CN107093507A - 薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法，涉及电子元件领域。该薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法通过利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持第一温度点预设定的加热时间；然后在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间，预设定的降温时间包括有与温度点数量相同的降温时间段，至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减，从而实现了使得最终生产出的薄膜电阻的阻值精度一致性更好，合格率更高，且提升了薄膜电阻的耐过电性能、耐疲劳性能以及高温暴露性能。

Description

薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法

技术领域

本发明涉及电子元件领域，具体而言，涉及一种薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法。

背景技术

薄膜电阻器是用类蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成，薄膜电阻常用的绝缘材料是陶瓷基板。薄膜电阻常用于各类仪器仪表，医疗器械，电源，电力设备，电子数码产品，与厚膜电阻不同的是，厚膜电阻一般采用丝网印刷工艺，薄膜电阻采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法。厚膜电阻一般精度较差，10％，5％，1％是常见精度，而薄膜电阻则可以做到0.01％万分之一精度，0.1％千分之一精度等。同时厚膜电阻的温度系数上很难控制，一般较大，同样的，薄膜电阻则可以做到非常低的温度系数，这样电阻阻值随温度变化非常小，阻值稳定可靠。

现有技术中，在对薄膜电阻进行热处理的过程中，对于薄膜电阻热处理技术一般设定最佳的热处理温度和在此温度下的保温时间，生产的产品性能能满足生产和相关标准要求。然而还是至少存在如下几点不足：第一点：在经激光调阻后阻值离散度大，影响产品的阻值合格率；第二点：产品在进行高温暴露试验中由于膜层的不稳定，会造成阻值偏移较大，高温暴露阻值变化率较差，高温环境使用性能欠佳；第三点：在进行加电瞬时过负载时，由于膜层存在的较大应力，加上激光调阻时造成的应力，会造成部分产品耐过电应力和耐过电疲劳性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法，其旨在改善上述的问题。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种薄膜电阻热处理工艺方法，所述薄膜电阻热处理工艺方法包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间；

在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间，所述预设定的降温时间包括有与所述第二温度点数量相同的降温时间段，其中，每个第二温度点分别对应一个降温时间段，且所述第二温度点低于所述第一温度点，且所述至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减。

进一步地，所述在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理。

进一步地，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

进一步地，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至325摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至275摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至225摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

进一步地，在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

进一步地，所述第一时间段、所述第二时间段以及所述第三时间段均为2h。

进一步地，所述利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间的步骤包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至390～450摄氏度，维持所述390～450摄氏度2h～7h。

进一步地，所述利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间的步骤包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至425摄氏度，维持425摄氏度4.5h。

第二方面，本发明实施例还提供了一种薄膜电阻制造工艺方法，所述薄膜电阻制造工艺方法包括：

采用印刷的方式在一陶瓷基板基制备电极；

在所述陶瓷基板的部分区域印刷绝缘阻挡层；

将具有一定电阻率的电阻材料采用磁控溅射法溅射到陶瓷基板剩余的裸露区域从而制备出初始薄膜电阻；

利用上述的薄膜电阻热处理工艺方法对初始薄膜电阻进行热处理；

将绝缘阻挡层清除；

对初始薄膜电阻进行激光调阻；

对初始薄膜电阻进行封装并烧结端电极。

进一步地，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

本发明提供的薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法的有益效果是：通过利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持第一温度点预设定的加热时间；然后在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间，预设定的降温时间包括有与温度点数量相同的降温时间段，至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减，从而实现了使得最终生产出的薄膜电阻的阻值精度一致性更好，合格率更高，且提升了薄膜电阻的耐过电性能、耐疲劳性能以及高温暴露性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的薄膜电阻热处理工艺方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的对薄膜电阻进行热处理时温度随着时间变化的走势图；

图3为本发明实施例提供的薄膜电阻制造工艺方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例提供了一种薄膜电阻热处理工艺方法，所述薄膜电阻热处理工艺方法包括：

步骤S101：利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间。

例如，利用热处理箱对薄膜电阻加热至390～450摄氏度，维持所述390～450摄氏度2h～7h。当然地，第一温度点可以为390摄氏度或425摄氏度或450摄氏度，在此不多做限制，只要在390～450摄氏度均可，加热时间可以为2h或4.5h或7h，在此不做限制，只要在2h～7h的范围内均可。

步骤S102：在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间。

其中，所述预设定的降温时间包括有与所述第二温度点数量相同的降温时间段，每个第二温度点分别对应一个降温时间段，且所述第二温度点低于所述第一温度点，且所述至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减。

具体地，步骤S102包括：在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理。

例如，如图2所示，步骤S102包括：

步骤S1021：在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段。

步骤S1022：在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段。

步骤S1023：在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段。

步骤S1024：停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

本实施例中，维持第一时间段的温度可以为300摄氏度或325摄氏度或350摄氏度，只要在300～350摄氏度的范围内均可，在此不做限制；其中，第一时间段为1h～3h，例如，第一时间段为1h或2h或3h，只要在1h～3h的范围内均可，在此并不多做限制。

