KR20070106792A

KR20070106792A - 열 전도성이며 전기 비전도성인 필러를 갖는 표면 실장전기 저항 및 이를 사용하는 방법

Info

Publication number: KR20070106792A
Application number: KR1020077021895A
Authority: KR
Inventors: 클락 엘. 스미쓰; 토마스 엘. 베이크; 토드 엘. 와트; 토마스 엘. 베르트쉬; 로드니 브룬; 윌리엄 맥 아더
Original assignee: 비쉐이 데일 일렉트로닉스, 인코포레이티드
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2007-11-05
Also published as: CN101128890B; US7190252B2; EP1851776B1; US20060197648A1; EP3640957A2; WO2006093506A1; CN101128890A; JP2008532280A; JP4806421B2; EP1851776A1; KR100923808B1; EP3640957A3

Abstract

전기 저항(10)은 저항성 소자(14) 및 저항성 소자의 대향 단부들로부터 연장하는 종단들(24, 25)을 제공한다. 종단들은 저항성 소자 아래에서 접히고, 열적으로 전도성이며 전기적으로 절연성인 필러(28)가 저항성 소자와 종단들 사이에서 샌드위칭되고 결합된다. 종단들은 저항의 실장을 위하여 전자 회로 어셈블리(13)를 제공한다. 저항성 소자, 필러 및 종단들 사이의 밀접한 결합은 낮은 온도에서 동작하고 부품 신뢰도를 개선하는 저항을 제작하도록 저항성 소자의 사용에서 생성되는 열의 방사를 향상시키도록 허용한다.

Description

열 전도성이며 전기 비전도성인 필러를 갖는 표면 실장 전기 저항 및 이를 사용하는 방법{SURFACE MOUNT ELECTRICAL RESISTOR WITH THERMALLY CONDUCTIVE, ELECTRICALLY NON-CONDUCTIVE FILLER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 열적으로 전도성이며, 전기적으로 비전도성인 필러를 갖는 표면 실장 전기 저항 및 이를 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.

휴대 전화, 컴퓨터, 가전 제품 등의 전자 시스템들은 더욱 소형화되고 있는 추세이다. 시스템들이 사이즈가 축소됨에 따라, 더욱 작은 전자 부품들이 요구된다. 그러나, 전자 시스템 및 그들의 부품들이 물리적으로 더욱 작아짐에 따라 시스템의 요구 전력이 반드시 감소되는 것은 아니다. 따라서, 부품에 의해 발생되는 열은 시스템에 대한 안전하고 신뢰성 있는 동작 온도(operating temperature)를 유지하도록 관리되어야만 한다.

저항들은 이러한 다양한 시스템들의 전자 회로 어셈블리들에서의 주요한 부품이다. 종래 기술의 저항들은 많은 상이한 디자인을 갖는다. 몇몇 종래 기술의 저항들은 저항성 소자의 길이와 비교하여 매우 짧은 종단(termination)을 가지며, 저항성 소자들의 단부들로부터 외부로 연장한다. 다른 종래 기술 저항들은 길고 저항성 소자 아래에 감싸지나, 저항성 소자로부터의 열적 전도성을 위해 최적화되 지 않는 종단들을 가지며, 따라서, 열 소실(heat dissipation)에서의 현저한 개선을 불가능하게 한다. 열 소실을 위한 또 다른 종래 기술 종단들은 회로 어셈블리에 대한 전기 접속에 사용되지 않는다. 또 다른 종래 기술 종단들은 주로 인쇄 회로 기판에 대한 전기 접속으로서 작동하나, 또한 저항성 소자로부터의 열을 제거하기 위한 주요한 수단을 제공한다. 그러나, 이러한 종래 기술의 종단들 모두는 제한된 크기 또는 열적 효율을 가지며, 따라서 열 방사를 위한 제한된 용량을 갖는다.

도 1 및 2에 종래 기술 저항들의 예가 도시된다. 도 1에서, 저항 소자(미도시)를 둘러싸는 보호 코팅(30A)을 갖는 저항(11)은 종단들(24A 및 25A)을 더 포함한다. 종단들은 패드들(12)에 납땜된다. 공기만이 보호 코팅(30A) 바로 밑에 존재하여, 보호 코팅(30A)내에 저항 소자로부터의 열 방사는 원하는 것보다 적다.

