CN111766412A - 四端子电阻器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种四端子电阻器，在基板表面设置大面积且具有几何形状对称的电阻层，电阻层的上设置电极层，该电极层包含二相同几何形状的子电极层以一定间距对称设置，每一子电极层包含一电流端子与一电压检测端子。特别是该电流端子以及电压端子可以互换使用，可提高四端电阻的使用弹性。

Description

四端子电阻器
技术领域
本发明是关于一种四端子电阻器，特别有关一种高功率及高精度的四端子电阻器。
本文所使用的“电路基板”包括印刷配线基板、陶瓷基板、可挠性基板、多层配线基板、液晶显示器或电浆显示器用的电极板等，亦即“电路基板”是包含有所有的可成为四端电阻器测定的物件的电路基板。
背景技术
一般四端子电阻器具有两个电压检测端子以及两个电流端子，形成四端子结构的电流检测用低电阻器。四端子的优点是因具备电压检测端子，可消除/降低引出电压检测所造成的检测值误差，能更精准的检测电流。
当检测大电流小电阻时，电压检测端子与电流端子之间的电阻会造成较大影响，导致增加无谓消耗的功率，也降低监测的精准度。在医疗、测试、转换器、控制器及通讯等精密仪器设备中，更要求电流控制的精确性，因此相对四端子电阻器的功率及精密度的要求也越高。
图1为现有四端子电阻器结构俯视示意图。该现有四端子电阻器由下而上为基板10、电阻层12、电极层11及保护层(图未示)。靠近电极层11且两面积较大的电极端子即为电流端子111，两个面积较小的电极端子即为电压检测端子112，通常设置于该基板10的矩形轮廓的四个角落。
从两电流端子111引出两电压检测端子112的设计虽然可以降低如同二端电阻量测时的误差，但因电压检测端子112与电流端子111间具有方向性，增加使用的限制条件，且此种设计，电阻层未能覆盖基板表面，基板散热功能被闲置。
本发明旨在提高四端子电阻的功率及精密度而得以适用于高精密仪器，以及对称性设计而得以免除使用限制。
发明内容
为了达到上述发明目的，本发明提供一种四端子电阻器，使得四端电阻，在相同面积下，能提高电阻容许功率得上限。
为了达到上述发明目的，本发明提供一种四端子电阻器，使得电阻器的电压检测端子与电流端子具有对称性，可以交换使用。
一种四端子电阻器包含一基板、一电阻层、一电极层及一保护层。该电阻层设置于该基板的表面，基本上覆盖该基板表面。该电极层包含二子电极层，该二子电极层具有相同几何形状，以一间距并对称的方式设置于该电阻层上方。该保护层设置于该电阻层上方并暴露出该电极层。通常该电极层沿基板侧面延伸至该基板下方，焊接外部电路板上的电路。
以下藉由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为现有四端子电阻器结构俯视示意图。
图2为本发明实施例的四端子电阻器结构俯视示意图。
图3为本发明实施例的四端子电阻器侧剖面结构示意图。
图4A为本发明实施例的四端子电阻器的电阻层图型俯视图。
图4B为本发明实施例的四端子电阻器的电极层图型俯视图。
图5为本发明实施例的四端子电阻器的等效电路图。
附图标记：
1 现有四端子电阻器
2 本发明四端子电阻器
10 基板
11 电极层
12 电阻层
13 保护层
111、I1、I2 电流端子
112、V1、V2 电压检测端子
A-A 剖面切线
具体实施方式
以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。
本发明的特征是让一电阻层实质上覆盖基板的上表面，具有最大面积以提高电阻容许功率上限。一电极层由二相同子电极层构成，该二子电极层具有两个形状相同的端子，一作为电流端子，另一作为电压检测端子。将二该子电极层以对称方式设置在该电阻层上，且可交换使用。因此，电阻器具有高功率以及高使用弹性。
请参考图2，为本发明实施例的四端子电阻器结构俯视示意图。在本发明较佳实施例中，一种四端子电阻器包含一基板10，一电阻层12设置于该基板10的上表面上，该电阻层12的几何形状对称于该电阻层12的中心；一电极层11设置于该电阻层12的上表面上，该电极层11与该电阻层12导通，其中该电极层11包含二子电极层，该二子电极层具有相同几何形状，该二子电极层相离一间距并对称于该间距的中心，且该电阻层12自该间距露出；每一该子电极层包含一第一端子与一第二端子，且该第一端子与该第二端子具有相同的几何形状；两该第一端子及两该第二端子分别设置于该基板10的矩形轮廓的四个角落处。
