专利名称：片状电阻器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及片状电阻器及其制造方法。
背景技术：
本申请的图10及图11表示现有的片状电阻器。图10中的片状电阻器1A是日本国专利申请公开第2002-57009号公报中公开的片状电阻器，图11中的片状电阻器2A是日本国专利申请公开第2002-57010号公报中公开的片状电阻器。
如图10所示，片状电阻器1A备有金属制的电阻体100、以及一对铜制的电极110。两个电极110被固定在电阻体100的下表面100a上，同时沿图示的X方向互相分开配置。在各电极110的下表面上设有焊料层130。
片状电阻器1A例如用焊料进行面安装在印刷电路板上。这时，熔融的焊料优选与各电极110的全部下表面均匀接触。可是，熔融的焊料有时只与各电极110的内侧侧面111及其附近接触。或者，熔融的焊料有时只与各电极110的外侧侧面112的局部接触。在前一种情况和后一种情况下，由片状电阻器1A提供的电阻值不同。因此，在使用片状电阻器1A的电路中，随着焊接状态的不同，有时不能获得期望的电特性。在电阻值低(例如100mΩ以下)的片状电阻器中，这样的不适宜的情况变得很明显。
图11所示的片状电阻器2A有在上述的片状电阻器1A中追加了一对焊接片120的结构。具体地说，两个焊接片120被固定在电阻体100的上表面100b上，同时沿X方向互相分开设置。如图所示，各焊接片120位于对应的一个电极110的正上方。焊接片120由镍等适合引线焊接的材料形成，有比电阻体100小的电阻率。
如果采用上述结构，则片状电阻器2A的端部(由电极110、焊接片120、以及夹在它们中间的电阻体100的端部构成的集合体)的电阻值，比不设置焊接片120时(即图10所示的片状电阻器1A的情况)小。因此，在片状电阻器2A中降低了或者实际上消除了片状电阻器1A的上述的不适宜情况。
可是，在图11所示的片状电阻器2A中，电极110是铜制的，与此不同，焊接片120例如是镍制的。因此，作为电极形成用及焊接片形成用，必须准备不同的两种材料。另外，这样的材料不同的电极110和焊接片120需要用不同的工序形成。其结果，存在片状电阻器2A的生产成本增大的问题。
发明内容
本发明即是考虑了上述情况的发明。因此本发明提供一种由焊接状态引起的电阻值的变化小、而且能谋求降低生产成本的片状电阻器。另外，本发明还提供这样的片状电阻器的制造方法。
本发明的第一方面提供的片状电阻器，具有含有第一面及与该第一面相反的第二面的电阻体；在上述第一面上互相分开设置的至少两个主电极；以及在上述第二面上互相分开，同时隔着上述电阻体在与上述主电极对向的位置上设置的至少两个辅助电极。上述主电极和上述辅助电极的材质相同。
上述辅助电极之间的分开距离，优选为上述主电极之间的分开距离以上。
本发明的片状电阻器优选还具有在上述电阻体上形成的第一绝缘层及第二绝缘层。上述第一绝缘层覆盖上述电阻体的上述第一面中位于上述主电极之间的区域，上述第二绝缘层盖上述电阻体的上述第二面中位于上述辅助电极之间的区域。
上述第一绝缘层的厚度优选在上述主电极的厚度以下。
本发明的片状电阻器优选还具有在上述电阻体上形成的至少两个焊料层。上述电阻体包括互相分开的一对端面，用上述两个焊料层中对应的一个焊料层覆盖各端面。
除了上述电阻体的上述端面以外，上述焊料层优选还覆盖上述主电极及上述辅助电极。
本发明的片状电阻器优选还具有在上述电阻体上形成的第三绝缘层。上述电阻体有在上述第一面及上述第二面之间延伸的侧面，由上述第三绝缘层覆盖该侧面。
本发明的第二方面提供片状电阻器的制造方法。该方法包括以下步骤准备有第一面及与该第一面相反的第二面的电阻材料，在上述第一面上形成第一导电层图形，在上述第二面上形成第二导电层图形，将上述电阻材料体分割成多个电阻体。由同一种材料形成上述第一导电层及上述第二导电层。
优选采用以下方式进行上述电阻材料体的分割作为结果获得的片状电阻器备有作为上述第一导电层的一部分的主电极，而且，备有作为上述第二导电层的一部分的辅助电极。
