[发明专利]金属板电阻的结构与制造方法

说明书

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，并且在同类的竞争商品中取得优势，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)以及指纹辨识器等，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1所示，早期的金属板电阻10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焊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10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焊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，而是参考了晶圆的制程，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，然后在裸露的导电区段33上电镀一层导电层35后予以切割。例如：台湾专利I275127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。