TWI896311B - 分流電阻器之製造方法 - Google Patents

Abstract

本揭露是有關於一種分流電阻器之製造方法。在此方法中，將電阻片貼合於絕緣載體膜上。進行電鍍操作，以形成電極材料層於電阻片之一表面上。進行第一機械切削操作，以將電極材料層與電阻片分別分割成數個電極層與數個電阻層，而形成數個條狀結構。每個條狀結構包含一個電極層與一個電阻層。對條狀結構進行第二機械切削操作，以將每個條狀結構上之電極層分割成第一電極與第二電極。對每個條狀結構進行第三機械切削操作，以將每個條狀結構分割成數個分流電阻器。對每個分流電阻器進行修阻操作。

Description

分流電阻器之製造方法

本揭露是有關於一種被動元件之製造技術，且特別是有關於一種分流電阻器(shunt resistor)之製造方法。

傳統上，製作分流電阻器係利用雷射銲接或利用電子束銲接的方式，將條狀的銅材料與條狀的合金材料結合在一起而形成條狀堆疊結構。接著，對條狀堆疊結構進行沖壓切粒作業，以形成一顆顆的分流電阻器。在分流電阻器中，銅為端電極，合金為電阻主材料。

然而，雷射銲接方式與電子束銲接方式的設備成本皆很高。此外，銲接時產生的熱會使分流電阻器之產品在電性的穩定性上有所差異。而且，因銲接之寬度的影響，使得分流電阻器無法達到小型化，例如小於SMD 2512 型。

目前，為達分流電阻器的小型化，利用加壓與加熱方式來接合條狀或板狀之銅層與合金層，以形成條狀堆疊結構或板狀堆疊結構。再利用機械研磨方式去除部分之銅層，以暴露出部分之合金層。隨後，對條狀堆疊結構或板狀堆疊結構進行沖壓切粒作業，以形成一顆顆的分流電阻器。

然而，這樣的製作方式需要大型設備來加壓接合銅層與合金層，以及大型設備來進行沖壓裁切作業。因此，初期成本投入高，且前置作業時的材料損耗率高。

本揭露之一目的就是在提供一種分流電阻器之製造方法，其可以低設備成本完成分流電阻器的小型化。

根據本揭露之上述目的，提出一種分流電阻器之製造方法。在此方法中，將電阻片貼合於絕緣載體膜上。進行電鍍操作，以形成電極材料層於電阻片之一表面上。進行第一機械切削操作，以將電極材料層與電阻片分別分割成數個電極層與數個電阻層，而形成數個條狀結構。每個條狀結構包含一個電極層與一個電阻層。對條狀結構進行第二機械切削操作，以將每個條狀結構上之電極層分割成第一電極與第二電極。對每個條狀結構進行第三機械切削操作，以將每個條狀結構分割成數個分流電阻器。對每個分流電阻器進行修阻操作。

依據本揭露之一實施例，進行上述電鍍操作包含利用掛鍍方式。

依據本揭露之一實施例，上述電極材料層之厚度為75μm至200μm。

依據本揭露之一實施例，上述第二機械切削操作之切割深度為電極材料層之厚度至此厚度+50μm。

依據本揭露之一實施例，進行上述之第一機械切削操作、第二機械切削操作、與第三機械切削操作包含使用切割(dicing)刀或電腦數值控制(CNC)銑刀。

依據本揭露之一實施例，進行上述之修阻操作包含利用可量測電性之機械加工設備。進行此修阻操作包含利用探針式切割刀切割方式、探針式電腦數值控制銑刀切割方式、或探針式電腦數值控制鑽孔方式。