本发明的方法优选还包括在上述第一导电层的图形形成之前，在上述电阻材料体的上述第一面上形成第一绝缘层图形，同时在上述电阻材料体的上述第二面上形成第二绝缘层图形的步骤。在上述电阻材料体中不形成上述第一及第二绝缘层的区域中，形成上述第一导电层及上述第二导电层。
优选通过厚膜印刷，形成上述绝缘层的图形。
优选通过金属电镀，形成上述第一及第二导电层。
优选通过冲切或切断，分割上述电阻材料体。
本发明的方法优选还备有在各电阻体的侧面上形成绝缘层，同时在上述各电阻体的端面上，通过滚镀(barrel plating)处理形成焊料层的步骤。
图1是表示基于本发明的片状电阻器的立体图。
图2是沿图1中的II-II线的截面图。
图3A～3C是说明上述片状电阻器的制造方法的一部分的图。
图4A～4B是说明继图3C中的工序之后的工序的图。
图5A～5B是说明继图4B中的工序之后的工序的图。
图6是表示图1中的片状电阻器的变形例的立体图。
图7A是表示本发明的片状电阻器的制造中用的框架之一例的立体图，图7B是表示该框架的主要部分的平面图。
图8A～8B是说明利用上述框架的制造方法的一个例子的图。
图9A～9B是说明利用上述框架的制造方法的另一个例子的图。
图10是表示现有的片状电阻器一个例子的立体图。
图11是表示现有的片状电阻器的另一个例子的立体图。
具体实施例方式
以下，参照附图具体地说明本发明的优选实施例。
图1及图2表示基于本发明的片状电阻器。图中示出的片状电阻器R1备有电阻体1、一对主电极21、一对辅助电极22、第一及第二绝缘层31、32、以及一对焊料层4。
电阻体1呈厚度一定的片状，是金属制的。作为形成电阻体1的材质，能举出Ni-Cu系列合金或Cu-Mn系列合金，但不限定于这些。即，电阻体1的材质适当地选择具有符合片状电阻器R1的目标电阻值的电阻率的材质即可。
一对主电极21及一对辅助电极22的材质相同，例如是铜制的。各主电极21设置在电阻体1的下表面1a上。另一方面，各辅助电极22设置在电阻体1的上表面1b上。更具体地说，这些一对主电极21及一对辅助电极22沿图中所示的X方向隔开一定间隔。各主电极21及各辅助电极22的外侧侧面21a、22a与电阻体1的端面1c(沿X方向隔开一定间隔的端面)呈一面状。如图2所示，各主电极21的宽度w1比各辅助电极22的宽度w2大，一对主电极21的间隔S1比一对辅助电极22的间隔小。
第一及第二绝缘层31、32都是环氧树脂等树脂制的。第一绝缘层31设置在电阻体1的下表面1a中一对主电极21之间的区域上。另一方面，第二绝缘层32设置在电阻体1的上表面1b中一对辅助电极22之间的区域上。第一绝缘层31有沿X方向离开的侧边缘部31a，这些侧边缘部与主电极21的内侧侧面21b连接。同样，第二绝缘层32有沿X方向离开的侧边缘部32a，这些侧边缘部与辅助电极22的内侧侧面22b连接。因此，两个主电极21的离开距离S1与第一绝缘层31的宽度为相同，两个辅助电极22的离开距离S2与第二绝缘层32的宽度为相同。第一绝缘层31的厚度t3比主电极21的厚度t1小，第二绝缘层32的厚度t4比辅助电极22的厚度t2小。本发明不限于此，也可以使t3和t1相同，另外使t4和t2相同。
从图1及图2可以理解，各焊料层4有底部(覆盖主电极21)、上部(覆盖辅助电极22)、以及连接这些底部和上部的侧部。侧部覆盖电阻体1的端面1c。如后面所述，焊料层4通过电镀形成。因此，在图2中如标记n1、n2所示，焊料层4在这些绝缘层上延伸，以便覆盖第一及第二绝缘层31、32的一部分。另外，与焊料层4相同，主电极21及辅助电极22也通过电镀形成。因此，虽然图中未示出，但实际上，主电极21及辅助电极22也重叠在第一绝缘层31或第二绝缘层32上。
电阻体1的厚度为0.1mm～1mm左右。主电极21及辅助电极22的厚度为30～200μm左右。第一及第二绝缘层31、32的厚度为20μm左右。焊料层4的厚度为5μm左右。电阻体1的长度及宽度分别为2mm～7mm左右。当然，这些尺寸只是举出的例子。例如，电阻体1的尺寸可以根据目标电阻值的大小适当地设定。片状电阻器R1作为具有低电阻值(例如0.5mΩ～100mΩ左右)的电阻器构成。
