專利名稱：一種陶瓷基片電阻板的制備方法及所得的電阻板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
-本發(fā)明涉及一種電阻板的制備方法、所得的電阻板，尤其涉及一種應(yīng)用 于節(jié)氣門位置傳感器的陶瓷基片電阻板的制備方法及所得的電阻板。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)汽車、摩托車的環(huán)保要求，目前國內(nèi)外的汽車燃油系統(tǒng)已由原 來的化油器時代轉(zhuǎn)變?yōu)殡妵姇r代(即電子燃油噴射系統(tǒng))，中國國內(nèi)也將在近 年內(nèi)完成摩托車由化油器向電子燃油噴射系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。節(jié)氣門位置傳感器做 為電噴系統(tǒng)的一個重要傳感器，是用來實(shí)時檢測車輛發(fā)動機(jī)在怠速或工作狀 態(tài)時的節(jié)氣門閥體開放角度，并將該開放角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?br> (ECU)，由ECU根據(jù)該數(shù)據(jù)，計(jì)算并調(diào)節(jié)噴油器和氣門調(diào)節(jié)閥兩者達(dá)到合適 的比例狀態(tài)，從而保證燃油和空氣的混合比例能永遠(yuǎn)保持在完全燃燒的環(huán)保 標(biāo)準(zhǔn)范圍。電阻板產(chǎn)品做為節(jié)氣門位置傳感器中的關(guān)鍵部件，能將節(jié)氣門閥 體的開放角度，以阻值線性變化的方式，轉(zhuǎn)化為輸出電壓的線性變化，成功 實(shí)現(xiàn)了節(jié)氣門閥體的機(jī)械位移信號轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號的功能。
目前用于節(jié)氣門位置傳感器的電阻板普遍工藝是碳膜電阻體是印刷生 成于覆銅PCB板上，覆銅PCB板需預(yù)先覆上一層銅電極層，做為電阻的連接 端和輸出的連接端。再在覆銅PCB板上印刷碳膜電阻，碳膜電阻需與PCB及 PCB板上的覆銅層接觸。但這種設(shè)計(jì)存在以下問題
1、 覆銅PCB板的表面平面粗糙度、翹曲度以及厚度精度較差，使碳膜電 阻印刷到PCB板上后，電阻膜的平面粗糙度較差，導(dǎo)致電刷在電阻膜層上滑 動時，電刷與電阻膜層之間的摩擦系數(shù)大，電阻膜層容易被電刷刮落，極大 程度的影響到產(chǎn)品的壽命。
2、 電阻膜層和電刷膜之間的接觸性差，導(dǎo)致產(chǎn)品的輸出線性度不好，不 能很好的反映節(jié)氣門閥體的線性變化和發(fā)動機(jī)的工況。3、覆銅層和碳膜由兩種不同的工藝生成，覆銅層的材料和碳膜電阻的材 料存在比較大的熱膨漲系數(shù)。而節(jié)氣門位置傳感器是安裝在汽車(摩托車) 的發(fā)動機(jī)旁邊，溫度變化較大。這兩種不同熱膨漲系數(shù)的兩種材料的連接端 在長期工作過程中，容易受溫度變化而造成覆銅層和碳膜電阻膜層之間產(chǎn)生 剝離，影響產(chǎn)品的壽命。
4、由于傳統(tǒng)的覆銅PCB板一般只能耐高溫在250°C 300 'C左右且時間 不能過長，否則覆銅PCB板會出現(xiàn)變形，而碳膜電阻生產(chǎn)加工過程中一般需 要較高溫固化且長達(dá)1個多小時，同時，覆銅層的材料和碳膜電阻的材料存 在比較大的熱膨漲系數(shù)，因此，傳統(tǒng)的覆銅PCB板產(chǎn)品在電阻值控制及電阻 線性方面都存在劣勢，不利于工業(yè)化的大批量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需解決的問題是提供一種電阻耐磨性好、線性度好、長壽命的陶 瓷基片電阻板的制備方法；本發(fā)明需解決的另一問題是提供由該制備方法所 得的電阻板。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種陶瓷基片電阻板的制備方法，包括步驟(1) 在陶瓷基片的表面按設(shè)定的間距縱橫劃槽，形成帶有四方連續(xù)方格的劃槽面， 設(shè)定橫向劃槽、縱向劃槽及劃槽面為正面、劃槽面的背面為反面；(2)用厚膜 絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片的反面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格 形成附著于陶瓷基片端的層狀背電極膜層；(3)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基 片正面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶瓷基片劃槽 面的層狀面電極膜層，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(4)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在 靠近陶瓷基片方角部份面電極膜層上印刷電阻漿形成平衡電阻體膜層、保護(hù) 電阻體膜層，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(5)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在弧形部份 面電極上印刷碳膜電阻導(dǎo)體槳以形成電位器電阻體膜層，再放到固化爐中進(jìn) 行固化。