[发明专利]一种限流电阻器及其成膜方法、制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电阻制作工艺，尤其是一种特殊用途的火工品限流电阻器及其制作工艺。

背景技术

传统圆柱形轴向引出线金属氧化膜电阻器主要结构包括：圆柱形氧化铝陶瓷基体、电阻膜层、帽盖、引出线和阻燃保护层。电阻器是一个电能—热能转换元件，它消耗电能并使其本身温度升高。电阻器产生的热量，一部分升高了本身的温度，另一部分以辐射、对流、传导三种方式将热量散掉。当电阻器向周围散去的热量等于产生的热量时，电阻器表面的温度才达到平衡。

而电阻器的额定功率决定于电阻器本身外形尺寸大小，电阻器的外形尺寸越大，额定功率就越大；反之，电阻器的外形尺寸越小，额定功率就越小。通常，额定功率为1W的电阻器需要采用Φ3mm×11mm的瓷棒作为基体。

目前市场上同类结构的普通电阻器采用传统的刻螺纹槽的工艺进行调阻，在圆柱体上刻螺纹槽可以成倍放大电阻器的阻值，但是电阻器的导电膜变窄，在电阻器上只能够施加额定功率的电压才能长期稳定工作。通常当电压超过额定电压的5～10倍时，由于流过电阻器导电膜层单位面积的电流密度增加，电阻器表面温度急剧升高导致电阻膜层烧毁失效。因此，市场上同类结构的普通电阻器不具备承受200倍的瞬时过载功率，在200毫秒内不失效；以及200毫秒到5秒时间内电阻器熔断这一特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种新的电阻制作工艺及有这种工艺生产制造的电阻器。

本发明首先提供了一种限流电阻器的成膜方法，包括：

步骤1：采用磁控溅射方法在瓷棒上溅射电阻膜层，且在溅射过程中通入氧气与氩气；步骤2：将溅射上电阻膜层的瓷棒放置于温度为350℃～450℃的环境中进行热处理；步骤3：采用刻直槽或不刻槽的方式对电阻膜层进行调阻；所述刻直槽是指沿着瓷棒径向在电阻膜层上刻出一条直槽。

优选地，所述瓷棒的直径为1.7mm，长为5.2mm；或者所述瓷棒的直径为2.5mm，长为8.0mm；或者所述瓷棒的直径为3mm，长为11mm；或者所述瓷棒的直径为4.5mm，长为17mm；所述瓷棒采用800℃～1100℃的高温煅烧工艺制成。

进一步，在步骤1中，所述溅射过程持续8小时～15小时。

进一步，在步骤2中，将瓷棒放置于温度为350℃～450℃的环境中4小时～6小时。

本发明改提供了一种限流电阻器的制作方法，采用前述的成膜方法完成电阻膜的成膜工艺步骤。

进一步，在成膜工艺步骤之后还包括老练步骤：先对成品电阻进行脉冲老练，然后进行交流高压老练；或者先对成品电阻进行交流高压老练，然后进行脉冲老练。

进一步，所述脉冲老练时采用的脉冲电压为持续时间为5分钟；所述交流高压老练时采用的电压为持续时间为5分钟；其中P为限流电阻器的额定功率，R为限流电阻器的阻值。

进一步，在所述老练步骤之后还包括温度冲击筛选步骤：

将成品电阻置于-65℃及125℃更替的温度环境中，待温度更替若干次后剔除失效的成品电阻。

本发明还提供了一种限流电阻器，包括瓷棒，瓷棒上覆盖有电阻膜层，瓷棒两端分别加盖有端帽，两端的端帽上连接有引出线，在电阻最外层覆盖有阻燃保护层，所述电阻膜层通过前述的成膜方法形成于瓷棒上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明中的电阻膜采用采用磁控溅射的方式进行成膜，采用含镍铬合金的低阻靶材，在溅射过程中通氧气和氩气，使膜层表面氧化，经过长时间(8h～15h)溅射。磁控溅射成膜后进行350℃～450℃，4～6h的高温热处理，使膜层结构得到了有效的改善，消除了膜层的内应力，从而提高了火工品限流电阻器膜层耐大电流冲击的能力。

2.选择具有良好的散热性能和机械性能的瓷棒(含AL₂O₃ 80％～90％)，瓷棒采用高温煅烧(800℃～1100℃)的工艺，使瓷棒表面清洁并形成再结晶，提高了电阻膜层的附着力和耐大电流的冲击能力。

3.本发明采用采用刻直槽或不刻槽的工艺，降低火工品限流电阻器导电膜层的电流密度。由于火工品限流电阻器需要承受大电流的冲击，最大电流达20A，传统的刻螺纹槽的方式会造成电流密度分布不均匀，使电阻膜层烧毁，而本发明采用刻直槽或不刻槽的工艺的调阻方式，可最大限度增加膜层的导电宽度，降低电阻器导电膜层的电流密度，提高电阻器膜层耐大电流冲击的能力。