專利名稱：片式網絡電阻器的制備方法及其制備的片式網絡電阻器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種片式網絡電阻器的制造方法及其所制造的片式網絡電阻器，特別地，本發明涉及一種片式網絡電阻器側面電極的制造方法。
背景技術：
典型的片式網絡電阻器包括一個矩形絕緣基片、在其上面形成的多個具有所需電阻值的電阻層和在電阻層兩端形成與電阻層相連接的多對端電極以及為了保護電阻層而在其上面形成的覆蓋著電阻層的保護層。
上述片式網絡電阻器的一種典型結構如圖8所示，它包括一個絕緣基片1、在絕緣基片1上面形成的電阻層2、端電極3(端電極位于電阻層2的兩個端部)、一個由直接覆蓋在電阻層2上面的內保護層4a和位于其上面的外保護層4b共同組成的保護層4；每個端電極3包括與電阻層2接觸的正面電極3a、側面電極3b、正面電極3a和側面電極3b的表面上的金屬鍍層3c。
上述片式網絡電阻器的制備方法如下首先，在絕緣基片1正面的凸出部位的上面施加電極漿料，經過干燥和燒結后形成正面電極3a；其次，在絕緣基片1跨接在兩個正面電極3a之間施加諸如以氧化釕為主的電阻漿料，經過干燥和燒結后形成電阻層2；然后，在電阻層2的上面施加玻璃漿料，經過干燥和燒結后形成內保護層4a；然后，對電阻層2進行激光修刻直至電阻層2的阻值進入預定的公差范圍之內；然后，在內保護層4a的上面施加玻璃漿料，經過干燥和燒結后形成保護層4b；
然后，在絕緣基片1的凸出部位的端面上施加電極漿料，經過干燥和燒結后形成連接正面電極和背面的側面電極3b；最后，在正面電極3a和側面電極3b的表面形成金屬鍍層3c。
在制備上述片式網絡電阻器時，其側面電極的主要制備方法如下方法一是滾涂法。其主要工藝過程如下將絕緣基片的一個端面朝上置于備有若干凹槽的夾具上，絕緣基片的上端面高于夾具凹槽的凸起部分，絕緣基片在凹槽內可以小幅度擺動，將涂有電極漿料的輪子在置于夾具上的絕緣基片的上端面上滾動，輪子滾動時絕緣基片在凹槽內小幅度擺動，從而使附在輪子上的漿料轉移到絕緣基片凸起部位的端面并連接正面電極和背面。
方法二是浸涂法。其主要工藝過程如下將絕緣基片的一個端面朝上置于備有若干凹槽的夾具上，至少露出絕緣基片的上端面，在備有與夾具凹槽間距相同的凹槽的附漿板的凹槽內涂上電極漿料，將附漿板的凹槽與絕緣基片的上端面對準后，將附漿板施加到絕緣基片的上端面上并停留一定時間，使電極漿料轉移到絕緣基片的上端面并連接正面電極和背面。
在上述結構的片式網絡電阻器中，同側的端電極之間要求是絕緣的，不允許存在短路現象，否則就導致片式網絡電阻器失效。在片式網絡電阻器的制造過程中，最容易導致同側端電極之間短路的一個加工過程是側面電極的形成過程，尤其是側面電極漿料的施加過程。因此側面電極的電極漿的施加方法就是顯得非常關鍵。
上述兩種施加側面電極漿料的方法的缺點是施加漿料的多少和厚度難于控制，并且電極漿料容易流進凹槽內。雖然，上述兩種方法在用于外形尺寸較大、絕緣基片兩側的凹槽較深的片式網絡電阻器時，漿料轉移到絕緣基片端面的控制是十分容易實現的，同側的端電極間一般不會出現短路現象。但是，當片式網絡電阻器的外形尺寸向小型化發展，絕緣基片兩側的凹槽深度縮小到一定程度后，上述施加側面電極漿料的方法就不適用了。