説明

ジャンパー抵抗器

【課題】面実装可能で、極めて低抵抗なジャンパー抵抗器を提供する。
【解決手段】ジャンパー抵抗器は金属製抵抗体1からなる。金属製抵抗体1は、平板状の金属体1aと、金属体1aの表面又は裏面に設けられた1対の電極1bを備えている。1対の電極1bは離間して設けられている。金属体1aと電極1bは、同種の金属材料で構成されており、金属体1aと電極1bは連続的に一体的に形成される。ここで、金属製抵抗体1の抵抗値は1mΩ以下になるように構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ジャンパー抵抗器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、プリント基板等でジャンパー素子が用いられている。ジャンパー素子は、別名ゼロオーム抵抗器等と呼ばれているが、実際はわずかな抵抗値を有する。ジャンパー素子の役割の一つとして、将来、抵抗器等を取り付ける可能性がある場合に、抵抗器等と置き換える時期まで、あらかじめランドを設けて、ジャンパー素子で短絡しておくという役割がある。
【0003】
また、プリント回路基板上には、複雑に配線が形成されており、このような配線を跨いで直交する方向に別の配線を施さねばならない場合がある。このような場合にも、ジャンパー素子が用いられる。
【0004】
ジャンパー素子には、リード線形ジャンパー抵抗器があるが、このタイプのジャンパー抵抗器による配線では、電力又は電流容量が不足する場合があり、又ワイヤをプリント回路基板上のランドに挿入してハンダ付けによる接続が必要であるため、実装が面倒であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2009−43883号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、リード線形ジャンパー抵抗器を面実装型のジャンパー抵抗器に変えることが考えられる。この場合、例えば特許文献1に示されるように、厚膜タイプの面実装ジャンパー抵抗器はあったが、最大抵抗値は20mΩ〜100mΩと抵抗は高く、特に大電流通電時は、電力ロスや電圧ドロップの問題があった。
【0007】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、面実装可能で、極めて低抵抗なジャンパー抵抗器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明のジャンパー抵抗器は、平板状の金属体と、前記金属体の表面又は裏面に間隔を隔てて配置された複数の電極とを備えた金属製抵抗体で構成され、前記金属製抵抗体の抵抗は、1mΩ以下であることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明のジャンパー抵抗器は、平板状の金属体と金属体の表面又は裏面に間隔を隔てて配置された複数の電極とを備えた金属製抵抗体で構成され、金属製抵抗体の抵抗は1mΩ以下であるので、面実装可能で実装性に優れており、ジャンパー抵抗器による電力ロスや電圧ドロップを非常に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】金属体と電極が一体的に形成されたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図2】金属体と電極が一体的に形成されたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図3】金属体と電極が一体的に形成されたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図4】金属体と電極が異種金属材料で形成されたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図5】図4のジャンパー抵抗器の製造工程を示す図である。
【図6】ブリッジ型のジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図7】図6の金属製抵抗体をモールドしたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図8】図6の金属製抵抗体をモールドしたジャンパー抵抗器の構造例を示す図である。
【図9】金属製抵抗体の形状例を示す図である。
【図10】電極の形成位置が異なる金属製抵抗体の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【0012】
本発明のジャンパー抵抗器の構成例を図1に示す。ジャンパー抵抗器は金属製抵抗体1からなる。金属製抵抗体1は、平板状の金属体1aと、金属体1aの表面又は裏面に設けられた1対の電極1bを備えている。1対の電極1bは、金属体1aの長手方向に離間して設けられている。金属体1aと電極1bは、同種の金属材料で構成されており、金属体1aと電極1bは継ぎ目なく連続的に、かつ一体的に形成される。ここで、金属製抵抗体1の抵抗値は1mΩ以下、さらに好ましくは0.5mΩ以下になるように構成される。
