一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺的制作方法

本发明涉及电子元器件领域，具体的涉及一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺。

背景技术：

近年来，随着我国国防及重点工程的科技水平不断提升，所需电位器的性能要求越来越高。导电塑料电位器、线绕电位器凭借各自的性能特点，应用于不同领域。

线绕电位器具有额定功率大、电阻温度系数小、阻值稳定、线性精度高等特性，但由于结构限制，其输出信号为阶梯式，存在阶梯误差，分辨率低；动触点与电阻体均为金属材质，耐磨寿命较低(通常为几千周)；在高阻值时，因所用电阻合金线很细，容易发生断裂，制作难度大。

导电塑料电位器的电阻体表面光洁，平滑性相当好，分辨率极为优异；接触刷与电阻体之间几乎不存在摩擦，旋转力矩小且恒定，也几乎不存在磨损问题，耐磨寿命很长；且耐化学腐蚀、抗原子辐射。但其电阻温度系数较大(400ppm/℃左右)、接触电阻大。

早在20世纪初，美国率先发明了复合式电位器。之后，英国和日本也纷纷效仿生产，但由于技术对外保密，其生产制作工艺无从得知。由于其结构设计、工艺控制难度系数较大，并且涂敷后的总阻值变化难以控制，目前，在国内暂无厂家生产，国外生产该类型电位器的厂家也屈指可数，如日本的sakae和美国的spectrol。

由于两类电位器存在各自的优缺点，针对以上问题，我们将两类电位器的优异特性结合，使新结构的电位器能同时具备两类电位器的优点。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺，使其不仅具有线绕电位器的温度系数小、阻值稳定的特点，而且具有导电塑料电位器的长寿命、高分辨率和低噪声的特性。

本发明采用下述的技术方案：

一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺，包括以下工艺步骤：

s1、绕组制备：根据所需产品阻值，计算出所需电阻合金线的长度和绕距，并使用绕线机将电阻合金线绕在高强度聚脂漆包圆铜线上制成绕组，再将绕组浸绝缘漆；

s2、绕组成型：使用成型机将绕制好的绕组进行成型，使其制成所需形状；

s3、绕组抛光：对绕组的工作面抛光，去掉绝缘漆层和氧化物，裸露出电阻合金线工作面；

s4、印刷导电浆料：根据所需的连续电气角度、有效电气角度，将导电浆料利用丝网印刷机印刷在有效电气角度之外的连续电气角度的绕组工作面上，将印刷好后的绕组在常温下静置流平，流平后的绕组放入高温试验箱中进行烘干固化；

s5、印刷电阻浆料：根据所需的有效电气角度，将电阻浆料利用丝网印刷机印刷在有效电气角度的绕组工作面上，将印刷好后的绕组在常温下静置流平，流平后的绕组放入高温试验箱中进行烘干烧结；

s6、热老化：将电阻体放入温度为120℃-130℃高温试验箱中46-50h以稳定阻值。

优选的，所述步骤s1中的绝缘漆由醇酸绝缘清漆和二甲苯组成，醇酸绝缘清漆与二甲苯组成的重量比为2～4:1，所述绝缘漆的厚度为电阻合金线直径的1/3～1/2。

优选的，所述步骤s4中绕组在常温下静置流平时间为10～20min，流平后绕组放入175～185℃的高温试验箱中固化30min。

优选的，所述步骤s5中绕组在常温下静置流平时间为10～20min，流平后绕组放入175～185℃的高温试验箱中烘10min，再在215～225℃的高温试验箱中烧结20min。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺，该电位器将线绕电位器的绕组与导电塑料电位器的电阻浆料结合起来，使其不仅具有线绕电位器的温度系数小、阻值稳定的特点，而且具有导电塑料电位器的长寿命、高分辨率和低噪声的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为本发明电阻浆料、电阻合金线、高强度聚脂漆包圆铜线的结构示意图；

图2为本发明电阻体剖面结构示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明采用三种不同方阻的电阻浆料的阻值变化率示意图。

