CN107978410B - 一种玻璃釉电位器的内部引出方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种玻璃釉电位器的内部引出方法，用于实现所述玻璃釉电位器内的玻璃釉电阻材料与引脚的电路连接，所述方法包括：准备陶瓷基板、钌系玻璃釉电阻材料、含Ag导电材料，所述钌系玻璃釉电阻材料和Ag导电材料是将钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料通过丝网印刷或其他方法按照预设的电路形状均匀涂抹至陶瓷基板上的相应位置，经烘干、高温加热、保温、冷却形成；所述钌系玻璃釉电阻浆料印刷至陶瓷基板形成电路，其电路末端与Ag导电浆料印刷电路相接。本发明通过将钌系玻璃釉电阻浆料和Ag导电浆料同时印刷至陶瓷基板上，使用相同的工艺进行烧结，工艺精简，在生产实践中易于自动化，利于玻璃釉电位器的精密化和微型化。

Description

一种玻璃釉电位器的内部引出方法

技术领域

本发明涉及一种电位器制造技术领域，尤其涉及一种玻璃釉电位器的内部引出方法。

背景技术

随着现代工业制造技术的发展，航空航天、军工、工业制造等领域对电子元器件的要求越来越高，对其尺寸精度、高低温稳定性等要求也越来越高。电位器是一种主要由电阻体和可移动电刷组成的电子元件，其种类主要有线绕电位器、合成碳膜电位器、玻璃釉电位器等。玻璃釉电位器是一种以玻璃釉作为电阻材料的可调电子元器件，主要用于传感器、集成电路、控制系统等领域，具有良好的机械、电气性能和耐酸碱性能，可以长期在-50～150℃下工作。目前国内的玻璃釉电位器的制造技术与国外仍有较大差距，微型和高精度玻璃釉电位器仍主要依赖进口，且价格居高不下。

玻璃釉电位器主要由外壳、转轴、电刷、引脚、陶瓷基板以及陶瓷基板上的微电路组成。其中微电路的形成需要在陶瓷基板上印刷和烧结电阻浆料，其功能实现依靠玻璃釉微电路与铜引脚的连接和电刷与微电路的良好接触。玻璃釉电位器微电路用电阻浆料主要为钌系浆料、钼系浆料和锡锑系浆料等，烧结后的电阻体表面坚硬、光滑，然而其正常功能的实现需要形成电阻体与铜引脚的电连接。目前玻璃釉电位器中的电阻体与铜引脚的电连接的主要方式为焊盘连接(中国专利公开号：ZL200520071523.1)、簧片接触连接(中国专利：ZL201210509863.2)等，玻璃釉电位器电阻体与铜引脚连接的难点在于钌系玻璃釉电阻浆料烧结温度高达850℃，无法预制铜片使浆料烧结至铜片表面，同时烧结完成后的玻璃釉电阻体表面坚硬、光滑，用普通的焊接方法如钎焊、压力焊等方法工艺复杂容易增大微型电位器电阻误差，而使用簧片接触连接复杂了玻璃釉电位器的机械结构，同时增加了玻璃釉电位器的不稳定性，缩短了玻璃釉电位器的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种玻璃釉电位器内部电阻体的引出方法。

本发明所采用的技术方案为：一种玻璃釉电位器的内部引出方法，用于实现所述玻璃釉电位器内钌系玻璃釉电阻材料和引脚的连接，所述方法包括以下步骤：

1)准备材料：陶瓷基板、钌系玻璃釉电阻浆料、含Ag导电浆料、铜引脚；

2)将钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料通过丝网印刷或其他方法按照预设的电路形状均匀涂抹至陶瓷基板上的相应位置；

3)将所述涂抹了玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料的陶瓷基板按照预定工艺烘干、加热、保温、冷却；

