CN101399102A - 涂覆线和薄膜电阻器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂覆线和薄膜电阻器。根据本发明，在保持内核和涂层的分离的相的同时，具有软焊料的涂覆线是可焊接的。根据本发明，用银电镀涂覆100μm－400μm厚的镍线。对于用涂覆线作为连接线的薄膜电阻器而言，包括电绝缘衬底上的铂测量电阻器和连接至测量电阻器的连接线，该连接线具有被涂覆的镍内核。根据本发明的涂层是由银或玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成的，涂层的外侧是由玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成的。

Description

涂覆线和薄膜电阻器

技术领域

本发明涉及薄膜电阻器、一种薄膜电阻器的制造方法以及用于薄膜电阻器的由镍制成的新型连接线。本发明意义上的薄膜电阻器包括衬底的电绝缘表面上的电阻器图案，其中，电阻器图案是由玻璃盖板覆盖的，并且与连接线电连接，其中，连接线从玻璃盖板中突出出来。

背景技术

特别地，连接线被机械地固定在玻璃盖板上。通过在衬底上沉积并焙烧玻璃浆，来形成玻璃盖板。对于大批量生产而言，以单个单元构建是非常昂贵的。如果用玻璃将多个薄膜电阻器一起装在一公共衬底上，然后可以用锯切的方式来分割这些薄膜电阻器。

根据Heraeus公司的产品型录“Ceramic and glass measurementresi stors/film resistors/test resistor thermometers”(PTM-W2)，我们所知的是具有涂覆了铂的由镍制成的连接管脚的薄膜电阻器。这种薄膜电阻器被设计为用于400℃-1000℃之间的高温应用中。

发明内容

本发明的问题包括提供一种更简单的用于大批量生产的方法。特别地，在保持用铂涂层获得的保护特性的同时，可简化连接线的焊接。

用本发明的一个技术方案的特征来解决这个问题。本发明的其他技术方案描述了优选实施例。

根据本发明，认识到由银或者银合金制成的线对测量电阻器有负面影响，但由具有薄的银涂层的镍内核制成的线不会产生这种负面影响。反过来，银涂层允许采用软焊料以背离测量电阻器的形式来将薄膜电阻器固定在它的末端。在根据本发明的一个优选实施例中，借助于连接区域(焊盘)，通过热压将涂覆银的镍线连接至测量电阻器。在这个焊盘上，涂覆了玻璃涂层，并且对于采用薄膜技术的情况，还沉积了玻璃浆。烧结玻璃浆来形成多孔体。最后，打破玻璃浆(特别是在理想的断裂点)来分割测量电阻器。

优选地，加热线，以便在被加热的线周围形成玻璃薄膜。为了增大线到测量电阻器和釉的连接的强度，线的涂层，特别是薄膜涂层也是合适的。

对于涂层，特别有效的合适的材料包括非挥发性的无机组分，例如陶瓷或金属，特别是玻璃。

根据本发明，提供了具有镍内核和银涂层的连接线。具有根据本发明的银涂层的连接线可以被直接焊接到涂层上，其中，由于在银和镍之间形成了合金，接触点在连接线的质量上并没有受到损失。从而，显著地简化了高质量薄膜电阻器的生产。

对于具有镍基(based on nickel)内核的涂覆线而言，根据本发明，在用软焊料焊接的过程中，特别是当涂覆线具有银基涂层时，线的内核和涂层保持分离的相(separate phases)。

可以用惰性材料，例如玻璃、特别是石英玻璃或陶瓷、尤其是氧化铝来稀释银涂层。优选地，银涂层或者它的银相至少具有99％的重量纯度。同样可以用惰性材料稀释内核。优选地，镍内核或它的镍相至少具有99％的重量纯度。

还可以用惰性材料完全代替银。结果是，根据本发明，在用软焊料进行焊接的过程中，对于由银或玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成的涂层，内核材料保持分离的相。由于银绝不会污染测量电阻器，所以将银涂层建构得远远比镍内核薄，具体地薄至少一个数量级，优选地薄至少两个数量级。

镍内核的100μm-400μm的直径和银涂层的0.2μm-20μm，特别是1μm-5μm的厚度是根据本发明的尺寸。对于生产来讲，可以用银电镀涂覆100μm-400μm厚的镍线。特别地，将银电镀沉积在镍线上，形成0.5μm-1μm的涂层厚度。

