DE112015004849T5

DE112015004849T5 - Stromerfassungsvorrichtung und Stromerfassungswiderstand

Info

Publication number: DE112015004849T5
Application number: DE112015004849.9T
Authority: DE
Inventors: Takanori Kikuchi; Satoshi Chiku
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2017-07-06
Also published as: US20170307658A1; US10156587B2; WO2016063928A1; JPWO2016063928A1; JP6650409B2

Abstract

Es ist eine Stromerfassungsvorrichtung vorgesehen, die einen Stromerfassungswiderstand, der ein Paar Elektroden und ein Widerstandselement umfasst, ein Paar Anschlussflächen, auf denen der Stromerfassungswiderstand befestigt werden kann, Verbindungsabschnitte, die geeignet sind, die zwei Elektroden beziehungsweise die zwei Anschlussflächen zu verbinden, und ein Paar Drähte, die mit den zwei entsprechenden Elektroden verbunden und geeignet sind, eine Spannung zu erfassen, umfasst. Die Positionen, an denen die zwei Drähte mit den zwei entsprechenden Elektroden verbunden sind, befinden sich in Bereichen auf einer Seite, die weiter innen liegt als innere Enden der Verbindungsabschnitte.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Stromerfassungstechnik.
Hintergrundtechnik
Es ist bekannt, dass ein Chip-Widerstand mit einem relativ niedrigen Widerstandswert, der so gering wie Milliohm sein kann, im Allgemeinen zur Stromerfassung eingesetzt wird. Ein Chip-Widerstand umfasst zum Beispiel ein Widerstandselement, das aus einer Edelmetalllegierung oder einer Legierung eines anderen Metalls hergestellt ist, hochleitfähige Elektroden und ein schmelzbares Lötmaterial.
In der nachfolgend beschriebenen Patentliteratur 1 ist ein Befestigungsaufbau eines Stromerfassungswiderstands beschrieben.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2012-233706 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
13 zeigt eine Seitenansicht, die einen beispielhaften Befestigungsaufbau eines Shunt-Widerstands als Beispiel einer Stromerfassungsvorrichtung (Stromerfassungswiderstand), der in Patentliteratur 1 beschrieben ist, veranschaulicht.
Auf einem aus Aluminium oder dergleichen hergestellten Metallsubstrat 102, auf dem ein Shunt-Widerstand 100 befestigt werden soll, sind Drahtmuster 103a und 103b, die auf dem Metallsubstrat 102 ausgebildet und dazu geeignet sind, Strom durch den Widerstand 100 zu leiten, ein zwischen den Drahtmustern 103a und 103b vorgesehenes Widerstandselement 101 und Lötschichten 105a und 105b vorgesehen, die das Widerstandselement 101 mit den Drahtmustern 103a beziehungsweise 103b verbinden. Außerdem ist ein Paar Spannungserfassungsdrähte 107a und 107b vorgesehen, die auf dem Substrat 102 ausgebildet und dazu geeignet sind, eine Spannung zu erfassen, die über gegenüberliegende Enden des Shunt-Widerstands 100 erzeugt wird. Beispiele des Shunt-Widerstands 100 umfassen Widerstände, für die Metallmaterialien auf Cu-Mn-Basis oder Ni-Cr-Basis verwendet werden.
Die Spannungserfassungsdrähte 107a und 107b sind über die Bonddrahte 109a beziehungsweise 109b an Spannungserfassungspositionen verbunden, die sich an gegenüberliegenden Enden des Shunt-Widerstands 100 befinden.
Ein zu erfassender Strom I fließt durch den Shunt-Widerstand 100, und eine Spannung V, die gleich dem Strom I multipliziert mit dem Widerstandswert R des Shunt-Widerstands 100 ist, wird aus den Spannungserfassungsdrähten 107a und 107b entnommen und zu einem Spannungserfassungskreis (ohne Abbildung) geführt.
Im Übrigen ist durch eine Verringerung der Größe der Bauteile und eine Vergrößerung der Menge des durch dieselben fließenden Stroms die elektrische Stromdichte in dem Produktteil angestiegen. Mit dem Anstieg der elektrischen Stromdichte ist ein Problem durch die Entstehung von Elektromigration in der Lötstelle aufgetreten. Die Möglichkeit der Entstehung von Elektromigration ist in Abschnitten, in denen die Temperatur hoch und die elektrische Stromdichte hoch ist, besonders groß.
Bei dem Aufbau in 13 ist der Strom besonders in den durch die Kreise angezeigten Abschnitten 111 konzentriert. Wird die Vorrichtung in einem derartigen Zustand über einen längeren Zeitraum benutzt, können die Lötschichten 105a und 105b in den durch die Kreise angezeigten Abschnitten 111 auf Grund von Elektromigration verschwinden. Infolgedessen wird die L-Abmessung des Widerstandselements groß, wodurch die Potenzialdifferenz zwischen den Bonddrähten 109a und 109b, bei denen es sich um Spannungserfassungsklemmen handelt, groß wird. Das bedeutet, dass der Widerstandswert hin zu einem höheren Wert wandert.
Wird die Stromerfassungsvorrichtung (der Stromerfassungswiderstand) über einen längeren Zeitraum benutzt, wie zum Beispiel zehn Jahre, wird es daher schwierig, eine gute Stromerfassungsgenauigkeit aufrechtzuerhalten, was ein Problem darstellt.
14 zeigt eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Anordnung eines Widerstands mit einem so genannten Stoßverbindungsaufbau veranschaulicht, bei dem ein Widerstandselement 201 und die Elektroden 205a und 205b in lotrechter Richtung miteinander verbunden sind. Die Bezugszeichen 203a und 203b zeigen Drahtmuster an. Die Bezugszeichen 206a und 206b zeigen Lötschichten an. Die Bezugszeichen 209a und 209b zeigen Bonddrähte an. Selbst bei einem Widerstand mit einem derartigen Stoßverbindungsaufbau kann die Erfassungsgenauigkeit auf Grund des Einflusses des Temperaturkoeffizienten des Widerstands (Bereich durch das Bezugszeichen 221 angezeigt) der Cu-Elektrode sinken, wenn ein Bonden durchgeführt wird, wie in 9 angezeigt.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gute Stromerfassungsgenauigkeit einer Stromerfassungsvorrichtung über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochgenauigkeitswiderstand für die Verwendung in einer derartigen Stromerfassungsvorrichtung vorzusehen.
