TWI453770B - 調整電阻元件阻值的修整機和修整方法 - Google Patents

Description

調整電阻元件阻值的修整機和修整方法

本發明係有關於一種電阻修整機，尤指一種調整電阻元件阻值的修整機和修整方法、及具有電阻元件的電子器件。

電子產品提供人們便利舒適的現代生活，在這些電子零件的背後，材料具有舉足輕重的地位，它們的進步使得元件尺寸大幅縮小，也改變了現代人的生活。電子產品內組裝有電路板，上面設置了各式各樣的電子零件，其中包括主動元件和被動元件，主動元件一般是指電晶體和積體電路，積體電路是眾多電晶體的組合體，具有訊號放大的功能，而被動元件一般指的是電阻、電容和電感等，電阻的功用在於限制電路中的電流，選擇不同的材料來改變電路中某些點的電阻，便可以限制電路中的電流。

依據電阻定律(law of resistance)，電阻之阻值與電阻係數及長度成正比，但與截面積成反比。此外，電阻係數亦與材料性質有關，因此當電阻成品之阻值不符合使用需求時，只能對電阻的尺寸或結構進行修整使符合阻值需求。習知利用電與熱能加工式的雷射修阻機，是利用發出聚焦成很小光點的脈衝雷射束，達到適量的能量密度而對電阻進行切割，使電阻部份熔融、蒸發，進 而改變電阻的有效導電面積或有效導電長度，以達成調整電阻阻值之目的。

習知的阻值修整方式，如中華民國新型專利證書號M282301所揭示，利用雷射修阻機以雷射切割在電阻表面上切出一垂直修整溝槽，使電流的流通路徑因受到垂直修整溝槽的影響而延長，由此達到提高電阻值的目的。亦有在電阻表面，形成呈L形的修整溝槽，透過一方面縮短電阻寬度，一方面又藉由局部垂直修整溝槽，來增加電流流動的路徑長度，或者切出與電阻本體軸方向相互平行的一直線形溝槽。

然而，以雷射修阻機對電阻之阻值作修整，因雷射修阻機的機台價錢昂貴，造成電阻的加工成本居高不下，且需控制的因子很多(例如功率、切割速率、延遲時間等)，增加阻值修整高精度要求的困難度，因而影響阻值修整的精度。此外，隨著電阻產品尺寸及結構的改變，例如金屬片電阻的設計，要在利用雷射修阻機的雷射切割電阻同時而不傷害到其他各層結構的控制也變的更加困難。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力改善並增進效能，終能提出一種設計合理且有效的本發明。

本發明之一目的，在於提供一種調整電阻元件阻值的修整機，可降低加工機成本，且能檢測電阻元件的阻值亦能對其進行機械式切削加工，以簡化作業複雜性及提升加工速度，並能穩定地生產 高精度及低誤差率的產品。

為了達成上述之目的，調整電阻元件阻值的修整機，包含：一平台，供電阻元件置放；一處理器；一檢測裝置，包含電性連接於處理器且對應平台設置的一探測元件；以及一修整裝置，包含電性連接於處理器的一致動器、及受致動器驅動而作動的一切削刀具，切削刀具是對應平台配設；其中，探測元件接收到處理器的訊號後，將對電阻元件進行阻值檢測，並將一檢測阻值回饋至處理器以與一預設阻值作對比運算而得一差異阻值，處理器再依據差異阻值傳送訊號予致動器，致動器驅動切削刀具作動以對電阻元件進行切削加工至預設阻值。

本發明之另一目的，在於提供一種調整電阻元件阻值的修整方法，可降低加工機成本，且能檢測電阻元件的阻值亦能對其進行機械式切削加工，以簡化作業複雜性及提升加工速度，並能穩定地生產高精度及低誤差率的產品。

為了達成上述之目的，調整電阻元件阻值的修整方法，其步驟包含：a)提供一調整電阻元件阻值的修整機，包含一平台、一處理器、一檢測裝置、及一修整裝置，檢測裝置包含一探測元件，修整裝置包含一致動器及一切削刀具； b)將電阻元件置放於平台；c)以探測元件將對電阻元件進行阻值檢測而得一檢測阻值；d)在處理器設定一預設阻值，以檢測阻值與預設阻值作對比運算而得一差異阻值；以及e)處理器依據差異阻值傳送訊號予致動器，致動器驅動切削刀具旋轉以對電阻元件進行切削加工至預設阻值。

本發明之再一目的，在於提供一種具有電阻元件的電子器件，電阻元件被以機械加工方式進行阻值修整，可降低阻值修整成本及電阻器加工成本，且電子器件的電阻值具有高精度及低誤差率。

