CN201576518U - 一种高功率精密贴片电阻 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于精密微电阻领域，具体涉及一种高功率精密贴片电阻的结构。所说的高功率精密贴片电阻，包括电阻片、散热片、电极、绝缘层和保护层，电阻片上平铺设有左右各一块散热片，两散热片的散热区与电阻片中部的电阻区之间设有绝缘层；两散热片的电极区与电阻片两端的电极区之间是焊接层；两块散热片之间有间隔；电阻片电阻区和散热片散热区外包覆有保护层，电极区外部有金属镀层形成的电极。本实用新型与现有产品相比，散热效果有很大的提升，表面温度相对没有加散热片降低很多。

Description

一种高功率精密贴片电阻

技术领域

本实用新型属于精密微电阻领域，具体涉及一种用于过流保护的电子元器件的高功率精密贴片电阻结构。

背景技术

对于电流检测，过去的二十年间两种不同原理的检测方法占据着市场。

在过去的几年间，由于小体积的高精度低阻值电阻器的实用化，以及数据采集和处理器性能的大幅度提升，已经导致传统的基于分流器的电流检测方法的技术革新，并使新的应用成为可能，这在十年前，是无法想象的。

车身电子控制系统的工作电流大多在1-100A之间，在特殊情况下(例如氧传感器加热)，会有短时间200-300A的电流，车辆的启动电流甚至高达1500A。在电池和电源管理系统中，还有更极端的情况，车辆运行时持续电流为100-300A，而在静止状态，电流只有几毫安，这也需要被精确检测出来。

因为电阻材料的导热性比铜要差，并且大多数电阻使用厚度在20-150mm之间的蚀刻结构的合金箔，因此无法通过电阻材料到端子散热。解决方案之一就是用一层薄的导热良好的粘合剂把电阻合金箔粘合到同样有良好导热性的底板材料上(铜或铝)。这种结构可以有效地将热量传导给周围环境。

现有的精密贴片电阻大多采用片式电阻的生产工艺，美国专利US6801118B1，US2005/0258930A1，以及台湾发明专利I234422，都有不同的线路结构，但都没有安装散热片。另外有一个台湾发明专利I253088中，公开了安装一片经过绝缘处理的金属散热片。但此散热片是利用电阻体的保护层作为粘结的，主要是通过这一层绝缘的高散热，耐高温、符合UL标准的涂料进行导热。其导热系数始终达不到铜的导热系数，受高温还可能会使涂层变性导致散热片与电阻体脱离，影响散热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高功率精密贴片电阻。

本实用新型所说的高功率精密贴片电阻，包括电阻片、散热片、电极、绝缘层和保护层，电阻片上平铺设有左右各一块散热片，两散热片的散热区与电阻片中部的电阻区之间设有绝缘层；两散热片的电极区与电阻片两端的电极区之间是焊接层；两块散热片之间有间隔；电阻片电阻区和散热片散热区外包覆有保护层，电极区外部有金属镀层形成的电极。

本实用新型的另一种技术方案是：一种高功率精密贴片电阻，包括电阻片、散热片、电极、绝缘层和保护层，电阻片上设有左右各一块散热片，两散热片的散热区与电阻片中部的电阻区之间设有绝缘层；两散热片与电阻片是一体的，是由电阻片两端向内折叠而成，两散热片之间有间隔；电阻片电阻区和散热片散热区外包覆有保护层，电极区外部有金属镀层形成的电极。

