特許 7627591 抵抗器及び抵抗器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-29

(45)【発行日】2025-02-06

(54)【発明の名称】抵抗器及び抵抗器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01C 7/00 20060101AFI20250130BHJP

   H01C 13/00 20060101ALI20250130BHJP

   H01C 1/02 20060101ALI20250130BHJP

   H01C 17/02 20060101ALI20250130BHJP

【ＦＩ】

H01C7/00 400

H01C13/00 J

H01C1/02 Z

H01C17/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021051902

(22)【出願日】2021-03-25

(65)【公開番号】P2022149653

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000105350

【氏名又は名称】ＫＯＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 玲那

(72)【発明者】

【氏名】野口 智史

(72)【発明者】

【氏名】酒井 洋一

(72)【発明者】

【氏名】山本 純平

(72)【発明者】

【氏名】井口 智生

【審査官】小南 奈都子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１９５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７００７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７５７１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｃ ７／００

Ｈ０１Ｃ １３／００

Ｈ０１Ｃ １／０２

Ｈ０１Ｃ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

抵抗体と、前記抵抗体に設けられた電極とを備えた抵抗器であって、
前記抵抗体は、上面、下面、両側面および両端面を備え、
前記抵抗体の下面は、前記抵抗器が実装される実装面と対向し、露出しており、且つ、前記抵抗体の下面の表面に酸化膜を有する、
抵抗器。

【請求項2】

請求項１に記載の抵抗器であって、
前記抵抗体は、抵抗体用の金属を含んで構成され、
前記電極は、前記抵抗体よりも比抵抗が低い金属を含んで構成される、
抵抗器。

【請求項3】

請求項２に記載の抵抗器であって、
前記抵抗体用の金属は、マンガンを含み、
前記抵抗体の前記表面には、マンガンの前記酸化膜が形成されている、
抵抗器。

【請求項4】

請求項２に記載の抵抗器であって、
前記酸化膜は、ＭｎＯまたはＭｎ3Ｏ4を含む、
抵抗器。

【請求項5】

抵抗体と、前記抵抗体に設けられた電極とを備えた抵抗器において、前記抵抗体は、上面、下面、両側面および両端面を有し、前記抵抗体の下面は、前記抵抗器が実装される実装面と対向し、露出しており、且つ、前記抵抗体の下面の表面に酸化膜を有する抵抗器の製造方法であって、
少なくとも前記抵抗体に熱処理を施して当該抵抗体の表面に酸化膜を形成する形成工程を有する、
抵抗器の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の抵抗器の製造方法であって、
前記形成工程は、前記抵抗器に前記熱処理を施して前記抵抗体の前記表面に前記酸化膜を形成する、
抵抗器の製造方法。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載の抵抗器の製造方法であって、
銅と、マンガンと、を含有する前記抵抗体に、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気において、４００℃以上８００℃以下で、１０分以上３００分以下の前記熱処理を行う、
抵抗器の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の抵抗器の製造方法であって、
前記酸素濃度は、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下である、
抵抗器の製造方法。

【請求項9】

請求項７又は請求項８に記載の抵抗器の製造方法であって、
前記熱処理は、前記酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気で行われる、
抵抗器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、抵抗器及び抵抗器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電流検出用の抵抗器が開示されている。この抵抗器は、抵抗体の各端部に電極が接合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－０５７００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この抵抗器において、例えば実装の際に半田が電極を伝って抵抗体まで這い上がる等、半田やその他の異物が抵抗体に付着する虞がある。そのため、樹脂等の保護膜を形成して、半田やその他の異物の付着を防止している。

【0005】

そこで本発明は、樹脂の保護膜を使用せずに抵抗体を保護し、特性の変動を抑制可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の１つの態様の抵抗器は、抵抗体と、前記抵抗体に設けられた電極とを備えた抵抗器であって、前記抵抗体は、上面、下面、両側面および両端面を備え、前記抵抗体の下面は、前記抵抗器が実装される実装面と対向し、露出しており、且つ、前記抵抗体の下面の表面に酸化膜を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の１つの態様によれば、抵抗体は表面に酸化膜を有する。このため、例えば、半田が電極を伝って抵抗体に近づいたとしても、抵抗体への半田の付着が酸化膜によって抑制される。

【0008】

また、電極を伝った半田が抵抗体に達した場合であっても、半田と抵抗体との間には、酸化膜が介在する。これにより、半田と抵抗体との直接接触が抑制される。このため、抵抗体及び電極の接合位置を半田が超えて抵抗体に対して直接接触され得る場合と比較して、抵抗値の変動を抑制することが可能となる。

【0009】

このように、抵抗体は、表面の酸化膜によって保護される。これにより、抵抗特性を長期にわたって維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第一実施形態の抵抗器の斜視図である。

【図2】図２は、第一実施形態の抵抗器の要部の断面図である。

【図3】図３は、第一実施形態の抵抗器の製造方法を示す説明図である。

【図4】図４は、第二実施形態の抵抗器の製造方法を示す説明図である。

【図5】図５は、第三実施形態の抵抗器の製造方法を示す説明図である。

【図6】図６は、第四実施形態の抵抗器の製造方法を示す説明図である。

【図7】図７は、第五実施形態の抵抗器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第一実施形態）
第一実施の抵抗器１０について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。図１は、第一実施形態の抵抗器１０の斜視図である。図２は、第一実施形態の抵抗器１０の要部の断面図である。

【0012】

抵抗器１０は、抵抗体１２と、抵抗体１２の一端に設けられた第一電極１４と、抵抗体１２の他端に設けられた第二電極１６とを備える。抵抗器１０は、第一電極１４と抵抗体１２と第二電極１６とが、この順に接合されている。

