微型金屬片電阻的量產方法
2023-10-11 00:15:19
微型金屬片電阻的量產方法
【專利摘要】一種微型金屬片電阻的量產方法，包含固壓接合步驟、電阻本體定義步驟、電阻形成步驟、電極形成步驟，及成品取得步驟，固壓接合步驟用具高熱傳導性的隔離材料連接第一薄片、第二薄片，電阻本體定義步驟形成多個縱穿槽和多個橫穿槽而令所述的縱穿槽與橫穿槽定義出多個整齊陣列排列的電阻區塊，電阻形成步驟於每一電阻區塊形成多個切溝和至少一個分割穿槽而將所述多個電阻區塊成型為多個電阻半成品，電極形成步驟用導體材料於每一電阻半成品形成兩個連接電阻本體的電極，成品取得步驟對應所述的形成有電極的電阻本體進行衝切，製得多個微型金屬片電阻。
【專利說明】微型金屬片電阻的量產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無源組件(passive component)的製作方法,特別是涉及一種微型金屬片電阻(micro metal resistor)的製作方法。
【背景技術】
[0002]參閱圖1、圖2，現有的微型金屬片電阻I包括一個具有多個切溝111的片形電阻本體11、形成在該電阻本體11兩相反表面的塗裝層12，及兩個分別連接於該電阻本體11橫向的相反兩側的電極13，所述切溝111中任兩相鄰的切溝111分別自未形成有電極13的相反兩側邊向另一側邊方向形成，藉此，將電阻本體11切分成連續傾倒的S形電流路徑，而令該微型金屬片電阻I於使用時呈現預定的電阻值範圍。
[0003]大致而言，現有的微型金屬片電阻I是將金屬薄片板軋成條狀後，再於條狀金屬板兩側電鑄形成電極條，然後再裁切成塊狀而形成具有該兩個電極13的基體，之後，再於塊狀的基體上切割出所述切溝111並進行塗裝形成塗裝層12而製作得到。
[0004]就現有的微型金屬片電阻I的結構來看，由於物體電阻值(R)與物體的材料係數(P )和電流路徑長度(I)的乘積成正比、與截面積(A)成反比，因此欲增加此等微型金屬片電阻I的電阻值(R)時，必須薄化該電阻本體11的厚度，及/或增加所述切溝111的數目以提高電流路徑長度(I);但無論是薄化該電阻本體11的厚度，或是增加該電阻本體11上的切溝111數目，都會導致整體結構強度變差，此外，微型金屬片電阻I在使用中會產生高溫，高溫除了會讓微型金屬片電阻I因薄化，或是於該電阻本體11上的切溝111而導致的結構弱化更趨嚴重之外，現有的微型金屬片電阻I還會因為僅藉由兩個與例如電路板連接的電極13向外散熱，所以會有散熱不易、溫度偏高，電阻值漂移程度劇烈，電阻特性不佳的問題，再者，也會因為使用時必然產生的高溫，而使得像塗裝層12的選用必須耐高溫，而導致成本增加的衍生問題。
[0005]而就現有的微型金屬片電阻I的製作過程而言，現有微型金屬片電阻I是以一連串的板軋、衝孔、材切等機械成型方式製作，由於以機械方式的板軋、衝孔、材切等會不斷地累積上一步驟的製作公差，因此會有最終產品精確度不足的困擾。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種新的製程以精確成型出結構強度佳、散熱快、電阻值精準的微型金屬片電阻。
[0007]本發明微型金屬片電阻的量產方法，包含一個固壓接合步驟、一個電阻本體定義步驟、一個電阻形成步驟、一個電極形成步驟，及一個成品取得步驟。
[0008]該固壓接合步驟用一種具高熱傳導性的隔離材料接合一塊由導電材料構成的第一薄片和一塊由具高熱傳導性的材料構成的第二薄片，製得一個第一半成品。
