ES2329425T3 - Resistor, particularmente un smd resistor, y metodo correspondiente de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Resistor (18), en particular resistor SMD, con a) un elemento de apoyo (19) metálico plano, eléctrica y térmicamente, conductor con una parte superior y una parte inferior, b) un elemento resistivo (21) plano fabricado con un material resistivo, estando dispuesto dicho elemento resistivo (21) en la parte inferior del elemento de apoyo (19), c) al menos dos piezas de conexión (22, 23) metálicas separadas, las cuales conectan eléctricamente con el elemento resistivo (21) y que están dispuestas parcialmente en la parte inferior del elemento de apoyo (19), en el que d) las piezas de conexión (22, 23) están expuestas lateralmente en el resistor (18) y se pueden impregnar por una soldadura de forma visible lateralmente, e) las piezas de conexión (22, 23) metálicas llegan, respectivamente, en el resistor (18) hacia arriba hasta el elemento de apoyo (19) metálico, y tocan el elemento de apoyo (19), y lo conectan eléctrica y térmicamente, y f) el elemento de apoyo (19) presenta una incisión (24) la cual divide el elemento de apoyo (19) en al menos dos partes (19.1, 19.2) aisladas eléctricamente entre sí y evita un flujo de corriente a través del elemento de apoyo (19) entre las dos piezas de conexión (22, 23).
Description
Resistor, particularmente un SMD resistor, y
método correspondiente de fabricación.
La invención está relacionada con un resistor,
particularmente un resistor SMD y con un método correspondiente de
fabricación según las reivindicaciones coordinadas.
La figura 4 muestra una modalidad ejemplificante
de un resistor SMD 1 convencional ("Surface Mounted
Device" o Dispositivo de Montaje Superficial), que es
comercializado por la solicitante y que por ejemplo, se describe en
forma similar en la patente DE 43 39 551 Cl. El resistor SMD 1
conocido comprende un sustrato metálico plano 2 que, por ejemplo,
puede estar constituido de cobre. Durante el proceso de producción,
una capa adhesiva 3 eléctricamente aislante es aplicada en el lado
superior del sustrato 2 y luego sirve para unir una película
resistiva al lado superior del sustrato 2. Luego, la película
resistiva es estructurada mediante un proceso de grabado de modo
que se forme un trayecto de resistencia sinuoso 4 en el lado
superior del sustrato 2. El resistor 1 está cubierto por una laca
protectora 5 que aísla eléctricamente el trayecto de resistencia 4.
Antes de la finalización, se efectúa una incisión transversal 6 en
el sustrato 2, que divide el sustrato 2 en dos elementos separados
de apoyo 2.1, 2.2, evitando así un flujo directo de la corriente
entre los dos elementos de apoyo 2.1, 2.2. Por lo tanto, los
elementos de apoyo 2.1, 2.2 forman las piezas de la conexión
eléctrica del resistor SMD 1, que pueden ser soldadas en placas de
soldadura 7, 8, tal como se indica esquemáticamente con las flechas
en la figura.
Una conocida desventaja con respecto al resistor
SMD 1 es la intrincada conexión eléctrica de los elementos de apoyo
2.1, 2.2 subyacentes en la película resistiva unida por la parte
superior y que forma el trayecto de resistencia 4. Para este fin,
debe lograrse primero una superficie propicia en la preparación para
un contacto galvanizado transportador de corriente, en el borde
externo de la capa adhesiva 3 (perforaciones metalizadas
químicamente), ante esto, en un proceso de electrodeposición
multietapa que aplica una capa de cobre que conducirá
confiablemente la totalidad de la corriente. Sin embargo, este
contacto está en la parte de la trayectoria de corriente a través
del resistor SMD y por lo tanto, también tiene una influencia en la
durabilidad del resistor SMD 1, que en caso de bajas impedancias
con una resistencia menor a 25 m\Omega, significa que la
resistencia tiene que ser ajustada en el resistor SMD 1 individual
separado, previéndose en este caso, un ajuste a la resistencia en
una preforma con múltiples resistencias.
Una conocida desventaja adicional del resistor
SMD 1 se origina por la incisión 6 en el sustrato 2, ya que la
incisión 6 para la estabilización mecánica del resistor SMD 1, está
rellenada con una laca o resina epoxídica que se expande durante el
proceso de soldadura y da como resultado la flexión del resistor SMD
1, manteniéndose la flexión prácticamente en su lugar una vez que
la soldadura se ha solidificado y por lo menos mantiene un defecto
visible en el componente terminado. Este problema ocurre
particularmente con el uso de soldaduras sin plomo, que precisan de
una temperatura de soldar más elevada. Además, es necesario cierto
volumen de laca en la incisión 6 a fin de estabilizar mecánicamente
el resistor SMD 1 a pesar de la presencia de la incisión 6, que por
su parte implica que el sustrato 2 es relativamente grueso. En la
práctica, el sustrato 2 debe tener un grosor de al menos 0.5 mm,
que marca límites en la miniaturización del resistor SMD 1. Sin
tener en cuenta el grosor del sustrato 2, la capacidad de soporte
de carga mecánica del resistor SMD 1 es limitada en virtud del
debilitamiento mecánico introducido por la incisión 6.
