CN113571275B - 一种片式合金箔电阻的制造方法 - Google Patents

一种片式合金箔电阻的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种片式合金箔电阻的制造方法，属于合金箔电阻技术领域，采用匀六甲基二硅胺烷工艺提高了光刻胶的附着力，有效的减少了箔材的侧面刻蚀，采用老化工序提高可靠性，使制造的合金箔片式电阻值精度高、电阻温度系数小、在较宽温度系数范围内，实现温度系数自动补偿，跟踪温度系数极小，噪声小，稳定性高，高频特性好，响应快，分布参数小，可应用在精密测量、数模转换、航空和航海惯导系统、计算机接口电路及一些特殊要求的系统中，适合大范围推广。

Description

一种片式合金箔电阻的制造方法
技术领域
本发明属于合金箔电阻技术领域，具体涉及一种片式合金箔电阻的制造方法。
背景技术
片式合金箔电阻其主体材料箔材是由镍铬合金按照一定的比例精加工轧制的，其厚度小于5μm，相对于金属膜电阻由于其具有固有相对良好完整的晶体结构，所以片式合金箔电阻器具有电阻温度系数小、体积小、电流噪声小、精度高、稳定性好、可靠性高等优点而广泛应用于高精密仪器、军用武器系统和航空航天设备等。但是，现有加工生成过程中存在以下两个缺陷症结，一个是在刻蚀过程中，如果光刻胶附着力不好，部分边缘光刻胶会脱落造成箔材侧刻，不仅给成品精度造成重大影响，而且成品工作通电时箔材上面电流密度分布不均匀，影响产品可靠性。另外一个是产品加工过程中会累计应力或者出现有缺陷的产品，会对产品的稳定性造成很大的影响。本领域技术人员亟待开发出一种片式合金箔电阻的制造方法，以满足现有的市场使用需求和性能要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种片式合金箔电阻的制造方法。
本发明通过以下技术方案实现：
1.基板清洗：将装有需清洗基板的花篮放置在频率为30~40KHz电导率小于5μs/cm的去离子水中超声10～15分钟，然后再放入无水乙醇中超声10～15分钟，超声完毕后，放入95～100℃烘箱20~30分钟烘干；
2.箔材清洗：将箔材放入30～40kHz的无水乙醇中超声10～15分钟，然后再用蘸有丁酮的医用纱布清洗干净；
3.层压：将箔材与含量为96%-99%的三氧化二铝陶瓷基板通过酚醛环氧胶粘剂在130～210℃3h、10～15kg/cm2下粘合在一起；
4.匀胶：用滴管吸取1毫升浓度为20%～40%六甲基二硅胺烷HMDS通过旋转甩涂的方式涂在基片箔材上面，烘干冷却后再在上面匀光刻胶，匀胶转速时间为500~1600rpm/10～20s,胶厚2～7μm，通过六甲基二硅胺烷与光刻胶的化学键合有效的增加了光刻胶的附着力；
5.曝光：将箔材基片放置在分辨率紫外单双面深度曝光汞灯光源下，采用接触式曝光、曝光辐照度为80～190μW/cm2，曝光时间10～19秒；
6.显影：使用浓度为0.3%～1.5%碱性溶液中显影，显影机参数为时间为15～25s,清洗时间为30～50s；
7.刻蚀：将显影后的箔材用浓度为30～65g/ml三氯化铁溶液通过喷淋的方式腐蚀，腐蚀出光刻的电阻图形；
8.溅射电极：使用磁控溅射技术在箔材正背面溅射金电极；
9.光刻电极：通过匀胶曝光显影技术光刻正背面电极，曝光显影工艺同上；
10. 涂覆光刻保护层：在箔材上面涂覆保护层，然后通过光刻技术光刻电极上面的保护层，曝光显影工艺同上；
11.电阻粗调：通过激光调阻技术在调阻区域通过打断线条的方式粗略修正预期电阻精度；
12.电老化：加载4～15倍额定功耗的电压5～10s；
13.热老化：将电阻放入150℃～190℃的烘箱中热老化5～24h；
14.电阻精调：通过激光调阻技术在调阻区域通过打断线条的方式精细修正预期电阻精度；
15.清洗;将精调完毕的电阻用去离子水清洗，然后90～100°烘干；
16.印保护层：在电阻外面涂覆环氧电阻面漆，并且印字标记阻值型号；
17.裂条：将整个基板按照每种电阻尺寸的短边方向裂条；
18.涂端电极：通过磁控溅射技术溅射一层金属合金，将正背面电极连接起来；
19.碎粒：将电阻条通过碎粒机碎成单只电阻；
20.电镀：在电阻电极上面镀镍镀锡，镍层厚度3～4μm，锡层厚度5～7μm。