[0009]該電阻本體定義步驟於該第一半成品形成多個長邊平行於縱向而排列成數行的縱穿槽，及多個長邊平行於橫向而排列成數列的橫穿槽，所述縱穿槽與橫穿槽定義多個整齊排列的電阻區塊。
[0010]該電阻形成步驟於每一電阻區塊形成多個平行於縱向且貫穿該第一薄片的切溝，而使該電阻區塊中的第一薄片形成一電阻本體，以及於每一個電阻區塊形成至少一個不平行於縱向並貫穿該第二薄片的分割穿槽，而將對應於每一電阻本體的第二薄片分裂成多個彼此不連接的塊體，而將所述電阻本體成型為多個電阻半成品。
[0011]該電極形成步驟用導體材料分別於對應定義出每一個電阻半成品的兩個縱穿槽的空間中形成兩個連接該電阻本體相反兩側的電極。
[0012]該成品取得步驟對應所述形成有電極的電阻本體進行衝切，製得多個微型金屬片電阻。
[0013]本發明的目的及解決其技術問題還可採用於下技術措施進一步實現。
[0014]較佳的，該電阻形成步驟中形成的分割穿槽包括兩截彼此夾鈍角的分割段，而使該分割穿槽於該第二薄片向該第一薄片方向的正投影呈傾倒的V字形。
[0015]較佳的，該電阻形成步驟中形成的分割穿槽包括多個彼此夾鈍角的分割段，而使該分割穿槽於該第二薄片向該第一薄片方向的正投影呈連續折線型態。
[0016]較佳的，該電阻形成步驟中所述的切溝和分割穿槽是用遮罩配合蝕刻方式形成。
[0017]較佳的，該固壓接合步驟是將作為隔離材料的具高熱傳導特性的熱塑性高分子材料塗布於該第一薄片和第二薄片其中至少一塊後，將其中的另一塊疊置於熱塑性高分子材料上，然後加溫並抽真空而使熱塑性高分子材料固化，而使第一薄片和第二薄片藉固化的熱塑性高分子材料接合成一體。
[0018]較佳的，所述熱塑性高分子材料是聚丙烯。
[0019]較佳的，該電極形成步驟中，所述電極形成採用遮罩並配合電鍍方式進行。
[0020]較佳的，該第一薄片是銅、鋁，或兩者的組合為材料構成。
[0021]較佳的，該第二薄片是銅、鋁，或兩者的組合為材料構成。
[0022]本發明的有益效果在於:以固壓接合步驟提供大面積、片狀的第一半成品後，配合以屏蔽及蝕刻方式為主的電阻本體定義步驟、電阻形成步驟，以及電鍍成型電極的電極形成步驟，而可精確且大量的製作出以散熱層強化整體結構，並可快速散熱而維持使用中電阻值精準的微型金屬片電阻。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是立體圖，說明現有的微型金屬片電阻；
[0024]圖2是俯視圖，輔助說明現有的微型金屬片電阻；
[0025]圖3是流程圖，說明本發明微型金屬片電阻的量產方法的較佳實施例；
[0026]圖4是立體圖，說明以該較佳實施例製作的微型金屬片電阻；
[0027]圖5是仰視圖，輔助說明以該較佳實施例製作的微型金屬片電阻；
[0028]圖6是俯視圖，輔助說明以該較佳實施例製作的微型金屬片電阻；
[0029]圖7是立體圖，說明實施該較佳實施例的固壓接合步驟所製得的第一半成品；
[0030]圖8是立體圖，說明實施該較佳實施例的電阻本體定義步驟後，於該第一半成品上形成多個縱穿槽和橫穿槽而定義出多個電阻區塊的態樣；
[0031]圖9是俯視圖，說明實施該較佳實施例的電阻形成步驟後，於每一電阻區塊形成至少一個分割穿槽的態樣；
[0032]圖10是仰視圖，說明實施該較佳實施例的電阻形成步驟後，於每一電阻區塊形成多個切溝的態樣；
[0033]圖11是俯視圖，說明實施該較佳實施例的電極形成步驟後，於每一電阻區塊形成兩個電極的態樣；
[0034]圖12是俯視圖，說明實施該較佳實施例的電阻形成步驟時，配合屏蔽的改變使形成的分割穿槽成連續折線態樣；