Problemlösung
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Stromerfassungsvorrichtung vorgesehen, die einen Stromerfassungswiderstand, der ein Paar Elektroden und ein Widerstandselement umfasst, ein Paar Anschlussflächen, auf denen der Stromerfassungswiderstand befestigt werden kann, Verbindungsabschnitte, die geeignet sind, die zwei Elektroden beziehungsweise die zwei Anschlussflächen zu verbinden, und ein Paar Drähte, die mit den zwei entsprechenden Elektroden verbunden und geeignet sind, eine Spannung zu erfassen, umfasst. Die Positionen, an denen die zwei Drähte mit den zwei entsprechenden Elektroden verbunden sind, befinden sich in Bereichen auf einer Seite, die weiter innen liegt als die inneren Enden der Verbindungsabschnitte.
Die Enden des Paars Elektroden und des Widerstandselements können miteinander stoßverbunden sein.
Jede Elektrode kann zwischen einer mit dem Widerstandselement verbundenen Seite und einer mit den Anschlussflächen verbundenen Seite eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
Wenigstens eine der zwei Elektroden kann eine vorstehende Stirnfläche aufweisen, die dicker als das Widerstandselement ist und zu einer Oberfläche des Widerstandselements einen Höhenunterschied aufweisen kann, wobei einer der Drähte mit der vorstehenden Stirnfläche verbunden sein kann.
Nach der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Stromerfassungswiderstand vorgesehen, der ein Widerstandselement, ein Paar an dem Widerstandselement befestigter Elektroden und einen vorstehenden Abschnitt umfasst, der es ermöglicht, dass das Widerstandselement von einem Seitenabschnitt des Widerstands vorsteht.
Nach der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Stromerfassungswiderstand vorgesehen, der ein Widerstandselement, ein Paar an dem Widerstandselement befestigter Elektroden, und eine Metallschicht umfasst, die über dem Widerstandselement und den Elektroden ausgebildet ist. Das Widerstandselement ist zum Teil von der Metallschicht freigelegt.
Die vorliegende Beschreibung enthält die Offenbarung der japanischen Patentanmeldung JP 2014-215255 , die die Grundlage dafür bildet, die Priorität der vorliegenden Anmeldung zu beanspruchen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Nach der vorliegenden Erfindung kann eine gute Stromerfassungsgenauigkeit einer Stromerfassungsvorrichtung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1A zeigt eine beispielhafte Anordnung einer Stromerfassungsvorrichtung nach einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
1B zeigt die Stromerfassungsvorrichtung nach 1A in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht.
2 zeigt ein Ersatzschaltbild, bei dem eine Messung an vier Klemmen in dem Aufbau, der in 1A veranschaulicht ist, durchgeführt wird.
3A zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung einer Stromerfassungsvorrichtung nach einer zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
3B zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
3C zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
3D zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
3E zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
3F zeigt eine Ansicht eines Schritts, der ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung veranschaulicht.
4 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer dritten Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
5 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer vierten Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
6A zeigt ein erstes Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer fünften Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
6B zeigt ein zweites Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach der fünften Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
7 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer sechsten Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
8A zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer siebten Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
8B zeigt ein Beispiel, bei dem keine Metallschicht ausgebildet ist, oder ein Beispiel, bei dem eine in 8A vorhandene Metallschicht weggelassen ist, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
9A zeigt Ansichten von Schritten, die ein Verfahren für die Herstellung einer Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung veranschaulichen.
9B zeigt Ansichten von Schritten, die ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung veranschaulichen.
10 zeigt einen Befestigungszustand der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
11 zeigt eine erste Variante der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
12 zeigt eine zweite Variante der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
13 zeigt eine Seitenansicht, die ein Beispiel eines Befestigungsaufbaus eines Shunt-Widerstands als Beispiel einer Stromerfassungsvorrichtung (Stromerfassungswiderstand), der in Patentliteratur 1 beschrieben ist, veranschaulicht.
14 zeigt eine Seitenansicht, die eine beispielhafte Anordnung eines Widerstands mit einem so genannten Stoßverbindungsaufbau veranschaulicht, bei dem ein Widerstandselement und die Elektroden in lotrechter Richtung miteinander verbunden sind.
Beschreibung der Ausgestaltungen
Es werden nun Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
(Erste Ausgestaltung)
1A zeigt eine beispielhafte Anordnung einer Stromerfassungsvorrichtung nach einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. 1B zeigt die Stromerfassungsvorrichtung nach 1A in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht.
Eine Stromerfassungsvorrichtung 21 weist Drahtmuster 3a und 3b auf, die zum Beispiel auf einem Metallsubstrat (ohne Abbildung) ausgebildet und dazu geeignet sind, Strom durch gegenüberliegende Enden eines Stromerfassungswiderstands zu leiten, der ein Widerstandselement 1 aufweist. Der Stromerfassungswiderstand ist durch Verbinden des Widerstandselements 1, welches aus einem Material auf Cu-Ni-Basis oder dergleichen besteht, mit den Elektroden 5a und 5b, die aus Cu oder dergleichen bestehen, ausgebildet. Bei den Anschlussmaterialien, die die Verbindungsabschnitte 6a und 6b zum Anschluss der Anschlussklemmenabschnitte 5a-1 und 5b-1 der Elektroden 5a und 5b an die Drahtmuster 3a beziehungsweise 3b ausbilden, handelt es sich um Lötschichten, die zum Beispiel aus Sn-Ag-Cu-Lötmittel gebildet sind. Außer Lötmittel kann als Anschlussmaterial auch ein elektrisch leitender Kleber, ein Lötmaterial oder dergleichen verwendet werden. In Bezug auf den Einfluss einer Elektromigration ist die vorliegende Erfindung besonders wirkungsvoll, wenn zum Beispiel Anschlussmaterialien auf Sn-Basis verwendet werden. Es ist anzumerken, dass die Verbindungsabschnitte Abschnitte kennzeichnen, in denen die Klemmenabschnitte 5a-1 und 5b-1 sowie die Drahtmuster 3a beziehungsweise 3b angeschlossen sind, und zwar entweder direkt durch Widerstandsschweißen oder dergleichen oder indirekt über Lötmittel oder dergleichen, so dass ein Lötmittel oder dergleichen entweder vorgesehen ist oder nicht.