Una desventaja adicional del resistor SMD 1
resulta por los elevados gastos de electrodeposición, que se
responsabilizan de aproximadamente el 25% de los gastos totales de
producción. Estos elevados gastos de electrodeposición se originan
por el hecho de que el contacto lateral de los dos elementos de
apoyo 2.1, 2.2 al trayecto de resistencia 4 debe transportar todo
el flujo de corriente, de modo que las demandas colocadas en la
densidad y la sección transversal efectiva de la capa de cobre
galvanoplastiada son relativamente elevadas. Además, en valores de
resistencia a baja impedancia, la influencia del cobre en las
características eléctricas no es completamente insignificante.
Finalmente, los elementos de apoyo 2.1, 2.2 a
manera de piezas de conexión, no se conforman a las dimensiones
estándar habituales de placas de soldadura, pero tienen una longitud
sustancialmente mayor. Sin embargo, cualquier acortamiento de los
dos elementos de apoyo 2.1, 2.2 y por lo tanto, un ensanchamiento de
la incisión 6, daría como resultado un debilitamiento mecánico y
térmico adicional y por consiguiente esto no es posible.
La figura 5 muestra otro tipo conocido de
resistor SMD 9, que es comercializado por la solicitante,
describiéndose un tipo similar también en la patente EP 0 929 083
B1. El resistor SMD 9 comprende un sustrato 10 plano y delgado de
aluminio; el sustrato 10 en este tipo no tiene ninguna incisión y
por lo tanto, ningún debilitamiento mecánico. Unido a la parte
inferior del sustrato plano 10 por una capa adhesiva 11, se
encuentra una película resistiva 12, que está estructurada mediante
un proceso de grabado y forma un trayecto de resistencia sinuoso.
Los contactos 13 de cobre laminares son aplicados a la parte
inferior en los lados terminales estrechos del resistor SMD 9 y
forman contactos eléctricos con piezas de conexión laminares 14, 15.
Finalmente, el resistor SMD 9 de este tipo posee un recubrimiento
de laca protectora 16, 17 en el lado superior y en la parte
inferior.
Este tipo de resistor SMD 9 presenta la
ventaja, en primer lugar, del hecho de que el sustrato 10 no tiene
ningún debilitamiento mecánico, de modo que son evitados los
consiguientes problemas descritos anteriormente.
Sin embargo, una desventaja del resistor SMD 9
es el hecho de que las piezas de conexión 14, 15 y por lo tanto,
también los puntos de soldadura, están situadas en la parte inferior
del resistor SMD 9, donde los puntos de soldadura no están abiertos
para la inspección visual. Sin embargo, la unión lateral de puntos
de soldadura no es posible en caso del resistor SMD 9 ya que de
otra forma, los puntos de soldadura formarían una desviación
eléctrica no deseada mediante el sustrato 10 eléctricamente
conductor.
Una desventaja adicional del resistor SMD 9 es
que el sustrato 10 de aluminio anodizado es relativamente duro, lo
que significa que al separar el resistor SMD 9 mediante aserrado, se
reduce la vida útil de la hoja de sierra. Además, el acto de
aserrar los resistores SMD 9 individuales a partir de una preforma
de aluminio da como resultado una rebaba del aserrado no deseada en
el resistor SMD 9 aserrado, debido a la baja temperatura de fusión
del aluminio en comparación con la del cobre.
Finalmente, la aplicación de una laca protectora
6 en el lado superior del resistor SMD 9 y la inscripción del
resistor SMD 9 da como resultado problemas de producción basados en
el material.
Otro tipo convencional de resistor SMD comprende
finalmente un sustrato de cerámica plano, que en su lado superior
presenta una película resistiva estructurada; igualmente, la
película resistiva forma un trayecto de resistencia sinuoso. El
contacto eléctrico del resistor SMD es logrado por casquillos de
soldadura de una capa metálica soldable y altamente conductora,
generalmente reforzada con galvanoplastia, (por ejemplo aleación de
níquel-cromo), presentando los casquillos de
soldadura una sección transversal en forma de U e inclusión de los
bordes estrechos contrarios del resistor SMD con una forma de
casquillo. Aquí, los casquillos de soldadura son lateralmente
accesibles de modo que al soldar lateralmente, sean creados puntos
de soldadura visibles, que faciliten la inspección visual de las
conexiones soldadas.
Sin embargo, una desventaja con este tipo de
resistor es el hecho de que el sustrato está constituido de cerámica
y, por lo tanto, posee una conductividad térmica relativamente baja
en comparación con la del cobre (comparar Figura 4) o aluminio
(comparar Figura 5) y un bajo coeficiente de expansión térmica poco
adecuada para una tarjeta de circuitos normal. Además, la película
resistiva está ubicada en el lado superior del sustrato, lo cual
tiene influencias perjudiciales para la resistencia general
previamente descrita.
