TWI533337B - 分流電阻之製造方法以及分流電阻組合之製造方法 - Google Patents

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Description

分流電阻之製造方法以及分流電阻組合之製造方法
本發明係有關於一種分流電阻之製造方法以及一種分流電阻組合之製造方法，特別係有關於一種分流電阻之製造方法以及一種分流電阻組合之製造方法，在其中，透過雷射或電子束焊接接合電阻元件以及連接件，以盡可能的避免焊接變形，以及透過簡易加壓及彎曲加工製造測量端。
一般而言，當測量DC高電流時，用於偵測電流的分流電阻被用為分阻器，並且分流電阻可使用小於1Ω的低電阻，以避免壓降及功率損失
分流電阻包括非電感性線繞電阻器(non-inductive wire wound resistor，PRN)、超小線繞電阻器(super-mini wire wound resistor，SMW)、非電感性金屬板電阻器(non-inductive metal plate resistor，MPR)、電流感應電阻器(current sensing resistor，CSR)以及高電流感應電阻器(high current sensing resistor，CSR)。
在上述這些分流電阻器中，高CSR用於準確的測量電壓、電流以及車輛電池的溫度，以預測充電狀態、年齡狀態、 以及電池的啟動性(startability)，以及傳送電池的狀態資訊至電子控制單元(electronic control unit，ECU)以正常操作連接電池之各種裝置。
韓國專利之專利公開號No.10-2012-0047925揭露低阻抗電流感測電阻器1。
第11圖為一剖視圖，其顯示一傳統分流電阻器。參照第11圖，低阻抗電流感測電阻器包括至少一板形連接部件2及3以及至少一接觸點7及8，以接觸至少該板形連接部件2及3，以及至少該接觸點7及8係透過至少該板形連接部件2及3之突出區域形成。於此，兩接觸點7及8用於測量穿過電阻元件之壓降。
然而，在上述韓國專利中，因為突出區域包括貫穿孔，所以該等接觸點應從該電阻元件分隔開，以及因此當分隔距離越大時，將產生越大的電壓測量錯誤。
除此之外，因為上述韓國專利沒有詳細揭露該板形連接部件2及3與電阻之接合方法，故需要一種接合方法滿足分流電阻的特性。
因此，有鑑於上述問題而提出本發明，本發明之一宗旨在於提供一種分流電阻之製造方法以及一種分流電阻組合之製造方法，在其中，透過雷射或電子束焊接接合電阻元件以及連接件，以盡可能的避免焊接變形。
本發明之另一宗旨在於提出一種分流電阻之製造方法以及一種分流電阻組合之製造方法，在其中，透過簡易加 壓及彎曲加工製造測量端。
符合本發明之觀點，可透過本發明提出之一種分流電阻之製造方法完成上述及其他宗旨。該分流電阻之製造方法包括準備一電阻元件以及一第一及一第二連接件，以及接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端、加壓複數測量端，每一測量端包括一基座部件以及一測量突出部，以及接著從該等基座部件向上彎曲該等測量突出部、接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面。
在透過壓合構件加壓該第一及該第二連接件之上表面的條件下，可透過雷射焊接接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端可包括，在接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端後，加熱該接合電阻元件及該第一及該第二連接件之後表面。
接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端可透過使用電子束(E-beam)焊接該電阻元件以及該第一及該第二連接件接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端可在真空大氣壓力至少10-5托下使用100,000~150,000伏特的電子束E-beam接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
一接收槽，在接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端中，可設置在每一該第一及該第二連接件之一表面上，以及可透過應用一導電接合構件，像是助焊膏，至該等 接收槽接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面。
符合本發明之另一觀點，提出一種分流電阻組合之製造方法。該分流電阻組合之製造方法包括準備一電阻元件以及一第一及一第二連接件，以及接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端、加壓複數測量端，每一測量端包括一基座部件以及一測量突出部，以及接著從該等基座部件向上彎曲該等測量突出部、接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面以製造一分流電阻、對該分流電阻執行嵌入射出成型以形成一外殼、結合一基板與該外殼，一測量單元裝置於該基板上。
