CN109324219A - 短电极四端子电流感测组件及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的短电极四端子电流感测组件，包括线路体和电极，四个电极分别设于线路体的矩形轮廓的四个边角处，线路体上设有电阻本体和引线；电阻本体与矩形轮廓具有相同的对称轴线，电阻本体的两端各设有呈T型的引线，引线的竖边的端部与电阻本体的端部连接，引线的横边的两端分别与两个与电阻本体的端部相对的电极连接。本发明还提供一种短电极四端子电流感测组件的生产工艺。本申请的短电极四端子电流感测组件及其生产工艺大大的提高了产品阻值量测的稳定性，阻值量测差异不超过0.1％，使得产品的阻值精度更容易控制，同时结构更加紧凑，可具有更高的阻值。

Description

短电极四端子电流感测组件及其生产工艺

技术领域

本发明涉及电流感测组件领域，具体而言，涉及短电极四端子电流感测组件及其生产工艺。

背景技术

电流感测组件通过侦测其两端的电压降来达到侦测线路中电流的变化，应用于各类消费电子产品，由于电子产品的快速发展及多功能化，对电流感测组件的要求也越来越高。

现有的电流感测组件分为长电极和短电极两种感测组件，短电极感测组件又分为短电极两端子感测组件(2T)和短电极四端子感测组件(4T)两种。

目前短电极四端子感测组件的设计实际为短电极两端子感测组件做少许变动而来，并不是真实的短电极四端子感测组件结构，其存在量测精度不够及生产控制困难的缺点。

由于本质还是短电极两端子感测组件结构，在阻值量测方面，探针在电极上的位置发生变化，则会导致阻值量测差异，尤其对于阻值高精度要求的产品，量测位置引起的偏差对于阻值精度的管控和实际生产效率带来较大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种阻值两侧稳定性好、产品阻值精度高的短电极四端子电流感测组件及其生产工艺。

本发明提供如下第一技术方案：

短电极四端子电流感测组件，包括线路体和电极，四个所述电极分别设于所述线路体的矩形轮廓的四个边角处，所述线路体上设有电阻本体和引线；

所述电阻本体与矩形轮廓具有相同的对称轴线，所述电阻本体的两端各设有呈T型的引线，所述引线的竖边的端部与所述电阻本体的端部连接，所述引线的横边的两端分别与两个与所述电阻本体的端部相对的所述电极连接。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的进一步可选的方案，所述引线的横边夹设于与其连接的两个所述电极之间。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的进一步可选的方案，所述引线的横边的一侧与朝向所述电阻本体的所述电极的一侧相平。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的进一步可选的方案，所述引线上覆有补偿铜，所述电极对应的所述线路体处覆有补偿铜，所述电极在对应的所述补偿铜上电镀形成。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的进一步可选的方案，所述线路体设有所述电极的一面覆有绝缘保护层，所述电极自所述绝缘保护层中露出；

所述短电极四端子电流感测组件及其生产工艺还包括绝缘基板，所述线路体一面设有所述电极和所述电阻本体，另一面覆有所述绝缘基板。

本发明提供如下第二技术方案：

短电极四端子电流感测组件的生产工艺，用于生产上述的短电极四端子电流感测组件，该生产工艺包括：

通过在线路基板上蚀刻形成带有电阻本体、引线和电极基体的线路体；

对所述电阻本体做防焊处理，在所述引线和所述电极基体上电镀补偿铜；

对所述引线上的补偿铜和所述电阻本体做防焊处理，在所述电极基体处的补偿铜上电镀形成电极。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺的进一步可选的方案，在电镀形成所述电极后，对所述引线上的补偿铜和所述电阻本体进行修阻，将修阻后所述引线上的补偿铜和所述电阻本体做防焊处理。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺的进一步可选的方案，在蚀刻形成所述线路体之前，通过压合的方式将线路基板固定在绝缘基板上。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺的进一步可选的方案，所述线路基板和所述绝缘基板呈相匹配的形状，所述线路基板通过蚀刻能够形成多个连续分布的线路体；