本实用新型中所说的金属镀层是铜、镍、锡镀层。所述的金属镀层即电极层高度高于保护层。电极层的高度要高于保护层的高度，以利于产品SMT焊接。

所述的包括低TCR值在10ppm～200ppm的金属，可以是镍铬合金，镍铜合金，铁镍合金，铁铝铬合金或锰铜合金等等。

所说的散热片要具有良好的导热性，由于金属材料都有良好的导热性，所以金属板材都应包括在内，优选是导热系数较好的铜板。

上述所提到的绝缘物质主要是氮化铝，但众所周知可以用来作为溅射的无机材料很多，也在此范围，比如一氧化硅、、一氧化钛、二氧化钛、三氧化二钛、三氧化二铝等。

上述所提到的封装保护层材料主要是有机硅类，但众所周知的环氧树脂，硅胶，美耐皿，酚醛树脂等高分子材料亦在此范围。

如本领域技术人员所知，金属电极包括散热片，金属片以及后来电镀上的铜、镍、锡。

本专利电阻片2和散热片1经过溅射绝缘处理后组合成型，采用焊接的方式使散热片与电阻片的电极部分结合，并在其外部形成绝缘层，再通过电镀形成电极部分并把两者捆绑在一起，可以使发出的热迅速通过电极部分导出。特别是优选方案中利用高导热系数的AlN层辅助散热，其导热系数高于任何通过填料的方式提高导热系数的涂料。AlN材料可以稳定在2200℃，即使发热，不可能达到如此的温度，因此对AlN材料基本上没有影响，不会烧毁炭化；也不会脱落，因此在高温时始终能够发挥很好的散热效果，大大提升产品的功率。AlN层的厚度只有1～5微米，使电阻片和散热片金属几乎完全贴近，能够产生好的散热效果。本发明中散热片的结构与以往的差别在于该散热片在与电阻片的接触面上经过AlN绝缘处理，并且中间是断开的，而且有和电阻体捆绑共同作为电极底材的部分。

附图说明

图1是本实用新型高功率精密贴片电阻采用的工艺流程

图2是成型完成的电阻片矩阵示意图

图3是成型完成的散热片矩阵示意图

图4是成型完成的电阻片单元示意图，

图5是成型完成的散热片单元示意图

图6是在成型完成的电阻片单元上形成AlN层示意图，

图7是在成型完成的散热片单元上形成AlN层示意图

图8是图6的侧视图，

图9是图7的侧视图

图10是已经经过绝缘处理的电阻片和散热片把绝缘面面对面叠合的侧视图

图11是端头经过焊接完成后的剖面图。

图12是经过包覆保护层后的剖面图。

图13是电镀铜电极后的剖面图

图14为本实用新型高功率精密贴片电阻结构示意图

图15是实施例二的工艺流程

图16是实施例二的合金板图

图17是实施例二的合金板成型图

图18是实施例二的合金板单元图

图19是实施例二的合金板单元沉积完绝缘层俯视图

图20是实施例二的合金板单元沉积完绝缘层剖视图

图21是实施例二的合金板单元折叠贴合完成图

图22是实施例二的合金板单元注塑完成剖视图

图23是实施例二的合金板单元镀铜完成剖视图

图24是实施例二的合金板单元镀镍锡完成剖视图

具体实施方式：

实施例一：

本实用新型高功率精密贴片电阻是由电阻片2和散热片1叠合而成，叠合好的金属片(电阻片2和散热片1)经过焊接把电阻片2和散热片1的电极部分10和15结合，再通过压注模具注塑成型的方式形成保护层4。最后再通过电镀的方式形成电极。电阻片2是电阻体的主要组成部分，散热片1用于散热，提高产品功率。具体的制备流程如图1所示：

1.准备合金板及铜板。把合金板及铜板裁切成需要的尺寸大小。如图2所示。

2.在合金板上冲压出电阻体包括电阻区域9、电极区域10、连接栈桥11、镂空区域12及对位孔13，如图2所示。

在铜板上冲压出与电阻体长宽一般大小的散热片包括电极区域14、主散热区域15、电绝缘槽16、镂空区域17及对应的对位孔13，如图3所示。

3.在成型好的合金板及铜板上预先把电阻片2(图4)的电极区域10及散热片1的电极区域14用高温胶带遮蔽，留下的是电阻片2的电阻区域9及散热片1(图5)的主散热区域15，然后再进行沉积导热绝缘层3。此导热绝缘层在这里采用AlN，完成后把遮蔽用的绝缘胶带剥离即可。带有绝缘层3的电阻片2如图6、图8所示，带有绝缘层3的散热片1如图7、图9所示。