在形成該外殼中，可執行嵌入射出成型使得該等測量突出部暴露在該外殼之外側，以及在結合該基板及該外殼中，一測量單元裝置於該基板上，在該等測量突出部嵌入該基板的情況中，完成該等測量突出部與該測量單元之連接。
如上所述，符合本發明之一種分流電阻之製造方法及一種分流電阻組合之製造方法可透過雷射或電子束焊接接合電阻元件以及連接件，以盡可能的避免焊接變形。
除此之外，符合本發明之一種分流電阻之製造方法及一種分流電阻組合之製造方法可透過簡易加壓及彎曲加工製造測量端。
S1-S5‧‧‧步驟
100‧‧‧分流電阻
110‧‧‧電阻元件
120‧‧‧第一連接件
120a‧‧‧第二連接件
121‧‧‧接收槽
123‧‧‧貫穿孔
125‧‧‧測量單元
130、130a‧‧‧測量端
131‧‧‧基座部件
133‧‧‧測量突出部
135‧‧‧支撐部件
137‧‧‧連接端部件
210‧‧‧外殼
211‧‧‧蓋子
231‧‧‧耦合孔
250‧‧‧測量單元
2、3‧‧‧板形連接部件
7、8‧‧‧接觸點
B‧‧‧壓合構件
C1‧‧‧第一子真空室
C2‧‧‧主要真空室
C3‧‧‧第二子真空室
本發明之前述目的、其它目的、特徵與其它優點藉由後續的詳細說明與相關圖式，將可更清楚地被了解，其中第1圖係顯示根據本發明所述之一種分流電阻之製造方法 的流程圖。
第2圖係顯示根據本發明所述之第一及第二連接件及電阻元件之透視圖。
第3A圖係顯示根據本發明所述之在真空室中使用電子束(E-beam)焊接第一及第二連接件至電阻元件之剖視圖。
第3B圖係顯示使用三個真空室連續執行電子束接合。
第4圖係顯示根據本發明所述之第一及第二連接件及電阻元件間之雷射焊接概念圖。
第5A圖係顯示根據本發明所述之在雷射焊接期間使用壓合構件之剖視圖。
第5B圖係顯示根據本發明所述之加熱接合電阻元件及第一及第二連接件之後表面之剖視圖。
第5C圖係顯示根據本發明所述之已接合之電阻元件及第一及第二連接件之剖視圖。
第6A圖係顯示根據本發明所述之測量端之加壓狀態之展開圖。
第6B圖係顯示根據本發明所述之彎曲測量端之透視圖。
第7A圖係顯示根據本發明所述之分流電阻之透視圖。
第7B圖係顯示根據本發明所述之結合測量端與連接件之剖視圖。
第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之一種分流電阻組合之製造方法之流程圖。
第9圖係顯示根據本發明所述之透過執行分流電阻的嵌入射出成型形成外殼之剖視圖。
第10圖係顯示根據本發明所述之在外殼上裝置測量單元之剖視圖。
第11圖係顯示傳統分流電阻器之剖視圖。
在下文中，將參考附加圖示詳細描述本發明之較佳實施例。
在本發明的下列說明中，當本發明的主題可能被弄的不清處時，將省略此處結合的已知功能和結構的詳細說明。除此之外，使用在以下說明的術語將被定義考慮到符合本發明所獲得之功能之術語。這些術語的定義應係基於這說明書之全部內容所決定，因為其可能被改變為符合使用者或操作者的意圖或慣例。
第1圖係顯示根據本發明所述之一種分流電阻之製造方法的流程圖
參照第1圖，符合本發明之一種製造方法可包括接合第一及第二連接件至電阻元件之兩端(操作S1)、加壓及彎曲測量端(操作S2)、接合測量端至第一及第二連接件(操作S3)。
第2圖係顯示根據本發明所述之第一及第二連接件及電阻元件之透視圖。
參照第2圖，在操作S1中，引入被測量的電流至該第一連接件120，從該第二連接件120a放電被測量的電流，準備在該第一連接件120及該第二連接件120a間之一電阻元件110，以及接合該第一及該第二連接件120及120a至該電阻元件 110之兩端。
每一該第一及該第二連接件120及120a由導體金屬形成，例如：銅。
該電阻元件110設置於該第一及該第二連接件120及120a之間並引起壓降。舉例來說，該電阻元件110由具有較佳特性電阻之低電阻物質形成，其中該特性電阻較佳於該第一及該第二連接件120及120a，特別係包括銅、錳、或鎳的合金。
該電阻元件110與該第一及該第二連接件120及120a可透過焊接結合，舉例來說，雷射焊接或電子束焊接。
第4圖係顯示根據本發明所述之第一及第二連接件及電阻元件間之雷射焊接概念圖。
參照第4圖，在本發明之操作S1中，該電阻元件110與該第一及該第二連接件120及120a可透過雷射焊接結合。
在該第一及該第二連接件120及120a與該電阻元件110置於彎折部(zig)上的情況下，使用焊接光學頭(welding optic head)在該第一及該第二連接件120及120a與該電阻元件110間執行此類雷射焊接。
舉例來說，可使用波長1,030~1,070mm的雷射執行雷射焊接。
舉例來說，從雷射產生器輸出的雷射透過反射快門反射，以及透過光纖電纜及焊接光學頭發射，因此執行雷射焊接。
此類雷射焊接將與電子束焊接比較，其將在稍後描述，如以下所述。
(1)設置雷射焊接設備的花費較低，相對於電子束焊接的1/6。
(2)雷射焊接可執行在大氣壓力下。換句話說，電子束焊接要在維持真空狀態下驅動，而這花費較高。
(3)然而，相較於電子束焊接，雷射焊接可能會讓焊接的區域變形。
因此，在本發明中，可使用壓合構件以消除在雷射焊接期間造成的變形。
第5A圖係顯示根據本發明所述之在雷射焊接期間使用壓合構件之剖視圖、第5B圖係顯示根據本發明所述之加熱接合電阻元件及第一及第二連接件之後表面之剖視圖、第5C圖係顯示根據本發明所述之已接合之電阻元件及第一及第二連接件之剖視圖。
參照第5A圖，在本發明中，為了盡可能預防雷射焊接引起的變形，在透過壓合構件B加壓該第一及該第二連接件120及120a的情況下執行雷射焊接，透過壓力可預防焊接區域的變形。