在将修阻后所述电阻本体和所述引线上的补偿铜做防焊处理后，将所述线路基板和所述绝缘基板分割成颗粒状的短电极四端子电流感测组件。

作为对上述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺的进一步可选的方案，将颗粒状的所述短电极四端子电流感测组件的所述电极通过电镀进行外观补偿。

本发明的短电极四端子电流感测组件至少具有如下优点：

短电极四端子电流感测组件在线路体上的电阻本体通过引线与电极连接，当探针在电极上移动时，实际量测端始终为引线与电阻本体向接合的位置，无论探针在电极上的位置如何变化也不影响对电阻本体的阻值的量测，使得短电极四端子电流感测组件的阻值更加稳定，从而达到短电极四端子电流感测组件的要求。采用本电阻本体、引线和电极的设置方式，能够使得电阻本体部分可设计的面积增大，可做阻值更高的产品，同时电阻本体、引线和电极的分布对称性更好，结构更为规整，对于阻值的控制更为精准。本申请的短电极四端子电流感测组件大大的提高了产品阻值量测的稳定性，阻值量测差异不超过0.1％，使得产品的阻值精度更容易控制，同时结构更加紧凑，可具有更高的阻值。

短电极四端子电流感测组件的生产工艺在生产出的短电极四端子电流感测组件具有较高的阻值量测稳定性，阻值量测差异不超过0.1％，产品阻值精度更容易控制，同时结构更加紧凑，可具有更高的阻值。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的一种短电极四端子电流感测组件的主视结构示意图；

图2示出了图1的剖面结构示意图A-A；

图3示出了本发明实施例1提供的另一种短电极四端子电流感测组件的主视结构示意图；

图4示出了本发明实施例2提供的短电极四端子电流感测组件的生产工艺流程图；

图5示出了本发明实施例2提供的短电极四端子电流感测组件的生产工艺中将线路基板和绝缘基板压合的结构示意图；

图6示出了本发明实施例2提供的短电极四端子电流感测组件的生产工艺中在线路基板上蚀刻出线路体的结构示意图。

图标：1-短电极四端子电流感测组件；10-线路基板；11-线路体；12-电极；13-电阻本体；14-引线；141-公共引线；142-分支引线；15-补偿铜；16-绝缘基板；17-绝缘保护层。

具体实施方式

在下文中，将结合附图更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。因此，将参照在附图中示出的特定实施例更详细地描述本发明。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此发明的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。结合附图的描述，同样的附图标号标示同样的元件。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例1

请一并参阅图1至图2，本实施例提供一种短电极四端子电流感测组件1，包括线路体11和电极12。四个电极12分别设于线路体11的矩形轮廓的四个边角处，线路体11上设有电阻本体13和引线14。电阻本体13与矩形轮廓具有相同的对称轴线，电阻本体13的两端各设有呈T型的引线14，引线14的竖边的端部与电阻本体13的端部连接，引线14的横边的两端分别与两个与电阻本体13的端部相对的电极12连接。

上述，电阻本体13呈矩形，其两端设有形同的T型的引线14，每一引线14上连接有两个电极12，电阻本体13、引线14和电极12连接后的截面形状即为线路体11的截面形状。可知，线路体11的截面并非为矩形，其矩形轮廓由设于其上的四个边角上的电极12形成。相对电阻本体13的两条中心线/对称轴线，电阻本体13两侧的引线14完全对称，四个电极12所形成的矩形与电阻本体13具有相同的中心线/对称轴线，即短电极四端子电流感测组件1为以矩形的电阻本体13的两条中心线/对称轴线为对称轴的对称体。

电阻本体13和引线14通过在线路体11上蚀刻形成，线路体11上除了电阻本体13和引线14以外的四个边角为设置电极12的位置，可以将该处的线路体11看作为电极基体。