只有通過上述燒結(jié)或固化，才能形成穩(wěn)定的功能膜層，即穩(wěn)定的背 電極膜層、面電極膜層、平衡電阻膜層、電位器電阻膜層。最后對整塊有相 應(yīng)功能膜層的基片根據(jù)已有的劃槽進(jìn)行分片、上引線，焊腳處理。
進(jìn)一步在上述陶瓷基片電阻板的制備方法中，所述的燒結(jié)溫度是850±5°C;所述的固化溫度為20(TC土5'C。在所述的步驟(5)后還包括對平衡電阻 體膜層、保護(hù)電阻體膜層進(jìn)行激光調(diào)阻，形成修阻的過程。所述的背電極膜 層、面電極膜層厚度是18 25iim。所述的平衡電阻體膜層、保護(hù)電阻體膜層 的厚度是10 18 P m。在制備方法中還包括在陶瓷基片正面印上標(biāo)記的過程。 所述的電極膜層是Ag/Pd、電阻膜層是納米級材料。
由上述制備方法所得的電阻板，所述的基片是陶瓷板；所述的平衡電阻 體膜層、保護(hù)電阻體膜層、電位器電阻體膜層是印刷在面電極的相應(yīng)位置上； 所述的引線在基片端卡接背電極膜層和面電極膜層，并通過焊接加固引線與 背電極膜層和面電極膜層的電導(dǎo)通。在基片正面有對平衡電阻體膜層、保護(hù) 電阻體膜層進(jìn)行激光調(diào)阻所形成的修阻；基片正面有標(biāo)記。該陶瓷基片具有 優(yōu)良的電絕緣性，表面粗糙度、翹曲度、厚度、外形尺寸精度較好，能達(dá)1800 'C的高溫繞結(jié)，熱膨脹系數(shù)與電子漿料具有很好的匹配性。選用電極漿料、 電阻漿料進(jìn)行先后印刷及燒結(jié)，接著進(jìn)行碳膜電阻漿料的印刷及固化。從而 形成良好的功能膜層，為提高產(chǎn)品的精度，接著進(jìn)行激光修阻，這樣成功解 決了節(jié)氣門位置傳感器的工作壽命和線性度問題，滿足高、中、低各檔汽車 (摩托車)的對節(jié)氣門位置傳感器的使用要求，同時，由于產(chǎn)品采用厚膜印 刷生成技術(shù)，適應(yīng)工業(yè)化的大批量生產(chǎn)。
上述電阻板用于節(jié)氣門位置傳感器的應(yīng)用，通過改變中間電阻的阻值達(dá) 到控制電壓大小的輸送。由于該電阻板的電阻膜層的平整性和耐磨性好，以 及電阻膜層與電極膜層的連接壽命長，從而成功提高了節(jié)氣門位置傳感器的 工作壽命和線性度。即產(chǎn)品具有價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、線性精度高、耐磨性 好等優(yōu)點(diǎn)?？梢詽M足高、中、低各檔汽車(摩托車)的使用要求。該電阻板 用于節(jié)氣門位置傳感器的應(yīng)用時，其單個電阻板的耐磨壽命的耐磨指標(biāo)為 銀鎘電刷時耐磨壽命800萬次；鉑合金絲電刷時耐磨壽命可以達(dá)到1000萬次 以上。由于該電阻板是節(jié)氣門位置傳感器的核心部件，故電阻板的耐磨壽命, 其實(shí)也是指節(jié)氣門位置傳感器的耐磨壽命。


圖1是節(jié)氣門位置傳感器工作原理圖；圖2是單個電阻板的反面結(jié)構(gòu)圖形；圖3單個電阻板正面結(jié)構(gòu)圖形；圖4是陶瓷基片圖；圖5是背電極膜層 印刷圖樣；圖6是面電極膜層印刷圖樣；圖7是平衡電阻膜層印刷圖樣；圖 8是電位器電阻膜層印刷圖樣；圖9修阻圖樣；圖10上引線圖樣；其中，11
橫向劃槽、12縱向劃槽、2背電極膜層、3面電極膜層、4、 5平衡電阻膜層、 6保護(hù)電阻體膜層、7標(biāo)記、8電位器電阻膜層、9修阻、IO引線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的主旨是通過將陶瓷材料作為基片，選用厚膜絲網(wǎng)印刷方法，印 刷熱膨脹系數(shù)很匹配的電極漿料、電阻漿料制得電阻板，保證了電阻板的電 阻膜層的平整性和耐磨性以及電阻膜層與電極膜層的連接壽命，從而成功提 高了節(jié)氣門位置傳感器的工作壽命和線性度。下面參照附圖1 10，結(jié)合實(shí) 施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述，實(shí)施例中所提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的 限定，其中方法中各參數(shù)的選擇可因地制宜而對結(jié)果并無實(shí)質(zhì)性影響。
