专利名称：金属板电阻的结构与制造方法
技术领域：
本发明涉及一种金属板电阻的构造与制造方法。
背景技术：
现今各式3C产品为了能在生活上带给人们更大的便利性，并且在同类的竟 争商品中取得优势，除了功能设计上以多工、甚至跨领域导向之外，在造型设 计上也多以轻、薄、易于携带作为诉求，以期能获得消费者青睐；例如手机 结合数位相机以及网际网路功能、个人数位助理(PDA)结合卫星导航(GPS)以 及指紋辨识器等，均为轻、薄且跨领域3C产品中的设计典范。
在上述3C产品设计趋势的要求的下，其电路的硬体架构中所使用的各式电 子元件，在设计上也有了明显的改变，例如金属板电阻即为一因应3C产品轻、 薄设计而产出的电子元件。
金属板电阻顾名思义，是利用特殊合金作为电阻体，将传统电阻薄型化， 并符合表面粘着型电子元件(SMD)的要求。如图l所示，早期的金属板电阻 IO构造是在两片可供焊接在电路板的导电端子11之间，设置一片由特殊材料制 成以作为阻抗用的电阻合金12，并在电阻合金12外部以陶瓷材料13 (绝缘陶 瓷)将电阻合金12包覆封装，封装后即可形成一金属板电阻10。
上述金属板电阻的制程是先利用一片导电金属薄片冲压出多组导电端子 11,并且将电阻合金12裁切成适当大小后，将每一片电阻合金12以焊锡14悍 接在每一组导电端子11之间，最后再进行封装、裁切以及弯脚等制程。
这种生产技术与传统电子元件的制程类似，虽然在技术上较为成熟、产品 合格率较高，但是其缺点是工序较为复杂，工时长，相对的成本也较高。尤其 是所述的金属板电阻IO在使用时会发出热能，其封装材料必须使用散热效果较 佳的陶瓷材料13，因此在制程中必须利用高温烧结技术将陶瓷材料包覆封装在 电阻合金12外部，不但工时长，制造成本更是居高不下。
如图2、图3所示，基于上述制程上的缺点，第二种金属板电阻20的制造技术乃摒弃导电端子的使用，直接将电阻合金材料以及陶瓷材料分别制成金属
片21以及陶瓷片22后，利用冲压技术先将金属片21冲压出复数个电阻区段23 以及位于电阻区段23两侧的导电区段24,并将陶瓷片22涂布一层背胶25后贴 合在整片金属21的底部，然后将电阻区段23的另 一面以封装材料26隔离后， 在导电区段24上利用电镀技术镀上一层导电层27,最后再予以切割，即可形成 金属板电阻20单体；使用时由于导电区段24上电镀有一层导电层27,因此可 凭借所述的导电层27替代前述的导电端子来作为坪接在电路板的焊接部位使 用。
这种将金属片21冲压并贴合陶瓷片22后，利用封装、电镀、以及切割来 制造出金属板电阻20单体的制程，虽然比起前述将电阻合金焊接在端子后封装 的制程来的快速，且成本较为低廉，但是由于金属片21与陶瓷片22之间是利 用粘贴方式结合，因此在散热效果上较差，尤其是涂布背胶25时的厚度不易控 制，会直接阻碍热能传导到陶瓷片22上的效率。
除了上述利用冲压的方式之外，另一种将陶瓷片22利用背胶25贴合在整 片金属片21的制程，其产出的金属板电阻构造与图3相同。但与前述制程不同 的是，所述的金属片21并不先经过冲压，而是参考了晶圓的制程，在贴合陶瓷 片22后的金属片21上，利用显、定影技术、以及金属蚀刻技术，蚀刻区分出 电阻区段23以及导电区段24，最后再经过封装、电镀以及切割来制造出金属板 电阻单体。
这种利用显定影技术、以及金属蚀刻技术的制造方法，由于可以达成全自 动化生产的要求，因此在产能上可大幅提高。然而，其制程上的缺点是在金属 蚀刻时会有"侧蚀"的问题，而金属板电阻的电阻值又是完全依赖电阻区段23 的材料大小以及尺寸来控制，当电阻区段23因侧蚀问题而造成尺寸上的误差时， 其阻值就会产生偏差；此外，前述背胶厚度会直接阻碍热能传导的问题也仍未 解决。据了解，这种利用金属蚀刻制程的成品合格率甚低，大约仅有25~30%。
