專利名稱：微型低電壓低阻值電流感測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電流感測(cè)器的新構(gòu)造，特別是指一種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器的新構(gòu)造。
習(xí)見的電流感測(cè)器重要的有下列數(shù)種A.金屬箔型電流感測(cè)器(Metal Foil Current detector)其構(gòu)造如圖2A所示，走由金屬端子201、202，被夾設(shè)于其間的合金板203，以及被覆于合金板203上的樹脂保護(hù)膜204所構(gòu)成，該種金屬箔型電流感測(cè)器的厚度可作得很厚，故其阻值(resistant value)可作得很低。依公式R＝Rs·l/w，Rs＝片電阻Ω/2，l＝電阻器長度，w＝電阻器寬度，當(dāng)厚度較厚時(shí)，其Rs值就比較低，故可得到比較低的電阻。
此種金屬箔型電流感測(cè)器有下列缺點(diǎn)1.金屬都有其柔軟性，當(dāng)需要比較高的阻值時(shí)，金屬片的厚度就要比較薄，金屬片越薄，其操作性就越差，制造的合格率也就越低，故其阻值適用范圍只能在1-10mΩ之間。
2，金屬越薄，需要比較厚的樹脂來作支撐，但樹脂愈厚，其熱傳導(dǎo)就比較差，故只能限制使用在低壓的產(chǎn)品。
3.阻值修整只能用機(jī)械式的修整方法，其準(zhǔn)確性較差。B.插件型電流感測(cè)器其構(gòu)成如圖2B所示，包括有基板211，形成于其上的金屬箔212，以及與金屬箔212相接的端子體導(dǎo)線213、214，其端子體導(dǎo)線213、214形成插銷，以便與電路板插接，目前此種插件型電流感測(cè)器的制造方法是，利用旋轉(zhuǎn)涂布的方式將環(huán)氧樹脂涂布在基板上，再將金屬箔粘在基板上面壓合后，利用微影工藝，將金屬片蝕刻成所需的線路，然后再利用蝕刻方式和激光修整方式修整阻值，故其精確度高。
但是，此種插件型電流感測(cè)器有下列缺點(diǎn)1.由于插件型電流感測(cè)器的特點(diǎn)是用來插接于電路板上，故需要一些額外的工時(shí)作端子體導(dǎo)線的連接，在制造成本的考慮上，是比較差的。
2.因需要端子導(dǎo)線，而端子體導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生電阻，其將限制其產(chǎn)品無法使用于低微歐姆的產(chǎn)品。
3.無SMD(表面黏貼)結(jié)構(gòu)，客戶在使用時(shí)，需用人工來插件，會(huì)增加加工成本。
4.無散熱機(jī)構(gòu)，只能限制于低功率的產(chǎn)品上。C.薄膜低阻型電流感測(cè)器如圖2C所示，薄膜低阻型電流感測(cè)器的制作是在氧化鋁的基板221上利用蒸鍍或?yàn)R鍍的技術(shù)將金屬或金屬的合金鍍?cè)谘趸X的基板上，作為電阻層222，再利用激光的修整技術(shù)，將薄膜修整到準(zhǔn)確值，然后用濺鍍或蒸鍍技術(shù)形成電極223，再被覆保護(hù)膜224。由于電阻層222利用激光修整，故準(zhǔn)確性較高。
但是，此種薄膜低阻型電流感測(cè)器也有下列缺點(diǎn)1.薄膜電阻，因制造上的特性是采用真空工藝，在電阻膜的成長速率方面，比其他方法低，一般所能用的電阻范圍就只能限制在10微歐姆以上的產(chǎn)品。
2.由于成長速率慢，制造成本也會(huì)比較高。
3.在散熱方面，因沒有熱散機(jī)構(gòu)，故只能限制在低壓的產(chǎn)品。D.厚膜型電流感測(cè)器如圖2D所示，厚膜電流感測(cè)器的電阻層232，其制作是利用印刷、燒結(jié)的方式來制作，故在制造成本上是比較具有競(jìng)爭(zhēng)性，然而，厚膜型電流感測(cè)器也有下列缺點(diǎn)1.由于厚膜工藝的電阻膠是由金屬或金屬的氧化物與玻璃作鍵結(jié)，金屬或金屬氧化物本身，并無接合能力，故其電阻值要作得很低，實(shí)在不容易，其產(chǎn)品的適用范圍在10微歐姆以上。
2.厚膜型電流感測(cè)器雖然可以用激光修整的方式來調(diào)整其阻值，但因材料本身玻璃接合的特性，在激光修整后比較容易產(chǎn)生微裂(Micro crack)，故只能限制使用在低電壓的產(chǎn)品。
