一种高性能碳膜电阻器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高性能碳膜电阻器及其制备方法，属于薄膜电阻器技术领域。
【背景技术】
[0002]电阻器(Resistor)在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。
[0003]其中薄膜电阻器是用类蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。
[0004]薄膜电阻器与厚膜电阻器主要有以下两个区别，如下:
一、膜厚的区别，厚膜电阻的膜厚一般大于10 μ m，薄膜的膜厚小于10 μ m，大多处于小于 1 μ m。
[0005]二、制造工艺的区别，厚膜电阻一般采用丝网印刷工艺，薄膜电阻采用的是真空蒸发、磁控溅射等工艺方法。厚膜电阻和薄膜电阻在材料和工艺上的区别直接导致了两种电阻在性能上的差异。厚膜电阻一般精度较差，10%，5%，1%是常见精度，而薄膜电阻则可以做到0.01%精度，0.1%精度等。同时厚膜电阻的温度系数上很难控制，一般较大，同样的，薄膜电阻则可以做到非常低的温度系数，这样电阻阻值随温度变化非常小，阻值稳定可靠。所以薄膜电阻常用于各类仪器仪表，医疗器械，电源，电力设备，电子数码产品等。
[0006]碳膜电阻器，是用有机粘合剂将碳墨、石墨和填充料配成悬浮液涂覆于绝缘基体上，经加热聚合而成。曾经是电子、电器、资讯产品使用量最大的电阻，价格最便宜，品质稳定性信赖度高。
[0007]碳膜电阻器稳定性良好，负温度系数小，高频特性好，受电压和频率影响较小，噪声电动势较小，脉冲负荷稳定，阻值范围宽，因其制作容易，生产成本低、价廉，故应用非常广泛。
[0008]CN85107513提供一种合成碳膜电位器的碳膜浆料，该浆料由碳黑、石墨、酚醛树月旨、有机合成改性树脂、丁醇及氧化锌等物按一定的重量比配制，制成了高、中、低阻三种基本浆料。用该三种基本浆料的一种、二种或三种就可配制成各种不同阻值的碳膜。由于浆料的组成全部运用的国内原料配方，又无毒，且由此做成的碳膜所装制的合成碳膜电位器，耐磨性好、动噪声值低，总阻误差小。
[0009]但是以上专利提供的碳膜浆料稳定性较差，受电压和频率影响较大。
【发明内容】
[0010]本发明针对现有技术存在的问题，提供一种高性能碳膜电阻器，该电阻器性能优越，负温度系数小，高频特性好，受电压和频率影响小，噪声电动势较小，脉冲负荷稳定，阻值范围宽，且生产成本低廉。
[0011]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是:
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为:
石墨15~25份、碳黑8~16份、酚醛树脂1~3份、二氧化硅2~5份、粘合剂1~3份、氧化银2—3份、氧化铜3~5份、丙醇30~40份；
石墨15~20份、碳黑8~12份、酚醛树脂1~2份、二氧化硅3~5份、粘合剂2~3份、氧化银2.5~3份、氧化铜4~5份、丙醇35~40份；
石墨20~25份、碳黑12~16份、酚醛树脂2~3份、二氧化硅2~3份、粘合剂1~2份、氧化银2~2.5份、氧化铜3~4份、丙醇30~35份；
石墨20份、碳黑12份、酚醛树脂2份、二氧化硅3份、粘合剂2份、氧化银2.5份、氧化铜4份、丙醇35份；
石墨17份、碳黑9份、酚醛树脂1.5份、二氧化硅4份、粘合剂2.5份、氧化银2.6份、氧化铜4.5份、丙醇37份；
石墨21份、碳黑13份、酚醛树脂2.5份、二氧化硅2.5份、粘合剂1.5份、氧化银2.3份、氧化铜3.5份、丙醇31份。
[0012]本发明的另外一个目的是提供一种高性能碳膜电阻器的制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨30~40 min，氮气保护下170~180°C烧结20~28min，再加入其他浆料原料，超声处理30~45min，过130~160 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为300~340V，磁场为200~300G，电流密度为50~60mA/cm，功率密度为30~40W/cm，膜厚度为0.2-0.8 μπι，即得成品。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明提供的一种高性能碳膜电阻器，该电阻器性能优越，负温度系数小，高频特性好，受电压和频率影响小，噪声电动势较小，脉冲负荷稳定，阻值范围宽，且生产成本低廉。
【具体实施方式】
[0014]下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
[0015]实施例1
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为:
石墨15份、碳黑8份、酚醛树脂1份、二氧化硅2份、粘合剂1份、氧化银2份、氧化铜3份、丙醇30份。
[0016]其制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨30 min，氮气保护下170°C烧结20min，再加入其他楽料原料，超声处理30min，过130 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为300V，磁场为200G，电流密度为50mA/cm，功率密度为30W/cm，膜厚度为0.2 μ m，即得成品。
[0017]实施例2
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为: 石墨25份、碳黑16份、酚醛树脂3份、二氧化硅5份、粘合剂3份、氧化银3份、氧化铜5份、丙醇40份。
