电阻器的制作方法

本发明涉及用于各种电子设备的电流值检测等的高耐电力且低电阻值的电阻器。

背景技术：

图6是现有的电阻器9的剖视图。电阻器9具备：由板状或箔状的金属构成的电阻体1；在电阻体1的上表面的两端部形成的一对电极2；在电阻体1的下表面通过绝缘性的粘接剂3粘贴的导热良好的散热板4；和形成在一对电极2之间以及散热板4的上表面上的保护膜5。散热板4由间隙6分割成2个。

与电阻器9类似的现有的电阻器，例如，在专利文献1中被公开。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开2010-514171号公报

技术实现要素：

电阻器具备：电阻体；第1树脂基板，其设置在电阻体的上表面，并且具有高导热性；第1散热板，其设置在第1树脂基板的上表面，并且由金属构成；第2树脂基板，其设置在第1散热板的上表面；第2散热板，其设置在第2树脂基板的上表面，并且由金属构成；第1端面电极，其设置在电阻体的第1端面，并且与第1散热板连接；和第2端面电极，其设置在电阻体的第2端面，并且与第2散热板连接。

该电阻器因为能够大幅降低电阻体的温度，所以能够提高长期可靠性。

附图说明

图1a是实施方式1中的电阻器的俯视图。

图1b是图1a所示的电阻器的线1b-1b处的剖视图。

图1c是表示图1b所示的电阻器的散热板的俯视图。

图1d是表示实施方式1中的另一电阻器的散热板的俯视图。

图2a是实施方式1中的又一电阻器的剖视图。

图2b是表示图2a所示的电阻器的散热板的俯视图。

图2c是表示实施方式1中的又一电阻器的散热板的俯视图。

图2d是表示实施方式1中的又一电阻器的散热板的俯视图。

图3是实施方式1中的又一电阻器的剖视图。

图4是表示实施方式1中的又一电阻器的散热板的俯视图。

图5a是实施方式2中的电阻器的剖视图。

图5b是表示实施方式2中的电阻器的散热板的俯视图。

图6是现有的电阻器的剖视图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1a是实施方式1中的电阻器1001的俯视图。图1b是图1a所示的电阻器1001的线1b-1b处的剖视图。电阻器1001具备：由金属构成的电阻体11；设置在电阻体11的下表面211的下电极12a、12b；设置在电阻体11的上表面111的具有高导热性的树脂基板13；设置在树脂基板13的上表面113的散热板14a、14b；和设置于电阻体11的端面电极15a、15b。电阻体11由具有上表面111、下表面211、和与上表面111以及下表面211相连的端面311、411、511、611的金属构成。端面311、411位于彼此相反的一侧，端面511、611位于彼此相反的一侧。下电极12a设置在电阻体11的与端面311相连的下表面211的端部211a。下电极12b设置在电阻体11的与端面411相连的下表面211的端部211b。端面电极15a、15b分别设置在电阻体11的端面311、411。电阻体11的端面411为端面311的相反侧，从端面311位于长边方向dl上。电流在端面电极15a、15b之间主要沿长边方向dl流动。

如图1b所示，电阻器1001构成为安装于安装用基板2001。

散热板14a、14b均由金属构成。散热板14a、14b隔着间隙16而彼此分离，分别与端面电极15a、15b连接。

电阻器1001还具备：在散热板14a、14b的上表面114a、114b设置的树脂基板17、和在树脂基板17的上表面117设置的散热板18a、18b。散热板18a、18b均由金属构成。散热板18a、18b隔着间隙19而彼此分离，分别与端面电极15a、15b连接。

树脂基板13具有：上表面113、位于电阻体11的上表面111的下表面213、与上表面113以及下表面213相连的端313、和在端313的相反一侧从端313位于长边方向dl上并与上表面113以及下表面213相连的端413。

