TW201532081A - 電阻裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種電阻裝置及其製造方法，此電阻裝置包括線狀本體部、第一電極片以及第二電極片。線狀本體部具有第一端與第二端。第一電極片係由第一端延伸而出，且第一電極片的厚度小於線狀本體部的徑寬。第一電極片遠離第一端的一端具有第一端子與第二端子。第二電極片係由第二端延伸而出，且第二電極片的厚度小於線狀本體部的徑寬。第二電極片遠離第二端的一端具有第三端子與第四端子。

Description

電阻裝置及其製造方法

本發明有關於一種電阻裝置及其製造方法，且特別是有關於一種用於四線式量測的電阻裝置及其製造方法。

目前，業界常用的四線式量測(four terminal sensing，亦稱Kelvin sensing)的電流感測電阻的結構主要可區分為線狀電阻與片狀電阻兩種類型。

習知的一種線狀電阻通常其中央段為一種本體部，且本體部的兩端僅具有一個量測端子。若需要使用四線式量測時，需要在此本體部的兩端分別焊接上一組具有兩個量測端子的引線，使得線狀電阻具有四個量測端子。然而，由於上述的兩個引線須經由焊接而與本體部電性連接的關係，造成這種線狀電阻會有額外的焊點阻抗，以及因為焊接點、本體部與引線的溫度係數不同所造成的熱電效應，造成這種線狀電阻於量測電流時會不夠精確。

習知的另一種線狀電阻係將本體部的兩端分別經由彎折，使得這種線狀電阻可以具有四個量測端子。然而，在使用這種線狀電阻進行電流量測時，用以供電流通過的兩個量測端子 需要以焊錫與印刷電路板(printed circuit board，PCB)結合，使得用以量測電位差的另外兩個端子會受到焊錫阻抗以及溫度係數的影響，造成這種線狀電阻亦無法有效地提升量測電流時的精準度。

此外，雖然習知的片狀電阻可以因為一體成型的設 計而不會有焊點阻抗的問題，然而，習知的片狀電阻在製造過程中需經過多次切割程序，以切割成四個量測端子，造成片狀電阻的製造工序較為複雜，且較不容易設計與控制這種片狀電阻的阻抗值。

有鑒於以上的問題，本揭露提出一種電阻裝置及其 製造方法，其透過一體成型的線狀電阻設計，使得電阻裝置的製造工序較習知之片狀電阻簡單，且不會受到焊點阻抗或是熱電效應的影響，有效地提升量測電流時的精準度。

根據本揭露一實施例中的一種電阻裝置，此電阻裝 置主要包括線狀本體部、第一電極片以及第二電極片。線狀本體部具有第一端與第二端。第一電極片係由第一端延伸而出，且第一電極片的厚度小於線狀本體部的徑寬，第一電極片遠離第一端的一端具有第一端子與第二端子。第二電極片係由第二端延伸而出，且第二電極片的厚度小於線狀本體部的徑寬，第二電極片遠離第二端的一端具有第三端子與第四端子。

根據本揭露一實施例中的一種電阻裝置製造方法， 此電阻裝置製造方法的步驟流程依序如下所述。冲壓線狀電阻的 頭段為第一電極片，以使第一電極片的厚度小於線狀電阻的徑寬。冲壓線狀電阻的尾段為第二電極片，以使第二電極片的厚度小於線狀電阻的徑寬。將第一電極片遠離線狀電阻的一端切割為第一端子與第二端子。將第二電極片遠離線狀電阻的一端切割為第三端子與第四端子。

綜合以上所述，本揭露提供一種電阻裝置及其製造 方法，其透過冲壓與切割線狀電阻的頭段與尾段，使得本揭露之電阻裝置為一種一體成型的線狀電阻，且由於電阻裝置的第一電極片與第二電極片皆被切割為兩個端子，使得電阻裝置為一種用於四線式量測的電流量測裝置。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之 說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1、1a、1b、1c、1d‧‧‧電阻裝置

10‧‧‧線狀本體部

100‧‧‧第一端

102‧‧‧第二端

12‧‧‧第一電極片

120‧‧‧第一端子

122‧‧‧第二端子

124‧‧‧第一開口

14‧‧‧第二電極片

140‧‧‧第三端子

142‧‧‧第四端子

144‧‧‧第二開口

S200~S204‧‧‧步驟流程

第1圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置的立體示意圖。

第2圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置製造方法的步驟流程圖。

第3A圖~第3C圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置製造方法的實際示意圖。

第4A圖~第4D圖係為根據本揭露其他實施例之電阻裝置 的立體示意圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

需注意的是，所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構與方法。因此，所顯示之元件並非以實際實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態可能更為複雜，先予敘明。

〔電阻裝置之一實施例〕

請參照第1圖，第1圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置的立體示意圖。如第1圖所示，此電阻裝置1為一種用於四線式量測(four terminal sensing，亦稱Kelvin sensing)的電流量測裝置，且此電阻裝置1係由一條線狀電阻以一體成型之方式所製造而成。此電阻裝置1主要可以區分為線狀本體部10、第一電極片12以及第二電極片14。