对于生产根据本发明的具有涂覆线的薄膜电阻器而言，当将涂覆线连接至薄膜电阻器毛坯的焊盘时，涂层和内核保持分离的相。

根据本发明构建了具有涂层的薄膜电阻器，该薄膜电阻器具有在电绝缘衬底上的铂测量电阻器以及作为连接线连接至该测量电阻器的涂覆线，该涂覆线具有被涂覆的镍内核，所述涂层由银或玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成，或者所述涂层的外侧由玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成。特别地，尽管存在与测量电阻器的热压，在接触区域连接线的涂层依然保持着相对于连接线内核的相。出于这个目的，银涂层或银相或镍内核优选地至少具有99％的重量纯度。从而，薄膜电阻器具有被涂覆的连接线，相对于它的导电性以及在它的机械性能方面，其涂层不会受到内核的材料的扩散的危害。

在一个高值实施例中，用玻璃或者玻璃陶瓷覆盖测量电阻器和末端附着到测量电阻器上的区域的连接线。

薄膜电阻器在线上具有根据本发明的(特别是由铂或银制成的)薄玻璃涂层或薄金属涂层，以及具有沉积在该涂层上的厚玻璃组分，该薄膜电阻器包括衬底的电绝缘表面、布置在电绝缘表面上的导电带、两条连接至该导电带的镍线以及玻璃盖板，该玻璃盖板密封该导电带和连接至该导电带的线末端。

特别地，它的釉具有直接布置在线的金属表面上的第一薄的组分以及沉积在第一组成分上的厚的主要组分。

镍线上的氧化镍薄膜厚度优选地小于等于1μm，特别是小于100nm。

在一个特别稳定的实施例中，在连接线上沉积薄金属或玻璃组分，所述连接线连接至布置在电绝缘衬底上的导电带，以及在这个金属或玻璃组分上沉积并焙烧厚的玻璃浆。

还可以在包含玻璃的介质中加热连接线，直到在线的周围形成玻璃膜。

根据本发明，可以通过打破釉结在一起的多个薄膜电阻器来进行分割。这简化了薄膜电阻器的生产，所述薄膜电阻器是由衬底的电绝缘表面上的至少一个电阻器图案构成的，所述衬底具有被覆盖的电阻器图案，并具有用玻璃进行应力消除(strain relief)后的连接线，所述连接线以电导通的方式连接至电阻器图案。

在一个优选实施例中，用玻璃(特别是采用薄膜技术)包围附着到接触点的银线。然后，根据本发明，通过沉积玻璃浆并对其进行焙烧，只对玻璃包围的线进行应力消除。采用这种技术，避免了已知的在采用玻璃对连接线进行应力消除过程中的气泡形成。

在一个特别简单的实施例中，根据本发明的镍线具有玻璃涂层。该玻璃涂层保护线不受腐蚀，并允许利用玻璃浆进行应力消除的无气泡固定。利用这种薄的玻璃膜，更容易划开或裂开焊接点的氧化膜。后面的焊接点自身可以比拟于金属陶瓷混合物，并且在焊接点的区域中，相比较用外部的玻璃珠子进行了应力消除的典型的金属焊料连接，该焊接点对由于不同的膨胀系数而产生的应力不敏感。

根据本发明的薄膜电阻器的显著的稳定性允许通过彼此分开而进行分割。从而，根据本发明，可以在一个衬底板上同时生产多个薄膜电阻器，尤其是采用应力消除了的玻璃浆的公共沉积。为了分开这些电阻器，应当(特别是)通过刻画衬底引入理想的断裂点。相对于之前的通过锯切的分割，最后的用于分割薄膜电阻器的分开是一种巨大的工艺简化过程。

附图说明

下面，参照附图对本发明进行描述。图1至图5示出：

图1示出了涂覆镍银的线；

图2示出了具有涂覆镍银的线的薄膜电阻器毛坯；

图3示出了具有涂覆银的镍线的薄膜电阻器毛坯，该涂覆银的镍线具有由石英玻璃或氧化铝制成的薄膜涂层；

图4示出了用无气泡应力消除的珠子制造的薄膜电阻器；

图5示出了在分割之前制造在一个板上的多个薄膜电阻器，以及用于这种分割的有助于裂开的理想断裂点。

具体实施方式

在线或薄膜电阻器的制造过程中或在薄膜电阻器的使用过程中金属间相的形成不会降低根据图1的具有镍内核2和银涂层3的涂覆线1的质量，这是因为银和镍不易于在彼此之间形成金属间相。在焊接点处，金属间相的形成是一个经常观察到的问题，根据本发明是可以避免的。这些问题一方面(特别地)包括由于相生长而导致的材料疲劳增大，另一方面，还包括导电性的降低。采用根据本发明的线，根据本发明，这些问题不会出现。当涂层3还具有玻璃或陶瓷，或者只是由玻璃或陶瓷或这些材料的混合物制成时，这些问题同样不会出现。在本文中，根据本发明的涂覆线1与传统的铂镍线不同，在传统的铂镍线中，镍扩散进入铂中，并且对铂的良好性能产生负面影响。根据本发明，在焊接涂覆线以及将涂覆线用作薄膜电阻器时，都保持了涂层的性能。