Por ejemplo, en las patentes US 2004/0252009 A1
y DE 30 27 122 A1, se describen resistores similares que poseen un
elemento de apoyo no metálico.
Finalmente, la patente DE 196 46 441 A1 describe
un resistor en el cual las piezas de conexión son fijadas
únicamente a la parte inferior, de modo que no sea posible ninguna
inspección visual de la conexión soldada.
Procediendo del resistor SMD 9 conocido según la
Figura 5, el objetivo de la invención es eliminar las desventajas
del resistor SMD 9 al facilitar la inspección visual de los puntos
de soldadura.
Este objetivo se logra con una resistencia según
la invención y con un procedimiento de fabricación según la
invención, tal como está especificado en las reivindicaciones
coordinadas.
La invención abarca la enseñanza técnica general
de configurar las piezas de conexión en la resistencia expuesta
lateralmente, de modo que las piezas de conexión puedan ser
impregnadas por una soldadura en forma visible con el fin de
permitir una inspección visual de la respectiva conexión
soldada.
Preferentemente, el resistor según la invención
es representado como un resistor SMD y permite un montaje
superficial convencional. Sin embargo, la invención no está limitada
a los resistores SMD, pero en principio también abarca otro tipo de
resistores que, por ejemplo, proporcionan un contacto convencional
mediante casquillos de soldadura.
Además, el resistor según la invención comprende
un elemento metálico de apoyo plano que debido a la composición de
su material metálico, presenta una buena conductividad térmica y un
adecuado coeficiente de expansión térmica, lo que es ventajoso en
el funcionamiento del resistor según la invención.
Además, el resistor según la invención presenta
un elemento de resistencia plano compuesto de un material
resistivo; el elemento de resistencia está ubicado en la parte
inferior del elemento de apoyo plano.
El término "elemento de apoyo o elemento de
resistencia plano" utilizado en el contexto de la invención debe
ser interpretado en términos generales y no limitarse a la
definición matemática o geométrica de una superficie plana. Sin
embargo, este dispositivo es preferentemente conceptualizado para
implicar que la extensión lateral del elemento de apoyo o del
elemento de resistencia es sustancialmente mayor al grosor del
elemento de apoyo o elemento de resistencia. Además,
preferentemente este dispositivo también abarca la idea de que el
lado superior y la parte inferior del elemento de apoyo o elemento
de resistencia pasa en cada caso en forma paralela entre sí.
Además, el elemento de apoyo y el elemento de resistencia son
preferentemente planos, aunque también sean posibles las formas
curvas o arqueadas del elemento de apoyo y del elemento de
resistencia.
Además, el resistor según la invención comprende
al menos dos piezas de conexión metálicas separadas, que
constituyen los contactos eléctricos del elemento de resistencia y
están parcialmente ubicadas en la parte inferior del elemento de
apoyo. Sin embargo, a diferencia del resistor SMD conocido según la
Figura 5 descrito en la parte introductoria, las piezas de conexión
no están ubicadas completamente en la parte inferior, pero están al
menos parcialmente expuestas al lado de la resistencia, de modo que
al soldar lateralmente, sean formados puntos de soldadura visibles
que facilitan la inspección visual.
Preferentemente, cada una de las piezas
metálicas de conexión se extienden en el resistor lateralmente hacia
arriba del elemento metálico de apoyo, donde las piezas de conexión
se tocan y entran en contacto eléctrico y térmico con el elemento
de apoyo. Por ejemplo, cada pieza de conexión puede tener una
sección transversal en forma de U y cada una encierra el resistor
en bordes opuestos en forma galeriforme o de casquillo, siendo
posible también un recubrimiento metálico lateral en el área de
contacto.
Sin embargo, en el resistor según la invención,
el elemento metálico de apoyo sólo sirve como sustrato y como un
conductor térmico; el elemento de apoyo en el resistor según la
invención no pretende servir como conductor eléctrico, a fin de
evitar derivaciones no deseadas mediante el elemento metálico de
apoyo. Por lo tanto, el elemento metálico de apoyo en el resistor
según la invención tiene preferentemente una incisión, que divide
el elemento de apoyo en al menos dos partes eléctricamente aisladas
entre sí y evita un flujo de corriente entre las dos piezas de
conexión mediante el elemento de apoyo. En su forma más simple, la
incisión puede ser representada del mismo modo como en el resistor
SMD conocido según la Figura 4, donde la película resistiva está
ubicada en el lado superior del sustrato. Sin embargo, la incisión
en el elemento de apoyo preferentemente se encuentra al menos
parcialmente inclinada, por ejemplo en forma de V, en forma de W o
en forma sinuosa. Esta forma de diseño de la incisión en el
elemento de apoyo da ventajosamente como resultado una mayor
estabilidad mecánica del resistor que en el caso con una incisión
transversal.
