一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法及装置与流程

一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法及装置
1.技术领域
2.本发明涉及一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法及装置。


背景技术：

3.国际上关于元器件小型化、大功率化的呼声越来越高，极大地推动了功率型片式厚膜固定电阻器元件的发展和应用。旧有的高功率片式厚膜固定电阻器在经过印刷烧成等一系列过程后，往往因为不满足目标电阻值而需要采用多功能激光修整技术来减少电阻面积来提高阻值。但这一技术不仅造成微裂纹、电阻应力应变增加，而且降低了产品的功率和可靠性。但若不调阻，高功率片式厚膜固定电阻器阻值一致性差，一次保护层烧成后阻值合格率只有25%，长此以往需要不断地做电阻小样，生产周期长、废片多，基板、网版和浆料损耗快。
4.

技术实现要素：

5.本发明提出一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法及装置，能够在不损伤内部结构的情况下达到目标电阻值，合格率高，生产效率高，节省成本。
6.本发明通过以下技术方案实现：一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法，包括如下步骤：s1、按照片式厚膜固定电阻器的尺寸制作网版；s2、选择合适的电阻浆料，设置印刷参数，利用第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一参考电阻体，第一参考电阻体的电阻均值为，并利用第二网版在第一参考电阻体上印刷第一保护层，烧制得到第二参考电阻体，第二参考电阻体的电阻均值为；s3、将第一网版的胶厚调整至，按照步骤s2所设置的印刷参数，利用调整后的第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一电阻体，第一电阻体的电阻均值为，其中，胶厚的计算公式为：，为第一网版的当前胶厚；为所设定的目标电阻值；s4、根据步骤s2中所烧制的第一参考电阻体的电阻均值和第二参考电阻体的电阻均值计算阻值变化率，根据该阻值变化率、以及第一电阻体的电阻均值与目标电阻值的差距，调整印刷参数，再利用步骤s2所述的第二网版在第一电阻体上印刷第二保护层，烧制得到第二电阻体；s5、若第二电阻体的电阻均值已达到目标电阻值范围内，则按照步骤s3中的网版和步骤s4中的印刷参数进行后续生产，否则，将第二电阻体作为新的第二参考电阻体，再次
进入步骤s3。
7.进一步的，所述步骤s1中，根据片式厚膜固定电阻器的尺寸设计出所需的印刷面积，据该印刷面积来加工网版图形。
8.进一步的，所述步骤s2中，所述印刷参数包括印刷机的压力、托高和速度。
9.进一步的，所述步骤s2、s3和s4中，第一参考电阻体和第一电阻体的烧结温度为830℃-880℃、恒温时间为8min-12min，第二参考电阻体和第二电阻体的烧结温度为600℃-640℃、恒温时间为5min-9min。
10.进一步的，所述第一保护层和第二保护层均为玻璃层。
11.进一步的，所述步骤s4中的阻值变化率的计算过程为：分别测试第一参考电阻体和第二参考电阻体的多对对应点的电阻，并根据各对对应点的电阻计算点变化率，最后计算所有点变化率的均值，即为阻值变化率。
12.进一步的，所述步骤s2中，所述第一参考电阻体厚度为14μm-20μm。
13.本发明还通过以下技术方案实现：一种高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制装置，包括：网版制作模块：用于按照片式厚膜固定电阻器的尺寸订做网版；参考值确定模块：选择合适的电阻浆料，设置印刷参数，利用第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一参考电阻体，第一参考电阻体的电阻均值为，并利用第二网版在第一参考电阻体上印刷第一保护层，烧制得到第二参考电阻体，第二参考电阻体的电阻均值为；生产模块：将第一网版的胶厚调整至，按照参数值确定模块所设置的印刷参数，利用调整后的第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一电阻体，第一电阻体的电阻均值为，其中，胶厚的计算公式为：，为第一网版的当前胶厚；为所设定的目标电阻值；根据第一参考电阻体的电阻均值和第二参考电阻体的电阻均值计算阻值变化率，根据该阻值变化率、以及第一电阻体的电阻均值与目标电阻值的差距，调整印刷参数，再利用第二网版在第一电阻体上印刷第二保护层，烧制得到第二电阻体。
14.本发明具有如下有益效果：1、本发明首先利用第一网版印刷并烧制得到第一参考电阻体，利用第二网版印刷并烧制得到具有第一保护层的第二参考电阻体，但这样得到的第二参考电阻体的电阻与目标电阻值会具有较大的差距，虽然直接调整印刷参数，也可以对烧制得到的电阻体阻值进行调整，但这种调整幅度通常较小，不能填补第二参考电阻体的电阻值与目标电阻值之间的差距，但通过实践验证，膜厚与电阻值之间存在密切关系，因此将第一网版的胶厚调整至，该厚度与第一网版当前厚度、目标电阻值和第二参考电阻体的电阻均值有关，然后在印刷参数不变的情况下，利用调整后的第一网版印刷并烧制第一电阻体，并再次调整印刷参数，此次对于印刷参数的调整，需要依据第一参考电阻体的电阻均值和第二参考电阻体的电阻均值的阻值变化率、第一电阻体的的电阻均值与目标电阻值的差距，参数调整后再利用第二网版印刷烧制具有第二保护层的第二电阻体，若第二电阻体的电阻均值已达到所要求的电阻值范围，则按照对应的第一网版和印刷参数进行后续生产，否则，将继续调整网