[0035]圖13是俯視圖，說明實施該較佳實施例的電阻形成步驟時，配合屏蔽的改變使散熱層包含多個分割穿槽的態樣。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
[0037]參閱圖3、圖4，本發明一種微型金屬片電阻的量產方法的一個較佳實施例，包含一個固壓接合步驟31、一個電阻本體定義步驟32、一個電阻形成步驟33、一個電極形成步驟34，及一個成品取得步驟35，而可大量批次生產出如圖4的微型金屬片電阻2。
[0038]先參閱圖4，並配合參閱圖5、圖6，本發明微型金屬片電阻的量產方法的較佳實施例生產出的微型金屬片電阻2，包含一個電阻本體21、一層隔離層22、一層散熱層23，及兩個電極24，可在使用中提供精準的電阻。
[0039]該電阻本體21呈片形並具有預定電阻值，包括多個間隔地沿縱向排列的切溝211，更詳細地說，該電阻本體21是選自銅、鋁、銅合金、鋁合金、或銅鋁合金等為材料構成，包括一個平行於橫向的第一側邊212、一個平行於橫向且與該第一側邊相反的第二側邊213，及兩個分別連接該第一側邊212和第二側邊213相反兩端的第三側邊214，任兩相鄰的切溝211的其中一個是自該第一側邊212並平行於縱向形成，且其中另一個是自該第二側邊213並平行於縱向形成，藉由所述切溝211使電流路徑如連續傾倒的S形，從而決定該微型金屬片電阻2的精確電阻值範圍，在本例中繪示三個切溝211作說明。
[0040]該隔離層22電絕緣並形成在該電阻本體21上，更詳細地說，該隔離層22是稠狀的高熱傳導特性的熱塑性高分子材料，例如聚丙烯塗布在該電阻本體21後固化形成，用以使該電阻本體21、散熱層23不相接觸而電絕緣，同時也以本身具有高熱傳導的特性而不影響該電阻本體21在使用時產生的熱的傳遞。
[0041]該散熱層23接合在該隔離層22上，包括至少一個不平行於縱向並將該散熱層23分裂成多個相分離的層體的分割穿槽231，更詳細地說，該散熱層23是用銅、銅合金、鋁合金，或銅鋁合金等為材料構成，該分割穿槽231包括兩截分別自第一側邊212和第二側邊213向相反側延伸且彼此夾鈍角的分割段232，而使該分割穿槽231於該電阻本體21的正投影概成傾倒的V字形。
[0042]所述的兩個電極24分別連接於該電阻本體21沿橫向的兩相反第三側邊214並與該電阻本體21電連接，用以與例如電路板等電子裝置連接(圖未示出)。
[0043]當使用時，電流自其中一個電極24經該電阻本體21因所述切溝211而形成的電流路徑向另一個電極24行進，並因流經該電阻本體21的構成材料、截面積與電流路徑長等而提供預定的電阻值；特別的是，使用中該電阻本體21產生的熱，經由隔離層22、散熱層23更快速的導離該電阻本體21，而使得本發明微型金屬片電阻2的較佳實施例於使用時，散熱快而溫度較低，電阻值漂移程度低、電阻特性精確，此外，由於分割穿槽231與電阻本體21的切溝211均成預定角度，所以可以借著散熱層23提高電阻本體21的結構強度，而避免薄化該電阻本體21的厚度，或是增加該電阻本體21上的切溝211數目，以提高微型金屬片電阻2的適用電阻範圍時，而會出現的結構強度變差的問題，再者，本發明微型金屬片電阻2的較佳實施例因為散熱層23的設計而降低實際使用的工作溫度，所以選用的構成材料也毋須特別採用耐高溫的材料，而可以降低成本、提高市場競爭力。
