CN101483091A - 包括分流电阻器的装置及其制作方法 - Google Patents

包括分流电阻器的装置及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101483091A
CN101483091A CNA2008101853716A CN200810185371A CN101483091A CN 101483091 A CN101483091 A CN 101483091A CN A2008101853716 A CNA2008101853716 A CN A2008101853716A CN 200810185371 A CN200810185371 A CN 200810185371A CN 101483091 A CN101483091 A CN 101483091A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wiring pin
circuit carrier
metalized portion
resistance area
shunt resistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008101853716A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101483091B (zh
Inventor
M·舒尔茨
P·坎沙特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of CN101483091A publication Critical patent/CN101483091A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101483091B publication Critical patent/CN101483091B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/01Mounting; Supporting
    • H01C1/014Mounting; Supporting the resistor being suspended between and being supported by two supporting sections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/08Cooling, heating or ventilating arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/14Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0213Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0268Marks, test patterns or identification means for electrical inspection or testing
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203Fillers and particles
    • H05K2201/0206Materials
    • H05K2201/0209Inorganic, non-metallic particles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10022Non-printed resistor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10651Component having two leads, e.g. resistor, capacitor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10742Details of leads
    • H05K2201/1075Shape details
    • H05K2201/10757Bent leads
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0195Tool for a process not provided for in H05K3/00, e.g. tool for handling objects using suction, for deforming objects, for applying local pressure
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0285Using ultrasound, e.g. for cleaning, soldering or wet treatment
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/049Wire bonding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Details Of Resistors (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