3.在散熱與低阻機(jī)構(gòu)方面，也無此設(shè)計(jì)，故只能限制在低電壓的產(chǎn)品。E.高溫共燒陶磁(MLCC)與低溫共燒陶磁制成式的電流感測(cè)器此種電流感測(cè)器的工藝有些類似厚膜式電流感測(cè)器，唯一不一樣的是采取高溫(850℃以上)共燒結(jié)的方式，將陶磁材料242與電阻層241共同燒結(jié)，再形成電極243、244，因?yàn)樗褂玫牟牧喜煌?，故其?yōu)缺點(diǎn)與厚膜工藝類似，但因電阻體與基材是一起作燒結(jié)的，故無法用激光來修整阻值，在阻值的準(zhǔn)確性是所有產(chǎn)品中最差的。
有鑒于習(xí)見的電流感測(cè)器有上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人針對(duì)該些缺點(diǎn)研究改進(jìn)之道，經(jīng)長時(shí)研究終有本實(shí)用新型產(chǎn)生。
依本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其可依所使用的功率，設(shè)計(jì)不同形狀的散熱機(jī)構(gòu)于基板背面，再利用電鑄技術(shù)，將散熱機(jī)構(gòu)加高，增加散熱效果，此為本實(shí)用新型的次一目的。
依本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其基板的使用有很大的彈性，可依不同使用功率來決定使用何種基板，此為本實(shí)用新型的再一目的。
依本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其具有激光修整的設(shè)計(jì)，使其阻值能更精準(zhǔn)，此為本實(shí)用新型的一目的。
依本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其具有SMD(表面粘著)設(shè)計(jì)，使用上更為方便，此為本實(shí)用新型的又一目的。
依本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其電阻可依不同的需求，使用不同厚度的片材來符合不同客戶的需求，在生產(chǎn)上有很大的彈性，此為本實(shí)用新型的更一目的。
依本實(shí)用新型的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其可使用印刷電路板的壓合工藝來制造，可大量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，此為本實(shí)用新型的另又一目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的基本方案是一種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其具有感測(cè)器本體以及設(shè)于感測(cè)器本體兩端的電極；其特征在于感測(cè)器本體是由下列所構(gòu)成一中間基層，設(shè)于中間基層上、下側(cè)的散熱膠片，位于上層散熱膠片之上的電阻層，位于下層散熱膠片表面上的散熱層所壓合成的基板，以及被覆于基板的電阻層表面與散熱層表面的保護(hù)層。
至于本實(shí)用新型的詳細(xì)構(gòu)造、應(yīng)用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作的說明即可得到完全的了解。


圖1為電流感測(cè)器應(yīng)用電路的一例。
圖2A為習(xí)見金屬箔型電流感測(cè)器的示意圖。
圖2B為習(xí)見插件型電流感測(cè)器的示意圖。
圖2C為習(xí)見薄膜低阻型電流感測(cè)器的示意圖。
圖2D為習(xí)見厚膜型電流感測(cè)器的示意圖。
圖2E為高低溫共燒陶磁工藝式電流感測(cè)器的示意圖。
圖3本實(shí)用新型電流感測(cè)器的立體示意圖。