这可以实现根据本发明的涂覆线1的实施例，涂覆线1具有银涂层3或玻璃涂层3或陶瓷涂层3以及它们的组合，像(例如)由银金属陶瓷或掺杂银的玻璃制成的涂层3。更优选的是，涂层3由银、玻璃或陶瓷的合成物制成，以及涂层3由玻璃陶瓷或者由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷覆盖的涂覆银的镍线制成。

根据图1的另外用玻璃或陶瓷涂覆的、尤其是用另外的薄膜6涂覆的涂覆线1允许在热压之后用玻璃进行无气泡应力消除7。特别地，二氧化硅或氧化铝薄膜6的沉积在应力消除珠子的焙烧过程中提供良好的保护，使其不受熔化玻璃的任何反应的影响。

在图2中，根据图1的涂覆线1被焊接在焊盘4上，该焊盘连接到薄膜电阻器毛坯5的测量电阻器。

在根据图2的高值实施例中，用玻璃或陶瓷涂覆固定在焊盘4上的银涂层镍线1，来形成根据图3的毛坯5。

在根据图2的简单实施例中，利用薄膜技术，用玻璃或陶瓷来涂覆焊接在焊盘4上的镍线1，来形成根据图3的毛坯5。

有利地，用玻璃或陶瓷涂覆具有多个薄膜电阻器毛坯5的衬底板。在这种玻璃或陶瓷上沉积用于应力消除7的玻璃浆，来形成根据图4的薄膜电阻器毛坯，其中，根据本发明的方法，防止了在连接线上形成气泡。

在板上执行薄膜电阻器8的生产，所述板被用作多个薄膜电阻器8的衬底。因此，为了生产多个薄膜电阻器8，可以并行地执行用于薄膜电阻器8的生产的单个工艺步骤。特别地，可以执行公用的薄膜沉积，来用玻璃或陶瓷涂覆焊接的连接线。优选地，生成根据图5的理想的断裂点9，以便薄膜电阻器8对于分割是更容易断开的。

Claims (10)

1.一种薄膜电阻器，其具有电绝缘衬底上的铂测量电阻器以及连接至测量电阻器的连接线，所述连接线具有被涂覆的镍内核，其特征在于涂层是由银或者银与玻璃或陶瓷的混合物制成。

2.根据权利要求1所述的薄膜电阻器，其特征在于银涂层或银相或镍内核具有至少99％的重量纯度。

3.根据权利要求1或2所述的薄膜电阻器，其特征在于镍内核具有100μm-400μm的直径，银涂层具有0.2μm-5μm的厚度。

4.根据权利要求1-3中的一个权利要求所述的薄膜电阻器，其特征在于所述薄膜电阻器具有被涂覆的连接线，对于它的导电性，以及在它的机械性能方面，涂层不受内核材料扩散的危害。

5.根据权利要求1-4中的一个权利要求所述的薄膜电阻器，其特征在于在所述连接线的末端连接至测量电阻器的区域中，用玻璃或玻璃陶瓷覆盖所述测量电阻器和所述连接线。

6.一种薄膜电阻器，尤其是一种根据权利要求1-5中的一个权利要求所述的薄膜电阻器，其包括衬底的电绝缘表面、布置在所述电绝缘表面的导电带、两条连接至所述导电带的连接线以及玻璃盖板，该玻璃盖板密封所述导电带和连接至所述导电带的线末端，其特征在于所述连接线具有由镍制成的内核和银涂层。

7.一种生产薄膜电阻器的方法，所述薄膜电阻器由衬底的电绝缘表面上的至少一个电阻器图案、覆盖所述电阻器图案的玻璃盖板以及伸出玻璃盖板外的连接线组成，所述连接线以导电的方式连接至所述电阻器图案，所述方法的特征在于用断裂的方式来分割一起装在玻璃中的多个薄膜电阻器。

8.一种生产薄膜电阻器的方法，所述薄膜电阻器包括根据权利要求1-6中的一个权利要求所述的测量电阻器以及连接至其上的涂覆线，其特征在于涂覆线通过热压以导电的形式被结合至电阻涂层的接触表面上。

9.一种将薄膜电阻器连接至镍基线的方法，其特征在于用软焊料焊接从所述测量电阻器突出的线。

10.一种根据权利要求9所述的方法，其特征在于在不用助熔剂的情况下，用软焊料焊接涂覆线。

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