JP2004172502A - 表面実装用抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接性に優れ、比抵抗値のバラツキが少なく、しかもゼーベック効果が実質的に発生しないかまたは発生し難い表面実装用抵抗器を提供する。
【解決手段】抵抗体１の両端にスポット溶接する端子１１を、抵抗体１に溶接される第１の種類の金属板３と、第１の種類の金属板３よりも比抵抗値が低い第２の種類の金属板５とがクラッド接合されて構成されたクラッド材により形成する。該第１の種類の金属板３を抵抗体１に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力が、第２の種類の金属板５を抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力と等しくなるかまたはそれよりも小さくなる金属材料により第１の種類の金属板３を形成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板に直接実装することができる表面実装用抵抗器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−１６２７２０号公報（特許文献１）等には、金属製の板状の抵抗体と、この抵抗体の裏面にそれぞれ抵抗溶接すなわちスポット溶接により接続された金属製の端子とを具備する表面実装用抵抗器（一般的にシャント抵抗と呼ばれている抵抗器）が開示されている。金属端子は、横断面形状がコ字状になるように曲げられている。平坦な金属端子が用いられる場合もある。そして抵抗体は電気絶縁材料からなるモールドによって覆われる場合もある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１６２７２０号公報（図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の表面実装用抵抗器の開発においては、抵抗体と端子との間の溶接性の改善、比抵抗値のバラツキの抑制、半田付け性の向上等が主たる課題になっていた。しかしながら最近になって、抵抗体と端子との間でゼーベック効果（異種金属の接合面に熱起電力が発生する現象）により局部電池が形成され、この局部電池による電位差がこの種の抵抗器を使用する機器の精度に悪影響を与える課題があり、抵抗器の用途によってはこの課題の解消も大きな問題となっている。
【０００５】
本発明の目的は、溶接性に優れ、比抵抗値のバラツキが少ない表面実装用抵抗器を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、上記目的に加えてゼーベック効果が実質的に発生しないかまたは発生し難い表面実装用抵抗器を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、抵抗体と端子間の溶接性に優れた歩留まりの高い表面実装用抵抗器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属製の板状の抵抗体と、該抵抗体にそれぞれスポット溶接により接続された金属製の複数の端子とを具備する表面実装用抵抗器を改良の対象とする。本発明においては、これら複数の端子を、抵抗体に溶接される第１の種類の金属板と、第１の種類の金属板よりも比抵抗値が低い第２の種類の金属板とがクラッド接合されて構成されたクラッド材により形成することを特徴とする。クラッド材を用いて端子を形成すると、抵抗体の材料に対して、第１の種類の金属板と第２の種類の金属板の材質をそれぞれ適宜に選択することにより、抵抗体との溶接性を高め、比抵抗値のバラツキを小さくして、しかもゼーベック効果の発生を抑制することが可能になる。またクラッド材を用いれば、同じ品質の端子の製造が容易であるため、価格の上昇を抑えてしかも品質のバラツキを抑制することができる。
【０００９】
具体的には、第１の種類の金属板として、使用する抵抗体に対する溶接性に優れ且つ抵抗体との間でゼーベック効果の発生が少ないものを用いればよい。また第２の種類の金属板として、実質的にゼーベック効果の発生を考慮することなく、第１の種類の金属板よりも比抵抗値の低いものを用いればよい。換言すれば、第１の種類の金属板は、該第１の種類の金属板を抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力が、第２の種類の金属板を抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力と同等またはそれよりも小さくなる金属材料により形成することになる。
【００１０】
ゼーベック効果を低減できる抵抗体材料としては、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金であるマンガニンがある。この抵抗体材料を用いる場合には、第１の種類の金属板をＣｕ−Ｚｎ合金により形成し、第２の種類の金属板をＣｕにより形成するとよい。この場合、第１の種類の金属板の厚みは、０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍとし、第２の種類の金属板の厚みを０．０８ｍｍ〜０．２８ｍｍとすると、ゼーベック効果の効果的に発生を抑制して、しかも比抵抗値の上昇を阻止することができる。
【００１１】
