CN116140942A - 一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，包括：将镍铂丝裁切成固定长度；对固定长度的镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理；将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将铂浆点在镍铂丝与电阻芯片的接触端；采用紫外光对铂浆进行固化；转移至烧结炉中进行烧结；点浆焊接可以完全避免电路击穿，提高了产品良率，也避免因为焊点垫高造成的成本损失，使用等离子体发生器进行表面活化处理，清除表面杂质使得铂浆在焊盘和镍铂丝表面有更好的流动性，可以得到更薄的铂浆使得最终可以获得300μm高度的焊点；同时也提高焊盘‑镍铂丝‑铂浆之间的粘合度，有效提高焊接的紧固程度和导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及镍铂丝焊线技术领域，尤其涉及一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法。
背景技术
现有技术使用热电点焊或者激光的方式将镍铂丝和芯片铂电路焊盘进行焊接，由于铂薄膜电阻芯片的铂电路较薄，使用点焊和激光焊接瞬间电流大，且局部温度很高易造成铂薄膜电路的击穿，使电阻失效，因此需在焊盘处使用贵金属铂进行加厚处理，增加了加工成本的同时也增加了工艺步骤，造成效率和成本的大幅提高；
为此，本发明提出一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，以更加确切地解决上述铂薄膜电阻焊线工艺繁琐，成品率低，产品寿命低以及加工成本高的问题。
本发明通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，包括：
裁切：将镍铂丝裁切成固定长度；
活化：对固定长度的镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理；
点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将铂浆点在镍铂丝与电阻芯片的接触端，形成焊接点；
固化：采用紫外光对铂浆进行固化；
烧结：转移至烧结炉中进行烧结，烧结后所述焊接点的高度与镍铂丝的直径比为1.5；
固化：采用紫外光对铂浆进行固化；
烧结：转移至烧结炉中进行烧结。
进一步的，所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，所述表面活化处理的时间30s。
进一步的，所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，所述紫外光的波长为365nm。
进一步的，所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，所述固化的时间为30s。
进一步的，所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，所述烧结的温度为800-950℃。
本发明的有益效果：
本发明提出的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法与现有技术相比，点浆焊接可以完全避免电路击穿，提高了产品良率，也避免因为焊点垫高造成的成本损失，同时点浆焊接也减少了能耗是一种节能环保的制成方式；使用等离子体发生器进行表面活化处理，清除表面杂质使得铂浆在焊盘和镍铂丝表面有更好的流动性，可以得到更薄的铂浆使得最终可以获得300μm高度的焊点；同时也提高焊盘-镍铂丝-铂浆之间的粘合度，有效提高焊接的紧固程度和导电性能，高纯度的焊点可以提高芯片焊接处抗击穿性能。
本发明提出的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法可以采用机械设备对整个工艺流程实现自动化运行，减少人工成本以及提升工作效率。
附图说明
图1为本发明的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法的工艺流程示意图；
图2为本发明的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法的自动化流程示意图；
图3为本发明的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法铂浆生成高度的实验数据图；
图4为本发明的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法中镍铂丝直径、焊点高度以及阻值的实验数据表格图；
图5为本发明的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法中镍铂丝直径、焊点高度以及阻值的实验数据折线图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制；
需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，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。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征；同时，所有的轴向描述例如X轴向、Y轴向、Z轴向、X轴向的一端、Y轴向的另一端或Z轴向的另一端等，均基于笛卡尔坐标系。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在现有方法：在设置有铂薄膜电阻层的衬底上旋涂光刻胶并进行显影去胶处理，得到待镀铜柱位置；通过电镀的方式在衬底上镀制铜膜；将光刻胶去除，获取待镀铜柱位置上的铜柱作为铂薄膜电阻层上的铂电阻凸点，从而避免由于焊接温度过高而使铂电阻焊点被击穿的情况，但是现有方法中增加了加工成本的同时也增加了工艺步骤，造成效率和成本的大幅提高；为此，请参阅图1，本发明提供一种技术方案以解决上述技术问题：一种薄膜电阻芯片电阻丝焊线的方法。
其中，在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图1：
在一个实施例中，本发明提出一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，包括：
S1，裁切：将镍铂丝裁切成固定长度；
