CN113690003A - 一种厚膜片式电阻器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厚膜片式电阻器及其制造方法，其中厚膜片式电阻器包括：氧化铝基片；正面小电极，设置在氧化铝基片的第一表面的两侧；背面电极，设置在氧化铝基片的第二表面的两侧；电阻体层，设置在氧化铝基片的第一表面上；一次保护层，设置在电阻体层上；正面大电极，设置在正面小电极上，且覆盖正面小电极；二次保护层，设置在一次保护层上；端电极层，设置在正面大电极和背面电极上；电镀镍层，设置在端电极层上；电镀锡层，设置在电镀镍层上。本发明通过引入正面大电极，对电阻表面进行包覆，避免点、线缺陷出现，阻止电阻体层与正面电极交界处银电极层出现硫化，提高厚膜片式电阻器的可靠性，可广泛应用于电子材料与元器件领域。

Description

一种厚膜片式电阻器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电子材料与元器件领域，尤其涉及一种厚膜片式电阻器及其制造方法。

背景技术

随着电子信息产业的迅猛发展，各种电子产品得到大量使用。然而，工业的发展在改善人们日常生活的同时，也带来了环境污染，污染源浓度的不断提升危害着电子产品安全，不同程度地降低了电子产品的可靠性。

电阻器作为三大无源元件之一，在电子产品中不可或缺。厚膜片式电阻器是电阻器家族中用量最大的一员，现有制造工艺以精密丝网印刷为主，通过在氧化铝基片正反面印制电极，再先后印制电阻体和保护层，最后溅射或涂覆端电极、电镀镍层和锡层而成。由于印刷精度的限制及重复定位产生的偏差，保护层与电极交界处不可避免地会存在缝隙及点、线缺陷，使得环境中含硫污染物，特别是空气中含硫气体由通道渗入并与电极中的银发生化学反应生成硫化银。由于硫化银是一种低电导率化合物，因此将导致厚膜片式电阻器阻值增大甚至开路失效。为提高厚膜片式电阻器的抗硫化能力，目前的改进方案主要有三种：一是用高钯电极浆料或金浆料替代银浆料印制电极，钯和金稳定性很好，不受硫化气体影响，但成本大幅度提高；二是在厚膜片式电阻器结构上增大电阻体层与正面电极包覆面积的同时，增加一层保护层，这一方案对于0603封装尺寸及以上尺寸规格有效，但对更小尺寸规格因丝网印刷工艺精度限制仍存在失效问题；三是溅射镍-铬阻隔层，将银电极四周及银电极与二次保护层搭接处全部保护起来，阻隔含硫气体的侵蚀，该方案效果好，但不同工艺混合提高了制造难度，也增加了成本。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种厚膜片式电阻器及其制造方法，通过改进抗硫化厚膜片式电阻器结构，避免正面电极与电阻体层或二次保护层交界处出现缺陷，提高抗硫化能力。

本发明所采用的技术方案是：

一种厚膜片式电阻器，包括：

氧化铝基片；

正面小电极，设置在所述氧化铝基片的第一表面的两侧；

背面电极，设置在所述氧化铝基片的第二表面的两侧；

电阻体层，设置在所述氧化铝基片的第一表面上，且部分所述电阻体层压接在所述正面小电极上；

一次保护层，设置在所述电阻体层上；

正面大电极，设置在所述正面小电极上，且覆盖所述正面小电极，以及部分覆盖所述电阻体；

二次保护层，设置在所述一次保护层上，且覆盖所述一次保护层；

端电极层，设置在所述正面大电极和所述背面电极上；

电镀镍层，设置在所述端电极层上；

电镀锡层，设置在所述电镀镍层上。

进一步地，所述正面小电极、所述背面电极、所述电阻体层、所述一次保护层、所述正面大电极和所述二次保护层均采用丝网印刷工艺获得。

进一步地，所述正面大电极采用高银固含量低温银浆丝网印制获得，且烧结温度为450～550℃，烧成后厚度为5～10μm。

进一步地，所述高银固含量低温银浆由60～80份球形银粉、3～6份无铅玻璃粉、10～20份有机溶剂、1～5份纤维素和0.1～3份添加剂组成；且通过研磨混合均匀制成，触变指数大于2.0。

