CN110931189B - 陶瓷电阻片及自动定位调阻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种陶瓷电阻片及自动定位调阻方法，通过设置包括线排本部、定位部和焊接部的首位金属线，以及第二厚膜电阻层，在调阻定位时，激光光束只需对准定位部旁边的空白区域进行烧蚀，当定位部被烧断时，焊接部与线排本部之间的电阻值出现明显增加，即可确定定位部所在位置，进而以定位部所在位置为原点计算得到初始待调阻烧蚀的位置，如此，可实现快速精准定位，无需人工寻找初始待调阻烧蚀的位置，调阻效率大幅度提高；设置弧形弯曲的第一厚膜电阻层、金属线以及金属片，可在尽量小的空间内容纳尽可能多的功能部件。

Description

陶瓷电阻片及自动定位调阻方法

技术领域

本发明涉及压力传感器领域，尤其涉及一种陶瓷电阻片及自动定位调阻方法。

背景技术

机械式压力传感器广泛应用于汽车、船体动力管路、水处理工程、工业过程检测与控制、液压气动控制工程等多个领域，产品具有良好的抗振性能，使用寿命长，安装方便，质量稳定，性能可靠，工作温度范围宽。按照应用领域，其可以细分为机油压力传感器和气压压力传感器等类型。

如图1所示，机械式压力传感器核心部件为一弹性触片a1和一厚膜电阻片a2，厚膜电阻片a2包括陶瓷基片a20，陶瓷基片a20上并排设置有金属线a21，相邻金属线a21之间连续涂覆厚膜电阻层a22，零位的金属线a21和弹性触片a1分别连接电阻检测设备，当外部压力发生变化，驱动弹性触片a1在并排设置的金属线a21之间滑动，零位的金属线a21和弹性触片a1之间的阻值发生变化，从而反映出外部压力的变化值。

厚膜电阻片a2制备包括以下步骤：

(1)在陶瓷基片a20上印刷银浆，烧结后，银浆形成并排设置的金属线a21；

(2)在并排设置的金属线a21上涂覆厚膜电阻层a22并烧结成型。

受涂覆工艺的限制，金属线a21之间的电阻值难以刚好满足设定要求，因此在使用前，需要进行调阻。目前常用的调阻方法为激光调阻，将激光打在厚膜电阻层a22上，同时测试零位的金属线a21和待调金属线a21之间的阻值，通过激光烧蚀厚膜电阻层a22，使得零位的金属线a21和待调金属线a21之间的阻值变化到指定范围内。

实际调阻过程一般包括以下步骤：

S1，先依次测试零位金属线a21与各金属线a21之间的阻值；

S2，通过放大镜观察，并引导激光线对准零位金属线a21与一号位金属线a21之间的厚膜电阻层a22；

S3，实时测试零位金属线a21与一号位金属线a21之间的电阻值，并通过激光烧蚀二者之间的厚膜电阻层a22，直到实时测试得到的电阻值达到预设值；

S4，激光发生器自动对准一号位金属线a21与二号位金属线a21之间的厚膜电阻层a22，再实时测试零位金属线a21与二号位金属线a21之间的电阻值，并通过激光烧蚀二者之间的厚膜电阻层a22，直到实时测试得到的电阻值达到预设值；

S5，依照步骤S4，依次完成零位金属线a21与剩余金属线a21之间的调阻。

在以上步骤中，所述步骤S2存在以下问题：通过放大镜和人眼配合定位，效率低下，且容易出现定位不准的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种快速、精准定位的陶瓷电阻片及自动定位调阻方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种陶瓷电阻片，其包括陶瓷基片、若干金属线和第一厚膜电阻层，陶瓷基片上并排设置有若干金属线，相邻金属线之间连续涂覆第一厚膜电阻层，还包括第二厚膜电阻层，位于首位的金属线包括线排本部、定位部和焊接部，所述线排本部包括倾斜部，倾斜部与其余金属线并排设置，第二厚膜电阻层连续涂覆在线排本部和焊接部上，线排本部和焊接部之间通过定位部连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一厚膜电阻层在陶瓷基片呈弧形弯曲，位于末位的金属线对应的第一厚膜电阻层靠近陶瓷基片顶部边缘，位于首位的金属线对应的第一厚膜电阻层远离陶瓷基片顶部边缘，所述定位部和焊接部设置于首位的金属线与陶瓷基片顶部边缘之间，且定位部和金属线之间的设置有空白区域。

