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电阻器和电路板

阅读:481发布:2021-02-26

IPRDB可以提供电阻器和电路板专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开了电阻器和电路板。一种电阻器(10)包括一个元件主体(11)以及配备在元件主体(11)上的一个矩形电极(12a、12b),其中电流在其中流动的矩形电极(12a、12b)的一个末端的至少一个拐角经过倒圆。,下面是电阻器和电路板专利的具体信息内容。

1.一种电阻器,其特征在于包括:一个元件主体;以及

一个矩形电极,配备在元件主体上,其中电流流入其中的矩形电极的一个末端的至少一个拐角经过倒圆。

2.根据权利要求1的电阻器,其特征在于,该电极的所有拐角 都经过倒圆。

3.根据权利要求1的电阻器,其特征在于:元件主体是一个方形片状电阻体,以及一对电极配备在方形片状电阻体同一面的两端。

4.根据权利要求3的电阻器,其特征在于,电极的所有拐角都 经过倒圆。

5.根据权利要求3的电阻器,其特征在于,方形片状电阻体的 一个拐角经过倒圆。

6.一种电路板,其特征在于包括:对其施加一个电压的第一布局;

第一布局上施加的电压产生的电流在其中流动的第二布局;

一个电阻器,具有其拐角经过倒圆的第一和第二电极,第一电极 连接到第一布局,第二电极连接到第二布局。

7.根据权利要求6的电路板,其特征在于,第一和第二电极配 备在方形片状电阻体同一面的两端。

8.根据权利要求7的电路板,其特征在于,方形片状电阻体的 一个拐角经过倒圆。

说明书全文

技术领域

本发明涉及一种电阻器和一种电子装备所用的电路板。

背景技术

在一个电子线路所用的一种方形片状电阻器中,以下技术是公知 的。电阻体的外形不像矩形,而像一个半圆形和一个半椭圆形等。为 此,有人提出要降低电阻的变化(例如,参看日本专利申请公开号 8-102401)。
不过,这种技术涉及的电阻体制造技术是为了降低电阻器中电阻 体的电阻变化,但是没有考虑电路装配时的电阻变化。
如上所述,在电子线路所用的电阻器中,已经有了降低电阻体之 变化电阻的电阻制造技术。不过,关于电路装配时降低电阻变化,还 没有提出一种有效的技术。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电阻误差小的电阻器,以及在电路 装配时能够降低电阻变化的一种电路板。
依据本发明第一方面的一种电阻器,其特征在于包括:一个元件 主体;以及该元件主体配备的一个矩形电极,其中电流流入之矩形电 极一个末端的至少一个拐角经过倒圆。
依据本发明第二方面的一种电路板,其特征在于包括:一个对其 施加一个电压的第一布局;一个第一布局施加之电压产生的电流流入 其中的第二布局;一个电阻器,具有第一和第二电极,其角经过倒圆, 第一电极连接到第一布局,第二电极连接到第二布局。
附图简要说明
图1A和图1B显示了本发明第一个实施例中的一个电阻器以及 该电阻器在一片电路板上的装配实例;
图2是一幅斜投影图,显示了第一个实施例中电阻器的外形;
图3A和图3B显示了本发明第二个实施例中的一个电阻器以及 该电阻器在一片电路板上的装配实例;
图4是一幅斜投影图,显示了第二个实施例中电阻器的外形;
图5显示了在包含本发明的一个电阻器的具有多种外形的一个电 阻器中,模拟电极结合部位的电流分布时的一种布线图案布置(布局 1);
图6显示了与图5相关联的一种布局(布局2);
图7显示了与图5相关联的一种布局(布局3);
图8显示了与图5相关联的一种布局(布局4);
图9A和图9B显示了现有方形片状电阻器中布局1的电极结合 部位的电流分布;
图10A和图10B显示了现有方形片状电阻器中布局2的电极结 合部位的电流分布;
图11A和图11B显示了现有方形片状电阻器中布局3的电极结 合部位的电流分布;
图12A和图12B显示了现有方形片状电阻器中布局4的电极结 合部位的电流分布;
图13是一幅斜投影图,显示了要测量的一个电阻器(电阻模型1) 的外形;
图14是一幅斜投影图,显示了要测量的一个电阻器(电阻模型2) 的外形;
图15是一幅斜投影图,显示了要测量的一个电阻器(电阻模型3) 的外形;
图16是一幅斜投影图,显示了要测量的一个电阻器(电阻模型4) 的外形;
图17显示了电阻模型1中布局1的电极结合部位的电流分布;
图18显示了电阻模型1中布局2的电极结合部位的电流分布;
图19显示了电阻模型2中布局1的电极结合部位的电流分布;
图20显示了电阻模型2中布局2的电极结合部位的电流分布;
图21显示了电阻模型3中布局1的电极结合部位的电流分布;
图22显示了电阻模型3中布局2的电极结合部位的电流分布;
图23显示了电阻模型4中布局1的电极结合部位的电流分布;
图24显示了电阻模型4中布局2的电极结合部位的电流分布;
图25显示了电阻模型3中布局3的电极结合部位的电流分布。