【0013】
また、金属体1aの形状は、図では直方体で例示されているが、これに限定されるものではなく、平坦面を有する平板状であれば良い。例えば、図9に示される形状であっても良い。図9(a)は、金属製抵抗体100が、金属体100aと1対の電極100bで構成されていることを示す。金属体100aは平板状であるが、平面視でI字形状に形成されている。図9(b)は、金属製抵抗体110が、金属体110aと1対の電極110bで構成されていることを示す。金属体110aは平板状であるが、四隅に凹部が形成されている。以上のように、金属製抵抗体1は、平板状の金属体1aによる平坦面を有しているため、自動面実装に対応することができる。
【0014】
また、金属製抵抗体1は、Cu(銅)を90wt%以上含有する合金で構成される。Cuの含有率は、95wt%〜99wt%とするのが望ましい。Cuは、非常に比抵抗が小さい金属であるので、抵抗値を0に近づける材料としては好ましい。一方、銅の成分を100%とせずに、他の種類の金属を添加しているのは、強度の観点からであり、合金とすることで、強度を保つことができる。さらに、Cuの含有率を96wt%〜99wt%とすることが導電性と機械的強度の観点から好ましい。すなわち、抵抗値を1mΩ以下としながら、十分な機械的強度を持たせることができる。これにより、プレス加工等におけるスタンピング性を上げることができる。また、完成品の形状においても、外部からの荷重等のストレスに対して変形しにくくなる。
【0015】
他の種類の金属を添加して合金とする場合は、Sn(スズ)、Cr(クロム)、Zn(亜鉛)、Si(ケイ素)等の金属元素から1種又は複数種を選んで添加することが好ましい。
【0016】
金属製抵抗体1は、例えば、原材料となる直方体状の金属プレートの中央部を切削することにより形成することができる。また、他の製造方法として、直方体状の金属プレートの中央部をプレス(コイニング)することでも形成することができる。これにより、金属製抵抗体1は、中央部に窪みを有するコの字形状に構成される。
【0017】
また、図2に示されるように、電極1bの表面にはハンダ実装に対応するため、ハンダ付け性を良好にするためのハンダ層2を積層するようにしても良い。このハンダ層2の形成は、例えばメッキ処理により行われる。
【0018】
さらに、図3に示すように、電極1b間の凹部に絶縁層3を形成するようにしても良い。この場合、各電極1bの内端面は、絶縁層3の両端面に接しており、一対の電極1b間の領域の全体を覆うように設けられている。絶縁層3の厚みは、各電極1bの厚み以下になるように形成される。絶縁層3は、樹脂等により構成される。絶縁層3の形成は、例えば、エポキシ樹脂をベタ塗り状に厚膜印刷して行なう。絶縁層3により、配線を跨いで1対の電極1bを実装する場合、配線との短絡を防ぐことができる。
【0019】
図4のジャンパー抵抗器は金属製抵抗体10により構成され、金属製抵抗体10は、図1の金属製抵抗体1と同様な構成となっている。金属製抵抗体10は、平板状の金属体12と、金属体12の表面又は裏面に設けられた1対の電極11を備えている。ここで、金属製抵抗体1と異なるのは、金属体12と1対の電極11とが異なる種類の金属材料で構成されており、金属体12と電極11とは継ぎ目があり、連続的に一体的に形成されていないことである。
【0020】
また、金属体12の形状は、図では直方体で例示されているが、これに限定されるものではなく、平坦面を有する平板状であれば良い。図1での説明と同様、例えば、図9に示される形状であっても良い。図9(a)の金属体100aが金属体12に、1対の電極100bが電極11に対応する。図9(b)の金属体110aが金属体12に、1対の電極110bが電極11に対応する。
【0021】
1対の電極11は、金属体12の長手方向に離間して設けられている。金属体12と電極11は異種の金属材料で構成されるが、金属体12の金属材料と図1で説明した金属製抵抗体1の金属材料は同じ材料が用いられる。このため、金属体12の金属材料の説明は省略する。また、金属製抵抗体10の抵抗は1mΩ以下、さらに好ましくは0.5mΩ以下になるように構成されている。
【0022】
ところで、図1、4等では、金属体の短辺に沿って電極が設けられた構造を示したが、これに限るものではない。図10(a)のように、金属体1aの長辺方向に沿って電極1bを形成するようにしても良い。この方が、放熱性が向上し、1対の電極から加わる応力には強くなる。また、図10(b)に示すように、平面視で正方形の金属体1aの1辺に電極1bを離間して設けるようにしても良い。図10の構造例では、図1の符号で表しているが、図4で言えば、1aが金属体10に、1bが電極11に対応する。
【0023】
一方、電極11の金属材料の比抵抗をρ1(Ω・m)、金属体12の金属材料の比抵抗をρ2(Ω・m)とすると、ρ1≦ρ2の関係が成り立つように、各金属材料が選択される。例えば、電極11は、金属体12にCuメッキを施すことで形成される。
