TWI704583B - 電流感測電阻器及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種電流感測電阻器,包括一導電體,所述導電體包括一電阻器部分和連接到所述電阻器部分的兩端的一對電極部分、一接收盲孔,設置在各該對電極部分中的一頂面上,以及一檢測端子,設置在所述接收盲孔上。所述檢測端子包括固定在所述接收盲孔中的一基部和從所述頂面突出的一端子引腳。
Description
本發明涉及一種電阻器件,更具體地說,涉及一種具有改進的機械強度和更佳的電性效能的電流感測電阻器。
諸如分流電阻器的電流感測電阻器在本領域中是已知的。當電流感測電阻器串聯連接到負載並向其施加電流時,產生壓降,該壓降可被測量並參考以估計電流強度。
電流感測電阻器常用於各種電氣設備。通常,電流感測電阻器包括一金屬板電阻器,具有由金屬材料構成的電阻器主體,其具有小的電阻溫度係數,以及由金屬材料構成的一對電極,其具有高導電性,連接到電阻器主體的兩端。
通常,電流感測電阻器的製造會利用到表面焊接製程。但是,此方法可能導致檢測端子在高溫環境下的位移,導致電阻值的變化和檢測精度的損失。
另一種方法是在電流感測電阻器兩側的電極上塗覆焊料,然後通過表面貼合技術(SMT)連接到印刷電路板(PCB)。但是,高溫操作條件會導致焊料熔化和電阻變化。通過將熱引導到電路板還存在使周圍電子元件短路的風險。
本發明的一個目的是提供一種具有改進的機械強度和更佳的電性效能的電流感測電阻器。
根據本發明的一個方面,公開了一種電流感測電阻器。電流感測電阻器,包括一導電體,所述導電體包括電阻器部分和連接到所述電阻器部分的兩端的一對電極部分、一接收盲孔,設置在各該對電極部分中的頂面上,以及一檢測端子,設置在所述接收盲孔上。所述檢測端子包括固定在所述接收盲孔中的基部和從所述頂面突出的端子引腳。
根據本發明的另一個方面,公開了一種用於製造電流感測電阻器的方法。首先提供一導電體。導電體包括電阻器部分和一對電極部分。電阻器部分位於該對電極部分之間,並且各該對電極部分具有一頂面。在各該對電極部分的頂面上形成一接收盲孔。然後將檢測端子插入接收盲孔中。檢測端子包括安裝在接收盲孔中的基部和從頂面突出的端子引腳。基部包括頭部和位於端子引腳和頭部之間的頸部。對端子引腳周圍的各該對電極部分進行沖壓,以形成環繞頸部的擠出部分。擠出部分夾緊頭部和頸部並將基部固定在接收盲孔中。
1:電流感測電阻器
10:導電體
12:檢測端子
102:電阻器部分
102a:頂面
104:電極部分
104a:頂面
106:擠出部分
106a:上表面
108:環形凹陷區域
109:填料
110:熔接部
114:接收盲孔
114a:底部
120:基部
120a:頭部
120b:頸部
122:端子引腳
d:深度
t1、t2:厚度
tr:剩餘厚度
所附圖式係提供用以方便對本發明更進一步的了解,其構成本說明書的一部分。所附圖式與說明書內容一同闡述之本發明實施例,有助於解釋本發明的原理原則。在圖式中:圖1是根據本發明的一個實施例的電流感測電阻器的示意性立體圖;圖2是沿圖1中的切線I-I'截取的示意性橫截面圖;圖3例示出根據本發明另一實施例的電流感測電阻器的特徵部分的放大視圖;以及
圖4至圖8例示出根據本發明的一個實施例的製造電流感測電阻器的方法的示意圖。
應當注意的是,所有的圖式皆為概略性的。為方便和在圖紙上清晰起見,圖式之相對尺寸和部分零件比例係以誇大或縮小規模呈現。相同的標號一般係用來於不同的實施例中指示相對應或類似的元件。
在下文中,將參照附圖說明細節,該些附圖中之內容亦構成說明書細節描述的一部份,並且以可實行該實施例之特例描述方式來繪示。下文實施例已描述足夠的細節俾使該領域之一般技藝人士得以具以實施。當然,亦可採行其他的實施例,或是在不悖離文中所述實施例的前提下作出任何結構性、邏輯性、及電性上的改變。因此,下文之細節描述不應被視為是限制,反之,其中所包含的實施例將由隨附的申請專利範圍來加以界定。