进一步地，所述球形银粉由D50为300～1μm细银粉和D50为2～5μm粗银粉组成，细银粉和粗银粉重量比为1～2:1；

所述无铅玻璃粉为低熔点非析晶玻璃粉，熔点为600～700℃。

进一步地，所述一次保护层采用低温玻璃浆料丝网印制获得；

所述二次保护层采用环氧树脂胶丝网印制获得。

进一步地，所述一次保护层的长度小于所述电阻体层的长度，且所述一次保护层的宽度方向大于所述电阻体层宽度，且两侧等宽度与所述氧化铝基片结合。

进一步地，所述正面大电极完全覆盖所述正面小电极，且部分覆盖所述正面小电极和部分所述电阻体层。

进一步地，所述二次保护层完全覆盖所述一次保护层，且部分覆盖正面大电极。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种厚膜片式电阻器的制造方法，包括以下步骤：

在氧化铝基片两面的两侧印制一对正面小电极和一对背面电极；

在所述正面小电极面上印制电阻体层，所述电阻体层中间部分与所述氧化铝基片结合，所述电阻体层的两端部分覆盖于所述正面小电极之上；

在所述电阻体层上印制一次保护层；

在所述正面小电极上印制正面大电极，且所述正面大电极覆盖所述正面小电极；

在所述一次保护层上印制二次保护层，且所述二次保护层覆盖所述一次保护层；

在所述正面大电极和所述背面电极上设置端电极层；

在所述端电极层上设置电镀镍层，在所述电镀镍层上设置电镀锡层。

本发明的有益效果是：本发明通过引入正面大电极，对电阻表面进行包覆，避免点、线缺陷出现，阻止电阻体层与正面电极交界处银电极层出现硫化，提高厚膜片式电阻器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1为本发明实施例中一种厚膜片式电阻器的制造流程示意图；

图2为本发明实施例中正面小电极与电阻体层之间相互关系示意图；

图3为本发明实施例中一次保护层与正面小电极和电阻体层间之间相互关系示意图；

图4为本发明实施例中正面大电极与一次保护层之间相互关系示意图；

图5为本发明实施例中二次保护层与正面大电极之间相互关系示意图；

图6为本发明实施例中一种厚膜片式电阻器的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1和图6所示，本实施例提供一种厚膜片式电阻器，包括：氧化铝基片1、正面小电极2、背面电极3、电阻体层4、一次保护层5、正面大电极6、二次保护层7、端电极层8、电镀镍层9和电镀锡层10。其中，本实施例的正面大电极6采用球形银粉和低熔点非析晶玻璃粉的高银固含量低温银浆精密丝网印制，结构上完全覆盖正面小电极2并部分覆盖电阻体层4以及在合适厚度形成致密、平滑正面电极层。

首先在氧化铝基片1正反两面分别精密丝网印制一对正面小电极2和背面电极3；所述正面小电极2和背面电极3使用高银固含量中温银浆精密丝网印制；所述中温银浆的银含量60～80wt％，烧结温度为800～850℃；所述正面小电极2比背面电极3窄20～50μm。

如图2所示，在上述印制有正面小电极2面精密丝网印制电阻体层4；所述电阻体层4采用钌浆精密丝网印制；所述钌浆烧结温度为820～850℃；所述电阻体层4大部分印制在氧化铝基片1上，小部分压接在正面小电极2之上，压接宽度A为正面小电极2长度L的10～30％；所述电阻体层4两侧均比正面小电极2宽δ＝10～20μm。

如图3所示，在上述印制有电阻体层4面精密丝网印制一次保护层5；所述一次保护层5采用玻璃浆料精密丝网印制；所述一次保护层5烧结温度为550～600℃；所述一次保护层5大部分压接电阻体层4，小部分印制在氧化铝基片1上；所述一次保护层5部分覆盖正面小电极2图形，覆盖宽度B＝20～50μm；所述一次保护层5两侧均比电阻体层4宽C＝10～20μm。