【0024】
電極11の形成について、メッキ以外では、図5に示す方法がある。まず、電極11の原材料となる金属製のプレート11Aと金属体12を用意し、図5(a)に示されるように、抵抗体12とプレート11Aとを圧延により接合してクラッド材とする。次に、図5(b)に示されるように、エッチング等の化学切削又は機械切削により、金属板11Aの中央部を取り除き、離間した両端の電極11を形成する。
【0025】
ここで、図4の構造において、図3のように、離間した1対の電極11の間の領域の全体を覆うように、絶縁層を形成するようにしても良い。この場合、各電極11の内端面は、絶縁層の両端面に接するように設けられる。また、絶縁層の厚みは、各電極11の厚み以下になるように形成される。
【0026】
また、図2と同様、図4の電極11の表面にハンダ層を積層するようにしても良い。
【0027】
図6(a)〜図6(d)は、ブリッジ型のジャンパー抵抗器の構造例を示す。図6(a)のジャンパー抵抗器は、金属製抵抗体30により構成され、金属製抵抗体30は、直方体形状で平板状の金属体31、電極34、35、金属体31の両端と各電極34、35との間に設けられた段差部32、33を備えている。電極34、35は金属体31の方向とは反対側に突き出るように形成される。金属体31、1対の段差部32、33、1対の電極部34、35は、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。左右の段差部32と段差部33の高さは同じである。
【0028】
図6(b)のジャンパー抵抗器は、金属製抵抗体40により構成され、金属製抵抗体40は、直方体形状で平板状の金属体41、電極44、45、金属体41の両端と各電極44、45との間に傾斜して設けられた段差部42、43を備えている。電極44、45は金属体41の方向とは反対側に突き出るように形成される。金属体41、1対の段差部42、43、1対の電極部44、45は、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。左右の段差部42と段差部43の高さは同じである。
【0029】
図6(c)のジャンパー抵抗器は、金属製抵抗体50により構成され、金属製抵抗体50は、直方体形状で平板状の金属体51、電極54、55、金属体51の両端と各電極54、55との間に設けられた段差部52、53を備えている。電極54、55は金属体51の方向へ内側方向に形成される。金属体51、1対の段差部52、53、1対の電極部54、55は、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。左右の段差部52と段差部53の高さは同じである。
【0030】
図6(d)のジャンパー抵抗器は、金属製抵抗体60により構成され、金属製抵抗体50は、直方体形状で平板状の金属体61、電極64、65、金属体61の両端と各電極64、65との間に湾曲して設けられた段差部62、63を備えている。電極64、65は金属体61の方向へ内側方向に形成される。金属体61、1対の段差部62、63、1対の電極部64、65は、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。左右の段差部62と段差部63の高さは同じである。
【0031】
図6(a)〜図6(d)の各金属製抵抗体30、40、50、60は、いずれも、1枚の金属製のプレートを折り曲げることによって、形成することができる。各金属製抵抗体30、40、50、60の抵抗値は、それぞれ1mΩ以下、さらに好ましくは0.5mΩ以下になるように構成される。また、各金属製抵抗体30、40、50、60の金属材料は、Cu(銅)を90wt%以上含有する合金で構成される。Cuの含有率は、95wt%〜99wt%とするのが望ましい。Cuは、非常に比抵抗が低い金属であるので、抵抗値を0に近づける材料としては好ましい。なお、金属体31、41、51、61は、直方体形状に限定されるものではない。加工により、図9の金属体のような形状に構成されても良い。
【0032】
一方、銅の成分を100%とせずに、他の種類の金属を添加しているのは、強度の観点からであり、合金とすることで、強度を保つことができる。さらに、Cuの含有率を96wt%〜99wt%とすることが導電性と機械的強度の観点から好ましい。すなわち、抵抗値を1mΩ以下としながら、十分な機械的強度を持たせることができる。これにより、プレス加工等におけるスタンピング性を上げることができる。また、完成品の形状においても、外部からの荷重等のストレスに対して変形しにくくなる。
【0033】
他の種類の金属を添加して合金とする場合は、Sn(スズ)、Cr(クロム)、Zn(亜鉛)、Si(ケイ素)等の金属元素から1種又は複数種を選んで添加することが好ましい。
【0034】
なお、図6(a)〜図6(d)の各金属製抵抗体において、各電極34、35、44、45、54、55、64、65の実装面側の表面には、ハンダ層を積層するようにしても良い。
【0035】
次に、図6に示したブリッジ型のジャンパー抵抗器を、図7、8のように構成することもできる。