具体实施方式

后文中,将引用这些附图,讲解本发明的若干实施例。
图1A、图1B和图2分别显示了本发明第一个实施例中方形片状 电阻器的结构。图1A是平面图,图1B是侧面图,图2是斜投影图。
本发明第一个实施例中的电阻器10具有一个方形的片状电阻体 11(R),实质上它具有六面体形状和一对矩形电极12a和12b,配备 在方形片状电阻体11(R)下表面的两端。
在本发明的第一个实施例中,构成电阻器10的方形片状电阻体 11(R)以及方形片状电阻体11(R)下侧两端配备的电极对12a和 12b,其每个角都进行了倒圆(进行弧形倒角:后文中称为“倒圆”), 分别如图1A、图1B和图2所示。
如图1B所示,例如用焊料使方形片状电阻体11(R)下表面上 配备的电极对12a和12b,与电路板30上配备的布局Pa和Pb连接, 电阻器10(其方形片状电阻体11(R)和电极对12a和12b的拐角分 别经过了倒圆)就装配在电路板30上了。在这种情况下,电阻器10 的电极12a和12b连接的、电路板30的布局Pa和Pb,比电极12a 和12b宽,所以电极12a和12b以全部宽度连接到布局Pa和Pb。
因此,对方形片状电阻体11(R)以及电极对12a和12b的每个 角都分别经过倒圆之后,流向电阻器10的电流在电阻器10的拐角上 局部集中所造成的电阻误差,就能够得到控制。
确切地说,当例如施加矩形电压产生的电流流入电阻体时,如果 假设电极和电阻体为矩形,如同常规的方形片状电阻体,那么在电流 流动侧(源侧)的电极部位中,电流就会集中在电极拐角上,这种局 部集中的偏流分布是相当显著的。所以,电流不能均匀地流入电阻体, 就会产生偏流分布造成的电阻误差。
在这种情况下,如同在上述实施例中,对方形片状电阻体11(R) 以及电极对12a和12b的每个角都分别进行倒圆。结果,由于上述偏 流分布受到控制,电流均匀地流向电阻体,就能够抑制偏流分布造成 的电阻误差。
所以,仅仅对电流流入之源侧的电极(例如12a)的拐角进行倒 圆,就能够期望上述优点。
偏流分布造成的电阻误差也会在电流流出侧(汇侧)产生,如同 在上述源侧。不过,对方形片状电阻体11(R)配备的电极12a和12b 的每个拐角都分别进行倒圆,就控制了上述汇侧上的偏流分布,从而 抑制了偏流分布造成的电阻误差。
电阻器和布局的方向会改变在电极结合部位中的这种电流分布。 下面将参考图5至图25,介绍常规结构之方形片状电阻器与本发明实 施例中方形片状电阻器的电流分布差异。
参考图3A、图3B和图4,讲解本发明第二个实施例中电阻器和 装配实例。
图3A、图3B和图4中的每一幅都显示了依据本发明第二个实施 例的方形片状电阻器结构。图3A是平面图,图3B是侧面图,图4是 外部透视图。
本发明第二个实施例中的电阻器20具有方形的片状电阻体21 (R),实质上它具有六面体形状和一对矩形电极22a和22b,配备在 方形片状电阻体21(R)下侧的两端。
在本发明的第二个实施例中,假设构成电阻器20的方形片状电 阻体21(R)为矩形,类似于常规的电阻器。构成电阻器20的方形片 状电阻体21(R),其下侧两端配备的电极对22a和22b的每个角都 分别进行了倒圆,如图3A所示。
如图3B所示,例如用焊料使方形片状电阻体21(R)下表面上 配备的电极对22a和22b,与电路板30上配备的布局Pa和Pb连接, 电阻器20(配备在方形片状电阻体21(R)下表面两端的电极对22a 和22b的拐角经过了倒圆)就装配在电路板30上了。在这种情况下, 电阻器20的电极22a和22b与之连接的电路板30的布局Pa和Pb, 比电极22a和22b宽,所以电极22a和22b以全部宽度连接到布局Pa 和Pb。