さらに抵抗体をＮｉ−Ｃｒ合金により形成し、第１の種類の金属板をＦｅ、第２の種類の金属板をＣｕにより形成してもよいのは勿論である。
【００１２】
端子の形状は任意である。例えば、端子を抵抗体に溶接される第１の端子部分と、第１の端子部分の端部と連続して第１の端子部分が延びる方向と交差する方向に延びる第２の端子部分と、第２の端子部分と連続して第１の端子部分と所定の間隔をあけて並ぶように延びる第３の端子部分とを備えた構造とすることができる。この場合には、抵抗体と端子の第１の端子部分、第２の端子部分及び第３の端子部分の内面とを電気絶縁材料によりモールドしたモールド部を形成することができる。そして第２の端子部分及び第３の端子部分を、モールド部によって支持すれば端子の変形を防止できる。また第２の端子部分及び第３の端子部分の露出部分を、半田付け性を向上させる金属材料からなる薄膜によって覆えば、半田付け性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の表面実装用抵抗器の第１の実施の形態の断面図である。この表面実装用抵抗器は、金属製の矩形状の抵抗体１と、抵抗体１の長手方向の両端の裏面１ｂにスポット溶接により接合された２つの金属製の端子１１，１１とを備えている。端子１１は、後に詳しく説明するように、抵抗体１との溶接性に優れ且つ抵抗体１との間でゼーベック効果が発生し難い第１の種類の金属板３と第１の種類の金属板３よりも比抵抗値の低い第２の種類の金属板５とをクラッド接合してなるクラッド材を用いて形成されている。
【００１４】
この実施の形態では、抵抗体１は、マンガニンと呼ばれるＣｕ（銅）−Ｎｉ（ニッケル）−Ｍｎ（マンガン）合金により形成されている。ちなみに好ましいＣｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金の各金属の含有比率は、合金中のＭｎ＋Ｎｉ＋Ｃｕが９８重量％であり、その合金中のＭｎが１０〜１６％、Ｎｉが１〜５％の範囲に入るものである。Ｍｎを含む銅合金は、Ｍｎを含まない銅合金と比べてゼーベック効果が発生し難いことが知られている。しかしながらＭｎを含む銅合金は、Ｍｎを含まない銅合金と比べて、銅または銅を主成分とする金属との溶接性は劣る。
【００１５】
そこで抵抗体１としてマンガニン（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｎ合金）を用いる本実施の形態では、端子１１，１１を形成するために用いるクラッド材を構成する第１の種類の金属板３をＣｕ−Ｚｎ合金により形成し、第２の種類の金属板５をＣｕにより形成している。好ましいＣｕ−Ｚｎ合金の金属含有比率は、Ｚｎが１５重量％〜４０重量％の範囲に入るものであり、好ましくは３５重量％以下のものである。また第１の種類の金属板３の好ましい厚みは、０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍであり、第２の種類の金属板５の好ましい厚みは０．０８ｍｍ〜０．２８ｍｍである。第１の種類の金属板３の厚みは薄いほどよいがあまり薄くなるとスポット溶接の際に部分的に接合部で破れが生じするおそれがあるので、上記の範囲の値が好ましい。第２の種類の金属板の厚みは、端子の強度と加工性との観点から定められる。
【００１６】
この例では、スポット溶接を容易にするために端子１１，１１に予め、抵抗体１側に向かって突出する１以上の凸部７を形成してある。このような凸部７を形成しておくと、スポット溶接の際に凸部７に電流が集中して溶接性が高くなる。
凸部７は、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、金型Ｄを用いて形成することができる。凸部７の形状は、任意である。なおこのような凸部７を有しない、単なる平板状の端子を用いてもよいは勿論である。
【００１７】
抵抗体１の表面１ａ全体、抵抗体１の長手方向と直交する幅方向の両側に位置する両側面及び裏面１ｂの露出部分は、エポキシ樹脂等の電気絶縁材料によって形成された絶縁層９，９によって覆われている。この絶縁層９，９は、抵抗体１に接合された端子１１，１１の表面をメッキする際のマスクとして機能している。絶縁層９，９を設けた結果、抵抗体１の長手方向の側面と端子１１，１１の露出面がメッキ層６によって被覆されている。メッキ層６は、端子の半田付け性を向上させる薄膜であり、例えばＳｎＰｂやＳｎＣｕ等の半田メッキにより構成されている。
【００１８】
また、抵抗体１として、Ｎｉ−Ｃｒ合金を用いる場合には、第１の種類の金属板３をＦｅを主成分とする金属により形成し、第２の種類の金属板５をＣｕにより形成すればよい。
【００１９】
また、抵抗体１には比抵抗値の調整を行うためのトリミング溝を形成してもよいのは勿論である。
【００２０】
図２は本発明の第２の実施の形態の表面実装用抵抗器の断面図である。この実施の形態においては、端子１１は、抵抗体１の表面１ａ上に溶接される第１の端子部分１０１と、第１の端子部分１０１の端部と連続して第１の端子部分１０１が延びる方向と交差する方向に延びる第２の端子部分１０３と、第２の端子部分１０３と連続して第１の端子部分１０１と所定の間隔をあけて並ぶように延びる第３の端子部分１０５とを備えている。抵抗体１と端子１１の第１の端子部分１０１、第２の端子部分１０３及び第３の端子部分１０５の内面は電気絶縁材料によりモールドされて形成されたモールド部１０９によって覆われている。第２の端子部分１０３及び第３の端子部分１０５は、このモールド部１０９によって内側に向かって変形しないように支持されている。