Zudem ist bei der Stromerfassungsvorrichtung 21 ein Paar Spannungserfassungsdrähte 11a und 11b (ohne Abbildung), die über dem Substrat ausgebildet und dazu geeignet sind, eine über gegenüberliegende Enden des Widerstands erzeugte Spannung zu erfassen, über die Bonddrähte 9a und 9b an den Spannungserfassungspositionen P1 und P2 der Elektroden 5a und 5b angeschlossen. Die Bonddrähte 9a und 9b fungieren als Spannungserfassungsklemmen. Die gegenüberliegenden Enden 1a und 1b des Widerstandselements 1 des Widerstands (hier ist anzumerken, dass die Bezugszeichen 1a und 1b auch die Verbindungsabschnitte des Widerstandselements und der Elektroden anzeigen können), sind an Seitenwänden der Elektroden 5a beziehungsweise 5b angeschlossen. Das Widerstandselement 1 ist aus einem Metall, wie zum Beispiel auf Cu-Ni-Basis, Cu-Mn-Ni-Basis oder Ni-Cr-Basis, hergestellt.
Bei dem Aufbau der 1A weisen die Elektroden 5a und 5b die Klemmenabschnitte (unteren Abschnitte) 5a-1 und 5b-1, bei denen es sich um Bereiche auf einer Endseite handelt, sowie Bereiche (obere Abschnitte) 5a-2 und 5b-2 auf, die sich in die Klemmenabschnitte 5a-1 und 5b-1 fortsetzen und sich auf der Seite des Widerstandselements 1 befinden. Zwischen derartigen Bereichen ist ein Höhenunterschied Δh1 vorgesehen. Das bedeutet, dass jede der Elektroden 5a und 5b einen Höhenunterschied zwischen der mit dem Widerstandselement 1 verbundenen Seite und der mit der Anschlussfläche 3a oder 3b verbundenen Seite aufweist. Die Oberfläche des Widerstandselements 1 liegt um einen Höhenunterschied Δh2 niedriger als die Oberflächen der Bereiche 5a-1 und 5b-2 auf der Seite des Widerstandselements.
Die Klemmenabschnitte 5a-1 und 5b-1 und die Drahtmuster 3a und 3b sind über die Lötstellen 6a beziehungsweise 6b miteinander verbunden. Wenigstens eine der Elektroden 5a oder 5b ist dicker als das Widerstandselement 1 und weist eine vorstehende Stirnfläche (5a-2 oder 5b-2) auf, die einen Höhenunterschied zu der Oberfläche des Widerstandselements 1 aufweist. Die Drähte 9a und 9b sind mit den vorstehenden Stirnflächen (5a-2 beziehungsweise 5b-2) verbunden.
In 1B zeigen die Linien, die durch die Bezugszeichen M2 und M1 gekennzeichnet sind, innere Enden der Verbindungsabschnitte 6a und 6b, die die Klemmenabschnitte 5a-1 und 5b-1 mit den Drahtmustern 3a beziehungsweise 3b verbinden. Der Verbindungsabschnitt des Bonddrahts 9a in dem Bereich 5a-2 befindet sich auf einer Seite, die weiter innen gelegen ist als der durch das Bezugszeichen M2 angezeigte Abschnitt, das heißt auf der Seite, die näher an dem Widerstandselement 1 liegt. Darüber hinaus befindet sich der Verbindungsabschnitt des Bonddrahts 9b in dem Bereich 5b-2 auf einer Seite, die weiter innen gelegen ist als der durch das Bezugszeichen M1 angezeigte Abschnitt, das heißt auf der Seite, die näher an dem Widerstandselement 1 liegt. Das bedeutet, dass sich die Verbindungsabschnitte der Bonddrähte 9b und 9a nicht auf der Seite befinden, die weiter außen als die durch die Bezugszeichen M1 und M2 angezeigten Abschnitte gelegen ist, was bedeutet, dass sie sich nicht in den Bereichen (Bereich 5a-1 und 5b-1) befinden, in denen die Lötschichten (Verbindungsabschnitte) 6a und 6b ausgebildet sind.
2 zeigt ein Ersatzschaltbild, bei dem eine Messung an vier Klemmen in dem Aufbau, der in 1A und 1B veranschaulicht ist, durchgeführt wird. Bei dem Widerstand der Stromerfassungsvorrichtung 21 bleibt der Abstand zwischen den Spannungserfassungspositionen P1 und P2 selbst dann, wenn sich die Lötmittel 6a und 6b in der Richtung, die entgegengesetzt zu dem Widerstandselement 1 (in der Richtung, in der sich der Abstand zwischen den Lötschichten vergrößert) verläuft, abgelöst haben, unverändert, da die Spannungserfassungsdrähte 11a und 11b über die Bonddrähte 9a und 9b entweder direkt oder indirekt mit den Spannungserfassungspositionen P1 und P2 verbunden sind, wobei die Bonddrähte 9a und 9b als Spannungserfassungsklemmen auf einer Seite fungieren, die weiter innen als die inneren Enden der gelöteten Bereiche gelegen sind, wie in 1A und 1B veranschaulicht ist. Somit bleibt der Widerstandswert von R5 unverändert. Wird in der Zwischenzeit ein Strom direkt über die Spannungserfassungspositionen P1 und P2 geleitet, bleiben die Spannungserfassungspositionen P1 und P2 unverändert, während der Abstand zwischen den gegenüberliegenden inneren Enden der gelöteten Bereiche größer wird; dagegen neigt das Lötmittel dazu, sich zu lösen, wenn die inneren Enden parallel zueinander gehalten werden. Somit besteht nahezu kein Einfluss auf die Potentialverteilung innerhalb des Widerstandselements 1 durch Veränderungen im Laufe der Zeit.
Somit ist es bei der Stromerfassungsvorrichtung nach dieser Ausgestaltung selbst dann, wenn sich das Lötmittel auf Grund des Einflusses einer Elektromigration gelöst und sich der Widerstandswert des Widerstands im befestigten Zustand geändert hat, unwahrscheinlich, dass die durch eine Messung an den vier Klemmen durchgeführte Stromerfassung dadurch beeinflusst wird. Dadurch besteht der Vorteil, dass eine gute Stromerfassungsgenauigkeit über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann.