散热板14a具有：上表面114a、位于树脂基板13的上表面113的下表面214a、与上表面114a以及下表面214a相连的端314a、和在端314a的相反一侧从端314a位于长边方向dl上并与上表面114a以及下表面214a相连的端414a。端314a与端面电极15a连接。散热板14b具有：上表面114b、位于树脂基板13的上表面113的下表面214b、与上表面114b以及下表面214b相连的与端面电极15b连接的端414b、和在端414b的相反一侧从端414b位于长边方向dl的相反方向上并与上表面114b以及下表面214b相连的端314b。端414b与端面电极15b连接。散热板14a的端414a隔着间隙16与散热板14b的端314b对置。

树脂基板17具有：上表面117、位于散热板14a、14b的上表面114a、114b的下表面217、与上表面117以及下表面217相连的端317、和在端317的相反一侧从端317位于长边方向dl上并与上表面117以及下表面217相连的端417。

散热板18a具有：上表面118a、位于树脂基板17的上表面117的下表面218a、与上表面118a以及下表面218a相连的端318a、和在端318a的相反一侧从端318a位于长边方向dl上并与上表面118a以及下表面218a相连的端418a。端318a与端面电极15a连接。散热板18b具有：上表面118b、位于树脂基板17的上表面117的下表面218b、与上表面118b以及下表面218b相连的端418b、和在端418b的相反一侧从端418b位于长边方向dl的相反方向上并与上表面118b以及下表面218b相连的端318b。端418b与端面电极15b连接。散热板18a的端418a隔着间隙16与散热板18b的端318b对置。

电阻体11由板状或箔状的cumnni(锰镍铜合金(manganin))构成。电阻体11也可以由cuni、cumn、nicr、cunisn、cumnsn等其他的金属材料构成，更优选由具有低电阻温度系数(tcr)的cumnni构成。

图1用虚线示出电阻体11的形状。在电阻体11通过蚀刻等进行加工从而具有蜿蜒形状。在实施方式1中，电阻体11的具有蜿蜒形状的部分位于长边方向dl的中心附近。在电阻体11，也可以设置有用于调整其电阻值的1个以上的微调槽。

下电极12a、12b将以cu为主要成分的金属材料直接镀覆于电阻体11的下表面211来形成。下电极12a、12b也可以将分体的金属板焊接、包覆接合于电阻体11的下表面211或者在电阻体11的下表面211对上述金属材料进行溅射、印刷来形成。

在电阻体11的下表面211，在下电极12a、12b之间设置有由环氧树脂或硅树脂构成的保护膜20。

树脂基板13形成为与电阻体11的上表面111直接接触，其由包含树脂13r和分散在树脂13r中的陶瓷粉末13p的混合物构成。在实施方式中，树脂13r是环氧树脂，陶瓷粉末13p是氧化铝粉末。

树脂基板13由于陶瓷粉末13p而具有高导热性和高绝缘性。此外，树脂基板13因为含有树脂13r，所以通过进行按压而与电阻体11和散热板14a、14b无粘接剂地牢固地粘接，具有高粘接性。即，通过使用树脂基板13，从而能够满足导热性和粘接性这两者。

树脂基板13中包含的陶瓷粉末13p的含有量优选为30vol％～90vol％或85wt％～98wt％。若陶瓷粉末13p的含有量较少则导热性变差。若陶瓷粉末13p的含有量较多则粘接性变差。

另外，陶瓷粉末13p也可以是二氧化硅粉末，但更优选为导热率较大的氧化铝粉末。

树脂基板13的厚度大于散热板14a、14b、18a、18b。

散热板14a、14b分别直接形成于树脂基板13的上表面113的长边方向dl上排列的与端313、413相连的两端部。散热板14a、14b隔着间隙16而彼此分离。散热板14a、14b、18a、18b由cu等金属构成。散热板14a的端314a与端面电极15a连接，散热板14b与端面电极15b连接。