本方法涉及包括分流电阻器的装置及其制作方法,该分流电阻器至少带有导电的第一接线管脚和导电的第二接线管脚。分流电阻器的电阻区电连接到第一接线管脚和第二接线管脚。所述装置还包括带有第一金属化部分和第二金属化部分的电路载体。第一接线管脚直接连接到第一金属化部分,而第二接线管脚直接连接到第二金属化部分。通过使用布置在电阻区和衬底之间的导热填料和/或通过使电阻区与衬底直接接触,分流电阻器的电阻区与导热衬底热接触。本发明还涉及制作带有分流电阻器和电路载体的装置的方法。

Description

包括分流电阻器的装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及包括分流电阻器(shunt resistor)的装置。
背景技术
分流电阻器用于-例如-在功率半导体模块中精确确定电流。常规的分流电阻器应用范围很广,通过焊接例如与电路载体电连接。物理上,要求两种特性不能相容。第一特性是电阻值相当大,以便能够准确测量电流。第二特性是热阻小,以避免因耗散功率而过热。由于两个特性不能良好结合,因此分流电阻器通常温度很高,结果,可能出现焊锡功能下降以及分流电阻器分层现象。这就是为什么分流电阻器一般规定在-例如250℃的某最高温度的原因之一。
发明内容
本发明涉及包括分流电阻器的装置,该分流电阻器至少具有导电的第一接线管脚、导电的第二接线管脚和电阻区。电阻区电连接到第一接线管脚和第二接线管脚。装置还包括具有第一金属化部分和第二金属化部分的电路载体。第一接线管脚连接到第一金属化部分,第二接线管脚连接到第二金属化部分。依据本发明的第一方面,创建了从电阻区到电路载体的冷却通路。该冷却通路可以通过电路载体和电阻区之间布置的导热填料来实现。同样,该冷却通路也可以通过在电阻区和电路载体之间的直接接触来实现。
本发明还涉及用于连接分流电阻器和电路载体的方法。在该方法中,提供了分流电阻器,该分流电阻器至少包括导电的第一接线管脚、导电的第二接线管脚和布置在第一接线管脚和第二接线管脚之间并与之电连接的电阻区域。此外,提供了包括第一金属化部分和第二金属化部分的电路载体。分流电阻器位于电路载体上,以使得第一接线管脚与第一金属化部分接触,而第二接线管脚与第二金属化部分接触。随后,通过使用超声波接合技术把第一接线管脚与第一金属化部分连接,以及把第二接线管脚与第二金属化部分连接。
附图说明
参考下面附图和描述可以更好地理解本发明。附图中的元件未必成比例,而是重点举例说明了本发明的原理。此外,在图中,相同的附图标记指明相应的部分。附图如下:
图1为包括四个接线管脚(connecting leg)的分流电阻器立体图;
图2A为包括连接到电路载体上的分流电阻器的立体图,该分流电阻器确切包括两个接线管脚;
图2B示出了在分流电阻器和电路载体之间布置了导热填料之后的图2A所示的分流电阻器;
图3为连接到电路载体上的图1所示的分流电阻器的俯视图;
图4为连接到电路载体上的图2A和图2B所示的分流电阻器的俯视图,该分流电阻器包括通过接合线(bonding wire)电连接到衬底金属化部分(metallization)上的两个接合区(bonding area);
图5为图4所示的装置的横剖面图,沿A-A’平面剖开,其中,在电阻区和电路载体之间布置了导热填料;
图6A为要连接分流电阻器的电路载体的侧视图;
图6B为图6A的电路载体的侧视图,分流电阻器通过分叉超声焊极(bifurcated sonotrode)超声波接合到该电路载体上;
图6C为在接合过程、在电阻区和电路载体之间布置了导热填料并且通过接合线将分流电阻器电连接到电路载体的金属化部分之后的图6B所示分流电阻器的侧视图;
图7A为要连接分流电阻器的电路载体的侧视图;
图7B为将导热材料布置在其上的图7A所示电路载体的侧视图;
图7C为图7B的装置的侧视图,分流电阻器籍此布置在导热材料上;
图7D为图7C的装置的侧视图,所示为通过分叉超声焊极将分流电阻器超声波接合到电路载体上;
图7E示出了在撤除超声焊极后的图7D的装置;
图8A为包括弹性接线管脚的分流电阻器的侧视图,该弹性接线管脚通过超声焊极压抵在电路载体上,以便预拉接线管脚并将它们接合到电路载体上;
图8B为图8A所示接线管脚之一的放大视图;
图8C为图8A所示装置的侧视图,其中弹性接线管脚通过超声焊极压抵到电路载体上;
图8D为在撤除超声焊极后的图8C所示装置的侧视图;
图9为包括接线管脚的分流电阻器的侧视图,每个接线管脚包括布置在各自接线管脚端部的扁平凸缘;
图10为在该示例中被设计为绝缘金属衬底的电路载体的侧视图。
具体实施方式
图1是分流电阻器10的示例的立体图。分流电阻器10包括第一接线管脚11、第二接线管脚12、可选的第三接线管脚13和可选的第四接线管脚14。接线管脚11、12、13、14中的每一个分别包括凸缘11a、12a(隐藏在图1中)、13a和14a。在第一接线管脚11和第二接线管脚12之间以及在第三接线管脚13和第四接线管脚14之间布置有带预定电阻值的电阻区15。与电阻区15相比,第一接线管脚11和第二接线管脚12为低电阻值。电阻区例如可以采用热与电阻率的关系低的金属合金。市场上已有的合金示例有,(例如包括,重量约为82%~84%的铜、重量为12%~15%的锰和重量为2%~4%的镍)、
Figure A200810185371D00072
(例如包括,重量约为55%的铜、重量为44%的镍和重量为1%的锰),和其它合金。
如果电流在第一接线管脚11和第二接线管脚12之间流动,则电流必须通过电阻区15。这将引起电压降,该电压降可以用高阻抗电压测量装置连接到第三接线管脚13和第四接线管脚14上来测量。根据所测电压和电阻区15的已知电阻值,可以精确地计算出流经电阻区的电流。