首先，簡述本發(fā)明方法的基本方案 一種陶瓷基片電阻板的制備方法，
包括步驟a)在陶瓷基片的表面按設(shè)定的間距縱橫劃槽，形成帶有四方連續(xù)
方格的劃槽面，設(shè)定橫向劃槽ll、縱向劃槽12及劃槽面為正面、劃槽面的背 面為反面；(2)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片的反面以每個單元方格為基準(zhǔn) 印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶瓷基片端的層狀背電極膜層2; (3)用厚膜絲
網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片正面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成
附著于陶瓷基片劃槽面的層狀面電極膜層3，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(4)用
厚膜絲網(wǎng)印刷方法在靠近陶瓷基片邊角部份面電極膜層3上印刷電阻漿形成 平衡電阻體膜層4、 5，保護(hù)電阻體膜層6，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(5)用厚 膜絲網(wǎng)印刷方法在弧形部份面電極3上印刷碳膜電阻導(dǎo)體漿以形成電位器電 阻體膜層8，再放到固化爐中進(jìn)行固化，最后對整塊已具有相應(yīng)功能膜層的基 片根據(jù)已有的劃槽進(jìn)行分片、上引線，焊腳處理。
實(shí)施例
一種陶瓷基片電阻板的制備方法，依次步驟為(l)在陶瓷基片的表面 按設(shè)定的間距縱橫劃槽，形成帶有四方連續(xù)方格的劃槽面，設(shè)定橫向劃槽11、 縱向劃槽12及劃槽面為正面、劃槽面的背面為反面。(2)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片的反面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶
瓷基片端的層狀背電極膜層2。 (3)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片正面以每 個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶瓷基片劃槽面的層狀面 電極膜層3，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度850°C±5°C，使之形成相 應(yīng)穩(wěn)固的功能膜層，其背電極膜層2厚度是18 25um，面電極膜層3厚度 是18 25um。 (4)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在靠近陶瓷基片邊角部份面電極3上 印刷電阻漿形成平衡電阻體膜層4、 5，保護(hù)電阻體膜層6，平衡電阻體膜層 4、 5、再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度85(TC士5-C，使之形成相應(yīng)穩(wěn)固 的功能膜層，其平衡電阻體膜層4、 5及電阻體膜層6的厚度是10 18um， 同時在陶瓷基片正面印上標(biāo)記7。 (5)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在弧形部份面電極3 上印刷碳膜電阻導(dǎo)體漿以形成電位器電阻體膜層8，再放到低溫爐中進(jìn)行固 化，固化溫度200士5。C，形成穩(wěn)定的電位器電阻體膜層8，它是核心部件， 該步驟還包括對平衡電阻體膜層4、 5、保護(hù)電阻體膜層6進(jìn)行激光調(diào)阻，形 成修阻9的過程。最后對整塊已具有相應(yīng)功能膜層的基片根據(jù)已有的劃槽進(jìn) 行分片、上引線，焊腳處理。所述的電極膜層是Ag/Pd、電阻膜層是納米級 材料。
用上述方得所得的鬼阻板，所述的基片是陶瓷板；所述的平衡電阻體膜 層4、 5、保護(hù)電阻體膜層6、電位器電阻體膜層8是印刷在面電極3的相應(yīng) 位置上；所述的引線10在基片端卡接背電極膜層2和面電極膜層3，并通過 焊接加固引線10與背電極膜層2和面電極膜層3的電導(dǎo)通。在基片正面有對 平衡電阻體膜層4、 5、保護(hù)電阻體膜層6進(jìn)行激光調(diào)阻所形成的修阻9;基 片正面有標(biāo)記7。
上述陶瓷電阻板應(yīng)用于節(jié)氣門位置的傳感器，其工作原理如附圖1所示，
其電阻耐磨指標(biāo)銀鎘電刷時耐磨壽命800萬次；鉑合金絲電刷時耐磨壽命
可以達(dá)到IOOO萬次以上。
權(quán)利要求
