CN100378874C

CN100378874C - 片式网络电阻器的制备方法

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Publication number: CN100378874C
Application number: CNB031138284A
Authority: CN
Inventors: 张俊; 杨晓平; 陈肇强; 李东朝; 莫雪琼; 王勇华
Original assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Current assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: CN1525498A

Abstract

本发明公开了一种片式网络电阻器的制造方法以及由该方法所制得的片式网络电阻器。该方法包括如下步骤：(1)在绝缘基片(11)的上表面形成两对或两对以上分离的正面电极(13a)；(2)在上述绝缘基片(11)形成分别与每对正面电极(13a)相连接的两个或两个以上的电阻层(12)；(3)在上述电阻层(12)的上面形成保护层(14)；(4)然后，在上述绝缘基片(11)侧面凸出部位的端面上形成侧面电极(13b)，其中，步骤(4)中在所述侧面凸出部位的端面上施加电极浆料的方式为下涂敷的方式。本发明的方法可以避免侧面端电极之间的短路，所制得的片式网络电阻器具有优异的性能。

Description

片式网络电阻器的制备方法

技术领域

本发明涉及一种片式网络电阻器的制造方法及其所制造的片式网络电阻器，特别地，本发明涉及一种片式网络电阻器侧面电极的制造方法。

背景技术

典型的片式网络电阻器包括一个矩形绝缘基片、在其上面形成的多个具有所需电阻值的电阻层和在电阻层两端形成与电阻层相连接的多对端电极以及为了保护电阻层而在其上面形成的覆盖着电阻层的保护层。

上述片式网络电阻器的一种典型结构如图8所示，它包括：一个绝缘基片1、在绝缘基片1上面形成的电阻层2、端电极3(端电极位于电阻层2的两个端部)、一个由直接覆盖在电阻层2上面的内保护层4a和位于其上面的外保护层4b共同组成的保护层4；每个端电极3包括：与电阻层2接触的正面电极3a、侧面电极3b、正面电极3a和侧面电极3b的表面上的金属镀层3c。

上述片式网络电阻器的制备方法如下：

首先，在绝缘基片1正面的凸出部位的上面施加电极浆料，经过干燥和烧结后形成正面电极3a；

其次，在绝缘基片1跨接在两个正面电极3a之间施加诸如以氧化钌为主的电阻浆料，经过干燥和烧结后形成电阻层2；

然后，在电阻层2的上面施加玻璃浆料，经过干燥和烧结后形成内保护层4a；

然后，对电阻层2进行激光修刻直至电阻层2的阻值进入预定的公差范围之内；

然后，在内保护层4a的上面施加玻璃浆料，经过干燥和烧结后形成保护层4b；

然后，在绝缘基片1的凸出部位的端面上施加电极浆料，经过干燥和烧结后形成连接正面电极和背面的侧面电极3b；

最后，在正面电极3a和侧面电极3b的表面形成金属镀层3c。

在制备上述片式网络电阻器时，其侧面电极的主要制备方法如下：

方法一是滚涂法。其主要工艺过程如下：将绝缘基片的一个端面朝上置于备有若干凹槽的夹具上，绝缘基片的上端面高于夹具凹槽的凸起部分，绝缘基片在凹槽内可以小幅度摆动，将涂有电极浆料的轮子在置于夹具上的绝缘基片的上端面上滚动，轮子滚动时绝缘基片在凹槽内小幅度摆动，从而使附在轮子上的浆料转移到绝缘基片凸起部位的端面并连接正面电极和背面。

方法二是浸涂法。其主要工艺过程如下：将绝缘基片的一个端面朝上置于备有若干凹槽的夹具上，至少露出绝缘基片的上端面，在备有与夹具凹槽间距相同的凹槽的附浆板的凹槽内涂上电极浆料，将附浆板的凹槽与绝缘基片的上端面对准后，将附浆板施加到绝缘基片的上端面上并停留一定时间，使电极浆料转移到绝缘基片的上端面并连接正面电极和背面。

在上述结构的片式网络电阻器中，同侧的端电极之间要求是绝缘的，不允许存在短路现象，否则就导致片式网络电阻器失效。在片式网络电阻器的制造过程中，最容易导致同侧端电极之间短路的一个加工过程是侧面电极的形成过程，尤其是侧面电极浆料的施加过程。因此侧面电极的电极浆的施加方法就是显得非常关键。