端面电极15a通过在电阻体11的端面311和下电极12a和树脂基板13的端313和散热板14a的端314a和树脂基板17的端317和散热板18a的端318a对铜、镍铬等金属进行溅射而形成。端面电极15b通过在电阻体11的端面411和下电极12b和树脂基板13的端413和散热板14b的端414b和树脂基板17的端417和散热板18b的端418b对铜、镍铬等金属进行溅射而形成。在端面电极15a、15b的表面形成有铜层、镀镍层或镀锡层等金属层。在电阻器1001的安装时，在金属层的表面形成安装用的焊料镀覆。

树脂基板17设置于散热板14a、14b的上表面，由与安装用基板2001所含有的材料相同的玻璃环氧构成。

散热板18a形成于树脂基板17的与上表面117的端317相连的端部，散热板18b形成于树脂基板17的与上表面117的端417相连的端部。散热板18a隔着间隙19而与散热板18b分离。散热板18a、18b由cu等金属构成。散热板18a的端318a与端面电极15a连接，散热板18b的端418b与端面电极15b连接。

散热板14a、14b将cu等金属板粘贴于树脂基板13的上表面113而形成。散热板18a、18b将cu等金属板粘贴于树脂基板17的上表面117而形成。

通过散热板14a、14b之间的间隙16，从而使得在散热板14a、14b之间不能形成电流的路径。通过散热板18a、18b之间的间隙19，从而使得在散热板18a、18b之间不能形成电流的路径。

间隙16、19的长边方向dl的宽度优选为长边方向dl上的电阻器1001的全长(树脂基板13、树脂基板17的长度)的1/50以上。若间隙16、19的长边方向dl的宽度超过长边方向dl上的电阻器1001的全长的1/10，则散热板14a、14b、18a、18b的长边方向dl的长度变短从而散热效果变小，故不优选。

在散热板18a、18b的上表面形成有由玻璃环氧构成的树脂基板17a。也可以在树脂基板17a的上表面设置有保护膜。

在图6所示的现有的电阻器9中，由于散热板4与电阻体1之间的绝缘性的粘接剂3，从而由电阻体1产生的热难以传导至散热板4。因此，电阻体1的温度处于较高的状态，长期可靠性变差。

在实施方式1中的电阻器1001中，在施加了电流时由电阻体11产生的热经由树脂基板13和树脂基板17而传至散热板14a、14b、18a、18b。传至散热板14a、14b、18a、18b的热通过端面电极15a、15b和下电极12a、12b而释放到安装用基板2001，由此，能够降低电阻体11的温度，结果，能够实现电阻器1001的高额定功率化、长期可靠性的提高。

电阻体11的具有蜿蜒形状的部分是与其他部分相比发热量较大的热点(hotspot)。从上方观察，优选电阻体11的热点与间隙16、19不重叠。由此，在热点产生的热容易传至散热板14a、14b、18a、18b。

接下来，对实施方式1中的电阻器1001的制造方法进行说明。

首先，准备具有与散热板14a、14b以及间隙16对应的部分并成为散热板14a、14b的1块金属板、和具有与散热板18a、18b以及间隙19对应的部分并成为散热板18a、18b的1块金属板。通过热压接使成为散热板18a、18b的上述1块金属板粘接于树脂基板17的上表面117，并通过热压接使成为散热板14a、14b的上述1块金属板粘接于树脂基板17的下表面217。然后，通过对成为散热板14a、14b的上述1块金属板进行蚀刻而形成间隙16，通过对成为散热板18a、18b的上述1块金属板进行蚀刻而形成间隙19。由此，在树脂基板17的下表面217的两端部形成散热板14a、14b，在树脂基板17的上表面117的两端部形成散热板18a、18b。

接下来，将另一树脂基板17a、树脂基板13和电阻体11进行粘贴并进行按压。由此，能够使树脂基板13、电阻体11和散热板14a、14b粘接。此时，间隙16由树脂基板13填埋，间隙19由树脂基板17a填埋。