如圖3所示，本實(shí)用新型的此種電流感測(cè)器，主要是由感測(cè)器本體1以及設(shè)于感測(cè)器本體兩端的電極2所構(gòu)成，其中，感測(cè)器本體1包括有多層板體，最中央的板體為中間基層10，中間基層10較佳的是以鋁的氧化物或鋁的氮化物或金屬板體所構(gòu)成，中間基層10的上、下側(cè)為散熱膠片11、12，位于上側(cè)的散熱膠片11，其表面上貼附電阻層13，位于下側(cè)的散熱膠片12表面上，則貼附散熱層14；散熱膠片11、12的材料為FRP膠或高傳熱膠，散熱層14較佳的為銅，電阻層13則為金屬箔片，在金屬箔片的電阻層13上，可被覆局部/或全部保護(hù)層15，散熱層14的表面上，則被覆一保護(hù)層16，此保護(hù)層可依不同功率的需求來改變，可全部或局部被覆，而保護(hù)層15、16較佳的為樹脂材料構(gòu)成。
感測(cè)器本體兩側(cè)端的電極部2先形成一電鑄銅17、18，再利用濺鍍法形成三面電極20，最后再于其上電鍍銅、鎳、錫鉛。
上述本實(shí)用新型的電流感測(cè)器，其基板背面具有散熱機(jī)構(gòu)，散熱效果可增加，其利用微機(jī)電的電鑄技術(shù)將電極加厚的結(jié)果，將可減少從電極所帶來的電阻，其感測(cè)器本體以五個(gè)板體構(gòu)成，利用PC板的壓合工藝即可獲得，不但可大量生產(chǎn)，更可降低生產(chǎn)成本。
從上所述可知，本實(shí)用新型的此種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器確實(shí)具有減少電極電阻，增加散熱功能的效果，而該等功效確實(shí)可以改進(jìn)習(xí)見電極電阻較大，散熱不佳的弊病并且，其未見諸公開使用。
需陳明的是，以上所述是本實(shí)用新型較佳具體的實(shí)施例，若依本實(shí)用新型的構(gòu)想所作的改變，其產(chǎn)生的功能作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其具有感測(cè)器本體以及設(shè)于感測(cè)器本體兩端的電極；其特征在于感測(cè)器本體是由下列所構(gòu)成一中間基層，設(shè)于中間基層上、下側(cè)的散熱膠片，位于上層散熱膠片之上的電阻層，位于下層散熱膠片表面上的散熱層所壓合成的基板，以及被覆于基板的電阻層表面與散熱層表面的保護(hù)層。
2.如權(quán)利要求1所述的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其特征在于感測(cè)器本體兩側(cè)端的電極部在電極端形成有一電鑄銅、其上具有利用濺鍍法形成的三面電極，且其上滾鍍有銅、鎳、錫鉛層。
3.如權(quán)利要求1所述的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其特征在于基板的中間基層以氧化鋁基材(Al2O3)或氮化鋁基材(AlN)或金屬板體所形成。
4.如權(quán)利要求1所述的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其特征在于基板的中間基層上、下側(cè)的散熱膠片材料為FRP膠或高傳熱膠。
5.如權(quán)利要求1所述的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其特征在于電阻層為金屬箔片。
6.如權(quán)利要求1所述的微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其特征在于電阻層上全部或局部被覆一層保護(hù)層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型低電壓低阻值電流感測(cè)器，其具有感測(cè)器本體以及設(shè)于感測(cè)器本體兩端之電極；其特征在于感測(cè)器本體是由一中間基層，設(shè)于中間基層上、下側(cè)的散熱膠片，位于上層散熱膠片之上的電阻層，位于下層散熱膠片表面上的散熱層所壓合成的基板，以及被覆于電阻層表面與散熱層表面的保護(hù)層所構(gòu)成。
文檔編號(hào)H01C17/00GK2588504SQ02257350
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者王鐘雄 申請(qǐng)人:乾坤科技股份有限公司