다른 형태의 종래 기술 저항(110)이 도 2에 도시된다. 이러한 저항(110)은 저항 소자(114) 바로 밑에 굽혀진 종단들(124, 125)을 갖는 저항 소자(114)를 포함한다. 코팅 재료(128)는 저항 소자(114)를 둘러싸고, 저항 소자(114)와 도선들(124, 125) 사이에 위치된다. 도 2에서 보여지는 바와 같이, 재료(128)의 두께는 숫자를 나타내는 T1으로 나타나고, 이는 대략 .381mm(대략적으로 15mils인)이다. 저항 소자(114) 자신의 두께는 숫자를 나타내는 T2로 나타나고, 대략적으로 .1270mm(5mils)이다. 저항 소자(114)를 둘러싸는 재료(128)는 도선들(124 또는 125)에 부착되거나 결합되지 않으나, 대신 도선들(124 또는 125)은 재료(128)가 경화되고 굳어진 후, 휘어지고, 재료(128)와 접촉한다. 또한, 두께(T1)는 재료(128) 를 통해 저항 소자(114)로부터 도선들(124 또는 125)로의 열 전도 강화를 방지할만큼 크다.

따라서, 본 발명의 주요한 목적은 강화된 열 방사를 갖는 개선된 전기 저항의 공급이다.

본 발명의 다른 목적은 저항성 소자의 대향 단부들로부터 연장되고 저항성 소자에 아주 근접하여( .0254mm와 .254mm 사이의(1mil 내지 10mils)) 아래로 연장되는 종단들을 갖는 저항성 소자를 갖는 표면 실장 전기 저항을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 저항성 소자로부터의 전기적 및 강화된 열적 전도성 모두를 제공하는 종단들을 갖는 개선된 전기 저항을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열적으로 전도성이며 전기적으로 절연된 최소 두께의 필러 재료가 필러 재료의 경화 이전에 저항성 소자와 종단들 사이에 샌드위칭되도록 저항성 소자 아래에 종단들을 연장하는 단계를 포함하는 전기 저항 제작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 저항성 소자로부터 종단들로의 열 전도를 강화시키도록 필러 재료가 저항성 소자와 두 개의 종단들 모두에 결합되는 저항을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제작이 경제적이고 동일한 크기와 전력 부하의 종래 기술 저항들보다 낮은 온도에서 기능하는 표면 실장된 전기 저항을 제공하는 것이다.

이러한 목적들 및 다른 목적들은 다음의 본 발명의 설명으로부터 명백해질 것이다.

전술한 목적들은 대향 단부들, 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 저항성 소자를 포함하는 전기 저항에 의해 달성될 수 있다. 제1 종단은 저항성 소자의 대향 단부들 중 한 단부에 있다. 제2 종단은 저항성 소자의 대향 단부들 중 다른 단부에 있다. 제1 및 제2 종단들 각각은 저항성 소자의 하부 표면 아래로 연장하고, 저항 소자로부터 미리 정해진 제1 공간만큼 이격된 종단 표면을 갖는다. 제1 및 제2 종단들은 저항성 소자를 통하는 것을 제외하고는 서로로부터 전기적으로 분리된다. 열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러는 저항성 소자의 하부 표면과 맞물리고 거기에 결합되며, 또한 제1 및 제2 종단들의 종단 표면들에 결합된다. 따라서, 열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러는 저항성 소자와 제1 및 제2 종단들 모두에 관하여 가열 전도성이며, 이에 따라 필러를 통해 저항성 소자로부터 제1 및 제2 종단들로 가열이 행해질 것이다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 저항성 소자의 하부 표면과 제1 및 제2 종단들의 종단 표면들 사이의 간격은 .0254mm 내지 .254mm(1mil 내지 10mils)의 범위이다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 저항성 소자와 제1 및 제2 종단들 사이에 공간은 .127mm(5mils) 미만의 두께를 갖는다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 제1 및 제2 종단들의 제2 단부들은 서로 마주보며, 그 사이에 .0508mm(2mils) 내지 전체 저항들의 길이의 1/3까지 범위의 종단 공간을 생성하기 위하여 서로로부터 이격된다. 필러는 종단 공간내에 적어도 부분적으로 연장하나, 본 발명의 상기 목적을 위하여 필러가 종단 공간내에 반드시 연장할 필요는 없다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 전기적으로 비전도성인 코팅이 저항 소자의 상부 표면상에 존재하여 거기에 보호 코팅을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 둘 이상의 전기 컨덕터를 갖는 전기 회로 보드가 제1 및 제2 종단들에 부착된다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 제1 및 제2 종단들이 전기적 및 열적으로 전도성인 재료로 만들어진다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 필러는 본질적으로 플라스틱, 고무, 세라믹, 엘라스토머 및 전기적으로 절연된 금속 및 유리로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료이다.