【0013】

抵抗器１０は、図１には示されていない回路基板等に実装される。例えば、抵抗器１０は、各電極１４、１６が回路基板の配線パターンに形成されたランドに半田で接続される。この抵抗器１０は、一例として、電流検出用抵抗器（シャント抵抗器）として用いられる。

【0014】

なお、本実施形態において、第一電極１４と第二電極１６が並ぶ方向（抵抗器１０の長手方向）を、Ｘ方向とし、第一電極１４側を＋Ｘ方向、第二電極１６側を－Ｘ方向とする。また、抵抗器１０の幅方向を、Ｙ方向とし、図１の紙面手前側を＋Ｙ方向、図１の紙面奥側を－Ｙ方向とする。さらに、抵抗器１０の厚み方向を、Ｚ方向として、回路基板に向かう方向を－Ｚ方向、回路基板から離れる方向を＋Ｚ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交するものとする。

【0015】

また、抵抗器１０の実装面とは、回路基板に抵抗器１０を実装する場合に抵抗器１０が回路基板に対向する面を意味し、第一電極１４、抵抗体１２、第二電極１６の回路基板に対向する面を含む。

【0016】

抵抗体１２は、直方体（又は立方体）形状に形成されている。抵抗体１２は、表面に酸化膜１８を有する。具体的に説明すると、図１及び図２に示すように、抵抗体１２の上面１２Ａ、両側面１２Ｂ、１２Ｃ、及び下面１２Ｄには、酸化膜１８が形成されており、抵抗体１２は、酸化膜１８で覆われている。また、各電極１４、１６に接合される抵抗体１２の端面１２Ｅ、１２Ｆは、酸化膜１８を有しない。

【0017】

抵抗体１２は、抵抗体用の金属を含んで構成される。抵抗体用の金属は、マンガン（Ｍｎ）を含む。抵抗体１２を形成する抵抗体材料は、用途に合わせて定められ、低抵抗から高抵抗の材料が用いられる。

【0018】

本実施形態の抵抗体１２は、大電流を精度よく検出する観点から、比抵抗が小さく、且つ抵抗温度係数（ＴＣＲ）が小さい抵抗体材料であることが好ましい。

【0019】

［抵抗体材料］
抵抗体１２を形成する抵抗体材料について具体的に説明する。抵抗体材料は、銅（Ｃｕ）とマンガン（Ｍｎ）とを含有する。抵抗体材料は、Ｃｕ－Ｍｎ系合金で構成される。

【0020】

この抵抗材料で形成される抵抗体１２の表面は、改質されることによってマンガンの酸化膜１８が形成される。酸化膜１８は、ＭｎＯ、Ｍｎ₃Ｏ₄などの酸化マンガンを含む。この抵抗体１２は、各電極１４、１６と接合される接合面には酸化膜１８を有しないことが好ましい。

【0021】

抵抗体材料は、抵抗体材料の全質量比でマンガンを６質量％以上３５質量％以下含む。抵抗体材料の全質量比でマンガンの含有量が６質量％未満であると、マンガンの酸化膜１８が形成されにくく、良好な厚さの酸化膜１８が得られない可能性がある。

【0022】

また、マンガンの含有量が３５質量％を超えると、得られる抵抗体材料の体積抵抗率が要求値よりも高くなる。また、抵抗体材料が硬くなり加工性が低下する。

【0023】

抵抗体材料には、銅とマンガン以外に、アルミニウム、錫、ニッケル、クロムなどが含まれていてもよい。

【0024】

抵抗体材料は、汎用性が高い上に、マンガン酸化膜が形成されやすいことが要求される。また、抵抗体材料は、体積抵抗率及び抵抗温度係数（ＴＣＲ）を要求値に設計しやすいことが要求される。これらの要求を満足する抵抗材料としては、抵抗体材料の一例として、Ｃｕ－Ｍｎ－Ｓｎ系抵抗材料を用いることができる。

【0025】

抵抗体材料の表面に形成される酸化膜１８の厚さは、７０ｎｍ以上とすることができる。

【0026】

酸化膜１８の厚さに特に制限はないが、酸化膜１８の厚さが、７０ｎｍ未満であると、抵抗体材料を用いて作製される抵抗体１２の、使用による抵抗体表面の劣化に対して、所望とする耐性を確保することが難しくなる。

【0027】

また、酸化膜１８の厚さに上限はないが、酸化膜１８の厚さによっては、剥がれが生ずるおそれがある。このため、酸化膜１８の厚さは、２０００ｎｍを超えないことが好ましい。

【0028】

また、酸化膜１８を形成することによる抵抗材料の抵抗温度特性への影響を抑制する観点から、酸化膜１８の厚さは、抵抗体材料全体の厚みに対して、１％以下の厚みとすることが好ましい。酸化膜１８の厚さを薄くすることで、抵抗体材料の抵抗温度係数（ＴＣＲ）を、例えば１００ｐｐｍ／℃以下のように低くすることができ、固定抵抗器としての特性を満足することができる。

【0029】

以上の抵抗体材料によれば、銅とマンガンとを含有する抵抗体材料の表面に、マンガンの酸化膜１８が形成されていることによって、当該抵抗体材料の耐熱性を向上させることができる。これにより、抵抗体材料を用いた抵抗器１０の使用可能温度の上限を高めることができる。ひいては、抵抗器１０の定格電力を高めることができる。

【0030】

第一電極１４は、図１に示したように、抵抗体１２に接合された胴体部２０と、胴体部２０と一体に形成され回路基板側に延びる脚部２２とを備える。また、第二電極１６は、抵抗体１２に接合された胴体部２４と、胴体部２４と一体に形成され回路基板側に延びる脚部２６とを備える。

【0031】

第一電極１４及び第二電極１６は、抵抗体１２よりも比抵抗が低い金属を含んで構成される。第一電極１４及び第二電極１６は、安定した検出精度を確保する観点から、電気伝導性及び熱伝導性の良好な導電性材料であることが好ましい。