如上所述,方形片状电阻体21(R)配备的电极对22a和22b的 每个拐角,都分别经过了倒圆。结果,在布局Pa和Pb布局Pa和Pb 与电极22a和22b的结合部位,电极22a和22b的拐角上电流局部集 中所造成的电阻误差,就能够得到控制。确切地说,例如在假设电极 为矩形,如同常规的方形片状电阻体时,如果施加矩形电压使电流流 入电阻体,相应电流流入之源侧电极部位中,电流就会集中在电极拐 角上。所以,由于在方形片状电阻体21(R)的电极22a和22b上电 流没有均匀地流入,就会产生偏流分布造成的电阻误差。在这种情况 下,如上述实施例,方形片状电阻体21(R)配备的电极对22a和22b 的每个拐角,都分别经过了倒圆。结果,由于上述电流分布的偏流受 到了控制,电流均匀地流向电阻体,就能够抑制偏流分布造成的电阻 误差。此外,偏流分布造成的电阻误差也会产生在汇侧,如同在上述 源侧。不过,对电极22a和22b的每个拐角都进行倒圆,就控制了上 述偏流分布,从而抑制了偏流分布造成的电阻误差。在这种情况下, 电阻器和布局的方向会改变电流分布。
依据本发明上述实施例的带有倒圆拐角的方形片状电阻器以及 带有多种电极形状的方形片状电阻器包括常规的方形片状电阻器,其 电流分布差异的模拟结果显示在图5至图25中。
测量条件如下。要测量的方形片状电阻器如下。方形片状电阻体 的基本形状为6.35mm(L)×3.18mm(W)×4.7mm(T)。方形片状电阻 体下侧两端配备之电极的基本形状为2.20mm(d)×3.18mm(W)X 0.15mm(T)。电阻为0.001Ω,额定电功率为1.0W,额定电流为31.6A。 在图5至图25中,方形片状电阻器由符号R表示,电极由符号Ta(源 侧)和符号Tb(汇侧)表示。假设测量的环境温度为25±5℃,测量 电流为DC1A或更小,测量分辨率为0.1μΩ。
在图5至图8显示了方形片状电阻器(R)和布局(Pa、Pb)的 若干布置实例,包含方形片状电阻器(R)后,就形成了电流路径。 注意,在显示的一个实例中,在布局(Pa、Pb)上布置着(电路连接 着)现有的方形片状电阻器(R),其拐角没有经过倒圆。
图5至图8显示了在电路板上分别装配和测量方形片状电阻器 (R)时,方形片状电阻器(R)的典型布局(Pa、Pb)的布置实例 (布局1至布局4)。
在图5所示的布局布置实例中,窄布局(Pa、Pb)和方形片状 电阻器(R)是沿着电流流动的方向,以直线布置。在本布局布置实 例中,向布局(Pa)施加电压后,电流就很容易从方形片状电阻器(R) 的电极Ta(源侧)的一个末端流动。注意,图5所示的布置布局称为 “布局1”。
在图6所示的布局布置实例中,布局(Pa、Pb)的宽度大于电 极Ta和Tb的宽度。在本布局布置实例中,向布局(Pa)施加电压后, 电流就很容易从方形片状电阻器(R)的电极Ta(源侧)的末端及其 周围流动。注意,图6所示的布置布局称为“布局2”。
在图7所示的布局布置实例中,方形片状电阻器(R)布置在并 列布局(Pa、Pb)的每个末端。在本布局布置实例中,向布局(Pa) 施加电压后,电流通过方形片状电阻器(R)转向布局(Pb)。注意, 图7所示的布置布局称为“布局3”。
在图8所示的布局布置实例中,方形片状电阻器(R)跨越在延 伸方向不同的布局(Pa、Pb)上。在本布局布置实例中,向布局(Pa) 施加电压后,电流以Z形方向流向布局(Pb)。注意,图8所示的布 置布局称为“布局4”。
图9A至图12B显示了利用图5至图8所示的布局布置(布局1 至布局4),拐角没有倒圆的、现有外形的方形片状电阻器(R)所测 出的电流分布。在图9A至图12B中,电流密度最高之处显示为d1, 比较高之处显示为d2。
图9A显示了以图5所示的“布局1”来布置拐角没有倒圆的、现 有外形的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。 在这个实例中,流入方形片状电阻器(R)的电流,部分地集中在一 个点上。
图9B显示了以图5所示的“布局1”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,汇侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 向布局(Pb)的电流,部分地集中在一个点上。