S2，活化：对固定长度的镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理；
S3，点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将铂浆点在镍铂丝与电阻芯片的接触端；
S4，固化：采用紫外光对铂浆进行固化；
S5，烧结：转移至烧结炉中进行烧结。
进一步的，所述表面活化处理的时间30-60s。
进一步的，所述紫外光的波长为365nm。
进一步的，所述固化的时间为30-60s。
进一步的，所述烧结的温度为800-950℃。
在本实施例中，点浆焊接是将铂浆通过单点喷涂的方式送至指定位置，再利用高温烧结的方式使铂浆中的有机溶剂挥发、铂浆固化从而达到焊接的目的；首先采用等离子体发生器对焊盘进行表面活化处理，其中，由于焊盘的材料特性不同，在进行表面活化处理的过程中所需要的时间也不相同，对焊盘进行活化处理可以有效清理焊盘以及镍铂丝上的表面杂质，使得铂浆在焊盘以及镍铂丝上具有更好的流动性，同时也提高焊盘-镍铂丝-铂浆之间的粘合度，有效提高焊接的紧固程度和导电性能。
在一个实施例中，选用直径200μm的镍铂丝作为镍铂丝；
实验1：
S1，裁切：将镍铂丝裁切成3cm；
S2，活化：对镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理30s；
S3，点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将0.1ml铂浆点在镍铂丝与焊盘的接触端；
S4，固化：采用365nm波长紫外光对铂浆进行30s的固化处理；
S5，烧结：转移至900℃的烧结炉中进行15min的烧结。
实验2：
S1，裁切：将镍铂丝裁切成3cm；
S2，点浆焊接：将镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将0.1ml铂浆点在镍铂丝与电阻芯片的接触端；
S3，固化：采用365nm波长紫外光对铂浆进行30s的固化处理；
S4，烧结：转移至900℃的烧结炉中进行15min的烧结。
实验3：
S1，裁切：将镍铂丝裁切成3cm；
S2，活化：对镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理30s；
S3，点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将0.1ml铂浆点在镍铂丝与焊盘的接触端；
S4，烧结：转移至900℃的烧结炉中进行15min的烧结。
实验4：
S1，裁切：将镍铂丝裁切成3cm；
S2，活化：对镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理30s；
S3，点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将0.1ml铂浆点在镍铂丝与焊盘的接触端；
S4，固化：采用365nm波长紫外光对铂浆进行40s的固化处理；
S5，烧结：转移至900℃的烧结炉中进行15min的烧结。
在实验1和实验4中，可以烧结出高度为300μm的铂浆高度，实验2和实验3的铂浆固化后的高度均不足300μm，难以保证镍铂丝实现其功能的作用，实验1和实验4中仅存在铂浆固化时间的不同，可知30S对于此实施例中的铂浆固化时间是足够的，此外，根据不同铂浆的特性以及铂浆的不同体积，其固化时间也是不一定的，体积越大则所需要的固化时间越长，铂浆的固化难度越大，所需要的固化时间也越长。
除上述实验外，还取活化时间、固化时间、烧结温度作为变量，对铂浆的生成高度做了对比实验，实验结果如图3所示：通过大量测试验证，结合铂浆的流动性和固化温度，选用900℃15min的二次固化烧结工艺，在保证铂浆可以形成理想的尺寸结构，同时在本工艺中，镍铂丝的直径与所需的铂浆正相关，镍铂丝的直径越大，所需生成的固化铂浆的高度越高，则所需的铂浆体积越多，由此推导，铂浆层体积越大，所需要的紫外线的固化时间也越多。
如图4和图5所示，通过镍铂丝直径、焊点高度以及阻值三者的相关性，结合铂浆自身阻值的影响，将形成的焊接点的阻值固定，形成标准化的制备工艺；相比于现有技术的点焊或丝网印刷，无需在芯片的焊盘上进行加厚，防止了加厚金属对焊接点阻值的影响，稳定的阻值可以保证电阻芯片在工作时的稳定性；注意：本实验的量测环境：0℃；Pt100薄膜电阻0℃时阻值100Ω±0.5；同时考虑到导线的刚性和对电阻的影响，我们选用200-250μm直径的丝材作为是实施本技术方案的最佳直径。
如图2所示，在另一个实施例中，通过自动放线装置将镍铂丝放置在焊盘上方，剪切机构切断引线，保留3cm有效长度的镍铂丝；再使用等离子体发生器对焊盘及镍铂丝进行表面活化处理30s，然后在CCD的精准定位下，使用高精密螺杆阀控制铂浆0.1ml点焊在焊盘处，烧结前使用365nm波长紫外光对其进行30s一次固化处理，然后通过机械手将焊接后的芯片放入烧结炉进行900℃15min的二次固化烧结，完成镍铂丝焊线，在本实施例中，可以采用机械设备对整个工艺流程实现自动化运行，减少人工成本。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
Claims (5)
1.一种薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，其特征在于，包括：
裁切：将镍铂丝裁切成固定长度；
活化：对固定长度的镍铂丝和薄膜电阻芯片上的焊盘进行表面活化处理；
点浆焊接：将表面活化处理后的镍铂丝放置在电阻芯片的焊接处，并将铂浆点在镍铂丝与电阻芯片的接触端，形成焊接点；
固化：采用紫外光对铂浆进行固化；
烧结：转移至烧结炉中进行烧结，烧结后所述焊接点的高度与镍铂丝的直径比为1.5。
2.根据权利要求1所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，其特征在于，所述表面活化处理的时间30-60s。
3.根据权利要求1所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，其特征在于，所述紫外光的波长为365nm。
4.根据权利要求1所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，其特征在于，所述固化的时间为30-60s。
5.根据权利要求1所述的薄膜电阻芯片镍铂丝焊线的方法，其特征在于，所述烧结的温度为800-950℃。
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