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CN1823395A - 具有更宽工作温度范围的大功率电阻器及其制造方法 - Google Patents

具有更宽工作温度范围的大功率电阻器及其制造方法 Download PDF

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CN1823395A CNA2004800205186A CN200480020518A CN1823395A CN 1823395 A CN1823395 A CN 1823395A CN A2004800205186 A CNA2004800205186 A CN A2004800205186A CN 200480020518 A CN200480020518 A CN 200480020518A CN 1823395 A CN1823395 A CN 1823395A
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Abstract

一种大功率电阻器(10)包括一电阻元件(38)，该电阻元件具有从其对置的两端引出的第一及第二导线(24，26)。一电介质材料散热器(56)以导热方式与所述电阻元件连接。所述电阻元件与所述散热器之间的导热关系使所述电阻元件能在－650℃至＋2750℃的温度范围起一电阻器的作用。所述散热器粘附在所述电阻元件上而一模塑化合物(58)模塑在所述电阻元件的周围。

Description

具有更宽工作温度范围的大功率电阻器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有更宽工作温度范围的大功率电阻器及其制造方法。
背景技术
在电子工业中趋向于以较小的封装制成大功率电阻器，以便可把所述的电阻器装入较小的电路中。一电阻器的性能表现可由一降额曲线表示。图9所示为一典型现有技术电阻器的降额曲线。图9所示为一降额曲线68，从-55℃开始至+70℃其具有一水平部份64。然后，所述电阻器的性能开始下降，如图中以数字72所示的曲线，并在+150℃处失效。
因此，本发明的一主要目是提供一种具有更宽工作温度范围的大功率电阻器及其制造方法。
本发明的另一目的是提供一种可在-65℃至+275℃温度范围工作的大功率电阻器。
本发明的又一目的是提供一种利用粘合剂将一散热器粘附在所述电阻器元件上的大功率电阻器。
本发明的再一目的是提供一种利用一阳极化铝散热器的大功率电阻器及其制造方法。
本发明的再又一目的是提供一种利用一改进的电介质模塑材料将电阻器包围以改善散热的大功率电阻器及其制造方法。
本发明还有一目的是提供一种更宽工作温度范围、占用空间最小的大功率电阻器及其制造方法。
本发明的最后一目的是提供一种高效运作、耐用及低生产成本的大功率电阻器及其制造方法。
发明内容
前述目的可通过一种包含一具有对置的第一及第二末端的电阻元件的大功率电阻器实现。一第一导线及一第二导线分别从所述电阻元件的对置的末端引出。一电介质材料散热器可将所述电阻元件的热量发散并以导热方式与所述电阻元件连接以致于可将所述电阻元件的热量发散。所述电阻元件与所述散热器之间的导热关系使所述电阻元件能在-65℃至+275℃的温度范围起一电阻器的作用。
根据本发明的一特征，所述散热器由阳极化铝构成。这种阳极化铝是本发明推荐的材料，但也可采用其它材料譬如氧化铍或氧化铝。再者，也可采用经钝化而形成一非传导外层的铜。
根据本发明的另一特征，利用一粘合剂把所述散热器粘附在所述电阻元件上。所述粘合剂具有使所述电阻元件在-65℃至+275℃的整个温度范围具有电阻器特性的能力。所述粘合剂能在-65℃至+275℃的温度范围使所述电阻元件与所述散热器维持粘合。申请人特别推荐的粘合剂由Tra-Con，Inc生产以Tra-Bond为商品名，型号为BA-813J01，但也可采用其它粘合剂。
根据本发明的又一特征，一电介质模塑材料包围所述电阻元件、所述粘合剂及所述散热器。模塑化合物的例子是由DuPont(地址是Barley Mill Plaza，Building No.22，Wilmington，Delaware 19880)制造的液晶聚合物，商标及型号分别为ZENITE及6130L；以及由位于90 Morris avenue，Summit，New Jersey 07901的Hoechst Group的成员Tucona制造的一液晶聚合物，其商标及型号分别为VECTRA及E130I。
本发明的方法包括形成一电阻元件，其具有对置的第一及第二对末端以及具有分别从所述第一及第二对置末端引出的第一及第二导线。一散热器以导热方式与所述电阻元件连接以致于所述电阻元件在-65℃至+275℃的温度范围具有电阻器特性。
所述的方法还包括形成包括一平电阻元件表面的所述电阻元件。所述的方法包括将一平散热器表面粘附在所述平电阻元件表面上。
所述的方法又包括利用粘合剂使所述散热器粘附在所述电阻元件上。
所述的方法再包括将一电介质材料完全围住所述电阻元件、所述粘合剂及所述散热器成型。
所述的方法又再包括在将所述散热器粘附在所述电阻元件上之前先在所述散热器的相对侧上形成一预模塑体。
附图说明
图1是本发明大功率电阻器的一透视图。
图2是在一条材料上形成多个电阻器元件的一透视图。
图3是一与图2所示电阻元件相似的电阻元件的透视图，但有所述预模塑材料及其上施加的所述粘合剂。
图4是一沿图3的线4-4剖切的剖面图。
图5是一与图3相似的透视图，表示施加在所述电阻元件上的所述粘合剂。
图6是一与图3和图5相似的透视图，表示散热器的配置位置。
图7是一模塑成形后的所述电阻器透视图。
图8是本发明电阻器的一降额曲线图。
图9是现有技术电阻器的一降额曲线图。
具体实施方式
参照附图，数字10一般指的是根据本发明制成的一电阻器本体。电阻器体10包括从一电介质体16的两端向外引出的导线24，26。所述导线24，26向下弯曲并在电介质体16的底面之下。在电阻器本体10的顶面上有一暴露的散热器18。
图2所示为本发明电阻器形成和制造的第一步骤。一细长条20包括多个从该条引伸出的电阻器坯件36。条20包含多个适合于接纳一输送带上的插销的圆形基准孔22。所述插销使各个电阻器坯件36移到每一不同的工作台以便对电阻器坯件36进行不同的操作。