进一步优选的，所述线排本部包括依次连接的倾斜部、纵向部和横向部，倾斜部与其余金属线平行排布，纵向部竖直设置于陶瓷基片上，横向部横向设置于陶瓷基片上，焊接部横向设置于横向部与陶瓷基片顶部边缘之间，定位部竖直设置且位于第二厚膜电阻层和第一厚膜电阻层之间。

再进一步优选的，第二位至末位的金属线均为弯折形状，部分与倾斜部平行，部分竖直设置，第一厚膜电阻层涂覆于竖直设置的部分。

更进一步优选的，所述第二位至末位的金属线竖直部分伸出第一厚膜电阻层之外，且每隔一固定位次的金属线伸出第一厚膜电阻层之外的长度高于相邻的金属线伸出第一厚膜电阻层之外的长度。

更进一步优选的，所述金属线远离第一厚膜电阻层的端部排列成弧形，且弧度和圆心与第一厚膜电阻层相同。

再更进一步优选的，还包括金属片，金属片呈弧形弯曲且设置于陶瓷基片表面，金属片弧度和圆心与第一厚膜电阻层相同，所述金属片中间设置有分割线，位于分割线两侧的金属片电性不导通。

优选的，所述金属片设置于末位的金属线与陶瓷基片底部边缘之间。

第二方面，本发明提供了一种自动定位调阻方法，其采用本发明第一方面所述的陶瓷电阻片，包括以下步骤，

S1，将陶瓷电阻片水平固定，将激光光束对准陶瓷基片的空白区域并横向移动；

S2，实时测试焊接部与第二位至末位之间的任一金属线之间的阻值，当所述阻值出现明显增加时，停止移动激光光束；

S3，以当前激光光束所在位置为原点计算首位金属线与第二位金属线之间的第一厚膜电阻层上部的位置坐标，并将激光光束移动至首位金属线与第二位金属线之间的第一厚膜电阻层上部的位置。

本发明的陶瓷电阻片及自动定位调阻方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置包括线排本部、定位部和焊接部的首位金属线，以及第二厚膜电阻层，在调阻定位时，激光光束只需对准定位部旁边的空白区域进行烧蚀，当定位部被烧断时，焊接部与线排本部之间的电阻值出现明显增加，即可确定定位部所在位置，进而以定位部所在位置为原点计算得到初始待调阻烧蚀的位置，如此，可实现快速精准定位，无需人工寻找初始待调阻烧蚀的位置，调阻效率大幅度提高；

(2)设置弧形弯曲的第一厚膜电阻层、金属线以及金属片，可在尽量小的空间内容纳尽可能多的功能部件；

(3)金属片作为压力报警板与金属线设置于同一块陶瓷基片上，相对于单独设置一块压力报警板，成本更低，且相比于弹性触片上下两侧设置触点分别与上下两侧的金属线排和压力报警板接触的形式，只需控制弹性触片向一侧压紧即可，接触更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为现有的陶瓷电阻片的正视图；

图2为本发明的陶瓷电阻片的正视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明的陶瓷电阻片，包括陶瓷基片1、若干金属线2、第一厚膜电阻层3、第二厚膜电阻层4和金属片5。

其中，陶瓷基片1，采用现有技术。

金属线2，分别与第一厚膜电阻层3电性连接，弹性触片在并排设置的金属线2之间移动，从而在首位的金属线2和弹性触片之间产生阻值的变化，进而反应压力的变化。具体的，陶瓷基片1上并排设置有若干金属线2，相邻金属线2之间连续涂覆第一厚膜电阻层3。

位于首位的金属线2包括线排本部23、定位部24和焊接部25，线排本部23与其余金属线2并排设置，第二厚膜电阻层4连续涂覆在线排本部23和焊接部25上，线排本部23和焊接部25之间通过定位部24连接。其中，焊接部25提供导电线焊接焊点，并与弹性触片之间形成电回路。在调阻前，线排本部23和焊接部25之间通过定位部24导通，二者之间的电阻近似于0，当激光光束切断定位部24时，线排本部23和焊接部25之间通过第二厚膜电阻层4导通，阻值出现明显增加。检测线排本部23和焊接部25之间电阻出现明显增加时激光光束所在位置，即为定位部24所在位置，由于定位部24所在位置与初始待调阻烧蚀的位置是固定不变的，以定位部24所在位置为原点，即可计算出初始待调阻烧蚀的位置，从而实现自动定位。