[0044]參閱圖3、圖7，以該較佳實施例量產上述的微型金屬片電阻2時，其方法是，先進行該固壓接合步驟31，用具高熱傳導性的隔離材料5接合由導電材料構成的第一薄片41和由具高熱傳導性的材料構成的第二薄片42，製得一個第一半成品43 ;更詳細而言，是在例如銅、鋁、銅合金、鋁合金、銅鋁合金等導電、導熱材料軋制的第一薄片41，以及例如銅、鋁、銅合金、鋁合金、銅鋁合金等具高熱傳導性的材料軋制的第二薄片42其中至少一塊上，塗布例如聚丙烯等稠狀的高熱傳導特性的熱塑性高分子材料(隔離材料5)成薄層後，將第一薄片41和第二薄片42其中之另一塊疊置其上，加溫並抽真空而使熱塑性高分子材料(隔離材料5)固化，而使第一薄片41、第二薄片42藉固化的熱塑性高分子材料(隔離材料5)黏結成一體，製得第一半成品43。
[0045]參閱圖3、圖7、圖8,接著實施電阻本體定義步驟32,以衝切方式(trimming)於第一半成品43形成多個長邊分別平行於縱向而排列成數行的縱穿槽44，及多個長邊平行於橫向而排列成數列的橫穿槽45，所述縱穿槽44與橫穿槽45定義出多個整齊呈陣列排列的電阻區塊46。
[0046]參閱圖3、圖9、圖10，然後實施電阻形成步驟33，用遮罩配合蝕刻製程，於每一電阻區塊46的第一薄片41上形成多個平行於縱向且貫穿該第一薄片41的所述切溝211，而使該電阻區塊46中的第一薄片41形成電阻本體21，同時，於每一電阻區塊46的第二薄片42形成至少一個不平行於縱向並貫穿該第二薄片42的分割穿槽231，而將對應於每一電阻區塊46的第二薄片42分裂成多個彼此不連接的塊體而形成該散熱層23，而於第一半成品43成型出多個電阻半成品。
[0047]參閱圖3、圖5、圖11，再進行電極形成步驟34，用導體材料以屏蔽並配合電鍍的方式分別於對應定義出每一電阻半成品的兩個縱穿槽44的空間中形成連接該電阻本體21相反兩側的電極24。
[0048]參閱圖3、圖5，最後再進行成品取得步驟35，對應所述形成有電極24的電阻本體21進行衝切，製得多個如圖4所示的本發明微型金屬片電阻2。
[0049]參閱圖12、圖13，另外要說明的是，本發明微型金屬片電阻的量產方法的較佳實施例在實施時，只要在電阻形成步驟33改變遮罩的態樣，即可令蝕刻形成的分割穿槽231』包括多個彼此夾鈍角的分割段232』，而使分割穿槽231』於該第二薄片向該第一薄片方向(即於該電阻本體)的正投影呈連續折線型態，或是，使該分割穿槽於該第二薄片向該第一薄片方向的正投影呈傾倒的V字形，或是，形成複數分割穿槽231，或是增加、減少切溝的數目與排列位置，而製作得到散熱能力與整體結構強度更高的微型金屬片電阻，而與現有的衝孔、材切等過程相比較，本發明不但可以節省製作衝孔、材切模具的經費，同時，不會累積機械公差，而可以低成本的精確量產各種式樣、各種適用阻值範圍的微型金屬片電阻。[0050]由上述說明可知，本發明微型金屬片電阻的量產方法是提出一種迥異於現有的微型金屬片電阻I的製程，而自採用熱塑性高分子材料(隔離材料5)黏合整片的第一薄片41、第二薄片42開始，配合遮罩與蝕刻製程，以及使用遮罩與電鍍製程，而可精確且大量的製作出具有散熱層22結構而可快速散熱、同時藉由散熱層強化電阻本體21結構強度的微型金屬片電阻2，相較於現有的微型金屬片電阻I的製程而言，本發明因為大幅減少衝孔、材切等機械加工過程，所以可以降低最終產品公差累積的問題，以及解決因為採用衝孔、材切等機械加工過程而只能以條狀原料生產、而無法更大量生產降低生產成本的問題。
[0051]綜上所述，本發明主要是提出一種新的、完整的微型金屬片電阻2的量產方法，大量且精確地量產新型態的微型金屬片電阻2，相較於現有的微型金屬片電阻I及其製作方式而言，本發明製作出的微型金屬片電阻2於使用中散熱快，溫度較低，電阻值漂移程度低且電阻特性更為精確，並改善傳統微型金屬片電阻I結構強度弱化的問題，此外，本發明微型金屬片電阻2的量產方法是以整張片狀的第一薄片41、第二薄片42開始，配合使用遮罩的蝕刻等製程而量產製作生產，因此更能有效降低生產成本，並因此提高產品精度，更大幅提升市場的競爭力，而確實達成本發明的目的。
