專利名稱：電流感應電阻及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種電阻，尤指涉及一種電流感應電阻。
背景技術：
電流感應電阻已在電子產業界使用多年，其根據凱文(Kelvin)理論或四線(4-wire)理論來形成。主要用于低阻值的應用，與一般電阻相比具有低溫度系數及高散熱性的優點。傳統的電流感應電阻(如美國專利第US5，999，085號)使用具有固定阻值的金屬平板來作為中間部分，在所述平板的相反兩端各固接一具有高導電性的側邊部分。所述對側邊部分各具有一凹槽，其分別將所述對側邊部分區分為電流端及感應端。利用所述凹槽的長度可以決定電流感應電阻的阻值穩定性。然而，傳統的電流感應電阻需由不同材料的金屬或合金固接而形成，此舉不但在制作上較為費時，其金屬或合金的材料特性也較難控制，且固接過程難免會使用焊接或粘接等其它方法，而此額外材料的使用會使傳統的電流感應電阻無法完全的展現作為電阻襯底的材料的特性。如此一來，便會影響電流感應電阻的阻值穩定性。因此，市面上需要一種以一體成型的方法制造而成的電流感應電阻，此種電流感應電阻只需由一種材料的金屬或合金構成，因此可完全的展現所述金屬或合金的特性，也較容易根據所需要的電阻特性來選擇相對應的金屬或合金。如此不但在制作上較為方便，更可提高電流感應電阻的阻值穩定性。
發明內容
為實現上述目的及功效，本發明采用一種新的技術手段及方法。根據本發明的實施例提供一種電流感應電阻，其由高導電性的金屬平板組成，所述金屬平板包含:中間部分；第一部分，其位于所述中間部分的一側，并具有第一凹槽；及第二部分，其位于所述中間部分相對于所述第一部分的另一側，并具有第二凹槽；其中所述第一凹槽及所述第二凹槽分別將所述第一部分及所述第二部分區分為電流端及感應端，且所述第一部分及所述第二部分的所述電流端的長度大于所述第一部分及所述第二部分的所述感應端的長度，其特征在于所述中間部分具有中間凹槽，所述中間凹槽的長度用以控制所述電流感應電阻的阻值穩定性。本發明的另一實施例提供一種制造電流感應電阻的方法，其包含:以沖壓的方式在高導電性金屬平板上形成至少一個電阻的襯底，其中所述電阻襯底的中間部分有中間凹槽及在所述中間部分的兩側部分各具有一凹槽；在所述電阻襯底的所述中間部分形成保護層；及在所述電阻襯底的所述中間部分的所述兩側部分各形成一導電層。為了使本發明的前述和其它目的、特征和優點更易于理解，下文詳細描述伴有圖式的優選實施例。
圖1顯示本發明的實施例中電流感應電阻的結構。圖2顯示如圖1的電流感應電阻的等效圖。圖3a顯示本發明的實施例中流經電流感應電阻的電流大小與阻值大小的關系圖。圖3b顯示流經傳統電流感應電阻的電流大小與阻值大小的關系圖。圖3c顯示本發明的實施例中電流感應電阻的溫度與阻值大小的關系圖。圖4顯示本發明的實施例中電流感應電阻的制造方法。
具體實施例方式圖1為本案的實施例，其為一種電流感應電阻100，其由高導電性的金屬平板構成，所述電流感應電阻100可區分為兩部分，即中間部分102及一對側邊部分104，所述對側邊部分104分別位于所述中間部分102相反的兩側。在本發明的實施例中，所述側邊部分可為第一部分及第二部分，在此總稱為側邊部分104。所述對側邊部分104各具有一凹槽112，所述凹槽112可分別將所述對側邊部分104區分為電流端106及感應端108。所述電流感應電阻100的中間部分包含中間凹槽110，所述中間凹槽110的長度用來決定所述電流感應電阻100的阻值穩定性。