Da der Höhenunterschied Δh1 zwischen den Klemmenabschnitten (unteren Abschnitten) 5a-1 und 5b-1, bei denen es sich um Bereiche auf der Endseite handelt, und den Bereichen (oberen Abschnitten) 5a-2 und 5b-2, die sich in die Klemmenabschnitt 5a-1 und 5b-1 fortsetzen und sich auf der Seite des Widerstandselements 1 befinden, vorgesehen ist, kann ferner, wie in 1A veranschaulicht, die Möglichkeit reduziert werden, dass Drähte fälschlicherweise mit den Klemmenabschnitten (unteren Abschnitten) 5a-1 und 5b-1, bei denen es sich um Bereiche auf der Endseite handelt, verbunden werden, wenn versucht wird, ein Drahtbonden an den Bereichen (oberen Bereichen) 5a-2 und 5b-2 auf der Seite des Widerstandselements 1 durchzuführen. Da die Oberfläche des Widerstandselements 1 um den Höhenunterschied Δh2 niedriger liegt als die Oberflächen der Bereiche 5a-2 und 5b-2 auf der Seite des Widerstandselements 1, kann ferner die Möglichkeit reduziert werden, dass Drähte fälschlicherweise durch Drahtbonden mit der Oberfläche des Widerstandselements 1 verbunden werden. Das heißt, dass durch die Verwendung des Höhenunterschieds die Selektivität der Bondpositionen verbessert wird.
(Zweite Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun ein Verfahren für die Herstellung einer Stromerfassungsvorrichtung nach der ersten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 3A veranschaulicht, werden zum Beispiel ein Widerstandsmaterial 11 in Form einer langen flachen Platte oder dergleichen sowie ein erstes Elektrodenmaterial 15a und ein zweites Elektrodenmaterial 15b, die jeweils ebenfalls die Form einer langen flachen Platte oder dergleichen, ähnlich wie das Widerstandsmaterial 11, aufweisen, vorbereitet, wobei das erste Elektrodenmaterial 15a und das zweite Elektrodenmaterial 15b auf gegenüberliegenden Seiten des Widerstandsmaterials 11, wie in 3B veranschaulicht, angeordnet sind. Anschließend werden die Materialien unter Zuhilfenahme beispielsweise eines Elektronenstrahls oder eines Laserstrahls zusammengeschweißt, um eine einzelne flache Platte (an L11 und L12 verbunden) zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt handelt es sich bei den Abschnitten, die mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen bestrahlt werden, um die in 3C (a) oder 3C (b) veranschaulichten Abschnitte. 3C (a) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem eine Seite einer flachen Oberfläche, die durch die Elektrodenmaterialien 15a und 15b gebildet ist, und das Widerstandselement 11 mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen bestrahlt werden. 3C (b) veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die Innenseiten einer Vertiefung, die durch die Elektrodenmaterialien 15a und 15b gebildet ist, und das Widerstandselement 11 mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen bestrahlt werden. Die Stirnflächen der Elektrodenmaterialien 15a und 15b, die über das Widerstandselement 11 vorstehen, werden so geregelt, dass sie nicht mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen bestrahlt werden, so dass der Einfluss der Bestrahlung durch den Elektronenstrahl reduziert wird. Um einen Aufbau auszubilden, der dem in 3B gezeigten nahe kommt, ist es auch möglich, lange Durchgangsbohrungen in den Elektrodenmaterialien auszubilden und ein langes Widerstandsmaterial durch die langen Durchgangsbohrungen mit den Elektrodenmaterialien zu verbinden. Außerdem ist es möglich, den Widerstandswert anzupassen, indem der Dickenunterschied zwischen dem Widerstandsmaterial 11 und den Elektrodenmaterialien 15a und 15b genutzt wird. Ferner kann auch der Höhenunterschied (Δh2), der im Folgenden beschrieben wird, ausgebildet werden. Bei Steuerung der Verbindungsstellen kann zudem eine ganze Reihe von Einstellungen für den Widerstandswert und die Formen durchgeführt werden.
Wie in 3D (a) veranschaulicht, wird nun die flache Platte aus dem in 3B gezeigten Zustand in eine Kammform geprägt, indem zum Beispiel ein Bereich, der das Widerstandselement 11 einschließt, entfernt wird, wie es durch das Bezugszeichen 17 angezeigt ist. Anschließend werden das erste Elektrodenmaterial 15a und das zweite Elektrodenmaterial 15b teilweise mit einer Presse oder dergleichen gebogen, um einen Aufbau mit einer in der unteren Ansicht von 1B veranschaulichten Querschnittsform so auszubilden, dass sie der entspricht, die in der Querschnittsansicht von 3D (b) veranschaulicht ist. Anschließend wird ein Abschnitt der Elektrode auf der anderen Endseite (5b), die nicht abgeschnitten worden ist, von dem verbleibenden Bereich (dem nahe gelegenen Abschnitt) 15b' entlang L31, wie in 3E veranschaulicht, abgeschnitten. Dementsprechend kann ein Widerstand mit einem Stoßverbindungsaufbau zur Verwendung in der Stromerfassungsvorrichtung nach der ersten Ausgestaltung ausgebildet werden. Die Anwendung des Herstellungsverfahrens nach dieser Ausgestaltung ist vorteilhaft, da es die Massenproduktion von Widerständen ermöglicht.
Es ist anzumerken, dass die Schweißpunkte 23a und 23b wie in 3F veranschaulicht in dem Widerstand ausgebildet werden. Typischerweise ist die Oberfläche eines Schweißpunkts, der mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen ausgebildet wird, rau. Um eine präzise Stromerfassung zu erreichen, werden Bonddrähte vorzugsweise an Stellen befestigt, die sich so nahe am Widerstandselement wie möglich befinden. Jedoch können die Schweißpunkte zu diesem Zeitpunkt zu Hindernissen werden. Nach dieser Ausgestaltung kann verhindert werden, dass Schweißpunkte in den Bereichen 5a-2 und 5b-2 ausgebildet werden, bei denen es sich um die Oberflächen handelt, auf denen Drähte mit dem Verfahren, das detailliert unter Bezugnahme auf 3C beschrieben ist, mit Hilfe von Drahtbonden befestigt werden sollen. Es ist daher vorteilhaft, dass Drähte an Stellen befestigt werden können, die sich nahe bei dem Widerstandselement befinden.
(Dritte Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer dritten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 4 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für die Stromerfassungsvorrichtung nach dieser Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Der in 4 veranschaulichte Widerstand unterscheidet sich von dem in 1A veranschaulichten Widerstand dadurch, dass zwischen den Oberflächen der Bereiche 5a-2 und 5a-2 auf der Seite der Elektroden 5a und 5b, auf der sich das Widerstandselement 1 befindet, und der Oberfläche des Widerstandselements 1 kein Höhenunterschied vorhanden ist. Da der Widerstand einen Stoßverbindungsaufbau aufweist, sind die Grenzflächen zwischen dem Widerstandselement und den Elektroden nicht klar ersichtlich. Stattdessen sind jedoch die Bondpositionen auf eine solche Weise klar ersichtlich, dass die Zielpositionen P1 und P2 für das Drahtbonden durch Kennzeichen (zum Beispiel durch die Markierungen mit + gekennzeichnet) angegeben sind, oder die Oberflächen der Bereiche um die Zielpositionen P1 und P2 sind durch Stanzen oder Polieren so geglättet, dass ein Drahtbonden einfach durchgeführt werden kann.
