CN103811137A - 电阻装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电阻装置及其制造方法，此电阻装置包括线状本体部、第一电极片以及第二电极片，线状本体部具有第一端与第二端，第一电极片由第一端延伸而出，且第一电极片的厚度小于线状本体部的径宽，第一电极片远离第一端的一端具有第一端子与第二端子，第二电极片由第二端延伸而出，且第二电极片的厚度小于线状本体部的径宽，第二电极片远离第二端的一端具有第三端子与第四端子。

Description

电阻装置及其制造方法

技术领域

本发明有关于一种电阻装置及其制造方法，更具体地说，是有关于一种用于四线式量测的电阻装置及其制造方法。

背景技术

目前，业界常用的四线式量测(four terminal sensing，亦称Kelvinsensing)的电流感测电阻的结构主要可区分为线状电阻与片状电阻两种类型。

已知的一种线状电阻通常其中央段为一种本体部，且本体部的两端仅具有一个量测端子。若需要使用四线式量测时，需要在此本体部的两端分别焊接上一组具有两个量测端子的引线，使得线状电阻具有四个量测端子。然而，由于上述的两个引线须经由焊接而与本体部电性连接的关系，造成这种线状电阻会有额外的焊点阻抗，以及因为焊接点、本体部与引线的温度系数不同所造成的热电效应，造成这种线状电阻于量测电流时会不够精确。

已知的另一种线状电阻将本体部的两端分别经由弯折，使得这种线状电阻可以具有四个量测端子。然而，在使用这种线状电阻进行电流量测时，用以供电流通过的两个量测端子需要以焊锡与印刷电路板(printed circuit board，PCB)结合，使得用以量测电位差的另外两个端子会受到焊锡阻抗以及温度系数的影响，造成这种线状电阻也无法有效地提升量测电流时的精准度。

此外，虽然已知的片状电阻可以因为一体成型的设计而不会有焊点阻抗的问题，然而，已知的片状电阻在制造过程中需经过多次切割程序，以切割成四个量测端子，造成片状电阻的制造工序较为复杂，且较不容易设计与控制这种片状电阻的阻抗值。

发明内容

有鉴于以上的问题，本揭露提出一种电阻装置及其制造方法，其通过一体成型的线状电阻设计，使得电阻装置的制造工序较已知的片状电阻简单，且不会受到焊点阻抗或是热电效应的影响，有效地提升量测电流时的精准度。

根据本发明一实施例中的一种电阻装置，此电阻装置主要包括线状本体部、第一电极片以及第二电极片。线状本体部具有第一端与第二端。第一电极片由第一端延伸而出，且第一电极片的厚度小于线状本体部的径宽，第一电极片远离第一端的一端具有第一端子与第二端子。第二电极片由第二端延伸而出，且第二电极片的厚度小于线状本体部的径宽，第二电极片远离第二端的一端具有第三端子与第四端子。

根据本发明一实施例中的一种电阻装置制造方法，此电阻装置制造方法的步骤流程依序如下所述。冲压线状电阻的头段为第一电极片，以使第一电极片的厚度小于线状电阻的径宽。冲压线状电阻的尾段为第二电极片，以使第二电极片的厚度小于线状电阻的径宽。将第一电极片远离线状电阻的一端切割为第一端子与第二端子。将第二电极片远离线状电阻的一端切割为第三端子与第四端子。

综合以上所述，本发明提供一种电阻装置及其制造方法，其通过冲压与切割线状电阻的头段与尾段，使得本发明的电阻装置为一种一体成型的线状电阻，且由于电阻装置的第一电极片与第二电极片皆被切割为两个端子，使得电阻装置为一种用于四线式量测的电流量测装置。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的电阻装置的立体示意图。

图2为根据本发明一实施例的电阻装置制造方法的步骤流程图。

图3A^-图3C为根据本发明一实施例的电阻装置制造方法的实际示意图。

图4A^-图4D为根据本发明其他实施例的电阻装置的立体示意图。

其中：

1、1a、1b、1c、1d  电阻装置

10   线状本体部

100  第一端

102  第二端

12   第一电极片

120  第一端子

122  第二端子

124  第一开口

14   第二电极片

140  第三端子

142  第四端子

144  第二开口

S200^-S204  步骤流程

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求书及附图，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

需注意的是，附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构与方法。因此，所显示的元件并非以实际实施时的数目、形状、尺寸比例等加以绘制，其实际实施时的规格尺寸实为一种选择性的设计，且其元件布局形态可能更为复杂，先予叙明。