【0032】

一例として、第一電極１４及び第二電極１６として、銅（Ｃｕ）、銅系合金等を使用することができる。銅の中では、無酸素銅（Ｃ１０２０）を使用することが好ましい。第一電極１４と第二電極１６とは、互いに同一のものを使用できる。

【0033】

第一電極１４における胴体部２０は、抵抗体１２の＋Ｘ方向の端面と略同形状の端面を有する。第一電極１４における胴体部２０の端面は、抵抗体１２の＋Ｘ方向の端面と突き合わされた状態で接合される。

【0034】

第二電極１６における胴体部２４は、抵抗体１２の－Ｘ方向の端面と略同形状の端面を有する。第二電極１６における胴体部２４の端面は、抵抗体１２の－Ｘ方向の端面と突き合わされた状態で接合される。

【0035】

第一電極１４の脚部２２は、抵抗器１０の実装面、即ち胴体部２０の回路基板側から－Ｚ方向に向けて延出する。第一電極１４の脚部２２は、胴体部２０よりもＸ方向の長さが短い。第一電極１４の脚部２２は、＋Ｘ方向の側面が胴体部２０の＋Ｘ方向の側面と同一平面を形成する。

【0036】

第二電極１６の脚部２６は、抵抗器１０の実装面、即ち胴体部２４の回路基板側から－Ｚ方向に向けて延出する。第二電極１６の脚部２６は、胴体部２４よりもＸ方向の長さが短い。第二電極１６の脚部２６の－Ｘ方向の側面は、胴体部２４の－Ｘ方向の側面と同一平面を形成する。

【0037】

抵抗体１２と第一電極１４との接合部、及び抵抗体１２と第二電極１６との接合部の各々は溶接などで接合され、また例えば、互いにクラッド接合（固相接合）にて接合されている。すなわち、接合面の各々は、抵抗体１２と第一電極１４の金属原子が互いに拡散した拡散接合面、抵抗体１２と第二電極１６の金属原子が互いに拡散した拡散接合面となっている。

【0038】

抵抗器１０は、各脚部２２、２６が回路基板側に突出するように回路基板上に実装される。これにより、抵抗器１０は、抵抗体１２が回路基板から離間した状態で回路基板に実装される。

【0039】

第一電極１４の胴体部２０において－Ｘ方向側に突出した部分は突出部３０であり、突出部３０が抵抗体１２に接合される。同様に、第二電極１６の胴体部２４において＋Ｘ方向側に突出した部分は突出部３２であり、突出部３２が抵抗体１２に接合される。

【0040】

抵抗器１０のＸ方向の長さＬ（図１参照）を一定とするために、突出部３０のＸ方向の長さ（胴体部２０の長さＬ１、図１参照）、又は突出部３２のＸ方向の長さ（胴体部２４のＸ方向の長さＬ２、図１参照）を任意に調整する。この場合、抵抗体１２のＸ方向の長さＬ０（図１参照）を、Ｌ０＝Ｌ－（Ｌ１＋Ｌ２）として調整することができる。

【0041】

したがって、抵抗器１０の寸法Ｌを変更することなく、また各脚部２２、２６の形状を変更することなく、抵抗器１０の抵抗値を任意に調整することができる。または、抵抗器１０の寸法Ｌを変更することなく、各突出部３０、３２の突出量を大きくしても、両脚部２２、２６の距離を確保することができるため、ランド間の距離を確保しつつ、抵抗器１０の設計自由度を高くすることができる。

【0042】

ここで、抵抗体１２の長手方向（Ｘ方向）における抵抗体１２の長さＬ０と、第一電極１４のＸ方向の長さＬ１と、第二電極１６のＸ方向の長さＬ２の比は、任意に設定することができる。ただし、抵抗温度係数（ＴＣＲ）の増加を抑制しつつ、抵抗値を小さくする観点から、Ｌ１：Ｌ０：Ｌ２＝１：２：１、若しくは１：２：１近傍であることが好ましい。

【0043】

更に、放熱性を高めるとともに、抵抗値を小さくする観点から、抵抗器１０の長さＬ（＝Ｌ１＋Ｌ０＋Ｌ２）に対する抵抗体１２の長さＬ０の比率は、５０％以下であることが好ましい。

【0044】

Ｘ方向における抵抗器１０の長さＬは、一例として、３．２ｍｍ以下になるように形成されている。また、抵抗器１０の抵抗値は、一例として、２ｍΩ以下になるように調整されている。

【0045】

また、高密度回路基板に適合させる観点から、Ｘ方向における抵抗器１０の長さＬが、３．２ｍｍ以下、Ｙ方向における抵抗器１０の長さ（幅）Ｗが、１．６ｍｍ以下（製品規格３２１６サイズ）とすることができる。

【0046】

抵抗器１０のサイズとしては、製品規格２０１２サイズ（Ｌ：２，０ｍｍ、Ｗ：１．２ｍｍ）、製品規格１６０８サイズ（Ｌ：１．６ｍｍ，Ｗ：０．８ｍｍ）、製品規格１００５サイズ（Ｌ：１．０ｍｍ、Ｗ：０．５ｍｍ）にも適用可能である。これら小型サイズもしくはこれより小さなサイズにおいては、本実施形態の保護膜形成のメリットが大きいが、これより大きなサイズに本実施形態を適用してもよい。

【0047】

抵抗器１０の長さＬは、後述する製造方法における取り扱い性、例えば抵抗器１０の基となる抵抗器母材の破断防止の観点から、上記の製品規格１００５サイズ以上のサイズとすることができる。