(Vierte Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer vierten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. 5 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für die Stromerfassungsvorrichtung nach dieser Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Der in 5 veranschaulichte Widerstand unterscheidet sich von dem in 1A veranschaulichten Widerstand dadurch, dass ein Vertiefungsabschnitt 31 auf einer freiliegenden Seitenfläche des Widerstandselements 1 ausgebildet ist. Dadurch, dass ein derartiger Vertiefungsabschnitt 31 vorgesehen ist, kann der Widerstandswert angepasst werden. Da der Widerstand einen Stoßverbindungsaufbau aufweist, sind die Grenzflächen 1a und 1b zwischen dem Widerstandselement 1 und den Elektroden 5a und 5b nicht klar ersichtlich. Das an den Zielpositionen P1 und P2 durchzuführende Drahtbonden kann jedoch unter Verwendung des Vertiefungsabschnitts 31 als Bezugsmarkierung durchgeführt werden. Der Vertiefungsabschnitt 31 kann in einem Zustand ausgebildet werden, in dem einzelne Stücke des Widerstands teilweise miteinander verbunden sind (3D) oder nachdem einzelne Stücke durch Schneiden getrennt worden sind.
(Fünfte Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer fünften Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 6A zeigt ein erstes Beispiel eines Widerstands, der für die Stromerfassungsvorrichtung nach dieser Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
Der in 6A veranschaulichte Widerstand unterscheidet sich von dem in 1A veranschaulichten Widerstand dadurch, dass eine Metallschicht 41 durch Beschichten des gesamten Widerstands mit Metall, wie zum Beispiel Ni-P, ausgebildet wird.
Da der Widerstand einen Stoßverbindungsaufbau aufweist und der gesamte Widerstand mit der Schicht 41 bedeckt ist, sind die Grenzflächen zwischen dem Widerstandselement 1 und den Elektroden 5a und 5b nicht klar ersichtlich. Da jedoch bei dieser Ausgestaltung der Höhenunterschied Δh3, der zur Kennzeichnung der Grenzflächen zwischen dem Widerstandselement 1 und den Elektroden 5a und 5b dient, zwischen der Oberfläche des Widerstandelements 1 und den Bereichen (oberen Abschnitten) 5a-2 und 5b-2 der Elektroden 5a und 5b auf der Seite des Widerstandselements 1, wie in 3F gezeigt, vorgesehen ist, besteht der Vorteil, dass eine Ausrichtung beim Drahtbonden einfach durchgeführt werden kann. Es ist anzumerken, dass auch die Schicht 41 zum Teil ausgebildet werden kann. Zum Beispiel kann die Schicht 41 auf Verbindungsabschnitten, die die Elektroden 5a und 5b und die Drahtmuster verbinden, oder an Stellen, an denen die Bonddrähte, wie durch die Bezugszeichen 5a-2 und 5b-2 angezeigt, anzuschließen sind, ausgebildet werden.
6B zeigt ein zweites Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach der fünften Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Der Widerstand umfasst ein Widerstandselement 1 und ein auf dem Widerstandselement 1 befestigtes Paar Elektroden 5a und 5b.
Der in 6B veranschaulichte Widerstand weist einen Aufbau auf, bei dem eine elektrisch leitfähige Metallschicht 41 auf nahezu der gesamten Oberfläche des Widerstands mit Ausnahme eines Teils desselben ausgebildet ist. Das heißt, der Aufbau ist ein solcher, bei dem eine elektrisch leitfähige Metallschicht 41 über die Elektroden 5a und 5b und dem Widerstandselement 1 ausgebildet ist. Die Bezugszeichen P₁ und P₂ stehen für Bezugspositionen, die zum Anschluss der Drähte zu verwenden sind, oder für Markierungen, welche die Bezugspositionen angeben. Wird eine elektrisch leitfähige Metallschicht auf der gesamten Oberfläche ausgebildet, werden Schwankungen des Widerstandswerts auftreten. Derartige Schwankungen des Widerstandswerts werden daher vorzugsweise eingestellt.
Es ist anzumerken, dass, selbst wenn die Metallschicht 41 ausgebildet ist, die Verbindungsabschnitte (verschweißten Abschnitte) 1c und 1d des Widerstandselements 1 und der Elektroden 5a und 5b durch ihr Erscheinungsbild, wie durch die gestrichelten Linien angezeigt ist, erkannt werden können. Der Grund hierfür ist, dass die Oberflächen der verschweißten Abschnitte 1c und 1d unregelmäßig sind. Dies gilt auch für die nachfolgenden Figuren.
Ist die Metallschicht 41 ausgebildet, kann sich der Widerstandswert verändern. Der Widerstandswert sollte daher angepasst werden, nachdem die elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet worden ist.
6B veranschaulicht ein Beispiel, bei dem der Widerstandselementabschnitt des Widerstands zum Teil ausgeschnitten ist, so dass der Widerstandswert angepasst ist. Insbesondere kann der in 6B gezeigte Aufbau umgesetzt werden, indem der Widerstandswert des Widerstands gemessen wird, bevor der Schritt des teilweisen Ausschneidens des Widerstandselements durchgeführt wird, um so den Betrag der Anpassung des Widerstandswerts zu bestimmen, die Menge des entsprechenden Ausschnitts berechnet wird und ein Ausschnitt 51 auf einer Seitenfläche des Widerstandselements 1 ausgebildet wird.
Alternativ ist es auch möglich, im Voraus die Breite des Widerstandselements gemäß einem zu produzierenden Zielprodukt zu bestimmen und einen Ausschnitt auszubilden, der eine Breite aufweist, die der des Widerstandselements entspricht.
Als Verfahren für die Ausbildung eines Ausschnitts kann zum Beispiel ein Verfahren zum Prägen der Platte oder ein Verfahren zum Schleifen der Platte mit einer Schleifvorrichtung oder dergleichen verwendet werden. In einem derartigen Fall kann der Ausschnitt 51 auch unter Verwendung der sichtbaren Verbindungsabschnitte (verschweißten Abschnitte) 1c und 1d als Markierungen ausgebildet werden.
Durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhält man einen Aufbau, bei dem das Widerstandselement 1 auf einem Seitenabschnitt des Widerstands teilweise freiliegen. Da zudem ein Ausschnitt in einem Bereich ausgebildet wird, der Teile der Elektrodenabschnitte umfasst, liegen auch Seitenflächen der Elektroden 5a und 5b teilweise frei.