[0018]其制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨40 min，氮气保护下180°C烧结28min，再加入其他楽料原料，超声处理45min，过160 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为340V，磁场为300G，电流密度为60mA/cm，功率密度为40W/cm，膜厚度为0.8 μ m，即得成品。
[0019]实施例3
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为:
石墨20份、碳黑12份、酚醛树脂2份、二氧化硅3份、粘合剂2份、氧化银2.5份、氧化铜4份、丙醇35份。
[0020]其制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨35 min，氮气保护下175°C烧结24min，再加入其他楽料原料，超声处理40 min,过145 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为320V，磁场为250G，电流密度为55mA/cm，功率密度为35W/cm，膜厚度为0.5 μ m，即得成品。
[0021]实施例4
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为:
石墨17份、碳黑9份、酚醛树脂1.5份、二氧化硅4份、粘合剂2.5份、氧化银2.6份、氧化铜4.5份、丙醇37份。
[0022]其制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨32 min，氮气保护下172°C烧结22min，再加入其他楽料原料，超声处理35min，过1340 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为310V，磁场为220G，电流密度为53mA/cm，功率密度为32W/cm，膜厚度为0.3 μπι，即得成品。
[0023]实施例5
一种高性能碳膜电阻器，碳膜浆料原料的各组分的重量份为:
石墨21份、碳黑13份、酚醛树脂2.5份、二氧化硅2.5份、粘合剂1.5份、氧化银2.3份、氧化铜3.5份、丙醇31份。
[0024]其制备方法，包括以下步骤:
将石墨、碳黑混合，球磨38 min，氮气保护下177°C烧结26min，再加入其他楽料原料，超声处理43min，过150 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为330V，磁场为270G，电流密度为57mA/cm，功率密度为37W/cm，膜厚度为0.7 μ m，即得成品。
【主权项】
1.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨15~25份、碳黑8~16份、酚醛树脂1~3份、二氧化硅2~5份、粘合剂1~3份、氧化银2—3份、氧化铜3~5份、丙醇30~40份。2.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨15~20份、碳黑8~12份、酚醛树脂1~2份、二氧化硅3~5份、粘合剂2~3份、氧化银2.5-3份、氧化铜4~5份、丙醇35~40份。3.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨20~25份、碳黑12~16份、酚醛树脂2~3份、二氧化硅2~3份、粘合剂1~2份、氧化银2~2.5份、氧化铜3~4份、丙醇30~35份。4.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨20份、碳黑12份、酚醛树脂2份、二氧化硅3份、粘合剂2份、氧化银2.5份、氧化铜4份、丙醇35份。5.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨17份、碳黑9份、酚醛树脂1.5份、二氧化硅4份、粘合剂2.5份、氧化银2.6份、氧化铜4.5份、丙醇37份。6.一种高性能碳膜电阻器，其特征在于:碳膜浆料原料各组分的重量份为: 石墨21份、碳黑13份、酚醛树脂2.5份、二氧化硅2.5份、粘合剂1.5份、氧化银2.3份、氧化铜3.5份、丙醇31份。7.一种高性能碳膜电阻器的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 将石墨、碳黑混合，球磨30~40 min，氮气保护下170~180°C烧结20~28min，再加入其他浆料原料，超声处理30~45min，过130~169 μ m滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为300~340V，磁场为200~300G，电流密度为50~60mA/cm，功率密度为30~40W/cm，膜厚度为0.2-0.8 μπι，即得成品。
【专利摘要】本发明涉及一种高性能碳膜电阻器及其制备方法，属于薄膜电阻器技术领域；其中碳膜浆料原料的各组分的重量份为石墨15~25份、碳黑8~16份、酚醛树脂1~3份、二氧化硅2~5份、粘合剂1~3份、氧化银2~3份、氧化铜3~5份、丙醇30~40份；其制备方法为将石墨、碳黑混合，球磨30~40min，氮气保护下170~180℃烧结20~28min，再加入其他浆料原料，超声处理30~45min，过130~160μm滤膜，得碳膜浆料；将碳膜浆料磁控溅射在陶瓷基板上，控制加速电压为300~340V，磁场为200~300G，电流密度为50~60mA/cm，功率密度为30~40W/cm，膜厚度为0.2~0.8μm，即得成品；该电阻器性能优越，负温度系数小，高频特性好，受电压和频率影响小，噪声电动势较小，脉冲负荷稳定，阻值范围宽，且生产成本低廉。
【IPC分类】H01C10/00
【公开号】CN105355351
【申请号】CN201510810813
【发明人】陈桂兴
【申请人】陈桂兴
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月23日