CN112338322A - 一种新型电极制备装置及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型电极制备装置，包括上下相对的加压装置和用于向电极通电的加电装置；所述加压装置包括上下相对的第一加压装置和第二加压装置，第一加压装置和第二加压装置用于原料熔融接合制备电极，所述第一加压装置和第二加压装置通电后，所述电极和所述电阻合金均与所述金属扩散熔接机的电压转换装置导通。该装置或方法采用微小电弧焊工艺，使铜片与电阻合金接面完全接合，可用于制备不同材质、形状及尺寸电阻合金的电极，且厚薄不限可应用于各种规格及精度的电阻器。

Description

一种新型电极制备装置及制备方法

技术领域

本发明涉及一种电极制备装置及制备方法，属于电子技术领域。

背景技术

面对终端应用设备尺寸日益小型化的发展趋势，体积小、重量轻、精度高、可靠性高的微型化电阻器产品不断被需求，但是微型化电阻器体积小，精度高，利用传统的成型工艺复杂、工序多，需人工作业自动化程度低导致良率偏低从而整体成本上升不易制作、生产效率低。另外最为关键的原因就是制作电极工序采用电镀，产品体积小工艺复杂对制程能力要求高易精度不达标良率低，且所需原材料多、增加污水处理环节对环境不友好，不能实现工艺自动化生产，而对于超过一定厚度的电极为确保良率需控制速度沉积慢及需多次电镀成型导致产能不达标，无法满足客户应用端对高精度电阻器产品的需求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种新型电极制备装置及制备方法，该装置或方法采用微小电弧焊工艺，使铜片与电阻合金接面完全接合，可用于制备不同形状及尺寸电阻合金的电极，且厚薄不限。

本发明所采取的技术方案为：一种新型电极制备装置，包括上下相对的加压装置和用于向电极通电的加电装置；

所述加压装置包括上下相对的第一加压装置和第二加压装置，第一加压装置和第二加压装置用于压合制备电极的原料，制备电极的原料包括至少一铜片和至少一电阻合金，所述铜片和所述电阻合金置于所述第一加压装置和第二加压装置之间，所述加电装置包括金属扩散熔接机的电压转换装置，所述金属扩散熔接机的电压转换装置的输入端连接电源，所述金属扩散熔接机的电压转换装置的输出端连接加压装置，所述金属扩散熔接机的电压转换装置的输出端包括正极和负极，所述正极连接所述第一加压装置，所述负极连接所述第二加压装置，所述第一加压装置与所述铜片或电阻合金贴合，所述第二加压装置与所述铜片或电阻合金贴合，所述铜片与所述电阻合金贴合；

所述第一加压装置和第二加压装置通电后，所述电极和所述电阻合金均与所述金属扩散熔接机的电压转换装置导通。

进一步的，所述原料包括一铜片和一电阻合金，所述铜片与第一加压装置贴合，所述电阻合金与第二加压装置贴合。

进一步的，所述原料包括两铜片和一电阻合金，两铜片分置于电阻合金上下两侧，且均与所述电阻合金贴合连接，两铜片包括第一铜片和第二铜片，所述第一铜片与所述第一加压装置连接，所述第二铜片与所述第二加压装置连接。

进一步的，所述第一加压装置和第二加压装置间距可调，当制备电极的原料置于第一加压装置和第二加压装置后，第一加压装置和第二加压装置间距缩小至压合铜片和电阻合金。

进一步的，在所述第一加压装置和第二加压装置相对的一侧均设置有用于加压通电铜片和电阻合金的定位凸台，铜片和电阻合金通过定位凸台加压通电，因而置于定位凸台处的铜片和电阻合金接面能够实现熔融接合。