〔电阻装置的一实施例〕

请参照图1，图1为根据本发明一实施例的电阻装置的立体示意图。如图1所示，此电阻装置1为一种用于四线式量测(fourterminal sensing，亦称Kelvin sensing)的电流量测装置，且此电阻装置1由一条线状电阻以一体成型的方式所制造而成。此电阻装置1主要可以区分为线状本体部10、第一电极片12以及第二电极片14。

线状本体部10由上述的线状电阻的中段沿第一轴向(例如图1中的X轴)卷绕所形成的螺旋导线，使得线状本体部10中具有多个环型线圈(未标号)。于本发明实施例中，线状本体部10为一种均匀绕线(uniform winding)，换句话说，线状本体部10中的每一个环型线圈与相邻的环型线圈之间的间距互相相等，但本发明的线状本体部10亦可为非均匀绕线或是扁平线。此外，本发明实施例在此不加以限制上述的线状电阻的径宽以及使用材料，举例来说，线状电阻的材料可以为一种锰铜合金或镍铜合金，但不以此为限。

为了更加清楚说明本发明的电阻装置1的实际结构，于本发明实施例中，线状本体部10未被卷绕的两个端点分别被定义为第一端100与第二端102。其中，第一电极片12由第一端100延伸而出的扁平状结构，且第一电极片12的远离第一端100的一端具有第一端子120与第二端子122；第二电极片14由第二端102延伸而出的扁平状结构，且第二电极片14的远离第二端102的一端具有第三端子140与第四端子142。

于电阻装置1的实际制造过程中，第一电极片12由上述的线状电阻的头段经冲压(punch)与切割所形成，而第二电极片14由上述的线状电阻的尾段经冲压与切割所形成。由于第一电极片12与第二电极片14皆经过冲压制程，故第一电极片12与第二电极片14的厚度皆小于线状本体部10的径宽。于其中一实施例中，第一电极片12的厚度与第二电极片14的厚度相同，但本发明在此不加以限制第一电极片12的厚度与第二电极片14的厚度是否需要相同，于所属技术领域具有通常知识者可以依据电阻装置1的量测需求而径行将第一电极片12的厚度设计为第一厚度以及将第二电极片14的厚度设计为第二厚度，其中第一厚度不等于第二厚度。此外，第一电极片12与第二电极片14的延伸方向皆为第二轴向(例如图1中的Y轴)。

由于第一电极片12的第一端子120与第二端子122以及第二电极片14的第三端子140与第四端子142皆是由冲压制程过后的扁平状结构经切割所形成，使得第一电极片12的第一端子120与第二端子122之间形成有一个第一开口124，且第一端子120与第二端子122彼此共平面，而第二电极片14的第三端子140与第四端子142之间形成有一个第二开口144，且第三端子140与第四端子142彼此共平面。

换句话说，第一电极片12远离第一端100的一端被第一开口124区隔为第一端子120与第二端子122，且朝向第一端100的第一开口124的顶部与第一端100之间的间距为一个预设距离d，而第二电极片14远离第二端102的一端被第二开口144区隔为第三端子140与第四端子142，且朝向第二端102的第二开口144的顶部与第二端102之间的间距为上述的预设距离d。本发明在此不加以限制第一开口124与第二开口144的开口形状与开口大小，且本发明在此不加以限制预设距离d的实际长度。

于本发明实施例中，第一电极片12与第二电极片14互相对称，且第一端100与第二端102皆位于线状本体部10的相同侧，亦即第一开口124的开口方向相同于第二开口144的开口方向，且第一开口124与第二开口144系为沿第二轴向(例如图1中的Y轴)的开口，但本发明在此不加以限制第一电极片12与第二电极片14是否要互相对称。此外，于本发明实施例中，第一电极片12中的第一端子120的表面积大于第二端子122的表面积，第二电极片14中的第三端子140的表面积大于第四端子142的表面积。

在实际的操作中，第一电极片12中的第一端子120与第二电极片14中的第三端子140用以电性连接电流源(为绘示于图示)，第一电极片12中的第二端子122与第二电极片14中的第四端子142用以供电压检测装置检测第二端子122与第四端子142之间的电位差。

〔电阻装置制造方法的一实施例〕

请一并参照图1、图2与图3A^-图3C，图2为根据本发明一实施例的电阻装置制造方法的步骤流程图；图3A^-图3C为根据本发明一实施例的电阻装置制造方法的实际示意图。如图2所示，此电阻装置制造方法由图3A所示的线状电阻制造而成。

在步骤S200中，图3A所示的线状电阻的中段会沿第一方向卷绕，形成如图3B所示的线状本体部10。在步骤S202中，图3B所示的线状本体部10的头段与尾段会分别被冲压为第一电极片12与第二电极片14，以使第一电极片12与第二电极片14的厚度小于线状本体部10的径宽，如图3C所示。在步骤S204中，图3C所示的线状电阻中的第一电极片12的远离线状电阻的一端会被切割为第一端子120与第二端子122，以及第二电极片14的远离线状电阻的一端会被切割为第三端子140与第四端子142，如图1所示。