由于上述兩種方式施加漿料時施加漿料的多少和厚度難于控制，電極漿料又有一定的流動性，而絕緣基片凹槽深度很小且先施加絕緣基片的上端面，因而往往出現同側的側面電極之間漿料流進凹槽連通而出現端電極之間短路的現象，從而導致產品失效，這種失效的片式網絡電阻器如圖9所示，圖中3b’是流進凹槽的側面電極漿料。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種新型的制備片式網絡電阻器的方法，尤其是提供一種施加側面電極漿料的方法，以防止側面電極漿料向下流動而造成同側的側面端電極之間出現短路現象。
另一方面，本發明還提供了按上述方法制造的片式網絡電阻器，尤其是一種在絕緣基片上形成兩個或兩個以上的電阻層、并在每個電阻層兩端備有端電極的片式網絡電阻器。
本發明的制造片式網絡電阻器的方法包括如下步驟(1)在絕緣基片上表面的每對凸出部位之間施加電極漿料，形成兩對或兩對以上分離的正面電極；(2)在上述絕緣基片每對正面電極之間施加電阻漿料，形成分別與每對正面電極相連接的兩個或兩個以上的電阻層；(3)在上述電阻層的上面施加保護漿料，形成保護層；(4)然后，在上述絕緣基片側面凸出部位的端面上施加電極漿料，形成側面電極，從而制得所述的片式網絡電阻器，其中，步驟(4)中在所述側面凸出部位的端面上施加電極漿料的方式為下涂敷的方式，即電極漿料從所述側面凸出部位的端面的下方與其接觸，而完成在所述端面施加電極漿料的過程。
由于在本發明上述方案中，側面電極漿料是以下涂敷的方式進行施加，這樣就可避免在上涂敷的方式中如前述浸涂法中，電極漿料在重力作用下向下流動而帶來側面端電極的連通、短路。
在上述步驟(1)至(3)中形成正面電極、電阻層和保護層時，將所對應的漿料經過干燥和燒結，即可形成所對應的正面電極、電阻層或保護層。
其中，步驟(1)中形成正面電極的燒結過程和步驟(2)中形成電阻層的燒結過程既可以是分別燒結，也可以是同時燒結。選擇同時燒結可以減少燒結次數，從而降低生產成本。但本發明并不一定要求同時燒結，因為在某些工藝條件和漿料配方下，選擇分別燒結也具有某些優點。
步驟(1)中形成正面電極的燒結溫度和步驟(2)中形成電阻層的燒結溫度優選控制在830～870℃之間，但如果是分別燒結，這兩個步驟的燒結溫度既可以相同，也可以不相同。
步驟(3)中形成保護層的過程可以分為兩步，第一步是形成內保護層，并予以干燥和燒結；第二步是在上述內保護層之上再形成一外保護層，然后予以干燥和燒結或者干燥和固化；其中，其燒結溫度控制在590～620℃之間，固化溫度控制在180～250℃之間。形成外保護層時，是選擇干燥和燒結還是選擇干燥和固化，與所選用的外保護材料有關如果選用玻璃漿料來形成外保護層，則選擇干燥和燒結；如果選用樹脂漿料來形成外保護層，則選擇干燥和固化。
在上述方案中，步驟(4)中形成側面電極時，所述側面凸出部位的端面上所施加的電極漿料，既可以通過干燥和燒結的過程，也可以通過干燥和固化的過程，來形成側面電極；其中，如果選擇干燥和燒結的過程，那么燒結溫度優選控制在590～620℃之間，而如果選擇干燥和固化的過程，那么固化的溫度優選控制在180～250℃之間。
在本發明中，步驟(4)中形成側面電極的過程優選包括以下步驟(a)在附漿板的凹槽內均勻施加電極漿料；(b)將絕緣基片置于夾具的凹槽中，使絕緣基片的兩個端面在夾具上下兩個方向都露出，而且優選地，絕緣基片在夾具凹槽內可以上下自由活動；(c)將附漿板置于夾具的下方，使二者逐漸接近，直至夾具中的絕緣基片的下端面接觸到附漿板凹槽內的電極漿料，使電極漿料轉移到絕緣基片凸出部位的下端面并連接正面電極和背面；(d)重復上述的步驟，以下涂敷的方式在絕緣基片的另一端面施加電極漿料。