본 발명의 방법은 비-경화되고 굳어지지 않은 상태의 열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러를 저항 소자의 하부 표면상에 위치시키는 단계를 포함한다. 제1 및 제2 종단들은 저항 소자의 하부 표면 아래에 이격된 위치로 하향되게 구부려진다. 제1 및 제2 종단들은 필러 재료가 비-경화되고 굳어지지 않은 상태로 남아있는 동안 필러 재료와 접촉하도록 가압된다. 그 후, 필러는 저항 소자로부터 제1 및 제2 종단들로 열을 전도시키도록 저항 소자의 하부 표면 및 제1 및 제2 종단들과 접촉하는 동안 경화되고 굳어지게 된다.

본 발명의 방법의 다른 특징에 따라, 저항 조사의 하부 표면과 제1 및 제2 종단들 사이에 .0254mm 내지 .254mm(1mil 내지 10mils) 범위의 간격이 유지된다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 간격이 .1270mm(5mils) 미만으로 유지된다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 필러는 저항 소자로부터 제1 및 제2 종단들로 열을 전도하는 필러의 능력을 강화시키도록 저항 소자의 하부 표면과 제1 및 제2 종단들 모두에 결합된다.

도 1은 종래 기술 저항의 원근도이다.

도 2는 다른 종래 기술 저항의 단면도이다.

도 3은 인쇄 회로 기판상에 실장되도록 도시된 본 발명의 저항의 원근도이다.

도 4는 도 3의 라인4-4를 따라 취해진 도 3의 저항의 단면도이다.

도 5는 도 4의 라인5-5를 따라 취해진 저항의 단면도이다.

도 6은 저항의 상부도이다.

도 7는 저항의 하부도이다.

도 8a-8g는 보호 코팅 없는 저항들 중 하나의 제작에서의 단계를 보여주는 원근도들이다.

도 9는 종래 기술에 따라 만들어진 저항들의 온도 상승과 본 발명의 온도 상승을 비교하는 챠트이다.

도 10은 도 4와 유사하나, 변형된 형태의 저항을 보여주는 도면이다.

도 11은 도 4와 유사하나, 변형된 형태의 저항을 보여주는 도면이다.

본 발명의 저항은 일반적으로 도면들에서 참조 번호(10)로 명시된다. 저항(10)은 회로 보드(13)상의 패드들(12)과 같은 전기 회로 어셈블리상에 장착되도록 구성된 표면-실장 저항이다. 저항(10)은 대향 단부들(16), 대향 측면들(18), 상부 표면(20) 및 하부 표면(22)을 갖는 저항성 소자(14)를 포함한다. 저항(10)은 저항성 소자(14)의 대향 단부들(16)로부터 연장되는 종단들 또는 종단들(24 및 25)을 더 포함한다. 종단들(24, 25)은 용접 라인들(17)에 따른 저항 소자(14)의 단부들에 용접된다. 종단들(24, 25)은 도 3 및 도 4에 보여지는 바와 같이, 연장되고 저항성 소자(14) 바로 밑에 위치로 접힌다. 종단들의 외부 단부들(26)은 그 사이에 작은 갭을 두고 가깝게 이격된다. 외부 단부들(26) 사이의 간격은 .0254mm(2mils) 내지 저항(10) 길이의 1/3의 범위이다. 일반적으로 이것은 약 0.5ml(20mils)이다.

도 3 및 도 4에서 보여지는 바와 같이, 열적으로 전도성이며 전기적으로 비-전도성인 필러(28)는 저항성 소자(14)의 하부(22)와 종단들(24 및 25) 사이의 공간을 채운다. 필러(28)는 종단들(24 및 25)의 외부 단부들(26) 사이에 갭으로 연장될 수도, 연장되지 않을 수도 있다. 필러(28)는 경화되지 않은 상태에서 액체, 테잎, 페이스트(paste) 또는 퍼티(putty) 타입 재료 또는 이러한 재료 구성들의 조합일 수 있다. 경화되지 않은 상태에서, 필러(28)는 종단들(24, 25) 및 저항성 소자(14)의 하부(22) 모두와 열 전도성 관계에 있을 수 있도록 종단들(24, 25)과 저항성 소자(14) 사이에서 압박되고(depressed) 짜내질(squeezed) 수 있어야 한다. 경화되면, 필러(28)는 종단들(24, 25) 및 저항성 소자(14)의 하부(22) 모두와 결합을 형성할 것이다.