线路体11上的电阻本体13、引线14和电极基体相平。通过在电极基体上设置补偿铜15形成电极12。在引线14上设置补偿铜15，使得电极12与电阻本体13之间形成电性导通，引线14上的补偿铜15将引线14覆盖，与引线14的形态相同。

电极12为端面电极12，通过引线14上的补偿铜15提供电流通道。在量测电阻本体13的阻值，探针在电极12上移动时，受到引线14与补偿铜15的限制，实际量测端始终为引线14与电阻本体13相接合的位置，无论探针的位置如何改变也不影响阻值的量测，使得短电极四端子电流感测组件1的阻值更加稳定。

引线14呈T型，T形引线14将电阻本体13和两个电极12连接起来，本实施例中，引线14的横边夹设于与其连接的两个电极12之间，将引线14的位置调到两个电极12之间，能够使得电阻本体13与电极12之间的间距进一步减小，从而使得电阻本体13的可设计面积增大，可做阻值更高的产品，如可以做到25mΩ以上。

引线14包括公共引线141和分支引线142，T型的引线14的竖边为公共引线141，T型的引线14的横边为分支引线142。

分支引线142设于两个电极12之间，且分支引线142的对称轴线与电极12的对称轴线重合，电阻本体13与电极12之间形成有一个间隙，该间隙理论上可以为无限小。

如图3所示，在另一实施例中，分支引线142的一侧与朝向电阻本体13的电极12的一侧相平，这种形状更为规则，对于引线14的形状精度的控制更为容易。

上述，引线14、电阻本体13具有规则的形状，其形状尺寸精度更易控制，从而对于电流感测组件的阻值精度更易控制。可以通过调整公共引线141、分支引线142与电阻本体13之间的占比，对电流感测组件的TCR(temperature coefficient of resistance，电阻温度系数)进行调整，以实现产品TCR的最小化。还可以通过调整公共引线141、分支引线142上的补偿铜15的含量(比例)，也就是调整导电率，对产品的TCR进行调整，以实现产品TCR的最小化。

线路体11上的引线14上所设置的补偿铜15以及电极基体上所设置的补偿铜15，通过在线路体11上电镀形成，引线14上的补偿铜15的厚度与电极基体上的补偿铜15的厚度可以相等。

在电极基体上的补偿铜15上电镀功能性材料形成完整的电极12，在补偿铜15上电镀功能性材料形成电极12，使得功能性材料与补偿铜15具有较大的接合力的同时，又具有良好的导电效果，通过使用不同的功能性材料可以使得电极12具有较小的内应力、较好的硬度、耐磨性和可焊性，如功能性材料可以为镍、锡等材料。

短电极四端子电流感测组件1还包括绝缘基板16，线路体11一面设有电极12，另一面设有绝缘基板16。绝缘基板16为线路体11提供稳定的支撑，有效的防止质软的线路体11的变形。绝缘基板16为氧化铝陶瓷板。氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的绝缘性、热传导性、机械强度和耐高温性。

绝缘基板16与线路体11通过压合的方式连接。压合指的是把薄板粘合成整体的一种手段，这种粘合通过界面上大分子之间的相互扩散、渗透进而交联实现的。

线路体11设有电极12的一面覆有绝缘保护层17，电极12自绝缘保护层17中露出。绝缘保护层17将电阻本体13和引线14上的补偿铜15覆盖，从而使得短电极四端子电流感测组件1上的电极12相互隔开，能够独立工作，同时起到防止电阻本体13和补偿铜15表面氧化和阻止焊接导通的作用。