上述形成側面電極的過程中，步驟(a)和(b)兩個步驟既可以同時進行，也可以交叉進行；在步驟(c)中，可以使夾具連同絕緣基片與附漿板逐漸接近，直至夾具中的絕緣基片的下端面接觸到附漿板凹槽內的電極漿料，并且夾具凹槽承托絕緣基片的底部與絕緣基片已分離一小段距離，使絕緣基片可以完全靠自身重量壓在電極漿料上并停留一定時間，以使電極漿料轉移到絕緣基片凸出部位的下端面并連接正面電極和背面；在步驟(c)之后，將夾具中的絕緣基片與附漿板分離，這樣絕緣基片凸出部位的下端面就施加上了電極漿料，此時，可以選擇進行干燥和燒結或者干燥和固化，從而在絕緣基片的一個端面上形成側面電極，也可以選擇接著進行步驟(d)，在絕緣基片的另一端面也施加上電極漿料，然后再同時進行干燥和燒結或者干燥和固化。當然，在對絕緣基片的另一端面以下涂敷的方式施加電極漿料之前，須使絕緣基片或連同其夾具進行轉動。
上述片式網絡電阻器所用的電極材料含有30～80wt％(重量百分比)的Ag和0.1～10wt％的Pd以及其它玻璃成分。
上述片式網絡電阻器側面電極的制造方法中，主要包括的器具有一塊具有若干凹槽的附漿板、一個往附漿板凹槽內施加電極漿料的鋪漿斗、一個具有與附漿板凹槽間隔相同的凹槽的中部鏤空的用于定置絕緣基片的夾具。以上三種器具中，附漿板和鋪漿斗至少有一個可以運動，附漿板和夾具至少有一個可以運動。
根據上述制備方法，在制備側面電極時，由于絕緣基片與附漿板上凹槽內的電極漿料的接觸力只有絕緣基片自身的重量，因此絕緣基片浸入電極漿料中的深度非常淺，施加到絕緣基片端面的電極漿料的多少和厚度的控制變得十分容易，并且由于先施加絕緣基片的下端面，電極漿料施加到端面后不至于倒流到凹槽內，從而避免了同側的側面電極之間漿料連通而出現短路現象。從而，即使是尺寸非常小，絕緣基片兩側凹槽非常淺的片式網絡電阻器，采用上述方式也可實現側面電極的形成，而不至于出現同側的側面電極之間短路現象，從而降低了制備片式網絡電阻器側面電極的工藝難度，提高了制備片式網絡電阻器側面電極的合格率，提高了片式網絡電阻器的性能可靠性。
另一方面，本發明也提供了一種根據上述方法制造的片式網絡電阻器，該片式網絡電阻器包括一個在相對兩側具有一對或一對以上對稱凹槽的絕緣基片、兩對或兩對以上形成在該絕緣基片上表面每對凸出部位之間分離的正面電極、兩個或兩個以上形成于該絕緣基片上表面與每對正面電極連接的電阻層、一個形成于電阻層之上的外保護層以及兩對或兩對以上形成于絕緣基片側面凸出部位端面上的側面電極，其特征在于，覆蓋在正面電極與側面電極之上的金屬鍍層為鎳層和錫鉛合金鍍層或錫鍍層。
在上述的片式網絡電阻器中，所述的電阻層上還可以覆蓋有內保護層；其中，絕緣基片可以由氧化鋁或陶瓷或玻璃絕緣材料構成，也可以有其它適當的材料構成；電阻層可以由以氧化釕為主要功能材料的電阻漿料、經過干燥和燒結后形成；內保護層可以由玻璃漿料經過干燥和燒結后形成；外保護層可以由玻璃漿料或樹脂漿料、經過干燥和燒結或干燥和固化后形成。