4.将沉积有导热绝缘层3的电阻片2和散热片1的绝缘层3面对面，通过对位孔13进行贴合，以使散热片的电极区域14与电阻片的电极区域10重合。如图10所示。

5.用金属点焊机把对位好的电阻片2和散热片1的端头电极区域焊接，两者的结合层为焊接层5。如图11所示。

6.采用模具注射成型的方式在电阻片2的电阻区域9及散热片1的主散热区域15周边形成包覆层4。若图12所示。

7.形成铜电极6，如图13所示。

8.切割，把形成铜电极6后的矩阵式板片用切割的方式分割成一个个的小单元。

9.形成镍锡电极，用滚镀的方式在已经分割完成的小单元的铜电极6上电镀上镍7和锡8。到此步完成整个产品的电极，产品结构如图14。

实施例二：

本实用新型高功率精密贴片电阻是由合金板中包含电阻区域25和散热区域18折叠叠合而成，再通过压注模具注塑成型的方式形成保护层21。最后再通过电镀的方式形成电极。电阻区域25是电阻体的主要组成部分，散热区域18用于散热，提高产品功率。具体的制备流程如图15所示：

1.准备合金板。把合金板裁切成需要的尺寸大小。如图16所示。

2.在合金板上冲压出电阻体包括电阻区域25、散热区域18、折叠区域19及镂空区域，如图17所示。

3.在成型好的合金板上预先把电极区域及26用高温胶带遮蔽，留下的是电阻区域25及散热区域18(图18)，然后再进行沉积导热绝缘层20。此导热绝缘层在这里采用AlN，完成后把遮蔽用的绝缘胶带剥离即可。如图19及图20所示。

4.将沉积有导热绝缘层20的电阻区域25和散热区域18面对面折叠贴合，以使散热片的电极区域26a与电极区域26c，电极区域26b与电极区域26d。如图21所示。

5.采用模具注射成型的方式在电阻区域25及散热区域18周边形成包覆层21。如图22所示。

6.形成铜电极22，如图23所示。

7.切割，把形成铜电极22后的矩阵式板片用切割的方式分割成一个个的小单元。

8.形成镍锡电极，用滚镀的方式在已经分割完成的小单元的铜电极22上电镀上镍23和锡24。到此步完成整个产品的电极，产品结构如图24。

Claims (10)

1.一种高功率精密贴片电阻，包括电阻片、散热片、电极、绝缘层和保护层，其特征在于，电阻片上平铺设有左右各一块散热片，两散热片的散热区与电阻片中部的电阻区之间设有绝缘层；两散热片的电极区与电阻片两端的电极区之间是焊接层；两块散热片之间有间隔；电阻片电阻区和散热片散热区外包覆有保护层，电极区外部有金属镀层形成的电极。

2.如权利要求1所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所说的绝缘层是AlN层。

3.如权利要求1所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所说的金属镀层是铜、镍、锡镀层。

4.如权利要求1所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所述的的电阻片是低TCR值在10ppm～200ppm的金属。

5.如权利要求1所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所述的电阻片是镍铬合金，镍铜合金，铁镍合金，铁铝铬合金或锰铜合金；散热片是金属板材。

6.一种高功率精密贴片电阻，包括电阻片、散热片、电极、绝缘层和保护层，其特征在于，电阻片上设有左右各一块散热片，两散热片的散热区与电阻片中部的电阻区之间设有绝缘层；两散热片与电阻片是一体的，是由电阻片两端向内折叠而成，两散热片之间有间隔；电阻片电阻区和散热片散热区外包覆有保护层，电极区外部有金属镀层形成的电极。

7.如权利要求6所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所说的绝缘层是AlN层。

8.如权利要求6所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所说的金属镀层是铜、镍、锡镀层。

9.如权利要求6所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所述的的电阻片是低TCR值在10ppm～200ppm的金属。

10.如权利要求6所述的高功率精密贴片电阻，其特征在于，所述的电阻片是镍铬合金，镍铜合金，铁镍合金，铁铝鉻合金或锰铜合金；散热片是金属板材。

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