图2A是分流电阻器10的另一示例的立体图。连接到电路载体50的分流电阻器10包括第一接线管脚11和第二接线管脚12。衬底50包括相互隔开的第一金属化部分51和第二金属化部分52。金属化部分51、52例如可包括铜或铝或由铜或铝组成并且附着到衬底56上,该衬底56可由像Al2O3、Si3N4、AlN之类的导热电介质材料或其它陶瓷材料制成,但也可以由IMS(Insulated metal substrate,绝缘金属衬底)或具有导热孔(thermal via)的环氧树脂PCB板组成。金属化部分51、52的熔点例如显著高于290℃,即高于常规焊料的熔点。
可以将第一接线管脚11直接超声波接合到第一金属化部分51,可以将第二接线管脚12直接超声波接合到第二金属化部分52。“直接”意味着在分别在接线管脚11、12之间和相应的金属化部分51及52之间不布置其它材料。然而,,可替换地,金属化部分51、52可以设计为包括至少两个子金属化部分层的多层金属化部分,而不是仅为单个层。在分流电阻器10另外包括了第三和第四接线管脚13、14的情况下,可以分别将附加接线管脚13、14也直接超声波接到相应的金属化部分上。
在图2A中,分流电阻器10又包括在第一接线管脚11和电阻区15之间布置的第一接合区21,和在第二接线管脚12和电阻区15之间布置的第二焊接区22。两个接合区21、22都布置在电阻区15附近并且作为接合垫(bond pad)以便附着用于跨电阻区15分接(tap)电压降的接合线。任选地,第一接合区21可被形成为第一接线管脚11的平面部分。同样,第二接合区22可选择形成为第二接线管脚12的平面部分。这样的平表面部分21、22可以与电路载体50平行。此外,这样的平表面部分21、22大得足以允许接合线的附着,所述接合线例如包括铝、铜或金或由铝、铜或金制成。这样的平表面部分21、22的尺寸必须取决于在接合之后和在接合过程中的接合线的尺寸。例如,对于400μm铝楔合(wedge bond)来说,需要约大于1000μm×600μm的接合区。一般来讲,平表面部分21、22例如可以从0.1mm×0.1mm到0.8mm×2.0mm变化。取决于所选择的接合线材料,金属化部分51、52可以包括例如Ni-Au镀层之类的涂层,以改善可接合性。
如图2B所示,在将分流电阻器10接合到电路载体50之前或之后,可在电阻区15和电路载体50之间布置导热填料30。导热填料30与电路载体50接触,并且也与电阻区15接触。例如,导热填料30的导热率可大于1W·K-1·m-1。更确切地说,导热填料30的导热率λ必须这样选择:通过填料的热流在分流电阻器的电阻区中耗散的功率P中占相当大的份额ΔP。在A是分流电阻器的电阻区15,d是电阻区15和电路载体50之间的垂直距离,而ΔT是大于电路载体50温度的电阻区15的温升的情况下,所要求的λ可计算为:
λ=(ΔP·d)/(ΔT·A)                      (1)
作为示例,在25mm2的电阻区A内去除8W的耗散功率的30%,该电阻区域A位于具有100K的ΔT的衬底上方1mm处,要求λ=0.96W·K-1m-1
如果导热填料30是电介质材料,其可以直接与分流电阻器30和金属化部分51、52接触,而不影响电阻测量的结果。然而,在导电填料30的情况下,要求在填料30和金属化部分51、52之间以及在填料30和电阻区15之间使用绝缘措施。在这种情况下,依据方程(1)的填料的导热率λ必须被计算为绝缘和填充材料的有效值。
一种用作导热填料30的合适材料例如是陶瓷材料。该填料可由陶瓷材料构成或包括至少重量为50%的陶瓷材料。
图3为连接到电路载体50上的图1所示分流电阻器10的俯视图。此处,电路载体50包括电介质陶瓷层56和与电介质陶瓷层56连接的金属化部分51、52、53和54。第一接线管脚11的凸缘11a和第二接线管脚12的凸缘12a采用超声波接合到相应的金属化部分51和52上。相应地,第三接线管脚13的凸缘13a和第四接线管脚14的凸缘14a采用超声波接合到相应的金属化部分53和54上。第三接线管脚13、第四接线管脚14和金属化部分53、54都用来跨电阻区15分接电压降。分流电阻器包括可选接合区21、22,其可额外地或可替换地用于跨电阻区15分接电压降。
图4为分流电阻器10的俯视图,其形成方式类似于图2A和图2B所示分流电阻器10。将分流电阻器10接合到电路载体50的金属化部分51、52。与图2A和图2B所示装置不同的是,电路载体50包括第一接合区21与之连接的第三金属化部分53,以及第四金属化部分54。为了确定电阻区15上的电压降,每个接合区21、22分别通过接合线41和42连接到衬底的相应金属化部分53和54。金属化部分53和54可连接到高阻抗电压测量装置。接合线41和42例如可以由铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)组成或者包括铝(Al)、铜(Cu)、金(Au),或者是含有这些材料之一的合金,例如AlMg合金。
图5为图4所示装置的横向剖面图,沿截面A-A’剖开,在图5所示装置中,在电阻区15和电路载体50之间布置有导热填料30。导热填料30用来将电阻区15的热量散逸到电路载体50。导热填料30可直接接触衬底50和/或电阻区15,该导热填料30可具有依据方程(1)所选择的导热率,例如,典型地在1W·K-1·m-1和50W·K-1·m-1之间。
图6A到6C示出了制作装置的第一方法的不同的步骤的侧视图,该装置包括电路载体50、连接到电路载体50的分流电阻器10和布置在电路载体50和分流电阻器10的电阻区15之间的导热填料30,如图4所示。在第一步骤中,提供了包括电介质衬底56、彼此远隔开的顶部金属化部分51和52以及底部金属化部分55的电路载体50。衬底可由陶瓷材料组成或包括陶瓷材料,所述陶瓷材料是电介质材料,所述陶瓷材料例如是Al2O3