【0048】

抵抗器１０の抵抗値は、小型且つ低抵抗を実現する観点から上記のいずれのサイズにおいても、２ｍΩ以下となるように調整可能であり、一例として、０．５ｍΩ以下となるように調整可能である。ここでの低抵抗とは、一般的な抵抗器（例えば、特開２００２－５７００９号公報のタイプの抵抗器）の寸法から想定される抵抗値よりも低い抵抗値を含む概念である。

【0049】

抵抗器１０のＹ方向に延びる縁辺である角部分Ｐは、いずれも面取り形状を有している。角部分Ｐの曲率半径は、Ｒ＝０．１ｍｍ以下であることが好ましい。

【0050】

［抵抗器の製造方法の説明］
図３は、第一実施形態の抵抗器１０の製造方法を示す説明図である。

【0051】

この製造方法は、材料を準備する準備工程（ａ）と、材料を接合する接合工程（ｂ）と、形状を加工する加工工程（ｃ）とを備える。また、製造方法は、加工された中間材料を、個々の抵抗器１０に切断して個片化する個片化工程（ｄ）と、レーザを用いて抵抗器１０の抵抗値を調整する調整工程（ｅ）とを備える。

【0052】

材料を準備する準備工程（ａ）では、抵抗体１２の母材となる抵抗体母材４０と、第一電極１４の母材である電極体母材４２と、第二電極１６の母材である電極体母材４４とを準備する。抵抗体母材４０と、各電極体母材４２、４４は平角状の長尺の線材である。

【0053】

抵抗器１０のサイズ、抵抗値及び加工性の観点から、抵抗体母材４０として、Ｃｕ－Ｍｎ系合金を使用し、各電極体母材４２、４４の材料として無酸素銅（Ｃ１０２０）を使用することが好ましい。

【0054】

材料を接合する接合工程（ｂ）では、各電極体母材４２、４４間に抵抗体母材４０を配置し、各母材４０、４２、４４の並び方向に圧力を加えて接合して抵抗器母材４６を形成する。

【0055】

すなわち、接合工程（ｂ）では、いわゆる異種金属材料間におけるクラッド接合（固相接合）が行われる。クラッド接合された各電極体母材４２、４４と抵抗体母材４０との接合面は、双方の金属原子が互いに拡散した拡散接合面となる。

【0056】

これにより、従来のような電子ビームによる溶接等を行うことなく、抵抗体母材４０と各電極体母材４２、４４との接合面を互いに強固に接合することができる。また、抵抗体母材４０と各電極体母材４２，４４との接合面において、良好な電気的特性が得られる。

【0057】

加工工程（ｃ）では、クラッド接合によって得られた抵抗器母材４６をダイス４８の挿通穴５０に挿入して通過させる。

【0058】

ダイス４８の挿通穴５０は、入口から出口へ向かうに従って小径となるテーパ状に形成されている。挿通穴５０は、角部分が面取り形状に加工された矩形に形成されている。

【0059】

このような形状のダイス４８に抵抗器母材４６を通過させることにより、抵抗器母材４６を全方向から圧縮変形させることができる。これにより抵抗器母材４６の断面形状は、ダイス４８の挿通穴５０の断面形状に倣った形状となる。

【0060】

この加工工程（ｃ）では、抵抗器母材４６をダイス４８に通過させる際、抵抗器母材４６をつかみ具によって引き抜く、引き抜き工法が適用される。

【0061】

加工工程（ｃ）では、挿通穴５０のサイズを異ならせた複数のダイス４８を用意して、これら複数のダイス４８を段階的に通過させる引き抜き加工を施してもよい。

【0062】

ダイス４８の挿通穴５０の内面には、矩形の突出部（図示省略）が形成され、挿通穴５０を挿通する抵抗器母材４６には、突出部によって引き抜き方向に連続する矩形溝５２が形成される。

【0063】

抵抗器母材４６を個々に切断した状態で、この矩形溝５２は、抵抗体１２と第一電極１４の胴体部２０と脚部２２、第二電極１６の胴体部２４と脚部２６によって囲まれる凹部を構成する。

【0064】

個片化工程（ｄ）では、設計されたＹ方向の長さＷになるように、抵抗器母材４６から抵抗器１０を切り出す。

【0065】

また、個片化工程（ｄ）では、抵抗器母材４６において矩形溝５２が形成された面５２ａから反対面５２ｂに向けて切断することが好ましい。これにより、金属のバリ（Ｂｕｒｒ）は抵抗器１０の上面から上方に向けて延びる形に形成され、各脚部２２、２６において－Ｚ方向（図１参照）に延びるバリ（回路基板に向けて延びるバリ）が発生することはない。これにより、抵抗器１０の回路基板への実装を確実に行うことができる。

【0066】

以上の工程を経ることにより、抵抗器母材４６から個片の抵抗器１０を得ることができる。更に、調整工程（ｅ）では、レーザ照射によって抵抗体１２のトリミングを行って抵抗器１０の抵抗値を所望の抵抗値に設定する。

【0067】

そして、トリミングが行われた抵抗器１０に対して熱処理を行い、抵抗体１２の表面に酸化膜１８を形成する。この熱処理は、抵抗体１２の表面に酸化膜１８を形成する形成工程を構成する。なお、上述の調整工程（ｅ）は、熱処理の後に行ってもよい。熱処理によって抵抗値が変動することを考慮すると、熱処理工程後に抵抗値トリミングをするのが好適である。その場合、レーザ照射したトリミング個所はマンガンの酸化膜が形成され、好適である。以下、熱処理について、具体的に説明する。

【0068】

＜熱処理（形成工程）＞
本実施形態に係る抵抗器１０の抵抗体１２に酸化膜を形成する工程について説明する。

【0069】

この熱処理では、抵抗器１０の抵抗体１２に酸化膜１８を形成したい。しかし、各電極１４、１６は酸化させたくない。このため、低酸素濃度状態で熱処理を行う。

【0070】

この工程では、銅とマンガンとを含有する抵抗体材料からなる抵抗体１２を備えた抵抗器１０を、低酸素雰囲気において、抵抗体材料を酸化可能な温度において、所定期間載置する熱処理を行うというものである。