上述两种施加侧面电极浆料的方法的缺点是施加浆料的多少和厚度难于控制，并且电极浆料容易流进凹槽内。虽然，上述两种方法在用于外形尺寸较大、绝缘基片两侧的凹槽较深的片式网络电阻器时，浆料转移到绝缘基片端面的控制是十分容易实现的，同侧的端电极间一般不会出现短路现象。但是，当片式网络电阻器的外形尺寸向小型化发展，绝缘基片两侧的凹槽深度缩小到一定程度后，上述施加侧面电极浆料的方法就不适用了。由于上述两种方式施加浆料时施加浆料的多少和厚度难于控制，电极浆料又有一定的流动性，而绝缘基片凹槽深度很小且先施加绝缘基片的上端面，因而往往出现同侧的侧面电极之间浆料流进凹槽连通而出现端电极之间短路的现象，从而导致产品失效，这种失效的片式网络电阻器如图9所示，图中3b’是流进凹槽的侧面电极浆料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种新型的制备片式网络电阻器的方法，尤其是提供一种施加侧面电极浆料的方法，以防止侧面电极浆料向下流动而造成同侧的侧面端电极之间出现短路现象。

另一方面，本发明还提供了按上述方法制造的片式网络电阻器，尤其是一种在绝缘基片上形成两个或两个以上的电阻层、并在每个电阻层两端备有端电极的片式网络电阻器。

本发明的制造片式网络电阻器的方法包括如下步骤：

(1)在绝缘基片上表面的每对凸出部位之间施加电极浆料，形成两对或两对以上分离的正面电极；

(2)在上述绝缘基片每对正面电极之间施加电阻浆料，形成分别与每对正面电极相连接的两个或两个以上的电阻层；

(3)在上述电阻层的上面施加保护浆料，形成保护层；

(4)然后，在上述绝缘基片侧面凸出部位的端面上施加电极浆料，形成侧面电极，从而制得所述的片式网络电阻器，

其中，步骤(4)中在所述侧面凸出部位的端面上施加电极浆料的方式为下涂敷的方式，即电极浆料从所述侧面凸出部位的端面的下方与其接触，而完成在所述端面施加电极浆料的过程。

由于在本发明上述方案中，侧面电极浆料是以下涂敷的方式进行施加，这样就可避免在上涂敷的方式中如前述浸涂法中，电极浆料在重力作用下向下流动而带来侧面端电极的连通、短路。

在上述步骤(1)至(3)中形成正面电极、电阻层和保护层时，将所对应的浆料经过干燥和烧结，即可形成所对应的正面电极、电阻层或保护层。

其中，步骤(1)中形成正面电极的烧结过程和步骤(2)中形成电阻层的烧结过程既可以是分别烧结，也可以是同时烧结。选择同时烧结可以减少烧结次数，从而降低生产成本。但本发明并不一定要求同时烧结，因为在某些工艺条件和浆料配方下，选择分别烧结也具有某些优点。

步骤(1)中形成正面电极的烧结温度和步骤(2)中形成电阻层的烧结温度优选控制在830～870℃之间，但如果是分别烧结，这两个步骤的烧结温度既可以相同，也可以不相同。

步骤(3)中形成保护层的过程可以分为两步，第一步是形成内保护层，并予以干燥和烧结；第二步是在上述内保护层之上再形成一外保护层，然后予以干燥和烧结或者干燥和固化；其中，其烧结温度控制在590～620℃之间，固化温度控制在180～250℃之间。形成外保护层时，是选择干燥和烧结还是选择干燥和固化，与所选用的外保护材料有关：如果选用玻璃浆料来形成外保护层，则选择干燥和烧结；如果选用树脂浆料来形成外保护层，则选择干燥和固化。

在上述方案中，步骤(4)中形成侧面电极时，所述侧面凸出部位的端面上所施加的电极浆料，既可以通过干燥和烧结的过程，也可以通过干燥和固化的过程，来形成侧面电极；其中，如果选择干燥和烧结的过程，那么烧结温度优选控制在590～620℃之间，而如果选择干燥和固化的过程，那么固化的温度优选控制在180～250℃之间。