為了達成上述之目的，電子器件包含一電阻元件，電阻元件由一導電片體所構成，在導電片體的一表面以機械加工方式形成有一凹口。

相較於先前技術，本發明具有以下功效：使用調整電阻元件阻值的修整機，其成本較習知使用雷射修阻機為低，可降低加工機的購置成本及電阻元件的阻值修整成本，而能大幅提昇產品之競爭力。

另外，運用調整電阻元件阻值的修整方法，能檢測出不符合規格阻值的電阻元件，並對其進行機械式切削加工，且當對電阻元件R進行機械式切削時，仍持續檢測監控電阻元件R的阻值是否在需求的規格內，而不會過度修整或修整不足，簡化電阻修整、檢測之作業複雜性，降低工時及提升加工速度，且能穩定的生產高精度和低誤差率的產品，增加商業競爭力。

更甚，以調整電阻元件阻值的修整機，運用調整電阻元件阻值的修整方法，施以機械式切削加工而成的電阻元件，其凹口的形式使得碎屑較易排除而不會堆積。

10‧‧‧修整機

100‧‧‧機體

110‧‧‧承座

120‧‧‧支架

200‧‧‧導向機構

300‧‧‧平台

400‧‧‧導動機構

500‧‧‧處理器

510‧‧‧訊號線

520‧‧‧顯示螢幕

530‧‧‧控制線

600‧‧‧檢測裝置

610‧‧‧探針座

620‧‧‧探測元件

700‧‧‧修整裝置

710‧‧‧刀座

720‧‧‧致動器

730‧‧‧切削刀具

R‧‧‧電阻元件

R1‧‧‧凹口

20‧‧‧電子器件

22‧‧‧電極

24‧‧‧保護層

第一圖 係修整機的立體組合圖。

第二圖 係第一圖中A部份的放大圖。

第三圖 係第一圖的前視圖。

第四圖 係第一圖的右視圖。

第五圖 係修整方法的步驟流程圖。

第六圖A 係本發明供電阻元件置放的示意圖。

第六圖B 係第六A圖的另一視角圖。

第七圖 係進行阻值檢測的示意圖。

第八圖 係進行機械式阻值修整的示意圖。

第九圖 機械式阻值修整為傾斜式切削的示意圖。

第十圖 係修整後電阻元件的俯視及側剖圖之一。

第十一圖 係修整後電阻元件的俯視及側剖圖之另一。

第十二圖 係電阻器的剖視圖。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

本發明關於一種調整電阻元件阻值的修整機，請參照第一圖至第四圖所示。於一實施例中，修整機10包含一機體100、一導向機構200、一平台300、一導動機構400、一處理器500、一檢測裝置600、及一修整裝置700。

機體100用以供修整機10中的各組成元件裝設或置放，機體100包含一承座110及豎立地固接架設於承座110的一支架120。

導向機構200安裝於承座110上，平台300則固定於導向機構200上，又平台300為用以供電阻元件R或包含電阻元件R的電子器件(圖未示)置放。

導向機構200可為升降式軌道組，具有Z軸的輸送自由度，則平台300受導向機構200帶動而可在承座110作升降移動，或者，導向機構200可為三軸式軌道組，具有X、Y、Z軸的輸送自由度，則平台300受導向機構200帶動而可在承座110作橫向、直向、及升降移動。

導動機構400安裝於支架120上。

處理器500具有一訊號線510、一顯示螢幕520、及一控制線530，訊號線510、顯示螢幕520、及控制線530分別電性連接至處理器500的內部電路。

檢測裝置600對應平台300而設置於導動機構400上，檢測裝置600包含一探針座610、及一探測元件620。

探針座610裝設於機體100上，更精確地說，探針座610固定於導動機構400上，探測元件620嵌固於探針座610上且電性連接處理 器500中的訊號線510一端而能接收處理器500的訊號，又探測元件620為對應平台300設置。

探測元件620為一探針，於本實施例中，探測元件620為四點量測探針型式，但不以此種構造為限制。探測元件620透過訊號線510接收處理器500的訊號後，對電阻元件R進行阻值檢測，並將一檢測阻值透過訊號線510回饋至處理器500，且經由處理器500與一預設阻值作對比運算處理而得一差異阻值，又處理器500的運算結果會顯示於顯示螢幕520上以供監看控管。