具体的，绝缘保护层17为感光油墨层，属于电路板行业通用的绝缘保护层17。

实施例2

如图4所示，本实施例提供一种短电极四端子电流感测组件1的生产工艺，用于生产实施例1中的短电极四端子电流感测组件1，该生产工艺包括步骤：

S101、压合线路基板10和绝缘基板16。

请一并参阅图5，本实施例中的，线路基板10呈长条状，绝缘基板16与线路基板10的的尺寸形状相对应，线路基板10的宽度与线路体11的宽度相匹配，长度为线路体11的长度的若干倍，如几倍到几十倍甚至上百倍。绝缘基板16的长宽与线路基板10相匹配，可以为相等。

使用压膜机，通过调整温度、压力、速度，使线路基板10与绝缘基板16粘合成整体，这种无需借助其他部件或材料进行连接的方式，使得线路基板10与绝缘基板16之间的接合结构更加紧凑，进而使得短电极四端子电流感测组件1的结构更加紧凑、轻薄。

S102、通过在线路基板10上蚀刻形成带有电阻本体13、引线14和电极基体的线路体11。

如图6所示，使用压膜机，在线路基板10上压上一层感光干膜，再使用菲林片、曝光机，通过曝光、显影，留下所需电阻本体13、引线14、电极12部位的干膜，再通过化学蚀刻将裸露的(多余的)线路体11除去，从而形成条状的连续分布的线路体11。

线路体11包括电阻本体13、引线14和电极基体，其中电阻本体13呈矩形，引线14为T型，电极基体呈矩形。引线14对称地设于电阻本体13的一组对边上，T型的引线14的竖边端部与电阻本体13连接，横边的两端分别与两个电极基体连接。线路体11是一种以矩形的电阻本体13的对称轴/中心轴为对称轴的轴对称结构。

在线路基板10上通过蚀刻成型出的多个连续分布的线路体11之间的相邻的电极基体相连，且预留出切割损耗余量。

S103、对电阻本体13做防焊处理，在引线14和电极基体上电镀补偿铜15。

在防焊处理时，以丝网印刷方式，将感光油墨覆盖于线路体11上，使用菲林片、曝光机，通过曝光、显影，留下电阻本体13上的油墨，将电阻本体13保护起来。

而后在引线14和电极基体上电镀补偿铜15，使得电极12通过引线14上的补偿铜15与电阻本体13形成电性导通。

S104、对引线14上的补偿铜15和电阻本体13做防焊处理，在电极基体处的补偿铜15上电镀形成电极12。

在防焊处理时，以丝网印刷方式，将感光油墨覆盖于线路体11上，使用菲林片、曝光机，通过曝光、显影，留下电阻本体13和引线14上的补偿铜15上的油墨，将电阻本体13和引线14上的补偿铜15保护起来。

而后在电极基体上的补偿铜15上电镀功能性材料，形成完整的电极12。在补偿铜15上电镀功能性材料形成电极12，使得功能性材料与补偿铜15具有较大的接合力的同时，又具有良好的导电效果，通过使用不同的功能性材料可以使得电极12具有较小的内应力，较好的硬度、耐磨性和可焊性，如功能性材料可以为镍、锡等材料。

S105、对电阻本体13和引线14上的补偿铜15进行修阻。

通过调整引线14上的补偿铜15和电阻本体13之间的面积占比从而达到精密修阻，进而达到目标阻值。

S106、对引线14上的补偿铜15和电阻本体13做防焊处理。

在防焊处理时，以丝网印刷方式，将感光油墨覆盖于线路体11上，使用菲林片、曝光机，通过曝光、显影，留下电阻本体13和引线14上的补偿铜15上的油墨，将引线14本体上的补偿铜15和电阻本体13保护起来，仅将电极12外露。

S107、将线路基板10和绝缘基板16分割成颗粒状的短电极四端子电流感测组件1。

使用切割机切割线路基板10以及线路基板10之上的金属，将连续分布的线路体11分割开来，具体将连接在一起的电极12上切割。在切割线路基板10后，可以采用丝网印刷的方式，进行文印标识。

