電阻器特別是低電阻電流測量電阻器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電阻器，特別是低電阻電流測量電阻器，以及用于涂覆這種電阻 器的涂覆方法。
【背景技術】
[0002] EP0605800A1已知一種低電阻電流測量電阻器，其包括由導體材料（例如銅）制成 的兩個板形連接部和插入在連接部之間的由電阻材料（例如銅錳鎳合金）制成的板形低電 阻電阻器元件，根據歐姆定律跨過該電阻器元件的電壓降形成對流過測量電阻器的電流的 測量。
[0003] 采用這種電流測量電阻器，問題在于，沒有涂層，連接部和電阻器元件的材料氧 化，從而這種電流測量電阻器于是變褐色并且看起來不吸引人，可焊接性也通過氧化而受 到沖擊。
[0004] 解決這一問題的已知方法在于電鍍錫板或鎳板復合材料條（由其模切出上述電 流測量電阻器）從而在完成的模切電流測量電阻器上的電阻器元件至少在頂側和下側上 具有涂層，所述涂層防止干涉氧化。但是，在模切之前施加涂層的缺點在于，模圍住側面因 而電阻器元件的側向邊緣沒有涂層并且因此繼續暴露以氧化。
[0005] 出于對表面保護的嚴格客戶需求，在過去，整個電流測量電阻器都被電鍍，如圖6 所示。從此圖可以看出，電流測量電阻器具有兩個連接部1、2以及沿電流方向插入在兩個 連接部1、2之間的電阻器元件3。連接部1、2和電阻器元件的氧化在此結構中由金屬涂層 4來防止，該涂層4通過電鍍被施加至電流測量電阻器。這樣的問題在于，電鍍的涂層4是 導電的，并且因此能通過穿過涂層4的電旁通來偽造電阻器元件3的電阻。為了避免這種 電阻值的偽造，電阻器元件的自由表面被外周地涂覆有電絕緣涂層5,其防止通過金屬涂層 4的干擾旁通。以此方式，連接部1、2和電阻器元件3的表面的干擾氧化完全得到防止，但 是施加涂層5是非常費力的且直到現在也必須手工完成。
[0006] 此外，DE19780905C2公開了另一種電阻器類型，應該被認為是現有技術。在此結 構中，電阻器元件被附接到電絕緣基板上并在其頂側被覆蓋以金屬涂層。但是，首先，在此 結構中金屬涂層比電阻器元件的電阻值低，因此形成實質上的電旁通。
[0007] 其次，在此結構中，電阻器元件的側向邊緣仍保持未覆蓋，并因此可能氧化。
[0008] 另外，US2003/0016118A1、DE19814388A1、DE2634232A1 和DE2607026A1 也應看作 現有技術。
【發明內容】
[0009] 因此，本發明的目的是提供一種適當改進的電阻器。此目的是通過根據本發明的 電阻器以及根據從屬權利要求的相應涂覆方法來實現的。
[0010] 本發明包括總體技術教示為：無絕緣層（例如涂料）地直接施加金屬涂層至電 阻器元件的整個自由表面。這提供的優點在于，在金屬涂層和電阻器元件之間的電絕緣涂 料涂層的費力的手工施加得以免除，這使得根據本發明的電阻器的制造更加簡單。在本發 明的范圍內，前述通過金屬涂層旁通電阻器元件的干擾電旁通能通過各種技術手段得到防 止，或減少到不干擾的水平。
[0011] 在本發明的優選實施例中，為此目的選擇特殊材料用于涂覆，所述材料具有足夠 低的導電率和足夠高的比電阻。鎳-磷（NiP)優選地用作用于金屬涂層的材料，特別是磷 含量為大約6-8%。但是，在本發明的范圍內，也可能使用其他金屬涂層，其可以含有例如 鎳、金，特別是電鍍金，銀、鈀或者前述材料的合金。
[0012] 在每種情況下，用于涂層的金屬材料優選地具有比電阻器元件的電阻材料大的比 電阻。
[0013] 另外，也可以使用相對薄的金屬涂層來使得通過金屬涂層的干擾電旁通最小化。 因此，在本發明的優選實施例中，使用厚度約為3ym的鎳磷層。作為比較，對于電鍍金涂 層，金屬涂層的層厚度優選小于2ym。通常的情況是金屬涂層的層厚度優選小于50ym、 20ym、10ym、5ym、lym、500nm、或者甚至小于200nm。金屬涂層也可以由兩個功能層構成， 例如NiP和電鍍金。
[0014] 上述已提到金屬涂層導致通過金屬涂層旁通電阻器元件的電旁通。在此結構中， 根據本發明的電阻器優選地被構造成使得通過金屬涂層旁通的電阻值小于電阻器元件的 電阻值的10%、5%、1%、0. 5%或甚至小于0. 2%。因此，通過金屬涂層的旁通所具有的電 阻值優選地與電阻器元件的電阻值相比高到使得旁通并不偽造測量值。
[0015] 另外，在本發明的范圍內，還旨在使金屬涂層不沖擊電阻值的溫度恒定性或者僅 影響到可接受的程度。根據本發明的電阻器因此優選地構造成使得具有涂層的電阻器元件 的溫度系數僅稍微不同于不具有金屬涂層的電阻器元件的溫度系數，差值優選小于20%、 10%、5% 或 1%〇