如图4所示，在现有技术中，也有一些制造方法参考了 LED引线架(尚未 植入LED晶片以及封装的碗状导线基座)的制程制造出金属板电阻30单体， 其制程是在一片金属片31上冲压出复数个电阻区段32以及位于电阻区段32两 侧的导电区段33后，利用射出成型的技术将塑料34直接封装包覆在电阻区段 32上，然后在棵露的导电区段33上电镀一层导电层35后予以切割。例如台 湾专利1275127号，就是参考了 LED引线架的技术，这种制程虽然可以很快速的大量生产，但显然并未考虑到散热的问题。
除了制造方法上的缺失之外，无论是图3或图4所示的金属板电阻构造，
由于其电阻区段以及导电区段呈平直延伸，在使用时是让电荷呈平行在电路板 的直线方向行进，而现今的精密电路板均为多层电路构造，因此在使用时电阻
区段会对电路板上的其他电路产生电磁波(EMF)干扰，在稳定度上反而不如 图1所示的传统金属板电阻。
由上述各种背景技术的优缺点可知，目前业界为了追求快速的全自动化大 量生产，对于金属板电阻在品质上的要求都未能提供完善的解沃方案，甚至有 完全未考虑到导热以及散热问题的产品出现。有鉴于此，发明人乃研究出一种 创新的金属板电阻构造及其制造方法，以克服现有技术的种种缺失。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种金属板电阻构造及其制造方法，除了能符 合全自动化大量生产的要求并提升成品合格率外之外，其结构设计还能够改善 实施时电磁干扰(EMI)、散热不良而影响阻值...等问题。
为达上述目的，本发明金属板电阻的制造方法包含了冲压成型步骤、高温 压注步骤、电镀步骤以及裁切步骤，其中
冲压成型步骤，是将金属基板冲压而成形一金属板电阻支架，令其具有一 体成型的支架本体，并在支架本体上预留若干裁切沟以形成至少一个电阻合金 片预裁区块，所述的电阻合金片预裁区块两端的导电区段底面位于同一平面高 度上，且两个导电区段之间为封装区段，所述的封装区段具有一高度高于导电 区段的高架部，每一导电区段与高架部之间镂空一延伸间距并以 一延伸部连接 于其间；
高温压注步骤，是以高温压注手段在金属板电阻支架上压注封装体，令每 一电阻合金片预裁区块的高架部、延伸部以及导电区段顶面被封装体包覆；其 中，在压注封装体时，可在对应于高架部底面的位置预留一阻值调整孔，令高 架部底面棵露一棵露区段。
电镀步骤，是以电镀手段对金属板电阻支架进行电镀，令未被封装体包覆 的部位镀上一层导电层；
裁切步骤，是延裁切沟将电阻合金片预裁区块周遭呈连接状态的部位裁断, 以获得金属板电阻的成品。而本发明金属板电阻的结构至少包含一电阻合金片、 一封装体；所述的电 阻合金片为一体成型者，其两端的导电区段底面位于同一平面高度上，且两个 导电区段之间为封装区段，所述的封装区段具有一高度高于导电区段的高架部, 每一导电区段与高架部之间镂空一延伸间距并以一延伸部连接于其间，封装体 是以高温压注的封装手段高架部、延伸部以及导电区段顶面包覆。
前述每一延伸部是与高架部的其中一端连接而概呈一Z形配置状态，除了 能通过延伸部是来支撑高架部之外，还能使电流流经整个高架区段；
前述封装体的构成包含陶资粉末以及塑料，例如以奈米级的陶瓷粉末来使 封装体具有良好的散热效果，而塑料是供陶瓷粉末定位、固形的用；
前述每一导电区段底面电镀有一导电层，以使金属板电阻架设在电路板时， 能获得最佳的电气传输效果。
前述封装体对应于高架部底面所设的阻值调整孔，是可供金属板电阻的成 品在后续阻值检测、修正时，能以雷射修正阻值的手段来进行阻值调整。
相较于背景技术，由于本发明令高架部、延伸部以及导电区段一体沖压而 成，因此在制造时可免除后续组装有关对位、定位、结合等工序，除了有利于 自动化大量产制之外，也避免因人为对位、定位、结合的误差产生，进而使成 品合格率上升。
再者，高架部的高度是高于导电区段，可令金属板电阻设置在电路板上时, 高架部与电路板之间能保持适当的间距，以抑制与周边电子电路、元件产生相 互电磁干扰(EMI)的情形。
