金属層14、導電層15は、熱伝導性の良好な金属で構成されているため、接着剤を介して放熱板13へ放熱するよりも、効果的かつ早急に熱を伝達できる。
That is, since the pair of electrodes 12 directly connected to the resistor 11, the
さらに、保護膜16にはシリカ、アルミナなどのセラミック粉で構成されたフラーを混入させるのが好ましい。抵抗体11で発生した熱を、保護膜16にも逃がすことができるため、より抵抗体11の温度を下げることができるためである。
Furthermore, it is preferable to mix a filler made of ceramic powder such as silica or alumina into the
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2における金属板抵抗器の断面図である。なお、この本発明の実施の形態2においては、上記した本発明の実施の形態1と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。
Second Embodiment
FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal plate resistor according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the same reference numerals are given to components having the same configuration as the first embodiment of the present invention described above, and the description thereof is omitted.
本発明の実施の形態2が上記した本発明の実施の形態1と相違する点は、図2に示すように、放熱板13の抵抗体11が貼り付けされた面と対向する面に、第1の金属層14、導電層15に電気的に接続する第2の金属層17を形成した点である。
The difference between the second embodiment of the present invention and the first embodiment of the present invention described above is that, as shown in FIG. 2, on the surface of the heat sink 13 opposite to the surface to which the resistor 11 is attached, The
このとき、第2の金属層17は、Cu、Niなどの金属をめっき、スパッタしたり、Cu、Agなどの金属を含有する材料を印刷したり、金属で構成された金属板を貼り付けたりして形成する。
At this time, the
そして、第2の金属層17に電流の経路ができないように、2つに分割されている。なお、第2の金属層17は、第1の金属層14、導電層15のうちいずれか一方にみに接続するようにしてもよい。さらに、第2の金属層17は、2つではなく3つ以上設けるようにしてもよい。
And it is divided | segmented into two so that the path | route of an electric current can not be performed to the
この構成によれば、抵抗体11で発生した熱を、第2の金属層17にも逃がすことができるため、より抵抗体11の温度を下げることができる。
According to this configuration, the heat generated by the resistor 11 can be dissipated to the
また、図3に示すように、第2の金属層17を覆うように他の保護膜18を形成してもよい。この他の保護膜18についても、シリカ、アルミナなどのセラミック粉で構成されたフィラーを混入させるのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 3, another
さらに、図4に示すように、第2の金属層17は片側の第1の金属層14、導電層15のみに電気的に接続するようにしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the
ここで、熱は上方に伝達する性質を持っているため、図2〜図4に示すように、実装した際に上方になる放熱板13の上面に、熱が逃げる第2の金属層17、他の保護膜18を形成することは効果的である。
Here, since the heat has the property of being transferred upward, as shown in FIGS. 2 to 4, the
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3における金属板抵抗器の断面図である。なお、この本発明の実施の形態3においては、上記した本発明の実施の形態1と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。
Third Embodiment
FIG. 5 is a cross-sectional view of a metal plate resistor according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment of the present invention, the same reference numerals are given to components having the same configuration as the first embodiment of the present invention described above, and the description thereof is omitted.