圖1～圖5是表示根據本發明制備片式網絡電阻器(以一個具有四個電阻層的片式網絡電阻器為例制圖)的相繼工序步驟的透視圖；圖6是根據圖1～圖5所示步驟制出的片式網絡電阻器的透視圖；圖7是沿圖6中XY線剖開的截面圖；圖8是片式網絡電阻器的典型結構示意圖；圖9是側面電極漿料流進凹槽所得到的失效的片式網絡電阻器的示意圖；圖10～圖17是側面電極漿料施加過程的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細說明；本實施例以一個具有四個電阻層的片式網絡電阻器為例，但本發明不限于四個電阻層的片式網絡電阻器。
根據圖6和圖7所示的片式網絡電阻器，包括由氧化鋁或陶瓷或玻璃絕緣材料構成的絕緣基片11，四對位于絕緣基片11的凸出部位上面的分離的正面電極13a，四個與正面電極13a相互連接的電阻層12。
電阻層12的上面覆蓋有保護層14。該保護層14包括直接覆蓋在電阻層12上面的玻璃材料的內保護層14a和在其上面的外保護層14b。電阻層12和內保護層14a一起經過激光修刻以調整電阻值，在后面將對此作進一步說明。
側面電極13b形成于絕緣基片凸出部分的端面并與相應位置的正面電極13a形成連接。然后在側面電極13b和正面電極13a的表面覆蓋一個金屬鍍層13c，該金屬鍍層包括一個鎳鍍層和錫鍍層。側面電極的形成在后面將作進一步詳細說明。
上述結構的片式網絡電阻器可以用下述方法制備。
首先，如圖1所示，在絕緣基片11凸出部位上面施加一種電極漿料，經過干燥和燒結后形成正面電極13a，燒結溫度為850℃。
其次，如圖2所示，在絕緣基片11上面施加一種以氧化釕為主要功能材料的電阻漿料，經過干燥和燒結后形成電阻層12。每個電阻層12分別與對應的一對正面電極13a相互連接。燒結溫度為850℃。
另外，電阻層12也可以先于正面電極13a之前制備。正面電極13a和電阻層12也可以共同燒結，以減少燒結次數，從而降低制造成本。
然后，如圖3所示，在電阻層12的上面施加玻璃漿料，經過干燥和燒結后形成內保護層14a。燒結溫度為600℃。
然后，將電阻測試探頭(圖3沒有標出)施加于每對正面電極13a上進行電阻值測量，對電阻值未落入且低于預定的公差范圍內的電阻層，通過發射激光束在內保護層14a和電阻層12的上面而修刻出激光刻槽15，如圖3所示，直到所測量電阻層12的阻值進入到預定的公差范圍之內。
然后，如圖4所示，在內保護層14a上面施加玻璃漿料或樹脂漿料，經過干燥和燒結或干燥和固化后形成外保護層14b，燒結溫度為600℃，固化溫度為210℃。
然后，如圖5所示，分別在絕緣基片11的凸出部位的端面上施加電極漿料，然后經過干燥和燒結(電極漿料中含有玻璃時)或干燥和固化(電極漿料中含有樹脂時)后形成每個側面電極13b，燒結溫度為600℃，固化溫度為210℃。
另外，外保護層14b和側面電極13b也可以共同燒結或固化，以減少燒結或固化次數，從而降低制造成本。
特別地，以上各燒結或固化過程，后續的加工工藝溫度不能顯著高于前面的已加工的工藝溫度，以免對已形成的部件造成不良影響。
最后，如圖6和圖7所示，通過先鍍鎳層再鍍錫鉛層或錫層，在正面電極13a和側面電極13b的表面形成金屬鍍層13c。