现有的陶瓷电阻片，第一厚膜电阻层3一般呈直线横向设置于陶瓷基片1上，如果强行安置下定位部24、焊接部25、第二厚膜电阻层4和金属片5，会需要更大的空间，导致整体尺寸较大，难以满足压力传感器小尺寸的要求。作为进一步的改进，本发明所述第一厚膜电阻层3在陶瓷基片1呈弧形弯曲，位于末位的金属线2对应的第一厚膜电阻层3靠近陶瓷基片1顶部边缘，位于首位的金属线2对应的第一厚膜电阻层3远离陶瓷基片1顶部边缘，所述定位部24和焊接部25设置于首位的金属线2与陶瓷基片1顶部边缘之间，且定位部24和金属线2之间的设置有空白区域10。如此，呈偏心圆弧设置的第一厚膜电阻层3，其左上角和右下角均存在较大空白区域，用于设置定位部24、焊接部25、第二厚膜电阻层4和金属片5，整体空间比较紧凑，无需放大陶瓷基片1的尺寸，节省空间。定位部24和金属线2之间可留出较大的空白区域10，便于激光束粗略定位。在具体调阻过程中，只需将激光束粗略定位在空白区域10，然后横向向左移动烧蚀，即可切断定位部24，实现定位。

与弧形偏心的第一厚膜电阻层3结构相适应的，本发明提供了一种优选布局结构：所述线排本部23包括依次连接的倾斜部231、纵向部232和横向部233，倾斜部231与其余金属线2平行排布，纵向部232竖直设置于陶瓷基片1上，横向部233横向设置于陶瓷基片1上，焊接部25横向设置于横向部233与陶瓷基片1顶部边缘之间，定位部24竖直设置且位于第二厚膜电阻层4和第一厚膜电阻层3之间。

由于首尾的金属线2设置为弯折形状，其与金属线2形状也要做适应性调整，具体的，第二位至末位的金属线2均为弯折形状，部分与倾斜部231平行，部分竖直设置，第一厚膜电阻层3涂覆于竖直设置的部分。

在调阻过程中，有时需要人为去识别金属线2的排序，由于金属线2并排设置了很多根，且非常细，靠人眼数数很容易出错，因此，本发明提供了一种便于识别金属线2的排序设计：所述第二位至末位的金属线2竖直部分伸出第一厚膜电阻层3之外，且每隔一固定位次的金属线2伸出第一厚膜电阻层3之外的长度高于相邻的金属线2伸出第一厚膜电阻层3之外的长度。具体的，如图2所示，从首位的金属线2开始，每隔10根金属线2之后的金属线2伸出第一厚膜电阻层3之外的长度较长，如此，可以快速找到相应排序的金属线2。

与弧形偏心的第一厚膜电阻层3结构相适应的，所述金属线2远离第一厚膜电阻层3的端部排列成弧形，且弧度和圆心与第一厚膜电阻层3相同。

现有的陶瓷电阻片一般都设置有压力报警板，其结构为金属片印刷在PCB板上，具体使用时，将PCB板与陶瓷基片1平行相对设置，弹性触片上下表面分别设置触点，触点分别在陶瓷基片1上的金属线2和PCB板上的金属片之间同步滑动。以上结构存在以下问题：a，单独设置PCB板增加了零部件成本，且占用空间较大；b，弹性触片上下表面的触点必须同时与陶瓷基片1上的金属线2和PCB板上的金属片接触才可实现相应功能，弹性触片必须向两侧张开才可实现接触良好，实际使用中，往往容易发生接触不良的情形。本发明的优选实施方案对此进行了改进，具体的，金属片5呈弧形弯曲且设置于陶瓷基片1表面，金属片5弧度和圆心与第一厚膜电阻层3相同，所述金属片5中间设置有分割线50，位于分割线50两侧的金属片5电性不导通。如此，金属片5作为压力报警板与金属线2设置于同一块陶瓷基片1上，相对于单独设置一块压力报警板，成本更低，且相比于弹性触片上下两侧设置触点分别与上下两侧的金属线2和金属片5接触的形式，只需控制弹性触片向一侧压紧即可，接触更加稳定。本发明进一步提供了一种优选布局方式，如图所示，位于分割线50一侧的金属片5还延伸出了L形的焊接部位，用于与导电线实现电连接，实时检测弹性触片与L形的焊接部位之间的电流值，当压力过低时，弹性触片向左滑动并越过分割线50时，弹性触片与L形的焊接部位之间实现导通，产生电流，即可实现低压报警的功能。具体的，所述金属片5设置于末位的金属线2与陶瓷基片1底部边缘之间。

