TW202234615A - 高功率晶片電阻 - Google Patents

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紀國祥
鄭佳政
陳玟君
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Abstract

一種高功率晶片電阻，包含一電阻本體，及二電極。該電阻本體包括一電阻層、一金屬散熱層、一金屬導熱層，及一絕緣單元。該金屬散熱層設置在該電阻層的其中一側，並包括二彼此間隔而不相連接的金屬散熱片。該金屬導熱層設置在該電阻層反向該金屬散熱層的一側，並包括二彼此間隔而不相連的金屬導熱片。該絕緣單元位在該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層之間。該等電極分別設置在該電阻本體的相反二側邊，且每一個電極對應由該金屬散熱層延伸至該金屬導熱層，且讓電流能由其中一電極經該電阻層傳輸至其中另一電極。

Description

高功率晶片電阻
本發明是有關於一種晶片電阻，特別是指一種高功率晶片電阻。
晶片電阻目前已被廣泛地設置在各種電子產品中，用以提供預定的電阻值，其結構一般是使用金屬合金作為電阻層，並在其相對兩側邊形成電極後，便進行封裝而製成晶片電阻。
然而，在現有的晶片電阻結構中，當電流在電阻層上通過時，便會讓晶片電阻的溫度提高，且沒有其它散熱結構，容易導致晶片電阻溫度過高而出現漂移的現象，使晶片電阻的電阻值不穩定；另外，晶片電阻在單一面積內的功率也會因為高溫的影響而受侷限。
因此，本發明的目的，即在提供一種高功率晶片電阻。
於是，本發明高功率晶片電阻，包含一電阻本體，及二電極。
該電阻本體包括一電阻層、一金屬散熱層、一金屬導熱層，及一絕緣單元。該金屬散熱層設置在該電阻層的其中一側，並包括二彼此間隔而不相連接的金屬散熱片。該金屬導熱層設置在該電阻層反向該金屬散熱層的一側，並包括二彼此間隔而不相連的金屬導熱片。該絕緣單元位在該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層之間。
該等電極分別設置在該電阻本體的相反二側邊，且每一個電極對應由該金屬散熱層延伸至該金屬導熱層，且讓電流能由其中一電極經該電阻層傳輸至其中另一電極。
本發明的功效在於：在該電阻層的相反兩側設置該金屬散熱層與該金屬導熱層，透過該金屬導熱層的設置，能提升該高功率晶片電阻運作時的耐功率，且相反側的該金屬散熱層能在該高功率晶片電阻運作時增進其散熱效率，用以降低元件整體的溫度。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1至圖3，本發明高功率晶片電阻，包含一電阻本體2、二分別設置在該電阻本體2相反二側邊的電極3，及一設置在該等電極3之間的絕緣保護層4；其中，該電阻本體2包括一電阻層21、設置在該電阻層21兩相反側的一金屬散熱層22與一金屬導熱層23，及一位在該電阻層21、該金屬散熱層22，與該金屬導熱層23之間的絕緣單元24。
具體地說，該電阻層21的形狀並沒有限制，在本實施例中，該電阻層21是以矩形為例做說明，而適用於構成本實施例的該電阻層21的材料則可選自例如錳銅合金、鎳銅合金、鎳鉻合金、鎳鉻鋁合金，或鐵鉻鋁合金等合金材料。
該金屬散熱層22設置在該電阻層21的其中一側，並包括二彼此間隔不相連而具有間隙200的金屬散熱片221；該金屬導熱層23則設置在該電阻層21反向該金屬散熱層22的其中另一側，並包括二彼此間隔不相連而具有間隙200的金屬導熱片231。在本實施例中，該等金屬散熱片221與該等金屬導熱片231的該等間隙200對應地沿相同方向延伸。
該絕緣單元24位在該電阻層21、該金屬散熱層22、該金屬導熱層23、該等金屬散熱片221，及該等金屬導熱片231之間。較佳地，該絕緣單元24包括一位在該電阻層21與該金屬散熱層22之間並延伸至該等金屬散熱片221之間的第一絕緣隔離層241，及一位在該電阻層21與該金屬導熱層23之間並延伸至該等金屬導熱片231之間的第二絕緣隔離層242，且該第一絕緣隔離層241與該第二絕緣隔離層242分別讓該電阻層21、該金屬散熱層22，及該金屬導熱層23相對兩側部分露出。
更佳地，在本實施例中，該第一絕緣隔離層241覆蓋該等金屬散熱片221反向該電阻層21的表面，以在露出該等金屬散熱片221的相對兩側之外，而包覆該等金屬散熱片221其他部分，並用以與該電阻層21隔絕；該第二絕緣隔離層242則是除了讓相對兩側露出外，也讓該等金屬導熱片231反向該電阻層21的表面露出。
該等電極3分別對應設置在露出部分而分別對應電連接該電阻層21、該金屬散熱層22，及該金屬導熱層23，且每一個電極3對應由該金屬散熱層22延伸至該金屬導熱層23，並進一步讓該等電極3的一端延伸覆蓋該金屬導熱層23反向該電阻層21露出的部分表面，使電流能由其中一電極3經該電阻層21傳輸至其中另一電極3，但因該等間隙200的存在，使得電流不會由其中一電極3經該等金屬散熱片221及該等金屬導熱片231傳輸至其中另一電極3。
詳細地說，每一個電極3包括一電極塊31、一第一外焊層32，及一第二外焊層33；該電極塊3電連接該電阻層21、該金屬散熱層22，及該金屬導熱層23，該第一外焊層32包覆該電極塊31，該第二外焊層32包覆該第一外焊層31。在本實施例中，讓該等電極塊31部分延伸至該金屬導熱層23的部分表面，且位在該金屬導熱層23表面的該等電極塊31部分厚度較厚，而適用於電連接至外部的電路板(圖未示)。該絕緣保護層4位在該等電極3之間並覆蓋在該金屬導熱層23反向該電阻層21的表面。
適用於本實施例的該等電極塊31可由金屬銅所構成，而該等第一外焊層32與該等第二外焊層33則分別是由鎳(Ni)與錫(Ti)所構成，但不限於此。
本發明高功率晶片電阻是以該金屬導熱層23一側透過該等電極3電連接至電路板上，由於該金屬導熱層23是鄰近該電路板設置，因此，會最先經該等電極3將該電阻層21產生的熱能傳導至電路板，從而能輔助提升整體元件的耐功率。
配合參閱圖4與圖5，圖4是現有晶片電阻沒有設置金屬散熱層的結構，在運作時的熱影像圖，而圖5則是本實施例設有該金屬散熱層22，在運作時的熱影像圖。本實施例在反向該金屬導熱層23的一側設置該金屬散熱層22(也就是在該電阻層21的上表面)，以在該高功率晶片電阻運作時，增進其散熱效率，用以降低元件整體的溫度，由圖4與圖5的熱影像圖可知，本實施例設置該金屬散熱層22後，其運作時的表面溫度明顯較現有晶片電阻(無設置金屬散熱層)降低約20℃。
要說明的是，透過兩片金屬散熱片221構成該金屬散熱層22，及兩片金屬導熱片231構成該金屬導熱層23，使其具有該間隙200，能避免電流由其中一電極3傳輸至其中另一電極3而導致短路。
綜上所述，本發明高功率晶片電阻，在該電阻層21的相反兩側分別設置該金屬散熱層22與該金屬導熱層23，透過讓該金屬導熱層23鄰近電路板地設置，能提升該高功率晶片電阻運作時的耐功率，並在其相反側設置該金屬散熱層22，能在該高功率晶片電阻運作時增進其散熱效率，用以降低元件整體的溫度，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:電阻本體 200:間隙 21:電阻層 22:金屬散熱層 221:金屬散熱片 23:金屬導熱層 231:金屬導熱片 24:絕緣單元 241:第一絕緣隔離層 242:第二絕緣隔離層 3:電極 31:電極塊 32:第一外焊層 33:第二外焊層 4:絕緣保護層
本發明的其它特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體示意圖，說明本發明高功率晶片電阻的一實施例； 圖2是一剖視圖，是由圖1直線II-II剖面所得的側視圖，輔助說明本發明高功率晶片電阻的該實施例； 圖3是一立體示意圖，說明該實施例的一電阻層、一金屬散熱層，及一金屬導熱層之間的態樣。； 圖4是一熱影像圖，說明現有晶片電阻在運作時的熱影像圖；及 圖5是一熱影像圖，說明該實施例在運作時的熱影像圖。
21:電阻層
22:金屬散熱層
221:金屬散熱片
23:金屬導熱層
231:金屬導熱片
24:絕緣單元
241:第一絕緣隔離層
242:第二絕緣隔離層
3:電極
31:電極塊
32:第一外焊層
33:第二外焊層
4:絕緣保護層