维持第二时间段的温度可以为250摄氏度或375摄氏度或300摄氏度，在此不做限制；其中，第二时间段为1h～3h，例如，第二时间段为1h或2h或3h，在此并不多做限制，只要在1h～3h的范围内均可；维持第三时间段的温度可以为200摄氏度或225摄氏度或250摄氏度，在此不做限制，只要在200～250摄氏度的范围内均可；其中，第三时间段为1h～3h，例如，第三时间段为1h或2h或3h，只要在1h～3h的范围内均可，在此并不多做限制。

需要说明的是，本实施例中，第一温度点优选为425摄氏度，加热时间优选为4.5h。维持第一时间段的温度优选为325摄氏度，第一时间段优选为2h，维持第二时间段的温度优选为275摄氏度，第二时间段优选为2h，维持第三时间段的温度优选为225摄氏度，第三时间段优选为2h，利用上述的温度与时间对薄膜电阻进行热处理后的薄膜电阻的薄膜电阻的阻值精度一致性与合格率以及耐过电性能、耐疲劳性能、高温暴露性能最佳。当然地，本实施例的第二温度点不仅仅可以为3个，也可以为2个、4个、5个等等，在此不多做限制。

本实施例中，可以在薄膜电阻的温度降低到150摄氏度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

实施例二

请参阅图3，本发明实施例还提供了一种薄膜电阻制造工艺方法，所述薄膜电阻制造工艺方法包括：

步骤S301：采用印刷的方式在一陶瓷基板基制备电极。

步骤S302：在所述陶瓷基板的部分区域印刷绝缘阻挡层。

步骤S303：将具有一定电阻率的电阻材料采用磁控溅射法溅射到陶瓷基板剩余的裸露区域从而制备出初始薄膜电阻。

步骤S304：利用上述的薄膜电阻热处理工艺方法对初始薄膜电阻进行热处理。

步骤S305：将绝缘阻挡层清除。

例如，利用清水将绝缘阻挡层洗除。

步骤S306：对初始薄膜电阻进行激光调阻。

步骤S307：对初始薄膜电阻进行封装并烧结端电极。

综上所述，本发明提供的薄膜电阻热处理工艺方法与制造工艺方法通过利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持第一温度点预设定的加热时间；然后在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间，预设定的降温时间包括有与温度点数量相同的降温时间段，至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减，从而实现了使得最终生产出的薄膜电阻的阻值精度一致性更好，薄膜电阻的W级中心值比例从现有技术的50％提升至62.5％，合格率更高，阻值精度跳动幅度由现有技术的大于0.01％降低至跳动幅度小于0.01％，且提升了薄膜电阻的耐过电性能、耐疲劳性能以及高温暴露性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述薄膜电阻热处理工艺方法包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间；

在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理预设定的降温时间，所述预设定的降温时间包括有与所述第二温度点数量相同的降温时间段，其中，每个第二温度点分别对应一个降温时间段，且所述第二温度点低于所述第一温度点，且所述至少一个第二温度点按照降温时间段的先后顺序依次递减。

2.根据权利要求1所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述在预设定的加热时间后，采用至少一个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理。

3.根据权利要求2所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

4.根据权利要求3所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至325摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至275摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至225摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

5.根据权利要求3所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持1h～3h；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。

6.根据权利要求5所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述第一时间段、所述第二时间段以及所述第三时间段均为2h。

7.根据权利要求1所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间的步骤包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至390～450摄氏度，维持所述390～450摄氏度2h～7h。

8.根据权利要求7所述的薄膜电阻热处理工艺方法，其特征在于，所述利用热处理箱对薄膜电阻加热至第一温度点，维持所述第一温度点预设定的加热时间的步骤包括：

利用热处理箱对薄膜电阻加热至425摄氏度，维持425摄氏度4.5h。

9.一种薄膜电阻制造工艺方法，其特征在于，所述薄膜电阻制造工艺方法包括：

采用印刷的方式在一陶瓷基板基制备电极；

在所述陶瓷基板的部分区域印刷绝缘阻挡层；

将具有一定电阻率的电阻材料采用磁控溅射法溅射到陶瓷基板剩余的裸露区域从而制备出初始薄膜电阻；

利用权利要求1所述的薄膜电阻热处理工艺方法对初始薄膜电阻进行热处理；

将绝缘阻挡层清除；

对初始薄膜电阻进行激光调阻；

对初始薄膜电阻进行封装并烧结端电极。

10.根据权利要求9所述的薄膜电阻制造工艺方法，其特征在于，所述在预设定的加热时间后，采用三个第二温度点对薄膜电阻进行降温处理的步骤包括：

在预设定的加热时间后，将温度降低至300～350摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第一时间段；

在第一时间段后，将温度降低至250～300摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第二时间段；

在第二时间段后，将温度降低至200～250摄氏度对薄膜电阻加热，并维持第三时间段；

停止加热，在薄膜电阻的温度降低到预设定的温度后，将薄膜电阻从热处理箱取出，待自然冷却。