參照第5B圖，在接合該第一及該第二連接件120及120a至該電阻元件110之兩端後，本發明之操作S1可包括加熱已接合之該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a之後表面。(操作S10)。
在操作S10中，可在溫度250~300℃執行加熱處理，該溫度係基於銅的熔點(熔點：1,084℃)或包含銅的合金的熔點的25%左右。
參照第5C圖，當已經完成該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a間的焊接時，根據產品規格切割該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a、設置貫穿孔123及接收槽於該第一及該第二連接件120及120a上、透過滾動(tumbling)清洗該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a。
第3A圖係顯示根據本發明所述之在真空室中使用電子束(E-beam)焊接第一及第二連接件至電阻元件之剖視圖、第3B圖係顯示使用三個真空室連續執行電子束接合。
參照第3A圖，在本發明之操作S1中，在真空室中執行電子束焊接，真空室保持在大氣壓力至少10-5托，以及發射的電子束具有100,000~150,000伏特的能量。
在真空狀態執行電子束焊接以及可預防焊接區域的氧化，並且短暫採用高密度能量(100km/mm2)以及可稍微引起焊接變形。
參照第3B圖，可使用電子束焊接設備執行電子束焊接，電子束焊接設備被配置為第一及第二子真空室C1及C3位在主要真空室C2的兩邊。
真空吸引裝置安裝在所有的主要真空室C2及第一及第二子真空室C1及C3內，主要真空室C2及第一及第二子真空室C1及C3相互連通。
該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a透過第一子真空室C1連續提供至電子束焊接設備，在主要真空室C2內執行電子束焊接，以及接著，透過第二子真空室C3 放出該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a至外部。
提供纏繞成桿形的該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a至此真空設備，以及接著，執行該電阻元件110及該第一及該第二連接件120及120a間的焊接。
第一及第二子真空室C1及C3用於維持主真空室內部的真空狀態，即使已連續從外部提供焊接的目標物。
第6A圖係顯示根據本發明所述之測量端之加壓狀態之展開圖、第6B圖係顯示根據本發明所述之彎曲測量端之透視圖。
參照第6A及6B圖，在根據本發明之操作S2中，加壓測量端，每一測量端包括一基座部件以及一測量突出部，以及接著從該等基座部件向上彎曲該等測量突出部。
第一及第二測量端130及130a用於測量穿過電阻元件110的壓降，以及結合該第一及該第二連接件120及120a。
該第一及該第二測量端130及130a可盡可能的靠近該電阻元件110，以降低電壓的測量誤差。
舉例來說，每一該第一及該第二測量端130及130a包括一基座部件131接合至每一該第一及該第二連接件120及120a之一表面，以及一測量突出部133一體成型於該基座部件131上以及從該基座部件131向上彎曲。
該基座部件131設置為較寬於該測量突出部133之板狀外型，因此可預期能提昇機械結合力。該基座部件131可透過焊接結合每一該第一及該第二測量端130及130a。
該測量突出部133連接至一電路單元，其將稍後描述，以及偵測對應區域之電壓。
該測量突出部133包括從該基座部件131延伸之一支撐部件135以及具有較該基座部件131窄之寬度，以及一連接端部件137從該支撐部件135延伸及具有較該支撐部件135窄之寬度。
該測量突出部133彎曲在靠近該電阻元件110之一區域。
該支撐部件135具有較該連接端部件137寬之寬度，以及可因此用於預防在彎曲該測量突出部133時，彎曲區域之斷裂，以及用於支撐一基板，其將稍後描述。
第7A圖係顯示根據本發明所述之分流電阻之透視圖、第7B圖係顯示根據本發明所述之結合測量端與連接件之剖視圖。
參照第7A及7B圖，在根據本發明之操作S3中，彎曲之測量端之基座部件接合至第一及第二連接件之上表面。
一接收槽121可設置於每一該第一及該第二連接件120及120a之上表面，以接收每一該第一及該第二測量端130及130a之該基座部件131。
假設該第一及該第二測量端130及130a焊接於該接收槽121內，不只焊接該基座部件131之較低面，也焊接該接收槽121之側面以及該基座部件131之側面，因此可改善結合力。
除此之外，該接收槽121引導該第一及該第二測量 端130及130a與該第一及該第二連接件120及120a之連接位置，因此能降低缺陷率。
當第一及第二測量端透過這種方法接合至第一及第二連接件時，分流電阻的製造已經完成。
在下文中，將參考附加圖示詳細描述本發明之分流電阻組合的製造方法。
第8圖係顯示根據本發明一實施例所述之一種分流電阻組合之製造方法之流程圖、第9圖係顯示根據本發明所述之透過執行分流電阻的嵌入射出成型形成外殼之剖視圖、第10圖係顯示根據本發明所述之在外殼上裝置測量單元之剖視圖。