进一步的，所述第一加压装置置于第二加压装置的上方，在所述第二加压装置上设置有定位区域，所述原料置于定位区域后加压通电。

本发明还涉及一种电极制备方法，包括以下步骤：

选择设定尺寸及厚度的电阻合金带材；

将设定厚度的铜材通过机械切割的方式得到电极所需的铜片；

通过机器手臂将铜片放置于第一加压装置和第二加压装置之间；

第一加压装置和第二加压装置对铜片和电阻合金加压并通电，使铜片与电阻合金一侧接面因电弧而熔融接合；

以机器手臂将一次焊接的铜片与电阻合金另一侧准确放置于定位区域；

再对上下端装置施以加压并通电，使一次焊接的铜片与电阻合金另一侧接面因电弧而熔融完全接合；

将焊接后的电阻合金置入适当的退火炉退火降温，得到所需电极。

进一步的，焊接作业时的功率为100~1500 kw。

进一步的，电阻合金厚度为0.1~5mm，铜片的厚度0.1~5mm。

进一步的，上下端装置焊接的加压通电时间为10~90毫秒。

本发明所产生的有益效果包括：1.该装置可实现微小电弧焊工艺，使铜片与电阻合金接面完全接合，且工艺简单，机器手臂操作可实现工艺自动化量产，提高电阻器的精度和良率，有效降低成本。

2.相对于传统的电镀工艺，使用该装置制作电极为物理加工，所需原材料少，简单易操作、节能环保，制备电极的电阻器产品具备良好的柔韧性，耐冲击，产品不易失效。

3.该方法制备的电极无气泡、间隙、变形等焊接不良问题，导电性能优异有效解决高精度微型电阻器的电极制作难题。

4.该装置或方法可制备不同材质、形状及尺寸电阻合金的电极，且厚薄不限尤其可制备目前电镀工艺局限的300um以上厚度，以及制备可分布在电阻器的一面或者是两面的高精度高功率电阻器电极，效率高，一次成型，良率高，应用范围广。

附图说明

图1 实施例2对应的本发明中制备装置的结构示意图；

图2 实施例3对应的本发明中制备装置的结构示意图；

图中1、第一加压装置，2、第二加压装置，3、铜片，4、电阻合金，5、电源，6、金属扩散熔接机的电压转换装置，7、第一定位凸台，8、第二定位凸台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的解释说明，但应当理解为本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。

实施例1

如图1和2，本发明中的一种新型电极制备装置，包括上下相对的加压装置和用于向电极通电的加电装置；加压装置用于压合制备电极的原料并向制备电极的原料通电，所述原料包括至少一铜片3和至少一电阻合金4，所述加压装置包括上下相对的第一加压装置1和第二加压装置2，所述铜片3和所述电阻合金4置于所述第一加压装置1和第二加压装置2之间，所述加电装置包括金属扩散熔接机的电压转换装置6，所述金属扩散熔接机的电压转换装置6的输入端连接电源5，所述金属扩散熔接机的电压转换装置6的输出端连接加压装置，所述金属扩散熔接机的电压转换装置6的输出端包括正极和负极，所述正极连接所述第一加压装置1，所述负极连接所述第二加压装置2，所述第一加压装置1与所述铜片3或电阻合金4贴合，所述第二加压装置2与所述铜片3或电阻合金4贴合，所述铜片3与所述电阻合金4贴合；所述第一加压装置1和第二加压装置2通电后，所述电极和所述电阻合金4均与所述金属扩散熔接机的电压转换装置6导通。在一些实施例中，所述第一加压装置1和第二加压装置2间距可调，当制备电极的原料置于第一加压装置1和第二加压装置2后，第一加压装置1和第二加压装置2间距缩小至压合铜片3和电阻合金4。图中箭头为加压方向。

在一些实施例中，所述原料包括一铜片3和一电阻合金4，所述铜片3与第一加压装置1贴合，所述电阻合金4与第二加压装置2贴合。

在一些实施例中，所述原料包括两铜片3和一电阻合金4，两铜片3分置于电阻合金4上下两侧，且均与所述电阻合金4贴合连接，两铜片3包括第一铜片3和第二铜片3，所述第一铜片3与所述第一加压装置1连接，所述第二铜片3与所述第二加压装置2连接。