继续参考图2，此实施例的该两子电极层为左右对称配置(亦可为上下或其他对称方式配置)，该两子电极层的该两第一端子为电压检测端子V1、V2，其中该电压检测端子V1及该电压检测端子V2分别为输入端(正端)及输出端(负端)，或其相反；该两子电极层的该两第二端子为电流端子I1、I2，其中该电流端子I1及该电流端子I2则对应该电压检测端子V1及该电压检测端子V2分别为输入端(正端)及输出端(负端)，或其相反。以该电阻层12中心为对称点，该电阻层12具有四象限对称的几何形状，两该第一端子与两该第二端子具有相同的几何形状，且配置方式相对于该电阻层中心呈对称配置方式，使两该电流端子I1、I2与两该电压检测端子V1、V2的位置可互换使用。进一步参考图5，为本发明实施例的四端电阻器的电路示意图，如将图所示的两该电流端子I1、I2作为两该电压检测端子V1、V2使用时，则将原两该电压检测端子V1、V2作为两该电流端子I1、I2使用即可，此种对称设计提高四端子电阻器使用上的便利性。此实施例主要采取矩形对称的几何形状，亦可为其他对称几何形状，皆属于本发明的内容。
接着参考图3，为本发明四端子电阻器的侧剖面结构示意图。在此实施例中，首先，在该基板10的上表面设置该电阻层12，一保护层13覆盖于自该间距露出的该电阻层12的上表面，且该电极层11同样设置于该电阻层12的上表面，其中该电极层11包含的两所述第一端子及两所述第二端子与该电阻层导通，自该保护层13露出，并延伸至该基板10的下表面，用以连接至外部电路，较佳地，该电阻层厚度范围为1μm至100μm，该电极层厚度范围为1μm至100μm。在此特别说明，说明书内所述的上下及左右是为方便说明，并非指向四端电阻器须有固定方位或方向。
接着参考图4A，为本发明实施例的电阻层图型俯视图。该电阻层12以该电阻层12中心呈现对称几何形状的配置方式，而对称配置方式为本发明的技术特征，其几何形状及其大小仅为其中一种态样，不以此为限；此实施例的该电阻层12具有较大的面积，因此散热面积较大，达到快速散热，避免热点效应，对于大电流小电阻元件，可提高元件的耐受性。
接着参考图4B，为本发明实施例的电极层图型俯视图。该电极层11包含相离一间距的两相互对称的几何形状的子电极层，每一该子电极层具有一电流端子与一电压检测端子(图未示)，该电流端子与该电压检测端子间为将近无电阻状态，可降低检测所衍生的功耗。该子电极层的对称设计使该电流端子与该电压检测端子的位置可交换使用，且输入端与输出端的位置亦可交换使用，如前所述。相较于现有电极层的设计，虽然两该电压端子相互对称及两该二电流端子相互对称，但是该电压检测端子与该电流端子间并无对称，使得电流端子与电压检测端子具有方向性。因此，本发明电压检测端子与电流端子的对称设计，使用相当便利。
继续参考图4B，该电极层11包含相离一间距的两相互对称的几何形状的子电极层，该间距露出该电阻层12部分，通常该间距的距离可控制电压检测时的电流误差，或缩小导电电流波形的变形量。
图2所示本发明实施例的四端子电阻器相较图1所示现有四端子电阻器具有较高的功率，在不同尺寸的可承受功率如表一所示。
表一
尺寸(英吋) 一般4端电极 新型4端电极
2010 1/2W 3/4W
1206 1/3W 1/2W
接着参考图5，为本发明四端子电阻器的等效电路图。在此一实施例中，该电压检测端子V1与该电流端子I1的位置及电压检测端子V2与该电流端子I2的位置可同时互换，且电压检测端子与电流端子间连接，将近无电阻状态，可降低检测所衍生的功耗，如上所述。
继续参考图5。在此一实施例中，本发明的四端子电阻器的四个电极端子皆相同，因此在采用两个电流端子I1、I2以及两个电压检测端子V1、V2的配置下，可消除或降低潜在的误差，在不同尺寸的误差百分率如表二所示。
表二
尺寸(英吋) 一般4端电极 新型4端电极
2010 1％ 0.5％
1206 1％ 0.5％
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (6)

1.一种四端子电阻器，其特征在于，包含：
一基板；
一电阻层设置于该基板的上方，该电阻层的几何形状对称于该电阻层的中心；
一电极层设置于该电阻层的上表面上，该电极层与该电阻层导通，该电极层沿该基板侧边延伸至该基板的下表面，其中该电极层包含二子电极层，该二子电极层具有相同几何形状，该二子电极层相离一间距以对称方式设置，其中每一该子电极层包含一第一端子与一第二端子，且该第一端子与该第二端子具有相同的几何形状；以及
一保护层，设置二该子电极层间的该间距上，覆盖该电阻层。
2.如权利要求1所述的四端子电阻器，其特征在于，该电阻层实质上覆盖该基板的上表面。
3.如权利要求1所述的四端子电阻器，其特征在于，该第一端子为电压检测端子，该第二端子为电流端子。
4.如权利要求1所述的四端子电阻器，其特征在于，该第一端子为电流端子，该第二端子为电压检测端子。
5.如权利要求1所述的四端子电阻器，其特征在于，该电阻层厚度范围为1μm至100μm。
6.如权利要求1所述的四端子电阻器，其特征在于，该电极层厚度范围为1μm至100μm。
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