本发明属于模拟量传感器基片技术领域，涉及一种模拟量传感器基片的生产工艺，尤其涉及一种高精度模拟量传感器基片的生产工艺。
背景技术：
近几年来，随着民众的收入增加和消费能力的增强，对于各类产品的性能要求也是越来越高，产品性能差、不稳定的已经无法满足民众的消费需求，必然使得企业以提高产品质量和性能来满足需求；对于模拟量传感器也是同样的情况，之前用于调速、调音、调频、调压等功能的印刷电阻产品已经基本被淘汰，慢慢地被高精度的模拟量传感器所取代。
目前，模拟量传感器的基片主要以碳膜电阻为主，同时也有绕线电阻的形式，但是，因绕线电阻制造工艺比较复杂而且成本高，所以主流仍以印刷碳膜电阻为主。现在印刷碳膜电阻式的模拟量传感器主流厂家仍是国外为主，如alps、peher、bi等；国内的同类厂家均难以做到国外的技术水平，当然部分合资公司例外。
随着传感器产品性能要求的提升，目前，国内的产品已经无法满足要求，多数是从国外进口；这对国内的同类厂家是一个机遇也是一个挑战，模拟传感器的基片如果要达到国外的技术水平，需要做出以下改进：一是材料方面的改进，二是生产工艺方面的改进，三是生产设备方面的改进。但是，从目前的情况来看，设备方面的改进需要投入大量的资源非短时间内可以完成，所以只能从材料和生产工艺两方面入手改进。
其中，材料方面的改进主要是提高树脂的稳定性，要通过对树脂做改性来达到目的。从现在国内树脂行业的能力来看，这点也是非常困难的。再者是通过将碳粉的颗粒性微型化，从而达到浆料的均匀性，这方面比较容易实现，只需通过超声波粉碎设备、擂溃机和三辊研磨机等就可以实现。另外，就是生产工艺的改进，通过完善制程工艺参数、烘烤条件等，实现产品性能和质量的提升。
因此，提供一种提高模拟量传感器基片的精确度、直线性和输出平滑性的生产工艺很有必要。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模拟量传感器基片的生产工艺，提高了模拟量传感器基片的精确度、直线性和输出平滑性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种模拟量传感器基片的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与热塑性树脂混合搅拌、研磨得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥，得到所述模拟量传感器基片。
本发明的生产工艺，通过将碳粉的颗粒性减小为纳米级，从而使得浆料内部的碳粉成份混合的更加均匀，采用热塑性树脂与纳米级的碳粉颗粒混合制浆料，可以提高热塑性能的稳定性，通过完善印刷电阻制程的工艺参数和烘烤条件，提高了模拟量传感器基片的精确度、直线性和输出平滑性。
步骤1)中，所述纳米级碳粉颗粒的粒径为100～300nm，例如纳米级碳粉颗粒的粒径为100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm或300nm等。
步骤2)中，所述热塑性树脂为聚酰胺。
步骤2)中，所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比为(72～80):(15～23)，例如所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比为72:15、72:16、72:17、72:18、72:19、72:20、72:21、72:22、72:23、73:15、73:16、73:17、73:18、73:19、73:20、73:21、73:22、73:23、74:15、74:16、74:17、74:18、74:19、74:20、74:21、74:22、74:23、75:15、75:16、75:17、75:18、75:19、75:20、75:21、75:22、75:23、76:15、76:16、76:17、76:18、76:19、76:20、76:21、76:22、76:23、77:15、77:16、77:17、77:18、77:19、77:20、77:21、77:22、77:23、78:15、78:16、78:17、78:18、78:19、78:20、78:21、78:22、78:23、79:15、79:16、79:17、79:18、79:19、79:20、79:21、79:22、79:23、80:15、80:16、80:17、80:18、80:19、80:20、80:21、80:22或80:23等。其中，所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比会随着浆料的方阻不同而存在差异，如浆料方阻为20欧姆时，所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比约为80:15，浆料方阻为200欧姆时，所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比约为72:23，所述纳米级碳粉颗粒与所述热塑性树脂的质量比不限于上述举例，质量比可以根据实际需要调整。
步骤2)中，所述搅拌为擂溃搅拌。
步骤2)中，所述研磨后还包括擂溃搅拌步骤。
步骤3)中，所述预干燥的温度为167～173℃，例如预干燥的温度为167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃或173℃等。
优选地，所述预干燥的时间为8～12min，例如预干燥的时间为8min、9min、10min、11min或12min等。
步骤3)中，所述预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、172℃、171℃、152℃，所述升温、保温、降温的总时间为25～30min。
步骤3)中，所述最终干燥的温度为205～215℃，例如最终干燥的温度为205℃、206℃、207℃、208℃、209℃、210℃、211℃、212℃、213℃、214℃或215℃等。
优选地，所述最终干燥的时间为18～22min，例如最终干燥的时间为18min、19min、20min、21min或22min等。
步骤3)中，所述最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、206℃、204℃、176℃，所述升温、保温、降温的总时间为35～45min。
本发明中，通过调整预干燥的温度和时间使得碳浆表面固化，通过调整最终干燥的温度和时间使得碳浆完全固化并得到最终的阻值。
另外，最终干燥步骤后还包括中检、性能测试、终检、包装、出货的常规工艺，为本领域常用的操作手段，在此不做详细说明。
作为本发明的优选方案，一种模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为100～300nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比为(72～80):(15～23)混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，所述预干燥的温度为167～173℃，所述预干燥的时间为8～12min，所述预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、172℃、171℃、152℃，所述升温、保温、降温的总时间为25～30min；所述最终干燥的温度为205～215℃，所述最终干燥的时间为18～22min，所述最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、206℃、204℃、176℃，所述升温、保温、降温的总时间为35～45min，得到所述模拟量传感器基片。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的模拟量传感器基片的生产工艺，提高了模拟量传感器基片的精确度、直线性和输出平滑性，模拟量传感器基片的精确度在±5％以内，模拟量传感器基片的初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性小于2％。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