根據圖10～圖17所示的側面電極漿料施加的過程首先，如圖10所示，在鋪漿斗21中加入電極漿料24；接著，如圖11所示，鋪漿斗21運動到附漿板22并使鋪漿口21a接觸到附漿板起始端22a；然后，如圖12所示，打開鋪漿斗21的鋪漿開關(圖12中沒有標出)，鋪漿斗21沿著附漿板22向附漿板22的末端22b運動，鋪漿斗21中的電極漿料24就均勻地鋪到附漿板22的凹槽22c中，鋪漿斗21運動到附漿板末端22b就自動關閉鋪漿開關，鋪漿斗21運動離開附漿板22。這樣附漿板22的凹槽22c中就均勻地鋪上了電極漿料24，如圖13所示；然后，如圖14所示，將絕緣基片11擺放到夾具23的凹槽23a中；然后，如圖15所示，將夾具凹槽23a中絕緣基片的下端面11a與附漿板凹槽22c對準；然后，使夾具23連同絕緣基片11與附漿板22逐漸接近，直至夾具中的絕緣基片的下端面11a接觸到附漿板凹槽22c內的電極漿料24并且夾具凹槽承托絕緣基片的底部23b與絕緣基片下端面11a已分離一小段距離，如圖16所示。然后使絕緣基片11完全靠自身重量在電極漿料24上停留一定時間以使電極漿料24轉移到絕緣基片凸出部位的下端面11a；然后將夾具中的絕緣基片11與附漿板22分離；這樣絕緣基片11的下端面11a就施加上了電極漿料24，如圖17所示。
最后，按上述步驟再對基片的另一端面施加電極漿料，從而完成了絕緣基片兩個端面上電極漿料的施加。
根據本發明，基片浸入電極漿料的理論深度由以下公式確定h＝M/(ρ×S)(1)式中h——浸入深度(mm)；M——絕緣基片重量(g)；ρ——電極漿料密度(g/mm3)；S——絕緣基片端面面積(mm2)。
同時，由于附漿板上凹槽中電極漿料的深度也一定，因此上式(1)中的h將不會超過附漿板凹槽中電極漿料的深度。
因此，對于不同尺寸、重量的絕緣基片，應選擇相匹配的附漿板凹槽深度和電極漿料密度，從而獲得理想的基片浸入深度。另外，電極漿料的粘度也應根據不同尺寸、重量的絕緣基片來選擇。絕緣基片在電極漿料上的停留時間根據電極漿料和所需浸入深度的具體情況而定。
權利要求
1.一種片式網絡電阻器的制造方法，包括如下步驟(1)在絕緣基片(11)上表面的每對凸出部位之間施加電極漿料，形成兩對或兩對以上分離的正面電極(13a)；(2)在上述絕緣基片(11)每對正面電極(13a)之間施加電阻漿料，形成分別與每對正面電極(13a)相連接的兩個或兩個以上的電阻層(12)；(3)在上述電阻層(12)的上面施加保護漿料，形成保護層(14)；(4)然后，在上述絕緣基片(11)側面凸出部位的端面上施加電極漿料，形成側面電極(13b)，制得所述的片式網絡電阻器，其特征在于，步驟(4)中在所述側面凸出部位的端面上施加電極漿料的方式為下涂敷的方式，即電極漿料從所述側面凸出部位的端面的下方與其接觸，而完成在所述端面施加電極漿料的過程。
2.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(1)至(2)中形成正面電極(13a)和電阻層(12)時，所對應的漿料經過干燥和燒結，形成所對應的正面電極(13a)或電阻層(12)。
3.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，步驟(1)中形成正面電極(13a)的燒結過程和步驟(2)中形成電阻層(12)的燒結過程是同時燒結。
4.如權利要求2所述的制造方法，其特征在于，步驟(1)中形成正面電極(13a)的燒結溫度和步驟(2)中形成電阻層(12)的燒結溫度均控制在830～870℃之間。
5.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(3)中形成保護層(14)的過程分為兩步，第一步是形成內保護層(14a)，并予以干燥和燒結；第二步是在上述內保護層(14a)之上再形成一外保護層(14b)，然后予以干燥和燒結或者干燥和固化；其中，其燒結溫度控制在590～620℃之間，固化溫度控制在180～250℃之間。
