CN109727737A - 电流感测电阻器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流感测电阻器及其制造方法，电流感测电阻器包括一导电体、一接收盲孔以及一检测端子。所述导电体包括一电阻器部分和连接到所述电阻器部分的两端的一对电极部分。一接收盲孔设置在各该对电极部分中的一顶面上，其中所述接收盲孔具有一底部。一检测端子设置在所述接收盲孔上，所述检测端子包括固定在所述接收盲孔中的一基部和从所述顶面突出的一端子引脚，所述基部位于所述底部上方。

Description

电流感测电阻器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电阻器件，更具体地说，尤其涉及一种具有改进的机械强度和更佳的电性效能的电流感测电阻器。

背景技术

诸如分流电阻器的电流感测电阻器在本领域中是已知的。当电流感测电阻器串联连接到负载并向其施加电流时，产生压降，该压降可被测量并参考以估计电流强度。

电流感测电阻器常用于各种电气设备。通常，电流感测电阻器包括一金属板电阻器，具有由金属材料构成的电阻器主体，其具有小的电阻温度系数，以及由金属材料构成的一对电极，其具有高导电性，连接到电阻器主体的两端。

通常，电流感测电阻器的制造会利用到表面焊接工艺。但是，此方法可能导致检测端子在高温环境下的位移，导致电阻值的变化和检测精度的损失。

另一种方法是在电流感测电阻器两侧的电极上涂覆焊料，然后通过表面贴合技术(SMT)连接到印刷电路板(PCB)。但是，高温操作条件会导致焊料熔化和电阻变化。通过将热引导到电路板还存在使周围电子组件短路的风险。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有改进的机械强度和更佳的电性效能的电流感测电阻器。

根据本发明的一个方面，公开了一种电流感测电阻器。电流感测电阻器，包括一导电体、一接收盲孔以及一检测端子。所述导电体包括电阻器部分和连接到所述电阻器部分的两端的一对电极部分。接收盲孔设置在各该对电极部分中的顶面上，以及检测端子设置在所述接收盲孔上。所述检测端子包括固定在所述接收盲孔中的基部和从所述顶面突出的端子引脚。

根据本发明的另一个方面，公开了一种用于制造电流感测电阻器的方法。首先提供一导电体。导电体包括电阻器部分和一对电极部分。电阻器部分位于该对电极部分之间，并且各该对电极部分具有一顶面。在各该对电极部分的顶面上形成一接收盲孔。然后将检测端子插入接收盲孔中。检测端子包括安装在接收盲孔中的基部和从顶面突出的端子引脚。基部包括头部和位于端子引脚和头部之间的颈部。对端子引脚周围的各该对电极部分进行冲压，以形成环绕颈部的挤出部分。挤出部分夹紧头部和颈部并将基部固定在接收盲孔中。

本发明提供的电流感测电阻器的有益效果在于：

本发明提供了一种具有改进的机械强度和更佳的电性效能的电流感测电阻器，克服了现有技术中存在的问题，避免了高温焊料熔化问题的风险并避免位置变化的风险。

附图说明

所附附图提供用以方便对本发明更进一步的了解，其构成本说明书的一部分。所附附图与说明书内容一同阐述的本发明实施例，有助于解释本发明的原理原则。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的电流感测电阻器的示意性立体图；

图2是沿图1中的切线I-I'截取的示意性横截面图；

图3例示出根据本发明另一实施例的电流感测电阻器的特征部分的放大视图；以及

图4至图8例示出根据本发明的一个实施例的制造电流感测电阻器的方法的示意图。

应当注意的是，所有的附图均为概略性的。为方便和在图纸上清晰起见，附图的相对尺寸和部分零件比例以夸大或缩小规模呈现。相同的标号一般是用来于不同的实施例中指示相对应或类似的组件。

附图标记如下：

1 电流感测电阻器

10 导电体

12 检测端子

102 电阻器部分

102a 顶面

104 电极部分

104a 顶面

106 挤出部分

106a 上表面

108 环形凹陷区域

109 填料

110 熔接部

114 接收盲孔

114a 底部

120 基部

120a 头部

120b 颈部

122 端子引脚

d 深度

t1、t2 厚度

tr 剩余厚度

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明细节，该些附图中的内容也构成说明书细节描述的一部分，并且以可实行该实施例的特例描述方式来绘示。下文实施例已描述足够的细节以使该领域的一般技艺人士得以具以实施。当然，也可实行其他的实施例，或是在不悖离文中所述实施例的前提下作出任何结构性、逻辑性及电性上的改变。因此，下文的细节描述不应被视为是限制，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。

例示出装置的各实施例的附图是半图解的而不是按比例绘制的，并且特别地，某些尺寸是为了清楚呈现并且在附图中被夸大地示出。而且，在公开和描述具有一些共同特征的多个实施例的情况下，为了清楚和易于说明和描述，相同或相似的特征通常将用相同的附图标记来描述。