[0016] 另外，還要提及的是，金屬涂層優選地外周地封蓋電阻器元件，即封蓋電阻器元件 的整個自由表面包括側向邊緣。以此方式，根據本發明的電阻器還不同于已知電阻器，該已 知電阻器中，復合材料條在模切最終電流測量電阻器之前為錫板或鎳板，而最終電流測量 電阻器的模側面仍保持未覆蓋。
[0017] 優選地，金屬涂層實際上封圍整個電阻器包括連接部和電阻器元件，封圍優選外 周地封圍，并且還包括電阻器的側向邊緣和端面。
[0018] 還在提及的是，金屬涂層優選地由可釬焊、可焊接、可結合和/或抗腐蝕的材料構 成。
[0019] 在本發明的優選實施例中，導體材料是銅或銅合金，以在連接部中獲得最低可能 的電阻。這是可感測的，從而在4導體測量的情況下，測量結果不被連接部內側的電壓降偽 造（參考EP〇6〇58〇OAl)。
[0020] 此外，要提及的是，電阻材料優選為銅合金，特別是銅錳鎳合金，例如 Cu84Ni4Mnl2 (Manganin?)。但是，還有一種選擇性選項是電阻器元件的電阻材料是鎳合 金，例如NiCr或CuNi。
[0021] 另外，關于導體材料和電阻材料還應提及的是，電阻器元件的電阻材料具有的比 電阻優選地比連接部的導體材料大。
[0022] 關于根據本發明的電阻器的設計，應該提及的是，電阻器元件被電連接和機械 連接至兩個相鄰的連接部，特別是通過焊接接頭（電子束焊接是特別適合的），例如在EP0605800A1 中所述。
[0023] 在本發明的優選實施例中，兩個連接部布置在電阻器元件的相反側上，從而電流 在電阻器元件的相反側上流入和流出。
[0024] 但是，還可能的是，兩個連接部布置在電阻器元件的同一側上，從而電流在電阻器 元件的同一側上流入和流出。
[0025] 上述兩個選擇性方式在EP0605800A1中也有詳述從而此文獻的內容整個加入本 說明書中。
[0026] 在此上下文中還要提及的是，連接部和/或電阻器元件優選地構造成板形，這使 得能由復合材料便宜地制造，如EP0605800A1中所述。
[0027] 板形的連接部和板形的電阻器元件優選是平坦的，并且位于共同的平面上，從而 根據本發明的電阻器在整體上也是平坦的。
[0028] 但是，還有一個選擇性選項是，板形的連接部和/或板形的電阻器元件是彎曲的， 或者在模切過程中被彎曲，或者根據需要被彎曲。以此方式，可能的是，電阻器元件在組裝 狀態下遠離印刷電路板，這導致電阻器元件的良好冷卻或簡化了部件的安裝。
[0029] 另外，還要提及的是，根據本發明的電阻器優選是用于在匯流條中組裝的電阻器。 但是，該方法也適用于SMD電阻器（SMD:表面安裝的器件），其適用于表面組裝到印刷電路 板上。
[0030] 已知的是，期望電阻值具有最優的良好溫度恒定性以用作電流測量電阻器。所 使用的電阻材料因此優選具有帶有非常小的溫度系數的比電阻，優選地小于5 ?lOlr1、 2 ?lOl'l?KrtT1或 5 ?
[0031] 上面已提到過，電阻材料優選是低電阻的電阻材料，這是為什么電阻材料的比電 阻優選小于 2.104Q?md.lO5。.m或 2.106Q.m。
[0032] 相反，連接部的導體材料優選地具有甚至更小的比電阻，為小于1(T5Q?!!!、 1CT6D^!!!或 1CT7D.mo
[0033] 最后，要提及的是，本發明并不限于作為最終元件的根據本發明的電阻器，而是還 要求保護適當的涂覆方法，由此，根據本發明的涂覆方法的順序也由前面的描述中顯現出 來，從而為避免重復，請參考前面的描述。
[0034] 關于涂覆方法，另外要注意的是金屬涂層可電鍍涂覆或化學涂覆特別是滾筒式電 鍍方法來涂覆，這是現有技術中已知的。在此方法中，未涂覆的電阻器在滾筒中旋轉的同時 被電鍍或化學涂覆。其他涂覆方法例如濺射或CVD(化學汽相沉積）等也自然是可能的。
【附圖說明】
[0035] 本發明的進一步優選實施例在從屬權利要求中限定，或在下面的附圖以及本發明 優選實施例的描述中更詳細地進行解釋，附圖中：
[0036] 圖1為根據本發明的電流測量電阻器的示圖；
[0037] 圖2為圖1的電流測量電阻器的側視圖；
[0038] 圖3為圖1和2中的電流測量電阻器的放大剖視圖；
[0039] 圖4為根據本發明的電流測量電阻器的等效電路框圖，以使得通過電阻器元件的 金屬涂層的電旁通更加清楚；
[0040] 圖5是用于澄清由于溫度導致的電阻變化的框圖；以及
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