CN102903467B - 具有软性材料层的微电阻元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种具有软性材料层的微电阻元件，包含一电阻层、一软性材料层以及一电极层。软性材料层位于该电阻层上方。电极层具有位于该电阻层下方且相互分离的第一电极部及第二电极部。此外，本发明更提供上述具有软性材料层的微电阻元件的制造方法。本发明无须采用陶瓷材料所制成的基板，在制作上可较不受限制，可进一步缩小其尺寸。

Description

具有软性材料层的微电阻元件及其制造方法

技术领域

本发明有关微电阻元件，特别有关于具有软性材料层的微电阻元件。

背景技术

随着电子电路技术的持续发展，对于电阻元件的电阻值的稳定度要求日益增高。传统的晶片电阻元件的电阻温度系数(TemperatureCoefficientofResistance，TCR)等性能已逐渐无法满足高稳定性的要求，导致其在应用上受到限制。

为了提升电阻元件的电阻值的热稳定度，如图1所示，一种公知的微电阻元件10，具有一陶瓷材料制成的基板11、一位于基板11的下表面的电阻层12、一位于基板11的上表面的铜箔层13、分别位于基板11的两端的端面电极14，以及一位于铜箔层13上的保护层15。藉由散热性佳的铜箔层13，辅助消散微电阻元件在操作时的热能，以达到提升微电阻元件的操作功率的目的。

然而，在电子装置持续追求轻薄短小的趋势下，微电阻元件势必追随此趋势，朝更小的尺寸发展。但上述微电阻元件的基板，采用陶瓷材料所制成，由于陶瓷材料属硬脆，在加工时容易碎裂，因此难以使微电阻元件再进一步的缩小尺寸。

此外，以往常用于粘合基板11与电阻层12或铜箔层13的胶材通常含有玻纤材质，以便在其硬化后提供较佳的支撑性，但由于玻纤材质在硬化后不具可挠性，也使得此微电阻元件在应用上受到限制。并且，玻纤材质的散热性较差，也阻挡热量由基板11朝电阻层12或铜箔层13传递，不利提升微电阻元件的操作功率。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种微电阻元件，无须采用陶瓷材料所制成的基板，以便可进一步缩小其尺寸。

为了达成上述目的，本发明的具有软性材料层的微电阻元件，包含一电阻层、一软性材料层以及一电极层。软性材料层位于该电阻层上方。电极层具有位于该电阻层下方且相互分离的第一电极部及第二电极部。

本发明提供的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，包含：提供一电阻层；将一软性材料层贴合至该电阻层上方；以及将一电极层形成于该电阻层下方，该电极层具有相互分离的第一电极部及第二电极部。

此外，本发明提供的另一具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，包含：提供直接相互接合的一软性材料层以及一电阻层；以及将一电极层形成于该电阻层下方，该电极层具有相互分离的第一电极部及第二电极部。

本发明的有益效果在于，无须采用陶瓷材料所制成的基板，在制作上可较不受限制，可进一步缩小其尺寸。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为公知微电阻元件的剖面示意图；

图2为本发明微电阻元件的第一实施例的剖视图；

图3为本发明微电阻元件的第二实施例的剖视图；

图4为本发明微电阻元件的第三实施例的剖视图；

图5为本发明微电阻元件的第四实施例的剖视图；

图6A至图6G为本发明微电阻元件的制造方法的各步骤示意图；以及

图7A至图7E为本发明微电阻元件的另一制造方法的各步骤示意图。

其中，附图标记

10微电阻元件

11基板

12电阻层

13铜箔层

14端面电极

15保护层

100软性材料层

110电阻层

111缺口

120电极层

121第一电极部

122第二电极部

126第一外焊层

127第二外焊层

130胶层

140第一保护层

150第二保护层

160金属层

161沟槽

162第一金属片

164第二金属片

170离形膜

20微电阻元件

30微电阻元件

40微电阻元件

50微电阻元件

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

请参见图2，为本发明的微电阻元件的第一实施例。该微电阻元件20主要包括有一电阻层110、一位于电阻层110上方的软性材料层100、一位于电阻层110下方的电极层120，以及一用以将电阻层110黏合至软性材料层100的下表面的胶层130。

电阻层110为镍铜合金、镍铬合金、铁铬合金或铜锰合金所制成。于本实施例中，电阻层110以厚度为50～150μm之间的镍铜合金片材为例说明。电阻层110可为一完整的矩形片材，或者，其上更可形成有特定形状的开孔或凹槽，使具有预设的电阻值。

