专利名称：具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法
技术领域：
本发明是关于一种具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法，尤指一种供无铅焊锡焊接，且具有能符合于无铅焊锡的偏高焊接温度的耐焊性，藉以让电极不至于被焊锡吃掉的环型变阻器及其制造方法。
背景技术：
环型变阻器(Ring Varistor或Ring Variable Resistor)是一种外形为环型的电阻器，其电阻值会随着外加电压的不同而改变，该环形变阻器具有一陶瓷体以及设于该陶瓷体上的至少三段电极。
目前环型变阻器主要应用于直流微型电动机(DC micro-motor)，用以抑制电动机运转时所产生的电磁辐射干扰(EMI)，因为电磁辐射波对于人体或电子产品而言易于产生不良的影响。
环型变阻器依所使用的陶瓷材料来分，可分为氧化锌(ZnO)以及钛酸锶(SrTiO3)等两大类；依外观电极材料的不同来分的话，则可分为银电极与铜电极两类。
而由于环型变阻器是直接提供给客户使用，因此环型变阻器的焊接特性是否优良，一直是客户的要求重点，基于环保考虑，2006年起世界各国即开始全面推广无铅焊锡，而无铅焊锡在焊接时所需的温度又偏高，使用银电极钛酸锶为材料的环型变阻器，其上的电极根本无法耐此高温，因此，银电极钛酸锶环型变阻器的“耐焊性”就成为本领域技术人员所要克服、解决的一大课题。而在传统上，若要提升银电极钛酸锶环型变阻器的耐焊性，不外乎调整所使用银胶的成份或银含量，或是将银电极的厚度增加，只是这些方法不但耗费成本，且其成效也颇为有限。
本案发明人即是针对上述先前技术的缺失而潜心进行研究，终于创造出一种确实能加以改善的本发明。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法，通过所增设的镀镍层、镀锡层以及创新且特殊的制造方法，以制造出具有足够耐焊性的环型变阻器，其镀镍层是用以达到耐焊效果，其镀锡层则用以达到抗氧化的保护功效，以适合于具有偏高焊接温度的无铅焊锡使用，且符合客户以及世界规范的要求。
为了达到如上所述的目的，本发明提供一种环型变阻器，其包括一陶瓷体；一银层，其形成于所述陶瓷体上；一镀镍层，其电镀于所述银层上；及一镀锡层，其电镀于所述镀镍层上。
本发明还提供一种环型变阻器的制造方法，其包括以下步骤准备一陶瓷基体；对所述陶瓷基体进行多段式热处理，以形成所需的陶瓷体；在所述陶瓷体上形成多个银电极；在这些银电极上分别电镀一镀镍层；及在这些镀镍层上分别电镀一镀锡层。
通过本发明制法所完成的环型变阻器，具有较佳的耐焊性，且这一耐焊性能符合于无铅焊锡具有偏高焊接温度的要求。
图1是本发明环型变阻器制造方法的方块图(一)。
图2是本发明环型变阻器制造方法的方块图(二)。
图3是本发明环型变阻器的示意图。
图4是本发明环型变阻器的剖面图。
图号说明1...环型变阻器11...陶瓷体12...银层13...镀镍层14...镀锡层具体实施方式
请参阅图1～图4所示，本发明提供一种具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法，用以提升环型变阻器的耐焊性，藉以符合无铅焊锡在焊接时所需的偏高焊接温度。
如图1所示，该环型变阻器的制造方法包括先准备陶瓷体的粉末状配方(S101)；再将该粉末状配方加以混合成浆状物(S103)；接着则将该浆状物予以干燥(S105)；然后在干燥后再予以煅烧(S107)；煅烧后再经过研磨混合(S109)以及喷雾造粒和干压成型(S111)而形成陶瓷基体；再然后进行大气烧结、还原以及氧化等的三段式热处理(S113a～S113c)，以形成所需的陶瓷体；然后再对该陶瓷体进行电极制作以形成多个银电极(S115)，其电极的制作是将银浆以网版印刷方式在陶瓷体上印刷出所需的银电极，藉以形成电镀前的环型变阻器；最后则进行电极电镀步骤(S117)。