图1是现有金属板电阻示意图(一)；
图2是现有金属板电阻示意图(二)；
图3是现有金属板电阻示意图(三)；
图4是现有金属板电阻示意图(四)；
图5是本发明金属板电阻的制造方法示意图6是本发明的冲压成型步骤完成示意图7是本发明的电阻合金片预裁区块示意图8是本发明的高温压注步骤完成示意图9是本发明完成高温压注步骤的剖视图；图IO是本发明的电镀步骤完成示意图； 图11是本发明的裁切步骤完成示意图； 图12是本发明金属板电阻的实施状态示意图。
附图标记说明IO金属板电阻；ll导电端子；12电阻合金；13陶瓷材料； 14焊锡；20金属板电阻；21金属片；22陶瓷片；23电阻区段；24导电区段； 25背胶；26封装材料；27导电层；30金属板电阻；31金属片；32电阻区段； 33导电区段；34塑料；35导电层；80金属基板；80a金属板电阻支架；81裁 切沟；40金属板电阻；50电阻合金片；51导电区段；52高架部；53延伸部； 60封装体；61阻值调整孔；70导电层；90电路板；Sl冲压成型步骤；S2高温 压注步骤；S3电镀步骤；S4裁切步骤。
具体实施例方式
以下依据本发明的技术手段，列举出适于本发明实施的方式，并配合图式 说明如后
图5所示是本发明金属板电阻的制造方法示意图，金属板电阻的制造方法 是对一金属基板80进行冲压成型步骤S1、高温压注步骤S2、电镀步骤S3以及 裁切步骤S4，以使的符合全自动化大量生产的要求，以产出金属板电阻40的成品。
请参阅图5以及图6所示，其中，图6是冲压成型步骤完成示意图；[冲 压成型步骤]是将金属基板80冲压而成形一金属板电阻支架80a,令其具有一 体成型的支架本体，并在支架本体上预留若干裁切沟81以形成至少一个电阻合 金片50的预裁区块；
请同时参阅图7所示，所述的电阻合金片50预裁区块两端的导电区段51 底面位于同一平面高度上，且两个导电区段51之间为封装区段，所述的封装区 段具有一高度高于导电区段51的高架部52,每一导电区段51与高架部52之间 镂空一延伸间距并以一延伸部53连接于其间。
前述每一延伸部53是与高架部52的其中一端连接而概呈一Z形配置状态， 除了能通过延伸部53是来支撑高架部52之外，还能使电流流经整个高架区段。
请参阅图5以及图8所示，其中，图8是高温压注步骤完成示意图；[高 温压注步骤]是以高温压注手段在金属板电阻支架80a上压注封装体60，令每 一电阻合金片50预裁区块的高架部52、延伸部53以及导电区段51顶面被封装体60包覆，其完成高温压注步骤的剖视图有如图9所示；其中，前述前述封装 体60的构成包含陶资粉末以及塑料，例如以奈米级的陶瓷粉末来使封装体60 具有良好的散热效果，而塑料是供陶瓷粉末定位、固形之用。再者，由于电阻 合金片50上具有不同高度的导电区段51与高架部52，因此高温压注步骤时， 可以分别由金属板电阻支架80a的上、下方压注封装体60,让封装体60可以将 高架部52完整包覆封装。
请参阅图5以及图IO所示，其中，图IO是电镀步骤完成示意图；[电镀 步骤]是以电镀手段对金属板电阻支架80a进行电镀，令未被封装体60包覆的 部位镀上一层导电层70，在电镀导电层70后能使导电区段51在相关电路进行 电气连接(焊接)时能产生较佳的电气传导效果。
请参阅图5以及图11所示，其中，图11是裁切步骤完成示意图；[裁切 步骤]是沿裁切沟81将电阻合金片50上原本呈现连接状态的预裁区块予以裁 断，以获得金属板电阻的成品。
综上所述，由于本发明能令导电区段51、高架部52、延伸部53—体冲压 而成，因此在制造时可免除后续组装有关对位、定位、结合等工序，除了有利 于自动化大量产制之外，也避免因人为对位、定位、结合的误差产生，进而使 成品合格率上升。