필러 재료(28)는 매우 열적으로 전도성이고 전기적으로 비-전도성인 CLS인 임의의 재료일 수 있다. 필러(28)는 또한 플라스틱, 고무, 세라믹, 전기적 절연 금속들, 유리들 등으로부터 선택될 수 있다. 필러(28)는 에폭시, 실리콘, 실리콘 폴리에스테르 혼성중합체, 엘라스토머일 수 있다. 필러(28)는 구조적 강도의 주요한 소스가 아니기 때문에, 필러는 열적 전도성을 강화시키기 위해 매우 얇을 수 있다. 효율적인 열 전달을 위하여, 필러(28)는 예를 들어, .0254mm 내지 .254mm(1-10mils) 범위로 가능한 한 얇아야 한다. 바람직하게는, 필러(28) 두께는 .0254mm 내지 .1270mm(1-5mils) 사이이다. 필러(28)는 열 전도성 을 강화하기 위하여 재료의 입자들을 더 포함할 수 있으나, 필러(28)를 통한 열 전달을 증진하도록 전기적으로 절연된 금속 또는 세라믹 재료 또는 전기적으로 절연된 금속의 시트 또는 그들의 조합으로 제한되지 않을 것이다. 입자들은 특히 알루미늄 산화물, 붕소 질화물, 알루미늄 질화물, 유전체 코팅 구리, 양극 처리 알루미늄 또는 그들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다.

필러(28)의 예로는 Kapton® MT이란 상표명으로 OH 4313, 써클빌의 DuPont High Performance Materials에 의해 제작되는 균등 폴리이미드를 들 수 있다. 필러(28)는 또한 뉴욕 14228-2027, Amherst, Saint-Gobain Adraneed Nitride Products에 의한, 그레이드(grade) PH((325, COMBAT®라는 상표명으로 제작된 붕소 질화물 상업용 파우더와 혼합될 수 있다. 이러한 파우더는 필러(28)의 열 전도성 특성을 강화시키지만, 화학적으로는 비활성이다.

필러(28)는 저항성 소자의 단부들(16)에 대한 종단들(24, 25)의 연결을 제외하고는 저항성 소자(14)로부터 종단들(24, 25)을 전기적으로 절연시킨다. 종단들(24, 25)과 저항성 소자(14)상의 임의의 다른 지점 사이의 전기적 연결은 단락을 야기하고, 저항(10)의 설계 저항 값으로부터 저항을 감소시킬 것이다. 종단들(24, 25), 필러(28) 및 저항성 소자(14)는 3개 층들을 통한 열 전달을 강화시키기 위하여 긴밀하게 또는 직접 접촉되야만 한다. 이러한 부품들 사이의 공기 방울들은 열 전달을 금지하며 방지되어야만 한다.

저항(10)은 저항성 소자(14)의 상부 표면(20) 및 측면 에지들(18)상의 보호 코팅(30)을 더 포함한다. 코팅(30)은 저항성 소자(14)의 하부 측면(22)에 적용되지 않는다. 코팅(30)은 인쇄 잉크 또는 레이저에 의해 저항(10)에 대한 표시를 식별하도록 표시된다. 코팅(30)은 유전체 재료이다. 코팅(30)은 저항이 노출되는 다양한 환경으로부터 저항에 대한 보호를 제공하고, 저항성 소자(14)에 강성(rigidity)을 부가한다. 코팅(30)은 또한 절연 또는 동작 동안에 접촉할 수 있는 다른 부품들 또는 금속성 표면들로부터 저항(10)을 절연시킨다. 코팅(30)은 저항성 소자의 상부 표면(20) 및 측면 에지들(18)에 롤 코팅(roll coat), 프린팅 또는 스프레잉될 수 있다.

저항(10)은 Rainer에 의한 미국 특허 제5,604,477호에 개시된 저항 제작 방법과 유사한 스트립 어셈블리에서 제작될 수 있으며, 상기 특허는 본 명세서에 참조로서 통합된다. 저항은 또한 스트립 어셈블리 없이 개별적으로 제작될 수 있다.

다음 저항(10)은 US 특허 제5,604,477호에 개시된 바와 같이 저항성 소자(14)의 측면 에지들(18)로 하나 이상의 교차 트리밍 슬롯(alternating trimming slot)들로 절단함으로써 각각의 저항(10)을 원하는 저항 값으로 조정하는 조정 및 교정 스테이션을 통과한다. 도면들에서 저항(10)은 트리밍 슬롯들 없이 도시되었으나, 트리밍 슬롯을 이용하여, 또는 트리밍 슬롯없이 만들어질 수 있다.

개별적인 저항(10)을 형성하는 방법이 도 8a 내지 도 8g에 도시된다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 저항(10)은 종단(24) 및 종단(25)을 포함하며, 이는 용접 라인(17)에서 저항 소자(14)의 단부들(16)에 용접된다. 저항 소자(14)는 위를 향해 보여지는 방향으로 도 8a에서 도시되는 하부 표면(22)을 포함한다.