由于流過所述電流感應電阻100的電流主要是經由所述電流端106，因此，所述電流端106的長度需大于感應端108的長度，且電流端106的長度選取是根據電流的大小來決定。在實施例中，所述對側邊部分104的電流端106及感應端108可包含導電層(未顯示于圖中)，以使所述電流感應電阻100的四個端點可與外部電路連接。在優選實施例中，所述導電層的材料可包含銅、鎳或錫等金屬。在實施例中，所述金屬平板的材料具有低電阻系數及低電阻溫度系數。可根據所要的電流感應電阻100的特性(例如電阻系數或電阻溫度系數等)來選取所述金屬平板的材料。在優選實施例中，所述金屬平板的材料包含猛-銅(Cu-Mn)合金、鎳-銅(N1-Cu)合金或猛-銅-錫(Mn-Cu-Sn)合金等合金。在另一實施例中，所述中間部分100可覆蓋一層保護層(未顯示于圖上)，用以保護所述電流感應電阻100的阻體部分。在優選實施例中，所述保護層可使用樹脂或高分子材料等材料。圖2為所述電流感應電阻100的等效圖。如圖2所示測量所述電流感應電阻100的阻值時，需將電流端106連接到安培計122，并將感應端108連接到電壓計120。再利用歐姆定律將電壓計120的電壓值除以安培計122的電流值即可得到所述電流感應電阻100的電阻值。圖3a為本案的實施例的測量結果，測量所述電流感應電阻100的阻值與所通過電流的關系。橫坐標為電流，其單位為安培，縱坐標為電流感應電阻100的阻值大小，其單位為毫歐姆。本發明的電流感應電阻100在其通過電流從I安培增加到30安培時，所述電流感應電阻100的阻值變化僅0.004毫歐姆。圖3b為傳統電流感應電阻的測量結果，在通過傳統電流感應電阻的電流從I安培增加到30安培時，所述傳統電流感應電阻的阻值變化為
0.6毫歐姆。由此可得知，在相同的電流變化下(30安培)，本發明的電流感應電阻100的阻值變化遠小于傳統的電流感應電阻的阻值變化。此外，圖3c為本案的實施例的另一測量結果，在固定電流下(在本實施例為30安培)，所述電流感應電阻100的溫度與阻值大小的關系。橫坐標為溫度，其單位為攝氏度，縱坐標為電流感應電阻100的阻值大小，其單位為毫歐姆。圖3c除了顯示本案的實施例的測量結果外，還加入了傳統電流感應電阻的測量結果作為比較。由圖3c可得知傳統的電流感應電阻在操作溫度從攝氏20度增加到攝氏100度時，其阻值增加了 0.06毫歐姆。而本案的電流感應電阻100在操作溫度從攝氏20度增加到攝氏100度時，其阻值減少了 0.025毫歐姆。綜觀圖3a_3c，相比于傳統的電流感應電阻，本發明的電流感應電阻100在電流變化下具有較低的阻值變化，此外，本發明的電流感應電阻100還具有較低的溫度系數。較低的溫度系數可抵抗由高壓脈沖或高環境溫度所造成的溫度上升而導致的阻值測量偏移。因此，本發明的電流感應電阻100具有更高的穩定性。圖4顯示本發明的電流感應電阻的制造方法。步驟S41首先根據所要電阻阻值特性(例如電阻系數或電阻溫度系數等)選擇高導電性的金屬平板402的材料。步驟S42以沖壓或裁切的方式在所述高導電性金屬平板402上形成至少一個電阻襯底。步驟S43將在所述電阻襯底的所述中間部分形成一保護層404，所述保護層可使用樹脂或高分子材料等材料。步驟S45以沖壓或裁切的方式將所述電阻襯底分成單個電阻。步驟S46接著在各電阻襯底的所述中間部分的所述兩側部分各形成一導電層405。在另一實施例中，本方法可在步驟S46將所述電阻的電極連接到外部導電組件406，即可測量所述電流感應電阻的阻值及/或通過控制中間凹槽的長度來調整阻值穩定度。