在接着的步骤中,分流电阻器10放置在电路载体50上,以使得第一接线管脚11的凸缘11a置于第一金属化部分51上,而第二接线管脚12的凸缘12a置于第二金属化部分52上。任选地,分流电阻器10位于电路载体50上,以使得凸缘11a直接与第一金属化部分51接触,而凸缘12a直接与第二金属化部分52接触。作为凸缘11a、12a和相应金属化部分51、52之间直接接触的替代,至少一个凸缘11a、12a可以远离其要接合的金属化部分51、52。
随后,超声焊极80向接线管脚11和12-例如向其凸缘11a、12a-施加向下的力F,分流电阻器10压抵在电路载体50上。除向下的力F之外,超声焊极还提供发射到凸缘11a和12a的超声波,这实现了在接线管脚11及12和相应金属化部分51、52之间的牢固结合。由于超声焊极80是分叉的并且包括两个管脚(leg)81和82,所以可以在一个接合步骤中同时将分流电阻器10超声波接合到衬底50上。
在分流电阻器10带有两个以上接线管脚11、12,和附加管脚(例如,参见图1和3中的第三和第四接线管脚13、14)的情况下,可在与第一和第二接线管脚11、12相同的焊接步骤中,采用相同的方法和/或同时将附加管脚13、14分别接合到相应金属化部分上。
在完成接合过程之后并且在撤除超声焊极80之后,电路载体50和电阻区15之间的区域可以填充导热填料30。例如,作为填料30,包含陶瓷粉的陶瓷膏料(ceramic paste)可以填充在电阻区15的下方。
在图6A到6C的示例中,在分流电阻器10接合到电路载体50上之后,在电路载体50和电阻区15之间布置填料30。在可替换示例中,图7A到7E示出了方法的不同的步骤,其中在分流电阻器10接合到电路载体50之前,在电路载体50和电阻区15之间布置填料30。
在图7A所示第一步骤中,提供了包括电介质衬底56、相互远隔开的顶部金属化部分51和52以及底部金属化部分55的电路载体50。电路载体50的组成方式和/或使用材料都与图6A所示电路载体50的方式和/或材料相同。
随后,如图7B所示,在电路载体50上布置导热填料30,例如烧结的电介质陶瓷材料。在图7B中,金属化部分51和52之间布置有导热填料30,使得它与衬底56接触。可替换地,导热填料30也可布置在至少一个金属化部分51和52的边界区域顶部上和/或在金属化部分51、52之间布置的另外金属化部分的顶部上。例如,导热填料可成形为具有顶面30t和底面30b的非弹性长方体(cuboid body)。
在图7C所示另一个步骤中,分流电阻器10置于电路载体50上,使得电阻区15的底面15b与导热填料30的顶面30t相接触。此外,第一接线管脚11的凸缘11a布置在第一金属化部分51上或上方,第二接线管脚12的凸缘12a布置在第二金属化部分52上或上方。当电阻区15底面15b与导热填料30顶面30t接触时,根据分流电阻器10和导热填料30的几何构型,至少一个凸缘11a和12a可与相应的金属化部分51、52相隔距离d1。可替换地,当电阻区15底面15b与导热填料30顶面30t接触时,至少一个凸缘11a、12a可与相应的金属化部分51、52直接接触。
如图7D所示,分叉超声焊极80的端部81、82向接线管脚11和12-例如其凸缘11a、12b-施加向下的力F,使得凸缘11a、12a压抵电路载体50。除向下的力F之外,超声焊极还提供向凸缘11a和12a发射的超声波,这实现了接线管脚11、12和相应的金属化部分51、52之间的牢固结合。由于超声焊极80是分叉的并且包括两个管脚81和82,所以可以在一个接合步骤中同时将分流电阻器10超声波接合到衬底50。由于在接合过程前至少一个凸缘11a、12a和相应的金属化部分51、52之间拥有距离d1(参见图7C)的原因,在接合过程期间,接线管脚11、12被拉紧并且起到弹簧的作用,使得电阻区15压抵导热填料30,而导热填料30又压抵电路载体50。由于热量从电阻区15散逸到电路载体50,从而允许对电阻区15进行冷却。图7E示出了接合过程之后且撤除超声焊极80之后的装置。
在图7A到7E的示例中,通过使电阻区15压抵导热填料30并且使导热填料15压抵电路载体50的接线管脚11、12的张力,使得从电阻区15到电路载体50的热量传递得以实现。在图8A中所示出的可替换示例中,电阻区15压抵在电路载体50上,使得它直接与电路载体50接触。
在图8A所示装置中,提供了电路载体50。该电路载体50可以采用与图6A和7A所述电路载体50相同的设计方式和/或相同材料制成。将包括第一接线管脚11、第二接线管脚12和在接线管脚11、12之间布置的电阻区15的分流电阻器10置放在电路载体50上,使得电阻区15底面15b与电路载体50顶面直接接触。在图8A中,电阻区15底面15b与衬底56直接接触。
图8B是图8A所示在第二接线管脚12和第二金属化部分52之间的所标明的接合区域的放大视图。当电阻区15底面15b与电路载体15接触时(参见图8A),尤其当将向下的力F施加给部分(section)12b时,分叉超声焊极80的第二管脚82会影响第二接线管脚12的部分12b,部分12b与第二金属化部分52相隔距离d2。在接合过程期间,超声焊极80将第二接线管脚12压抵在电路载体50上,从而缩短了部分12b和电路载体50之间的距离。从图8C能够看出,这样做可引起第二接线管脚12产生预张力,以使得电阻区域15压抵在电路载体50上。用相同方法,第一接线管脚11可接合到第一金属化部分51上,从而形成预张力。在第一接线管脚11与第一金属化部分51连接之后,以及在第二接线管脚12与第二金属化部分52连接之后,部分12b与第二金属化部分52完全接触。图8D示出了在撤除超声焊极80之后以及在接合线41、42分别接合到接线管脚11、12的相应接合区21和22之后的装置。