1、一種陶瓷基片電阻板的制備方法，包括步驟(1)在陶瓷基片的表面按設(shè)定的間距縱橫劃槽，形成帶有四方連續(xù)方格的劃槽面，設(shè)定橫向劃槽(11)、縱向劃槽(12)及劃槽面為正面、劃槽面的背面為反面；(2)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片的反面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶瓷基片端的層狀背電極膜層(2)；(3)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片正面以每個單元方格為基準(zhǔn)印刷導(dǎo)電漿料，逐格形成附著于陶瓷基片劃槽面的層狀面電極膜層(3)，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(4)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在靠近陶瓷基片邊角部份面電極膜層(3)上印刷電阻漿形成平衡電阻體膜層(4、5)，保護(hù)電阻體膜層(6)，再放到高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；(5)用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在弧形部份面電極(3)上印刷碳膜電阻導(dǎo)體漿以形成電位器電阻體膜層(8)，再放到固化爐中進(jìn)行固化；最后對整塊已具有相應(yīng)功能膜層的基片根據(jù)已有的劃槽進(jìn)行分片、上引線，焊腳處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于所述 的燒結(jié)溫度是850士5t:;所述的固化溫度為20(TC士5-C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于在所 述的步驟(5)后還包括對平衡電阻體膜層(4、 5)、保護(hù)電阻體膜層(6)進(jìn)行 激光調(diào)阻，形成修阻(9)的過程。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于所述 的背電極膜層(2)厚度是18 25um。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于所述 的面電極膜層(3)厚度是18 25tim。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于所述 的平衡電阻體膜層(4、 5)、保護(hù)電阻體膜層(6)的厚度是10 18um。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于包括在陶瓷基片正面印上標(biāo)記(7)的過程。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述陶瓷基片電阻板的制備方法，其特征在于所述的電極膜層是Ag/Pd、電阻膜層是納米級材料。
9、 一種根據(jù)權(quán)利要求1 8中擇一所述的制備方法所得的電阻板，其特征 在于所述的基片是陶瓷板；所述的平衡電阻體膜層(4、 5)、保護(hù)電阻體膜 層(6)、電位器電阻體膜層(8)是印刷在面電極(3)的相應(yīng)位置上；所述 的引線(10)在基片端卡接背電極膜層(2)和面電極膜層(3)，并通過焊接 加固引線(10)與背電極膜層(2)和面電極膜層(3)的電導(dǎo)通。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電阻板，其特征在于在基片正面有對平衡 電阻體膜層(4、 5)、保護(hù)電阻體膜層(6)進(jìn)行激光調(diào)阻所形成的修阻(9); 基片正面有標(biāo)記(7)。
全文摘要
一種陶瓷基片電阻板的制備方法及所得的電阻板，在陶瓷基片設(shè)定橫向劃槽、縱向劃槽及劃槽面為正面、劃槽面的背面為反面；用厚膜絲網(wǎng)印刷方法在陶瓷基片反面形成背電極膜層；正面形成面電極膜層、平衡電阻體膜層、保護(hù)電阻體膜層、電位器電阻體膜層；最后對整塊基片根據(jù)已有的劃槽進(jìn)行分片、上引線，焊腳處理。用上述方法所得的電阻板，基片是陶瓷板；平衡電阻體膜層、保護(hù)電阻體膜層、電位器電阻體膜層是印刷在面電極的相應(yīng)位置上；引線在基片端卡接背電極膜層和面電極膜層，并通過焊接加固引線與背電極膜層和面電極膜層的電導(dǎo)通。該電阻板用于節(jié)氣門位置傳感器的應(yīng)用時，耐磨壽命高，線性度高。
文檔編號H01C17/245GK101315824SQ20081002918
公開日2008年12月3日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者何國強(qiáng), 張遠(yuǎn)生, 李志堅(jiān), 羅文初, 鄧進(jìn)甫, 陳潔峰 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司