【0071】

本実施形態において使用される電極材料及び抵抗体材料は、所定の酸素濃度条件では、電極材料の酸化反応よりも抵抗体材料の酸化反応が優先的に進行することがわかっている。

【0072】

本実施形態では、真空引き後、窒素置換雰囲気とすることにより、好ましい酸素濃度条件を得ることができる。

【0073】

真空は、通常の大気圧よりも低い大気圧の気体で満たされた状態であるため、酸素濃度を低くすることができる。また、反応系を窒素置換した場合、酸素を完全に排除して窒素に置換することは、通常、困難であるため、ある程度の酸素が残留する。

【0074】

本実施形態のように、銅とマンガンとを含有する抵抗体材料からなる抵抗体１２を備えた抵抗器１０の場合には、抵抗体材料を酸化させる観点から、反応系の酸素濃度が５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下の、窒素雰囲気を適用することが好ましい。

【0075】

また、酸化膜の形成は、与えられた熱量に依存するものと考えられる。このため、所定の膜厚を得ようとした場合に、温度が低ければ、長時間が必要であり、温度が高まると短時間でよい。

【0076】

このことから、一例として、温度条件は、４００℃以上８００℃以下とすることができ、熱処理時間は、１０分間以上３００分間以下とすることができる。

【0077】

熱処理の温度条件が４００℃未満であると、抵抗体材料を用いて作製される抵抗体の、使用による抵抗体表面の劣化に対して、所望とする耐性を確保し得る厚さのマンガンの酸化膜を形成するための時間が長大となる。

【0078】

また、熱処理の温度条件が８００℃を超えると、酸化膜が厚く形成できるものの、抵抗体材料が柔らかくなることがあり、加工性が低下する。

【0079】

熱処理の時間条件は、温度に応じて、１０分間以上３００分間以下とすることができる。同じ温度であれば、熱処理の時間が短いと、抵抗体表面の劣化に対して所望とする耐性を確保し得るだけの膜厚を形成することができない。また、熱処理の時間が３００分間を超えると、酸化膜が厚くなり過ぎて、抵抗温度係数（ＴＣＲ）が要求値よりも高くなる。

【0080】

なお、温度が４００℃以下の場合であっても酸化膜は成長するが、反応時間が増大するため、実用上、実施困難性が高まる。また、８００℃以上の場合には、より短時間で所望とする膜厚が得られるが、抵抗体材料の変形が生じる場合がある。

【0081】

本実施形態で使用される「温度条件」及び「時間条件」の用語は、以下のように規定される。すなわち、「温度条件」とは、所定の昇温速度で昇温して到達した温度を示す。温度条件の「４００℃以上８００℃以下」は、この到達温度を示す。また、「時間条件」とは、到達温度を保持する時間を示す。熱処理の時間条件の「１０分以上３００分以下」は、この保持時間を示す。

【0082】

以上の熱処理を行うことにより、抵抗体１２の表面に、厚さ寸法が、７０ｎｍ以上のマンガンの酸化膜１８を形成することができる。マンガンの酸化膜１８により、抵抗体１２の表面の劣化に対する耐性を向上させることができる。

【0083】

抵抗体１２の表面劣化に対する耐性を向上させる方法として、例えば、銅及びマンガンのほかに、錫及び／又はアルミニウムなどを加えて熱処理を施す方法が提案されてきた。この提案では、抵抗体１２の表面に、錫及び／又はアルミニウムの酸化膜を形成することができる。

【0084】

しかし、銅及びマンガンのほかに、錫及び／又はアルミニウムを含む合金からなる抵抗体１２の場合、抵抗体１２の内部において、錫及び／又はアルミニウムが斑を形成していることがある。この場合、これまでよりも一層高い要求温度下においては、抵抗値が不安定になったり、熱応力の違いなどから斑部分にクラックを生じたりすることがあった。

【0085】

これに対して、発明者らは、ＭｎＯ、Ｍｎ₃Ｏ₄、ＭｎＯ₂、Ｍｎ₂Ｏ₃等の酸化膜に着目し、鋭意検討を重ねた結果、上述のマンガン酸化膜の中でも、特に、ＭｎＯやＭｎ₃Ｏ₄が、抵抗体１２の変色として現れる抵抗体１２の劣化の防止に寄与していることを見出した。

【0086】

抵抗体１２の表面に、抵抗体１２の成分であるマンガンの酸化膜１８を形成した。これにより、銅及びマンガンのほかに錫及び／又はアルミニウムなどの他の金属を添加した場合に比べて、抵抗体１２の劣化による抵抗値の変動を抑制することができる。特に、抵抗体１２の劣化防止には、マンガンの酸化膜１８に、ＭｎＯやＭｎ₃Ｏ₄が存在していることが重要であると考えられる。

【0087】

さらに、本実施形態に係る抵抗器１０の製造方法によって得られる酸化膜１８は、抵抗体材料を用いて形成される抵抗体１２の表面の劣化に対する耐性を向上するだけではない。酸化膜１８は、抵抗体１２の曲げ或いは切断によっても剥離することがなく、安定的であるため、抵抗体１２の塑性加工の自由度を高めることができるという利点も有する。

【0088】

＜本実施形態の効果＞
次に、本実施形態による作用効果について説明する。

【0089】

本実施形態の抵抗器１０によれば、抵抗体１２と、抵抗体１２に設けられた各電極１４、１６とを備えた抵抗器１０であって、抵抗体１２は、表面に酸化膜１８を有する。

【0090】

上記構成によれば、抵抗体１２は表面に酸化膜１８を有する。このため、半田が各電極１４、１６を伝って抵抗体１２に近づいたとしても、抵抗体１２への半田の付着が酸化膜１８によって抑制される。