而后使用激光划片即，在与线路基板10上的切割位相对的绝缘基板16的位置上将绝缘基板16划开，使得绝缘基板16仍保持为一个整体，但能够通过弯折脆性断开。

最后通过折粒机，将绝缘基板16和线路基板10剥成颗粒状的短电极四端子电流感测组件1。

S108、通过电镀对短电极四端子电流感测组件1进行外观补偿。

可以采用滚镀的方式，对短电极四端子电流感测组件1的电极12的外观进行补偿，保证电极12外观的完整性。

而后，对短电极四端子电流感测组件1的外观进行检测。本实施例中，采用六面外观检测机对颗粒状的短电极四端子电流感测组件1，也就是产品进行外观检测，采用振动盘对颗粒进行上料，振动盘根据产品的规格进行选用。振动盘对六面外观检测机的筛选上料速度不能超过1400pcs/min。

通过对产品的六面进行外观检测，从而形成全方位的检测，100％筛选，效率更高。

对短电极四端子电流感测组件1进行阻值检测，将阻值合格的短电极四端子电流感测组件1进行编带包装。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.短电极四端子电流感测组件，其特征在于，包括线路体和电极，四个所述电极分别设于所述线路体的矩形轮廓的四个边角处，所述线路体上设有电阻本体和引线；

所述电阻本体与矩形轮廓具有相同的对称轴线，所述电阻本体的两端各设有呈T型的引线，所述引线的竖边的端部与所述电阻本体的端部连接，所述引线的横边的两端分别与两个与所述电阻本体的端部相对的所述电极连接。

2.根据权利要求1所述的短电极四端子电流感测组件，其特征在于，所述引线的横边夹设于与其连接的两个所述电极之间。

3.根据权利要求2所述的短电极四端子电流感测组件，其特征在于，所述引线的横边的一侧与朝向所述电阻本体的所述电极的一侧相平。

4.根据权利要求1所述的短电极四端子电流感测组件，其特征在于，所述引线上覆有补偿铜，所述电极对应的所述线路体处覆有补偿铜，所述电极在对应的所述补偿铜上电镀形成。

5.根据权利要求1所述的短电极四端子电流感测组件，其特征在于，所述线路体设有所述电极的一面覆有绝缘保护层，所述电极自所述绝缘保护层中露出；

所述短电极四端子电流感测组件及其生产工艺还包括绝缘基板，所述线路体一面设有所述电极和所述电阻本体，另一面覆有所述绝缘基板。

6.短电极四端子电流感测组件的生产工艺，其特征在于，用于生产权利要求1-5中任一项所述的短电极四端子电流感测组件，该生产工艺包括：

通过在线路基板上蚀刻形成带有电阻本体、引线和电极基体的线路体；

对所述电阻本体做防焊处理，在所述引线和所述电极基体上电镀补偿铜；

对所述引线上的补偿铜和所述电阻本体做防焊处理，在所述电极基体处的补偿铜上电镀形成电极。

7.根据权利要求6所述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺，其特征在于，在电镀形成所述电极后，对所述引线上的补偿铜和所述电阻本体进行修阻，将修阻后所述引线上的补偿铜和所述电阻本体做防焊处理。

8.根据权利要求7所述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺，其特征在于，在蚀刻形成所述线路体之前，通过压合的方式将线路基板固定在一绝缘基板上。

9.根据权利要求8所述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺，其特征在于，所述线路基板和所述绝缘基板呈相匹配的形状，所述线路基板通过蚀刻能够形成多个连续分布的线路体；

在将修阻后所述电阻本体和所述引线上的补偿铜做防焊处理后，将所述线路基板和所述绝缘基板分割成颗粒状的短电极四端子电流感测组件。

10.根据权利要求9所述的短电极四端子电流感测组件的生产工艺，其特征在于，将颗粒状的所述短电极四端子电流感测组件的所述电极通过电镀进行外观补偿。