本实施例的模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为100nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比72:23混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，预干燥的温度为172℃，预干燥的时间为8min，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、172℃、171℃、152℃，升温、保温、降温的总时间为25min；最终干燥的温度为206℃，最终干燥的时间为18min，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、206℃、204℃、176℃，升温、保温、降温的总时间为35min，得到所述模拟量传感器基片。
本实施例制得的模拟量传感器基片的精确度为±5％，初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为2％以内。
实施例2
本实施例的模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为150nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比72:23混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，预干燥的温度为170℃，预干燥的时间为10min，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、170℃、169℃、152℃，升温、保温、降温的总时间为27min；最终干燥的温度为210℃，最终干燥的时间为18min，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、210℃、205℃、176℃，升温、保温、降温的总时间为40min，得到所述模拟量传感器基片。
本实施例制得的模拟量传感器基片的精确度为±5％，初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为2％以内。
实施例3
本实施例的模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为200nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比73:21混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，预干燥的温度为168℃，预干燥的时间为12min，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、159℃、153℃、152℃，升温、保温、降温的总时间为30min；最终干燥的温度为212℃，最终干燥的时间为20min，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、212℃、208℃、176℃，升温、保温、降温的总时间为42min，得到所述模拟量传感器基片。
本实施例制得的模拟量传感器基片的精确度为±5％，初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为2％以内。
实施例4
本实施例的模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为250nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比76:20混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，预干燥的温度为173℃，预干燥的时间为9min，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、173℃、162℃、152℃，升温、保温、降温的总时间为25min；最终干燥的温度为206℃，最终干燥的时间为18min，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、206℃、204℃、176℃，升温、保温、降温的总时间为35min，得到所述模拟量传感器基片。
本实施例制得的模拟量传感器基片的精确度为±5％，初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为2％以内。
实施例5
本实施例的模拟量传感器基片的生产工艺包括以下步骤：
1)将碳黑晶体粉碎为粒径为300nm的纳米级碳粉颗粒；
2)将步骤1)粉碎后的纳米级碳粉颗粒与聚酰胺按质量比80:15混合，擂溃搅拌、三辊研磨、擂溃搅拌得到电阻浆料；
3)将步骤2)得到的电阻浆料经产品印刷、预干燥、最终干燥、中检、性能测试、终检、包装、出货；其中，预干燥的温度为172℃，预干燥的时间为8min，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为62℃、103℃、137℃、168℃、172℃、171℃、152℃，升温、保温、降温的总时间为25min；最终干燥的温度为210℃，最终干燥的时间为21min，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为89℃、147℃、181℃、203℃、210℃、202℃、176℃，升温、保温、降温的总时间为45min，得到所述模拟量传感器基片。
本实施例制得的模拟量传感器基片的精确度为±5％，初始直线性小于0.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为2％以内。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于树脂采用热固性酚醛树脂，其他工艺均与实施例1相同。
本对比例采用热固性酚醛树脂，相对于本申请的热塑性树脂，制得的模拟量传感器基片的精确度为±10％，初始直线性小于2.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为6％以内。
本对比例2
本对比例与实施例1的区别之处在于，预干燥的温度为162℃，预干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为52℃、93℃、127℃、158℃、162℃、161℃、142℃；最终干燥的温度为196℃，最终干燥是在七温区隧道炉中经过升温、保温、降温过程，各温区温度为79℃、137℃、171℃、193℃、196℃、194℃、166℃，其他工艺均与实施例1相同。
本对比例的预干燥盒最终干燥的温度与本申请的不同，制得的模拟量传感器基片的精确度为±15％，初始直线性小于1.5％，模拟量传感器基片的输出平滑性为8％以内。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。