鉑薄膜熱敏電阻器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電阻器，尤其涉及一種鉑薄膜熱敏電阻器的制造方法。
【背景技術】
[0002]鉑薄膜熱敏電阻器具有體積小、測溫精度高、熱穩定性好、測溫范圍廣、熱響應時間快、耐酸堿腐蝕等特點，因此被廣泛應用于工業精確測溫、精確控溫和精確溫度顯示儀器儀表領域。
[0003]鉑電阻的傳統制造方法是通過厚膜印刷工藝在陶瓷基片上印刷鉑漿料、經激光進行蛇形調阻、絲網印刷二次玻璃獲得。絲網印刷過程中，網框和刮刀均會粘附大量鉑金漿料，絲印完畢后，清洗網框和刮刀易造成貴金屬鉑漿浪費，增加生產成本。根據具體阻值要求，厚膜印刷的鉑金膜層干燥厚度為25μπι?40μπι，利用大功率激光蛇形調阻獲得目標電阻值，再通過絲網印刷玻璃保護層。絲網印刷厚膜鉑電阻有效電阻體寬度最小為150μπι，因此，用厚膜工藝生產的鉑電阻體積較大;激光蛇形調阻過程中，高能量的激光束與鉑金膜層接觸瞬間產生的高溫在改變流經電阻體的電流路徑時，還會燒蝕周圍的膜層材料，使切割后的有效電阻體面積小于理論面積。由于鉑材電阻值具有對溫度變化比較敏感的特性，鉑金膜層大面積受到瞬間高溫作用，相當于對膜層進行一次快速加熱快速退火，使膜層微觀組織發生變化，膜層方阻隨之發生變化;另外，激光對厚膜進行蛇形調阻過程中，功率高達8W，切割速率大于150mm/s，切割頻率高達800Hz，這種情況下，激光切割產生的熱量來不及進行傳導，此時測量系統測得的阻值比鉑金膜層實際阻值高。因此，采用厚膜印刷工藝生產鉑電阻存在生產成本高、生產效率低、產品體積大、阻值精度差等缺陷。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種生產成本低、生產效率高、產品體積小、阻值精度高的鉑薄膜熱敏電阻器的制造方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案包括陶瓷基片拋光、鉑金膜層濺射、膜層熱處理、等離子體刻蝕、激光數碼調阻、電阻體包封、燒結、手工裂片、引線焊接、焊點包封、包封層固化。具體方法如下:
[0006]I)對99瓷基片上下表面進行拋光處理，表面粗糙度控制在0.ΙΟμπι?0.15μπι；
[0007]2)用濃度為5%的NaOH溶液對拋光的陶瓷基片進行浸煮，用去離子水超聲清洗基片，去除基片上殘留的NaOH溶液，將基片置于烘箱中進行干燥；
[0008]3)將干燥的基片放入離子濺射機腔體內，以鉑金作為靶材，在基片表面沉積1.Ομπι?1.2μηι的鈾金膜層；
[0009]4)用恒溫加熱爐對鉑金膜層進行熱處理，熱處理溫度為400°C?600°C，熱處理時間為150min;
[0010]5)用等離子體對熱處理后的鉑金膜層進行刻蝕，獲得目標電阻體線寬為4μπι?5μπι的圖形；
[0011]6)用0.02W?0.5W、Q開關頻率為2?20KHZ、調阻速率為20mm/s?150mm/s的半導體激光對電阻體進行數碼調阻，將電阻體阻值調到目標阻值和精度；
[0012]7)用去離子水清洗激光調阻后的基片，去除殘留在基片表面的粉塵，將基片置于烘箱中進行干燥；
[0013]8)在電阻體表面印刷高溫玻璃漿料，并置于烘箱中進行固化；
[0014]9)用手工裂片方式對固化后的陶瓷基片進行一次、二次裂片；
[0015]10)用不銹鋼鉗子截取0.15mm X 0.25mm的鉬金絲，長度為8mm?10mm;