參照第1至9圖，根據本發明所述之分流電阻組合之製造方法可包括準備一電阻元件110以及一第一及一第二連接件120及120a，以及接合該第一及該第二連接件120及120a至該電阻元件110之兩端(操作S1)、加壓複數測量端130及130a，每一測量端包括一基座部件131以及一測量突出部133，以及接著從該等基座部件131向上彎曲該等測量突出部133(操作S2)、接合該等基座部件131至該第一及該第二連接件120及120a之上表面，以製造分流電阻(操作S3)、對該分流電阻執行嵌入射出成型以形成一外殼(操作S4)、結合一基板230與該外殼210(操作S5)。
於此，操作S1至S3已於上方描述，因此關於其之細節描述將在下方省略。
在根據本發明之操作S4中，該外殼210透過嵌入射 出成型(insert injection modling)結合該分流電阻100。整個該電阻元件110及部份該第一及該第二連接件120及120a設置在該外殼210內。細部來說，透過嵌入射出成型，該測量突出部133之複數連接端部件137暴露在該外殼210之內部空間，以及該支撐部件135設置在該外殼210內。
該外殼210可由絕緣物質形成，例如，塑膠，以及為有一內部空間之一箱形，以及可設置一蓋子211以打開或關閉該外殼210。
在根據本發明之操作S5中，連接端部件137***穿過該基板230形成之一耦合孔231，接著，連接端部件137及該基板230透過焊接連接。
一測量單元250可裝置於該基板230上。該測量單元250用於透過測量突出部測量電壓值VR及VR’，並且轉換測量到的電壓值VR及VR’至一電流值i。
各種實施例已經描述於完成本發明之最佳模式中。
由上述部份所述能容易得知符合本發明之一種分流電阻之製造方法及一種分流電阻組合之製造方法，電阻元件以及連接件可透過雷射或電子束焊接接合，以盡可能的避免焊接變形，以及可透過簡易加壓及彎曲加工製造測量端。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S1-S3‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種分流電阻之製造方法，包括：準備一電阻元件以及一第一及一第二連接件，以及接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端；加壓複數測量端，每一測量端包括一基座部件以及一測量突出部，以及接著從該等基座部件向上彎曲該等測量突出部；以及接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之分流電阻之製造方法，其中，透過使用雷射焊接該電阻元件以及該第一及該第二連接件以接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之分流電阻之製造方法，其中在透過壓合構件加壓該第一及該第二連接件之上表面的條件下，透過雷射焊接接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之分流電阻之製造方法，接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端包括，在接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端後，加熱該接合電阻元件及該第一及該第二連接件之後表面。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之分流電阻之製造方法，透過使用電子束(E-beam)焊接該電阻元件以及該第一及該第二連接件，以接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之分流電阻之製造方法，在真空 大氣壓力至少10-5托，使用100,000~150,000伏特的電子束E-beam接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之分流電阻之製造方法，其中：一接收槽，在接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端中，設置在每一該第一及該第二連接件之一表面上；以及透過應用一導電接合構件，像是助焊膏，至該等接收槽接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面。
  8. 一種分流電阻組合之製造方法，包括：準備一電阻元件以及一第一及一第二連接件，以及接合該第一及該第二連接件至該電阻元件之兩端；加壓複數測量端，每一測量端包括一基座部件以及一測量突出部，以及接著從該等基座部件向上彎曲該等測量突出部；接合該等基座部件至該第一及該第二連接件之上表面以製造一分流電阻；對該分流電阻執行嵌入射出成型以形成一外殼；以及結合一基板與該外殼，一測量單元裝置於該基板上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之分流電阻組合之製造方法，其中，在形成該外殼中，執行嵌入射出成型使得該等測量突出部暴露在該外殼之外側；以及在結合該基板及該外殼中，一測量單元裝置於該基板上，在該等測量突出部嵌入該基板的情況中，完成該等測量突 出部與該測量單元之連接。
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