Más aún, las piezas de conexión en el resistor
según la invención son preferentemente de tamaño adecuado para
adaptar las placas de soldadura convencionales, de modo que el
resistor según la invención se diferencie del resistor SMD conocido
según la Figura 4, en que las piezas de conexión tienen una
extensión lateral sustancialmente mayor. En el resistor según la
invención, las piezas de conexión presentan preferentemente una
extensión lateral, que es menor que el 30%, el 20% ó el 15% de la
distancia entre las dos piezas de conexión. Por otra parte, en caso
de una miniaturización extrema del resistor según la invención, un
dimensionamiento de las piezas de conexión en relación con la
distancia entre las piezas de conexión, da como resultado piezas de
conexión excesivamente pequeñas. Los límites de 1 mm, 0.5 mm ó 0.1
mm pueden ser definidos luego como valores máximos para la
extensión lateral de las piezas de conexión. Por ejemplo, las piezas
de conexión laminares pueden tener una anchura en los límites de
0.1-0.3 mm (tipo 0402), 0.15-0.40 mm
(tipo 0603), 0.25-0.75 mm (tipo 1206) ó
0.35-0.85 mm (tipo 2512).
Preferentemente, el material resistivo del
resistor según la invención está constituido por una aleación
cobre-manganeso, por ejemplo, una aleación
cobre-manganeso-níquel. Por ejemplo,
las aleaciones CuMn12Ni, CuMn7Sn ó CuMn3 pueden usarse como el
material resistivo. Alternativamente, también es posible, dentro del
alcance de la invención, utilizar una aleación
níquel-cromo, particularmente una aleación
níquel-cromo-aluminio como material
resistivo. Los ejemplos de las posibles aleaciones son
NiCr20AlSi1MnFe, NiCr6015, NiCr8020 y NiCr3020. Además, el elemento
de resistencia también puede estar compuesto de una aleación
cobre-níquel, por ejemplo, CuNi15 ó CuNi10. Sin
embargo, en el material resistivo que puede usarse, la invención no
está limitada a los ejemplos citados con anterioridad; otros
materiales resistivos también son en principio factibles.
Hay que mencionar adicionalmente que el resistor
según la invención posee preferentemente un elevado grado de
miniaturización. Por ejemplo, el grosor del resistor según la
invención puede ser menor a 2 mm, 1 mm, 0.5 mm o incluso 0.3 mm. La
longitud del resistor según la invención puede ser menor a 10 mm, 5
mm, 2 mm o incluso menor que 1 mm. Por otra parte, la anchura del
resistor según la invención es preferentemente menor a 5 mm, 2 mm o
incluso menor que 1 mm.
En consecuencia, el elemento de apoyo en el
resistor según la invención preferentemente tiene un grosor en los
límites de 0.05-0.3 mm.
Hay que mencionar adicionalmente que la
resistencia en su exterior está preferentemente recubierta con una
capa aislante termorresistente (en lo sucesivo, llamada "material
antisoldadura"), que está familiarizado a partir de resistores
SMD convencionales. Por lo tanto, el material antisoldadura en el
resistor según la invención es preferentemente aplicado al lado
superior del elemento de apoyo y a la parte inferior del elemento de
resistencia.
Además, hay que mencionar que las piezas de
conexión están preferentemente compuestas de un material altamente
conductivo, a fin de lograr la menor resistencia de conexión
posible. Además, el elemento de apoyo y/o las piezas de conexión en
el resistor según la invención están preferentemente compuestos de
un material térmicamente muy conductor, a fin de lograr una
disipación térmica eficiente del elemento de resistencia. Para este
fin, las piezas de conexión y/o el elemento de apoyo pueden estar
compuestos de cobre o una aleación de cobre.
Las piezas de conexión individuales son
preferentemente galeriformes y pueden presentar una sección
transversal en forma de U. En una pieza de conexión galeriforme que
tiene una sección transversal en forma de U, la pata superior de la
pieza de conexión encierra el elemento de apoyo por la parte
superior, mientras que la pata inferior de la pieza de conexión en
forma de U encierra el elemento de resistencia por debajo.
Preferentemente, se pretende que en una pieza de conexión
galeriforme, la pieza de conexión galeriforme encierre al elemento
de apoyo y/o al elemento de resistencia no sólo en la parte superior
e inferior pero también lateralmente. Esto es posible si las piezas
de conexión galeriformes sólo son aplicadas cuando las resistencias
son separadas del panel durante el transcurso del proceso de
producción según la invención, ya que sólo entonces están expuestas
las superficies de corte lateral de los resistores separados.
Adicionalmente, se debe mencionar que incluso en
el resistor según la invención, una capa adhesiva está
preferentemente ubicada entre el elemento de resistencia plano y el
elemento de apoyo plano. En primer lugar, la capa adhesiva fija el
elemento de resistencia plano a la parte inferior del elemento de
apoyo. En segundo lugar, la capa adhesiva es electroaislante y por
lo tanto, evita desviaciones eléctricas no deseadas mediante el
elemento metálico de apoyo.