可以采用图3～图5所示的方法，制造上述的片状电阻器R1。
首先，如图3A所示，准备成为电阻体1的材料的金属制的板10。板10有能取得多个电阻体1的尺寸(长×宽)，整体有均匀的厚度。板10包括第一面10a及与该第一面相反的第二面10b。
如图3B所示，在板10的第一面10a上形成多个条状的绝缘层31’。这些绝缘层31’互相平行延伸，以规定的间隔互相离开。绝缘层31’例如通过环氧树脂的厚膜印刷形成。
如图3C所示，在板10的第二面10b上形成多个条状的绝缘层32’。这些绝缘层32'互相平行延伸，以规定的间隔互相离开。优选与上述的绝缘层31’的情况相同，绝缘层32’也通过环氧树脂的厚膜印刷形成。这样，在绝缘层31’、32’的形成中采用相同的树脂及相同的方法，能抑制制造成本的上升。另外，如果采用厚膜印刷，则能按照规定的尺寸准确地加工各绝缘层31’、32’的宽度和厚度。如该图所示，绝缘层32’相对于对应的一个绝缘层31’，沿铅直方向位置一致，绝缘层32’的宽度设定得比绝缘层31’的宽度大。
如图4A所示，在第一面10a上形成的绝缘层31’之间形成第一导电层21’。与此同时，在第二面10b上形成的绝缘层32’之间形成第二导电层22’。这些第一及第二导电层21’、22’的形成，例如通过镀铜来进行。第一导电层21’是成为主电极21的原形的部分，第二导电层22’是成为辅助电极22的原形的部分。
采用电镀处理，则能同时而且容易地形成具有均匀厚度的多个导电层。另外，采用电镀处理，则能在导电层和绝缘层之间不产生间隙地形成导电层。
形成了导电层21'、22’后，如图4B所示，沿着假想线C1，切断板10(以及在它上面形成的导电层21’、22’)。切断位置是沿其宽度方向将导电层21’、22’一分为二的位置。通过该切断，板10被分割成多个棒状的电阻材料体1’。电阻材料体1’作为切断面有沿其长方向延伸的一对侧面1c’。
如图5A所示，形成焊料层4’，使其覆盖电阻材料体1’的侧面1c’、以及导电层21’、22’。由此，能获得棒状的电阻器集合体R1’。焊料层4’的形成例如通过电镀处理进行。
如图5B所示，沿着假想线C2，切断电阻器集合体R1’。切断位置是沿电阻器集合体R1’的长边方向相距一定间隔的地方。通过该切断，电阻器集合体R1’被分割成多个片状电阻器R1。
如上所述获得的片状电阻器R1对印刷电路板(或其他安装对象)，例如采用回流焊的方法进行面安装。具体地说，用回流焊的方法将浆状(cream)焊料涂敷在电路板上的端子上。此后，将片状电阻器R1放置在电路板上，使主电极21与涂敷的焊料相接触。在该状态下，在反流炉内加热电路基板和片状电阻器R1。最后，使熔融的焊料冷却固化，将片状电阻器R1固定在电路板上。
进行上述的回流焊时，焊料层4熔融。在电阻体1的各端面1c上、以及各主电极21及各辅助电极22上形成焊料层4。因此，由熔融的焊料形成图1中用假想线表示的焊料填角Hf。通过从外部确认该焊料填角Hf的状态(例如形状)，可以判断是否适当地进行了片状电阻器R1的安装。另外，由于焊料填角Hf的存在，所以能将片状电阻器R1可靠地固定在电路板上。再者，焊料填角Hf由于具有使片状电阻器R1中发生的热逃逸的作用，所以还有抑制片状电阻器R1的温度上升的效果。为了形成这样的焊料填角，优选如图示的实施方式所示，由下部(覆盖主电极21)、侧部(覆盖电阻体1的端面1c)及上部(覆盖辅助电极22)的三个部分组成，但本发明不限定于此。例如焊料层4至少有覆盖电阻体1的端面1c的部分即可。另外，焊料层4的下部、侧部及上部优选形成连接成一体的状态，但这三个部分也可以互相分开设置。
片状电阻器R1的面安装时，有时熔融的焊料从主电极21或辅助电极22向远方向流出。可是，在电阻体1的下表面1a及上表面1b上的“电极非形成部分”(不设置主电极21及辅助电极22的部分)的总体上，形成第一及第二绝缘层31、32。因此能防止熔融焊料直接焊接在电阻体1上。