Wird ein Aufbau verwendet, bei dem die gesamte Oberfläche eines Widerstands beschichtet wird, kann der Widerstandswert nach dieser Ausgestaltung durch Ausbilden eines Ausschnitts angepasst werden. Zudem ist es mit dem Aufbau, bei dem ein Ausschnitt auf einem Seitenabschnitt des Widerstands ausgebildet wird, auch möglich, zum Beispiel den oberen Stirnflächenabschnitt oder den unteren Stirnflächenabschnitt des Widerstands zu erden. In einem derartigen Fall liegen das Widerstandselement 1 sowie die Elektroden 5a und 5b auf der oberen Stirnfläche oder der unteren Stirnfläche des Widerstands teilweise frei.
(Sechste Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer sechsten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 7 zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für die Stromerfassungsvorrichtung nach dieser Ausgestaltung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Der in 7 veranschaulichte Widerstand unterscheidet sich von dem in 1A veranschaulichten Widerstand dadurch, dass der Widerstand keinen Stoßverbindungsaufbau, sondern einen Aufbau aufweist, bei dem jede Elektrode und das Widerstandselement miteinander verbunden werden, indem sie an Abschnitten, die durch die Bezugszeichen 1a und 1b in 7 gekennzeichnet sind, in Schichten übereinander platziert werden.
Selbst in einem derartigen Fall ist an den Grenzflächen zwischen dem Widerstandselement 1 und den Bereichen (oberen Abschnitten) 5a-2 und 5b-2 der Elektroden 5a und 5b auf der Seite des Widerstandselements 1 ein Höhenunterschied vorgesehen. Daher kann beim Drahtbonden eine Ausrichtung an P1 und P2 leicht erreicht werden.
(Siebte Ausgestaltung)
Im Folgenden wird nun eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer siebten Ausgestaltung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 6B wurde ein Aufbau beispielhaft beschrieben, bei dem auf einem Seitenabschnitt eines Widerstands eine Vertiefung zur Anpassung des Widerstandswerts ausgebildet ist. Bei einem derartigen Aufbau besteht jedoch die Möglichkeit, dass bei einer geringen Größe des Widerstands bei der maschinellen Bearbeitung insbesondere ein Bereich, in dem Drahtbonden durchgeführt werden kann, schmal werden kann oder sich Risse in einer Plattierungsschicht bilden können, was anderenfalls Probleme mit dem Oberflächenzustand des Bondbereichs verursachen kann.
8A zeigt ein Beispiel eines Widerstands, der für eine Stromerfassungsvorrichtung nach einer siebten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht.
Bei dieser Ausgestaltung ist nahezu die gesamte Oberfläche des Widerstands mit der elektrisch leitfähigen Metallschicht 41 bedeckt. Ein Seitenabschnitt des Widerstands, der ein Widerstandselement 1 umfasst, wird so hergestellt, dass er vorsteht. Ein erster vorstehender Abschnitt 61a, der auf einer Seitenfläche ausgebildet ist, bildet eine freiliegende Stirnfläche 63, auf der das Widerstandselement 1 und die Elektroden 5a und 5b teilweise freiliegen. Der Widerstandswert kann bei teilweise ausgeschnittenem ersten vorstehenden Abschnitt 61a angepasst werden.
Nach einem derartigen Verfahren wird ein Abschnitt, der in Richtung einer Seite der Seitenfläche relativ zu der Elektrodenbreite vorsteht, maschinell bearbeitet. Der Stromweg ist daher nicht blockiert. Somit kann eine Feineinstellung des Widerstandswerts mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden, wobei günstige Eigenschaften des Widerstands ohne übermäßigen Einfluss auf die Potentialverteilung aufrechterhalten werden können.
Es ist anzumerken, dass P₃ und P₄ die Positionen der Markierungen bezeichnen, an denen ein Bonden durchzuführen ist, und durch die Schaffung von Vertiefungen, zum Beispiel mit einer Stanzvorrichtung, ausgebildet werden können.
Es ist anzumerken, dass das Widerstandselement 1 und die Elektroden 5a und 5b ebenso auf einer Seitenfläche eines zweiten vorstehenden Abschnitts 61b freiliegen, der auf der Seite ausgebildet ist, die dem ersten vorstehenden Abschnitt 61a gegenüberliegt.
8B zeigt ein Beispiel, bei dem die Metallschicht 41 von 8A weggelassen ist, in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Das Widerstandselement 1 und die Elektroden 5a und 5b sind über eine Stoßverbindung miteinander verbunden. P₃ und P₄ sind durch Schaffung von Vertiefungsabschnitten, zum Beispiel mit einer Stanzvorrichtung, in den Elektrodenabschnitten ausgebildet.
Ein Widerstand, der keine auf demselben ausgebildete Metallschicht 41 aufweist, weist den in 8B gezeigten Aufbau auf. Selbst bei einem derartigen Widerstand kann der Widerstandswert angepasst werden, solange der erste vorstehende Abschnitt 61a ausgebildet und teilweise ausgeschnitten ist.
Nachfolgend werden die Schritte zur Herstellung eines derartigen Widerstands kurz beschrieben. 9A zeigt Ansichten von Schritten, die ein Verfahren für die Herstellung der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung veranschaulichen. 9B zeigt Ansichten, die den Ansichten von 9A folgen.
Wie in 9A (a) veranschaulicht, sind das lange Widerstandsmaterial 11 und die langen Elektrodenmaterialien 15a und 15b als Bandmaterialien ausgeführt, wobei ihre Seitenflächen über eine Stoßverbindung miteinander verbunden sind. Anschließend werden die stoßverbundenen Seitenflächen unter Verwendung eines Laserstrahls, eines Elektronenstrahls oder dergleichen zusammengeschweißt, wodurch die Verbindungsabschnitte L21 und L22 ausgebildet werden.