本发明涉及一种具有改进的机械强度和更佳的电性效能的电流感测电阻器。电压检测端子通过连接铜柱而制成，并通过金属铆接方法固定在特定位置，这可以避免高温焊料熔化问题的风险并避免位置变化的风险。电压检测端子的强度能满足客户的要求，可以承受长期的机械冲击。此外，可以通过调节金属铆接的宽度和厚度以增强机械力。

请参照图1和图2。图1是根据本发明的一个实施例的电流感测电阻器的示意性立体图。图2是沿图1中的切线I-I'截取的示意性横截面图。如图1和图2所示，本发明提供一电流感测电阻器1。电流感测电阻器1包括一导电体10。导电体10可包括电阻器部分102和一对电极部分104。例如，电极部分104可包括铜或铜合金，但不限于此。

根据本发明的一个实施例，电阻器部分102具有两个相对的端面，并且该对电极部分104连接到所述两个相对的端面。根据本发明的一个实施例，该对电极部分104的厚度t1大于电阻器部分102的厚度t2，但不限于此。根据本发明的一个实施例，电阻器部分102具有顶面102a，并且每个电极部分104具有顶面104a。根据本发明的一个实施例，顶面102a与顶面104a齐平。

根据本发明的一个实施例，在该对电极部分104的各个顶面104a上，设置有一接收盲孔114，具有深度d。接收盲孔114具有底部114a。诸如单片铜栓的检测端子12设置在接收盲孔114上和接收盲孔114中。根据本发明的一个实施例，检测端子12可以是电压检测端子。

根据本发明的一个实施例，电极部分104在接收盲孔114的底部114a处具有剩余厚度tr。剩余厚度tr和深度d的总合等于厚度t1。根据本发明的一个实施例，剩余厚度tr与该对电极部分104的厚度t1的比率可以在1/2和1/8之间的范围内。

根据本发明的一个实施例，检测端子12包括嵌入并紧密固定在接收盲孔114中的基部120和从电极部分104的顶面104a突出的端子引脚122。基部120直接接触接收盲孔114的底部114a。

根据本发明的一个实施例，检测端子12可包括铜或任何合适的金属或金属合金。根据本发明的一个实施例，检测端子12的硬度可以大于各该对电极部分104的硬度。

为了满足电流感测电阻器1的机械强度要求，检测端子12需要具备一定的硬度等级。根据本发明的一个实施例，以维氏硬度计测试，在0.05kg下压力的条件下，检测端子12的维氏硬度需大于60Hv，以达到电流感测电阻器1的整体强度需求。

根据本发明的一个实施例，基部120包括头部120a和位于端子引脚122和头部120a之间的颈部120b。根据本发明的一个实施例，头部120a的直径可以大于颈部120b的直径。例如，颈部120b可具有约1mm的直径，头部120a可具有约1mm至2mm的直径。头部120a的形状可以对应接收盲孔114的形状形成紧配，例如，圆形对圆形，六边形对六边形，或六边形对圆形，但不限于此。

要决定检测端子12的头部120a的高度与盲孔深度d的优选比率范围时，可以考虑以下两种情况：(a)如果头部120a的高度大于或等于盲孔深度d，突出于接收盲孔114，在铆合检测端子12的周边后，形成夹置紧配；(b)如果头部120a的高度小于接收盲孔114的深度d，则整个头部120a位于接收盲孔114内，铆合检测端子12的周边上的电极104后，形成卡合紧配。在这种情况下，头部120a的高度与接收盲孔114的深度d的比率范围可以在1/2至1/8之间，或者头部120a的上表面距离电极104的上表面在0.1和2.0mm之间。

根据本发明的一个实施例，导电体10还包括从各该对电极部分104延伸的挤出部分106。挤出部分106覆盖头部120a的一部分，将在接收盲孔114内的基部120紧密地固定。根据本发明的一个实施例，挤出部分106环绕颈部120b。

根据本发明的一个实施例，挤出部分106可包括上表面106a，上表面106a包括朝向颈部120b或端子引脚122向上渐缩的上升面。根据本发明的一个实施例，挤出部分106的上表面106a可以包括一凹面。根据本发明的一个实施例，上表面106a可包括一非光滑面。例如，可以对上表面106a进行表面处理以提供所需的表面粗糙度。

根据本发明的一个实施例，导电体10还可以包括围绕挤出部分106的环形凹陷区域108。根据本发明的一个实施例，环形凹陷区域108可以填充有填料109。在本发明的实施例中，填料109可以包括焊料，但不限于此。根据本发明的一个实施例，可以使用镍和锡作为填缝材料，涂覆在检测端子12周围，并通过锡焊方式包覆检测端子12的周围，达到增加机械强度和导电性的目的。

图3例示出根据本发明另一实施例的电流感测电阻器的特征部分的放大视图。如图3所示，根据本发明的一个实施例，于基部120和挤出部分106之间可以设有一熔接部110。例如，熔接部110可以是雷射熔接部。借由提供熔接部110并使用雷射熔接，可以修复基部120和挤出部分106之间的界面处的损坏并且可以减小接触电阻。