Más aún, el elemento de resistencia plano en el
resistor según la invención está preferentemente estructurado por
un proceso de grabado o de alguna otra forma (por ejemplo, mediante
mecanizado láser), de tal modo que el elemento de resistencia tenga
un trayecto de resistencia rectangular o sinuoso simple, como
también es el caso con los resistores SMD conocidos y descritos en
la parte introductoria.
El resistor según la invención permite
ventajosamente bajas resistencias en el intervalo de miliohmios, en
el cual la resistencia puede ser menor que 500 m\Omega, 200
m\Omega, 50 m\Omega, 30 m\Omega, 20 m\Omega, 10 m\Omega, 5
m\Omega o incluso menor que
1 m\Omega.
1 m\Omega.
Hay que mencionar adicionalmente que el elemento
de resistencia en el resistor según la invención preferentemente
proporciona un aislamiento eléctrico externo completo, aparte de las
piezas de conexión.
Sin embargo, la invención abarca no sólo el
resistor según la invención descrito anteriormente sino también un
procedimiento de fabricación correspondiente, en el cual las piezas
de conexión son fijadas a la resistencia de modo que las piezas de
conexión sean expuestas lateralmente y puedan ser impregnadas por
una soldadura en una manera visible, con el fin de permitir una
inspección visual del respectivo punto de soldadura.
Por ejemplo, en el procedimiento de fabricación
según la invención, la incisión en el elemento metálico de apoyo
descrito anteriormente puede elaborarse por un procedimiento de
grabado o maquinado láser.
Lo mismo aplica para la estructuración del
elemento de resistencia para formar el trayecto de resistencia
sinuoso, que puede igualmente elaborarse por un proceso de grabado o
mecanizado láser.
Adicionalmente, hay que mencionar en cuanto al
procedimiento de fabricación según la invención, que las
resistencias pueden ser separadas de una preforma mediante aserrado,
perforación (puncionado) o corte láser. En la producción de los
elementos de apoyo de cobre, la invención permite ventajosamente una
vida útil más larga de la hoja de sierra utilizada, ya que el cobre
es sustancialmente más blando que el aluminio anodizado utilizado
en el resistor SMD conocido según la Figura 5 y descrito en la parte
introductoria.
Además, la invención ventajosamente permite que
se lleve a cabo un ajuste de la resistencia en un panel con
múltiples resistencias aún no separadas, de tal modo que después de
la separación de las resistencias, no sea necesario ningún ajuste
adicional de la resistencia.
Otro desarrollo ventajoso de la invención es
caracterizado en las reivindicaciones dependientes o está explicado
más detalladamente a continuación conjuntamente con la descripción
de las modalidades ejemplificantes preferidas de la invención, en
cuanto a las figuras, donde:
La Figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un resistor SMD según la invención,
las Figuras 2A-2G muestran
diversas etapas de la fabricación de un resistor SMD según la
invención,
la Figura 3 muestra el procedimiento de
fabricación según la invención en forma de un diagrama de flujo,
la Figura 4 muestra una perspectiva del resistor
SMD conocido y descrito en la parte introductoria, y
la Figura 5 muestra una vista en perspectiva del
resistor SMD igualmente descrito en la parte introductoria.
La vista transversal en la Figura 1 muestra un
resistor SMD 18 según la invención, que puede ser del tipo 0604,
por ejemplo. Esto significa que el resistor SMD 18 posee una
longitud en la dirección X de 1.524 mm (0.06 pulgadas) y una
anchura en la dirección Z de 1.016 mm (0.04 pulgadas). Más aún, el
resistor SMD 18 puede tener un grosor en la dirección Y de 0.4 mm,
por ejemplo.
El resistor SMD 18 presenta un elemento de apoyo
plano 19 elaborado de cobre, y una película resistiva 21 de una
aleación cobre-manganeso-níquel
(CuMn12Ni) unida de manera adhesiva a la parte inferior del
elemento de apoyo 19 por medio de una capa adhesiva 20. En primer
lugar, la capa adhesiva 20 produce una fijación de la película
resistiva 21 en la parte inferior del elemento de apoyo plano 19. En
segundo lugar, la capa adhesiva 20 es electroaislante y por lo
tanto, aísla el elemento de apoyo conductor 19 de la película
resistiva 21.
El resistor SMD 18 además presenta piezas de
conexión galeriformes 22, 23 a ambos lados, encerrando las dos
piezas de conexión 22, 23 al elemento de apoyo 19 y a la película
resistiva 21 por la parte superior, por los lados y por el fondo.
Por lo tanto, las dos piezas de conexión 22, 23 unen eléctricamente
la película resistiva 21, de tal modo que en estado ensamblado,
pueda fluir una corriente mediante las dos piezas de conexión 22, 23
y la película resistiva 21.