在一些实施例中，所述第一加压装置1置于第二加压装置2的上方，在所述第二加压装置2上设置有定位区域，所述原料置于定位区域后加压通电。

在一些实施例中，在第一加压装置朝向第二加压装置的一侧设置有第一定位凸台，在第二加压装置上设置有与之对应的第二定位凸台，第一定位凸台和第二定位凸台相对，两定位凸台压合置于加压装置上的铜片和电阻合金，定位凸台处即用于加压通电的定位区，铜片和电阻合金通过定位凸台加压通电，因而置于定位凸台处的铜片和电阻合金能够实现熔融接合。若需要熔融结合的面积大，需多次加压通电实现，通过多次移动需要熔融结合区使之置于定位区来实现多处的熔融结合。

利用上述装置制备电极的方法为：

实施例2

如图1，本发明所提供的一种电极制作方式按如下步骤实现：

(1)、选择所需尺寸及厚度的可收卷电阻合金4带材，通过导轨传送至第一加压装置的正下方，在本发明的实施例中，所述的合金带材采用铜锰合金，也可以采用镍锰等其他合金带材。

(2)、将所述的铜材定位于切割机的作业区域机械冲压后得到所需电极的尺寸之铜片3；

(3)、其次通过机器手臂将所述铜片3准确放置于第一加压装置1的正下方单颗电阻合金的正上方，对位精准，可取代人工作业，自动化量产，提升良率和焊接效率；

(4)、再对第一加压装置1和第二加压装置2施以加压后通电，使铜片3与电阻合金左上侧4产生电位差放电形成瞬时电弧使接面熔融接合，实现精密焊接；

(5)、以机器手臂将经一次焊接铜片3电阻合金4的右上侧准确放置于定位区域；

(6)、再对上下端装置施以加压并通电，使经一次焊接铜片3的电阻合金4右上侧接面进行通电产生微电弧瞬间焊接，实现无缝隙接合，提高产品的焊接精度及良率；

(7)、将焊接后的电阻合金4置入适当的退火炉退火降温，得到所需电极。

以上为单面电极的制作方式，本发明还可以制备双面电极，得到高精度高功率电阻器。

实施例3：如图2，本发明所提供的一种双面电极制作方式按如下步骤实现：

(1)、选择所需尺寸及厚度的可收卷电阻合金4带材，通过导轨传送至第一加压装置1的正下方；

(2)、将适当厚度的铜材放置于切割机的定位区域机械冲压后得到所需电极尺寸的铜片3；

(3)、其次通过机器手臂将所述铜片3准确放置于第一加压装置1的正下方，单颗电阻合金的正上方；

(4)、再对第一加压装置1和第二加压装置2施以加压后通电，使铜片3与电阻合金4左上侧逐渐靠近时，接面处形成电位差放电瞬时电流通过，产生微电弧局部高热能使接面熔融接合，实现精密焊接，电力参数范围：100~1500 kw；

(5)、以机器手臂将经一次焊接正面电极后的电阻合金4右上侧准确放置于定位区域；

(6)、再对上下端装置施以加压并通电，使经一次焊接正面电极后的电阻合金4右上侧进行通电产生微电弧瞬间焊接；

(7)、将焊接后的电阻合金4置入适当的退火炉退火降温，得到所需正面电极；

(8)、机器手臂将所述焊接正面电极后的电阻合金4准确放置于上端加压装置的正下方后再将其背面翻转到180度，正面电极在下，未焊接电极的电阻合金一面朝上，使得未焊接电极的电阻合金一面朝上置于定位区域；