依據本揭露之一實施例，上述之絕緣載體膜為熱解膠膜或紫外光(UV)解膠膜。進行第一機械切削操作包含暴露出絕緣載體膜但未切斷此絕緣載體膜。

依據本揭露之一實施例，於進行修阻操作後，上述之分流電阻器之製造方法更包含移除絕緣載體膜。

依據本揭露之一實施例，上述之絕緣載體膜之材料為FR4或聚醯亞胺(PI)。進行第一機械切削操作包含暴露出絕緣載體膜但未切斷絕緣載體膜。

依據本揭露之一實施例，於進行修阻操作後，上述之分流電阻器之製造方法更包含在每個分流電阻器之第一電極與第二電極之間之電阻層上形成絕緣保護層；以及進行第四機械切削操作，以切割絕緣載體膜，而將分流電阻器分離。

依據本揭露之一實施例，於進行第四機械切削操作後，上述之分流電阻器之製造方法更包含對每個分流電阻器進行電鍍製程，以在每個分流電阻器上形成第一端電極包覆第一電極與第一電極下方之電阻層、以及第二端電極包覆第二電極與第二電極下方之電阻層。

依據本揭露之一實施例，上述形成每個分流電阻器之第一端電極與第二端電極包含形成銅層、形成鎳層覆蓋銅層、以及形成錫層覆蓋鎳層。銅層較絕緣保護層高，且銅層與絕緣保護層之間之高度差等於或大於5μm。

本揭露之實施方式利用電鍍方式於電阻片上形成電極材料層，並利用機械切削方式定義出分流電阻器之外型、與分流電阻器之二電極。因此，應用本揭露之方法，可避免傳統利用熱銲接技術造成電阻與電極之銲接面的熱效應而引起的電阻值飄移、以及受限於銲接之寬度而無法達成小型化。另外，本揭露之方法可解決傳統製程需要大型銲接設備或冷壓熔接設備的問題，因此無需投入大量生產設備成本即可實現小型化分流電阻器的製作。

以下仔細討論本揭露的實施例。然而，可以理解的是，實施例提供許多可應用的概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論與揭示的實施例僅供說明，並非用以限定本揭露之範圍。本揭露的所有實施例揭露多種不同特徵，但這些特徵可依需求而單獨實施或結合實施。

另外，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。

本揭露所敘述之二元件之間的空間關係不僅適用於圖式所繪示之方位，亦適用於圖式所未呈現之方位，例如倒置之方位。此外，本揭露所稱二個部件的「連接」、「電性連接」、或之類用語並非僅限制於此二者為直接的連接或電性連接，亦可視需求而包含間接的連接或電性連接。

請參照圖1至圖5、圖6A、與圖7，其係繪示依照本揭露之一實施方式的一種分流電阻器100之製造方法在各階段的立體示意圖。在本實施方式中，製作如圖7所示之分流電阻器100時，可先提供絕緣載體膜200與電阻片300，再將電阻片300貼合在絕緣載體膜200之表面202上，如圖1所示。絕緣載體膜200為可剝除且單面具有黏著性的薄膜。絕緣載體膜200可為熱解膠膜或紫外光解膠膜，而可透過加熱或照射紫外光的方式來降低絕緣載體膜200的黏性。然，絕緣載體膜200可為任何可加工去除之離型膜，本實施方式不限於此。電阻片300可為金屬合金片。舉例而言，此電阻片300之材料可為銅錳合金、銅鎳合金、銅錳鎳、銅錳錫合金、鎳鉻鋁合金、鎳鉻鋁矽合金、或鐵鉻鋁合金。然，電阻片300之材料可為其他適合之電阻材料，本揭露不限於此。

如圖2所示，將電阻片300貼設在絕緣載體膜200後，可進行電鍍操作，以在電阻片300之一表面302上形成電極材料層400。在一些實施例中，進行電鍍操作採用掛鍍方式，以使電極材料層400僅鍍覆在電阻片300之表面302上。透過電鍍操作，電極材料層400可均勻地鍍覆在電阻片300之表面302上。電極材料層400之材料可例如為銅。在一些示範實施例中，電極材料層400之厚度t實質為75μm至200μm。當電極材料層400之厚度t等於或大於75μm時，電極材料層400之阻值非常小，而不會對分流電阻器100的阻值造成影響。當電極材料層400之厚度t大於200μm，則會導致電極材料層400的切割困難。

接下來，如圖3所示，可利用切割工具DT1對電極材料層400與電阻片300進行第一機械切削操作，以移除部分之電極材料層400與部分之電阻片300，而定義出分流電阻器100之長度L。分流電阻器100之長度L可依照產品規格定義。舉例而言，SMD 0402型之分流電阻器100的長度L為1.0 mm。進行第一機械切削操作時，可將電極材料層400與電阻片300分別分割成數個電極層410與數個電阻層310，而形成數個條狀結構S。每個條狀結構S包含一個電阻層310、以及堆疊在此電阻層310上的一個電極層410。第一機械切削操作可暴露出絕緣載體膜200之表面202，但未切斷絕緣載體膜200。在一些實施例中，切割工具DT1為切割刀或電腦數值控制銑刀。

如圖4所示，完成分流電阻器100之長度L的定義後，可利用切割工具DT2對這些條狀結構S進行第二機械切削操作，以進行電極的定義，而將每個條狀結構S上之電極層410分割成第一電極412與第二電極414。每個條狀結構S上之第一電極412與第二電極414彼此分隔而具有間距d。此間距d依照產品規格定義。舉例而言，在SMD 0402型之分流電阻器100中，第一電極412與第二電極414之間的間距d可為0.5mm。在一些實施例中，第二機械切削操作之切割深度範圍從電極材料層400之厚度t至此厚度t+50μm，藉以完整去除間距d之間的電極材料層400。同樣地，切割工具DT2可為切割刀或電腦數值控制銑刀。切割工具DT2可與切割工具DT1相同或不同。

接著，如圖5所示，可利用切割工具DT3對每個條狀結構S進行第三機械切削操作，來定義出分流電阻器100的寬度W。分流電阻器100的寬度W依照產品規格定義。舉例而言，SMD 0402型之分流電阻器100的寬度W為0.5mm。第三機械切削操作可同時切削每個條狀結構S上之第一電極412、第二電極414、與電阻層310，但不切斷絕緣載體膜200。第三機械切削操作可將每個條狀結構S分割成數個粒狀的分流電阻器100。切割工具DT3可為切割刀或電腦數值控制銑刀。第三機械切削操作可暴露出絕緣載體膜200之表面202，但未切斷絕緣載體膜200。切割工具DT3、DT1、與DT2彼此可相同或不同，或其中二者相同而另一者不同。

隨後，如圖6A所示，可根據產品需求，選擇性地利用機械加工設備MP對每個分流電阻器100進行修阻操作。請參照圖6B，其係繪示圖6A之分流電阻器100的剖面示意圖。在一些實施例中，利用可量測電性的機械加工設備MP對分流電阻器100進行修阻操作，以移除部分之電阻層310，使分流電阻器100可以達到預設的電阻值。機械加工設備MP可例如探針式切割刀、探針式電腦數值控制銑刀、或探針式電腦數值控制鑽孔機。在一些示範實施例中，利用探針式切割刀切割方式、探針式電腦數值控制銑刀切割方式、或探針式電腦數值控制鑽孔方式對每顆分流電阻器100之第一電極412與第二電極414之間的電阻層310進行精密加工，使分流電阻器100具有預設的電阻值。

在本實施方式中，完成分流電阻器100的修阻後，可移除絕緣載體膜200，而完成多顆分流電阻器100的製作，如圖7所示。在絕緣載體膜200為熱解膠的實施例中，可使用加熱方式降低絕緣載體膜200之黏度，以利分流電阻器100脫離絕緣載體膜200。在絕緣載體膜200為紫外光解膠膜的實施例中，可使用紫外光照射絕緣載體膜200，使其與分流電阻器100分離。

本實施方式利用電鍍方式於電阻片300上形成電極材料層400，且利用機械切削方式定義分流電阻器100之外型、與分流電阻器100之第一電極412與第二電極414。因此，本實施方式可避免因銲接熱效應所引起之電阻值飄移，且不會受限於銲接之寬度，藉此可達成分流電阻器100的小型化。此外，本實施方式無需投入大量生產設備成本，可大幅降低生產成本。