以下介绍本发明的自动定位调阻方法，其包括以下步骤，

S1，将陶瓷电阻片水平固定，将激光光束对准陶瓷基片1的空白区域10并横向移动。

S2，实时测试焊接部25与第二位至末位之间的任一金属线2之间的阻值，当所述阻值出现明显增加时，停止移动激光光束。此时，激光光束刚好切断定位部24。

S3，以当前激光光束所在位置为原点计算首位金属线2与第二位金属线2之间的第一厚膜电阻层3上部的位置坐标，并将激光光束移动至首位金属线2与第二位金属线2之间的第一厚膜电阻层3上部的位置，进行烧蚀调阻。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种陶瓷电阻片，其包括陶瓷基片(1)、若干金属线(2)和第一厚膜电阻层(3)，陶瓷基片(1)上并排设置有若干金属线(2)，相邻金属线(2)之间连续涂覆第一厚膜电阻层(3)，其特征在于：还包括第二厚膜电阻层(4)，位于首位的金属线(2)包括线排本部(23)、定位部(24)和焊接部(25)，所述线排本部(23)包括倾斜部(231)，倾斜部(231)与其余金属线(2)并排设置，第二厚膜电阻层(4)连续涂覆在线排本部(23)和焊接部(25)上，线排本部(23)和焊接部(25)之间通过定位部(24)连接。

2.如权利要求1所述的陶瓷电阻片，其特征在于：所述第一厚膜电阻层(3)在陶瓷基片(1)呈弧形弯曲，位于末位的金属线(2)对应的第一厚膜电阻层(3)靠近陶瓷基片(1)顶部边缘，位于首位的金属线(2)对应的第一厚膜电阻层(3)远离陶瓷基片(1)顶部边缘，所述定位部(24)和焊接部(25)设置于首位的金属线(2)与陶瓷基片(1)顶部边缘之间，且定位部(24)和金属线(2)之间的设置有空白区域(10)。

3.如权利要求2所述的陶瓷电阻片，其特征在于：所述线排本部(23)包括依次连接的倾斜部(231)、纵向部(232)和横向部(233)，倾斜部(231)与其余金属线(2)平行排布，纵向部(232)竖直设置于陶瓷基片(1)上，横向部(233)横向设置于陶瓷基片(1)上，焊接部(25)横向设置于横向部(233)与陶瓷基片(1)顶部边缘之间，定位部(24)竖直设置且位于第二厚膜电阻层(4)和第一厚膜电阻层(3)之间。

4.如权利要求3所述的陶瓷电阻片，其特征在于：第二位至末位的金属线(2)均为弯折形状，部分与倾斜部(231)平行，部分竖直设置，第一厚膜电阻层(3)涂覆于竖直设置的部分。

5.如权利要求4所述的陶瓷电阻片，其特征在于：所述第二位至末位的金属线(2)竖直部分伸出第一厚膜电阻层(3)之外，且每隔一固定位次的金属线(2)伸出第一厚膜电阻层(3)之外的长度高于相邻的金属线(2)伸出第一厚膜电阻层(3)之外的长度。

6.如权利要求4所述的陶瓷电阻片，其特征在于：所述金属线(2)远离第一厚膜电阻层(3)的端部排列成弧形，且弧度和圆心与第一厚膜电阻层(3)相同。

7.如权利要求6所述的陶瓷电阻片，其特征在于：还包括金属片(5)，金属片(5)呈弧形弯曲且设置于陶瓷基片(1)表面，金属片(5)弧度和圆心与第一厚膜电阻层(3)相同，所述金属片(5)中间设置有分割线(50)，位于分割线(50)两侧的金属片(5)电性不导通。

8.如权利要求7所述的陶瓷电阻片，其特征在于：所述金属片(5)设置于末位的金属线(2)与陶瓷基片(1)底部边缘之间。

9.一种自动定位调阻方法，其采用权利要求1所述的陶瓷电阻片，其特征在于：包括以下步骤，

S1，将陶瓷电阻片水平固定，将激光光束对准陶瓷基片(1)的空白区域并横向移动；

S2，实时测试焊接部(25)与第二位至末位之间的任一金属线(2)之间的阻值，当所述阻值出现明显增加时，停止移动激光光束；

S3，以当前激光光束所在位置为原点计算首位金属线(2)与第二位金属线(2)之间的第一厚膜电阻层(3)上部的位置坐标，并将激光光束移动至首位金属线(2)与第二位金属线(2)之间的第一厚膜电阻层(3)上部的位置。

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