專利名稱：電流檢測用金屬板電阻器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及即使在特定的布線部中流過大電流的情況下也能夠高精度地檢測電流，并且能夠抑制電子設(shè)備中的對電路的損害的具有優(yōu)良散熱性的電流檢測用金屬板電阻器及其制造方法。
背景技術(shù)：
為了對電子設(shè)備賦予電路的過電流保護(hù)功能，利用了使用金屬板電阻體的電流檢測用電阻器。該電流檢測用電阻器為了檢測特定的布線部的電流而設(shè)置，需要利用具有數(shù) πιΩ 數(shù)十πιΩ的微小電阻值的電阻器來高精度地檢測電流。此外，為了使該電阻器在即使通電到電子設(shè)備中的電流是大電流的情況下也能夠進(jìn)行檢測，而對該電阻器進(jìn)行了提高額定功率和進(jìn)一步降低電阻值的設(shè)計。但是，這樣設(shè)計的電阻器存在因為大電流產(chǎn)生熱量而使布線基板受到熱損害的問題。因此，為了避免這樣的熱損害等，已知有一種利用傳遞模(transfer mold)技術(shù)形成厚保護(hù)層的電阻器。作為具有這種保護(hù)層的電阻器，例如圖3所示，已知一種電阻器30，具有金屬板電阻體31 ；設(shè)置在該電阻體31兩端部的一對電極層32 ；在該電極層32間，設(shè)置在電阻體 31的上表面和下表面的絕緣性保護(hù)層33 (參照專利文獻(xiàn)1和2)。但是，這種結(jié)構(gòu)的電阻器也不能說對大電流導(dǎo)致的熱損害就能夠充分規(guī)避，仍希望開發(fā)出散熱作用更優(yōu)良的電流檢測用電阻器。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-220859號公報(圖7)專利文獻(xiàn)2 日本特開平6-20802號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制電子設(shè)備中的過電流導(dǎo)致的對電路的損害、 具有優(yōu)良的散熱性、能夠高精度地檢測電流的電流檢測用金屬板電阻器及其制造方法。用于解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供一種電流檢測用金屬板電阻器，包括金屬板電阻體；耐熱性保護(hù)層，設(shè)置在該金屬板電阻體的至少一個面的中央部；一對基底電極層，以覆蓋該金屬板電阻體的一個面的中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部的方式設(shè)置在金屬板電阻體的一個面上；一對端面電極層，以覆蓋該基底電極層整個面的方式設(shè)置在金屬板電阻體的兩端部。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電流檢測用金屬板電阻器的制造方法，包含在帶狀的金屬板電阻體的至少一個面的中央部絲網(wǎng)印刷耐熱性保護(hù)層，并使之固化的工序(a)； 以覆蓋該金屬板電阻體的一個面的中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部的方式在金屬板電阻體的一個面上絲網(wǎng)印刷一對基底電極層，并使之固化的工序(b)；利用電鍍法以覆蓋該基底電極層整個面的方式形成端面電極層的工序(C)；按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體的工序(d)。上述耐熱性保護(hù)層可以設(shè)置在金屬板電阻體的一個面的中央部和金屬板電阻體的另一個面的整個面上，此外，也可以設(shè)置在金屬板電阻體的兩面的中央部。在金屬板電阻體的兩面的中央部設(shè)置耐熱性保護(hù)層的情況下，通過將端面電極層延長到?jīng)]有設(shè)置基底電極層的金屬板電阻體的面的不具有該耐熱性保護(hù)層的那部分面上，由此，能夠擴大有效的電極面積，并能夠進(jìn)一步提高散熱效率。