TWI818571B - 低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法。此低電阻溫度係數之電流感測電阻器包含負溫度係數電阻基材、設置於負溫度係數電阻基材上之電阻層以及第一端電極和第二端電極。在此低電阻溫度係數之電流感測電阻器的製造方法中，首先提供負溫度係數電阻基材。然後，形成電阻層於負溫度係數電阻基材上，以提供一主體，其中此主體包含上述之負溫度係數電阻基材和之電阻層，且具有第一端部以及第二端部，第一端部係與第二端部相對。接著，形成一第一端電極於主體之第一端部上，以及形成第二端電極於主體之第二端部上。
Description
本發明是有關於一種低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法。
在習知的電阻器製造方法中，首先會利用絕緣陶瓷基板或軟性材料來當作承載板，接著利用印刷製程或者物理氣相沉積製程來將選定的電阻材料堆積在承載板上表面，然後再形成端電極於電阻材料兩端來製成電阻器。
利用上述電阻器製造方法所製成之電阻器所具有的電阻溫度係數(temperature coefficient of resistance；TCR)主要是由選定的電阻材料以及端電極材料來決定。然而，電阻材料與端電極材料的電阻溫度係數皆為正值，故難以設計出具有低電阻溫度係數的電阻器。
本發明之實施例提出一種低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法，其採用負溫度係數(negative temperature coefficient；NTC)的電阻基材，以有效地降低電流感測電阻器的電阻溫度係數。
根據本發明之一實施例，上述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器包含：負溫度係數電阻基材、電阻層、第一端電極以及第二端電極。電阻層係設置於負溫度係數電阻基材上，以與負溫度係數電阻基材組成一主體，此主體具有第一端部以及第二端部，第一端部與第二端部相對。第一端電極係設置於主體之第一端部上，而第二端電極係設置於主體之第二端部上。
在一些實施例中，第一端電極包覆主體之第一端部，第二端電極包覆主體之第二端部。
在一些實施例中，第一端電極包含第一上電極、第一下電極以及第一側電極，第一上電極設置於主體之上表面上，第一下電極設置於主體之下表面上，第一側電極延伸設置於第一上電極、第一下電極以及主體之第一側表面上，第二端電極包含第二上電極、第二下電極以及第二側電極，第二上電極設置於主體之上表面上，第二下電極設置於主體之下表面上，第二側電極延伸設置於第二上電極、第二下電極以及主體之一第二側表面上，主體之下表面係相對於主體之上表面，主體之第二側表面係相對於主體之第一側表面。
在一些實施例中，上述之電流感測電阻器更包含第一絕緣層以及第二絕緣層。第一絕緣層係設置於負溫度係數電阻基材之上表面上，且位於負溫度係數電阻基材與電阻層之間。第二絕緣層設置於負溫度係數電阻基材之下表面上。負溫度係數電阻基材之下表面係相對於負溫度係數電阻基材之上表面。
在一些實施例中，第一絕緣層和第二絕緣層之材料為玻璃。
在一些實施例中，負溫度係數電阻基材與電阻層電性並聯。
根據本發明之另一實施例，上述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法包含：提供負溫度係數電阻基材；形成電阻層於負溫度係數電阻基材上，以提供一主體，其中此主體包含負溫度係數電阻基材和電阻層，且具有第一端部以及第二端部，第一端部與第二端部相對；形成第一端電極於主體之第一端部上；以及形成第二端電極於主體之第二端部上。
在一些實施例中，形成電阻層於負溫度係數電阻基材上之步驟係利用印刷或鍍膜之方式來進行。
在一些實施例中，上述低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法更包含：形成第一絕緣層於該負溫度係數電阻基材之上表面上；以及形成第二絕緣層於該負溫度係數電阻基材之一下表面上。負溫度係數電阻基材之上表面相對於負溫度係數電阻基材之下表面，第一絕緣層位於
負溫度係數電阻基材與電阻層之間。
在一些實施例中，第一絕緣層和第二絕緣層之材料為玻璃。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100:電流感測電阻器
110:負溫度係數電阻基材
120:電阻層
131:第一端電極
131a:第一上電極
131b:第一下電極
131c:第一側電極
132:第二端電極
132a:第二上電極
132b:第二下電極
132c:第二側電極
140:第一保護層
150:第二保護層
200:電流感測電阻器的製造方法
210~230:步驟
300:主體
400:電流感測電阻器
410:負溫度係數電阻基材
420:電阻層
431:第一端電極
431a:第一上電極
431b:第一下電極
431c:第一側電極
432:第二端電極
432a:第二上電極
432b:第二下電極
432c:第二側電極
440:第一保護層
450:第二保護層
460:第一絕緣層
470:第二絕緣層
410R:電阻
420R:電阻
600:電流感測電阻器的製造方法
610~640:步驟
700:主體
圖1係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的結構示意圖。
圖2係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的製造方法的流程示意圖。
圖3係繪示根據本發明實施例之電流感測電阻器對應上述製造方法之中間階段的結構示意圖。