如图2所示，前述的电极电镀步骤(S117)包括先改变该电镀前的环型变阻器的表面阻值，或在陶瓷体上均匀沾附树脂类包覆材料(S201)，藉以避免这些银电极在电镀液内电镀时会产生电镀扩散效应；再将陪镀物混合于电镀液内(S203)；接着则通过该电镀液而在该环型变阻器的银电极上电镀出一镀镍层(S205)以达到耐焊效果，再加以清洗；然后则在该环型变阻器的镀镍层上再电镀出一镀锡层(S207)以达到抗氧化的保护效果，再加以清洗；再经过干燥步骤(S209)；最后则将陪镀物予以分散(S211)。依据包括了上述步骤的制造方法，确实能制造出具有较佳耐焊性的本发明实施例的环型变阻器。
其中的电镀扩散效应避免步骤(S201)。由于本发明实施例所使用的陶瓷体属于“半导体陶瓷”，因此，若是在电镀过程中发生参数控制不当情形时，将极易于连同陶瓷体都会被镀上金属(电镀扩散效应)。而通过此步骤的改变表面阻值，或均匀沾附树脂类包覆材料，将能避免电镀扩散效应的发生。
其中的混合陪镀物步骤(S203)。通过搭配所使用陪镀物(镀珠)的尺寸和重量的不同，就能控制电镀槽内容物的电流密度，即电流密度较大(电流大、电压高、镀珠尺寸大及镀珠重量小)时，其电镀速率较快，但电镀层的应力会较大；反之，电流密度较小(电流小、电压低、镀珠尺寸小及镀珠重量大)时，其电镀层的应力较小，但电镀时间会延长。换言之，电流密度关系到电镀时间的长短以及电镀层的厚度，因此电镀时的电流密度控制，是电镀成败的重要关键，而通过此步骤将能让电流密度被控制在适当的范围内。
较佳者，上述电镀液中的镍液，其在工业界所使用的主要包含硫酸镍和氨基磺酸镍，前者的优点在于价廉，缺点在于镀镍层所产生的应力较大；后者的特性则恰与前者相反，其缺点为价格高，而优点为镀镍层所产生的应力较小。因此，本发明该实施例是用后者。
此外，由于产品(环型变阻器)的尺寸越大，其表面积也越大，而在相同的电镀条件下，尺寸越大的产品，因为其与镀珠之间的接触机率增加，因此在相同的电镀时间下所获得的镀层厚度会增加；反之，尺寸越小的产品，其镀层厚度会较薄，而本发明该实施例环型变阻器的外径尺寸包括3.0mm～16.5mm。针对不同尺寸的产品，若是电镀时的电压、电流、陪镀物尺寸及重量...等条件均相同时，原则上，产品尺寸小的电镀时间需增加，举例而言，3.0mm的产品，在相同的电镀条件下，其电镀时间比起8.0mm的产品，将须要增加1倍的时间才能获得相同的电镀层厚度。
另外，电镀层的厚度(即镀镍层加镀锡层的总厚度)，最好小于产品上原有的银电极的厚度。若过厚，则在进行350～380℃焊接作业时，极易因为两层之间的热膨胀系数不同，而在两层之间产生应力作用而使银电极崩裂，并造成锡珠喷溅现象。而较佳的镍层厚度约在1～2.5um之间，较佳的镀锡层厚度约在3～6um左右，如此即可得到不错的耐焊性，以烙铁温度380℃进行焊接时，还可以持续10秒钟，其银电极(含镀层)也不会被焊锡吃掉。
请参阅图3、图4所示，通过上述制法所制成的环型变阻器1包括一陶瓷体11、一银层12、一镀镍层13以及一镀锡层14。其中，该银层12是以网版印刷方式印刷于陶瓷体11上，藉以形成至少三个银电极部；在该银层12上再以电镀方式电镀出一镀镍层13，使各该银电极部上分别形成一镀镍部；并在该镀镍层13上再以电镀方式电镀出一镀锡层14，使各该镀镍部上分别再形成一镀锡部。镀镍层13是用以达到耐焊效果，而镀锡层14则用以达到抗氧化的保护效果。如此而使本发明该实施例的环型变阻器1具有符合于无铅焊锡的耐焊要求。
通过本发明制法所完成的环型变阻器，具有较佳的耐焊性，且这一耐焊性能符合于无铅焊锡具有偏高焊接温度的要求，举例而言，即使以烙铁温度380℃进行焊接，本发明该实施例的环型变阻器仍旧可以持续焊接10秒钟，其银电极(含镀层)也不会被焊锡吃掉，确具优于已知环型变阻器的优点。
综上所述，本发明所提供的一种具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法，确实能解决现有技术所述的缺陷，并能达到所述的提升耐焊性功效，而具有产业利用性、新颖性与功效上增进的进步性，确已符合发明专利要件，特依专利法提出发明专利申请。
以上所述，仅为本发明的一个较佳可行的实施例而已，并非因此就限制了本发明的权利保护范围，凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效变化，均包含于本发明的权利保护范围内。
权利要求