4)将烧结完成的陶瓷基板的含Ag微电路与引脚进行连接。

按上述技术方案，进一步优选步骤1)中所述氧化铝陶瓷中Al₂O₃纯度为92％～99％，为薄片状，陶瓷基板的角为内凹圆弧形。

所述含Ag导电浆料的化学组成是Ag、Pt、Bi导电浆料，烧结后Ag的质量比例为88％～94％。

按上述技术方案，进一步优选步骤2)中所述钌系玻璃釉电阻浆料为二氧化钌、钌酸盐系列浆料。

步骤2)中印刷需先印刷导电Ag浆，再印刷玻璃釉电阻浆料。

按上述技术方案，进一步优选步骤3)中所述烘干温度为140℃～160℃，烘干时间为10～15min。

按上述技术方案，进一步优选步骤3)中所述加热、保温、冷却总共时间为50～70min，保温温度为840℃～860℃，保温时间为10～20min。

按上述技术方案，进一步优选步骤2)中所述含Ag导电浆料其烧结工艺与钌系玻璃釉电阻浆料(即前述步骤3)的烘干、加热、保温、冷却方法)相同。

该工艺参数的选择依据是由该浆料的化学特性决定，温度过低，浆料烧结不完全，导致质量较差，温度过高易过烧，导致元素烧损，保温时间的选择是在于时间较短时浆料烧结不完全，时间过长则增加成本，同时会引起浆料电气性能变化。

按上述技术方案，进一步优选所述步骤2)中电阻浆料印刷电路末端与Ag导电浆料印刷电路相接，烧结完成后电阻体与含Ag微电路形成电连接。

按上述技术方案，进一步优选所述步骤2)中Ag导电浆料印刷路线从功能面沿陶瓷基板角的内凹圆弧过渡至陶瓷基板反面。

按上述技术方案，进一步优选所述铜引脚在陶瓷基板反面与含Ag微电路连接。所述陶瓷基板上含Ag微电路与铜引脚的连接方式为钎焊或压力焊。

本发明的工作：钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料同时被印刷至氧化铝陶瓷基板上，经高温炉烘干、加热、保温、冷却后，形成玻璃釉电阻体和含Ag微电路，电阻体部分与含Ag微电路形成电连接。延伸至陶瓷基板方面的含Ag微电路与铜引脚通过钎焊或压力焊连接。

本发明相对于现有技术所取得的有益效果包括：

1、陶瓷基板上同时印刷钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料，二者烧结工艺相同，简化了制造工艺，钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料可同时印刷至陶瓷基板上，其烧结工艺，如烘干、加热、保温、冷却可在同一加热炉中完成，一次操作可完成大量陶瓷基板的浆料烧结；

2、将玻璃釉电阻体与铜引脚的连接问题转化为含Ag微电路与铜引脚的连接问题；

3、含Ag微电路与铜引脚的连接目前已十分成熟，易于操作；

4、简化了电位器的内部结构，增加了电位器的工作稳定性和使用寿命，整体流程容易实现自动化。

附图说明

图1为本发明方法中样品完成后的截面示意图，图中1为钌系玻璃釉电阻体，2为含Ag微电路，3为氧化铝陶瓷基板，4为铜引脚。

图2为本发明方法中样品完成后的正等侧示意图，上部为功能面。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但本发明不局限于此。

实施例1：

本发明的玻璃釉电位器的内部引出方法，用于实现玻璃釉电位器内的钌系玻璃釉电阻体与铜引脚之间的电连接，所述方法包括以下步骤：

首先，通过丝网印刷等方法将钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料按照预设的电路形状均匀涂抹至陶瓷基板上的相应位置。其中，陶瓷基板中，陶瓷基板的角为内凹圆弧形，陶瓷基板中Al₂O₃纯度为92％；钌系玻璃釉电阻浆料为二氧化钌、钌酸盐系列浆料；含Ag导电浆料的烧结工艺与钌系玻璃釉电阻浆料相同；玻璃釉电阻浆料印刷电路末端与Ag导电浆料印刷电路相接，Ag导电浆料印刷路线从功能面沿陶瓷基板角的内凹圆弧过渡至陶瓷基板反面。

其次，将涂抹了玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料的陶瓷基板按照预定工艺烘干、加热、保温、冷却。其中，烘干温度为140℃，烘干时间为10min，加热、保温、冷却总共时间为50min，保温温度为840℃，保温时间为10min。