도 8a에 도시되는 바와 같이, 저항 소자(14) 및 종단들(24 및 25)은 그 후, 액체 프라이머(primer) 재료에 담궈지거나 또는 다르게 적셔진다. 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 프라이머 재료의 예로는 SYLGARD®라는 상표명으로 미시간주 미드랜드(우 48686), DOW Corning Corporation에 의해 제작되는 재료를 들 수 있다. 이러한 재료는 액체 형태이고, 1 내지 2시간 동안 20 내지 90% 상대 습도 범위로 실온에서 경화되도록 구성된다. Dow Corning SYLGARD® 재료에서 적셔진 후, 저항 소자는 도 8b에 도시된 형태로 굽혀진다. 이것은 45° 각도로 굽혀진 종단(25)를 포함한다. 저항 소자 및 종단들에 적용된 프라이머 재료는 접착 촉진제이며, 저항(10)의 전체 표면상에 화학적 코팅을 남긴다. 온도는 경화되고 건조되는 속도를 증가시키도록 적용될 수 있다.

공정의 다음 단계는 필러 재료(28)의 인가를 포함한다. 필러 재료(28)는 오 하이오주 서클레빌(우 43113)에 위치한 DuPont High Performance Materials에 의해 KAPTON® MT 열전도성 기판 폴리이미드 막이란 상표명으로 제조되는 테잎을 포함한다. 상기 개시된 프라이머 재료는 배스(bath)에 의해 양쪽 측면들상에 KAPTON® 테잎상에 배치되고, 건조된다. KAPTON® 테잎은 그 후, 브레이딩(braiding) 공정과 동일한 환경에서 두 개 재료들의 혼합물을 적용하는 기계 블록 다이(machine block die)를 통해 당겨진다. 이러한 혼합물의 두께는 KAPTON® 테잎의 각각의 측면상에 대략 .0762(3mils)이다. 재료들의 혼합물은 Q1-4010이란 상표명으로 Dow Corning Electronic Solutions에 의해 제작되는 재료를 포함한다. 이것은 열적으로 전도성이나 전기적으로는 비전도성인 재료의 컨포멀(conformal) 코팅이다. 이것은 나중에 경화되기 위하여 비-경화된 상태로 적용되도록 구성된다. Q1-4010 컨포멀 코팅은 COMBAT® Boron Nitride Industrial Powders, Grade PHPP325란 상표명으로, 뉴욕 앰허스트(우 14228-2027)에 위치한 Saint-Gobain Ceramics Boron Nitride Products에 의해 제작되는 질화물 파우더와 혼합된다. Q1-4010 컨포멀 코팅은 혼합물을 생성하기 위하여 이러한 COMBAT® Boron Nitride Industrial Powder와 혼합된다. COMBAT® Boron Nitride 파우더는 일반적 비활성 상태이고, Q1-4010과의 화학 반응하지 않는다. 그러나, 그것은 Q1-4010 컨포멀 코팅과 COMBAT®의 혼합물의 열 전도성을 강화한다.

도 8d는 Q1-4010 컨포멀 코팅과 COMBAT® PHPP325A Boron Nitride Powder와의 혼합물로 코팅된 KAPTON® 테잎으로 구성되는 아직 경화되지 않은 필러 물질(28)과 접촉하며 하향되게 구부려지는 종단(25)을 도시한다. 재료(28)는 아직 경화 상태가 아니기 때문에, 재료와 접촉하는 종단(25)의 구부러짐은 필러 재료(28)에서 압박을 야기하여, 재료(28)가 단지(25)의 단부 및 측면 에지들 주변으로 새어나오도록 한다.

도 8e는 종단(24)을 45° 각도로 구부리는 단계를 보여주고, 도 8f 및 도 8g는 종단(25)에 관하여 상기 개시된 바와 같은 방식으로 아직 경화되지 않은 필러 재료(28)와 접촉하여 종단(24)을 구부리는 단계를 보여준다. 저항 소자가 도 8f 및 8g에 도시된 형태로 형성된 후, 필러 재료(28)는 경화되고 굳어진다. 경화되고 굳어질 때, 그것은 저항 소자(14)와 종단들(24, 25) 모두 사이에 결합을 형성한다. 종단들(24, 25)은 필러 재료(28)가 경화되기 전에 필러 재료(28)와 접촉하여 구부려지기 때문에, 재료(28)가 저항 소자(14)에 대하여 가압되고, 터미널들(24, 25)에 의해 압박되도록 한다. 결합이 형성된 후, 저항 소자(14)는 필러 재료(28), 종단들(24, 25)을 통해, 그리고 회로 보드(13)상의 회로 패드들(12)로 열을 방사할 수 있다. 종단들(24, 25)이 납으로 미리 코팅되지 않는다면, 납땜 코팅은 이 지점에서 종단들(24, 25)에 인가될 것이다.