Claims (7)

  1. 一種高功率晶片電阻，包含： 一電阻本體，包括： 一電阻層； 一金屬散熱層，設置在該電阻層的其中一側，並包括二彼此間隔而不相連接的金屬散熱片； 一金屬導熱層，設置在該電阻層反向該金屬散熱層的一側，並包括二彼此間隔而不相連接的金屬導熱片；及 一絕緣單元，位在該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層之間； 二電極，分別設置在該電阻本體的相反二側邊，且每一個電極對應由該金屬散熱層延伸至該金屬導熱層，且讓電流能由其中一電極經該電阻層傳輸至其中另一電極。
  2. 如請求項1所述的高功率晶片電阻，其中，該絕緣單元包括一位在該電阻層與該金屬散熱層之間並延伸至該等金屬散熱片之間的第一絕緣隔離層，及一位在該電阻層與該金屬導熱層之間並延伸至該等金屬導熱片之間的第二絕緣隔離層，且該第一絕緣隔離層與該第二絕緣隔離層分別讓該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層相對兩側部分露出，該等電極透過露出部分分別對應電連接該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層。
  3. 如請求項2所述的高功率晶片電阻，其中，該等金屬散熱片及該等金屬導熱片分別具有一間隙，使其彼此間隔而不相連接，該等間隙對應沿相同方向延伸，每一個電極為電連接其中一金屬散熱片及其中一金屬導熱片，令電流不會由其中一電極經該等金屬散熱片及該等金屬導熱片傳輸至其中另一電極。
  4. 請求項2所述的高功率晶片電阻，其中，該第一絕緣隔離層覆蓋該等金屬散熱片反向該電阻層的表面。
  5. 如請求項1所述的高功率晶片電阻，其中，該等電極的一端延伸覆蓋該金屬導熱層的部分表面。
  6. 如請求項4所述的高功率晶片電阻，該還包括一位在該等電極之間並覆蓋在該金屬導熱層反向該電阻層的表面的絕緣保護層。
  7. 如請求項1所述的高功率晶片電阻，其中，每一個電極包括一電極塊、一第一外焊層，及一第二外焊層，該電極塊電連接該電阻層、該金屬散熱層，及該金屬導熱層，該第一外焊層包覆該電極塊，該第二外焊層包覆該第一外焊層。
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