再者，如图12所示，由于高架部52高度高于导电区段51，因此在金属板 电阻40安装在电路板90上时，高架部52会与电路板90保持一适当的间距， 以有效抑制与周边电子电路、元件产生相互电磁干扰(EMI)的情形；除此之外， 在压注封装体60时，可在对应于高架部52底面的位置预留一阻值调整孔61, 令高架部52底面棵露一棵露区段。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人 员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、 变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种金属板电阻的制造方法，其特征在于，包含冲压成型步骤，将金属基板冲压而成形一金属板电阻支架，令其具有一体成型的支架本体，并在支架本体上预留若干裁切沟以形成至少一个电阻合金片预裁区块，所述的电阻合金片预裁区块两端的导电区段底面位于同一平面高度上，且两个导电区段之间为封装区段，所述的封装区段具有一高度高于导电区段的高架部，每一导电区段与高架部之间镂空一延伸间距并以一延伸部连接于其间；高温压注步骤，以高温压注手段在金属板电阻支架上压注封装体，令每一电阻合金片预裁区块的高架部、延伸部以及导电区段顶面被封装体包覆；电镀步骤，以电镀手段对金属板电阻支架进行电镀，令未被封装体包覆的部位镀上一层导电层；以及裁切步骤，延裁切沟将电阻合金片预裁区块周遭呈连接状态的部位裁断。
2. 根据权利要求1所述金属板电阻的制造方法，其特征在于所述的每一延 伸部是与高架部的其中一端连接而呈一Z形配置状态。
3. 根据权利要求1所述金属板电阻的制造方法，其特征在于所述的封装体 的构成包含陶瓷粉末以及塑料。
4. 根据权利要求1所述金属板电阻的制造方法，其特征在于高温压注步骤 是分别由金属板电阻支架的上、下方压注封装体材料，让封装体可以将高架部 完整包覆封装。
5. 根据权利要求1所述金属板电阻的制造方法，其特征在于所述的高温压 注步骤在压注封装体时，在对应于高架部底面的位置预留一阻值调整孔，令高 架部底面棵露一棵露区"R。
6. —种金属板电阻的结构，其特征在于，包含一体成型的电阻合金片，其两端的导电区段底面位于同一平面高度上，且 两个导电区段之间为封装区段，所述的封装区段具有一高度高于导电区段的高 架部，每一导电区_^与高架部之间镂空一延伸间距并以一延伸部连接于其间； 以及一高温压注在封装区段将高架部、延伸部以及导电区段顶面包覆的封装体。
7. 根据权利要求6所述金属板电阻的结构，其特征在于所述的每一延伸部是与高架部的其中一端连接而呈一z形配置状态。
8. 根据权利要求7所述金属板电阻的结构，其特征在于所述的封装体的构 成包含陶瓷粉末以及塑料。
9. 根据权利要求6所述金属板电阻的结构，其特征在于每一导电区段底面 电镀有一导电层。
10. 根据权利要求6所述金属板电阻的结构，其特征在于封装体对应于高 架部底面^:有 一 阻值调整孔。
全文摘要
本发明是提供一种金属板电阻的结构与制造方法，其结构包含一体成型的电阻合金片，其两端的导电区段底面位于同一平面高度上，且两个导电区段之间为封装区段，所述的封装区段具有一高度高于导电区段的高架部，每一导电区段与高架部之间镂空一延伸间距并以一延伸部连接于其间；以及一高温压注在封装区段将高架部、延伸部以及导电区段顶面包覆的封装体。其制造方法包含冲压成型、高温压注、电镀、裁切等步骤，令电阻合金片一体形成两个位于金属板电阻底部的导电区段以及一个高度高于导电区段而由封装体封装的高架部，除了能使金属板电阻能符合全自动化大量生产的要求并提升成品合格率外，并且还能改善实施时电磁波干扰、散热不良而影响阻值等问题。
文档编号H01C17/00GK101533691SQ200810084759
公开日2009年9月16日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者蔡富雅, 黄文俊 申请人:蔡富雅;黄文俊