線狀本體部10係由上述之線狀電阻的中段沿第一軸向(例如第1圖中的X軸)捲繞所形成的螺旋導線，使得線狀本體 部10中具有複數個環型線圈(未標號)。於本發明實施例中，線狀本體部10為一種均勻繞線(uniform winding)，換句話說，線狀本體部10中的每一個環型線圈與相鄰之環型線圈之間的間距互相相等，但本發明之線狀本體部10亦可為非均勻繞線或是扁平線。 此外，本發明實施例在此不加以限制上述之線狀電阻的徑寬以及使用材料，舉例來說，線狀電阻的材料可以為一種錳銅合金或鎳銅合金，但不以此為限。

為了更加清楚說明本發明的電阻裝置1的實際結構，於本發明實施例中，線狀本體部10未被捲繞的兩個端點分別被定義為第一端100與第二端102。其中，第一電極片12係由第一端100延伸而出的扁平狀結構，且第一電極片12的遠離第一端100的一端具有第一端子120與第二端子122；第二電極片14係由第二端102延伸而出的扁平狀結構，且第二電極片14的遠離第二端102的一端具有第三端子140與第四端子142。

於電阻裝置1的實際製造過程中，第一電極片12係由上述之線狀電阻的頭段經冲壓(punch)與切割所形成，而第二電極片14係由上述之線狀電阻的尾段經冲壓與切割所形成。由於第一電極片12與第二電極片14皆經過冲壓製程，故第一電極片12與第二電極片14的厚度皆小於線狀本體部10的徑寬。於其中一實施例中，第一電極片12的厚度與第二電極片14的厚度相同，但本發明在此不加以限制第一電極片12的厚度與第二電極片14的厚度是否需要相同，於所屬技術領域具有通常知識者可以依據 電阻裝置1的量測需求而逕行將第一電極片12的厚度設計為第一厚度以及將第二電極片14的厚度設計為第二厚度，其中第一厚度不等於第二厚度。此外，第一電極片12與第二電極片14的延伸方向皆為第二軸向(例如第1圖中的Y軸)。

由於第一電極片12的第一端子120與第二端子122以及第二電極片14的第三端子140與第四端子142皆是由冲壓製程過後的扁平狀結構經切割所形成，使得第一電極片12的第一端子120與第二端子122之間形成有一個第一開口124，且第一端子120與第二端子122彼此共平面，而第二電極片14的第三端子140與第四端子142之間形成有一個第二開口144，且第三端子140與第四端子142彼此共平面。

換句話說，第一電極片12遠離第一端100的一端被第一開口124區隔為第一端子120與第二端子122，且朝向第一端100的第一開口124的頂部與第一端100之間的間距為一個預設距離d，而第二電極片14遠離第二端102的一端被第二開口144區隔為第三端子140與第四端子142，且朝向第二端102的第二開口144的頂部與第二端102之間的間距為上述的預設距離d。本發明在此不加以限制第一開口124與第二開口144的開口形狀與開口大小，且本發明在此不加以限制預設距離d的實際長度。

於本發明實施例中，第一電極片12與第二電極片14互相對稱，且第一端100與第二端102皆位於線狀本體部10的相同側，亦即第一開口124的開口方向相同於第二開口144的開口 方向，且第一開口124與第二開口144係為沿第二軸向(例如第1圖中的Y軸)的開口，但本發明在此不加以限制第一電極片12與第二電極片14是否要互相對稱。此外，於本發明實施例中，第一電極片12中的第一端子120的表面積大於第二端子122的表面積，第二電極片14中的第三端子140的表面積大於第四端子142的表面積。

在實際的操作中，第一電極片12中的第一端子120與第二電極片14中的第三端子140用以電性連接電流源(為繪示於圖示)，第一電極片12中的第二端子122與第二電極片14中的第四端子142用以供電壓檢測裝置檢測第二端子122與第四端子142之間的電位差。

〔電阻裝置製造方法之一實施例〕

請一併參照第1圖、第2圖與第3A圖~第3C圖，第2圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置製造方法的步驟流程圖；第3A圖~第3C圖係為根據本揭露一實施例之電阻裝置製造方法的實際示意圖。如第2圖所示，此電阻裝置製造方法係由第3A圖所示之線狀電阻製造而成。

在步驟S200中，第3A圖所示之線狀電阻的中段會沿第一方向捲繞，形成如第3B圖所示之線狀本體部10。在步驟S202中，第3B圖所示之線狀本體部10的頭段與尾段會分別被冲壓為第一電極片12與第二電極片14，以使第一電極片12與第二電極片14的厚度小於線狀本體部10的徑寬，如第3C圖所示。 在步驟S204中，第3C圖所示之線狀電阻中的第一電極片12的遠離線狀電阻的一端會被切割為第一端子120與第二端子122，以及第二電極片14的遠離線狀電阻的一端會被切割為第三端子140與第四端子142，如第1圖所示。