作為耐熱性保護(hù)層，可以使用公知的耐熱性樹脂，特別是，最好使用即使薄膜也能表現(xiàn)出優(yōu)良的耐熱性和絕緣性的聚酰胺亞胺樹脂。此外，通過使該耐熱性樹脂層中含有二氧化硅粉，能夠提高制造時的印刷特性。特別是，作為二氧化硅粉，通過摻合具有微米級和納米級的不同粒徑的粉末，能夠高效地防止印刷時的塌邊和洇滲等，耐熱性保護(hù)層的寬度尺寸的精度等得到提高，能夠抑制表觀電阻值(出現(xiàn)抵抗値)的偏差。相對于與耐熱性樹脂的合計量，二氧化硅粉的摻合比例通常是30 55質(zhì)量％，優(yōu)選是40 50質(zhì)量％。此外，在摻合具有微米級和納米級的不同粒徑的粉末的情況下，相對于與耐熱性樹脂的合計量，通常使前者為18 40質(zhì)量％，使后者為12 15質(zhì)量％。此外，除了二氧化硅粉以外，也可摻合CuO、Fe2O3> Mn2O3等黑色顏料?；纂姌O層能夠由可進(jìn)行絲網(wǎng)印刷且能夠熱固化的含金屬導(dǎo)電性樹脂膏等公知的電極材料來形成。在本發(fā)明中，將基底電極層形成為覆蓋耐熱性保護(hù)層的兩端部，并且由端面電極層覆蓋整體，因此，為了改善對耐熱性保護(hù)層等的粘結(jié)性和印刷特性等，最好由含有銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂的膏形成基底電極層。使用銀粉也能夠改善熱傳導(dǎo)性，也有助于電阻器本身的散熱作用。端面電極層可由電鍍法形成，通常能夠由包含鍍銅層、鍍鎳層和鍍錫層的公知的電極材料來形成。金屬板電阻體只要是具有期望的電阻值的金屬板就不特殊限定，例如可以使用 Cu-Mn系金屬板、Ni-Cr系金屬板、Fe-Cr系金屬板。發(fā)明效果本發(fā)明的電流檢測用金屬板電阻器由于特別地具有耐熱性保護(hù)層，而且具有覆蓋該耐熱性保護(hù)層的兩端部的基底電極層，還具有覆蓋該基底電極層整個面的端面電極層， 因此，能夠擴大有效的電極面積，即使是很高地設(shè)定了額定功率的情況下，也能夠確保優(yōu)良的散熱性。因此，本發(fā)明的金屬板電阻器能夠抑制電子設(shè)備中的過電流導(dǎo)致的對電路的損害，能夠高精度地檢測電流，并且能夠有助于電子設(shè)備的小型化、薄型化。


圖1是示出本發(fā)明一個實施方式的電流檢測用金屬板電阻器的剖視圖。圖2是示出本發(fā)明的其他實施方式的電流檢測用金屬板電阻器的剖視圖。圖3是現(xiàn)有的具有耐熱性保護(hù)層的電流檢測用金屬板電阻器的剖視圖。
具體實施方式
以下，關(guān)于本發(fā)明的實施方式，參照附圖進(jìn)行說明。圖1是示出本發(fā)明一個實施方式的電流檢測用金屬板電阻器10的剖視圖。在圖 1中，11是具有電阻功能的金屬板電阻體，在該金屬板電阻體11的上下表面上的大致中央部分，在金屬板電阻體11的寬度方向整個面上設(shè)置了第一耐熱性保護(hù)層12和第二耐熱性保護(hù)層13。在第一耐熱性保護(hù)層12的兩端側(cè)，覆蓋該兩端部分設(shè)置一對導(dǎo)電性的基底電極層14，為了確保導(dǎo)電性，基底電極層14的一部分與金屬板電阻體11的上表面相連，殘留出該金屬板電阻體11的兩端側(cè)上表面的一部分。該一對基底電極層14以整個面被覆蓋的方式被一對端面電極層15包覆，如圖1 所示，該一對端面電極層15包覆金屬板電阻體11的端面，并且分別延長到設(shè)置在該金屬板電阻體11下表面中央部的第二耐熱性保護(hù)層13的兩端而形成。如圖1所示，在一對端面電極層15的上方間隙部分形成有第三耐熱性保護(hù)層16。 該耐熱性保護(hù)層16能夠由與第一和第二耐熱性保護(hù)層(12、1；3)同樣的材料形成，但本發(fā)明中不是必需的結(jié)構(gòu)。圖1所示的電流檢測用金屬板電阻器10是通過焊接等將下表面的端面電極層15 的部分安裝在基板上的類型。圖2是示出本發(fā)明其他實施方式的電流檢測用金屬板電阻器20的剖視圖。在圖 2中，21是具有電阻功能的金屬板電阻體，在該金屬板電阻體21的下表面上的大致中央部分，在金屬板電阻體21的寬度方向整個面上設(shè)置了第一耐熱性保護(hù)層22。