【0036】
図7(a)は、ジャンパー抵抗器の斜視図を、図7(b)は図7(a)の断面図を示す。金属製抵抗体20の平坦部分が樹脂25によりモールドされている。図7(b)に示すように、金属製抵抗体20は、金属体20a、1対の段差部20b、1対の電極部20cを有している。金属体20a、1対の段差部20b、1対の電極部20cは、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。ここで、金属製抵抗体20は、図6(c)の金属製抵抗体50に相当し、これを樹脂でモールドした構造に相当する。モールド部分は、金属体20aの少なくとも1部又は全部である。
【0037】
図8(a)は、ジャンパー抵抗器の斜視図を、図8(b)は図8(a)の断面図を示す。金属製抵抗体21の平坦部分が樹脂25によりモールドされている。図8(b)に示すように、金属製抵抗体21は、金属体21a、1対の段差部21b、1対の電極部21cを有している。金属体21a、1対の段差部21b、1対の電極部21cは、すべて同一の金属材料により構成され、すべての部材が継ぎ目なく、連続的に一体的に形成される。金属製抵抗体21は、図6(b)の金属製抵抗体40に相当し、これを樹脂でモールドした構造に相当する。モールド部分は、金属体21aの少なくとも1部又は全部である。
【0038】
図7、8のように、モールドすることにより、ジャンパー抵抗器全体として、強度を持たせるようにしている。
【0039】
また、以上説明したように、ジャンパー抵抗器は、直方体形状の金属体による平坦面を有しているので、自動面実装に対応することができる。
【符号の説明】
【0040】
1 金属製抵抗体
1a 金属体
1b 電極
2 ハンダ層
3 絶縁層
10 金属製抵抗体
11 電極
12 金属体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
平板状の金属体と、
前記金属体の表面又は裏面に間隔を隔てて配置された複数の電極とを備えた金属製抵抗体で構成され、
前記金属製抵抗体の抵抗は、1mΩ以下であることを特徴とするジャンパー抵抗器。
【請求項2】
前記金属体又は金属製抵抗体は、銅を90wt%以上含有する合金であることを特徴とする請求項1に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項3】
前記金属体又は金属製抵抗体が含有する銅の範囲は、95wt%〜99wt%であることを特徴とする請求項2に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項4】
前記金属体又は金属製抵抗体には、Sn、Cr、Zn、Siの中から選択された1種又は複数種の金属元素が添加されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項5】
前記金属体と前記複数の電極は連続的に一体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項6】
前記複数の電極の表面に半田層が形成されていることを特徴とする請求項5に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項7】
前記複数の電極間の領域を覆う絶縁層を備え、前記絶縁層の厚みは、前記各電極の厚み以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項8】
前記金属体と複数の電極とは異種の金属材料で構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項9】
前記複数の電極を構成する金属材料の比抵抗は、前記金属体を構成する金属材料の比抵抗以下であることを特徴とする請求項8に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項10】
金属製抵抗体には、前記金属体と前記電極との間を接続する金属製の段差部がさらに設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項11】
前記金属体と前記電極と前記段差部は、連続的に一体的に形成されていることを特徴とする請求項10に記載のジャンパー抵抗器。
【請求項12】
前記金属体の少なくとも一部は、樹脂によりモールドされていることを特徴とする請求項11に記載のジャンパー抵抗器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2013−55130(P2013−55130A)
【公開日】平成25年3月21日(2013.3.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−190780(P2011−190780)
【出願日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【出願人】(000116024)ローム株式会社 (3,539)
【Fターム(参考)】