例示出裝置的各實施例的附圖是半圖解的而不是按比例繪製的,並且特別地,某些尺寸是為了清楚呈現並且在附圖中被誇大地示出。而且,在公開和描述具有一些共同特徵的多個實施例的情況下,為了清楚和易於說明和描述,相同或相似的特徵通常將用相同的附圖標記來描述。
本發明涉及一種具有改進的機械強度和更佳的電性效能的電流感測電阻器。電壓檢測端子通過連接銅柱而製成,並通過金屬鉚接方法固定在特定位置,這可以避免高溫焊料熔化問題的風險並避免位置變化的風險。電壓檢測端子的強度能滿足客戶的要求,可以承受長期的機械衝擊。此外,可以透過調節金屬鉚接的寬度和厚度以增強機械力。
請參照圖1和圖2。圖1是根據本發明的一個實施例的電流感測電阻器的示意性立體圖。圖2是沿圖1中的切線I-I'截取的示意性橫截面圖。如圖1和圖2
所示,本發明提供一電流感測電阻器1。電流感測電阻器1包括一導電體10。導電體10可包括電阻器部分102和一對電極部分104。例如,電極部分104可包括銅或銅合金,但不限於此。
根據本發明的一個實施例,電阻器部分102具有兩個相對的端面,並且該對電極部分104連接到所述兩個相對的端面。根據本發明的一個實施例,該對電極部分104的厚度t1大於電阻器部分102的厚度t2,但不限於此。根據本發明的一個實施例,電阻器部分102具有頂面102a,並且每個電極部分104具有頂面104a。根據本發明的一個實施例,頂面102a與頂面104a齊平。
根據本發明的一個實施例,在該對電極部分104的各個頂面104a上,設置有一接收盲孔114,具有深度d。接收盲孔114具有底部114a。諸如單片銅栓的檢測端子12設置在接收盲孔114上和接收盲孔114中。根據本發明的一個實施例,檢測端子12可以是電壓檢測端子。
根據本發明的一個實施例,電極部分104在接收盲孔114的底部114a處具有剩餘厚度tr。剩餘厚度tr和深度d的總合等於厚度t1。根據本發明的一個實施例,剩餘厚度tr與該對電極部分104的厚度t1的比率可以在1/2和1/8之間的範圍內。
根據本發明的一個實施例,檢測端子12包括嵌入並緊密固定在接收盲孔114中的基部120和從電極部分104的頂面104a突出的端子引腳122。基部120直接接觸接收盲孔114的底部114a。
根據本發明的一個實施例,檢測端子12可包括銅或任何合適的金屬或金屬合金。根據本發明的一個實施例,檢測端子12的硬度可以大於各該對電極部分104的硬度。
為了滿足電流感測電阻器1的機械強度要求,檢測端子12需要具備一定的硬度等級。根據本發明的一個實施例,以維氏硬度計測試,在0.05kg下壓力的條件下,檢測端子12的維氏硬度需大於60Hv,以達到電流感測電阻器1的整體
強度需求。
根據本發明的一個實施例,基部120包括頭部120a和位於端子引腳122和頭部120a之間的頸部120b。根據本發明的一個實施例,頭部120a的直徑可以大於頸部120b的直徑。例如,頸部120b可具有約1mm的直徑,頭部120a可具有約1mm至2mm的直徑。頭部120a的形狀可以對應接收盲孔114的形狀形成緊配,例如,圓形對圓形,六邊形對六邊形,或六邊形對圓形,但不限於此。
要決定檢測端子12的頭部120a的高度與盲孔深度d的優選比率範圍時,可以考慮以下兩種情況:(a)如果頭部120a的高度大於或等於盲孔深度d,突出於接收盲孔114,在鉚合檢測端子12的周邊後,形成夾置緊配;(b)如果頭部120a的高度小於接收盲孔114的深度d,則整個頭部120a位於接收盲孔114內,鉚合檢測端子12的周邊上的電極104後,形成卡合緊配。在這種情況下,頭部120a的高度與接收盲孔114的深度d的比率範圍可以在1/2至1/8之間,或者頭部120a的上表面距離電極104的上表面在0.1和2.0mm之間。