接下来，对电阻体11进行蚀刻使得电阻体11具有图1a所示的蜿蜒形状后，通过镀覆在电阻体11的下表面211的两端部形成下电极12a、12b。

接下来，在电阻体11形成微调槽来调整电阻值。

接下来，在电阻体11的下表面211的下电极12a、12b之间涂敷环氧树脂或硅树脂，进行干燥后形成保护膜20。

最后，通过在电阻体11、下电极12a、树脂基板13、散热板14a、树脂基板17、散热板18a的端对铜、镍铬进行溅射，从而形成端面电极15a，并通过在电阻体11、下电极12b、树脂基板13、散热板14b、树脂基板17、散热板18b的端对铜、镍铬进行溅射，从而形成端面电极15b。然后，在端面电极15a、15b的表面形成铜层、镀镍层或镀锡层。

在实施方式1中的电阻器1001中，具有高导热性的树脂基板13由环氧树脂(树脂13r)和氧化铝粉末(陶瓷粉末13p)的混合物构成，树脂基板13和电阻体11直接接触，树脂基板13与散热板14a、14b直接接触。因此，由电阻体11产生的热的大部分经由散热板14a、14b容易地释放到安装用基板2001，由此，能够大幅降低电阻体11的温度，能够提高长期可靠性。

在利用粘接剂使电阻体和散热板进行了粘接的现有的电阻器中，由电阻体产生的热难以传导至散热板。在该现有的电阻器中，若为了使热变得容易传导而减薄粘接剂，则不能保持绝缘性。

与此相对，在实施方式1中的电阻器1001中，在散热板14a、14b的每一个与电阻体11之间，形成有由环氧树脂与氧化铝粉末的混合物构成的具有高导热性的树脂基板13。因此，如上所述，树脂基板13具有高导热性和高绝缘性，能够牢固地与电阻体11和散热板14a、14b进行粘接。

具有高导热性的树脂基板13优选为无粘接剂地与电阻体11和散热板14a、14b进行粘接。即使为了提高绝缘性而增厚树脂基板13也能够保持导热性，但如果使用粘接剂，那么只要增厚树脂基板13，导热性就会下降。

树脂基板17因为由安装用基板2001所含有的玻璃环氧构成，所以能够防止因电阻器1001的安装后的树脂基板17与安装用基板2001的热膨胀率的差异而引起的焊料裂纹，而且，耐热性也优异。

即，通过将由环氧树脂(树脂13r)与氧化铝粉末(陶瓷粉末13p)的混合物构成的具有高导热性的树脂基板13、和由玻璃环氧构成的树脂基板17进行层叠，从而能够实现电阻器1001的长期可靠性的提高、额定功率的高功率化、焊料裂纹的防止、耐热性。

图1c是表示电阻器1001的散热板14a、14b、18a、18b的俯视图。隔着间隙16彼此对置的散热板14a、14b的端414a、314b呈直线状彼此平行地延伸，间隙16呈直线状延伸。同样地，隔着间隙19彼此对置的散热板18a、18b的端418a、318b呈直线状彼此平行地延伸，间隙19呈直线状延伸。

在图1c所示的实施方式1中的电阻器1001中，从上方观察，间隙16、19设置于相同位置。由此，从上方容易确认间隙19、具有高导热性的树脂基板13的形状等。

此外，在图1c所示的电阻器1001中，从上方观察，间隙16、19都是沿着通过电阻器1001(电阻体11)的长边方向dl的中心、与电阻体11的上表面111平行、并且与长边方向dl成直角的中心线lc设置。由此，散热板14a、14b、18a、18b能够在长边方向dl上均衡地对电阻体11进行散热。