图4至图8例示出根据本发明的一个实施例的制造电流感测电阻器的方法的示意图，其中相同的组件、区域或层仍沿用相同的附图标记表示。

首先，如图4所示，提供一导电体10。导电体10包括一电阻器部分102和一对电极部分104。电阻器部分102位于该对电极部分104之间，且各该对电极部分104具有一顶面104a。

如图5所示，接收盲孔114形成在各该对电极部分104的顶面104a上。接收盲孔114可以通过雷射钻孔、机械钻孔或本领域已知的任何合适的方法形成。

然后，如图6所示，将诸如铜栓的检测端子12插入接收盲孔114中。检测端子12包括装配在接收盲孔114中的基部120和从顶面104a突出的端子引脚122。基部120包括头部120a和位于端子引脚122和头部120a之间的颈部120b。头部120a的直径大于颈部120b的直径。

如图7所示，围绕端子引脚122的各该对电极部分104被冲压以形成环绕颈部120b的挤出部分106。挤出部分106夹紧头部120a和颈部120b并将基部120紧密地固定在接收盲孔114中。环形凹陷区域108围绕着挤出部分106而形成。

如图8所示，环形凹陷区域108填充有填料109。根据本发明的一个实施例，填料109可以包括焊料，但不限于此。可选地，可以执行熔接工艺以在基部120和挤出部分106之间形成熔接部110。例如，熔接部110可以是雷射熔接部。借由提供熔接部110并使用雷射熔接，可以修复基部120和挤出部分106之间的界面处的损坏并且可以减小接触电阻。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (21)

1.一种电流感测电阻器，包含：

一导电体，包括一电阻器部分和一对电极部分，其中所述电阻器部分位于该对电极部分之间，并且各该对电极部分具有一顶面；

一接收盲孔，设置在各该对电极部分的顶面上，其中所述接收盲孔具有一底部；以及

一检测端子，设置在所述接收盲孔上，其中所述检测端子包括固定在所述接收盲孔中的一基部和从所述顶面突出的一端子引脚，所述基部位于所述底部上方。

2.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中所述基部包括一头部和位于所述端子引脚和所述头部之间的一颈部，其中所述头部的直径大于所述颈部的直径。

3.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中所述电阻器部分具有两个相对的端面，并且该对电极部分连接到所述两个相对的端面。

4.根据权利要求2所述的电流感测电阻器，其中所述导电体还包括从各该对电极部分延伸的挤出部分，且所述挤出部分覆盖所述头部的一部分，以将所述基部固定在所述接收盲孔中。

5.根据权利要求4所述的电流感测电阻器，其中所述挤出部分环绕所述颈部。

6.根据权利要求5所述的电流感测电阻器，其中所述导电体还包括围绕所述挤出部分的一环形凹陷区域。

7.根据权利要求6所述的电流感测电阻器，其中另包含：

一填料，填充到所述环形凹陷区域中。

8.根据权利要求7所述的电流感测电阻器，其中所述填料包括焊料。

9.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中该对电极部分的厚度大于所述电阻器部分的厚度。

10.根据权利要求4所述的电流感测电阻器，其中所述挤出部分包括一上表面，该上表面包括朝向颈部向上渐缩的上升面。

11.根据权利要求4所述的电流感测电阻器，其中所述挤出部分的上表面包括一凹面。

12.根据权利要求4所述的电流感测电阻器，其中所述挤出部分的上表面包括一非光滑面。

13.根据权利要求4所述的电流感测电阻器，其中另包含：

一熔接部，设于所述基部和所述挤出部分之间。

14.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中所述检测端子包含铜。

15.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中所述检测端子的硬度大于各该对电极部分的硬度。

16.根据权利要求1所述的电流感测电阻器，其中所述基部接触所述底部。

17.一种制作电流感测电阻器的方法，包含：

提供包括一电阻器部分和一对电极部分的导电体，其中所述电阻器部分位于所述该对电极部分之间，并且各该对电极部分具有一顶面；

在各该对电极部分的顶面上形成一接收盲孔；

将一检测端子插入所述接收盲孔中，其中所述检测端子包括安装在所述接收盲孔中的一基部和从顶面突出的一端子引脚，其中所述基部包括一头部和位于所述端子引脚和所述头部之间的一颈部；以及

在所述端子引脚周围冲压各该对电极部分以形成环绕所述颈部的一挤出部分，其中所述挤出部分夹紧所述头部和所述颈部并将所述基部固定在所述接收盲孔中。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述头部的直径大于所述颈部的直径。

19.如权利要求17所述的方法，其中另包含：

在所述挤出部分周围形成一环形凹陷区域。

20.如权利要求19所述的方法，其中另包含：

将一填料填充到所述环形凹陷区域中。

21.如权利要求17所述的方法，其中另包含：

进行一熔接工艺以在所述基部和所述挤出部分之间形成一熔接部。