根據本案的實施例，所述金屬平板402的材料可包含錳-銅(Cu-Mn)合金、鎳-銅(N1-Cu)合金或錳-銅-錫(Mn-Cu-Sn)合金等合金，而所述導電層以電鍍銅、鎳或錫的方式形成。在另一實施例中，本方法可在步驟S44中，在所述保護層上標示商標、電阻值或相關圖案。在另一實施例中，本方法的步驟S45與步驟S46可視需求來互換，上述的步驟僅為其中的實施例。雖然本發明的技術內容與特征如上所述，但所屬領域的技術人員仍可在不背離本發明的教導與揭露下進行許多變化與修改。因此，本發明的范圍并非限定于已揭露的實施例而是包含不背離本發明的其它變化與修改，如上述權利要求書所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種電流感應電阻，其由高導電性的金屬平板組成，所述金屬平板包含: 中間部分； 第一部分，其位于所述中間部分的一側，并具有第一凹槽 '及第二部分，其位于所述中間部分的相對于所述第一部分的另一側，并具有第二凹槽；其中所述第一凹槽及所述第二凹槽分別將所述第一部分及所述第二部分區分為電流端及感應端，且所述第一部分及所述第二部分的所述電流端的長度大于所述第一部分及所述第二部分的所述感應端的長度， 其特征在于所述中間部分具有中間凹槽，所述中間凹槽的長度用以控制所述電流感應電阻的阻值穩定性。
2.根據權利要求1所述的電阻，其中所述金屬平板的材料具有低電阻系數及低電阻溫度系數。
3.根據權利要求1所述的電阻，其中所述金屬平板的材料包含錳-銅合金、鎳-銅合金或錳-銅-錫合金。
4.根據權利要求1所述的電阻，其中所述第一部分及所述第二部分的電流端的長度是根據流過所述電阻的電流大小來決定的。
5.根據權利要求1所述的電阻，其中所述中間部分上方包含樹脂或高分子材料的保護層。
6.根據權利要求1所述的電阻，其中所述第一部分及所述第二部分上方各包含銅、鎳或錫的導電層。
7.一種制造電流感應電阻的方法，其包含: 以沖壓或裁切的方式在高導電性金屬平板上形成至少一個電阻襯底，其中所述電阻襯底的中間部分有中間凹槽及在所述中間部分的兩側部分各具有一凹槽； 在所述電阻襯底的所述中間部分形成保護層；及 在所述電阻襯底的所述中間部分的所述兩側部分各形成導電層。
8.根據權利要求7所述的方法，進一步包含以沖壓或裁切的方式將所述電阻襯底分成單個電阻。
9.根據權利要求7所述的方法，進一步控制所述中間凹槽的長度以調整所述電阻的阻值穩定性。
10.根據權利要求7所述的方法，其中所述保護層以樹脂或高分子材料形成。
11.根據權利要求7所述的方法，其中所述導電層以電鍍銅、鎳或錫的方式形成。
全文摘要
本發明涉及一種電流感應電阻，其由高導電性的金屬平板組成，所述金屬平板包含中間部分；第一部分，其位于所述中間部分的一側，并具有第一凹槽；及第二部分，其位于所述中間部分的相對于所述第一部分的另一側，并具有第二凹槽；其中所述第一凹槽及所述第二凹槽分別將所述第一部分及所述第二部分區分為電流端及感應端，且所述第一部分及所述第二部分的所述電流端的長度大于所述第一部分及所述第二部分的所述感應端的長度，其特征在于所述中間部分具有中間凹槽，所述中間凹槽的長度用以控制所述電流感應電阻的阻值穩定性。本發明還涉及電流感應電阻的制造方法。
文檔編號H01C7/13GK103106990SQ20121018090
公開日2013年5月15日 申請日期2012年6月4日 優先權日2011年11月15日
發明者李俊諺, 邱奕堃, 胡景禎 申請人:大毅科技股份有限公司