此外，在金屬板電阻體21的上表面整個面上設(shè)置有第二耐熱性保護(hù)層23。在第二耐熱性保護(hù)層23的兩端側(cè)，覆蓋該兩端部分設(shè)置一對導(dǎo)電性的基底電極層M，為了確保導(dǎo)電性，該基底電極層M的一部分與金屬板電阻體21的下表面相連，覆蓋該金屬板電阻體21的兩端側(cè)下表面整個面。該一對基底電極層M以整個面被覆蓋的方式被一對端面電極層25包覆，如圖所示那樣，該一對端面電極層25包覆金屬板電阻體21的端面而形成。圖2所示的電流檢測用金屬板電阻器20是由焊接等將下表面的端面電極層25的部分安裝在基板上的類型。本發(fā)明的制造方法包含在帶狀的金屬板電阻體的至少一個面的中央部絲網(wǎng)印刷耐熱性保護(hù)層并使之固化的工序(a)。在本發(fā)明的制造方法中，如圖1和圖2所示，能夠在帶狀的金屬板電阻體的另一個面上也絲網(wǎng)印刷耐熱性保護(hù)層并使之固化。通過最后按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體，能夠形成期望的金屬板電阻器， 在該切斷前已統(tǒng)一形成了必要的耐熱性保護(hù)層、基底電極層和端面電極層，例如，可使用 Cu-Mn系帶狀金屬、Ni-Cr系帶狀金屬、Fe-Cr系帶狀金屬。在此，作為帶狀的金屬板電阻體，使用最終軋制以后未退火處理的金屬板電阻體， 在不降低金屬板電阻體的彈性這點來說優(yōu)選。如果帶狀的金屬板電阻體的彈性下降了，則在電阻器的制造工序中，帶狀的金屬板電阻體彎曲時就不能夠復(fù)原，從而可能有成為不合格品的危險?？赏ㄟ^對例如將含有二氧化硅粉的聚酰胺亞胺樹脂分散在溶劑中而成的耐熱性樹脂膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并在80 300°C左右加熱固化，從而形成耐熱性保護(hù)層。
本發(fā)明的制造方法包含在金屬板電阻體的一個面上，以覆蓋該金屬板電阻體的一個面中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部的方式，絲網(wǎng)印刷一對基底電極層并使之固化的工序(b)?？赏ㄟ^對例如將含有銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂的能夠熱固化的含金屬導(dǎo)電性樹脂膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，并在80 300°C左右加熱固化，從而形成基底電極層。本發(fā)明的制造方法包含利用電鍍法以覆蓋基底電極層的整個面的方式來形成端面電極層的工序(C)?？赏ㄟ^單獨或復(fù)合地電鍍處理例如銅(Cu)、鎳(Ni)、錫(Sn)以及其他金屬或它們的合金來形成端面電極層。本發(fā)明的制造方法包含按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體的工序(d)。利用工序(d)能夠得到期望的電流檢測用金屬板電阻器，并且不是在一個個的金屬板電阻體上形成耐熱性樹脂層、基底電極層和端面電極層，而是在帶狀的金屬板電阻體上統(tǒng)一進(jìn)行，因此，制造效率優(yōu)良。實施例下面，參照

本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明并不限定于此。實施例1圖1所示的金屬板電阻器10的制造在最終軋制以后未退火處理的Cu-Mn系的帶狀金屬板電阻體的上下表面的中央部，由絲網(wǎng)印刷法涂覆含有二氧化硅粉的聚酰胺亞胺樹脂膏，在100°C下加熱10分鐘、 200°C下加熱10分鐘、250°C下加熱30分鐘使之固化，形成了第一耐熱性保護(hù)層12和第二耐熱性保護(hù)層13。這里，所使用的樹脂膏使用了聚酰胺亞胺樹脂膏，相對于聚酰胺亞胺樹脂和二氧化硅粉的合計量，該樹脂膏中含有36質(zhì)量％的平均粒徑4 μ m的3. 5 4. 5 μ m粒徑的晶體二氧化硅粉、以及10質(zhì)量％的平均粒徑20nm的合成二氧化硅粉。