【0091】

これにより、抵抗体１２の表面を樹脂などで覆うことなく、抵抗体１２に半田が直接付着するという事態を抑制することができる。

【0092】

また、各電極１４、１６を伝った半田が抵抗体１２に達した場合であっても、半田と抵抗体１２との間には、酸化膜１８が介在する。これにより、半田と抵抗体１２との直接接続が抑制される。このため、抵抗体１２及び各電極１４、１６の接合部位よりも抵抗体の中心側に半田が直接接続され得る場合と比較して、抵抗値の変動を抑制することが可能となる。

【0093】

そして、抵抗体１２は、表面の酸化膜１８によって保護される。これにより、抵抗体１２は、特性変化が抑制されるので、抵抗特性を長期にわたって維持することが可能となる。

【0094】

したがって、樹脂の保護膜を使用せずに抵抗体１２を保護し、特性の変動を抑制可能とすることができる。

【0095】

また、本実施形態の抵抗器１０において、抵抗体１２は、抵抗体用の金属を含んで構成され、各電極１４、１６は、抵抗体１２よりも比抵抗が低い金属を含んで構成される。

【0096】

そして、本実施形態の抵抗器１０において、抵抗体用の金属は、マンガンを含み、抵抗体１２の表面には、マンガンの酸化膜１８が形成されている。

【0097】

この構成によれば、抵抗体１２を形成する抵抗体用の金属はマンガンを含む。このため、一例として、抵抗体１２を熱処理することで、酸化膜１８の形成が可能となる。また、抵抗体１２の表面には、マンガンの酸化膜１８が形成されている。このため、抵抗体１２への半田の付着の抑制効果が高まる。

【0098】

また、本実施形態の抵抗器１０において、酸化膜１８は、ＭｎＯもしくはＭｎ₃Ｏ₄を含む。

【0099】

この構成によれば、抵抗体１２への半田の付着の抑制効果が高まる。

【0100】

また、本実施形態の抵抗器製造方法によれば、抵抗体１２と、抵抗体１２に設けられた各電極１４、１６とを備えた抵抗器１０の製造方法であって、少なくとも抵抗体１２に熱処理を施して抵抗体１２の表面に酸化膜１８を形成する形成工程（熱処理）を有する。

【0101】

この構成によれば、抵抗体１２の表面に酸化膜１８が形成された抵抗器１０を提供することができる。そして、この抵抗器１０では、半田が各電極１４、１６を伝って抵抗体１２に近づいたとしても、抵抗体１２への半田の付着が酸化膜１８によって抑制される。

【0102】

また、各電極１４、１６を伝った半田が抵抗体１２に達した場合であっても、半田と抵抗体１２との間には、酸化膜１８が介在する。これにより、半田と抵抗体１２との直接接続が抑制される。このため、抵抗体１２及び各電極１４、１６の接合位置よりも抵抗体１２の中心側に半田が直接接続され得る場合と比較して、抵抗器１０の抵抗値の変動を抑制することが可能となる。

【0103】

そして、抵抗体１２は、表面の酸化膜１８によって保護される。これにより、抵抗体１２の特性変化が抑制されるので、抵抗体１２の抵抗特性を長期にわたって維持することが可能となる。

【0104】

また、本実施形態の抵抗器１０の製造方法によれば、形成工程（熱処理）は、抵抗器１０に熱処理を施して抵抗体１２の表面に酸化膜１８を形成する。

【0105】

この構成によれば、酸化膜１８が形成された抵抗体１２に各電極１４、１６を接合して抵抗器１０を製造する場合のように、抵抗体１２の電極接合部に形成された酸化膜１８を除去するといった作業が不要となる。これにより、製造工程を削減することができる。

【0106】

また、本実施形態の抵抗器１０の製造方法によれば、銅と、マンガンと、を含有する抵抗体１２に、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気において、４００℃以上８００℃以下で、１０分以上３００分以下の熱処理を行う。

【0107】

これにより、抵抗体１２の表面に酸化膜１８を形成することができる。また、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の雰囲気で熱処理を行うため、抵抗器１０を熱処理しても、各電極１４、１６の表面への酸化膜の形成が抑制される。

【0108】

また、本実施形態の抵抗器１０の製造方法によれば、酸素濃度は、５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下である。

【0109】

さらに、本実施形態の抵抗器１０の製造方法によれば、熱処理は、酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の窒素雰囲気で行われる。

【0110】

これにより、各電極１４、１６で形成され得る酸化膜の抑制効果がさらに高まる。

【0111】

（第二実施形態）
第二実施形態に係る抵抗器１００について、図４を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一又は同等部分に関しては、第一実施形態と同符号を付して説明を割愛し、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0112】

図４は、第二実施形態の抵抗器１００の製造方法を示す説明図である。第二実施形態に係る抵抗器１００においては、外面全体に酸化膜１８が形成された抵抗体材料を用いて抵抗器１００を形成する点が第一実施形態と異なる。

【0113】

この製造方法は、酸化膜形成工程（ａ－２）と、酸化膜除去工程（ｂ－２）と、接合工程（ｃ－２）と、個片化工程（ｄ－２）とを備える。なお、個片化工程（ｄ－２）後に実施される抵抗値を調整する調整工程については説明を割愛する。

【0114】

酸化膜形成工程（ａ－２）では、抵抗体１２の母材となる抵抗体母材１０２に熱処理を施して抵抗体母材１０２の表面に酸化膜１８を形成する。抵抗体母材１０２の材質及び熱処理方法は、第一実施形態と同様とする。