En el elemento de apoyo 19 plano figura una
incisión 24 sustancialmente en forma de V, que divide el elemento
de apoyo 19 en dos partes 19.1, 19.2. Las dos partes 19.1, 19.2
están eléctricamente aisladas entre sí por dicha incisión 24. Junto
con la incisión 24, la capa adhesiva 20 entre la película resistiva
21 y el elemento de apoyo plano 19 evita desviaciones eléctricas no
deseadas mediante el elemento de apoyo 19. Por lo tanto, aquí el
elemento de apoyo 19 sirve únicamente como un sustrato mecánico y
para disipar calor, pero no para conducir la corriente.
Finalmente, también hay que mencionar que un
material antisoldadura 25 es aplicado sobre el lado superior del
elemento de apoyo 19 y se extiende entre las dos piezas de conexión
22, 23. Además, un material antisoldadura 26 también es aplicado a
la parte inferior de la película resistiva 21 y se extiende entre
las dos piezas de conexión 22, 23. Por lo tanto, en el resistor SMD
18, la película resistiva 21 está completamente aislada por fuera
excepto por las piezas de conexión 22, 23.
A continuación, será descrito el procedimiento
de fabricación según la invención en cuanto a las Figuras
2A-2G y al diagrama de flujo en la Figura 3. Las
Figuras 2A-2G muestran diversas etapas intermedias
del resistor SMD 18 según la invención.
En una primera etapa S1 del procedimiento de
fabricación según la invención, primero es preparado el elemento de
apoyo 19 en forma de una hoja de metal de cobre, tal como se muestra
en la Figura 2A.
En una etapa S2 adicional, una película
resistiva 21 es unida de manera adhesiva en la parte inferior del
elemento de apoyo 19, lográndose la unión por medio de la capa
adhesiva 20, tal como puede observarse a partir de la Figura 2B.
En la siguiente etapa S3, la incisión 24 es
practicada en el elemento de apoyo 19, con el fin de evitar
cualquier desviación eléctrica subsecuente mediante el elemento de
apoyo 19 eléctricamente conductor. Por ejemplo, la incisión 24
puede ser producida por un proceso de grabado o mecanizado láser. La
etapa S3 conlleva a la etapa intermedia según la Figura 2C.
En la etapa S4, un material antisoldadura es
aplicado al lado superior del elemento de apoyo 19, en forma
conocida en la técnica.
En una etapa S5 adicional, una estructura
grabada es introducida en la película resistiva 21, que
posteriormente forma un trayecto de resistencia sinuoso.
En la etapa S6, el material antisoldadura 26 es
aplicado luego a la parte inferior de la película resistiva 21, como
puede ser observado en la Figura 2D.
En las siguientes etapas S7 y S8 sigue una
exposición laminar del elemento de apoyo 19 en los bordes opuestos
del resistor SMD 18 en dirección X, con el fin de que las piezas de
conexión 22, 23 puedan entrar en contacto térmico con el elemento
de apoyo 19. La vista transversal en la Figura 2E muestra este
estado después de la exposición laminar del elemento de apoyo.
Por ejemplo, en la etapa S9 se aplica una capa
de cobre con un grosor de 10 \mum a los bordes expuestos de la
película resistiva 21 en la parte inferior de la misma.
En la siguiente etapa S10 se realiza un ajuste a
la resistencia en una preforma con numerosos resistores SMD aún no
separados.
Después del ajuste a la resistencia individual,
los resistores SMD son separados de la preforma en la etapa S11, lo
cual puede llevarse a cabo mediante aserradura, perforación o
mecanizado láser.
En una etapa final S12, las piezas de conexión
22, 23 son aplicadas como casquillos de soldadura a los bordes
expuestos. La aplicación de las piezas de conexión 22, 23 después de
separar el resistor SMD 18 permite que las piezas de conexión 22,
23 también encierren lateralmente al elemento de apoyo 19 en las
superficies de corte, tal como puede observarse a partir de la
vista en perspectiva en la Figura 1.
La Figura 2G finalmente muestra el resistor SMD
18 según la invención sobre una tarjeta de circuitos 27 con dos
placas de soldadura 28, 29 convencionales y dos puntos de soldadura
30, 31. Puede observarse mediante la vista transversal, que los
puntos de soldadura 30, 31 están expuestos a los lados del resistor
SMD 18 y por lo tanto, están abiertos para su inspección visual.
La invención no está limitada a las modalidades
ejemplificantes preferidas y descritas anteriormente, pero en
cambio, son posibles diversas variantes y modificaciones que también
utilizan la idea de la invención y que por lo tanto, se incluyen
dentro del alcance de la patente.