图中所示

其中：1—电阻浆料，2—电阻合金线，3—高强度聚脂漆包圆铜线，4—导电浆料，5—有效电气角度，6—连续电气角度，7—电刷；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，一种精密长寿命复合式电位器的制造工艺，包括如下工艺步骤：

s1、绕组制备：根据所需产品阻值，计算出所需电阻合金线2的长度和绕距，并使用绕线机将其绕制成绕组，再将绕组浸绝缘漆；所述绝缘漆由醇酸绝缘清漆和二甲苯组成，醇酸绝缘清漆与二甲苯组成的重量比为2～4:1，待绝缘漆烘干后在显微镜下观察，绕组端头电阻合金线2应固定良好，绕组表面绝缘漆的厚度为电阻合金线2直径的1/3～1/2，，避免后期抛光后，绝缘漆对其电性能产生不利影响。

根据所需总阻值r总，选用直径为φ的高强度聚脂漆包圆铜线3，绕组的最佳绕距为电阻合金线2直径φ合的1.5倍，即绕距t＝1.5φ合，可计算出绕组总匝数n＝l骨/t(l骨为高强度聚脂漆包圆铜线3的长度)，得到所需电阻合金线2的总长l总＝nl芯(l芯为每一匝电阻合金线2的圆周长)，l芯＝π*(φ+φ合)为电阻合金线2每一匝线的长度，得到电阻合金线2的米电阻＝r总/l总，米电阻为电阻合金线2每米的阻值，单位为ω/m，计算出的该值为理论值，如果没有此米电阻的电阻合金线，需要选用相近米电阻的合金线制备绕组，根据实际情况，对骨架尺寸、电阻合金线线径等参数上下浮动调整。

s2、绕组成型：使用成型机将绕制好的绕组进行成型，使其制成所需形状，常见的形状为单圈圆环型(高强度聚脂漆包圆铜线3为单圈圆环形状)、多圈螺旋型(高强度聚脂漆包圆铜线3为多圈螺旋形状)、直线型(高强度聚酯漆包圆铜线3为直线形状)等；

s3、绕组抛光：绕线时浸绝缘漆的缘故需要对绕组的工作面抛光，去掉绝缘漆层和氧化物，裸露出电阻合金线2工作面；保证与电刷7之间的接触可靠。绕组工作面应清洁光亮，无擦痕和凹陷，线匝之间无杂质，线匝不允许松动、短接。

s4、印刷导电浆料4：根据所需的连续电气角度6、有效电气角度5，将导电浆料4利用丝网印刷机印刷在有效电气角度5之外的连续电气角度6的绕组工作面上将其短路，将印刷好后的绕组在常温下静置流平为10～20min，流平后的绕组放入175～185℃的高温试验箱中固化30min。完成后，导电浆料4图形应完整、边缘无毛刺、表面光滑平整无气泡和划痕，图形以外的地方不能被导电浆料4污染。

s5、印刷电阻浆料1：根据所需的有效电气角度5，将电阻浆料1利用丝网印刷机印刷在有效电气角度5的绕组工作面上，将印刷好后的绕组在常温下静置流平为10～20min，流平后绕组放入175～185℃的高温试验箱中烘10min，再在215～225℃的高温试验箱中烧结20min。完成后，电阻浆料1图形边缘轮廓清晰，表面无划痕、气泡、凹坑、鼓包等缺陷。

s6、热老化：将电阻体放入温度为120℃-130℃高温试验箱中46-50h以稳定阻值。

印刷电阻浆料1为关键质量控制点，该过程采用丝网印刷工艺，将电阻浆料1印刷于绕组工作面上，使得电阻合金线2相邻的每两匝线之间连通，导致绕组总阻值变小。并且，不同绕组上的电阻浆料1厚度有所差异，对绕组的总阻值变化影响程度也有不同。

采用不同方阻浆料制作的绕组，其总阻值也会不同。为寻找规律，采用了两种不同方阻的浆料进行涂覆，待浆料固化后，测试阻值变化，如表1所示。

通过试验发现，在线绕绕组阻值相同的情况下，导电塑料浆料方阻越大，其涂覆后，总阻值变化越小。为验证该理论，增加10kω/方的浆料，采用不同阻值进行试验，如图4所示。

为寻找阻值变化规律，采用三种不同方阻的电阻浆料1进行工艺试验，测试阻值变化。根据多次工艺试验结果可以发现，在绕组阻值相同的情况下，电阻浆料1方阻越大，其印刷于绕组工作面上后，总阻值变化越小；电阻浆料1方阻越小，其印刷于绕组工作面上后，总阻值变化越大，

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。