6.如權利要求1所述的制造方法，其特征在于，步驟(4)中形成側面電極(13b)時，所述端面上所施加的電極漿料經過干燥和燒結，或者經過干燥和固化，形成側面電極(13b)；其中，燒結溫度控制在590～620℃之間，而固化溫度控制在180～250℃之間。
7.如前述權利要求之一所述的制造方法，其特征在于，步驟(4)中形成側面電極(13b)的過程包括以下步驟(a)在附漿板(22)的凹槽內均勻施加電極漿料(24)；(b)將絕緣基片(11)置于夾具(23)的凹槽中，使絕緣基片(11)的兩個端面在夾具(23)上下兩個方向都露出；(c)將附漿板(22)置于夾具(23)的下方，使二者逐漸接近，直至夾具(23)中的絕緣基片(11)的下端面接觸到附漿板(22)凹槽內的電極漿料(24)，使電極漿料(24)轉移到絕緣基片(11)凸出部位的下端面并連接正面電極(13a)和背面；(d)重復上述的步驟，同樣以下涂敷的方式在絕緣基片(11)另一端面施加電極漿料(24)。
8.如權利要求7所述的制造方法，其特征在于，在絕緣基片(11)的一個端面施加電極漿料(24)后，就進行干燥和燒結，或者進行干燥和固化，然后在絕緣基片(11)的另一個端面施加電極漿料(24)并進行干燥和燒結，或者進行干燥和固化；或者，在絕緣基片(11)的兩個端面均施加電極漿料(24)后，再進行干燥和燒結，或者干燥和固化。
9.一種根據上述權利要求所述方法制造的片式網絡電阻器，該片式網絡電阻器包括一個在相對兩側具有一對或一對以上對稱凹槽的絕緣基片(11)、兩對或兩對以上形成在該絕緣基片(11)上表面每對凸出部位之間分離的正面電極(13a)、兩個或兩個以上形成于該絕緣基片(11)上表面與每對正面電極(13a)連接的電阻層(12)、一個形成于電阻層(12)之上的外保護層(14b)以及兩對或兩對以上形成于絕緣基片(11)側面凸出部位端面上的側面電極(13b)，其特征在于，覆蓋在正面電極(13a)與側面電極(13b)之上的金屬鍍層(13c)為鎳層和錫鉛合金鍍層或錫鍍層。
10.根據權利要求9所述的電阻器，其特征在于，所述的電阻層(12)上還覆蓋有內保護層(14a)。
全文摘要
本發明公開了一種片式網絡電阻器的制造方法以及由該方法所制得的片式網絡電阻器。該方法包括如下步驟(1)在絕緣基片(11)的上表面形成兩對或兩對以上分離的正面電極(13a)；(2)在上述絕緣基片(11)形成分別與每對正面電極(13a)相連接的兩個或兩個以上的電阻層(12)；(3)在上述電阻層(12)的上面形成保護層(14)；(4)然后，在上述絕緣基片(11)側面凸出部位的端面上形成側面電極(13b)，其中，步驟(4)中在所述側面凸出部位的端面上施加電極漿料的方式為下涂敷的方式。本發明的方法可以避免側面端電極之間的短路，所制得的片式網絡電阻器具有優異的性能。
文檔編號H03H1/00GK1525498SQ03113828
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月28日 優先權日2003年2月28日
發明者俊 張, 張俊, 楊曉平, 陳肇強, 李東朝, 莫雪瓊, 王勇華 申請人:廣東風華高新科技集團有限公司