根據本發明的一個實施例,導電體10還包括從各該對電極部分104延伸的擠出部分106。擠出部分106覆蓋頭部120a的一部分,將在接收盲孔114內的基部120緊密地固定。根據本發明的一個實施例,擠出部分106環繞頸部120b。
根據本發明的一個實施例,擠出部分106可包括上表面106a,上表面106a包括朝向頸部120b或端子引腳122向上漸縮的上升面。根據本發明的一個實施例,擠出部分106的上表面106a可以包括一凹面。根據本發明的一個實施例,上表面106a可包括一非光滑面。例如,可以對上表面106a進行表面處理以提供所需的表面粗糙度。
根據本發明的一個實施例,導電體10還可以包括圍繞擠出部分106的環形凹陷區域108。根據本發明的一個實施例,環形凹陷區域108可以填充有填料109。在本發明的實施例中,填料109可以包括焊料,但不限於此。根據本發明的
一個實施例,可以使用鎳和錫作為填縫材料,塗覆在檢測端子12周圍,並通過錫焊方式包覆檢測端子12的周圍,達到增加機械強度和導電性的目的。
圖3例示出根據本發明另一實施例的電流感測電阻器的特徵部分的放大視圖。如圖3所示,根據本發明的一個實施例,於基部120和擠出部分106之間可以設有一熔接部110。例如,熔接部110可以是雷射熔接部。藉由提供熔接部110並使用雷射熔接,可以修復基部120和擠出部分106之間的界面處的損壞並且可以減小接觸電阻。
圖4至圖8例示出根據本發明的一個實施例的製造電流感測電阻器的方法的示意圖,其中相同的元件、區域或層仍沿用相同的附圖標記表示。
首先,如圖4所示,提供一導電體10。導電體10包括一電阻器部分102和一對電極部分104。電阻器部分102位於該對電極部分104之間,且各該對電極部分104具有一頂面104a。
如圖5所示,接收盲孔114形成在各該對電極部分104的頂面104a上。接收盲孔114可以通過雷射鑽孔、機械鑽孔或本領域已知的任何合適的方法形成。
然後,如圖6所示,將諸如銅栓的檢測端子12插入接收盲孔114中。檢測端子12包括裝配在接收盲孔114中的基部120和從頂面104a突出的端子引腳122。基部120包括頭部120a和位於端子引腳122和頭部120a之間的頸部120b。頭部120a的直徑大於頸部120b的直徑。
如圖7所示,圍繞端子引腳122的各該對電極部分104被沖壓以形成環繞頸部120b的擠出部分106。擠出部分106夾緊頭部120a和頸部120b並將基部120緊密地固定在接收盲孔114中。環形凹陷區域108圍繞著擠出部分106而形成。
如圖8所示,環形凹陷區域108填充有填料109。根據本發明的一個實施例,填料109可以包括焊料,但不限於此。可選地,可以執行熔接製程以在基部120和擠出部分106之間形成熔接部110。例如,熔接部110可以是雷射熔接部。
藉由提供熔接部110並使用雷射熔接,可以修復基部120和擠出部分106之間的界面處的損壞並且可以減小接觸電阻。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1:電流感測電阻器
12:檢測端子
102:電阻器部分
102a:頂面
104:電極部分
104a:頂面
106:擠出部分
106a:上表面
108:環形凹陷區域
109:填料
114:接收盲孔
114a:底部
120:基部
120a:頭部
120b:頸部
122:端子引腳
d:深度
t1、t2:厚度
tr:剩餘厚度
Claims (22)