본 발명의 저항들(10)은 종래 기술 저항들에 비하여 매우 낮은 동작 온도를 갖는다. 예를 들어, 제5,604,477호 특허에 도시되는 저항은, 2 와트에서 275℃의 소자 핫 스팟(hot spot)이 존재한다. 본 발명의 저항(10)과 비교해 볼 때, 2 와트에서의 온도는 대략 90℃이다. 하부 동작 온도는 더 나은 전기적 성능 및 신뢰도와 서로 관련된다. 도 3에 도시되는 바와 같이, 저항성 소자(14)에 의해 발생되는 열은 열적 전도성 종단들(24, 25) 및 열적 전도성 필러(28)를 통해 방사된다. 연 장된 종단들(24, 25)은 저항성 소자(14)와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 종단들(24, 25)은 저항성 소자(14)로부터의 열 방사를 위한 최대 표면 영역 및 최소 두께를 제공한다. 이러한 개선된 열 방사는 적어도 부분적으로 저항 소자(14) 및 종단들(24, 25) 모두에 대한 필러(28)의 결합으로 인한 것이고, 또한 부분적으로는 .0254mm와 .254mm 사이의 필러(28) 두께로 인한 것이다.

개선된 열 방사에 대한 다른 이유는 필러(28)가 경화되기 이전에 종단들이 필러와 접촉하여 구부려지며 여전히 유연하다는 사실이 포함된다. 따라서, 필러(28)는 경화 이전에 최소 두께로 제작 공정 동안 압박된다. 두번째로, 제작 공정은 유연한 필러(28)가 열 전도를 방해하는 공기 방울을 예방하도록 소자(14) 및 종단들(24, 25)을 따르게 한다. 세번째로, 저항성 소자(14)와 종단들(24, 25)의 필러(28)에 대한 결합을 형성한 후, 필러(28)를 경화시키는 것은 최대 열 전달을 위한 긴밀한 접촉을 생성한다. 따라서, 저항(10)으로의 열 전달은 필러(28) 및 종단들(24, 25)을 통해 소자로부터의 통로를 생성함으로써 향상된다.

도 9는 종래 기술에 따라 구성된 저항과 본 발명의 온도 상승과의 비교를 도시한다. 본 챠트로부터 보여지는 바와 같이, 본 발명은 28℃/Watt의 온도 상승을 생성하는데 반하여, 종래 기술에 따른 저항들은 120℃/Watt의 온도 상승을 생성한다 -- 극적인 차이가 있다.

도 2에 도시된 종래 기술 저항은 소자(114) 아래에 접혀진 종단들(124, 125)을 갖는 저항 소자(114)를 포함한다. 필러(128)는 소자(114)와 종단들(124, 125) 사이에 존재한다. 필러(128)는 소자(114) 두께의 3배인 대략 0.015' 두께이고, 이 는 효율적인 열 전달을 위해서는 너무 두껍다. 열은 가장 효율적인 방식으로 두꺼운 필러(128)를 통해 아래로 전달되지 않고, 종단들(124, 125)로 소자(114)의 단부들을 통해 측면으로 이동해야만 한다. 또한, 저항(110)에서, 필러(128)는 종단들(124, 125)이 아래에 접히기 전에 소자(114) 주변에 주조되어, 필러(128)와 종단들 사이에 공기 갭을 허용한다. 그러한 공기 갭은 열 전달을 방해한다.

도 10은 도 4와 유사하나, 개괄적으로 숫자 40으로 명시되는 저항의 변형된 형태의 도면을 도시한다. 저항(40)은 저항 소자(42)의 바로 아래에 접히는 종단들(44, 46)을 형성하는 저항성 소자(42)를 포함한다. 저항 소자(42)는 완전한, 하나의, 또는 동일한 재료로 만들어지는, 종단들(44, 46)과 동종이라는 것에 유념해야 한다. 전도성 코팅(48)은 전기 전도성을 제공하도록 종단들(44, 46)의 표면 아래 및 외부 표면상에 인가된다. 전도성 코팅(48)은 패드들(12)과 접촉하고, 납을 사용하여 패드들(12)에 부착될 수 있다. 이러한 변형에서, 필러(52)는 종단들(44, 46)과 저항 소자(42)의 사이에 제공된다. 비-전도성 코팅(50)은 저항 소자(42)의 상부 표면에 인가된다. 열은 저항 소자(42)로부터 하향되게 필러(52)를 통하여 종단들(44, 46)로 전도되고, 궁극적으로 전도성 코팅(48)을 통해 패드들(12)로 전도된다.