如图4所示，在上述印制有一次保护层5面精密丝网印制正面大电极6；所述正面大电极6采用高银固含量低温银浆精密丝网印制；所述正面大电极6烧结温度为450～550℃；所述正面大电极6大部分压接正面小电极2，小部分印制在氧化铝基片1和一次保护层5上；所述正面大电极6部分压接一次保护层5宽度D＝10～20μm；所述正面大电极6两侧均比一次保护层5宽E＝10～20μm；所述高银固含量低温银浆由60～80份球形银粉、3～6份无铅玻璃粉、10～20份有机溶剂、1～5份纤维素和0.1～3份添加剂组成，通过研磨混合均匀制成；所述球形银粉包括D50为300～1μm细银粉和D50为2～5μm粗银粉；所述细银粉和粗银粉重量比为1～2:1；所述无铅玻璃粉优选的为低熔点非析晶玻璃粉，熔点为600～700℃；所述有机溶剂为丁基卡必醇、松油醇或丁基卡必醇醋酸酯；所述纤维素为乙基纤维素；所述添加剂包括防沉剂和表面活性剂，防沉剂为蓖麻油衍生物，优选的为改性氢化蓖麻油，表面活性剂为卵磷脂和N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种；所述高银固含量低温银浆的触变指数大于2.0，烧成厚度达到5～10μm。

如图5所示，在上述印刷有正面大电极6面精密丝网印制二次保护层7；所述二次保护层7采用环氧树脂胶；所述二次保护层7完全覆盖一次保护层5，部分压接在正面大电极6和氧化铝基片1；所述二次保护层7压接正面大面积6的宽度F＝30～50μm；所述二次保护层7两侧宽度大于正面小电极G＝10～20μm。

如图1所示，在上述二次保护层7制备后，采用溅射工艺在积层结构的两侧沉积端电极层8，随后采用电镀工艺在所述端电极层8上先后沉积电镀镍层9和电镀锡层10。

综上所述，本实施例相对于现有技术，具有如下有益效果：

(1)通过引入正面大电极，该正面大电极完全覆盖正面小电极并部分覆盖所述电阻体层，且该正面大电极由高银固含量低温烧结银浆印制，表面平滑致密，弥补原来工艺上，正面电极和电阻体层交界面上客观存在的缺陷，从而达到防硫化的效果，提高厚膜片式电阻器的可靠性。

(2)本实施例的厚膜片式电阻器具有工艺简单、可操作性强、便于规模化生产等特点。

本实施例还提供一种厚膜片式电阻器的制造方法，包括以下步骤：

S1、在氧化铝基片两面分别印制一对正面小电极和一对背面电极；

S2、在所述正面小电极面印制电阻体层，所述电阻体层中间部分与所述氧化铝基片结合，两端分别部分覆盖于所述正面小电极之上；

S3、在所述电阻体层之上印制一次保护层，所述一次保护层长度小于所述电阻体层长度，宽度方向大于所述电阻体层宽度，两侧等宽度与所述氧化铝基片结合；

S4、在所述正面小电极之上印制正面大电极，所述正面大电极完全覆盖裸露出的所述正面小电极和电阻体层，部分覆盖所述一次保护层；

S5、在所述一次保护层之上印制二次保护层，所述二次保护层完全覆盖裸露出的所述一次保护层，部分覆盖正面大电极；

S6、在二次保护层之上印制标志层；该标志层用于标识电阻器的阻值，印刷在最上层；

S7、在步骤S6所述积层结构长度方向的两个端头采用真空溅射方式连接所述正面大电极和所述背面电极，形成一对端电极；

S8、对步骤S7所述端电极之上电镀镍层和电镀锡层，所述电镀锡层完全包覆所述电镀镍层。

在一些可选的实施方式中，步骤S2所述一次保护层采用高银固含量中温银浆精密丝网印制。

印刷正面大电极所用的高银固含量低温银浆通过以下方式制造：

高银固含量低温银浆由60～80份球形银粉、3～6份无铅玻璃粉、10～20份有机溶剂、1～5份纤维素和0.1～3份添加剂组成，通过研磨混合均匀制成；所述球形银粉包括D50为300～1μm细银粉和D50为2～5μm粗银粉；所述细银粉和粗银粉重量比为1～2:1；所述无铅玻璃粉优选的为低熔点非析晶玻璃粉，熔点为600～700℃；所述有机溶剂为丁基卡必醇、松油醇或丁基卡必醇醋酸酯；所述纤维素为乙基纤维素；所述添加剂包括防沉剂和表面活性剂，防沉剂为蓖麻油衍生物，优选的为改性氢化蓖麻油，表面活性剂为卵磷脂和N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种；所述高银固含量低温银浆的触变指数大于2.0，烧成厚度达到5～10μm。