於其中一個實施例中，第一電極片與第二電極片會互相對稱。於其中一實施例中，第一電極片12的厚度與第二電極片14的厚度相同。於其中一個實施例中，線狀電阻為均勻繞線。

值得注意的是，本發明實施例之電阻裝置製造方法在此不加以限制步驟S200~步驟S204的先後執行順序，舉例來說，在實際製造電阻裝置的過程中，可以先分別執行步驟S202與步驟S204之後，再執行步驟S200，亦可成功製造出電阻裝置1。此外，本發明在此不加以限制電阻裝置1的線狀本體部10是否需為螺旋導線。

〔電阻裝置之另一實施例〕

請參照第4A圖~第4D圖，第4A圖~第4D圖係為根據本揭露其他實施例之電阻裝置的立體示意圖。如第4A圖~第4D圖所示，電阻裝置1a、1b、1c以及1d同樣係由一條線狀電阻以一體成型之方式所製造而成，且此電阻裝置1a、1b、1c以及1d亦可以區分為線狀本體部10、第一電極片12以及第二電極片14。

與前一實施例之電阻裝置1不同的是，本實施例之電阻裝置1a、1b、1c以及1d的線狀本體部10不為螺旋導線，而是可以為任意形狀之導線，故本發明在此不加以限制電阻裝置的 線狀本體部10所彎折的形狀。由於本實施例之電阻裝置1a、1b、1c以及1d的形狀結構與製造方法與前一實施例之電阻裝置1大致相同，其主要差別僅在於線狀本體部10的形狀，故本實施例在此不再加以贅述相同的電阻裝置1a、1b、1c以及1d的形狀結構與製造方法。

〔實施例的可能功效〕

綜合以上所述，本發明實施例提供一種電阻裝置及其製造方法，其透過冲壓與切割線狀電阻的頭段與尾段，使得本發明實施例之電阻裝置為一種一體成型的線狀電阻，且由於電阻裝置的第一電極片與第二電極片皆被切割為兩個端子，使得電阻裝置為一種用於四線式量測的電流量測裝置。

藉此，本發明實施例之電阻裝置及其製造方法由於一體成型的結構設計，使得本發明之電阻裝置不需再額外焊接上量測端子或是將量測端子焊接到印刷電路板上，讓本發明之電阻裝置不會受到焊點阻抗或是熱電效應的影響，大幅提高了量測精準度。

此外，本發明之電阻裝置相較於習知的片狀電阻裝置來說，其製造工序較為簡單，不需經過繁複的切割程序，且本發明之電阻裝置的設計參數主要包括線狀電阻的材料、長短與粗細，使得本發明之電阻裝置的阻抗值較習知的片狀電阻裝置來的好設計與控制。

雖然本發明以上述之實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧電阻裝置

10‧‧‧線狀本體部

100‧‧‧第一端

102‧‧‧第二端

12‧‧‧第一電極片

120‧‧‧第一端子

122‧‧‧第二端子

124‧‧‧第一開口

14‧‧‧第二電極片

140‧‧‧第三端子

142‧‧‧第四端子

144‧‧‧第二開口

Claims (9)

1. 一種電阻裝置，包括：一線狀本體部，具有一第一端與一第二端；一第一電極片，由該第一端延伸而出，且該第一電極片的厚度小於該線狀本體部的徑寬，該第一電極片遠離該第一端的一端具有一第一端子與一第二端子；以及一第二電極片，由該第二端延伸而出，且該第二電極片的厚度小於該線狀本體部的徑寬，該第二電極片遠離該第二端的一端具有一第三端子與一第四端子。
2. 如請求項1所述之電阻裝置，其中該第一電極片及該第二電極片係由該線狀本體部以一體成型之方式所製造，該第一電極片與該第二電極片係分別由該線狀本體部的頭段與尾段經冲壓與切割所形成。
3. 如請求項1所述之電阻裝置，其中該第一電極片與該第二電極片互相對稱。
4. 如請求項1所述之電阻裝置，其中該第一電極片的厚度與該第二電極片的厚度相同。
5. 如請求項1所述之電阻裝置，其中該線狀本體部為均勻繞線。
6. 一種電阻裝置製造方法，包括：冲壓一線狀電阻的頭段為一第一電極片，以使該第一電極片的厚度小於該線狀電阻的徑寬； 冲壓該線狀電阻的尾段為一第二電極片，以使該第二電極片的厚度小於該線狀電阻的徑寬；將該第一電極片遠離該線狀電阻的一端切割為一第一端子與一第二端子；以及將該第二電極片遠離該線狀電阻的一端切割為一第三端子與一第四端子。
7. 如請求項6所述之電阻裝置製造方法，其中該第一電極片與該第二電極片互相對稱。
8. 如請求項6所述之電阻裝置製造方法，其中該第一電極片的厚度與該第二電極片的厚度相同。
9. 如請求項6所述之電阻裝置製造方法，其中該線狀電阻為均勻繞線。