專利名稱：電阻金屬板低阻值片狀電阻器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電阻金屬板低阻值片狀電阻器及其制造方法。
背景技術(shù)：
在對發(fā)動(dòng)機(jī)或開關(guān)調(diào)節(jié)器的控制電路通電時(shí)檢測電流的分流電阻 器等電子部件， 一直以來使用的是在含有合金的板狀的金屬電阻體的兩
端形成有電極層的金屬板片狀電阻器，其電阻值比較低，設(shè)定為幾mQ 到1Q左右。對于這樣的金屬板片狀電阻器，希望其電阻溫度系數(shù)和電 流特性穩(wěn)定、電感值抑制在低水平、并且要高精度地檢測電流，在日本 專利申請公開2003-115401號(JP-2003-U5401-A)中記栽了與上述期 望相對應(yīng)的片狀電阻器的制造方法。
即，在JP-2003-1154(M-A中，記栽了 一種低電阻器的制造方法，其
片固定，形成電極，沿著長度方向?qū)⒔饘匐娮梵w的側(cè)面削掉，或者在厚 度方向上將金屬電阻體的上下面削掉，通過調(diào)整該切削加工的尺寸來調(diào) 節(jié)電阻值，并在金屬電阻體的露出面上設(shè)置保護(hù)膜。
所述低電阻器的制造方法存在如下問題在對金屬電阻體的側(cè)面或 上下面進(jìn)行切削來調(diào)節(jié)電阻值的工序過于花費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn)性降低，此外，
體的方法也沒有記栽，將JP-2003-115401-A^的方法導(dǎo)入到實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)
場是困難的。
另外，在日本專利申請公開特開平11-97203號(JP-ll-97203-A) 中記栽了一種分流電阻元件，其是將含有銅錳鎳電阻合金、康銅等銅合 金的薄板電阻體疊合在陶瓷基板的表面，同時(shí)在里面使銅板疊合，再通 過使用銀焊料等的活化金屬法接合成一體，并在薄板電阻體電阻體的兩 端設(shè)置電流、電壓檢測用的接合電極部。
但是，利用含有活性金屬的焊料將陶瓷基板和薄板電阻體(電阻金 屬板)接合時(shí)，存在下述問題該焊料昂貴，接合過于花費(fèi)時(shí)間，生產(chǎn) 性降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而作成的，其目的在于提供一種能夠不
經(jīng)過復(fù)雜的工序而制造具有高可靠性的低于lmn的低阻值片狀電阻器 的方法，因?yàn)樵跈z測的電流值比較高，例如為5A以上時(shí)，需要電阻值 低于lmf)的電阻金屬板低阻值片狀電阻器。
另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種能夠不經(jīng)過復(fù)雜的工序而 制造的低于lmQ的低阻值的電阻金屬板片狀電阻器，因?yàn)樵跈z測的電 流值比較高，例如為5A以上時(shí)，需要電阻值低于lmQ的電阻金屬板低 阻值片狀電阻器。
在本發(fā)明中，通過以下記栽的(l) ~ (5)的方案來解決上述課題。
(1) 本發(fā)明提供一種電阻金屬板低阻值片狀電阻器的制造方法， 其特征在于，將銅板焊接在電阻金屬板的一面或兩面上，再從表面除去 氧化膜，然后在上述銅板的整個(gè)表面形成鍍錫膜，由此形成集合多層板 體，以期望的寬度將該集合多層板體切成長方形，形成長方形的多層板 體，再從該長方形的多層板體的形成有鍍錫膜的一面或兩面對短邊方向
的基本中央以規(guī)定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，除去鍍錫膜、銅板、 焊料以及電阻金屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，在一面或兩面形成凹部，并 在該凹部的底面形成保護(hù)膜，然后以期望的寬度將上述長方形的多層板 體切斷，從而制造片狀的電阻器。
(2) 本發(fā)明提供上迷(1 )所述的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的 制造方法，其中，上述電阻金屬板是含有90重量％以上銅的合金。
(3) 本發(fā)明提供上述(1)所述的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的 制造方法，其中，通過包含銅-銀二元合金的焊料對上迷電阻金屬板和上 述銅板進(jìn)行焊接。