为了将片状电阻器R1的电阻值(一对主电极21之间的电阻值)加工成目标值，有必要以规定的间隔准确地加工一对主电极21的间隔S1。关于这一点，一对主电极21的间隔S1由通过厚膜印刷将其尺寸准确地加工成规定的尺寸的第一绝缘层31规定。因此，间隔S1能达到规定的准确的值。
各辅助电极22是铜制的，有与各主电极21同样高的电导率。辅助电极22的电阻比电阻体1小。因此，由各主电极21、各辅助电极22、以及夹在它们中间的电阻体1的一部分构成的区域的电阻比不备有辅助电极22时(参照图10)的电阻小。因此，能使例如焊料只偏向各主电极21的下表面的内侧侧面21b的部分接触的情况和焊料只偏向各主电极21的下表面的外侧侧面21a的部分接触的情况的电阻值的差小。
辅助电极22的间隔S2比主电极21的间隔S1大。因此，辅助电极22之间的电阻也比主电极21之间的电阻大。因此，片状电阻器R1的电阻值不会由于辅助电极22之间的电阻的影响小于本来的电阻值。
各主电极21及各辅助电极22的一部分重叠在第一及第二绝缘层31、32的侧边缘部31a、32a上。因此，这些侧边缘部31a、32a不容易从电阻体1剥离。
本发明不限定于上述的实施方式的内容。本发明的片状电阻器的各部的具体的结构的设计能自由地进行各种变更。同样，本发明的片状电阻器的制造方法的各作业工序的具体结构也能自由地变更。
例如，本发明的片状电阻器也可以如图6所示的结构。在图6以后的图中，与上述实施方式相同或类似的要素标以与上述实施方式相同的标记。
图6所示的片状电阻器R2备有覆盖电阻体1的一对侧面1d的第三绝缘层33。采用这样的结构，能防止焊料附着在电阻体1的侧面1d上。
另外，在制造片状电阻器时，能使用图7A及图7B所示的框架F。该框架F例如是对平板状的金属板进行冲切加工等形成的。框架F备有沿一定方向延伸的多个板状部11、以及支承这些多个板状部11的矩形框状的支承部12。在相邻的板状部11之间，形成狭缝13。支承部12和各板状部11的连接部14的宽度W1比板状部11的宽度W2小。该情况具有这样的作用通过使连接部14扭曲变形，而使各板状部11沿箭头N1方向旋转约90度，使得对各板状部11的侧面11c进行后面所述的焊料层4’的形成作业、或绝缘层33’的形成作业容易。
在用上述的框架F时，如图8A及图8B所示，在各板状部11的一面11a上形成带状的绝缘层31’、以及将该绝缘层31’夹在中间的两条带状的导电层21’。另外，在与各板状部11的一面11a相反的面11b上，也形成带状的绝缘层32’、以及将该绝缘层32’夹在中间的两条带状的导电层22’(该图中用交叉影线表示的部分是导电层21’、22’，在图9中也同样)。其次，在各板状部11的一对侧面11c上形成焊料层4’。形成焊料层4’时，也可以以覆盖着导电层21’、22’的表面的方式形成。通过上述的工序，能获得棒状的电阻器集合体R3’。然后，在假想线C3的地方切断该电阻器集合体R3’，就能制造多个片状电阻器R3。该片状电阻器R3与用图1及图2说明的片状电阻器R1的结构相同。
另外，与上述的方法不同，例如也可以用图9所示的方法制造片状电阻器。即，在框架F的各板状部11的一面11a上交替地形成矩形状的多个绝缘层31’和多个导电层21’。另外，在与一面11a相反的面11b上交替地形成矩形状的多个绝缘层32’和多个导电层22’。其次，在板状部11的一对侧面11c上形成绝缘层33’。通过这样的工序，能获得棒状的电阻器集合体R4”。在假想线C4的地方切断该电阻器集合体R4”，就能制造多个未形成焊料层的片状电阻器R4’。其次，在这些片状电阻器R4’的电阻体1的两端面1c上电镀焊料。由此，能获得与图6所示的片状电阻器R2同样构成的片状电阻器R4。
焊料层4的形成例如通过滚镀来进行。制造了多个片状电阻器R4’后，将这些多个片状电阻器R4’收容在一个桶内，同时对它们实施焊料电镀处理。各片状电阻器R4’呈现露出了电阻体1的端面1c、各主电极21的表面、以及各辅助电极22的表面的金属面。另一方面，除了它们以外的部分覆盖第一至第三绝缘层31～33，因此，可以在上述的金属面上适当地形成焊料层4。由此，能有效地制造片状电阻器R4。