【0115】

酸化膜除去工程（ｂ－２）では、抵抗体母材１０２に両側面１０２Ｅ、１０２Ｆに形成された酸化膜１８を除去する。酸化膜１８の除去方法としては、一例として切削加工が挙げられる。

【0116】

接合工程（ｃ－２）では、各電極母材１０４、１０６を酸化膜１８が除去された抵抗体母材１０２の各側面１０２Ｅ、１０２Ｆ側に配置する。この状態で各母材１０２、１０４、１０６の並び方向に圧力を加えることで、各母材１０２、１０４、１０６を接合して抵抗器母材１０８を形成する。

【0117】

各母材１０２、１０４、１０６の接合は、いわゆる異種金属材料間におけるクラッド接合（固相接合）や、レーザ溶接、電子ビーム溶接等で行われる。なお、各電極母材１０４、１０６の材質は、第一実施形態と同様する。

【0118】

個片化工程（ｄ－２）では、抵抗器母材１０８を切断して抵抗器１００を形成する。切断方法は、第一実施形態と同様とする。

【0119】

本実施形態に係る抵抗器１００においても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0120】

（第三実施形態）
第三実施形態に係る抵抗器１２０について、図５を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一又は同等部分に関しては、第一実施形態と同符号を付して説明を割愛し、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0121】

図５は、第三実施形態の抵抗器１２０の製造方法を示す説明図である。第三実施形態に係る抵抗器１２０においては、個片化されるとともに表面に酸化膜１８が形成された抵抗体１２を用いて抵抗器１２０を形成する点が他と異なる。

【0122】

この製造方法は、酸化膜形成工程（ａ－３）と、酸化膜除去工程（ｂ－３）と、接合工程（ｃ－３）とを備える。なお、接合工程（ｃ－３）後に実施される抵抗値を調整する調整工程については説明を割愛する。

【0123】

酸化膜形成工程（ａ－３）では、予め個片化された抵抗体１２に熱処理を施して抵抗体１２の外面全体に酸化膜１８を形成する。抵抗体１２の材質及び熱処理方法は、第一実施形態と同様とする。

【0124】

酸化膜除去工程（ｂ－３）では、抵抗体１２に両端面１２Ｅ、１２Ｆに形成された酸化膜１８を除去する。酸化膜１８の除去方法としては、一例として切削加工が挙げられる。

【0125】

接合工程（ｃ－３）では、各電極１４、１６を、酸化膜１８が除去された抵抗体１２の各端面１２Ｅ、１２Ｆ側に配置する。この状態で第一電極１４と抵抗体１２とを接合するとともに、第二電極１６と抵抗体１２とを接合して抵抗器１２０を形成する。

【0126】

この接合方法としては、レーザ溶接や電子ビーム溶接等が挙げられる。なお、各電極１４、１６の材質は、第一実施形態と同様とする。

【0127】

本実施形態に係る抵抗器１２０においても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0128】

（第四実施形態）
第四実施形態に係る抵抗器１４０について、図６を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一又は同等部分に関しては、第一実施形態と同符号を付して説明を割愛し、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0129】

図６は、第四実施形態の抵抗器１４０の製造方法を示す説明図である。第四実施形態に係る抵抗器１４０においては、抵抗体母材１４２に積層された電極母材１４４を切削することで、第一電極１４及び第二電極１６を形成する点が他と異なる。

【0130】

この製造方法は、板状の抵抗体母材１４２を準備する準備工程（ａ－４）と、抵抗体母材１４２に板状の電極母材１４４を接合する接合工程（ｂ－４）と、電極母材１４４を切削する切削工程（ｃ－４）とを備える。また、製造方法は、切削された抵抗器母材１４８を切断する切断工程（ｄ－４）と、切断された抵抗器１４０の抵抗体１２に酸化膜１８を形成する酸化膜形成工程（ｅ－４）とを備える。なお、酸化膜形成工程（ｅ－４）後に実施される抵抗値を調整する調整工程については説明を割愛する。

【0131】

準備工程（ａ－４）では、板状（帯状）の抵抗体母材１４２を形成する。抵抗体母材１４２の材質は、第一実施形態と同様とする。

【0132】

接合工程（ｂ－４）では、抵抗体母材１４２の上に板状の電極母材１４４を配置する。この状態で両母材１４２、１４４の積層方向に圧力を加えることで、両母材１４２、１４４を接合して接合母材１４６を形成する。

【0133】

両母材１４２、１４４の接合は、いわゆる異種金属材料間におけるクラッド接合（固相接合）で行われる。なお、電極母材１４４の材質は、第一実施形態と同様する。

【0134】

切削工程（ｃ－４）では、電極母材１４４の中央部を切削して抵抗器母材１４８を形成する。抵抗器母材１４８には、切削箇所を境とする一方側に第一電極１４が形成され、他方側に第二電極１６が形成される。

【0135】

切断工程（ｄ－４）では、抵抗器母材１４８を所定の長さに切断して抵抗器１４０を形成する。切断方法は、一例として、第二実施形態と同様とする。

【0136】

酸化膜形成工程（ｅ－４）では、切断された抵抗器１４０を熱処理することで、抵抗体１２の表面のみに酸化膜１８を形成する。熱処理方法は、第一実施形態と同様とする。

【0137】

本実施形態に係る抵抗器１４０においても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0138】

（第五実施形態）
第五実施形態に係る抵抗器１６０について、図７を用いて説明する。なお、第一実施形態と同一又は同等部分に関しては、第一実施形態と同符号を付して説明を割愛し、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0139】

図７は、第五実施形態の抵抗器１５０の斜視図である。第五実施形態に係る抵抗器１６０においては、第一電極１６２と第二電極１６４との間に、複数の抵抗体１６６が離間して配置された点が他の実施形態と異なる。