(4) 本發(fā)明提供上迷(1)所述的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的 制造方法，其中，通過含有聚酰胺酰亞胺樹脂的材料在上述凹部的底面 形成保護(hù)膜。
(5) 本發(fā)明提供一種電阻金屬板低阻值片狀電阻器，所述電阻金 屬板低阻值片狀電阻器是如下形成的將銅板焊接在電阻金屬板的一面 或兩面上，再從表面除去氧化膜，然后在上述銅板的整個(gè)表面形成鍍錫 膜，由此形成集合多層板體，以期望的寬度將集合多層板體切成長方形， 再從長方形的多層板體的形成有鍍錫膜的一面或兩面對短邊方向的基
4本中央以規(guī)定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，除去鍍錫膜、銅板、焊料 以及電阻金屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，在一面或兩面形成凹部，并在該 凹部的底面形成保護(hù)膜，然后以期望的寬度將長方形的多層板體切斷為 片狀。
另外，在從長方形的多層板體的形成有鍍錫膜的 一 面或兩面對短邊 方向的基本中央以規(guī)定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，除去鍍錫膜、銅 板、焊料以及電阻金屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，從而在一面或兩面形成 凹部的工序中，凹部的切削深度例如可利用顯微鏡等通過肉眼觀察等對 取樣的長方形的多層板體的截面進(jìn)行計(jì)測，由此設(shè)定為能夠確實(shí)地除去 電阻金屬板與焊料的擴(kuò)散層的深度。因此，在該工序中，除了擴(kuò)散層以 外，電阻金屬板也有若干厚度被切削。
本發(fā)明由于是按照如下的方法來制造片狀的電阻器，因此可以不用 對每個(gè)片狀的電阻器實(shí)施切削工序而高效地制造具有高可靠性的低于
imn的電阻金屬板低阻值片狀電阻器，所述制造片狀的電阻器的方法 為將銅板焊接在電阻金屬板的一面或兩面上，在銅板的整個(gè)表面形成 鍍錫膜，形成長方形的多層板體，然后從形成有鍍錫膜的一面或兩面對 短邊方向的基本中央以規(guī)定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，由此一次性 地從一面或兩面除去鍍錫膜、銅板、焊料以及電阻金屬板與焊料的至少 擴(kuò)散層，從而形成凹部，并在該凹部的底面形成保護(hù)膜，然后以期望的
寬度將長方形的多層板體切斷。
在本發(fā)明中，由于使用含有90重量％以上銅的合金作為電阻金屬 板，因此，在電阻金屬板和焊接在該電阻金屬板的一面或兩面上的銅板 之間，膨脹系數(shù)不會(huì)產(chǎn)生多大的差異，即使在焊接工序中進(jìn)行高溫處理 后，也不會(huì)產(chǎn)生翹曲，從而可以防止由翹曲所導(dǎo)致的加工精度的降低。
在本發(fā)明中，由于通過包含銅-銀二元合金的焊料對電阻金屬板和銅 板進(jìn)行焊接，因此可以使電阻金屬板和銅板發(fā)生歐姆接觸(歐姆性接觸 或ohmic contact)。
在本發(fā)明中，由于通過含有聚酰胺酰亞胺樹脂的材料在凹部的底面 形成保護(hù)膜，因此可以保證考慮了與電阻金屬板的耐環(huán)境性的特性。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。
5圖2是與圖1不同的實(shí)施方式的立體圖。
圖3示出了制造圖1的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的各個(gè)工序。 圖4示出了制造圖2的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的各個(gè)工序。 圖5是本發(fā)明的電阻金屬板低阻值片狀電阻器在各溫度下的電阻溫 度系數(shù)的曲線圖，凡例中一并記栽的電阻值是在25。C的室溫下的電阻值。
符號說明10電阻金屬板低阻值片狀電阻器
11電阻金屬板
12焊料
13銅板
14鍍錫膜
15凹部
16保護(hù)膜
20集合多層板體
22長方形多層板體
23擴(kuò)散層
30電阻金屬板低阻值片狀電阻器
31電阻金屬板
32焊料
33銅板
34鍍錫膜
35凹部
36保護(hù)膜