- 一種電流感測電阻器,包含:一導電體,包括一電阻器部分和一對電極部分,其中所述電阻器部分位於該對電極部分之間,並且各該對電極部分具有一頂面;一接收盲孔,設置在各該對電極部分的頂面上,其中所述接收盲孔具有一底部;以及一檢測端子,設置在所述接收盲孔上,其中所述檢測端子包括固定在所述接收盲孔中的一基部和從所述頂面突出的一端子引腳,所述基部位於所述底部上方,其中所述導電體還包括從各該對電極部分延伸的擠出部分,將所述基部固定在所述接收盲孔中。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中所述基部包括一頭部和位於所述端子引腳和所述頭部之間的一頸部,其中所述頭部的直徑大於所述頸部的直徑。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中所述電阻器部分具有兩個相對的端面,並且該對電極部分連接到所述兩個相對的端面。
- 根據請求項2所述的電流感測電阻器,其中所述擠出部分覆蓋所述頭部的一部分,以將所述基部固定在所述接收盲孔中。
- 根據請求項4所述的電流感測電阻器,其中所述擠出部分環繞所述頸部。
- 根據請求項5所述的電流感測電阻器,其中所述導電體還包括圍繞所述擠出部分的一環形凹陷區域。
- 根據請求項6所述的電流感測電阻器,其中另包含:一填料,填充到所述環形凹陷區域中。
- 根據請求項7所述的電流感測電阻器,其中所述填料包括焊料。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中該對電極部分的厚度大於所述電阻器部分的厚度。
- 根據請求項4所述的電流感測電阻器,其中所述擠出部分包括一上表面,該上表面包括朝向頸部向上漸縮的上升面。
- 根據請求項4所述的電流感測電阻器,其中所述擠出部分的上表面包括一凹面。
- 根據請求項4所述的電流感測電阻器,其中所述擠出部分的上表面包括一非光滑面。
- 根據請求項4所述的電流感測電阻器,其中另包含:一熔接部,設於所述基部和所述擠出部分之間。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中所述檢測端子包含銅。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中所述檢測端子的硬度大於各該對電極部分的硬度。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中所述基部接觸所述底部。
- 根據請求項1所述的電流感測電阻器,其中各該對電極部分在所述接收盲孔的底部處具有一剩餘厚度,且所述剩餘厚度和所述接收盲孔的深度的總合等於各該對電極部分的厚度。
- 一種製作電流感測電阻器的方法,包含:提供包括一電阻器部分和一對電極部分的導電體,其中所述電阻器部分位於所述該對電極部分之間,並且各該對電極部分具有一頂面;在各該對電極部分的頂面上形成一接收盲孔;將一檢測端子插入所述接收盲孔中,其中所述檢測端子包括安裝在所述接收盲孔中的一基部和從頂面突出的一端子引腳,其中所述基部包括一頭部和位於所述端子引腳和所述頭部之間的一頸部;以及在所述端子引腳周圍沖壓各該對電極部分以形成環繞所述頸部的一擠出部分,其中所述擠出部分夾緊所述頭部和所述頸部並將所述基部固定在所述接收盲孔中。
- 如請求項17所述的方法,其中所述頭部的直徑大於所述頸部的直徑。
- 如請求項17所述的方法,其中另包含: 在所述擠出部分周圍形成一環形凹陷區域。
- 如請求項19所述的方法,其中另包含:將一填料填充到所述環形凹陷區域中。
- 如請求項17所述的方法,其中另包含:進行一熔接製程以在所述基部和所述擠出部分之間形成一熔接部。
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