在該樹脂膏中，通過固化， 所含的平均粒徑20nm的合成二氧化硅粉中的大約4質(zhì)量％由于溶膠一凝膠(sol-gel)反應(yīng)等變?yōu)? 5nm粒徑的二氧化硅粉，并將粒徑不同的二氧化硅粉均勻地分散在所得到的耐熱性樹脂層中。然后，利用絲網(wǎng)印刷法，以與帶狀的金屬板電阻體的上表面的第一耐熱性保護(hù)層 12的左右兩端部上重疊，并且一部分與帶狀的金屬板電阻體的上表面相連的方式涂敷混合有銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂及溶劑而成的含銀粉導(dǎo)電性樹脂膏，在200°C下加熱30分鐘使之固化，形成一對基底電極層14。接著，以覆蓋一對基底電極層14的方式，如圖1所示那樣，利用電鍍法，按照鍍銅、 鍍鎳、鍍錫的順序進(jìn)行電鍍，形成了一對端面電極層15。其次，在一對端面電極層15的間隙，與第一耐熱性保護(hù)層12和第二耐熱性保護(hù)層 13的形成同樣地形成了第三耐熱性保護(hù)層16。最后，按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體，制造出電流檢測用金屬板電阻器10。實施例2圖2所示的金屬板電阻器20的制造在最終軋制以后未退火處理的Cu-Mn系的帶狀的金屬板電阻體的下表面的中央部和上表面整個面上，與實施例1同樣地由絲網(wǎng)印刷法涂敷含有二氧化硅粉的聚酰胺亞胺樹脂膏，加熱使之固化，形成了第一耐熱性保護(hù)層22和第二耐熱性保護(hù)層23。然后，與實施例1同樣地，利用絲網(wǎng)印刷法，以與帶狀的金屬板電阻體下表面的第二耐熱性保護(hù)層23的左右兩端部上重疊的方式，并以一部分與帶狀的金屬板電阻體的下表面相連的方式涂敷混合有銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂及溶劑而成的含銀粉導(dǎo)電性樹脂膏，并使之固化，形成了一對基底電極層對。接著，以覆蓋一對基底電極層M的方式，如圖2所示，利用電鍍法，按照鍍銅、鍍鎳、鍍錫的順序進(jìn)行電鍍，形成了一對端面電極層25。最后，按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體，制造出電流檢測用金屬板電阻器20。實施例1和2中得到的金屬板電阻器中的耐熱性保護(hù)層全都沒有寬度尺寸的偏差，也沒有邊緣的塌邊。此外，由于耐熱性保護(hù)層中含有粒徑不同的二氧化硅粉，基底電極層中含有銀粉， 因此，耐熱性保護(hù)層、基底電極層和端面電極層的各接觸面牢固地緊貼在一起。試驗例使用與實施例1同樣地制造的電阻值不同的2種金屬板電阻器和圖3所示的現(xiàn)有型的電阻值不同的2種金屬板電阻器進(jìn)行了以下的性能試驗。再有，作為構(gòu)成現(xiàn)有型的金屬板電阻器的各部件的材料，除了不包含基底電極層以外，其它利用了與實施例1同樣的材料制造。將各金屬板電阻器設(shè)置在Cu箔70 μ m的貼銅玻璃環(huán)氧基板上，將該基板四周圍成不透風(fēng)狀態(tài)，向電阻值5. Im Ω的各金屬板電阻器通電19. 8Α的電流，向電阻值4. 8 ! Ω的各金屬板電阻器通電20. 3Α的電流各15分鐘。在金屬板電阻器的中央部和端面電極層的上方Icm的位置設(shè)置溫度計，測量了通電前后的金屬板電阻器的上表面中央部和端面電極層的表面溫度。表1中示出使用了電阻值5. ImQ的各金屬板電阻器的結(jié)果，表2中示出使用了電阻值4.8%ιΩ的各金屬板電阻器的結(jié)果。