40集合多層板體
42長方形多層板體
43擴(kuò)散層
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定 于這些實(shí)施方式。圖1是一個(gè)實(shí)施方式的電阻金屬板低阻值片狀電阻器IO的立體圖， 圖2是另一實(shí)施方式的電阻金屬板低阻值片狀電阻器30的立體圖。
在圖1的電阻金屬板低阻值片狀電阻器10中，通過焊料12在電阻 金屬板11的一個(gè)面上焊接了作為電極的銅板13,并在銅板13上形成鍍 錫膜14,然后從基本中央部除去鍍錫膜14、銅板13、焊料12以及焊料 12和電阻金屬板11的擴(kuò)散層，形成凹部15,并在該凹部15的底面形 成保護(hù)膜16。
在圖2的電阻金屬板低阻值片狀電阻器30中，通過焊料32,32在電 阻金屬板31的兩個(gè)面上焊接了銅板33，33，并在兩個(gè)銅板33，33上形成 鍍錫膜34,34,然后從兩個(gè)面的基本中央部除去鍍錫膜34,34、銅板33，33、 焊料32,32以及焊料32，32和電阻金屬板31的至少擴(kuò)散層，形成凹部 35，35，并在凹部35,35的底面形成保護(hù)膜36,36。
其中，上述電阻金屬板ll、 31可以使用含有90重量％以上銅的合 金的板體，作為這樣的合金，例如可列舉含有Cu和Ni的合金；含有 Cu、 Mn和Sn的合金；含有Cu、 Mn、 Sn和Ge的合金等。另外，上述 焊料12、 32可以使用包含銅-銀二元共晶合金的焊料，例如可使用在JIS. Z. 3261中被規(guī)定為BAg-8的銀焊料。BAg-8是含有72%的Ag和28%的 Cu、并且熔融溫度的固相線和液相線均為780'C的銀焊料。上述保護(hù)膜 16、 36可以由聚硅氧烷偶聯(lián)劑形成，或者由作為含有二氣化硅的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料的聚酰胺酰亞胺形成。
接著，參照圖1和圖3對圖1的電阻金屬板低阻值片狀電阻器10
的制造方法進(jìn)行說明。
例如，在制造長13mm、寬6.3mm的電阻金屬板低阻值片狀電阻器 10時(shí)，首先，在氫氣氛圍的爐內(nèi)，使用包含銅-銀共晶合金的焊料12以 峰值溫度850°C在包含含有90重量°/。以上銅的合金板體的電阻金屬板11 的一個(gè)面上焊接銅板13。
其中，電阻金屬板U使用例如厚度為0，5mm的合金板體；焊料12 使用例如厚度為0.05mm的BAg-8;銅板13使用例如厚度為0.2mm的 無氧銅板；上述材料均使用長500mm左右、寬200mm左右的材料。
使用含有90重量％以上銅的合金板體作為電阻金屬板11,作為電 極的銅板13使用無氧銅板，由此使所述電阻金屬板11和銅板13的膨 脹系數(shù)幾乎相同，從而可以防止焊接時(shí)產(chǎn)生翹曲。相反，使用銅含有率
7低于90%的合金時(shí)，例如，將作為電極的銅板焊接在銅錳鎳電阻合金(Cu 85%、 Mn 12%、 Ni 2%、 Fe 1%)的合金板上時(shí)，翹曲變大，因此，在 本發(fā)明中，優(yōu)選使用銅含有率為90%以上的合金板體。
另外，由于使用了包含銅-銀二元共晶合金的焊料12，因此電阻金 屬板U和銅板13之間為歐姆接觸，可以將作為電極的銅板13附近的 電阻抑制在極低的水平。
將銅板13焊接在電阻金屬板11的一個(gè)面上之后，利用以氫氧化鈉、 硅酸鈉為主成分的溶液進(jìn)行堿脫脂，除去附著在金屬表面的油脂成分， 接著，將其浸漬在稀疏酸的水溶液中，除去氧化膜。除去氧化膜之后， 通過電鍍法在銅板13的整個(gè)表面形成厚度約5jwn的鍍錫膜14。
通過實(shí)施以上工序，如圖3(a)所示，銅板13通過焊料12被接合 在電阻金屬板11的一個(gè)面上，并在該銅板13上形成了鍍錫膜14，從而 形成集合多層板體20。形成的集合多層板體20例如長度為500mm左右、 寬度為200mm左右、厚度為1.0mm左右。
接著，如圖3 (a)中的點(diǎn)劃線21所示，以規(guī)定的寬度W1將集合 多層板體20切成長方形，形成長方形的多層板體22。該長方形的多層 板體22的切割寬度W1 (短邊的長度W1)由于是要制造的電阻金屬板 低阻值片狀電阻器10的作為長度的部位，因此，在此將其設(shè)定為13mm， 另外，長邊的長度例如為500mm左右。
接著，如圖3(c)所示，對長方形的多層板體22的短邊方向的基 本中央以寬度W2、例如寬度4mm沿長邊方向切削。在該切削加工中， 從形成有鍍錫膜14的一面除去鍍錫膜14、銅板13、焊料12以及焊料 12和電阻金屬板11的擴(kuò)散層，從而形成凹部15。