图10A显示了以图6所示的“布局2”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 入方形片状电阻器(R)的电流,部分地集中在几个点上。
图10B显示了以图6所示的“布局2”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,汇侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 向布局(Pb)的电流,部分地集中在几个点上。
图11A显示了以图7所示的“布局3”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 入方形片状电阻器(R)的电流,部分地集中在一个点上。
图11B显示了以图7所示的“布局3”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,汇侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 向布局(Pb)的电流,部分地集中在几个点上。
图12A显示了以图8所示的“布局4”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 入方形片状电阻器(R)的电流,部分地集中在一个点上。
图12B显示了以图8所示的“布局4”来布置现有外形的方形片状 电阻器(R)时,汇侧电极结合部位的电流分布。在这个实例中,流 向布局(Pb)的电流,部分地集中在一个点上。
如图9A至图12B所示,在现有外形的方形片状电阻器(R)中, 即使在布局布置(布局1至布局4)的任何一种中,电流分布会变为 电流部分地集中在一个点上或几个点上的分布,而且电流不会均匀地 流过电阻体。所以会造成电阻误差。
图13至图16分别显示了要测量之电阻器的外形实例。图13至 图16显示了片状电阻体和电极的外形都改变的实例(电阻模型1至电 阻模型4)。图13显示的一个片状电阻器,外形如同椭圆。图14显 示的一个片状电阻器,其拐角逐渐弯曲(半径600μm的倒圆)。图 15显示的方形片状电阻器,其拐角经过了本发明第一个实施例的倒圆 (半径300μm)。图16显示的片状电阻器,其两端的外形都如同半 圆。图13所示外形如同椭圆的片状电阻器,称为“电阻模型1”。图14 所示其拐角逐渐弯曲的片状电阻器,称为“电阻模型2”。图15所示依 据本发明第一个实施例经过倒圆的方形片状电阻器(即图1和图2所 示的方形片状电阻器10),称为“电阻模型3”。图16所示其两端的外 形都如同半圆的片状电阻器,称为“电阻模型4”。
图17至图24分别显示了利用图5至图8所示的布局布置(布局 1至布局4),上述每个电阻模型(电阻模型1至电阻模型4)的电阻 器所测出的电流分布。在图17至图24中,电流密度最高之处显示为 d1,比较高之处显示为d2。
图17显示了以图5所示的“布局1”来布置图13所示“电阻模型1” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型1”的片状电阻器(R)的电流,部分地集中在 一个点上。
图18显示了以图6所示的“布局2”来布置图13所示“电阻模型1” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型1”的片状电阻器(R)的电流比较均匀。
图19显示了以图5所示的“布局1”来布置图14所示“电阻模型2” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型2”的片状电阻器(R)的电流,略微出现部分 地集中在一个点上。
图20显示了以图6所示的“布局2”来布置图14所示“电阻模型2” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型2”的片状电阻器(R)的电流,略微出现部分 地集中在几个点上。