具体的，在步骤7和步骤9后进行去胶，去胶工艺为使用浓度为10%的碱性溶液溶液去除未曝光的光刻胶，然后用去离子水清洗，90℃烘干。
本发明的有益效果：
本发明增加了第4、12、13工序，第4道工序提高了光刻胶的附着力，有效的减少了箔材的侧刻；第12、13道工序提高了产品可靠性，经电老化和热老化的电阻2000h寿命（70℃，额定电压，1.5h通，0.5h断）阻值变化由原来的0.05%缩小至0.01% ；该产品有利于大范围推广，合金箔粘贴平整、光刻图形质量高、避免贴箱出现气泡、减少光刻针孔、提高电阻器的耐热性和稳定性、能经受工艺中的高温热处理，在不同温度环境下使用性能稳定，运用电阻应变原理设计研制而成的，具有自动补偿电阻温度系数的功能，在较宽的温度范围内保持极小的温度系数，它不仅具有高可靠性和高稳定度，同时还具有金属膜电阻的高频特性，有极高的稳定性和可靠性，质量控制重复性也极好，采用96%-99%高频氧化铝瓷片，保证了良好的电气参数和热稳定性，该电阻的电阻体是用耐温性极好的高强度环氧树脂粘剂将电阻合金箔和氧化铝基片粘结而成，经严格的老化处理，保证产品稳定可靠，调整精度高，机械防护性能好。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明公开的制备方法制备的合金箔片式电阻值精度高、电阻温度系数小、在较宽温度系数范围内实现温度系数自动补偿，跟踪温度系数极小，噪声小，稳定性高，高频特性好，响应快，分布参数小，可以应用在精密测量、数模转换、航空和航海惯导系统、计算机接口电路及一些特殊要求的系统中。
附图说明
图1是该发明制造方法的流程图。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，片式合金箔电阻的制造方法，包括以下步骤：
1.基板清洗：将装有需清洗基板的花篮放置在频率为35KHz电导率小于5μs/cm的去离子水中超声12分钟，然后再放入无水乙醇中超声12分钟，超声完毕后，放入98℃烘箱25分钟烘干；
2.箔材清洗：将箔材放入35kHz的无水乙醇中超声12分钟，然后再用蘸有丁酮的医用纱布清洗干净；
3.层压：将箔材与含量为98%三氧化二铝陶瓷基板通过环氧胶粘剂在180℃3h、12kg/cm2下粘合在一起；
4.匀胶：用滴管吸取1毫升浓度为30%六甲基二硅胺烷HMDS通过旋转甩涂的方式涂在基片箔材上面，烘干冷却后再在上面匀光刻胶，匀胶转速时间为1200rpm/15s,胶厚3μm，通过六甲基二硅胺烷与光刻胶的化学键合有效的增加了光刻胶的附着力；
5.曝光：将箔材基片放置在紫外单双面深度曝光汞灯光源下，采用接触式曝光、曝光辐照度为130μW/cm2，曝光时间14秒；
6.显影：使用浓度为0.8%碱性溶液中显影，显影机参数为1600rpm,时间为20s,清洗时间为40s；
7.刻蚀：将显影后的箔材用浓度为45g/ml三氯化铁溶液通过喷淋的方式腐蚀，腐蚀出光刻的电阻图形；
使用浓度为10%的碱性溶液溶液去除未曝光的光刻胶，然后用去离子水清洗，90℃烘干；
8.溅射电极：使用磁控溅射技术在箔材正背面溅射0.45μm厚度的金电极；
9.光刻电极：通过匀胶曝光显影技术光刻正背面电极，曝光显影工艺同上；
使用浓度为10%的碱性溶液溶液去除未曝光的光刻胶，然后用去离子水清洗，90℃烘干；
10. 涂覆光刻保护层：在箔材上面涂覆胶作为保护层，然后通过光刻技术光刻电极上面的胶保护层；曝光显影工艺同上；
11.电阻粗调：通过激光调阻技术在调阻区域通过打断线条的方式粗略修正预期电阻精度；
12.电老化：加载7倍额定功耗的电压5s；
13.热老化：将电阻放入170℃的烘箱中热老化8h；
14.电阻精调：通过激光调阻技术在调阻区域通过打断线条的方式精细修正预期电阻精度；
15.清洗;将精调完毕的电阻用去离子水清洗，然后95°烘干；
16.印保护层：在电阻外面涂覆环氧电阻面漆，并且印字标记阻值型号；
17.裂条：将整个基板按照每种电阻尺寸的短边方向裂条；
18.涂端电极：通过磁控溅射技术溅射一层金属合金，将正背面电极连接起来；
19.碎粒：将电阻条通过碎粒机碎成单只电阻；
20.电镀：在电阻电极上面镀镍镀锡，镍层厚度4μm，锡层厚度7μm。