Anschließend werden, wie in 9A (b) veranschaulicht, die ausgeschnittenen Schlitze 71 ausgebildet, indem die Seitenabschnitte der Elektrodenmaterialabschnitte, bei denen es sich um Bandmaterialien handelt, in Richtung zur Innenseite beginnend an den gegenüberliegenden Außenseiten um einen Betrag, der einer vorgegebenen Breite entspricht, teilweise herausgeschnitten. Die Enden der ausgeschnittenen Schlitze 71 erreichen das Widerstandsmaterial 11 nicht und belassen die Elektrodenmaterialien geringfügig. Dies geschieht, um beispielsweise die Verbindungskraft zu sichern. Ferner werden die Markierungen P₃, P₄, die zum Bonden zu verwenden sind, ausgebildet (Vertiefungen werden mit einer Stanzvorrichtung ausgebildet). Dementsprechend ist eine Form vorgesehen, bei der eine Vielzahl von Strukturen, aus denen später Widerstände werden sollen, an einem Verbindungsabschnitt 75 zwischen den ausgeschnittenen Schlitzen 71 miteinander verbunden sind. Anschließend werden die Elektrodenabschnitte gebogen, um nach Bedarf die vorgegebenen Formen zu erhalten.
Anschließend wird die Metallschicht (41) ausgebildet, wie in 9A (c) veranschaulicht. Zum Beispiel wird Ni-P durch stromlose Plattierung ausgebildet. Als verwendetes Beschichtungsverfahren kann auch elektrolytische Plattierung, Gasphasenabscheidung, Sputtern oder dergleichen eingesetzt werden. Da mit der stromlosen Plattierung eine gleichmäßige starke Schicht ausgebildet werden kann, ist diese vorzuziehen. Dementsprechend kann die gesamte Oberfläche, einschließlich Vorder- und Rückseite sowie Seitenflächen, der Bandmaterialien beschichtet werden. Die Markierungen P₃ und P₄ werden mit ungefähren Tiefen ausgebildet, so dass die Markierungen P₃ und P₄ selbst dann sichtbar sind, nachdem die Metallschicht 41 ausgebildet worden ist.
Wie in 9B (d) veranschaulicht, wird die Platte an dem Verbindungsabschnitt 75 im Teilungsschritt (Chipbildungsschritt) in einzelne Stücke geschnitten. In 9B (d) weist jedes Element, das durch Teilen an der Schneideposition, die durch die gestrichelte Linie gekennzeichnet ist, entsteht, den zweiten vorstehenden Abschnitt 61b auf der linken Seite in der Zeichnung und den ersten vorstehenden Abschnitt 61a auf der gegenüberliegenden Seite auf. Da die Platte geschnitten wird, nachdem die Metallschicht 41 auf der gesamten Oberfläche derselben ausgebildet worden ist, liegen das Widerstandselement und die Elektroden auf einer Seite der Seitenfläche des jeweiligen ersten vorstehenden Abschnitts 61a und zweiten vorstehenden Abschnitts 61b frei.
Wie in 9B (e) veranschaulicht, wird der erste vorstehende Abschnitt 61a zum Beispiel an der Position P₂₁ geschnitten, so dass der Widerstandswert angepasst wird.
Bei dem in 9B (e) veranschaulichten Beispiel wird vor dem Schritt des Erhaltens des Widerstandselements 1 durch Schneiden der Widerstandswert im Voraus gemessen, um den Betrag der Anpassung des Widerstandswerts zu bestimmen und somit den Betrag des Schnitts zu berechnen, der entsprechend dem bestimmten Betrag der Anpassung des Widerstandswerts durchzuführen ist, und anschließend wird der erste vorstehende Abschnitt 61a über die gesamte Breite ausgeschnitten. Alternativ ist es auch möglich, im Voraus die Breite des Widerstandselements gemäß einem zu produzierenden Zielprodukt zu bestimmen und einen Ausschnitt auszubilden, der eine Breite aufweist, die der des Widerstandselements entspricht. Beispiele für das Verfahren zum Ausbilden eines Ausschnitts umfassen das Prägen der Platte mit einer Stanzvorrichtung und das Schleifen der Platte mit einer Schleifvorrichtung.
Durch die vorstehend beschriebenen Schritte erhält man einen Aufbau, bei dem das Widerstandselement 1 auf den Seitenabschnitten des Widerstands freiliegen. Zudem liegen auch die Elektroden 5a und 5b zum Teil frei, da ein Bereich, der Teile der Elektrodenabschnitte umfasst, ausgeschnitten wird.
Wie in 9B (f) veranschaulicht, ist die Metallschicht 41 auf der gesamten Oberfläche ausgebildet. Ein derartiger Aufbau ist dann geeignet, wenn Bonddrähte verschweißt werden. Außerdem ist die Metallschicht 41 über den Enden der Elektroden, einschließlich der oberen, unteren und endseitigen Oberflächen derselben, ausgebildet. Somit erhält man einen günstigen Verbindungszustand beim Löten. Wie in den Schritten von 9A (b) bis 9A (c) veranschaulicht, sind die Elektrodenabschnitte dadurch gehalten, dass sie mit dem Widerstandselementabschnitt 1 verbunden sind. Daher kann die Metallschicht auch an den Enden der Elektroden ausgebildet werden.
10 zeigt einen Befestigungszustand der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Die Positionen der Markierungen P₃ und P₄ werden mit einer Bildgebungsvorrichtung erfasst, um die Bondpositionen zu bestimmen, so dass die Drähte 9c und 9d an Abschnitten neben den Markierungen P₃ beziehungsweise P₄ durch Bonden verbunden werden. Die Positionen, an denen die Markierungen ausgebildet werden, können soweit erforderlich entsprechend den Positionen für das durchzuführende Drahtbonden geändert werden.
11 zeigt eine erste Variante des vorstehenden Abschnitts der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Diese Ansicht veranschaulicht eine beispielhafte Anordnung, bei der die Metallschicht 41 weggelassen worden ist oder die Metallschicht 41 nicht ausgebildet ist. Ein erster vorstehender Abschnitt 71a wird auf eine solche Weise ausgebildet, dass nur das Widerstandselement 1 vorsteht. Ein derartiger Aufbau kann umgesetzt werden, indem ermöglicht wird, dass die Klemmenenden der ausgeschnittenen Schlitze 71 das in 9A (b) gezeigte Widerstandsmaterial 11 erreichen.
12 zeigt eine zweite Variante des vorstehenden Abschnitts der Stromerfassungsvorrichtung nach der siebten Ausgestaltung in einer veranschaulichenden perspektivischen Ansicht. Diese Ansicht veranschaulicht eine beispielhafte Anordnung, bei der die Metallschicht 41 weggelassen worden ist oder die Metallschicht 41 nicht ausgebildet ist. Vertiefungsabschnitte sind an gegenüberliegenden Enden des Widerstands auf einer Seite desselben ausgebildet, wodurch eine Variante des vorstehenden Abschnitts auf einer Seitenfläche des Widerstandselements 1 ausgebildet wird. Das bedeutet, dass ein wirksamer vorstehender Abschnitt ausgebildet wird, indem ein Ausschnitt 81 vorgesehen ist, der dadurch entsteht, dass nur das Widerstandselement 1 zum Anpassen des Widerstandswerts zum Teil ausgeschnitten wird, und die Vertiefungsabschnitte 83 und 83 werden auf den Elektroden 5a und 5b ausgebildet, die an gegenüberliegenden Seiten des Ausschnitts 81 ausgebildet sind.