【權利要求】
1.一種微型金屬片電阻的量產方法；其特徵在於:所述的微型金屬片電阻的量產方法包含: (a)固壓接合步驟，用一種具高熱傳導性的隔離材料接合一塊由導電材料構成的第一薄片和一塊由具高熱傳導性的材料構成的第二薄片，製得一第一半成品； (b)電阻本體定義步驟，於該第一半成品形成多個長邊平行於縱向而排列成數行的縱穿槽，及多個長邊平行於橫向而排列成數列的橫穿槽，所述縱穿槽與橫穿槽定義出多個整齊排列的電阻區塊； (C)電阻形成步驟，於每一電阻區塊形成多個平行於縱向且貫穿該第一薄片的切溝，而使該電阻區塊中的第一薄片形成一個電阻本體，以及於每一電阻區塊形成至少一個不平行於縱向並貫穿該第二薄片的分割穿槽，該分割穿槽將對應於每一個電阻區塊的第二薄片分裂成多個彼此不連接的塊體，而將所述的多個電阻本體成型為多個電阻半成品； Cd)電極形成步驟，用導體材料分別於對應定義出每一個電阻半成品的兩個縱穿槽的空間中形成兩個連接該電阻本體相反兩側的電極；及 (e)成品取得步驟，對應所述形成有電極的電阻本體進行衝切，製得多個微型金屬片電阻。
2.根據權利要求1所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:於該步驟(C)中，形成的分割穿槽包括兩截彼此夾鈍角的分割段，而使該分割穿槽於該第二薄片向該第一薄片方向的正投影呈傾倒的V字形。
3.根據權利要求1所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:於該步驟(c)中，形成的分割穿槽包括多個彼此夾鈍角的分割段，而使該分割穿槽於該第二薄片向該第一薄片方向的正投影呈連續折線型態。
4.根據權利要求2或3所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:於該步驟(c)中，所述切溝和分割穿槽是用遮罩配合蝕刻方式形成。
5.根據權利要求4所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:於該步驟(a)中，是將作為隔離材料的具高熱傳導特性的熱塑性高分子材料塗布於該第一薄片和第二薄片的其中至少一塊後，將其中的另一塊疊置於熱塑性高分子材料上，然後加溫並抽真空而使熱塑性高分子材料固化，而使該第一薄片和該第二薄片藉固化的熱塑性高分子材料接合成一體。
6.根據權利要求5所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:所述熱塑性高分子材料是聚丙烯。
7.根據權利要求6所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:於該步驟(d)中，所述電極形成採用遮罩並配合電鍍的方式進行。
8.根據權利要求7所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:該第一薄片是由銅、鋁，或兩者的組合為材料構成。
9.根據權利要求8所述的微型金屬片電阻的量產方法，其特徵在於:該第二薄片是由銅、鋁，或兩者的組合為材料構成。
【文檔編號】H01C17/00GK103515042SQ201210297086
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年8月21日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】陳富強 申請人:旺詮科技(崑山)有限公司