修整裝置700對應平台300而設置於導動機構400上，修整裝置700包含一刀座710、一致動器720、及一切削刀具730。

刀座710裝設於機體上，更精確地說，刀座710固定於導動機構400上，致動器720裝設於刀座710上且電性連接處理器500中的控制線530一端。切削刀具730嵌固於刀座710中且受致動器720驅動而能旋轉，致動器720透過控制線530接收處理器500依據差異阻值而傳送的指令訊號，令致動器720驅動切削刀具730執行旋轉進給加工作業，以對所述電阻元件R進行機械式切削加工直至預設阻值。

另外，在本實施例中，切削刀具730對應平台300為垂直狀設置，但不以此為限，隨電阻元件R與切削刀具730之結構選擇，切削刀具730對應平台300也可為傾斜狀設置。

切削刀具730為用以對電阻元件R進行機械式切削加工，則切削刀具730可為車刀、鑽頭、銑刀、鉋刀或磨棒等，但不以此些刀具為限制。

導動機構400可為升降式軌道組，具有Z軸的輸送自由度，則探針座610及刀座710受導動機構400帶動而可在支架120作升降移動，或者，導動機構400可為三軸式軌道組，具有X、Y、Z軸的輸送自由度，則探針座610及刀座710受導動機構400帶動而可在支架120作橫向、直向、及升降移動。

本發明更關於一種調整電阻元件阻值的修整方法，請參照第五圖至第九圖所示，其步驟包含：a)提供一調整電阻元件阻值的修整機，其組成元件及結構如之前所述，在此不多作贅述；b)將待加工物件，例如電阻元件R，放置於平台300上，導向機構200帶動平台300上升，或者導動機構400帶動探針座610下降，以令電阻元件R能被探測元件620接觸；c)探測元件620接收到處理器500的訊號後，對電阻元件R進行阻值檢測，探測元件620量測出一檢測阻值並回饋至處理器500；d)在處理器設定一預設阻值，處理器將檢測阻值與預設阻值作對比運算處理而得一差異阻值；以及e)若經處理器500運算後的差異阻值不在容許規格範圍時，則處理器500再依據差異阻值傳送指令訊號予致動器720，令致動器720驅動切削刀具730旋轉以對電阻元件R進行機械式切削加工直至預設阻值，在本實施例中，切削刀具730對應平台300為垂直狀設置，但不以此為限，隨電阻元件R與切削刀具730之結構選擇，切削刀具730對應平台300也可為傾斜狀設置(如第九圖所示)。

參考第十圖及第十一圖，於本實施例中，切削刀具730為圓頭磨棒，致動器720驅動圓頭磨棒執行進給加工，將電阻元件R的一表面研磨加工出呈圓形的一凹口(notch)R1，隨著阻值修整的需要或切削刀具730的選擇不同，於其他實施例中也可能研磨加工出一橢圓形或半弧形的凹坑，以縮減電阻元件R厚度方向的截面積，因電阻之阻值與截面積有關，改變截面積即可達到修整阻值的目的。又若切削刀具730對應平台300為傾斜狀設置，則切削刀具730在進給過程中會與電阻元件R呈一斜角，使得從電阻元件R除去的碎屑，較易排除而不會堆積在凹口R1中。

使用調整電阻元件阻值的修整機，其成本較習知使用雷射修阻機為低，可降低加工機成本及電阻元件的加工成本，而能大幅提昇產品之競爭力，另外，運用調整電阻元件阻值的修整方法，能檢測出不符合規格阻值的電阻元件，並對其進行機械式切削加工，且當對電阻元件R進行機械式切削時，仍持續檢測監控電阻元件R的阻值是否在需求的預設規格內，並能提高阻值修整的精準度(例如Cpk可達1.2以上)，而不會過度修整或修整不足，簡化電阻修整、檢測之作業複雜性，降低工時及提升加工速度，以增加商業競爭力。

又，於實際作業上，通常是在一陶瓷基板上成型複數電阻元件R，將所述陶瓷基板放置於平台300上，當對其中之一電阻元件R進行修整完畢後，導向機構200會帶動平台300水平移動，或者導動機構400會帶動探針座610及刀座710水平移動，以將探測元件620及切削刀具730對應至下一顆電阻元件R進行作業，以此方式而能增加作業負載能力，提升產量。

參考第十二圖，本發明尚關於一種具有電阻元件的電子器件20，電子器件20可為電阻器、微電流感測元件、或具熱穩定電阻之電感等。於本發明之一實施例中，係以金屬型電阻器為例進行說明。電子器件20包含電阻元件R、電極22和保護層24，電極22和保護層24可以習知的電鍍和印刷等技術及習知材料所組成。電阻元件R由一導電片體所構成，導電片體的材料可為鎳鉻、錳銅、鎳銅等合金，較佳的係具有低電阻溫度係數(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)之合金材料，在導電片體的一表面形成有一凹口R1，凹口R1是以之前所述的調整電阻元件阻值的修整機，運用調整電阻元件阻值的修整方法，施以機械磨削加工方式而成，可降低電阻元件的阻值修整成本，另外，機械加工方式亦可為車削、鑽削、銑削、或鉋削等，但不以此些加工方式為限制。

又因在此實施例中，切削刀具730為圓頭磨棒，且切削刀具730對應平台300為傾斜狀設置，當切削刀具730進給加工時，切削刀具730以一斜角抵靠於電阻元件R，切削刀具730自轉並伸長而對電阻元件R作機械式切削加工，其進給路徑由電阻元件R的一端向另一端、由表面向底面，令凹口R1的凹口底部呈現傾斜狀，使得碎屑較易排除而不會堆積在凹坑R1中。

綜上所述，本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合專利申請要件，爰依專利法提出申請，當然，本發明還可有其他多種實施例，在不悖離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明演化出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所申請專利的保護範圍 。

10‧‧‧修整機

100‧‧‧機體

110‧‧‧承座

120‧‧‧支架

200‧‧‧導向機構

300‧‧‧平台

400‧‧‧導動機構

500‧‧‧處理器

510‧‧‧訊號線

520‧‧‧顯示螢幕

530‧‧‧控制線

600‧‧‧檢測裝置

610‧‧‧探針座

620‧‧‧探測元件

700‧‧‧修整裝置

710‧‧‧刀座

720‧‧‧致動器

730‧‧‧切削刀具

Claims (15)

1. 一種調整電阻元件阻值的修整機，包含：一平台，供所述電阻元件置放；一處理器；一機體，供該平台架設；一檢測裝置，架設在該機體，該檢測裝置包含電性連接於該處理器且對應該平台設置的一探測元件；以及一修整裝置，包含電性連接於該處理器的一致動器、受該致動器驅動而作動的一切削刀具及裝設於該機體且供該切削刀具嵌固的一刀座，該切削刀具是對應該平台配設；其中，該探測元件接收到該處理器的訊號後，將對所述電阻元件進行阻值檢測，並將一檢測阻值回饋至該處理器以與一預設阻值作對比運算而得一差異阻值，該處理器再依據該差異阻值傳送訊號予該致動器，該致動器驅動該切削刀具作動以對所述電阻元件進行切削加工至該預設阻值。
2. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該機體包含一承座及固接於該承座的一支架，該平台裝設於該承座，該檢測裝置及該修整裝置分別架設於該支架。
3. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，更包含安裝於該機體且供該平台固定的一導向機構。
4. 如請求項第3項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該導向機構為升降式軌道組。
5. 如請求項第3項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該導向機構為三軸式軌道組。
6. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，更包含安裝於該機體且供該檢測裝置及該修整裝置分別固定的一導動機構。
7. 如請求項第6項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該導動機構為升降式軌道組。
8. 如請求項第6項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該導動機構為三軸式軌道組。
9. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該檢測裝置更包含裝設於該機體且供該探測元件嵌固的一探針座。
10. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該處理器具有用以供該探測元件電性連接的一訊號線、用以顯示該處理器運算結果的一顯示螢幕、及用以供該致動器電性連接的一控制線。
11. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該探測元件為一探針。
12. 請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該切削刀具對應該平台為傾斜狀設置。
13. 如請求項第1項所述之調整電阻元件阻值的修整機，其中該切削刀具為鑽頭、銑刀、或磨棒。
14. 一種調整電阻元件阻值的修整方法，其步驟包含：a)提供一調整電阻元件阻值的修整機，包含一平台、一處理器、一機體、一檢測裝置、及一修整裝置，該檢測裝置包含一探測元件，該修整裝置包含一致動器、一切削刀具及裝設於該機體且供該切削刀具嵌固的一刀座； b)將所述電阻元件置放於該平台；c)以該探測元件將對所述電阻元件進行阻值檢測而得一檢測阻值；d)在該處理器設定一預設阻值，以該檢測阻值與該預設阻值作對比運算而得一差異阻值；以及e)該處理器依據該差異阻值傳送訊號予該致動器，該致動器驅動該切削刀具作動以對所述電阻元件進行切削加工至該預設阻值。
15. 如請求項第14項所述之調整電阻元件阻值的修整方法，其中該步驟e)，該切削刀具旋轉並進給以將所述電阻元件的表面加工出一凹口。