在本发明中，步骤(4)中形成侧面电极的过程优选包括以下步骤：

(a)在附浆板的凹槽内均匀施加电极浆料；

(b)将绝缘基片置于夹具的凹槽中，使绝缘基片的两个端面在夹具上下两个方向都露出，而且优选地，绝缘基片在夹具凹槽内可以上下自由活动；；

(c)将附浆板置于夹具的下方，使二者逐渐接近，直至夹具中的绝缘基片的下端面接触到附浆板凹槽内的电极浆料，使电极浆料转移到绝缘基片凸出部位的下端面并连接正面电极和背面；

(d)重复上述的步骤，以下涂敷的方式在绝缘基片的另一端面施加电极浆料。

上述形成侧面电极的过程中，步骤(a)和(b)两个步骤既可以同时进行，也可以交叉进行；在步骤(c)中，可以使夹具连同绝缘基片与附浆板逐渐接近，直至夹具中的绝缘基片的下端面接触到附浆板凹槽内的电极浆料，并且夹具凹槽承托绝缘基片的底部与绝缘基片已分离一小段距离，使绝缘基片可以完全靠自身重量压在电极浆料上并停留一定时间，以使电极浆料转移到绝缘基片凸出部位的下端面并连接正面电极和背面；在步骤(c)之后，将夹具中的绝缘基片与附浆板分离，这样绝缘基片凸出部位的下端面就施加上了电极浆料，此时，可以选择进行干燥和烧结或者干燥和固化，从而在绝缘基片的一个端面上形成侧面电极，也可以选择接着进行步骤(d)，在绝缘基片的另一端面也施加上电极浆料，然后再同时进行干燥和烧结或者干燥和固化。当然，在对绝缘基片的另一端面以下涂敷的方式施加电极浆料之前，须使绝缘基片或连同其夹具进行转动。

上述片式网络电阻器所用的电极材料含有30～80wt％(重量百分比)的Ag和0.1～10wt％的Pd以及其它玻璃成分。

上述片式网络电阻器侧面电极的制造方法中，主要包括的器具有：一块具有若干凹槽的附浆板、一个往附浆板凹槽内施加电极浆料的铺浆斗、一个具有与附浆板凹槽间隔相同的凹槽的中部镂空的用于定置绝缘基片的夹具。以上三种器具中，附浆板和铺浆斗至少有一个可以运动，附浆板和夹具至少有一个可以运动。

根据上述制备方法，在制备侧面电极时，由于绝缘基片与附浆板上凹槽内的电极浆料的接触力只有绝缘基片自身的重量，因此绝缘基片浸入电极浆料中的深度非常浅，施加到绝缘基片端面的电极浆料的多少和厚度的控制变得十分容易，并且由于先施加绝缘基片的下端面，电极浆料施加到端面后不至于倒流到凹槽内，从而避免了同侧的侧面电极之间浆料连通而出现短路现象。从而，即使是尺寸非常小，绝缘基片两侧凹槽非常浅的片式网络电阻器，采用上述方式也可实现侧面电极的形成，而不至于出现同侧的侧面电极之间短路现象，从而降低了制备片式网络电阻器侧面电极的工艺难度，提高了制备片式网络电阻器侧面电极的合格率，提高了片式网络电阻器的性能可靠性。

另一方面，本发明也提供了一种根据上述方法制造的片式网络电阻器，该片式网络电阻器包括一个在相对两侧具有一对或一对以上对称凹槽的绝缘基片、两对或两对以上形成在该绝缘基片上表面每对凸出部位之间分离的正面电极、两个或两个以上形成于该绝缘基片上表面与每对正面电极连接的电阻层、一个形成于电阻层之上的外保护层以及两对或两对以上形成于绝缘基片侧面凸出部位端面上的侧面电极，其特征在于，覆盖在正面电极与侧面电极之上的金属镀层为镍层和锡铅合金镀层或锡镀层。

在上述的片式网络电阻器中，所述的电阻层上还可以覆盖有内保护层；其中，绝缘基片可以由氧化铝或陶瓷或玻璃绝缘材料构成，也可以有其它适当的材料构成；电阻层可以由以氧化钌为主要功能材料的电阻浆料、经过干燥和烧结后形成；内保护层可以由玻璃浆料经过干燥和烧结后形成；外保护层可以由玻璃浆料或树脂浆料、经过干燥和烧结或干燥和固化后形成。