[0016]11)用5000W的電子壓焊機將截面尺寸為0.15mm X 0.25mm、長度為8mm?1mm的鉑金絲一端焊接在電極上；
[0017]12)配制高溫玻璃漿料，均勻涂覆在鉑金絲焊點表面，待玻璃漿料干燥后置于烘箱中進行固化。
[0018]所述步驟2中:用濃度為5 %的NaOH溶液對拋光的陶瓷基片進行浸煮15min，用去離子水反復3次超聲清洗基片，每次清洗5min，去除基片上殘留的NaOH溶液，用壓縮空氣吹干基片表面水滴，將基片置于150°C烘箱中干燥60min。
[0019]所述步驟7中:用去離子水清洗激光數碼調阻后的基片3min，如此反復兩次，去除殘留在基片表面的粉塵。
[0020]所述步驟8中:用壓縮空氣吹干基片表面水滴，將基片置于150°C烘箱中干燥60min;在電阻體表面印刷高溫玻璃漿料，150°(:干燥3011^11;將玻璃漿料干燥后的陶瓷基片靜置在恒溫爐中，550°C?600°C保溫70min對玻璃層進行固化。
[0021 ] 所述步驟10中:用不銹鋼鉗子截取0.15mm X 0.25mm的鈾金絲，長度為8mm?10mm，用工業酒精超聲清洗5min?8min，用去離子水超聲清洗鉑金絲上殘留的酒精3min?5min，清洗后的鉑金絲靜置在150 0C恒溫箱中烘烤30min?35min，烘干水分。
[0022]所述步驟11中，所述電極經過如下處理:用無塵布包裹醫用棉簽兩端，用工業酒精浸濕無塵布，輕輕來回擦拭鉑金電極，如此反復四次，將擦拭電極后的半成品放在潔凈的干燥環境，靜置3min?5min，待酒精揮發完畢。
[0023]所述步驟11中，所述5000胃的壓焊機電流調整為234?25八。
[0024]所述步驟12中，配制高溫玻璃漿料，均勻涂覆在鉑金絲與鉑金絲焊點表面，厚度為500μηι?600μηι，置于常溫下干燥2h。
[0025]所述步驟12中，將高溫玻璃漿料干燥后的半成品放入恒溫爐中，600°C?650°C保溫70min進行焊點包封層固化，固化后的玻璃層厚度為300μπι?400μπι。
[0026]與現有技術比較，本發明由于采用了上述技術方案，將原來厚膜印刷工藝升級為薄膜濺射工藝;本發明采用等離子體刻蝕方法，將電阻體寬度由150μπι減小到5μπι，使用小功率半導體激光對膜層進行數碼調阻，減少激光與鉑金膜層接觸時間，降低了激光與鉑金膜層接觸瞬間產生的高溫對膜層顯微組織的影響，因此能夠極大地降低鉑薄膜熱敏電阻器生廣成本、縮小廣品體積、提尚生廣效率、提尚阻值精度。
【附圖說明】
[0027]圖1為厚膜鉑電阻蛇形調阻圖形；
[0028]圖2為鉑薄膜熱敏電阻器數碼調阻圖形。
[0029]圖中:1-厚膜鉑電阻電極；2-大功率激光蛇形調阻圖形；3-厚膜印刷鉑電阻體圖形;4-等離子體刻蝕鉑薄膜電阻體圖形;5-小功率激光數碼調阻圖形;6-鉑薄膜熱敏電阻器電極;7-鉑薄膜熱敏電阻器引線。
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體的實施例對本發明作進一步說明:一種鉑薄膜熱敏電阻器的制造方法，包括陶瓷基片拋光、鉑金膜層濺射、膜層熱處理、等離子體刻蝕、激光數碼調阻、電阻體包封、燒結、手工裂片、引線焊接、焊點包封和包封層固化;具體方法如下:
[0031 ] I)對99瓷基片上下表面進行拋光處理，表面粗糙度控制在0.ΙΟμπι?0.15μπι；
[0032]2)用濃度為5%的NaOH溶液對拋光的陶瓷基片浸煮15min，用去離子水反復3次超聲清洗基片，每次清洗5min，去除基片上殘留的NaOH溶液，用壓縮空氣吹干基片表面水滴，將基片置于