- 1
- Resistor SMD
- 2
- sustrato
- 2.1, 2.2
- elementos de apoyo
- 3
- capa adhesiva
- 4
- trayecto de resistencia
- 5
- laca protectora
- 6
- incisión
- 7
- placa de soldadura
- 8
- placa de soldadura
- 9
- resistor SMD
- 10
- sustrato
- 11
- capa adhesiva
- 12
- película resistiva
- 13
- contactos de cobre
- 14, 15
- piezas de conexión
- 16, 17
- recubrimiento de laca protectora
- 18
- resistor SMD
- 19
- elemento de apoyo
- 19.1, 19.2
- partes
- 20
- capa adhesiva
- 21
- película resistiva
- 22, 23
- piezas de conexión
- 24
- incisión
- 25, 26
- material antisoldadura
- 27
- tarjeta de circuitos
- 28, 29
- placas de soldadura convencionales
- 30, 31
- puntos de soldadura
\vskip1.000000\baselineskip
En la lista de documentos indicados por el
solicitante se ha recogido exclusivamente para información del
lector, y no es parte constituyente del documento de patente
europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la
EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
- \bullet DE 4339551 C1 [0002]
- \bullet DE 3705279 A1 [0016]
- \bullet EP 0929083 B1 [0007]
- \bullet EP 0841668 A [0016]
- \bullet US 20040252009 A1 [0014]
- \bullet EP 0509582 A [0016]
- \bullet DE 3027122 A1 [0014]
- \bullet US 5379016 A [0016]
\bullet DE 19646441 A1 [0015]
Claims (26)
1. Resistor (18), en particular resistor SMD,
con
- a)
- un elemento de apoyo (19) metálico plano, eléctrica y térmicamente, conductor con una parte superior y una parte inferior,
- b)
- un elemento resistivo (21) plano fabricado con un material resistivo, estando dispuesto dicho elemento resistivo (21) en la parte inferior del elemento de apoyo (19),
- c)
- al menos dos piezas de conexión (22, 23) metálicas separadas, las cuales conectan eléctricamente con el elemento resistivo (21) y que están dispuestas parcialmente en la parte inferior del elemento de apoyo (19), en el que
- d)
- las piezas de conexión (22, 23) están expuestas lateralmente en el resistor (18) y se pueden impregnar por una soldadura de forma visible lateralmente,
- e)
- las piezas de conexión (22, 23) metálicas llegan, respectivamente, en el resistor (18) hacia arriba hasta el elemento de apoyo (19) metálico, y tocan el elemento de apoyo (19), y lo conectan eléctrica y térmicamente, y
- f)
- el elemento de apoyo (19) presenta una incisión (24) la cual divide el elemento de apoyo (19) en al menos dos partes (19.1, 19.2) aisladas eléctricamente entre sí y evita un flujo de corriente a través del elemento de apoyo (19) entre las dos piezas de conexión (22, 23).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Resistor (18) según la reivindicación 1,
caracterizado porque la incisión (24) en el elemento de apoyo
(19) discurre de forma oblicua, al menos parcialmente.
3. Resistor (18) según la reivindicación 2,
caracterizado porque la incisión (24) discurre en el elemento
de apoyo (19) en forma de "V", en forma de "W" o en forma
de meandro.
4. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
- a)
- las piezas de conexión (22, 23) presentan una extensión lateral la cual es menor que el 30%, 20% o 15% de la extensión lateral del resistor (18) para facilitar la conexión de placas de soldadura convencionales (28, 29), y/o
- b)
- las piezas de conexión (22, 23) presentan una extensión lateral la cual es menor que 1 mm, 0,5 mm o 0,1 mm, para facilitar la conexión de placas de soldadura convencionales (28, 29).
\vskip1.000000\baselineskip
5. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material
de alta resistividad del resistor es uno de los siguientes
materiales:
- a)
- aleación cobre-manganeso, en particular aleación cobre-manganeso-níquel, en particular CuMn12Ni, CuMn7Sn o CuMn3,
- b)
- aleación níquel-cromo, en particular aleación níquel-cromo-aluminio, en particular NiCr20AlSi1MnFe, NiCr6015, NiCr8020, NiCr3020
- c)
- aleación cobre-níquel, en particular CuNi15 ó Cu-Ni10.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por
- a)
- un grosor de menos de 2 mm, 1 mm, 0,5 mm ó 0,3 mm, y/o
- b)
- una longitud de menos de 10 mm, 5 mm, 2 mm ó 1 mm, y/o
- c)
- una anchura de menos de 5 mm, 2 mm ó 1 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento
de apoyo (19) presenta un grosor que es menor que 0,3 mm y/o mayor
que 0,05 mm.
\newpage
8. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
- a)
- la película resistiva (19) está recubierta en su parte superior de modo plano con un material antisoldadura (25), y/o
- b)
- película resistiva (21) está recubierto en su parte inferior de modo plano con un material antisoldadura (26).
\vskip1.000000\baselineskip
9. Elemento resistivo (21) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
- a)
- las piezas de conexión (22, 23) están hechas de cobre o de una aleación de cobre, y/o
- b)
- el elemento de apoyo (19) está hecho de cobre o de una aleación de cobre.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
- a)
- las piezas de conexión (22, 23) individuales envuelven el elemento de apoyo (19) por arriba y la película resistiva (21) por abajo en forma de cubeta, y/o
- b)
- las piezas de conexión (22, 23) individuales envuelven el elemento de apoyo (19) y/o la película resistiva (21) lateralmente en forma de cubeta.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender por
una capa adhesiva (20) entre la película resistiva (21) y el
elemento de apoyo (19).
12. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película
resistiva (21) presenta un trayecto de resistencia simplemente
rectangular o un trazado en forma sinuosa.
13. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por poseer un
valor de resistencia en el intervalo de miliohmios, en particular un
valor de resistencia menor que 500 m\Omega, 200 m\Omega, 50
m\Omega, 30 m\Omega, 20 m\Omega, 10 m\Omega, 5 m\Omega o
incluso menor que 1 m\Omega.
14. Resistor (18) según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la película
resistiva (21), con la excepción de las piezas de conexión (22,
23), está aislada eléctricamente por completo hacia el exterior.
15. Procedimiento para la fabricación de
resistores, en particular para resistores según una de las
reivindicaciones anteriores, con las siguientes etapas:
- a)
- preparación de un elemento de apoyo (19) metálico plano, conductor eléctrica y térmicamente con una parte superior y una parte inferior,
- b)
- aplicación de una película resistiva (21) plana hecha de material resistivo con la parte inferior del elemento de apoyo (19),
- c)
- conexión eléctrica de la película resistiva (21) por medio de al menos dos piezas de conexión (22, 23) metálicas separadas, las cuales se disponen parcialmente en la parte inferior del elemento de apoyo (19),
en el que
- d)
- las piezas de conexión (22, 23) se disponen en el resistor (18) de tal manera que las piezas de conexión (22, 23) están expuestas lateralmente y se pueden impregnar por una soldadura de forma visible lateralmente,
- e)
- las piezas de conexión (22, 23) se colocan en el resistor (18) de tal manera que las piezas de conexión (22, 23) metálicas llegan lateralmente, respectivamente, en el resistor (18) hacia arriba hasta el elemento de apoyo (19) metálico, y tocan el elemento de apoyo (19) y lo conectan eléctrica y térmicamente, y
- f)
- se genera una incisión (24) en el elemento de apoyo (19), cuya incisión (24) divide el elemento de apoyo (19) en dos partes (19.2, 19.2) y evita un flujo de corriente a través del elemento de apoyo (19) entre las dos piezas de conexión (22, 23).
16. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 15, caracterizado porque la incisión (24) se
realiza en el elemento de apoyo (19) mediante un proceso de grabado
o por medio de maquinado láser.
17. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque la incisión (24)
está conformada en el elemento de apoyo (19) de modo oblicuo, al
menos parcialmente, en particular en forma de "V", en forma de
"W" o de forma sinuosa.
18. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque el
elemento resistivo (21) se adhiere por medio de una capa adhesiva
(20) en la parte inferior del elemento de apoyo (19).
19. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque el
elemento resistivo (21) se estructura mediante un proceso de
grabado o por medio de maquinado láser.
20. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 19, caracterizado porque por medio de la
estructuración del elemento resistivo (21) se genera un trayecto de
resistencia sinuoso en el elemento resistivo (21).
21. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado por las
siguientes etapas:
- a)
- aplicación plana de un material antisoldadura (25) sobre la parte superior del elemento de apoyo (19), y/o
- b)
- aplicación plana de un material antisoldadura (26) sobre la parte inferior del elemento resistivo (21).
\vskip1.000000\baselineskip
22. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 21, caracterizado por las siguientes
etapas:
- a)
- retirada en forma de tira del material antisoldadura (25) en la parte superior del elemento de apoyo (19) en dos bordes opuestos entre sí, y/o
- b)
- retirada en forma de tira del material antisoldadura (26) en la parte inferior del elemento resistivo (21) en dos bordes opuestos entre sí, y/o
- c)
- retirada en forma de tira de la capa adhesiva (20) entre el elemento de apoyo (19) y el elemento resistivo (21) en los bordes opuestos entre sí, y/o
- d)
- retirada en forma de tira del elemento resistivo (21) en la parte inferior del elemento de apoyo (19) en los dos bordes opuestos entre sí para la liberación en forma de tira del elemento resistivo (21) para la conexión eléctrica.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 15 a 22, caracterizado por la siguiente
etapa:
- separación de los resistores (18) por medio de la separación de un panel que comprende múltiples resistores (18).
\vskip1.000000\baselineskip
24. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 23, caracterizado porque la separación de los
resistores (18) se realiza por medio de aserradura, perforación o
por medio de corte láser del panel.
25. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 23 ó 24, caracterizado por la siguiente
etapa:
- realización de un ajuste de la resistencia antes de la separación de los resistores (18).
\vskip1.000000\baselineskip
26. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 23 a 25, caracterizado porque las piezas
de conexión (22, 23) se colocan después del ajuste de la
resistencia y/o después de la separación.
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