图21显示了以图5所示的“布局1”来布置图1和图2所示依据本 发明第一个实施例的方形片状电阻器10,即图15所示“电阻模型3” 的片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个实例 中,流入“电阻模型3”的片状电阻器(R)的电流比较均匀。
图22显示了以图6所示的“布局2”来布置图15所示“电阻模型3” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型3”的片状电阻器(R)的电流比较均匀。
图23显示了以图5所示的“布局1”来布置图16所示“电阻模型4” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型4”的片状电阻器(R)的电流,部分地集中在 一个点上。
图24显示了以图6所示的“布局2”来布置图16所示“电阻模型4” 的方形片状电阻器(R)时,源侧电极结合部位的电流分布。在这个 实例中,流入“电阻模型4”的片状电阻器(R)的电流,部分地集中在 一个点上。
从图17到24中所示的每个电阻模型(电阻模型1到电阻模型4) 的电流分布得到下列结果。
以下的结果从图13所示的“电阻模型1”获得。在图6所示的“布 局2”中,流入“电阻模型1”的片状电阻器(R)的电流比较均匀,如 图18所示。在图5所示的“布局1”中,由于电流部分地集中,如图17 所示,电流没有均匀地流入“电阻模型1”的片状电阻器(R)。所以, 在图5所示的“布局1”中,图13所示“电阻模型1”的片状电阻器(R), 其电阻误差大。
以下的结果从图14所示的“电阻模型2”中获得。如图19和图20 所示,在图5所示的“布局1”和图6所示的“布局2”中,都部分可见某 些电流集中在几个点上。结果就能够理解,在电极的拐角以圆弧进行 倒圆时,如果半径大,电流也会如“电阻模型1”一样部分地集中。
以下的结果从图16所示的“电阻模型4”中获得。从图23和图24 可见,如同图13所示的“电阻模型1”,在图5所示的“布局1”和图6 所示的“布局2”中,电流都部分地集中在一个点上。结果就能够理解, 即使电极的末端制成半圆形,电流也会如“电阻模型1”一样部分地集 中。
以下的结果从图15所示的“电阻模型3”中获得。如图21和图22 所示,在图5所示的“布局1”和图6所示的“布局2”中,都没有见到电 流的部分集中,在具有每种上述外形的电阻模型中,这种电流分布是 最均匀的。
为了更详细地检验“电阻模型3”的电流分布,已经模拟了布线布 局为图7所示之“布局3”时的电流分布。图25显示了这种结果。能够 证实,根本没有见到图11所示的电流部分集中,电极结合部位的电流 分布均匀。
从上述测量结果可以认清,为了减小偏流造成的电阻误差,把电 极的外形制成“电阻模型3”是最有效的。
上述依据本发明的电极外形不限于方形片状电阻器,可以应用于 电路板上装配的、需要高准确度的多种阻抗元件。
本发明的特征在于电路板和电阻器的以下结构,电路板具有施加 电压的布局,电阻器插入布局之间,流动着施加电压产生的电流。电 阻器配备了拐角经过倒圆的方形电极,以便在形成电流路径的上述每 个布局与电阻器的结合部位,使电流分布均匀。电阻器和每个布局通 过这个电极以焊料连接,就装配了电阻器。结果,使电阻器与布局的 结合部位中电流分布均匀,在电阻器与布局的结合部位控制电流部分 集中产生的偏流分布,就能够抑制电流部分集中造成的电阻误差。
对于本领域的技术人员,不难设想出其它的优点和修改。所以, 从广义上来说,本发明并不限于本文所示和介绍的特定细节、代表性 器件和展示性实例。因此,对于附带的权利要求书及其相当内容定义 的一般发明概念,在不脱离其实质和范围的情况下,可以作出多种修 改。
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