最后，烧结完成后电阻体与含Ag微电路形成电连接。采用钎焊或压力焊的方法连接含Ag微电路的反面部分与电位器引脚，玻璃釉电阻体部分与铜引脚之间形成电性连接。

实施例2：

本发明的玻璃釉电位器的内部引出方法，用于实现玻璃釉电位器内的钌系玻璃釉电阻体与铜引脚之间的电连接，所述方法包括以下步骤：

首先，通过丝网印刷等方法将钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料按照预设的电路形状均匀涂抹至陶瓷基板上的相应位置。其中，陶瓷基板中，陶瓷基板的角为内凹圆弧形，陶瓷基板中Al₂O₃纯度为99％；钌系玻璃釉电阻浆料为二氧化钌、钌酸盐系列浆料；含Ag导电浆料的烧结工艺与钌系玻璃釉电阻浆料相同；玻璃釉电阻浆料印刷电路末端与Ag导电浆料印刷电路相接，Ag导电浆料印刷路线从功能面沿陶瓷基板角的内凹圆弧过渡至陶瓷基板反面。

其次，将涂抹了玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料的陶瓷基板按照预定工艺烘干、加热、保温、冷却。其中，烘干温度为160℃，烘干时间为15min，加热、保温、冷却总共时间为70min，保温温度为860℃，保温时间为20min。

最后，烧结完成后电阻体与含Ag微电路形成电连接。采用钎焊或压力焊的方法连接含Ag微电路的反面部分与电位器引脚，玻璃釉电阻体部分与铜引脚之间形成电性连接。

本发明方法相比于传统的焊盘连接和簧片连接方法，优化了电位器的内部结构，增加了电位器工作的稳定性和服役寿命；引入含Ag微电路作为中间连接介质，将玻璃釉电阻体与铜引脚的连接问题转化为含Ag微电路与铜引脚的连接问题；其中钌系玻璃釉电阻浆料烧结工艺与含Ag导电浆料烧结工艺相同，钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料可同时印刷至陶瓷基板上，其烧结工艺，如烘干、加热、保温、冷却可在同一加热炉中完成，避免了二次烧结带来的一系列问题，简化了制作工艺，整体流程容易实现自动化。

以上内容是结合具体实施例对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的范围只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种玻璃釉电位器的内部引出方法，用于实现所述玻璃釉电位器内钌系玻璃釉电阻材料和铜引脚的连接，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)准备材料：Al ₂O ₃纯度为92％～99％、角为内凹圆弧形的陶瓷基板、钌系玻璃釉电阻浆料、含Ag导电浆料、铜引脚；

2)将钌系玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料通过丝网印刷按照预设的电路形状均匀涂抹至陶瓷基板上的相应位置，其中，先印刷含Ag导电浆料，再印刷玻璃釉电阻浆料，玻璃釉电阻浆料为二氧化钌、钌酸盐浆料；电阻浆料印刷电路末端与含Ag导电浆料印刷电路相接，烧结完成后电阻体与含Ag微电路形成电连接；

3)将所述涂抹了玻璃釉电阻浆料和含Ag导电浆料的陶瓷基板按照预定工艺烘干、加热、保温、冷却，含Ag导电浆料其烧结工艺与钌系玻璃釉电阻浆料相同，烘干温度为140℃～160℃，烘干时间为10～15min，加热、保温、冷却总共时间为50～70min，保温温度为840℃～860℃，保温时间为10～20min；

4)将步骤3)处理完成的陶瓷基板的含Ag微电路与铜引脚进行连接。

2.根据权利要求1所述的引出方法，其特征在于：所述步骤2)中含Ag导电浆料印刷路线从功能面沿陶瓷基板角的内凹圆弧过渡至陶瓷基板反面。

3.根据权利要求2所述的引出方法，其特征在于：所述含Ag微电路的反面部分与电位器铜引脚相连。

4.根据权利要求3所述的引出方法，其特征在于：所述含Ag微电路和电位器铜引脚的连接方式为钎焊或压力焊。

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