1.一种环型变阻器，其特征在于包括一陶瓷体；一银层，其形成于所述陶瓷体上；一镀镍层，其电镀于所述银层上；及一镀锡层，其电镀于所述镀镍层上。
2.如权利要求1所述的环型变阻器，其特征在于，所述银层是将银胶以网版印刷方式印制于所述陶瓷体上，且该陶瓷体为半导体陶瓷。
3.如权利要求1所述的环型变阻器，其特征在于，所述银层是在所述陶瓷体上形成至少三个银电极部，所述镀镍层分别电镀于各该银电极部上而形成至少三个镀镍部，该镀锡层则电镀于各该镀镍部上。
4.一种环型变阻器的制法，其特征在于包括以下步骤准备一陶瓷基体；对所述陶瓷基体进行多段式热处理，以形成所需的陶瓷体；在所述陶瓷体上形成多个银电极；在所述银电极上分别电镀一镀镍层；及在所述镀镍层上分别电镀一镀锡层。
5.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述准备陶瓷基体步骤包括准备陶瓷体的粉末状配方；将所述粉末状配方加以混合成浆状物；将所述浆状物予以干燥；在干燥后再予煅烧；在煅烧后再经过研磨混合；及在研磨混合后则予以喷雾造粒和干压成型而形成陶瓷基体。
6.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述多段式热处理步骤包括大气烧结、还原以及氧化的三段式热处理。
7.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述电极制作步骤，是将银浆以网版印刷方式，在所述陶瓷体上印刷出所需的银电极，且该陶瓷体属于半导体陶瓷。
8.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，在电极制作步骤与镀镍步骤之间还包括一电镀扩散效应避免步骤，藉以避免所述银电极在电镀时会产生电镀扩散效应。
9.如权利要求8所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述电镀扩散效应避免步骤，是通过改变电镀前环型变阻器的表面阻值，以避免电镀扩散效应的发生；或通过在陶瓷体上均匀沾附树脂类包覆材料，以避免电镀扩散效应的发生。
10.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，在电极制作步骤与镀镍步骤之间还包括一混合陪镀物步骤，藉以控制一电镀槽内容物的电流密度，进而相应地控制电镀速率的快慢以及电镀层应力的大小。
11.如权利要求10所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述混合陪镀物步骤中的电流密度控制，是在控制电流大、电压高、陪镀物尺寸大及陪镀物重量小，藉以相应地控制出较快的电镀速率以及较大的电镀层应力。
12.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述镀镍步骤中所使用的镍液是使用氨基磺酸镍，且在镀镍步骤或镀锡步骤中，尺寸较大的被镀物，其电镀时间须减少，而尺寸较小的被镀物，其电镀时间须增加，藉以获得相同的电镀层厚度。
13.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，所述镀镍层与镀锡层的厚度总合，须小于银电极的厚度，且所述镀镍层的厚度在1～2.5um之间，所述镀锡层的厚度则在3～6um之间。
14.如权利要求4所述的环型变阻器的制法，其特征在于，在镀锡步骤之后还包括一陪镀物分散步骤。
全文摘要
一种具有较好的耐焊性的环型变阻器及其制造方法，尤指一种具有足够耐焊性以符合无铅焊锡需求的环型变阻器及其制造方法。所述方法包括先准备陶瓷基体；再对陶瓷基体进行多段式热处理而形成陶瓷体；接着则在陶瓷体上形成多个银电极；然后在银电极上分别电镀一镀镍层；最后则在镀镍层上分别电镀一镀锡层。所制成的环型变阻器包括一陶瓷体、一形成于陶瓷体上的银层、一电镀于银层上的镀镍层以及一电镀于镀镍层上的镀锡层，藉以利用镀镍层而提升环型变阻器的耐性。
文档编号H01C17/06GK101051543SQ200610072620
公开日2007年10月10日 申请日期2006年4月5日 优先权日2006年4月5日
发明者卢庆正, 林进评, 蔡骏宏, 李芳宾 申请人:李芳宾