附图说明

图1～图5是表示根据本发明制备片式网络电阻器(以一个具有四个电阻层的片式网络电阻器为例制图)的相继工序步骤的透视图；

图6是根据图1～图5所示步骤制出的片式网络电阻器的透视图；

图7是沿图6中XY线剖开的截面图；

图8是片式网络电阻器的典型结构示意图；

图9是侧面电极浆料流进凹槽所得到的失效的片式网络电阻器的示意图；

图10～图17是侧面电极浆料施加过程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明；本实施例以一个具有四个电阻层的片式网络电阻器为例，但本发明不限于四个电阻层的片式网络电阻器。

根据图6和图7所示的片式网络电阻器，包括：由氧化铝或陶瓷或玻璃绝缘材料构成的绝缘基片11，四对位于绝缘基片11的凸出部位上面的分离的正面电极13a，四个与正面电极13a相互连接的电阻层12。

电阻层12的上面覆盖有保护层14。该保护层14包括直接覆盖在电阻层12上面的玻璃材料的内保护层14a和在其上面的外保护层14b。电阻层12和内保护层14a一起经过激光修刻以调整电阻值，在后面将对此作进一步说明。

侧面电极13b形成于绝缘基片凸出部分的端面并与相应位置的正面电极13a形成连接。然后在侧面电极13b和正面电极13a的表面覆盖一个金属镀层13c，该金属镀层包括一个镍镀层和锡镀层。侧面电极的形成在后面将作进一步详细说明。

上述结构的片式网络电阻器可以用下述方法制备。

首先，如图1所示，在绝缘基片11凸出部位上面施加一种电极浆料，经过干燥和烧结后形成正面电极13a，烧结温度为850℃。

其次，如图2所示，在绝缘基片11上面施加一种以氧化钌为主要功能材料的电阻浆料，经过干燥和烧结后形成电阻层12。每个电阻层12分别与对应的一对正面电极13a相互连接。烧结温度为850℃。

另外，电阻层12也可以先于正面电极13a之前制备。正面电极13a和电阻层12也可以共同烧结，以减少烧结次数，从而降低制造成本。

然后，如图3所示，在电阻层12的上面施加玻璃浆料，经过干燥和烧结后形成内保护层14a。烧结温度为600℃。

然后，将电阻测试探头(图3没有标出)施加于每对正面电极13a上进行电阻值测量，对电阻值未落入且低于预定的公差范围内的电阻层，通过发射激光束在内保护层14a和电阻层12的上面而修刻出激光刻槽15，如图3所示，直到所测量电阻层12的阻值进入到预定的公差范围之内。

然后，如图4所示，在内保护层14a上面施加玻璃浆料或树脂浆料，经过干燥和烧结或干燥和固化后形成外保护层14b，烧结温度为600℃，固化温度为210℃。

然后，如图5所示，分别在绝缘基片11的凸出部位的端面上施加电极浆料，然后经过干燥和烧结(电极浆料中含有玻璃时)或干燥和固化(电极浆料中含有树脂时)后形成每个侧面电极13b，烧结温度为600℃，固化温度为210℃。

另外，外保护层14b和侧面电极13b也可以共同烧结或固化，以减少烧结或固化次数，从而降低制造成本。

特别地，以上各烧结或固化过程，后续的加工工艺温度不能显著高于前面的已加工的工艺温度，以免对已形成的部件造成不良影响。

最后，如图6和图7所示，通过先镀镍层再镀锡铅层或锡层，在正面电极13a和侧面电极13b的表面形成金属镀层13c。

根据图10～图17所示的侧面电极浆料施加的过程：

首先，如图10所示，在铺浆斗21中加入电极浆料24；

接着，如图11所示，铺浆斗21运动到附浆板22并使铺浆口21a接触到附浆板起始端22a；

然后，如图12所示，打开铺浆斗21的铺浆开关(图12中没有标出)，铺浆斗21沿着附浆板22向附浆板22的末端22b运动，铺浆斗21中的电极浆料24就均匀地铺到附浆板22的凹槽22c中，铺浆斗21运动到附浆板末端22b就自动关闭铺浆开关，铺浆斗21运动离开附浆板22。这样附浆板22的凹槽22c中就均匀地铺上了电极浆料24，如图13所示；

然后，如图14所示，将绝缘基片11摆放到夹具23的凹槽23a中；

然后，如图15所示，将夹具凹槽23a中绝缘基片的下端面11a与附浆板凹槽22c对准；

然后，使夹具23连同绝缘基片11与附浆板22逐渐接近，直至夹具中的绝缘基片的下端面11a接触到附浆板凹槽22c内的电极浆料24并且夹具凹槽承托绝缘基片的底部23b与绝缘基片下端面11a已分离一小段距离，如图16所示。然后使绝缘基片11完全靠自身重量在电极浆料24上停留一定时间以使电极浆料24转移到绝缘基片凸出部位的下端面11a；然后将夹具中的绝缘基片11与附浆板22分离；