在图8A所示的装置中,当电阻区15底面15b与电路载体15接触时,接线管脚11、12的自由端分别与金属化部分51和52接触。与参考图8A、8B和8C所描述的步骤不同,当在超声焊极向下的力施加给接线管脚11和12之前第一和第二接线管脚11和12的端部没有分别与相应的金属化部分51、52接触时,也可达到接合过程期间对至少一个接线管脚11、12的预拉伸效果。在电路载体50顶端基本扁平的情况下,且在焊接之前,这要求第一和第二接线管脚11和12分别不延伸到或不延伸过电阻区15底面15b的平面B-B’。
图9示出了这样的分流电阻器10。分流电阻器10的第一和第二接线管脚11、12带有布置在各自接线管脚11、12自由端处的凸缘11a、11b。在垂直于电阻区15底面15b的方向上,凸缘11a、11b与底面15b平面B-B’相隔距离d3。例如,凸缘11a、12a可分别带有与平面B-B’平行的底面11b和12b。
在前面所述示例中已经描述了基于电介质陶瓷衬底56的电路载体50。然而,本发明还涉及包括金属化部分51、52的任何其它电路载体50。例如,电路载体50也可被形成为绝缘金属衬底(IMS衬底)。图10所示示例为基于IMS技术的这样的电路载体50。该电路载体50包括支撑绝缘层58的金属层57。在绝缘层58上布置了两个金属化部分51、52。金属层57由金属或包含至少一种金属-例如铝或铜-的合金构成,或包括金属或者含有至少一个金属-例如铝或铜-的合金。绝缘层58使金属化部分51、52与金属层57电绝缘,其例如可由环氧树脂制成。
如上所述,本发明的一个方面是通过使用分叉超声焊极同时将分流电阻器的两个或多个接线管脚连接到电路载体上。这项技术还可以应用于各装置中,在所述装置中,分流电阻器接合到电路载体上,而不在电阻区和电路载体之间布置导热填料,并且电阻区也不与电路载体直接接触。此外,除了采用超声波接合技术进行结合外,上述装置还可通过超声波焊接技术、高频焊接技术、激光焊接技术、点焊接技术或旋转摩擦焊接技术来制作。
尽管已经披露了实现本发明的各种示例,但对本领域技术人员而言清楚的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以进行各种改动和修改来达到本发明的一些优点。对本领域技术人员而言清楚的是,执行相同功能的其它部件可以适当地被代替。对本发明构思的这样的修改意在被所附权利要求覆盖。

Claims (29)

1.一种装置,包括:
分流电阻器,至少包括导电的第一接线管脚、导电的第二接线管脚和电连接到所述第一接线管脚和所述第二接线管脚的电阻区;
电路载体,包括第一金属化部分和第二金属化部分;其中,
所述第一接线管脚连接到所述第一金属化部分,所述第二接线管脚连接到所述第二金属化部分;以及
其中,所述电阻区直接与所述电路载体接触和/或其中导热填料布置在所述电阻区和所述电路载体之间。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,布置在所述电路载体和所述电阻区之间的导热填料与所述电路载体接触。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,布置在所述电路载体和所述电阻区之间的导热填料与所述电阻区接触。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,布置在所述电路载体和所述电阻区之间的导热填料具有大于1W·K-1·m-1的热导率。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,布置在所述电路载体和所述电阻区之间的导热填料由陶瓷材料构成或包括重量至少为50%的陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,通过所述第一接线管脚和所述第二接线管脚中的至少一个的弹簧张力的作用,使所述电阻区压抵到电路载体。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电路载体包括由陶瓷材料制成的衬底。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电路载体包括绝缘金属衬底(IMS)。
9.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一接线管脚直接连接到所述第一金属化部分和/或其中所述第二接线管脚直接连接到所述第二金属化部分。
10.一种装置,包括:
分流电阻器,至少包括导电的第一接线管脚、导电的第二接线管脚和电连接到所述第一接线管脚和所述第二接线管脚的电阻区;
电路载体,包括第一金属化部分和第二金属化部分;其中,
所述第一接线管脚直接连接到所述第一金属化部分,所述第二接线管脚直接连接到所述第二金属化部分;
布置在所述第一接线管脚和所述电阻区之间的第一接合区。
11.根据权利要求10所述的装置,包括被接合到所述电路载体的第三金属化部分和所述第一接合区的第一接合线。
12.根据权利要求10所述的装置,其中,所述第一接合区由所述第一接线管脚的平表面部分形成。
13.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第一接线管脚的平表面部分与所述电路载体平行。