請參照圖8至圖11，其係繪示依照本揭露之另一實施方式的一種分流電阻器100a之製造方法在後段製程中各階段的立體示意圖。在本實施方式中，製作如圖11所示之分流電阻器100a的前段製程與圖1至圖6A所示之製程大致相同，因此分流電阻器100a的前段製程與圖1至圖6A所示之製程相同之處於此不再贅述。

分流電阻器100a的前段製程與圖1至圖6A之製程的差異在於電阻片300是貼合在不可剝除之絕緣載體膜200a的表面202a上。舉例而言，絕緣載體膜200a之材料可為FR4或聚醯亞胺。

接下來，同樣利用例如掛鍍等電鍍方式形成電極材料層400，將電極材料層400均勻地鍍覆在電阻片300之表面302上。接著，進行第一機械切削操作，以定義出分流電阻器100a的長度。而形成數個條狀結構S。再進行第二機械切削操作，以定義出分流電阻器100a的第一電極412與第二電極414。隨後，進行第三機械切削操作，以將每各條狀結構S分割成數個粒狀的分流電阻器100a。進行第一機械切削操作與第三機械切削操作均暴露出絕緣載體膜200a之表面202a，但未切斷絕緣載體膜200a。隨後，根據產品需求，選擇性地對每個分流電阻器100進行修阻操作，以移除部分之電阻層310，使分流電阻器100a可以達到預設的電阻值。

在本實施方式中，完成分流電阻器100a的修阻操作後，利用例如印刷方式或黃光微影方式，在每個分流電阻器100a之第一電極412與第二電極414之間的電阻層310上形成絕緣保護層500，如圖8所示。具體而言，請同時參照圖6A與圖8，絕緣保護層500覆蓋在暴露於第一電極412與第二電極414之間的電阻層310的頂面312與相對之二側面314上。絕緣保護層500之材料可例如為環氧樹脂、樹脂、或聚醯亞胺。

接下來，如圖9所示，可利用切割工具DT4進行第四機械切削操作，以切割絕緣載體膜200a，而將這些分流電阻器100a予以分離。切割工具DT4可例如為切割刀。如圖10所示，於第四機械切削操作後，可形成一顆顆獨立之分流電阻器100a。

如圖11所示，於第四機械切削操作後，可對每個分流電阻器100a進行電鍍製程，以在每個分流電阻器100a上形成第一端電極600包覆第一電極412與第一電極412下方之電阻層310、以及第二端電極700包覆第二電極414與第二電極414下方之電阻層310。如此，分流電阻器100a之架構可應用於覆晶接合。第一端電極600與第二端電極700可同時製作。第一端電極600與第二端電極700均可為多層堆疊結構。舉例而言，形成第一端電極600與第二端電極700時，可先形成銅層，再形成鎳層覆蓋銅層，接著形成錫層覆蓋鎳層。第一端電極600可基於第一電極412及其下方之電阻層310電鍍而成，第二端電極700可基於第二電極414及其下方之電阻層310電鍍而成。鎳層基於銅層電鍍而成，錫層則基於鎳層電鍍而成。

在第一端電極600與第二端電極700中，銅層比絕緣保護層500高。在一些示範實施例中，銅層與絕緣保護層500之間之高度差等於或大於5μm。藉此，可避免過多錫膏進入絕緣保護層500與電路板之間，而影響分流電阻器100a與外部之電路板的接合。

由上述之實施方式可知，本揭露利用電鍍方式於電阻片上形成電極材料層，並利用機械切削方式定義出分流電阻器之外型、與分流電阻器之二電極。因此，應用本揭露之實施方式，可避免傳統利用熱銲接技術造成電阻與電極之銲接面的熱效應而引起的電阻值飄移、以及受限於銲接之寬度而無法達成小型化。另外，本揭露之實施方式可解決傳統製程需要大型銲接設備或冷壓熔接設備的問題，因此無需投入大量生產設備成本即可實現小型化分流電阻器的製作。

雖然本揭露已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:分流電阻器 100a:分流電阻器 200:絕緣載體膜 200a:絕緣載體膜 202:表面 202a:表面 300:電阻片 302:表面 310:電阻層 312:頂面 314:側面 400:電極材料層 410:電極層 412:第一電極 414:第二電極 500:絕緣保護層 600:第一端電極 700:第二端電極 d:間距 DT1:切割工具 DT2:切割工具 DT3:切割工具 DT4:切割工具 L:長度 MP:機械加工設備 S:條狀結構 t:厚度 W:寬度

從以下結合附圖所做的詳細描述，可對本揭露之態樣有更佳的了解。需注意的是，根據業界的標準實務，各特徵並未依比例繪示。事實上，為了使討論更為清楚，各特徵的尺寸都可任意地增加或縮減。 ［圖1］至［圖5］、［圖6A］、與［圖7］係繪示依照本揭露之一實施方式的一種分流電阻器之製造方法在各階段的立體示意圖。 ［圖6B］係繪示圖6A之分流電阻器的剖面示意圖。 ［圖8］至［圖11］係繪示依照本揭露之另一實施方式的一種分流電阻器之製造方法在後段製程中各階段的立體示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:分流電阻器

200:絕緣載體膜

202:表面

310:電阻層

412:第一電極

414:第二電極

DT3:切割工具

W:寬度

Claims (9)

1. 一種分流電阻器之製造方法，包含：將一電阻片貼合於一絕緣載體膜上；進行一電鍍操作，以形成一電極材料層於該電阻片之一表面上；進行一第一機械切削操作，以將該電極材料層與該電阻片分別分割成複數個電極層與複數個電阻層，而形成複數個條狀結構，其中該些條狀結構之每一者包含該些電極層之一者與該些電阻層之一者；對該些條狀結構進行一第二機械切削操作，以將該些條狀結構之每一者上之該電極層分割成一第一電極與一第二電極；對該些條狀結構之每一者進行一第三機械切削操作，以將該些條狀結構之每一者分割成複數個分流電阻器；對該些分流電阻器之每一者進行一修阻操作；於進行該修阻操作後，在該些分流電阻器之每一者之該第一電極與該第二電極之間之該電阻層上形成一絕緣保護層；以及進行一第四機械切削操作，以切割該絕緣載體膜，而將該些分流電阻器分離。
2. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中進行該電鍍操作包含利用一掛鍍方式。
3. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中該電極材料層之一厚度為75μm至200μm。
4. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中該第二機械切削操作之一切割深度為該電極材料層之一厚度至該厚度+50μm。
5. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中進行該第一機械切削操作、該第二機械切削操作、與該第三機械切削操作包含使用一切割刀或一電腦數值控制銑刀。
6. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中進行該修阻操作包含利用一可量測電性之機械加工設備，且進行該修阻操作包含利用一探針式切割刀切割方式、一探針式電腦數值控制銑刀切割方式、或一探針式電腦數值控制鑽孔方式。
7. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，其中該絕緣載體膜之材料為FR4或聚醯亞胺，且進行該第一機械切削操作包含暴露出該絕緣載體膜但未切斷該絕緣載體膜。
8. 如請求項1所述之分流電阻器之製造方法，於進行該第四機械切削操作後，更包含對該些分流電阻器之每一者進行一電鍍製程，以在該些分流電阻器之每一者上形成一第一端電極包覆該第一電極與該第一電極下方之該電阻層、以及一第二端電極包覆該第二電極與該第二電極下方之該電阻層。
9. 如請求項8所述之分流電阻器之製造方法，其中形成該些分流電阻器之每一者之該第一端電極與該第二端電極均包含：形成一銅層；形成一鎳層覆蓋該銅層；以及形成一錫層覆蓋該鎳層，其中該銅層較該絕緣保護層高，且該銅層與該絕緣保護層之間之一高度差等於或大於5μm。