도 11은 숫자 54로 명시되는 추가적인 보정을 보이나 도 4와 유사한 도면이다. 저항(54)은 종단들(58, 60)을 형성하기 위하여 그것의 단부들에서 구부려지는 저항 소자(56)를 포함한다. 저항 소자(56)는 도 10에서 48에 도시된 바와 같은 전도성 재료로 코팅되지 않는다. 그러나, 납땜(62)은 저항(54)을 패드들(12)에 부착 하도록 종단들(58, 60)사이에 인가된다. 비-전도성 코팅(64)은 저항 소자(56)의 상부 표면에 인가되고, 필러(66)는 저항 소자(56)로부터의 열을 필러를 통해, 종단들(58, 60)을 통해, 납땜(62)을 통해, 패드들(12)로 전도하도록 제공된다.

따라서, 도 4, 도 10 및 도 11을 비교함으로써, 종단들(24, 25)이 도 4에 도시된 바와 같이 저항 소자(14)에 용접될 수 있다는 것; 도 10에 도시된 바와 같이 저항 소자(42)와 통합되지만, 전도성 코팅(48)으로 코팅될 수 있다는 것; 또는 도 11에 도시된 바와 같이 임의의 전도성 코팅 없이 저항 소자(56)와 통합될 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 개념은 인덕터, 반도체 및 캐패시터와 같은 동작 중에 열을 발생시키는 다른 전자 부품들에도 적용될 수 있음을 이해해야 한다.

본 발명은 바람직한 실시예에 따라 상기 개시되었으며, 다수의 보정, 보완 및 부가들이 본 발명의 정신 및 범위내에서 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 전술한 것들로부터, 본 발명이 적어도 상기 기재된 목적들 전부를 달성할 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims

전기 저항으로서,

대향 단부들, 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 저항성 소자;

상기 저항성 소자의 상기 대향 단부들 중 한 단부의 제1 종단;

상기 저항성 소자의 상기 대향 단부들 중 또 다른 한 단부의 제2 종단 - 상기 제1 및 제2 종단들 각각은 상기 저항성 소자의 상기 하부 표면 아래로 연장하고, 상기 저항성 소자로부터 미리 정해진 제1 간격만큼 이격된 종단 표면을 가지며, 상기 제1 및 제2 종단들은 상기 저항성 소자를 통하는 것을 제외하고 서로 전기적으로 절연됨 - ; 및

열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러 - 상기 필러는 상기 저항성 소자의 상기 하부 표면에 맞물리고 결합되고, 상기 제1 및 제2 종단들의 상기 종단 표면들에 결합되며, 상기 저항성 소자 및 상기 제1 및 제2 종단들 모두에 대해 열 전도성이므로 열이 상기 저항성 소자로부터 상기 필러를 통해 상기 제1 및 제2 종단들로 전도됨 -

을 포함하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 종단들은 상기 저항 소자들에 용접되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 종단들은 상기 저항 소자와 통합되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제3항에 있어서,

전도성 코팅은 상기 제1 및 제2 종단들의 적어도 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제3항에 있어서,

상기 제1 및 제2 종단들은 납땜가능한 코팅으로 커버되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 저항성 소자의 상기 하부 표면과 상기 제1 및 제2 종단들의 상기 종단 표면들 사이의 간격은 .0254mm 내지 .254mm(1mil 내지 10mils)의 범위인 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 종단들의 상기 제2 단부들은 서로 마주보며, 서로로부터 이 격되어, 그 사이에 종단 공간을 생성하고, 상기 필러는 상기 종단 간격내에 적어도 부분적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 저항성 소자의 상기 상부 표면상에 전기적 비전도성 코팅이 제공되어 보호 코팅을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

그 위에 두 개 이상의 전기 컨덕터를 갖는 전기 회로 보드를 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 종단들은 상기 두 개 이상의 전기 컨덕터들에 부착되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 종단들은 전기적으로 그리고 열적으로 전도성인 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 필러는 본질적으로 플라스틱, 고무, 세라믹 및 전기적으로 절연된 금속 및 유리로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제1항에 있어서,

상기 저항 소자와 상기 제1 및 제2 종단들 사이의 간격은 .1270mm(5mils) 미만의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
전기 저항으로서,

대향 단부들, 상부 표면 및 하부 표면을 갖는 저항성 소자;