图1d是表示实施方式1中的另一电阻器1001a的散热板14a、14b、18a、18b的俯视图。在图1d中，对与图1a至图1c所示的电阻器1001相同的部分赋予相同的参照编号。在图1d所示的电阻器1001a中，间隙16、19从上方观察处于相同位置，并且从电阻器1001a的中心线lc错开配置。在电阻器1001a中，因为在电阻体11的热点的上方设置有散热板14b、散热板1gb，所以散热性良好，而且，能够提高机械强度。

图2a是实施方式1中的又一电阻器1001b的剖视图。图2b是表示电阻器1001b的散热板14a、14b、18a、18b的俯视图。在图2a和图2b中，对与图1a至图1c所示的电阻器1001相同的部分赋予相同的参照编号。在图2a和图2b所示的电阻器1001b中，从上方观察，间隙16、19设置在彼此不同的位置。由此能够提高电阻器1001b的机械强度。从上方观察，与中心线lc平行呈直线状延伸的间隙16、19对于中心线lc彼此对称地配置。由此，能够高效地加强因应力而最容易发生变形的电阻器1001b的中心部分。

间隙16、19从上方观察，也可以具有v字形状、l字形状或锯齿形状。通过从上方观察，间隙16、19的至少1个通过中心线lc，从而能够提高实施方式1中的电阻器的机械强度。以下对具备具有这些形状的间隙16、19的电阻器进行说明。

图2c是表示实施方式1中的又一电阻器1001c的散热板14a、14b、18a、18b的俯视图。在图2c中，对与图2a和图2b所示的电阻器1001b相同的部分赋予相同的参照编号。

在图2c所示的电阻器1001c中，散热板14a、14b的端414a、314b与中心线lc非平行。具体而言，从上方观察，散热板14a的端414a具有向与长边方向dl相反方向凹进的v字形状，散热板14b的端314b具有向与长边方向dl相反方向突出的v字形状。因此，间隙16具有向长边方向dl突出的v字形状，从上方观察通过中心线lc进行交叉。从上方观察，散热板14a、14b的端414a、314b与中心线lc交叉。从上方观察，散热板14a、14b的端414a、314b的1个也可以不与中心线lc交叉，即，散热板14a、14b的端414a、314b的至少1个与中心线lc交叉。由此能够提高电阻器1001c的机械强度。

散热板18a、18b的端418a、318b与中心线lc非平行。具体而言，从上方观察，散热板18a的端418a具有在长边方向dl上凹进的v字形状，散热板18b的端318b具有在长边方向dl上突出的v字形状。因此，间隙19具有向与长边方向dl相反方向突出的v字形状，从上方观察通过中心线lc进行交叉。从上方观察，散热板18a、18b的端418a、318b与中心线lc交叉。从上方观察，散热板18a、18b的端418a、318b的1个也可以不与中心线lc交叉，即，散热板18a、18b的端418a、318b的至少1个与中心线lc交叉。由此能够提高电阻器1001c的机械强度。

在图2c所示的电阻器1001c中，从上方观察，在长边方向dl上间隙16存在的范围w16与在长边方向dl上间隙19存在的范围w19实质上一致。由此能够提高电阻器1001c的机械强度。从上方观察，在长边方向dl上范围w16也可以与范围w19不一致。

图2d是表示实施方式1中的又一电阻器1001d的散热板14a、14b、18a、18b的俯视图。在图2d中，对与图2c所示的电阻器1001c相同的部分赋予相同的参照编号。

在图2d所示的电阻器1001d中，散热板14a、14b的端414a、314b具有与中心线lc非平行的部分。具体而言，从上方观察，散热板14a的端414a具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分514a。从上方观察，散热板14b的端314b具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分514b。因此，间隙16具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分516。由此能够提高电阻器1001d的机械强度。

散热板18a、18b的端418a、318b具有与中心线lc非平行的部分。具体而言，从上方观察，散热板18a的端418a具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分518a。从上方观察，散热板18b的端318b具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分518b。因此，间隙19具有与中心线lc平行地蜿蜒并且延伸的锯齿形状，并具有沿长边方向dl延伸且与中心线lc交叉的部分519。由此能够提高电阻器1001d的机械强度。