软性材料层100的材质为聚酰亚胺(Polyimide，PI)或聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethyleneTerephthalate，PET)等化学稳定性佳的可挠性材质，其厚度可在12～45μm之间。

胶层130的材质可为环氧树脂或压克力树脂等，厚度约为13～102μm。

电极层120包含有设置于电阻层110下表面的相反两侧的一第一电极部121与一第二电极部122。第一电极部121及第二电极部122的材质为铜或铜合金。此外，本实施例的微电阻元件可进一步包含包覆第一电极部121的一第一外焊层126，以及包覆第二电极部122的一第二外焊层127，用于与其他外部元件焊接。第一外焊层126及第二外焊层127可包含利用电镀、溅镀等工艺形成的单层或多层焊锡层，例如镍层及锡层。

为了避免电阻层110受到环境的污染或氧化，可在电阻层110的下表面上，且位于第一电极部121及第二电极部122之间的位置处，覆盖第一保护层140。此外，本实施例的微电阻元件20更可于软性材料层100的上表面上覆盖一第二保护层150。第一保护层140及第二保护层150的材质可为环氧树脂或压克力树脂。

由于本发明的微电阻元件不具有难以加工的陶瓷基板，其在制作上可较不受限制，可进一步缩小其尺寸。此外，由于软性材料层100具有可挠性，配合使用的胶层130也具有可挠性，使得微电阻元件20整体可获得较佳的可挠性，因此增加了其可应用的范围。

并且，也因为软性材料层100容易制作及加工，可达成更薄的厚度，亦使得本发明的微电阻元件20可具有更低的热阻抗。本发明的胶层130也由于无须采用玻纤材质，具有较佳的导热特性。

请参见图3，为本发明的微电阻元件的第二实施例，与第一实施例的差异处在于，本实施例的微电阻元件30更包含夹置在软性材料层100与第二保护层150之间的一金属层160。藉金属层160的较佳导热特性，提高微电阻元件30的散热效果。本实施例中，金属层160可为厚度8～35μm的铜或铜合金，或其他散热较佳的金属材质。

请参见图4，为本发明的第三实施例的微电阻元件40，与第二实施例的差异处在于，本实施例的微电阻元件40夹置在软性材料层100与第二保护层150之间的金属层为相互分离的一第一金属片162和一第二金属片164。第一金属片162和第二金属片164的形状不限，可依实际散热需求所设计。在本实施例中，第二保护层150同时覆盖第一金属片162和第二金属片164，且填入第一金属片162和第二金属片164之间的区域。实际实施时，第二保护层150也可仅填入第一金属片162和第二金属片164之间的区域，而不覆盖第一金属片162和第二金属片164。第一金属片162及第二金属片164的材质可为铜或铜合金，厚度可在8μm到35μm之间。

请参见图5，为本发明的微电阻元件的第四实施例，与第一实施例的差异处在于，本实施例的微电阻元件50不具有用以将电阻层110黏合至软性材料层100的下表面的胶层，电阻层110是直接的与软性材料层100接合。

以下，详述上述本发明的微电阻元件的制造方法。参阅图6A至图6G，首先，如图6A所示，提供一软性材料层100，以及一胶层130。软性材料层100上表面附着有一金属层160。胶层130附着在一离形膜170上，当将胶层130贴附在软性材料层100上后，可将离形膜170撕除。然后，如图6B所示，将软性材料层100藉由胶合层130贴合至电阻层110上，并热压合软性材料层100及电阻层110，使软性材料层100与电阻层110藉胶合层130紧密粘合，形成一如图6C所示的组合板体。

接着，如图6D，对电阻层110进行蚀刻形成缺口111，用以调整电阻层110的电阻值。并且，对金属层160进行蚀刻形成沟槽161，以形成两相互分离的第一金属片162及第二金属片164。

然后，如图6E所示，藉由电镀、压合或焊接等方式将具有导电功能的第一电极部121及第二电极部122形成于电阻层110的下表面的两相反侧。

接着，如图6F所示，于第一电极部121与第二电极部122之间的电阻层110的下表面上形成第一保护层140，以避免电阻层110受到环境污染或氧化。并且，更可于该软性材料层100的上表面上形成第二保护层150，以进一步提供支撑微电阻元件的强度。

最后，如图6G所示，形成分别包覆第一电极部121与第二电极部122的第一外焊层126及第二外焊层127，以增加第一电极部121与第二电极部122的接着强度以及增强微电阻元件与电路板之间的焊接强度。