圖4係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的結構示意圖。
圖5係繪示根據本明實施例之電流感測電阻器的等效電路示意圖。
圖6係繪示根據本發明實施例之電流感測電阻器對應上述製造方法之中間階段的結構示意圖。
圖7係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的結構示意圖。
下文是以實施方式配合附圖作詳細說明，但所提供的實施方式並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作的描述非用以限制其執行的順序，任何由元件重新組合的結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。
關於本文中所使用之『第一』、『第二』、…等，並非特別指次序或順位的意思，其僅為了區別以相同技術用語描述的元件或操作。
請參照圖1，其係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器100的結構示意圖。電流感測電阻器100包含負溫度係數(negative temperature coefficient；NTC)電阻基材110、電阻層120、第一端電極131、第二端電極132、第一保護層140以及第二保護層150。負溫度係數電阻基材110係採用隨著溫度上升電阻值會隨著下降的材料。在本實施例中，負溫度係數電阻基材110的材料可為錳(Mn)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鋁(Al)以及矽(Si)等陶瓷氧化物，或者含矽(Si)、鉍(Bi)、硼(B)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、鉛(Pb)等可燒結之玻璃相關材料物質，但本發明之實施例並不受限於此。電阻層120係設置於負溫度係數電阻基材110上，用以提供使用者所需的電阻值。在本實施例中，電阻層120的材料包含銀銅合金、鎳鉻銅合金、
鎳鉻矽合金、錳銅合金或鎳銅合金，但本發明之實施例並不受限於此。另外，本發明實施例之電阻層120為正溫度係數之電阻材料。
第一端電極131和第二端電極132係分別設置於負溫度係數電阻基材110/電阻層120的兩端，以提供電流感測電阻器100的電路接點。在本實施例中，第一端電極131包含第一上電極131a、第一下電極131b以及第一側電極131c，而第二端電極132包含第二上電極132a、第二下電極132b以及第二側電極132c。第一上電極131a和第二上電極132a係設置於電阻層120的上表面上，且位於電阻層120的相對兩個端部上。第一下電極131b和第二下電極132b係設置於負溫度係數電阻基材110的下表面上，且位於負溫度係數電阻基材110的相對兩個端部上。在一些實施例中，第一上電極131a和第二上電極132a與第一下電極131b和第二下電極132b係互相對準設置，但本發明之實施例並不受限於此。
第一側電極131c係延伸設置於第一上電極131a、第一下電極131b以及負溫度係數電阻基材110和電阻層120之側表面上。具體而言，第一側電極131c之一端係設置於第一上電極131a上，並依序沿著電阻層120和負溫度係數電阻基材110之側表面來延伸至第一下電極131b，如此第一側電極131c之另一端係設置於第一下電極131b上。類似地，第二側電極132c係延伸設置於第二上電極132a、第二下電極132b以及負溫度係數電阻基
材110和電阻層120之側表面上。具體而言，第二側電極132c之一端係設置於第二上電極132a上，並依序沿著電阻層120和負溫度係數電阻基材110之另一側表面來延伸至第二下電極132b，如此第二側電極132c之另一端係設置於第二下電極132b上。
第一保護層140係設置於電阻層120上，且位於第一上電極131a和第二上電極132a之間，以覆蓋暴露出的電阻層120部分，進而保護電阻層120。第二保護層150係設置於第一保護層140上，且覆蓋第一保護層140以及第一上電極131a和第二上電極132a之一部分，以更進一步保護電阻層120。第一保護層140和第二保護層150可避免，例如電阻層120與外部空氣接觸以及水氣侵蝕電阻層120。在本實施例中，第一保護層140和第二保護層150之材料可為油墨、聚亞醯胺膜或防焊光阻層，但本發明之實施例並不受限於此。
由上述說明可知本發明實施例之電流感測電阻器100採用具有負溫度係數的基材(即負溫度係數電阻基材110)來製作，因此當電流感測電阻器100的溫度上升時，可以利用負溫度係數電阻基材110來提供補償，使得電流感測電阻器100的阻值不會隨著溫度上升而大幅上升，藉此來提供具有低電阻溫度係數之電流感測電阻器。
請同時參照圖2和圖3，圖2係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的製造方法200的流程示意圖，圖3係繪示根據本發明實施例之電流感測
電阻器對應上述製造方法200之中間階段的結構示意圖。在製造方法200中，首先進行步驟210，以提供前述之負溫度係數電阻基材110。然後，進行步驟220，以形成上述之電阻層120於負溫度係數電阻基材110上，並以此來做為電阻器的主體300。在本實施例中，電阻層120係透過印刷或物理氣相沉積的方式來形成於負溫度係數電阻基材110上，但本發明之實施例並不受限於此。接著，進行步驟230，以形成端電極與保護層於主體300上。例如，先形成第一上電極131a和第二上電極132a於電阻層120的相對兩個端部上，以及將第一下電極131b和第二下電極132b形成於負溫度係數電阻基材110的相對兩個端部上，然後再形成第一側電極131c、第二側電極132c、第一保護層140以及第二保護層150於主體300上。