在图2d所示的电阻器1001d中，间隙16的部分516位于间隙19的部分519之间，从上方观察与间隙19的部分519不一致。由此能够提高电阻器1001d的机械强度。

图1a至图2d所示的电阻器1001、1001a～1001d也可以具备由树脂基板17、和设置在树脂基板17的上表面117的散热板18a、18b分别构成的多个组。以下对这样的电阻器进行说明。

图3是实施方式1中的又一电阻器1001e的剖视图。在图3中，对与图1a所示的电阻器1001相同的部分赋予相同的参照编号。电阻器1001e还具备：在图1a所示的电阻器1001的树脂基板17的上表面117设置的散热板58a、58b、和设置在散热板58a、58b的上表面的树脂基板57。树脂基板17a设置在散热板18a、18b的上表面。树脂基板57由与树脂基板17相同的材料构成。散热板58a、58b与散热板18a、18b同样地，通过由树脂基板57填充的间隙59彼此分离，与端面电极15a、15b分别连接。电阻器1001e也能够与图1a所示的电阻器1001同样地实现高额定功率化、长期可靠性的提高。

图4是表示实施方式1中的又一电阻器1001f的散热板14a～14c、18a～18c的俯视图。在图4中，对与图1a至图1c所示的电阻器1001相同的部分赋予相同的参照编号。图4所示的电阻器1001f还具备：设置在树脂基板13的上表面113的散热板14c、和设置在树脂基板17的上表面117的散热板18c。散热板14c设置于散热板14a、14b之间的间隙16。散热板14a、14c隔着间隙16a而彼此分离，散热板14b、14c隔着间隙16b而彼此分离。散热板18c设置于散热板18a、18b之间的间隙19。散热板18a、18c隔着间隙19a而彼此分离，散热板18b、18c隔着间隙19b而彼此分离。

图1b、图2a、图3所示的保护膜20优选含有由二氧化硅、氧化铝等陶瓷粉构成的填料。由此能够将由电阻体11产生的热也释放至保护膜20，所以能够进一步降低电阻体11的温度。

(实施方式2)

图5a是实施方式2中的电阻器1002的剖视图。在图5a中，对与图1a所示的实施方式1中的电阻器1001相同的部分赋予相同的符号。实施方式2中的电阻器1002不具备实施方式1中的电阻器1001的散热板14b、18a。

图5b是表示电阻器1002的散热板14a、18b的俯视图。从上方观察，散热板14a越过中心线lc而延伸至端413的附近，使得在长边方向dl上未达到树脂基板13的端413。从上方观察，散热板18b越过中心线lc而延伸至端313的附近，使得在与长边方向dl相反方向上未达到树脂基板13的端313。从上方观察，散热板14a、18b重叠。

在电阻器1002中，因为覆盖电阻体11的散热板14a变长，所以能够有效地释放由电阻体11产生的热。

在实施方式1、2中，“上表面”“下表面”“上方”等表示方向的用语表示仅由电阻体11、散热板14a、14b、18a、18b等电阻器的构成构件的相对位置关系决定的相对方向，并非表示铅直方向等绝对方向。

产业上的可利用性

本发明所涉及的电阻器能够提高长期可靠性，特别是能够应用于在各种电子设备的电流值检测等中使用的高功率且低电阻值的电阻器等。

符号说明

11电阻体

12a下电极(第1下电极)

12b下电极(第2下电极)

13树脂基板

14a散热板(第1散热板)

14b散热板(第2散热板)

15a端面电极(第1端面电极)

15b端面电极(第2端面电极)

16间隙(第1间隙)

17树脂基板

18a散热板(第3散热板)

18b散热板(第2散热板、第4散热板)

19间隙(第2间隙)