14.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第一接线管脚的所述平表面部分包括从0.1mm×0.1mm到0.8mm×2.0mm变化的面积。
15.根据权利要求11所述的装置,包括布置在所述第二接线管脚和所述电阻区之间的第二接合区。
16.根据权利要求15所述的装置,包括被接合到所述电路载体的第四金属化部分和第二接合区的第二接合线。
17.根据权利要求15所述的装置,其中,所述第二接合区是由所述第二接线管脚的平表面部分形成的。
18.根据权利要求12所述的装置,其中,所述第二接线管脚的所述平表面部分与所述电路载体平行。
19.根据权利要求17所述的装置,其中,所述第二接线管脚的所述平表面部分包括从0.1mm×0.1mm到0.8mm×2.0mm变化的面积。
20.一种用于连接分流电阻器和电路载体的方法,所述方法包括步骤:
提供分流电阻器,所述分流电阻器至少包括导电的第一接线管脚、导电的第二接线管脚和电连接到所述第一接线管脚和所述第二接线管脚的电阻区;
提供包括第一金属化部分和第二金属化部分的电路载体;
将所述分流电阻器置于所述电路载体上,以使得所述第一接线管脚与所述第一金属化部分接触,而所述第二接线管脚与所述第二金属化部分接触;
通过使用超声波接合技术将所述第一接线管脚与所述第一金属化部分连接,以及将所述第二接线管脚与所述第二金属化部分连接。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,连接步骤包括提供分叉超声焊极的子步骤。
22.根据权利要求20所述的方法,其中,使用超声波接合技术将所述第一接线管脚与所述第一金属化部分连接以及将所述第二接线管脚与所述第二金属化部分连接同时发生。
23.根据权利要求20所述的方法,包括提供导热填料并将所述导热填料布置在所述电路载体和所述电阻区之间的步骤。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,布置所述导热填料的步骤发生在所述第一接线管脚与所述第一金属化部分连接以及连接所述第二接线管脚的步骤之前。
25.根据权利要求23所述的方法,其中,布置所述导热填料的步骤发生在所述第一接线管脚与所述第一金属化部分连接及连接所述第二接线管脚的步骤之后。
26.根据权利要求18所述的方法,其中,所述导热填料具有大于1W·K-1·m-1的热导率。
27.根据权利要求20所述的方法,其中,所述电阻区与所述电路载体直接接触。
28.根据权利要求20所述的方法,其中,向下力施加到所述第一接线管脚和所述第二接线管脚中的至少一个的至少一个部分上,其中,当向下力开始影响所述至少一个部分时,所述至少一个部分远离所述电路载体。
29.根据权利要求28所述的方法,其中,在所述第一接线管脚与所述第一金属化部分连接之后以及所述第二接线管脚与所述第二金属化部分连接之后,所述至少一个部分与所述第一金属化部分或所述第二金属化部分完全接触。
CN2008101853716A 2008-01-08 2008-12-22 包括分流电阻器的装置及其制作方法 Active CN101483091B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/970661 2008-01-08
US11/970,661 US8031043B2 (en) 2008-01-08 2008-01-08 Arrangement comprising a shunt resistor and method for producing an arrangement comprising a shunt resistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101483091A true CN101483091A (zh) 2009-07-15
CN101483091B CN101483091B (zh) 2012-07-04

Family

ID=40758612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101853716A Active CN101483091B (zh) 2008-01-08 2008-12-22 包括分流电阻器的装置及其制作方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8031043B2 (zh)
CN (1) CN101483091B (zh)
DE (1) DE102008059130B4 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102364345A (zh) * 2010-06-21 2012-02-29 英飞凌科技股份有限公司 具有并联电阻的电路装置
CN104620330A (zh) * 2012-09-13 2015-05-13 大金工业株式会社 电子电路装置
CN106663511A (zh) * 2014-09-03 2017-05-10 株式会社电装 分流电阻器
CN107635621A (zh) * 2015-05-12 2018-01-26 Pixium视野股份公司 具有分流电阻器的光敏像素
US10818418B2 (en) 2018-03-26 2020-10-27 Yageo Corporation Method for manufacturing shunt resistor
US10839991B2 (en) 2018-03-14 2020-11-17 Yageo Corporation Method for manufacturing shunt resistor