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于，包括金屬板電阻體；耐熱性保護(hù)層，設(shè)置在該金屬板電阻體的至少一個面的中央部；一對襯底電極層，設(shè)置在金屬板電阻體的一個面上，覆蓋該金屬板電阻體的一個面的中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部；一對端面電極層，設(shè)置在金屬板電阻體的兩端部，覆蓋該襯底電極層整個面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于，將耐熱性保護(hù)層設(shè)置在金屬板電阻體的一個面的中央部和金屬板電阻體的另一個面的整個面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于，在金屬板電阻體的兩面的中央部設(shè)置耐熱性保護(hù)層，將端面電極層延長到?jīng)]有設(shè)置襯底電極層的金屬板電阻體的那個面的不具有耐熱性保護(hù)層的那部分面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3的任一項所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于， 耐熱性保護(hù)層是含有二氧化硅粉的聚酰胺亞胺樹脂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于， 二氧化硅粉是具有微米級和納米級的不同粒徑的粉末。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5的任一項所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于， 襯底電極層包含銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6的任一項所述的電流檢測用金屬板電阻器，其特征在于， 端面電極層包含鍍銅層、鍍鎳層和鍍錫層。
8.一種電流檢測用金屬板電阻器的制造方法，其特征在于，包含在帶狀的金屬板電阻體的至少一個面的中央部絲網(wǎng)印刷耐熱性保護(hù)層，并使之固化的工序(a)；在金屬板電阻體的一個面上絲網(wǎng)印刷一對襯底電極層，該襯底電極層覆蓋該金屬板電阻體的一個面的中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部，并使之固化的工序(b)； 利用電鍍法形成覆蓋該襯底電極層整個面的端面電極層的工序(c)； 按規(guī)定間隔切斷帶狀的金屬板電阻體的工序(d)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流檢測用金屬板電阻器的制造方法，其特征在于， 在工序(a)中，絲網(wǎng)印刷含有二氧化硅粉的聚酰胺亞胺樹脂膏并使之固化來形成耐熱性保護(hù)層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電流檢測用金屬板電阻器的制造方法，其特征在于， 二氧化硅粉是具有微米級和納米級的不同粒徑的粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10的任一項所述的電流檢測用金屬板電阻器的制造方法，其特征在于，在工序(b)中，絲網(wǎng)印刷含有銀粉和酚醛環(huán)氧樹脂的膏并使之固化來形成襯底電極層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能抑制電子設(shè)備中的過電流導(dǎo)致的對電路的損害、具有優(yōu)良的散熱性、能夠高精度地檢測電流的電流檢測用金屬板電阻器及其制造方法。該金屬板電阻器(10)包括金屬板電阻體(11)；耐熱性保護(hù)層(12)，設(shè)置在該金屬板電阻體的至少一個面的中央部；一對基底電極層(14)，以覆蓋該金屬板電阻體的一個面的中央部上所設(shè)置的耐熱性保護(hù)層的兩端部的方式設(shè)置在金屬板電阻體的一個面上；一對端面電極層(15)，以覆蓋該基底電極層整個面的方式設(shè)置在金屬板電阻體的兩端部。
文檔編號H01C17/06GK102379012SQ20098015851
公開日2012年3月14日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者平野立樹, 松川修 申請人:釜屋電機株式會社