于其中一个实施例中，第一电极片与第二电极片会互相对称。于其中一实施例中，第一电极片12的厚度与第二电极片14的厚度相同。于其中一个实施例中，线状电阻为均匀绕线。

值得注意的是，本发明实施例的电阻装置制造方法在此不加以限制步骤S200^-步骤S204的先后执行顺序，举例来说，在实际制造电阻装置的过程中，可以先分别执行步骤S202与步骤S204之后，再执行步骤S200，也可成功制造出电阻装置1。此外，本发明在此不加以限制电阻装置1的线状本体部10是否需为螺旋导线。

〔电阻装置的另一实施例〕

请参照图4A^-图4D，图4A^-图4D为根据本揭露发明其他实施例之的电阻装置的立体示意图。如图4A^-图4D所示，电阻装置1a、1b、1c以及1d同样系由一条线状电阻以一体成型之的方式所制造而成，且此电阻装置1a、1b、1c以及1d亦可以区分为线状本体部10、第一电极片12以及第二电极片14。

与前一实施例的电阻装置1不同的是，本实施例的电阻装置1a、1b、1c以及1d的线状本体部10不为螺旋导线，而是可以为任意形状的导线，故本发明在此不加以限制电阻装置的线状本体部10所弯折的形状。由于本实施例的电阻装置1a、1b、1c以及1d的形状结构与制造方法与前一实施例的电阻装置1大致相同，其主要差别仅在于线状本体部10的形状，故本实施例在此不再加以赘述相同的电阻装置1a、1b、1c以及1d的形状结构与制造方法。

〔实施例的可能功效〕

综合以上所述，本发明实施例提供一种电阻装置及其制造方法，其透过冲压与切割线状电阻的头段与尾段，使得本发明实施例的电阻装置为一种一体成型的线状电阻，且由于电阻装置的第一电极片与第二电极片皆被切割为两个端子，使得电阻装置为一种用于四线式量测的电流量测装置。

藉此，本发明实施例的电阻装置及其制造方法由于一体成型的结构设计，使得本发明的电阻装置不需再额外焊接上量测端子或是将量测端子焊接到印刷电路板上，让本发明的电阻装置不会受到焊点阻抗或是热电效应的影响，大幅提高了量测精准度。

此外，本发明的电阻装置相较于已知的片状电阻装置来说，其制造工序较为简单，不需经过繁复的切割程序，且本发明的电阻装置的设计参数主要包括线状电阻的材料、长短与粗细，使得本发明的电阻装置的阻抗值较已知的片状电阻装置来的好设计与控制。

虽然本发明以上述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求书。

Claims (9)

1.一种电阻装置，其特征在于，包括：

一线状本体部，具有一第一端与一第二端；

一第一电极片，由所述第一端延伸而出，且该第一电极片的厚度小于该线状本体部的径宽，该第一电极片远离该第一端的一端具有一第一端子与一第二端子；以及

一第二电极片，由该第二端延伸而出，且该第二电极片的厚度小于该线状本体部的径宽，该第二电极片远离该第二端的一端具有一第三端子与一第四端子。

2.根据权利要求1所述的电阻装置，其特征在于：其中该第一电极片及该第二电极片由该线状本体部以一体成型的方式所制造，该第一电极片与该第二电极片分别由该线状本体部的头段与尾段经冲压与切割所形成。

3.根据权利要求1所述的电阻装置，其特征在于：其中该第一电极片与该第二电极片互相对称。

4.根据权利要求1所述的电阻装置，其特征在于：其中该第一电极片的厚度与该第二电极片的厚度相同。

5.根据权利要求1所述的电阻装置，其特征在于：其中该线状本体部为均匀绕线。

6.一种电阻装置制造方法，其特征在于，包括：

冲压一线状电阻的头段为一第一电极片，以使该第一电极片的厚度小于该线状电阻的径宽；

冲压该线状电阻的尾段为一第二电极片，以使该第二电极片的厚度小于该线状电阻的径宽；

将该第一电极片远离该线状电阻的一端切割为一第一端子与一第二端子；以及

将该第二电极片远离该线状电阻的一端切割为一第三端子与一第四端子。

7.根据权利要求6所述的电阻装置制造方法，其特征在于：其中该第一电极片与该第二电极片互相对称。

8.根据权利要求6所述的电阻装置制造方法，其特征在于：其中该第一电极片的厚度与该第二电极片的厚度相同。

9.根据权利要求6所述的电阻装置制造方法，其特征在于：其中该线状电阻为均匀绕线。

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