請參照圖4，其係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器400的結構示意圖。電流感測電阻器400包含負溫度係數電阻基材410、電阻層420、第一端電極431、第二端電極432、第一保護層440、第二保護層450以及第一絕緣層460和第二絕緣層470。負溫度係數電阻基材410係採用隨著溫度上升電阻值會隨著下降的材料。在本實施例中，負溫度係數電阻基材410的材料可為錳(Mn)、鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉻(Cr)、鋁(Al)以及矽(Si)等陶瓷氧化物，或者含矽(Si)、鉍(Bi)、硼(B)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鈦(Ti)、鉛(Pb)等可燒結之玻璃相關材料物質，但本發明之實施例並不受限
於此。
第一絕緣層460和第二絕緣層470係分別設置於負溫度係數電阻基材410的上表面和下表面上，以提供電性隔離的效果。在本實施例中，第一絕緣層460和第二絕緣層470的材料為玻璃，但本發明之實施例並不受限於此。
電阻層420係設置於第一絕緣層460上，用以提供使用者所需的電阻值。在本實施例中，電阻層420的材料係類似於上述之電阻層120，其包含銀銅合金、鎳鉻銅合金、鎳鉻矽合金、錳銅合金或鎳銅合金，但本發明之實施例並不受限於此。另外，本發明實施例之電阻層420亦為正溫度係數之電阻材料。
第一端電極431和第二端電極432係分別設置於第二絕緣層470/電阻層420的兩端，以提供電流感測電阻器400的電路接點。在本實施例中，第一端電極431包含第一上電極431a、第一下電極431b以及第一側電極431c，而第二端電極432包含第二上電極432a、第二下電極432b以及第二側電極432c。第一上電極431a和第二上電極432a係設置於電阻層420上，且位於第一絕緣層460的相對兩個端部上。第一下電極431b和第二下電極432b係設置於第二絕緣層470的下表面上，且位於第二絕緣層470的相對兩個端部上。在一些實施例中，第一上電極431a和第二上電極432a與第一下電極431b和第二下電極432b係互相對準設置，但本發明之實施例並
不受限於此。
第一側電極431c係延伸設置於第一上電極431a、第一下電極431b、負溫度係數電阻基材410、電阻層420以及第一絕緣層460和第二絕緣層470之側表面上。具體而言，第一側電極431c之一端係設置於第一上電極431a上，並依序沿著電阻層420、第一絕緣層460、負溫度係數電阻基材410和第二絕緣層470之側表面來延伸至第一下電極431b，如此第一側電極431c之另一端係設置於第一下電極431b上。
類似地，第二側電極432c係延伸設置於第二上電極432a、第二下電極432b、負溫度係數電阻基材410電阻層420以及第一絕緣層460和第二絕緣層470之側表面上。具體而言，第二側電極432c之一端係設置於第二上電極432a上，並依序沿著電阻層420、第一絕緣層460、負溫度係數電阻基材410和第二絕緣層470之側表面來延伸至第二下電極432b，如此第二側電極432c之另一端係設置於第二下電極432b上。
第一保護層440係設置於電阻層420上，且位於第一上電極431a和第二上電極432a之間，以覆蓋暴露出的電阻層420部分，進而保護電阻層420。第二保護層450係設置於第一保護層440上，且覆蓋第一保護層440以及第一上電極431a和第二上電極432a之一部分，以更進一步保護電阻層420。第一保護層440和第二保護層150可避免，例如電阻層420與外部空氣接觸以及水氣侵
蝕電阻層420。在本實施例中，第一保護層440和第二保護層450之材料可為油墨、聚亞醯胺膜或防焊光阻層，但本發明之實施例並不受限於此。
請參照圖5，其係繪示根據本明實施例之電流感測電阻器400的等效電路示意圖，其中電阻420R係代表電阻層420的電阻，而電阻410R係代表負溫度係數電阻基材410的電阻。由圖5可知，電阻層420的電阻420R係與負溫度係數電阻基材410的電阻410R電性並聯。當電流感測電阻器400的溫度上升時，雖然電阻層420的電阻420R的阻值也會隨之上升，但負溫度係數電阻基材410的電阻410R的阻值會隨之下降，如此可以利用負溫度係數電阻基材410的電阻410R來提供補償，使得電流感測電阻器400的阻值不會隨著溫度上升而大幅上升，藉此來提供具有低電阻溫度係數之電流感測電阻器。
請同時參照圖6和圖7，圖6係繪示根據本發明實施例之低電阻溫度係數之電流感測電阻器的製造方法600的流程示意圖，圖7係繪示根據本發明實施例之電流感測電阻器對應上述製造方法600之中間階段的結構示意圖。在製造方法600中，首先進行步驟610，以提供前述之負溫度係數電阻基材410。然後，進行步驟620，以分別形成上述之第一絕緣層460和第二絕緣層470於負溫度係數電阻基材410的上表面和下表面上。接著，進行步驟630，以形成上述之電阻層420於第一絕緣層460上，並以此來做為電阻器的主體700。然後，進行步驟640，以形成端
電極與保護層於主體700上。例如，先形成第一上電極431a和第二上電極432a於電阻層420的相對兩個端部上，以及將第一下電極431b和第二下電極432b形成於第二絕緣層470的相對兩個端部上，然後再形成第一側電極431c、第二側電極432c、第一保護層440以及第二保護層450於主體700上。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:電流感測電阻器
110:負溫度係數電阻基材
120:電阻層