具体地，所述正面大电极6烧结温度为450～550℃；所述正面大电极6大部分压接正面小电极2，小部分印制在氧化铝基片1和一次保护层5上；所述正面大电极6部分压接一次保护层5宽度D＝10～20μm；所述正面大电极6两侧均比一次保护层5宽E＝10～20μm。

在一些可选的实施方式中，步骤S3所述一次保护层采用玻璃浆料精密丝网印制。

在一些可选的实施方式中，步骤S4所述正面大电极采用高银固含量低温银浆精密丝网印制。

在一些可选的实施方式中，步骤S5所述二次保护层采用环氧树脂精密丝网印制。

在一些可选的实施方式中，步骤S6所述标志层对于小尺寸厚膜片式电阻器可以不印制。

本实施例的一种厚膜片式电阻器的制造方法与上述的一种厚膜片式电阻器具有对应的关系，因此具备相应的功能及有益效果。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种厚膜片式电阻器，其特征在于，包括：

氧化铝基片；

正面小电极，设置在所述氧化铝基片的第一表面的两侧；

背面电极，设置在所述氧化铝基片的第二表面的两侧；

电阻体层，设置在所述氧化铝基片的第一表面上，且部分所述电阻体层压接在所述正面小电极上；

一次保护层，设置在所述电阻体层上；

正面大电极，设置在所述正面小电极上，且覆盖所述正面小电极；

二次保护层，设置在所述一次保护层上，且覆盖所述一次保护层；

端电极层，设置在所述正面大电极和所述背面电极上；

电镀镍层，设置在所述端电极层上；

电镀锡层，设置在所述电镀镍层上。

2.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述正面小电极、所述背面电极、所述电阻体层、所述一次保护层、所述正面大电极和所述二次保护层均采用丝网印刷工艺获得。

3.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述正面大电极采用高银固含量低温银浆丝网印制获得，且烧结温度为450～550℃，烧成后厚度为5～10μm。

4.根据权利要求3所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述高银固含量低温银浆由60～80份球形银粉、3～6份无铅玻璃粉、10～20份有机溶剂、1～5份纤维素和0.1～3份添加剂组成。

5.根据权利要求4所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述球形银粉由D50为300～1μm细银粉和D50为2～5μm粗银粉组成，细银粉和粗银粉重量比为1～2:1；

所述无铅玻璃粉为低熔点非析晶玻璃粉，熔点为600～700℃。

6.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述一次保护层采用低温玻璃浆料丝网印制获得；

所述二次保护层采用环氧树脂胶丝网印制获得。

7.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述一次保护层的长度小于所述电阻体层的长度，且所述一次保护层的宽度方向大于所述电阻体层宽度，且两侧等宽度与所述氧化铝基片结合。

8.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述正面大电极完全覆盖所述正面小电极，且部分覆盖所述正面小电极和部分所述电阻体层。

9.根据权利要求1所述的一种厚膜片式电阻器，其特征在于，所述二次保护层完全覆盖所述一次保护层，且部分覆盖正面大电极。

10.一种厚膜片式电阻器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在氧化铝基片两面的两侧印制一对正面小电极和一对背面电极；

在所述正面小电极面上印制电阻体层，所述电阻体层中间部分与所述氧化铝基片结合，所述电阻体层的两端部分覆盖于所述正面小电极之上；

在所述电阻体层上印制一次保护层；

在所述正面小电极上印制正面大电极，且所述正面大电极覆盖所述正面小电极；

在所述一次保护层上印制二次保护层，且所述二次保护层覆盖所述一次保护层；

在所述正面大电极和所述背面电极上设置端电极层；

在所述端电极层上设置电镀镍层，在所述电镀镍层上设置电镀锡层。

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