(9)、通过第一加压装置1和第二加压装置2施以加压后通电，使背面电极与电阻合金4左上侧之间产生瞬时微电弧使接面熔融接合，实现精密焊接；

(10)、以机器手臂将经一次焊接背面电极的电阻合金4右上侧准确放置于定位区域；

(11)、再对上下端装置施以加压并通电，使经一次焊接的背面电极与电阻合金4右上侧接面进行通电产生微电弧瞬间焊接，实现无缝隙接合；

(12)、将焊接后的电阻合金4置入适当的退火炉退火降温，得到所需双面电极。

在本发明的实施例2中，通过该方式可制作不同规格、材质的双面电极，得到散热性能优异的高精度高功率电阻器，可满足客户应用端的多样性需求。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型电极制备装置，其特征在于：包括

上下相对的加压装置和用于向电极通电的加电装置；

所述加压装置包括上下相对的第一加压装置和第二加压装置，第一加压装置和第二加压装置用于压合制备电极的原料，制备电极的原料包括铜片和电阻合金，所述铜片和所述电阻合金置于所述第一加压装置和第二加压装置之间，所述加电装置包括电压转换装置,所述电压转换装置的输入端连接电源，所述电压转换装置的输出端连接加压装置，所述电压转换装置的输出端包括正极和负极，所述正极连接所述第一加压装置，所述负极连接所述第二加压装置，所述第一加压装置与所述铜片或电阻合金贴合，所述第二加压装置与所述电阻合金或铜片贴合，所述铜片与所述电阻合金贴合；

所述第一加压装置和第二加压装置加压通电后，所述电极和所述电阻合金均与所述电压转换装置导通。

2.根据权利要求1所述的新型电极制备装置，其特征在于：所述原料包括一铜片和一电阻合金，所述铜片与第一加压装置贴合，所述电阻合金与第二加压装置贴合。

3.根据权利要求1所述的新型电极制备装置，其特征在于：所述原料包括两铜片和一电阻合金，两铜片分置于电阻合金上下两侧，且均与所述电阻合金贴合连接，两铜片包括第一铜片和第二铜片，所述第一铜片与所述第一加压装置连接，所述第二铜片与所述第二加压装置连接。

4.根据权利要求1所述的新型电极制备装置，其特征在于：所述第一加压装置和第二加压装置间距可调，当制备电极的原料置于第一加压装置和第二加压装置后，第一加压装置和第二加压装置间距缩小至压合铜片和电阻合金。

5.根据权利要求1所述的新型电极制备装置，其特征在于：所述第一加压装置置于第二加压装置的上方，在所述第二加压装置上设置有定位区域，所述原料置于定位区域后加压通电。

6.根据权利要求1所述的新型电极制备装置，其特征在于：在所述第一加压装置和第二加压装置相对的一侧均设置有用于加压通电铜片和电阻合金的定位凸台，与所述定位凸台接触的铜片和电阻合金加压通电。

7.一种电极制备方法，其特征在于：包括以下步骤

选择设定尺寸及厚度的电阻合金带材；

将设定厚度的铜材通过机械切割的方式得到电极所需的铜片；

通过机器手臂将铜片放置于第一加压装置和第二加压装置之间；

第一加压装置和第二加压装置对铜片和电阻合金加压并通电，使铜片与电阻合金接面一侧因电弧而熔融接合；

以机器手臂将一次焊接的铜片与电阻合金另一侧准确放置于定位区域；

再对上下端装置施以加压并通电，使一次焊接的铜片与电阻合金另一侧接面因电弧而熔融完全接合；

将焊接后的电阻合金置入适当的退火炉退火降温，得到所需电极。

8.根据权利要求6所述的电极制备方法，其特征在于：焊接作业时的电力参数为功率100~1500 kw，加压通电时间为10~90毫秒。

9.根据权利要求6所述的电极制备方法，其特征在于：电阻合金的厚度0.1~5mm，铜片的厚度0.1~5mm。

10.根据权利要求6所述的电极制备方法，其特征在于：所述电阻合金为铜锰合金。

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