131:第一端電極
131a:第一上電極
131b:第一下電極
131c:第一側電極
132:第二端電極
132a:第二上電極
132b:第二下電極
132c:第二側電極
140:第一保護層
150:第二保護層
Claims (10)
- 一種低電阻溫度係數之電流感測電阻器，包含： 一負溫度係數電阻基材； 一電阻層，設置於該負溫度係數電阻基材上，以與該負溫度係數電阻基材組成一主體，該主體具有一第一端部以及一第二端部，該第一端部與該第二端部相對； 一第一端電極，設置於該主體之該第一端部上；以及 一第二端電極，設置於該主體之該第二端部上。
- 如請求項1所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器，其中該第一端電極包覆該主體之該第一端部，該第二端電極包覆該主體之該第二端部。
- 如請求項2所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器，其中該第一端電極包含一第一上電極、一第一下電極以及一第一側電極，該第一上電極設置於該主體之一上表面上，該第一下電極設置於該主體之一下表面上，該第一側電極延伸設置於該第一上電極、該第一下電極以及該主體之一第一側表面上，該第二端電極包含一第二上電極、一第二下電極以及一第二側電極，該第二上電極設置於該主體之該上表面上，該第二下電極設置於該主體之該下表面上，該第二側電極延伸設置於該第二上電極、該第二下電極以及該主體之一第二側表面上，該主體之該下表面係相對於該主體之該上表面，該主體之該第二側表面係相對於該主體之該第一側表面。
- 如請求項1所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器，更包含： 一第一絕緣層，設置於該負溫度係數電阻基材之一上表面上，且位於該負溫度係數電阻基材與該電阻層之間；以及 一第二絕緣層，設置於該負溫度係數電阻基材之一下表面上，其中該負溫度係數電阻基材之該下表面係相對於該負溫度係數電阻基材之該上表面。
- 如請求項4所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器，其中該第一絕緣層和該第二絕緣層之材料為玻璃。
- 如請求項4所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器，其中該負溫度係數電阻基材與該電阻層電性並聯。
- 一種低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法，包含： 提供一負溫度係數電阻基材； 形成一電阻層於該負溫度係數電阻基材上，以提供一主體，其中該主體包含該負溫度係數電阻基材和該電阻層，且具有一第一端部以及一第二端部，該第一端部與該第二端部相對； 形成一第一端電極於該主體之該第一端部上；以及 形成一第二端電極於該主體之該第二端部上。
- 如請求項7所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法，其中形成該電阻層於該負溫度係數電阻基材上之步驟係利用印刷或鍍膜之方式來進行。
- 如請求項7所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法，更包含： 形成一第一絕緣層於該負溫度係數電阻基材之一上表面上；以及 形成一第二絕緣層於該負溫度係數電阻基材之一下表面上； 其中，該負溫度係數電阻基材之該上表面相對於該負溫度係數電阻基材之該下表面，該第一絕緣層位於該負溫度係數電阻基材與該電阻層之間。
- 如請求項9所述之低電阻溫度係數之電流感測電阻器之製造方法，其中該第一絕緣層和該第二絕緣層之材料為玻璃。
Priority Applications (1)
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| TW111120790A TWI818571B (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| TW111120790A TWI818571B (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法 |
Publications (2)
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| TWI818571B true TWI818571B (zh) | 2023-10-11 |
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ID=89857472
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW111120790A TWI818571B (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 低電阻溫度係數之電流感測電阻器與其製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| TW (1) | TWI818571B (zh) |
-
2022
- 2022-06-06 TW TW111120790A patent/TWI818571B/zh active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| TW202349422A (zh) | 2023-12-16 |
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