Es ist anzumerken, dass für die an den Elektroden 5a und 5b ausgebildeten Vertiefungsabschnitte 83 und 83 Führungslöcher, die in den Bandmaterialien vorgesehen werden, bevor die Bandmaterialien in einzelne Stücke geschnitten werden, verwendet werden können.
Auch wenn oben eine ganze Reihe von Varianten veranschaulicht ist, sind weitere Varianten für den Fachmann frei denkbar, wobei derartige Varianten ebenfalls unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Wie oben beschrieben sind nach jeder Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bei einem Widerstand, der Klemmenabschnitte aufweist, die an gegenüberliegenden Enden des Körperabschnitts des Widerstands mit Drähten lötverbunden sind, Bonddrähte, die als Spannungserfassungsklemmen fungieren, direkt oder indirekt mit einem Widerstandselement an Spannungserfassungspositionen verbunden, die weiter innen liegen als die inneren Enden der gelöteten Bereiche.
Da Drahtbonden in einem Bereich auf der Innenseite bei gleichzeitigem Vermeiden der gelöteten Bereiche durchgeführt werden kann, bleibt, wie oben beschrieben, der Widerstand über die Spannungserfassungspositionen, bei denen es sich um Spannungserfassungsklemmen handelt, selbst dann unverändert, wenn sich der Verbindungszustand des Widerstandselements und der Drahtmuster in der Richtung verändert hat, in der der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Innenenden der Verbindungsbereiche, bei denen es sich um die gelöteten Bereiche handelt, lang wird, und zwar auf Grund eines Ablösens des Lötmittels, verursacht durch Elektromigration an den Verbindungsabschnitten des Widerstandselements und der Drahtmuster oder durch Risse, die durch Wärmeschwund, Erschütterungen oder dergleichen entstanden sind. Dadurch kann eine gute Stromerfassungsgenauigkeit über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden.
Als Variante ist es auch möglich, andere Strukturen vorzusehen, um ein Bonden in den gelöteten Bereichen zu vermeiden, zum Beispiel indem kreisförmige Löcher in einem bedingt begrenzten Bereich vorgesehen werden, wozu die Verbindungsstellen gehören, und zwar als Strukturen, mit denen die Stellen, an denen Bonddrähte verbunden werden sollen, geregelt werden können. Daneben ist es auch möglich, Markierungen an den Sollverbindungsstellen vorzusehen.
Bei den oben genannten Ausgestaltungen sind die Strukturen und dergleichen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind, nicht auf dieselben beschränkt und können je nach Bedarf innerhalb des Bereichs geändert werden, in dem die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung angewendet werden können. Außerdem können derartige Strukturen und dergleichen soweit erforderlich innerhalb des Geistes und des Umfangs der vorliegenden Erfindung geändert werden.
Jeder Bestandteil der vorliegenden Erfindung kann frei gewählt oder nicht gewählt werden, und eine Erfindung, die einen derartigen gewählten Bestandteil umfasst, ist auch in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung gilt für Stromerfassungsvorrichtungen.
Bezugszeichenliste

P1, P2: Spannungserfassungspositionen
1: Widerstandselement
3: Drahtmuster (Anschlussfläche)
5a, 5b: Elektroden
5a-1, 5b-1: Klemmenabschnitte, bei denen es sich um Bereiche auf der Endseite handelt (untere Abschnitte)
5a-2, 5b-2: Abschnitte auf der Seite des Widerstandselements (obere Abschnitte)
6a, 6b: Lötschichten (Verbindungsmaterial) (Verbindungsabschnitte)
9a, 9b: Bonddrähte (Drähte)
11a, 11b: Spannungserfassungsdrähte
21: Stromerfassungsvorrichtung
41: Metallschicht
51: Ausschnitt
61a: Erster vorstehender Abschnitt
61b: Zweiter vorstehender Abschnitt
71a: Erster vorstehender Abschnitt
81: Ausschnitt
83: Vertiefter Abschnitt

Alle Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen, die in dieser Patentschrift zitiert sind, sind durch Querverweis in diese Patentschrift aufgenommen.

Claims

Spannungserfassungsvorrichtung, umfassend: einen Stromerfassungswiderstand, umfassend ein Paar Elektroden und ein Widerstandselement, ein Paar Anschlussflächen, auf denen der Stromerfassungswiderstand geeignet ist, befestigt zu werden, Verbindungsabschnitte, die geeignet sind, mit den zwei Elektroden beziehungsweise den zwei Anschlussflächen verbunden zu werden, und ein Paar Drähte, die mit den beiden entsprechenden Elektroden verbunden sind und geeignet sind, eine Spannung zu erfassen, wobei: die Positionen, an denen die zwei Drähte mit den zwei entsprechenden Elektroden verbunden sind, sich in Bereichen auf einer Seite befinden, die weiter innen liegt als innere Enden der Verbindungsabschnitte.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Enden des Paars Elektroden und des Widerstandselements durch eine Stoßverbindung miteinander verbunden sind.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede der Elektroden einen Höhenunterschied zwischen einer mit dem Widerstandselement verbundenen Seite und einer mit einer der Anschlussflächen verbundenen Seite aufweist.
Stromerfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: wenigstens eine der zwei Elektroden eine vorstehende Stirnfläche aufweist, die dicker als das Widerstandselement ist und zu einer Oberfläche des Widerstandselements einen Höhenunterschied aufweist, und einer der Drähte mit der vorstehenden Stirnfläche verbunden ist.
Stromerfassungswiderstand, umfassend: ein Widerstandselement, ein Paar Elektroden, die auf dem Widerstandselement befestigt sind, und einen vorstehenden Abschnitt, der es ermöglicht, dass das Widerstandselement von einem Seitenabschnitt des Stromerfassungswiderstands vorsteht.
Stromerfassungswiderstand, umfassend: ein Widerstandselement, ein Paar Elektroden, die auf dem Widerstandselement befestigt sind, und eine Metallschicht, die über dem Widerstandselement und den Elektroden ausgebildet ist, wobei: das Widerstandselement zum Teil von der Metallschicht freiliegt.