US11559684B2 (en) 2017-07-14 2023-01-24 Pixium Vision Sa Photosensitive array

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUE065457T2 (hu) 2009-09-04 2024-05-28 Vishay Dale Electronics Llc Ellenállástag ellenállás-változás termikus koefficiens (TCR) kompenzálással
WO2012157435A1 (ja) 2011-05-17 2012-11-22 ローム株式会社 チップ抵抗器、チップ抵抗器の製造方法、およびチップ抵抗器の実装構造
DE102012213183A1 (de) 2011-07-28 2013-01-31 Continental Teves Ag & Co. Ohg Schaltung zum Leiten eines elektrischen Stromes
JP6064254B2 (ja) * 2012-09-19 2017-01-25 Koa株式会社 電流検出用抵抗器
JP6175606B2 (ja) * 2013-07-22 2017-08-09 株式会社アドウェルズ 接合方法
DE202013009973U1 (de) * 2013-11-04 2013-11-20 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Widerstand, insbesondere niederohmiger Strommesswiderstand
JP6384211B2 (ja) * 2014-09-03 2018-09-05 株式会社デンソー シャント抵抗器
JP6650409B2 (ja) * 2014-10-22 2020-02-19 Koa株式会社 電流検出用抵抗器
JP6795879B2 (ja) * 2015-06-15 2020-12-02 Koa株式会社 抵抗器及びその製造方法
TWM516215U (zh) * 2015-09-23 2016-01-21 Yageo Corp 弓形分流器電阻
JP6942438B2 (ja) * 2016-03-18 2021-09-29 ローム株式会社 シャント抵抗器
US10365303B2 (en) * 2016-04-28 2019-07-30 Texas Instruments Incorporated Shunt strip
JP2018132386A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 Koa株式会社 電流測定装置および電流検出用抵抗器
KR102287317B1 (ko) 2017-06-07 2021-08-10 현대자동차주식회사 전류센서
JP2019035610A (ja) * 2017-08-10 2019-03-07 Koa株式会社 電流測定装置
USD883227S1 (en) 2017-11-08 2020-05-05 Central Glass Company, Limited Connecting terminal
JP7038980B2 (ja) * 2018-01-15 2022-03-22 進工業株式会社 チップ型金属板抵抗器製造方法
USD924810S1 (en) * 2019-01-04 2021-07-13 Intel Corporation Busbar
JP2023537778A (ja) 2020-08-20 2023-09-05 ヴィシェイ デール エレクトロニクス エルエルシー 抵抗器、電流検出抵抗器、電池分流器、分流抵抗器、およびこれらの製造方法
US20230326633A1 (en) * 2022-04-08 2023-10-12 Cyntec Co., Ltd. Structure of resistor device and system for measuring resistance of same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161888A (ja) * 1987-12-18 1989-06-26 Cmk Corp プリント配線板
JP3379240B2 (ja) 1994-10-13 2003-02-24 富士電機株式会社 四端子シャント抵抗
DE19620446A1 (de) * 1995-05-25 1996-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Elektronik-Chip-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2000188205A (ja) * 1998-10-16 2000-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd チップ形ptcサ―ミスタ
JP3402226B2 (ja) * 1998-11-19 2003-05-06 株式会社村田製作所 チップサーミスタの製造方法
JP4419214B2 (ja) * 1999-03-08 2010-02-24 パナソニック株式会社 チップ形ptcサーミスタ