【0140】

第一電極１６２及び第二電極１６４は、第一実施形態と同様の材質で形成されている。各電極１６２、１６４は、正方形の板状に形成されており、各電極１６２、１６４の中央部には円形の貫通穴１６８、１７０が形成されている。

【0141】

両電極１６２、１６４間には、複数の抵抗体１６６が設けられており、抵抗体１６６の数は、任意に設定可能である。各抵抗体１６６は、貫通穴１６８，１７０を中心とする同心円上に等間隔で配置されており、各抵抗体１６６は、各端部が対応する電極１６２、１６４に、一例として、溶接で接合されている。これにより、各抵抗体１６６は、並列接続される。

【0142】

各抵抗体１６６は、円柱状に形成されており、各抵抗体１６６の材質は、第一実施形態と同じ材質である。各抵抗体１６６の周面には、前述した熱処理によって酸化膜１８が形成されている。

【0143】

なお、各電極１６２、１６４の形状は、この四角形に限定されず、三角形等の多角形にしたり、円形にしたりすることができる。また、貫通穴１６８、１７０の形状は、円形に限定されず、四角形等の多角形にしてもよい。

【0144】

本実施形態に係る抵抗器１６０においても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施形態では全ての抵抗体１６６の周面に酸化膜１８が形成されているが、抵抗器の使用環境に合わせて一部の抵抗体１６６の周面にのみ酸化膜を形成してもよい。

【0145】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【実施例】

【0146】

第一実施形態に係る抵抗器１０に対して各条件で熱処理を行い、得られた抵抗器１０の各電極１４、１６及び抵抗体１２の表面の酸化膜の形成状態を評価した。

【0147】

抵抗器１０の抵抗体１２を構成する抵抗体材料として、Ｃｕ－Ｍｎ－Ｓｎ系抵抗材料を用いた。すなわち、抵抗体材料は、抵抗体材料の全質量比で、マンガンを、１０～１２質量％含み、ニッケルを、１～４質量％含み、銅を、８４～８９質量％含む。

【0148】

この抵抗器１０を、酸素濃度が、３０ｐｐｍ以下の雰囲気において、２００℃以上８００℃以下の所定温度で、１時間（６０分）以上５時間（３００分）以下の所定時間保持して熱処理を行う。そして、熱処理が施された各抵抗器１０において、各電極１４、１６及び抵抗体１２の表面の状態を観測した。その結果を第１表に示す。

【0149】

なお、形成された酸化膜は、Ｘ線解析装置を用いて「Ｍｎ₃Ｏ₄」であるか「ＭｎＯ」であるかを判定した。

【表1】

【0150】

表１に示したように、２００℃で５時間保持する熱処理を施した抵抗器１０では、抵抗体１２及び各電極１４、１６に酸化膜１８は形成されなかった。

【0151】

また、４００℃で１時間保持する熱処理、４００℃で３時間保持する熱処理、及び４００℃で５時間保持する熱処理を施した抵抗器１０は、いずれも抵抗体１２にマンガンの酸化膜１８（Ｍｎ₃Ｏ₄）の形成が確認された。一方、４００℃で１時間保持する熱処理、４００℃で３時間保持する熱処理、及び４００℃で５時間保持する熱処理を施した抵抗器１０の各電極１４、１６は、いずれも酸化膜の形成を確認することはできなかった。

【0152】

また、６００℃で１時間保持する熱処理、６００℃で３時間保持する熱処理、及び６００℃で５時間保持する熱処理を施した抵抗器１０は、いずれも抵抗体１２にマンガンの酸化膜１８（ＭｎＯ）の形成が確認された。一方、６００℃で１時間保持する熱処理、６００℃で３時間保持する熱処理、及び６００℃で５時間保持する熱処理を施した抵抗器１０の各電極１４、１６は、いずれも酸化膜の形成を確認することはできなかった。

【0153】

また、８００℃で１時間保持する熱処理、及び８００℃で３時間保持する熱処理を施した抵抗器１０は、いずれも抵抗体１２にマンガンの酸化膜１８（ＭｎＯ）の形成が確認された。一方、８００℃で１時間保持する熱処理、及び８００℃で３時間保持する熱処理を施した抵抗器１０の各電極１４、１６は、いずれも酸化膜の形成を確認することはできなかった。

【0154】

このような抵抗体１２に酸化膜１８を形成することで、抵抗体１２が保護され、抵抗器１０としての特性変化の抑制が期待される。

【0155】

そして、抵抗体１２にマンガンの酸化膜１８が形成された各抵抗器１０を回路基板に実装し、各抵抗器１０の各電極１４、１６を配線パターンのランドに半田付けするとともに、半田の抵抗体１２への付着状態について目視で観測した。その結果、酸化膜１８の形成状態によって効果が異なることが分かった。

【0156】

具体的に説明すると、６００℃で５時間保持する熱処理（実験の為に作成した抵抗器）、及び８００℃で１時間保持する熱処理を施した抵抗器１０では、半田の抵抗体１２への付着抑制効果が極めて良好であった。

【0157】

これは、形成される酸化膜１８の膜厚に関係するものと考えられる。この結果から低めの温度で熱処理する場合には長時間の熱処理を行うことで、酸化膜１８を目的の膜厚とする。

【0158】

また、高めの温度で熱処理する場合、目的の膜厚の酸化膜１８を形成するまでの熱処理時間を短縮することが可能となる。一方、熱処理時間が長すぎると、各電極１４、１６での酸化膜１８の形成が促進されるので、熱処理時間は、予め定めた時間内とすることが好ましい。

【符号の説明】

【0159】

１０、１００、１２０、１４０、１５０、１６０ 抵抗器
１２、１６６ 抵抗体
１４、１６２ 第一電極
１６、１６４ 第二電極
１８ 酸化膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】