这样绝缘基片11的下端面11a就施加上了电极浆料24，如图17所示。

最后，按上述步骤再对基片的另一端面施加电极浆料，从而完成了绝缘基片两个端面上电极浆料的施加。

根据本发明，基片浸入电极浆料的理论深度由以下公式确定：

h＝M/(ρ×S)(1)

式中：h——浸入深度(mm)；

M——绝缘基片重量(g)；

ρ——电极浆料密度(g/mm³)；

S——绝缘基片端面面积(mm²)。

同时，由于附浆板上凹槽中电极浆料的深度也一定，因此上式(1)中的h将不会超过附浆板凹槽中电极浆料的深度。

因此，对于不同尺寸、重量的绝缘基片，应选择相匹配的附浆板凹槽深度和电极浆料密度，从而获得理想的基片浸入深度。另外，电极浆料的粘度也应根据不同尺寸、重量的绝缘基片来选择。绝缘基片在电极浆料上的停留时间根据电极浆料和所需浸入深度的具体情况而定。

Claims

1.一种片式网络电阻器的制造方法，包括如下步骤：

(1)在绝缘基片(11)上表面的每对凸出部位之间施加电极浆料，形成两对或两对以上分离的正面电极(13a)；

(2)在上述绝缘基片(11)每对正面电极(13a)之间施加电阻浆料，形成分别与每对正面电极(13a)相连接的两个或两个以上的电阻层(12)；

(3)在上述电阻层(12)的上面施加保护浆料，形成保护层(14)；

(4)然后，在上述绝缘基片(11)侧面凸出部位的端面上施加电极浆料，形成侧面电极(13b)，制得所述的片式网络电阻器，

其特征在于，步骤(4)中在所述侧面凸出部位的端面上施加电极浆料的方式为下涂敷的方式，即电极浆料从所述侧面凸出部位的端面的下方与其接触，而完成在所述端面施加电极浆料的过程。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)至(2)中形成正面电极(13a)和电阻层(12)时，所对应的浆料经过干燥和烧结，形成所对应的正面电极(13a)或电阻层(12)。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中形成正面电极(13a)的烧结过程和步骤(2)中形成电阻层(12)的烧结过程是同时烧结。

4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤(1)中形成正面电极(13a)的烧结温度和步骤(2)中形成电阻层(12)的烧结温度均控制在830～870℃之间。

5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(3)中形成保护层(14)的过程分为两步，第一步是形成内保护层(14a)，并予以干燥和烧结；第二步是在上述内保护层(14a)之上再形成一外保护层(14b)，然后予以干燥和烧结或者干燥和固化；其中，其烧结温度控制在590～620℃之间，固化温度控制在180～250℃之间。

6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)中形成侧面电极(13b)时，所述端面上所施加的电极浆料经过干燥和烧结，或者经过干燥和固化，形成侧面电极(13b)；其中，烧结温度控制在590～620℃之间，而固化温度控制在180～250℃之间。

7.如前述权利要求之一所述的制造方法，其特征在于，步骤(4)中形成侧面电极(13b)的过程包括以下步骤：

(a)在附浆板(22)的凹槽内均匀施加电极浆料(24)；

(b)将绝缘基片(11)置于夹具(23)的凹槽中，使绝缘基片(11)的两个端面在夹具(23)上下两个方向都露出；

(c)将附浆板(22)置于夹具(23)的下方，使二者逐渐接近，直至夹具(23)中的绝缘基片(11)的下端面接触到附浆板(22)凹槽内的电极浆料(24)，使电极浆料(24)转移到绝缘基片(11)凸出部位的下端面并连接正面电极(13a)和背面；

(d)重复上述的步骤，同样以下涂敷的方式在绝缘基片(11)另一端面施加电极浆料(24)。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在绝缘基片(11)的一个端面施加电极浆料(24)后，就进行干燥和烧结，或者进行干燥和固化，然后在绝缘基片(11)的另一个端面施加电极浆料(24)并进行干燥和烧结，或者进行干燥和固化；或者，在绝缘基片(11)的两个端面均施加电极浆料(24)后，再进行干燥和烧结，或者干燥和固化。