需要說明的是，如圖3(d)所示，焊料12和電阻金屬板U的擴(kuò)散 層23是從鍍錫膜14的表面切削至大約dl-0.3mm左右的深度，并使凹 部15中的電阻金屬板U大約為d2-0.46mm左右的厚度，從而確實(shí)地除 去擴(kuò)散層23。
如圖3(c)所示，在長方形的多層板體22的一個(gè)面上，在短邊方 向的基本中央形成沿長邊方向延長的凹部15后，如圖3 (e)所示，在 該凹部15的底面、也就是露出電阻金屬板11的面上形成保護(hù)膜16。保 護(hù)膜16由聚硅氧烷偶聯(lián)劑形成，或者由作為含有二氧化硅的無機(jī)-有機(jī) 復(fù)合材料的聚酰胺酰亞胺形成。形成保護(hù)膜16后，如圖3 (e)的雙點(diǎn)劃線24所示，以規(guī)定的長度(這里為6.3mm)將長方形的多層板體22 切斷，從而制成電阻金屬板低阻值片狀電阻器10。
通過實(shí)施以上工序，可以制造電阻值低于l.Omn并具有高可靠性的 電阻金屬板低阻值片狀電阻器10。
接著，參照圖2和圖4對電阻金屬板低阻值片狀電阻器30的制造 方法進(jìn)行說明。
例如，在制造長13mm、寬6.3mm的電阻金屬板低阻值片狀電阻器 30時(shí)，首先，在氫氣氛圍的爐內(nèi)，使用包含銅-銀共晶合金的焊料32，32 以峰值溫度850'C在包含含有90重量％以上銅的合金板體的電阻金屬板 31的兩個(gè)面上焊接銅板33，33。
其中，電阻金屬板31使用例如厚度為0.5mm的合金板體；焊料32 使用例如厚度為0.05mm的BAg-8;銅板33 ^f吏用例如厚度為0.2mm的 無氧銅板；上述材料均使用長500mm左右、寬200mm左右的材料。
接著，利用以氫氧化鈉、硅酸鈉為主成分的溶液進(jìn)行堿脫脂，除去 附著在金屬表面的油脂成分，再將其浸漬在稀硫酸的水溶液中，除去氧 化膜。然后，通過電鍍法在被固定在電阻金屬板31的兩個(gè)面上的銅板 33，33的整個(gè)表面上分別形成厚度約5pm的鍍錫膜34,34。
經(jīng)過以上工序，如圖4(a)所示，銅板33，33通過焊料32，32被接 合在電阻金屬板31的兩個(gè)面上，并在該銅板33,33上分別形成了鍍錫膜 34，34，從而形成集合多層板體40。該集合多層板體40例如長度為500mm 左右、寬度為200mm左右、厚度為1.0mm左右。
接著，如圖4(a)中的點(diǎn)劃線41所示，以規(guī)定的寬度W3將集合 多層板體40切成長方形，形成長方形的多層板體42。該長方形的多層 板體42的切割寬度W3 (短邊的長度W3)由于是要制造的電阻金屬板 低阻值片狀電阻器30的作為長度的部位，因此，在此將其設(shè)定為13mm， 另外，長邊的長度例如為500mm左右。
接著，如圖4(c)所示，從長方形的多層板體42的兩面的短邊方 向的基本中央以寬度W4、例如寬度4mm沿長邊方向分別進(jìn)行切削。在 該長方形的多層板體42的兩面的切削加工中，從形成有鍍錫膜34,34的 兩面除去鍍錫膜34，34、銅板33,33、焊料32,32以及焊料32，32和電阻 金屬板31的擴(kuò)散層44,從而形成凹部35,35。
需要說明的是，如圖4(d)所示，焊料32和電阻金屬板31的擴(kuò)散層43是從鍍錫膜34，34的表面切削至大約d3=0.3mm左右的深度，并使 凹部35,35中的電阻金屬板31大約為d4-0.4mm左右的厚度，從而確實(shí) 地除去擴(kuò)散層44。
如圖4 (c)所示，在長方形的多層板體42的兩個(gè)面的短邊方向的 基本中央形成沿長邊方向延長的凹部35,35后，在該凹部35,35的各自 的底面、也就是露出電阻金屬板31的兩個(gè)面上通過聚酰胺酰亞胺等形 成保護(hù)膜36，36。形成保護(hù)膜36，36后，如圖4 ( e )的雙點(diǎn)劃線45所示， 以規(guī)定的長度(這里為6.3mm)將長方形的多層板體42切斷，從而制 成電阻金屬板低阻值片狀電阻器30。通過以上工序，可以制造電阻值低 于1.OmQ并具有高可靠性的電阻金屬板〗氐阻值片狀電阻器30。
接著，圖5是本發(fā)明的電阻金屬板低阻值片狀電阻器IO和比較例 在各溫度下的電阻溫度系數(shù)(TCR)的曲線圖，圖5的凡例中一并記栽 的電阻值是在25 'C的室溫下的電阻值。