版厚度和印刷参数，即通过控制网版胶厚来提高阻值命中率，如此能够在不损伤电阻体内部结构的情况下达到目标电阻值，避免微裂纹的产生，保证了高功率片式厚膜固定电阻器的可靠性和较好的阻值一致性，缩短了做电阻小样的时间，提高了生产效率，产品的合格率也更高。
15.附图说明
16.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
17.图1为本发明的流程图。
18.图2为第一网版胶厚调整前第一参考电阻体的膜厚及电阻均值。
19.图3为第一网版胶厚调整后第一电阻体的膜厚及电阻均值。
具体实施方式
20.如图1所示，高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制方法包括如下步骤：s1、按照需要生产的片式厚膜固定电阻器的尺寸制作网版，具体为根据片式厚膜固定电阻器的尺寸设计出所需的印刷面积，并根据该印刷面积来加工第一网版和第二网版图形，第一、第二网版均为400目网版，第一、第二网版图形的具体加工过程为现有技术；s2、选择合适的电阻浆料，设置印刷参数，该印刷参数具体包括印刷机的压力、托高和速度，具体参数则可根据经验设置，此时第一网版的胶厚为50μm，利用该第一网版将电阻浆料印刷在高导热率的陶瓷基板上，烧制得到第一参考电阻体，在本实施例中，烧结温度为850℃，恒温时间为10min，测得第一参考电阻体的电阻均值为，并利用第二网版在第一参考电阻体上印刷第一保护层，烧制得到第二参考电阻体，烧结温度为620℃，恒温时间为7min，测得第二参考电阻体的电阻均值为，第一参考电阻体厚度为14μm-20μm，第二参考电阻体厚度为25-35μm；在本实施例中，选择的是方阻为2kω的电阻浆料，第一保护层即为一次保护层，即为玻璃层；其中，电阻均值的测量过程为现有技术；s3、将第一网版的胶厚调整至，按照步骤s2所设置的印刷参数，利用调整后的第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一电阻体，第一电阻体的电阻均值为，其中，胶厚的计算公式为：，为第一网版的当前胶厚；为所设定的目标电阻值，该目标电阻值为已知值；s4、根据步骤s2中所烧制的第一参考电阻体的电阻均值和第二参考电阻体的电阻均值计算阻值变化率，根据该阻值变化率、以及第一电阻体的电阻均值与目标电阻值的差距，调整印刷参数，再利用步骤s2所述的第二网版在第一电阻体上印刷第二保护层，烧制得到第二电阻体；第一电阻体和第二电阻体的烧结温度、恒温时间与步骤s2中相同；第二保护层即为一次保护层，即为玻璃层；其中，阻值变化率的计算过程为：分别测试第一参考电阻体和第二参考电阻体的多对对应点的电阻，并根据各对对应点的电阻计算点变化率，最后计算所有点变化率的均值，即为阻值变化率；
s5、若第二电阻体的电阻均值已达到目标电阻值范围内，则按照步骤s3中的第一网版、步骤s2中的第二网版和步骤s4中的印刷参数进行后续生产，否则，将第二电阻体作为新的第二参考电阻体，再次进入步骤s3。
21.基于上述方法，高功率片式厚膜固定电阻器电阻值控制装置包括：网版制作模块：用于按照片式厚膜固定电阻器的尺寸订做网版；参考值确定模块：选择合适的电阻浆料，设置印刷参数，利用第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一参考电阻体，第一参考电阻体的电阻均值为，并利用第二网版在第一参考电阻体上印刷第一保护层，烧制得到第二参考电阻体，第二参考电阻体的电阻均值为；生产模块：将第一网版的胶厚调整至，按照参数值确定模块所设置的印刷参数，利用调整后的第一网版将电阻浆料印刷在陶瓷基板上，烧制得到第一电阻体，第一电阻体的电阻均值为，其中，胶厚的计算公式为：，为第一网版的当前胶厚，为所设定的目标电阻值；根据第一参考电阻体的电阻均值和第二参考电阻体的电阻均值计算阻值变化率，根据该阻值变化率、以及第一电阻体的电阻均值与目标电阻值的差距，调整印刷参数，再利用第二网版在第一电阻体上印刷第二保护层，烧制得到第二电阻体。
22.在图2和图3中，压力设置为3kg/cm 2
，速度设置为70mm/s，托高设置为0.7mm，目标阻值为3kω，在片式厚膜固定电阻器制作过程中，电阻体是决定电阻器阻值的功能层，其对电阻器最终阻值的影响最大，而一次保护层因烧制温度高，因此其对电阻器阻值也会有影响，通常情况下，在第一电阻体烧制完成后，再烧制一次保护层后，整体阻值会较第一电阻体时下降，因此本发明仅关注第一电阻体和一次保护层部分工艺。第一电阻体的膜厚会影响其阻值，而第一网版胶厚则会影响第一电阻体的膜厚，如图2和图3中所示，目标阻值为3kω，但在胶厚调整之前，第一电阻体的电阻均值在2.7-2.8kω之间，未达到目标阻值，在此基础上，再烧制一次保护层后，电阻均值将进一步下降，如此将更不太可能达到目标阻值范围的要求，但在胶厚调整之后，第一电阻体的电阻均值均在3kω以上，如此再烧制一次保护层后，电阻均值下降一部分，如此将有更大的可能达到目标阻值范围的要求，从而提高产品的合格率。
23.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。