需特别说明的是，在上述制造方法中，一开始所提供的软性材料层100，其上表面附着有一金属层160。实际实施时，亦可仅保留软性材料层100本身进行上述制造方法。在具有金属层160的情况下，本实施例的制造方法可制造出图3或图4的微电阻元件。不具有金属层160的情况下，本实施例的制造方法可制造出图2的微电阻元件。

如图7A至图7E所示，为本发明的微电阻元件的另一制造方法。如图7A所示，提供一直接相互接合的软性材料层100以及电阻层110。软性材料层100以及电阻层110之间不具有用以粘合两者的胶层。第一种方式，可将软性材料层100直接形成于电阻层110上，例如先将液态的软性材料涂布或印刷于电阻层110上，然后，使该液态软性材料固化，以形成附着于电阻层110上的软性材料层100。第二种方式，则可将电阻层110以成膜方法形成于软性材料层100上，例如可采用厚膜及薄膜工艺将电阻层110形成于软性材料层100上。

接着，如图7B所示，藉由电镀、压合或焊接等方式将具有导电功能的第一电极部121及第二电极部122形成于电阻层110的下表面的两相反侧。并且，在本实施例中，更在软性材料层100上形成金属层160。需说明的是，金属层160的目的是用以提高微电阻元件的散热性，可视实际需求加以移除。

如图7C所示，对电阻层110进行蚀刻形成缺口111，用以调整电阻层110的电阻值。并且，对金属层160进行蚀刻形成沟槽161，以形成两相互分离的第一金属片162及第二金属片164。

如图7D所示，于第一电极部121与第二电极部122之间的电阻层110的下表面上形成第一保护层140，以避免电阻层110受到环境污染或氧化。并且，更可于该软性材料层100的上表面上形成第二保护层150，以进一步提供支撑微电阻元件的强度。

如图7E所示，形成分别包覆第一电极部121与第二电极部122的第一外焊层126及第二外焊层127，以增加第一电极部121与第二电极部122的接着强度以及增强微电阻元件与电路板之间的焊接强度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，包含:

一电阻层；

一软性材料层，位于该电阻层上方，该软性材料厚度在12～45μm之间；

一电极层，具有位于该电阻层下方且相互分离的第一电极部及第二电极部；

一金属层，设置于该软性材料层上，该金属层与该电极层绝缘；以及

一第二保护层，位于该金属层上。

2.如权利要求1所述的具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，更包含用于将该电阻层贴合于该软性材料层的一胶层。

3.如权利要求2所述的具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，该胶层的材质包含环氧树脂或压克力树脂。

4.如权利要求1所述的具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，该金属层包含互相分离的一第一金属片及一第二金属片。

5.如权利要求1所述的具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，该软性材料层的材质为聚酰亚胺或聚乙烯对苯二甲酸酯。

6.如权利要求1所述的具有软性材料层的微电阻元件，其特征在于，该电阻层为镍铜合金、镍铬合金、铁铬合金或铜锰合金。

7.一种具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，包含:

提供一电阻层；

将一软性材料层贴合至该电阻层上方；

将一电极层形成于该电阻层下方，该电极层具有相互分离的第一电极部及第二电极部；

将一金属层设置于该软性材料层上，该金属层与该电极层绝缘；

将一第二保护层形成于该金属层上；

其中，该软性材料厚度在12～45μm之间。

8.如权利要求7所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，利用一胶层将该软性材料层贴合于该电阻层。

9.如权利要求8所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该胶层的材质为环氧树脂或压克力树脂。

10.如权利要求7所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该金属层包含互相分离的一第一金属片及一第二金属片。

11.如权利要求7所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该软性材料层的材质为聚酰亚胺或聚乙烯对苯二甲酸酯。

12.一种具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，包含:

提供直接相互接合的一软性材料层以及一电阻层；

将一金属层设置在该软性材料层上，该金属层与电极层绝缘；

将一第二保护层形成于该金属层上；以及

将一电极层形成于该电阻层下方，该电极层具有相互分离的第一电极部及第二电极部；

其中，该软性材料厚度在12～45μm之间。

13.如权利要求12所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该软性材料层利用印刷或涂布直接形成于该电阻层上并经过硬化而得。

14.如权利要求12所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该电阻层以厚膜工艺或薄膜工艺形成于软性材料层上。

15.如权利要求12所述的具有软性材料层的微电阻元件的制造方法，其特征在于，该软性材料层的材质为聚酰亚胺或聚乙烯对苯二甲酸酯。