每一坯件36包括一对方形孔23，以便所述导线24，26弯曲。在导线24，26之间的是一电阻元件28及一对焊缝34使所述电阻元件28与所述第一和第二导线24，26分隔。最好，所述第一及第二导线24，26由镍/铜合金制成而所述电阻元件28由一般的电阻材料制成。
自电阻元件28两侧中的一侧向内延伸的是多条槽30，而电阻元件28的相对一侧向内延伸的是一槽32。可增加或减少槽30，32的数量以达到要求的电阻值。图中所述电阻由箭头38表示，其代表当电流流过所述电阻元件28时追随的弯弯曲曲的电流通道。槽30，32可经由切割、研磨或最好经由激光切割形成。可利用激光束把电阻器修整成精确的要求电阻值。
图3所示为下一制造步骤。把所述坯件36预成型为一预模塑体40。预模塑体40包括：一底部42(图4)，沿所述电阻元件28的相对边缘延伸的直立脊44以及设在所述电阻元件28四角的四台肩或柱46。从所述直立脊44向内延伸的是两分隔开的内凸缘48，其在所述电阻元件28的相对边缘的周围形成槽50。一对V形的底槽52沿预模塑体40的底部42的下表面引出。
图5与图3相同，但在所述电阻元件28的中央部份施加了一些粘合剂54。所述粘合剂应该在-65℃至+275℃的温度范围可维持其结构完整性及其粘性。这种粘合剂的一例子是由地址为45，Wiggins Avenue，Bedford Massachusetts 01730的Tra-Con，Inc公司生产的一种环氧粘合剂，商标为TRA-BOND以及型号为BA-813J01。
参见图6，把一阳极化铝的本体56放置在所述粘合剂54上以致于其与所述电阻元件28以热传导方式连接。因此，热量自所述电阻元件28通过所述粘合剂54，再经所述阳极化铝散热器56散发。
当所述散热器56粘附在所述电阻元件28上之后，如图6所示，整个电阻元件28、预模塑体40、粘合剂54及散热器56以一模塑化合物模塑以形成所述的模塑体58。所述的模塑体58包括一暴露部份18，以致于热量可直接地自所述散热器56散发到大气中。
塑造模塑体58的模塑化合物可选自一些电介质及导热的模塑化合物。这些模塑化合物的例子是由位于Barley Mill Plaza，Building 22，Wilmington，Delaware19880的DuPont制造的液晶聚合物，商标及型号分别为ZENITE及6130L；或由位于90 Morris Avenue，Summit，New Jersey 07901的Hoechst Group成员Tucona制造的液晶聚合物，商标及型号分别为VECTRA及E130I。
如图1所示，所述导线24，26向下弯曲并在本体16下。
图8所示为由本发明电阻器所制成的降额曲线。所述降额曲线以数字62表示，其包括从-65℃开始到+70℃一直保持水平的一水平部份。然后，以数字66表示的所述降额曲线向下倾斜直到在+275℃处性能为零。因此，本发明的装置起到一在-65℃至+275℃的温度范围的电阻器的作用。
通过图8与图9的比较可见，本发明电阻器的开始工作温度比一般现有技术电阻器的最低工作温度低10℃，并起到一比现有技术电阻器的工作温度高出125℃的电阻器的作用。本发明电阻器在所述温度范围内工作将可产生0.0075欧姆到0.3欧姆的电阻，并可散发大约高达5或6瓦的热量。
以上，结合一些较佳的实施例对本发明作说明及描述。应当认为，在本发明指定的精神和范围之内可以作出许多改型、替换及增补。从以上所述可见，本发明最低限度实现了所指出的所有目的。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
[国际局收到日2004年10月14日(14.10.2004)；以修改的权利要求1-7(2页)替代原权利要求1-10]
1.一种大功率电阻器(10)，所述的电阻器包括：一具有对置的第一及第二末端的电阻元件(28)；从所述电阻元件的对置的第一及第二末端引出的第一及第二导线(24，26)；一可将所述电阻元件的热量散发的电介质材料散热器(56)，其特征在于在所述散热器(56)和所述电阻元件(28)之间放置一导热粘合剂(54)，所述的粘合剂粘使所述散热器粘附在所述电阻元件上，所述粘合剂的性能在-65°至+275℃的温度范围能维持其本身结构完整性及粘合力，所述粘合剂和所述散热器可将所述电阻元件的热量散发并使所述电阻元件能在-65℃至+275℃的温度范围具有电阻器特性。
2.根据权利要求1所述的一种大功率电阻器(10)，其特征在于，一电介质体(16)部分地包围所述电阻元件(28)、所述粘合剂(54)及所述散热器(56)，剩下所述散热器的一部份(18)暴露于大气之中，所述电介质体由一导热材料构成。
3.根据权利要求2所述的一种大功率电阻器(10)，其特征在于所述散热器(54)是由一种材料构成，所述的材料选自基本上由阳极化铝、氧化铝、氧化铍和经钝化而形成一非传导外层的铜组成的组。
4.一种大功率电阻器(10)的制造方法，所述的电阻器包括：一具有对置的第一及第二末端的电阻元件(28)；从所述电阻元件的对置的第一及第二末端引出的第一及第二导线(24，26)；一可将所述电阻元件的热量散发的电介质材料散热器(56)，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：通过在所述散热器(56)和所述电阻元件(28)之间放入一导热粘合剂粘使所述散热器(56)粘附在所述电阻元件(28)上，所述粘合剂的性能在-65℃至+275℃的温度范围能维持其本身结构完整性及粘合力，使所述电阻元件能在-65℃至+275℃的温度范围产生热量并具有电阻器特性。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括形成所述的电阻元件(28)，其包括一平电阻元件表面及把所述粘合剂放在所述平的电阻元件表面与所述散热器(56)的一平表面之间，使所述散热器粘附在所述电阻元件上。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的方法还包括：将一导热的电介质材料模塑在所述电阻元件(28)、所述粘合剂(54)及一部份所述散热器(56)的周围及剩下一部份所述散热器(18)通过所述经模塑的导热电介质材料暴露于大气之中。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述的方法还包括：将所述散热器粘附在所述电阻元件(28)上的步骤及将所述导热的电介质材料模塑步骤之前，把一预模塑体(40)放置在所述电阻元件(28)的相对两侧上。