在本发明中，能用一个板制作多个片状电阻器。在上述的实施例中，通过切断板获得了多个片。可是，也可以通过对板进行冲切，获得多个片。
在本发明中，也可以在电阻体一面上形成多个成对电极。此时，也可以将一对电极用于电流检测，将另一对电极用于电压检测。另外，主电极之间的间隔和辅助电极之间的间隔也可以相同。
应该明确，以上虽然说明了本发明，但本发明也能够变形为其他各种形态。这些变更不脱离本发明的思想和范围，在本领域专业人员明白的范围内进行，必须是包含在以下权利要求范围内。
权利要求
1.一种片状电阻器，具有含有第一面及与该第一面相反的第二面的电阻体；在所述第一面上互相分开设置的至少两个主电极；以及在所述第二面上互相分开，同时隔着所述电阻体与所述主电极对向设置的至少两个辅助电极，其中所述主电极和所述辅助电极的材质相同。
2.如权利要求1所述的片状电阻器，其特征在于所述辅助电极之间分开的距离在所述主电极之间分开的距离以上。
3.如权利要求1所述的片状电阻器，其特征在于还具有在所述电阻体上形成有第一绝缘层及第二绝缘层的结构，其中，所述第一绝缘层覆盖所述电阻体的所述第一面中位于所述主电极之间的区域，所述第二绝缘覆盖所述电阻体的所述第二面中位于所述辅助电极之间的区域。
4.如权利要求3所述的片状电阻器，其特征在于所述第一绝缘层的厚度在所述主电极的厚度以下。
5.如权利要求1所述的片状电阻器，其特征在于还具有在所述电阻体上形成有至少两个焊料层的结构，其中，所述电阻含有互相分开的一对端面，各端面被所述两个焊料层中对应的一个焊料层覆盖。
6.如权利要求5所述的片状电阻器，其特征在于除了所述电阻体的所述端面以外，所述焊料层还覆盖所述主电极及所述辅助电极。
7.如权利要求3所述的片状电阻器，其特征在于还具有在所述电阻体上形成有第三绝缘层的结构，所述电阻体具有在所述第一面及所述第二面之间延伸的侧面，该侧面被所述第三绝缘层覆盖。
8.一种片状电阻器的制造方法，包括以下步骤准备具有第一面及与该第一面相反的第二面的电阻材料，在所述第一面上形成第一导电层图案，在所述第二面上形成第二导电层图案，将所述电阻材料体分割成多个电阻体，其中由同一种材料形成所述第一导电层及所述第二导电层。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述电阻材料体的分割以如下方式进行使得作为结果得到的片状电阻器具有作为所述第一导电层的一部分的主电极，并且具有作为所述第二导电层的一部分的辅助电极。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于还包括在所述第一导电层的图案形成前，在所述电阻材料体的所述第一面上形成第一绝缘层图形，同时在所述电阻材料体的所述第二面上形成第二绝缘层图形的步骤，在所述电阻材料体中不形成所述第一及第二绝缘层的区域中，形成所述第一导电层及所述第二导电层。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于通过厚膜印刷，形成所述绝缘层的图案。
12.如权利要求10所述的片状电阻器的制造方法，其特征在于通过金属电镀，形成所述第一及第二导电层。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于通过冲切或切断，分割所述电阻材料体。
14.如权利要求8所述的方法，其特征在于还具有在各电阻体的侧面上形成绝缘层，同时在所述各电阻体的端面上，通过滚镀处理形成焊料层的步骤。
全文摘要
本发明提供一种片状电阻器(R1)，具有有第一面(1a)及与该第一面相反的第二面(1b)的电阻体(1)；在所述第一面(1a)上互相分开设置的至少两个主电极(21)；以及在所述第二面(1b)上互相分开，同时隔着所述电阻体(1)，与所述主电极(21)对向设置的至少两个辅助电极(22)。所述主电极(21)和所述辅助电极(22)的材质相同。
文档编号H01C1/14GK1774771SQ20048001029
公开日2006年5月17日 申请日期2004年4月16日 优先权日2003年4月16日
发明者塚田虎之 申请人:罗姆股份有限公司