本発明の実施の形態3が上記した本発明の実施の形態1、2と相違する点は、図5に示すように、放熱板13の抵抗体11が貼り付けされた面と同じ面に、第1の金属層14に電気的に接続する第2の金属層17を形成した点である。
The difference between the third embodiment of the present invention and the first and second embodiments of the present invention described above is that, as shown in FIG. 5, the same surface as the surface on which the resistor 11 of the heat sink 13 is attached is The point is that the
このとき、抵抗体11の第2の面11bに形成された絶縁性の接着剤19を介して第2の金属層17と抵抗体11を貼り付ける。なお、導電層15と第2の金属層17は第1の金属層14を介して電気的に接続され、抵抗体11と第2の金属層17は第1の金属層14、導電層15を介して電気的に接続される。接着剤19としては、エポキシ樹脂を使用でき、そして、乾燥させることによって、放熱板13、第2の金属層17と抵抗体11とを貼り付ける。さらに、接着剤19に熱伝導のよいアルミナやシリカの粉末を混合させることによって、抵抗体11で発生した熱を効率的に放熱板13に逃がすことができる。
At this time, the
また、第2の金属層17は、第1の金属層14と同時に一体的に設けるようにすれば、生産性が向上する。
In addition, if the
上記の構成によれば、第2の金属層17は抵抗体11の近傍に位置するため、抵抗体11で発生した熱を、第2の金属層17へより多く逃がすことができ、これにより、抵抗体11の温度をより下げることができる。
According to the above configuration, since the
さらに、図6に示すように、他の金属層20を、放熱板13の抵抗体11が貼り付けされた面と対向する面に形成してもよい。これにより、抵抗体11で発生した熱をさらに多く逃がすことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 6, another
このとき、他の金属層20は、第1の金属層14、導電層15と接続してもよいし、しなくてもよい。また、他の金属層20と第2の金属層17とで放熱板13を挟み込むように形成しているため、他の金属層20と第2の金属層17とを同一材料、同一工法で形成すれば、他の金属層20、第2の金属層17と放熱板13との間に生じる熱膨張率の違いによる応力を緩和することができ、これにより、クラックなどが生じるのを抑えることができる。
At this time, the
(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4における金属板抵抗器の断面図である。なお、この本発明の実施の形態4においては、上記した本発明の実施の形態1と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a metal plate resistor according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment of the present invention, the same components as those in the first embodiment of the present invention described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
本発明の実施の形態4が上記した本発明の実施の形態1〜3と相違する点は、図7に示すように、抵抗体11と放熱板13との間に下電極21を形成した点である。
The difference between the fourth embodiment of the present invention and the first to third embodiments of the present invention is that the
このとき、下電極21と第1の金属層14とは電気的に接続されている。また、下電極21は、Cuを主成分とした別体の金属板を抵抗体11に溶接したり、抵抗体11、放熱板13に金属材料を直接めっき、スパッタ、印刷したりして形成する。
At this time, the
この構成によれば、抵抗体11で発生した熱を、第1の金属層14に効率的に逃がすことができるため、より抵抗体11の温度を下げることができる。なお、下電極21と第1の金属層14の電気的な接続は、導電層15を介してするようにしてもよい。
According to this configuration, since the heat generated by the resistor 11 can be efficiently dissipated to the
さらに、上記した実施の形態1〜4においては、絶縁基板が放熱板13に相当し、電極が第1、第2の金属層14、17、下電極21に相当するチップ抵抗器をそのまま使用できる。
Furthermore, in the first to fourth embodiments described above, the chip resistor in which the insulating substrate corresponds to the heat sink 13 and the electrodes correspond to the first and second metal layers 14 and 17 and the
本発明に係る金属板抵抗器は、長期信頼性を向上させることができるという効果を有するものであり、特に各種電子機器の電流値検出等に使用される高電力の金属板抵抗器等に適用することにより有用となるものである。 The metal plate resistor according to the present invention has an effect that long-term reliability can be improved, and in particular, it is applied to a high power metal plate resistor used for current value detection of various electronic devices and the like. It becomes useful by doing.
11 抵抗体
12 一対の電極
13 放熱板
14 第1の金属層
15 導電層
16 保護膜
17 第2の金属層
21 下電極
11 Resistor 12 Pair of Electrodes 13
Claims (5)
The heat dissipation device includes: a resistor made of metal; a pair of electrodes formed on both ends of the first surface of the resistor; and a heat sink attached to the second surface of the resistor; The metal plate resistor which formed the 1st metal layer in the board, and formed the conductive layer directly connected to each of the surface of the resistor, a pair of electrodes, and the 1st metal layer.
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