Claims (10)

1.一种大功率电阻器，其特性在于，所述的电阻器包括：一具有对置的第一及第二末端的电阻元件；第一及第二导线，其分别从所述电阻元件的对置的第一及第二末端引出；一由电介质材料构成的散热器，可将所述电阻元件的热量散发并以导热方式与所述电阻元件连接以致于可将所述电阻元件的热量散发；所述电阻元件与所述散热器之间的导热关系使所述电阻元件能在-65℃至+275℃的温度范围起一电阻器的作用。
2.根据权利要求1所述的大功率电阻器，其特征在于，所述散热器是由一种材料构成，这种材料选自基本上由阳极化铝、氧化铝、氧化铍和经钝化而形成一非传导外层的铜组成的组。
3.根据权利要求2所述的大功率电阻器，其特征在于，所述的电阻器还包括一可将所述散热器粘附在所述电阻元件上的粘合剂。
4.根据权利要求3所述的大功率电阻器，其特征在于，所述的粘合剂具有使所述电阻元件在-65℃至+275℃的温度范围工作以及在-65℃至+275℃的温度范围能保持所述散热器粘附在所述电阻元件上的黏合力。
5.一种大功率电阻器的制造方法，其特征在于，所述的方法包括以下的步骤：形成一具有对置的第一及第二末端的电阻元件以及形成分别从所述第一及第二末端引出的第一及第二导线；以导热方式把一散热器粘附在所述电阻元件上以使所述电阻元件能在-65℃至+275℃的温度范围具有电阻特性。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括形成所述电阻元件以致所述电阻元件包括一平的电阻元件表面及将一平的散热器表面粘附在所述平的电阻元件表面上。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括利用一粘合剂将所述散热器粘附在所述电阻元件上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括挑选粘合剂，所述的粘合剂能使所述电阻元件在-65℃至+275℃的温度范围具有电阻特性以及在-65℃至+275℃的温度范围能维持其将所述散热器粘附在所述电阻元件上的黏合力。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括将一种导热材料模塑在所述电阻元件、所述粘合剂及一部份所述散热器的周围。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括在将所述散热器粘附在所述电阻元件上之前在所述散热器的相对两侧预先模塑一预模塑体。
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