【００２１】
第２の端子部分１０３及び第３の端子部分１０５の露出部分（モールド部１０９と接触していない部分）は、実装用の回路基板（図示されず）上に形成した電極との半田付け性を向上させるために、半田メッキ等の金属材料からなるメッキ層６によって覆われている。この実施の形態においても、比抵抗値の調整を行うためのトリミング溝を抵抗体１に形成してもよいのは勿論である。
【００２２】
上記各実施の形態では、端子１１を覆う薄膜をメッキ層６により形成しているが、スパッタリングや蒸着等によってこの薄膜を形成してもよいのは勿論である。
【００２３】
また上記各実施の形態では、端子１１の数は２つの場合で説明したが、複合抵抗器として４つあるいはそれ以上の端子を抵抗体１に溶接するようにしてもよいのは勿論である。
【００２４】
上記実施の形態によれば、端子は２種類の金属からなるクラッド材であり、抵抗体と溶接される第１の種類の金属板は、この第１の種類の金属板を抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力が、第２の種類の金属板を抵抗体に直接溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力より小さくなるように選択され、かつ第１の種類の金属板は、抵抗体との溶接性が優れているため、歩留まりの高い、ゼーベック効果を防止できる表面実装用抵抗器を提供できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の端子を、抵抗体に溶接される第１の種類の金属板と、第１の種類の金属板よりも比抵抗値が低い第２の種類の金属板とがクラッド接合されて構成されたクラッド材により形成したので、抵抗体の材料に対して、第１の種類の金属板と第２の種類の金属板の材質をそれぞれ適宜に選択することにより、抵抗体との溶接性を高め、金属と金属との接合性を高め、比抵抗値のバラツキを小さくして、しかもゼーベック効果の発生を抑制することが可能になる利点が得られる。またクラッド材を用いれば、同じ品質の端子の製造が容易であるため、価格の上昇を抑えてしかも品質のバラツキを抑制することができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表面実装用抵抗器の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の表面実装用抵抗器の断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、凸部を形成する方法を説明するために用いる図である。
【符号の説明】
１ 抵抗体
３ 第１の種類の金属板
５ 第２の種類の金属板
６ メッキ層
７ 凸部
１ １ 端子
１０１ 第１の端子部分
１０３ 第２の端子部分
１０５ 第３の端子部分
１０９ モールド部

Claims (7)

1. 金属製の板状の抵抗体と、
   前記抵抗体にそれぞれスポット溶接により接続された金属製の複数の端子とを具備する表面実装用抵抗器において、
   前記複数の端子が、前記抵抗体に溶接される第１の種類の金属板と、前記第１の種類の金属板よりも比抵抗値が低い第２の種類の金属板とがクラッド接合されて構成されたクラッド材により形成されていることを特徴とする表面実装用抵抗器。
2. 前記第１の種類の金属板は、該第１の種類の金属板を前記抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力が、前記第２の種類の金属板を前記抵抗体に溶接した場合において溶接部で生じるゼーベック効果により発生する起電力と同等またはそれよりも小さくなる金属材料により形成されている請求項１に記載の表面実装用抵抗器。
3. 前記抵抗体が、マンガニンにより形成されており、
   前記第１の種類の金属板がＣｕ−Ｚｎ合金により形成され、
   第２の種類の金属板がＣｕにより形成されている請求項２に記載の表面実装用抵抗器。
4. 前記第１の種類の金属板の厚みが、０．０２ｍｍ〜０．１２ｍｍであり、
   前記第２の種類の金属板の厚みが０．０８ｍｍ〜０．２８ｍｍである請求項３に記載の表面実装用抵抗器。
5. 前記抵抗体が、Ｎｉ−Ｃｒ合金により形成されており、
   前記第１の種類の金属板がＦｅにより形成され、
   第２の種類の金属板がＣｕにより形成されている請求項２に記載の表面実装用抵抗器。
6. 前記端子は前記抵抗体に溶接される第１の端子部分と、前記第１の端子部分の端部と連続して前記第１の端子部分が延びる方向と交差する方向に延びる第２の端子部分と、前記第２の端子部分と連続して前記第１の端子部分と所定の間隔をあけて並ぶように延びる第３の端子部分とを備えており、
   前記抵抗体と、前記端子の前記第１の端子部分と、前記第２の端子部分及び前記第３の端子部分の内面とが電気絶縁材料によりモールドされてモールド部が形成されており、
   前記第２の端子部分及び前記第３の端子部分が前記モールド部によって支持されており、
   前記第２の端子部分及び前記第３の端子部分の露出部分が、半田付け性を向上させる金属材料からなる薄膜によって覆われている請求項１に記載の表面実装用抵抗器。
7. 前記薄膜は、ＳｎＰｂまたはＳｎＣｕのメッキ薄膜である請求項６に記載の表面実装用抵抗器。

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