상기 저항성 소자의 상기 대향 단부들 중 한 단부로부터 연장되는 제1 종단;

상기 저항성 소자의 상기 대향 단부들 중 또 다른 단부로부터 연장되는 제2 종단 - 상기 제1 및 제2 종단들 각각은 상기 저항성 소자의 상기 하부 표면 아래로 연장하는 제2 단부 및 상기 저항 소자로부터 미리 정해진 제1 간격만큼 이격된 종단 표면을 갖고, 상기 제1 및 제2 종단들은 상기 저항성 소자를 통하는 것을 제외하고 서로 전기적으로 절연됨 - ;

열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러 - 상기 필러는 상기 저항성 소자의 상기 하부 표면 및 상기 제1 및 제2 종단들의 상기 종단 표면들에 맞물리고, 상기 저항성 소자 및 상기 제1 및 제2 종단들 모두에 대하여 열 전도성으로, 열이 상기 저항성 소자로부터 상기 필러를 통해 상기 제1 및 제2 종단들로 전도됨 -

를 포함하며, 상기 저항성 소자와 상기 제1 및 제2 종단들 사이의 상기 제1 간격은 .0254mm 내지 .254mm(1mil 내지 10mils) 사이의 두께를 갖는 전기 저항.
제13항에 있어서,

상기 제1 간격은 상기 저항성 소자와 상기 제1 및 제2 종단들 사이에 .1270mm(5mils) 미만의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
제13항에 있어서,

상기 필러는 상기 저항 소자의 상기 하부 표면과 상기 제1 및 제2 종단들 모두에 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 저항.
전기 저항을 제작하기 위한 방법으로서,

상기 전기 저항은,

제1 및 제2 대향 단부들, 상부 표면 및 하부 표면을 포함하는 저항 소자;

상기 저항 소자로부터의 상기 제1 단부로부터 연장하는 제1 종단; 및

상기 저항 소자의 상기 제2 단부로부터 연장하는 제2 종단

을 포함하며, 상기 방법은,

상기 저항 소자의 상기 하부 표면상에 열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러를 비경화된 굳지 않은 상태로 배치하는 단계;

상기 제1 및 제2 종단들을 상기 저항 소자의 상기 하부 표면 아래에 이격된 위치로 하향되게 구부리는 단계;

상기 필러 재료가 상기 비경화되고 굳지 않은 상태로 남아있는 동안 상기 필러 재료와 접촉하도록 상기 제1 및 제2 종단들을 가압하는 단계; 및

상기 저항 소자의 상기 하부 표면과 상기 제1 및 제2 종단들이 접촉하는 동안 상기 필러 재료가 경화되고 굳도록 허용하여 상기 필러가 상기 저항 소자로부터 상기 제1 및 제2 종단들로 열을 전도시키는 단계

를 포함하는 전기 저항 제작 방법.
제16항에 있어서,

상기 저항성 소자의 상기 하부 표면과 상기 제1 및 제2 종단들 사이의 간격을 .0254mm 내지 .254mm(1mil 내지 10mils)의 범위로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 제작 방법.
제17항에 있어서,

상기 저항 소자의 상기 하부 표면과 상기 제1 및 제2 종단들 사이의 상기 간격을 .1270mm(5mils) 미만으로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 제작 방법.
제16항에 있어서,

상기 필러가 상기 저항 소자로부터 상기 제1 및 제2 종단들로 열을 전도시키는 능력을 향상시키도록 상기 저항 소자의 상기 하부 표면 및 상기 제1 및 제2 종단들 모두에 상기 필러를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 저항 제작 방법.
전기 저항을 제작하기 위한 방법으로서,

상기 전기 저항은,

제1 및 제2 대향 단부들, 상부 표면 및 하부 표면을 포함하는 저항 소자;

상기 저항 소자로부터의 상기 제1 단부로부터 연장하는 제1 종단; 및

상기 저항 소자의 상기 제2 단부로부터 연장하는 제2 종단

을 포함하고, 상기 방법은,

상기 저항 소자의 상기 하부 표면상에 열적으로 전도성이며 전기적으로 비전도성인 필러를 배치하는 단계;

상기 제1 및 제2 종단들을 상기 저항 소자의 상기 하부 표면 아래로 이격된 위치로 하향되게 구부리는 단계;

상기 필러가 상기 저항 소자로부터 상기 제1 및 제2 종단들로 열을 전도하는 능력을 향상시키도록 상기 저항 소자 및 상기 제1 및 제2 종단들 모두에 상기 필러를 접촉시켜 결합하는 단계

를 포함하는 전기 저항 제작 방법.