其中，試樣A是使用BCuP-3作為焊料，形成d2-0.39mm厚度的電 阻金屬板低阻值片狀電阻器，在25'C的室溫下顯示為0.61mf2。 BCuP-3 是JIS. Z. 3264中規(guī)定的焊料，其中含有6。/。的磷(P)、 5Q/。的銀(Ag)、 89%的銅(Cu)。
試樣B是使用BAg-8作為焊料，形成d2=0.41mm厚度的電阻金屬 板低阻值片狀電阻器，在25。C的室溫下顯示為0.56mQ。 BAg-8是JIS. Z. 3261中規(guī)定的焊料，其中含有72%的銀(Ag)、 28%的銅(Cu)。
試樣C是使用P-Cu系的焊料作為坪料，形成d2-0.39mm厚度的電 阻金屬板低阻值片狀電阻器，在25'C的室溫下顯示為0.68mQ。 P-Cu系 的焊料主要含有的只是磷(P)和銅(Cu)。
試樣A、 C的d2-0.39mm，試樣B的d2=0,41mm，這些厚度基本相 同，因此，對所述試樣A、 B、 C的TCR以及電阻值直接進(jìn)行比較可知 使用包含銅-銀二元合金的Bag-8作為焊料的試樣B的電阻值在室溫25 'C下最^f氐，其TCR也大致減小。
10
權(quán)利要求
1.一種電阻金屬板低阻值片狀電阻器的制造方法，其特征在于，將銅板焊接在電阻金屬板的一面或兩面上，再從表面除去氧化膜，然后在上述銅板的整個(gè)表面形成鍍錫膜，由此形成集合多層板體，以期望的寬度將該集合多層板體切成長方形，形成長方形的多層板體，從該長方形的多層板體的形成有鍍錫膜的一面或兩面對短邊方向的基本中央以規(guī)定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，除去鍍錫膜、銅板、焊料以及電阻金屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，在一面或兩面形成凹部，并在該凹部的底面形成保護(hù)膜，然后以期望的寬度將上述長方形的多層板體切斷，從而制造片狀的電阻器。
2. 權(quán)利要求1所述的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的制造方法， 其中，上述電阻金屬板是含有90重量％以上銅的合金。
3. 權(quán)利要求1所述的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的制造方法， 其中，通過包含銅-銀二元合金的焊料對上述電阻金屬板和上迷銅板進(jìn)行 焊接。
4. 權(quán)利要求1所迷的電阻金屬板低阻值片狀電阻器的制造方法， 其中，通過含有聚酰胺酰亞胺樹脂的材料在上述凹部的底面形成保護(hù) 膜。
5. —種電阻金屬板低阻值片狀電阻器，所述電阻金屬板低阻值片 狀電阻器是如下形成的將銅板焊接在電阻金屬板的一面或兩面上，再 從表面除去氧化膜，然后在上述銅板的整個(gè)表面形成鍍錫膜，由此形成 集合多層板體，以期望的寬度將集合多層板體切成長方形，再從長方形 的多層板體的形成有鍍錫膜的一面或兩面對短邊方向的基本中央以規(guī) 定的寬度沿著長邊方向進(jìn)行切削，除去鍍錫膜、銅板、焊料以及電阻金 屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，在一面或兩面形成凹部，并在該凹部的底面 形成保護(hù)膜，然后以期望的寬度將長方形的多層板體切斷為片狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及電阻金屬板低阻值片狀電阻器及其制造方法。本發(fā)明提供能不經(jīng)過復(fù)雜工序制造具有高可靠性的低于1mΩ的低阻值片狀電阻器的方法，其特征在于通過焊料(12)將銅板(13)焊接在電阻金屬板(11)的一面或兩面，從表面除去氧化膜后，在銅板的整個(gè)表面形成鍍錫膜(14)，形成集合多層板體(20)，以期望寬度將集合多層板體切成長方形，形成長方形的多層板體(22)，從長方形的多層板體的形成有鍍錫膜的一面或兩面對短邊方向的基本中央以規(guī)定寬度沿長邊方向切削，除去鍍錫膜、銅板、焊料及電阻金屬板與焊料的至少擴(kuò)散層，在一面或兩面形成凹部(15)，在凹部的底面形成保護(hù)膜(16)后，以期望的寬度將長方形的多層板體切斷，制造片狀的電阻器(10)。
文檔編號H01C3/00GK101515497SQ200910006438
公開日2009年8月26日 申請日期2009年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
發(fā)明者平野立樹 申請人:釜屋電機(jī)株式會(huì)社