DE20117650U1 (de) * 2001-10-29 2003-03-13 Heusler Isabellenhuette Oberflächenmontierbarer elektrischer Widerstand
JP4135651B2 (ja) * 2003-03-26 2008-08-20 株式会社村田製作所 積層型正特性サーミスタ

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102364345A (zh) * 2010-06-21 2012-02-29 英飞凌科技股份有限公司 具有并联电阻的电路装置
CN102364345B (zh) * 2010-06-21 2015-07-01 英飞凌科技股份有限公司 具有所装配的电路载体的电路装置及相应功率半导体模块
CN104620330A (zh) * 2012-09-13 2015-05-13 大金工业株式会社 电子电路装置
CN104620330B (zh) * 2012-09-13 2016-04-27 大金工业株式会社 电子电路装置
CN106663511A (zh) * 2014-09-03 2017-05-10 株式会社电装 分流电阻器
CN107635621A (zh) * 2015-05-12 2018-01-26 Pixium视野股份公司 具有分流电阻器的光敏像素
CN107635621B (zh) * 2015-05-12 2021-02-02 Pixium视野股份公司 具有分流电阻器的光敏像素
US11559684B2 (en) 2017-07-14 2023-01-24 Pixium Vision Sa Photosensitive array
US10839991B2 (en) 2018-03-14 2020-11-17 Yageo Corporation Method for manufacturing shunt resistor
US10818418B2 (en) 2018-03-26 2020-10-27 Yageo Corporation Method for manufacturing shunt resistor

Also Published As

Publication number Publication date
US20090174522A1 (en) 2009-07-09
DE102008059130B4 (de) 2022-08-11
US8031043B2 (en) 2011-10-04
DE102008059130A1 (de) 2009-07-16
CN101483091B (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101483091B (zh) 包括分流电阻器的装置及其制作方法
USRE39660E1 (en) Surface mounted four terminal resistor
US6768061B2 (en) Multilayer circuit board
JP5344888B2 (ja) 半導体装置
CN106576423B (zh) 具有导热元件的电路载体
US8159821B2 (en) Diffusion bonding circuit submount directly to vapor chamber
CN104517939B (zh) 垂直分流电阻
TWI505522B (zh) Method for manufacturing thermoelectric conversion module
US8633060B2 (en) Semiconductor device production method and semiconductor device
US20110108245A1 (en) Circuit Board Forming Diffusion Bonded Wall of Vapor Chamber
US20140035605A1 (en) Shunt Resistor Integrated in a Connection Lug of a Semiconductor Module and Method for Determining a Current Flowing Through a Load Connection of a Semiconductor Module
JP4403665B2 (ja) 半導体装置
KR20010091898A (ko) 반도체 칩 패키지
JP2013544438A (ja) 回路基板の内部または上に部品を実装する方法、および回路基板
JPH08148839A (ja) 混成集積回路装置
JP4886104B2 (ja) ボールグリッドアレイを具えるパワー半導体実装パッケージ
JP2009164647A (ja) 半導体装置
JP2019133965A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2010253503A (ja) ヒータチップ及び接合装置
JP2010541219A5 (zh)
CN109314170A (zh) 用于优化的热阻、焊接可靠性和smt加工良率的led金属焊盘配置
WO2022208603A1 (ja) 半導体装置
WO2017208941A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPWO2018235511A1 (ja) 半導体モジュール
JP4864990B2 (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant