TWI567763B - Method for manufacturing micro - resistance of metal plate - Google Patents

Description

金屬板微電阻的製造方法

本發明是有關於一種被動元件的製造方法，特別是指一種金屬板微電阻的製造方法。

參閱圖1，現有的金屬板微電阻的製造方法通常是對一條長矩形的金屬板10沖切出多個平行於金屬板10短邊且等間距的穿槽11，及多個平行於金屬板10長邊且垂直連接該等穿槽11的切溝12，並令相鄰的二個穿槽11與其之間的三個切溝12共同定義出一個電阻塊體13，而製得一條具有多個單顆電阻塊體13沿同一方向排列的半成品1。接著，如圖2所示，對條狀的該半成品1的兩側邊進行電鑄銅，以於該半成品1的兩側邊形成二條電極層15。

為了要用以一次製作較多的金屬板微電阻，該呈條狀的半成品1通常具有一定長度，然而，要對較長的條狀半成品1的兩側邊進行電鑄銅而形成該等電極層15時，會因該半成品1過長，而造成該半成品1的前後兩端與其中段的電極層15厚度不均勻。因此，當要達成厚度均勻的電極層15時，則會先於該半成品1的兩長側邊電鑄大於預定厚度的銅，再透過研磨方式來得到均勻厚度的電極層15。

由此可知，現有的金屬板微電阻的製造方法在形成該等電極層15時，對於先電鑄厚度較厚的電極層15再進行研磨的製程，具有浪費資源、增加成本與製程繁複的缺點。

因此，本發明之目的，即在提供一種具高效率且簡易的金屬板微電阻的製造方法。

於是本發明金屬板微電阻的製造方法，包含一半成品製備步驟、一保護單元形成步驟、一電極層形成步驟，及一取得步驟。

該半成品製備步驟是準備一片由導電材料構成的板體，將該板體蝕刻成一半成品，定義兩個彼此相交的一第一方向及一第二方向，該半成品具有至少一條沿該第二方向延伸的第一框條、多條由該第一框條沿該第一方向延伸且沿該第二方向彼此間隔排列的第二框條、多個電阻塊體，及多個第二穿槽，其中，該每一個第二框條具有多個沿該第一方向間隔分佈，且沿該第一方向概呈長型的第一穿槽，該等電阻塊體分別自任相鄰的兩條第二框條的相對兩側邊並對應該等第一穿槽的位置相對延伸，且該每一個電阻塊體具有一鄰近與其相連接之該第二框條及一遠離該第二框條的兩個端部，沿該第一方向的任相鄰的兩個電阻塊體之間具有該第二穿槽。

該保護單元形成步驟是將一層保護層設置於該等電阻塊體的一第一表面，並於該等電阻塊體相對該保護 層的一第二表面形成一層防焊層，並讓該每一個電阻塊體的該兩個相對端部露出。

該電極層形成步驟是於該每一個端部上形成一電極層。

該取得步驟是於任兩相鄰的第一穿槽與第二穿槽間形成一令該第一穿槽與該第二穿槽連通的裁切道，讓該等電阻塊體的該等第二框條分離，以取得多個金屬板微電阻。

本發明之功效在於，藉著於該板體上形成多個電阻塊體，再於該等電阻塊體的端部直接形成連接該第一表面與該第二表面的該等電極層，以此方式無需對該等電極層進行研磨，而能更高效率的製得厚度均勻且結合性良好的該等電極層。

2‧‧‧金屬板微電阻

21‧‧‧電阻塊體

211‧‧‧第一表面

212‧‧‧第二表面

213‧‧‧切槽區

214‧‧‧端部

215‧‧‧第一電鑄區

216‧‧‧第二電鑄區

22‧‧‧保護單元

220‧‧‧保護層

221‧‧‧連接膜

222‧‧‧軟性保護膜

223‧‧‧防焊層

23‧‧‧電極單元

230‧‧‧電極層

231‧‧‧第一外焊層

232‧‧‧第二外焊層

3‧‧‧板體

30‧‧‧半成品

301‧‧‧第一框條

302‧‧‧第二框條

31‧‧‧第一穿槽

32‧‧‧第二穿槽

321‧‧‧主槽區

400‧‧‧裁切道

51‧‧‧半成品製備步驟

52‧‧‧保護單元形成步驟

53‧‧‧電極形成步驟

54‧‧‧修阻步驟

55‧‧‧修補步驟

56‧‧‧取得步驟

57‧‧‧外焊層形成步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體示意圖，說明現有金屬板微電阻製造方法沖切金屬板而製得一條具有多個電組本體的半成品；圖2是一立體示意圖，說明現有金屬板微電阻製造方法於該半成品的兩個側邊分別形成電極層；圖3是一俯視示意圖，說明本發明金屬板微電阻的製造方法的一實施例；圖4是一剖面側視示意圖，輔助說明圖3的該實施例； 圖5是一流程圖，說明該實施例的製作流程；圖6是一示意圖，說明該實施例的半成品製備步驟；圖7是一示意圖，說明該實施例的保護單元形成步驟；圖8是一示意圖，輔助說明圖7的保護單元形成步驟；圖9是一示意圖，說明該實施例的電極層形成步驟；及圖10是一示意圖，說明該實施例的取得步驟。

參閱圖3與圖4，本發明金屬板微電阻2的一實施例包含一個電阻塊體21、一包覆該電阻塊體21表面的保護單元22，及兩個位於該電阻塊體21兩側的電極單元23。

具體地說，該電阻塊體21的形狀概呈長矩形，並選自錳銅合金、鐵鉻鋁合金、鎳銅合金，或鎳鉻合金為材料所構成。該電阻塊體21包括一第一表面211、一相反該第一表面211的第二表面212，及三個分別自該電阻塊體21的兩相對長邊相向延伸，並貫穿該第一表面211與該第二表面212的切槽區213。詳細地說，該三個切槽區213的其中兩個切槽區213是形成在該電阻塊體21的其中一長邊，並平行於該電阻塊體21的短邊，而剩餘的一個切槽區213則形成在該電阻塊體21的另一長邊而位於該兩個切槽區213之間，用以將該電阻塊體21分割形成連續傾倒的S 型，從而增加電流路徑，使電流流經該電阻塊體21時，可決定該金屬板微電阻2的精確電阻值範圍。要說明的是，該等切槽區213的數量可視情況增減，只需使該等切槽區213於該短邊的正投影部分重疊，令電流能增加其電流路徑即可。

該保護單元22包括一層保護層220，及一層防焊層223。該保護層220具有一形成於該電阻塊體21的第一表面211並蓋覆該等切槽區213的連接膜221，與一形成於該連接膜221上的軟性保護膜222。該防焊層223形成於該電阻塊體21的第二表面212，並蓋覆該等切槽區213。藉由設置該軟性保護膜222與該防焊層223，除了能避免該電阻塊體21受到環境汙染或氧化外，由於該軟性保護膜222具有可撓性，因此，當該金屬板微電阻2經長期使用而處於溫度變化的環境時，該軟性保護膜222能隨著該電阻塊體21因熱漲冷縮所改變的體積而緊貼附於該電阻塊體21上，使該電阻塊體21與該軟性保護膜222不易脫離。

具體地說，該保護層220與該防焊層223形成於該電阻塊體21的第一表面211與第二表面212上時，是分別讓該電阻塊體21的其中兩個相對端部214露出，而令該每一個電阻塊體21的端部214的第一表面211具有二個相對遠離，且未被該保護層220覆蓋的第一電鑄區215，且該端部214的第二表面212於對應該等第一電鑄區215的區域具有二個未被該防焊層223覆蓋的第二電鑄區216。

較佳地，該軟性保護膜222選用聚醯亞胺 (polyimide，PI)或聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)等可撓性材質，於本例中，該連接膜221選用高分子接著劑(即AD膠)、該軟性保護膜222是選用聚醯亞胺(PI)；該防焊層223則是選用環氧樹脂(epoxy)或壓克力樹脂。

該每一個電極單元23包括一個形成於該電阻塊體21的端部214上的電極層230、一層形成於該電極層230上的第一外焊層231，及一層形成於該第一外焊層231上的第二外焊層232。具體地說，該每一個電極單元23的電極層230是呈C字型包覆並連接該每一個端部214的第一電鑄區215與第二電鑄區216，且與該保護層220及該防焊層223相連接，隨後，再形成該第一外焊層231與該第二外焊層232。

該等電極層230是選用導電性良好的金屬，於本例中，是以銅為例作說明。而覆蓋於該每一個電極層230的外焊層可為單層的錫(Sn)，或是由鎳(Ni)與錫所構成的多層結構，於本例中，是以兩層外焊層(該第一外焊層231與該第二外焊層232)為例作說明，且該等第一外焊層231是選用鎳，而該等第二外焊層232則是選用錫。透過該等電極層230、該第一外焊層231，及該第二外焊層232呈C字型的包覆該等端部214，並連接該保護層220與該防焊層223，從而使該等電極層230能更緊密的結合於該電阻塊體21的相對兩側邊。

參閱圖5，茲將前述該金屬板微電阻2的製作方 法說明如下。

本發明該金屬板微電阻2的製作方法包含一半成品製備步驟51、一保護單元形成步驟52、一電極層形成步驟53、一修阻步驟54、一修補步驟55、一取得步驟56，及一外焊層形成步驟57。

配合參閱圖6，該半成品製備步驟51是準備一片由導電材料構成的板體3，且將該板體3蝕刻成一呈矩形的半成品30，並定義兩個彼此相交的一第一方向X及一第二方向Y。該半成品30可以具有多條沿該第二方向Y延伸並沿該第一方向X間隔設置的第一框條301，或是一條沿該第二方向Y延伸的第一框條301，於圖6中是以一條第一框條301為例做說明。

該半成品30具有一條沿該第二方向Y延伸的第一框條301、多條由該第一框條301沿該第一方向X延伸且沿該第二方向Y彼此間隔排列的第二框條302、多個電阻塊體21、及多個第二穿槽32，其中，該每一個第二框條302具有多個沿該第一方向X間隔分佈，且沿該第一方向X概呈長型的第一穿槽31。該等電阻塊體21分別自任兩條相鄰的第二框條302的相對兩側邊並對應該等第一穿槽31的位置相對延伸，任兩相對的電阻塊體21彼此不相連接，且該每一個電阻塊體21具有一鄰近與其相連接之該第二框條302及一遠離該第二框條302的兩個端部214。該每一個第二穿槽32位於沿該第一方向X的任兩個相鄰的電阻塊體21之間，且該每一個第二穿槽32沿該第二方向Y呈長型 。於本實施例中，該等第二穿槽32沿該第二方向Y的長度大於該等第一穿槽31沿該第二方向Y的寬度，而讓該等電阻塊體21為沿該第二方向Y概呈長形。

更詳細地說，該半成品製備步驟51在蝕刻該第二穿槽32時，是將該板體3沿該第二方向Y蝕刻出概呈長形的主槽區321，及多個由該主槽區321的兩相對長邊沿該第一方向X延伸的切槽區213，使該等切槽區213與該主槽區321彼此相連通而構成該第二穿槽32。

配合參閱圖7與圖8，該保護單元形成步驟52是先於該電阻塊體21的第一表面211上黏貼該連接膜221，再以熱固壓合方式將該軟性保護膜222壓合於該連接膜221上，以構成該保護層220，再於該等電阻塊體21的第二表面212上設置該防焊層223，並同時讓該等電阻塊體21的兩個相對端部214露出，而該等端部214露出的該第一表面211的局部區域即為該等第一電鑄區215，露出的該第二表面212的局部區域即為該等第二電鑄區216。由於本發明該軟性保護膜222是使用聚醯亞胺(PI)，因此，可透過由高分子所構成的該連接膜221直接以熱壓接合方式接合於該半成品30的該等電阻塊體21上。

配合參閱圖7與圖9，圖9是以圖7的單一個具有該保護層220與該防焊層223的電阻塊體21為例作說明。該電極層形成步驟53是在該保護單元形成步驟52完成後，直接於該等電阻塊體21的該等端部214的第一電鑄區215與第二電鑄區216上電鑄形成該等電極層230，使該每 一個電極層230呈C字型的包覆該每一個端部214並與該保護層220及該防焊層223相連接，從而使該等電極層230與該電阻塊體21之間具有良好的結合性。此外，以此方式形成的電極層230還因為可直接將該電極層230電鑄於該每一個電極塊體21的端部214上，而不須電鑄在較長的條狀半成品1(見圖1)的兩側，因而能避免電極層230厚度不均勻的缺點。

於該電極層形成步驟53之後，進行一修阻步驟54，以刀輪研磨或雷射修整方式切穿該防焊層223，以對該等電阻塊體21的第二表面212進行修整，令該每一個電阻塊體21具有一預定電阻值。

接著，進行一修補步驟55，由於該修阻步驟54是利用破壞該防焊層223而對該電阻塊體21的第二表面進行修整，因此，在執行完該修阻步驟54後，會再執行該修補步驟55，利用環氧樹脂或壓克力樹脂覆蓋被切穿的該防焊層223，而於該防焊層223上形成一修補防焊層(圖未示)使該電阻塊體21經修阻後仍可受到保護。

要說明的是，前述該修阻步驟54的目的是在於調整該等電阻塊體21的電阻值，因此，該修阻步驟54並非必須，可視實際製程或阻值精度的需求而執行或不執行；而該修補步驟55的目的是為了修補該防焊層223，因此，當不須要調整阻值精度時，即可不須實施該修阻步驟54及修補步驟55，直接進行該取得步驟56。

配合參閱圖10，該取得步驟56是以沖壓方式於 任兩相鄰的第一穿槽31與第二穿槽32間形成一令該第一穿槽31與該第二穿槽32連通的裁切道400，並同時往該第二方向Y切斷覆蓋在該第二穿槽32上的保護層220，讓該等電阻塊體21與該等第二框條302分離，以取得該等電阻塊體21。

最後，再執行該外焊層形成步驟57，於該每一個電阻塊體21的每一個電極層230上依序電鍍形成覆蓋該電極層230的第一外焊層231，及覆蓋該第一外焊層231的第二外焊層232，即可製得如圖3的該金屬板微電阻2。

綜上所述，本發明金屬板微電阻的製造方法，先對該板體3蝕刻出該等第一穿槽31與該等第二穿槽32，以形成具有多個電阻塊體21的半成品30，再於該等電阻塊體21的第一表面211與第二表面212上，分別設置該保護層220與該防焊層223，並露出該等電阻塊體21的兩個相對端部214，從而直接於該等端部214上電鑄形成C字型的電極層230，以此方式所形成的電極層230具有厚度均勻的特性而不需經研磨，也無需撕離該保護層220與該防焊層223，因而能高效率的製得結合性良好的該等電極層230，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

51‧‧‧半成品製備步驟

52‧‧‧保護單元形成步驟

53‧‧‧電極層形成步驟

54‧‧‧修阻步驟

55‧‧‧修補步驟

56‧‧‧取得步驟

57‧‧‧外焊層形成步驟

Claims (9)

1. 一種金屬板微電阻的製造方法，包含：一半成品製備步驟，準備一片由導電材料構成的板體，將該板體蝕刻成一半成品，定義兩個彼此相交的一第一方向及一第二方向，該半成品具有至少一條沿該第二方向延伸的第一框條、多條由該第一框條沿該第一方向延伸且沿該第二方向彼此間隔排列的第二框條、多個電阻塊體，及多個第二穿槽，其中，該每一個第二框條具有多個沿該第一方向間隔分佈，且沿該第一方向概呈長型的第一穿槽，該等電阻塊體分別自任相鄰的兩條第二框條的相對兩側邊並對應該等第一穿槽的位置相對延伸，且該每一個電阻塊體具有一鄰近與其相連接之該第二框條及一遠離該第二框條的兩個端部，沿該第一方向的任兩個相鄰的電阻塊體之間具有該第二穿槽；一保護單元形成步驟，將一層保護層設置於該等電阻塊體的一第一表面，並於該等電阻塊體相對該保護層的一第二表面形成一層防焊層，並讓該每一個電阻塊體的該兩個相對端部露出；一電極層形成步驟，於該每一個端部形成一電極層；及一取得步驟，於任兩相鄰的第一穿槽與第二穿槽間形成一令該第一穿槽與該第二穿槽連通的裁切道，讓該等電阻塊體與該等第二框條分離，以取得多個金屬板微電阻。
2. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，其中，該半成品製備步驟在蝕刻形成該等第二穿槽時，是將該板體沿該第二方向蝕刻出概呈長形的一主槽區，並於該主槽區的長邊蝕刻出至少一個沿該第一方向延伸並與該主槽區連通的切槽區。
3. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，其中，該保護單元形成步驟中，該每一個電阻塊體的該第一表面具有二個分別位在端部，且未被該保護層覆蓋的第一電鑄區，該第二表面於對應該等第一電鑄區的區域具有二個未被該防焊層覆蓋的第二電鑄區，該電極層形成步驟是以電鑄方式形成連接相鄰的第一電鑄區與第二電鑄區，並與該保護層與該防焊層連接的電極層。
4. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，其中，該保護單元形成步驟是先於該電阻塊體的第一表面設置一連接膜，再以熱固壓合方式將一軟性保護膜壓合於該連接膜上，而得到該保護層。
5. 如請求項4所述的金屬板微電阻的製造方法，其中，該連接膜是由高分子為主成分構成，該軟性保護膜是選自聚醯亞胺或聚對苯二甲酸乙二酯，該防焊層為環氧樹脂或壓克力樹脂。
6. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，還包含一實施於該電極層形成步驟之後的修阻步驟，以刀輪研磨或雷射修整方式切穿該防焊層，對該等電阻塊體的表面進行修整，令該等電阻塊體具有預定電阻值。
7. 如請求項6所述的金屬板微電阻的製作方法，還包含一實施於該修阻步驟之後的修補步驟，以一選自環氧樹脂或壓克力樹脂的修補防焊層，覆蓋經切穿的該防焊層。
8. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，還包含一實施於該取得步驟之後的外焊層形成步驟，以電鍍方式於各電極層上形成一覆蓋該電極層的外焊層。
9. 如請求項1所述的金屬板微電阻的製造方法，其中，該取得步驟是以沖壓方式形成該等連通該等第一穿槽與第二穿槽的裁切道。