Claims (7)

1.一种片式合金箔电阻的制造方法，包括洁净箔材与三氧化二铝洁净陶瓷基板通过酚醛环氧胶粘剂下粘合，形成箔材基片后，其特征在于，包括以下步骤：一、匀胶：用六甲基二硅胺烷通过旋转甩涂的方式涂在基片箔材上面，然后再在其之上匀光刻胶；二、曝光：将匀胶箔材基片接触式曝光；三、显影：碱性溶液显影；四、刻蚀：将显影后的箔材腐蚀出光刻的电阻图形；五、溅射电极：用磁控溅射方法在箔材正背面依次溅射金电极；六、光刻电极：重复步骤二与步骤三的曝光显影工艺，通过匀胶曝光显影光刻正背面电极；
七.涂覆光刻保护层：在箔材上面涂覆保护层，然后通过光刻技术光刻电极上面的保护层，曝光显影工艺同上；八.电阻粗调：通过激光调阻在调阻区域通过打断线条的方式粗略修正预期电阻精度；九、电老化：加载4～15倍额定功耗的电压5～10s；十.热老化：将电阻放入150℃~190℃的烘箱中热老化5～24h；十一、电阻精调：通过激光调阻技术在调阻区域通过打断线条的方式精细修正预期电阻精度。
2.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述制造方法还依次包括将精调完毕的电阻用去离子水清洗，然后烘干；印保护层：在电阻外面涂覆环氧电阻面漆，并且印字标记阻值型号；裂条：将整个基板按照每种电阻尺寸的短边方向裂条；涂端电极：通过磁控溅射技术溅射一层的金属合金，将正背面电极连接起来；碎粒：将电阻条通过碎粒机碎成单只电阻；电镀：在电阻电极上面镀镍镀锡，镍层厚度3～4μm，锡层厚度5～7μm。
3.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述步骤二接触式曝光为将箔材基片放置在紫外单双面深度曝光汞灯光源下，采用接触式曝光、曝光辐照度为80～190μW/cm2，曝光时间10~19秒。
4.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述步骤三使用浓度为0.3%～1.5%碱性溶液中显影，显影机参数为时间为15～25s，清洗时间为30~50s。
5.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述步骤四将显影后的箔材用浓度30~65g/ml三氯化铁溶液通过喷淋的方式腐蚀，腐蚀出光刻的电阻图形。
6.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述步骤一匀胶工艺具体为用滴管吸取1毫升浓度为20%～40%六甲基二硅胺烷HMDS通过旋转甩涂的方式涂在基片箔材上面，烘干冷却后再在上面匀光刻胶，匀胶转速时间为500~1600rpm/10～20s,胶厚2～7μm。
7.根据权利要求1所述的一种片式合金箔电阻的制造方法，其特征在于，所述步骤四、步骤六后进行去胶，去胶工艺为使用浓度为10%的碱性溶液溶液去除未曝光的光刻胶，然后用去离子水清洗，90℃烘干。
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