[发明专利]一种薄膜片式电阻器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种薄膜片式电阻器及其制备方法，涉及电阻器技术领域。本发明提供的薄膜片式电阻器，包括基板、金刚石衬底、电阻层、金刚石保护层、外保护层、引出电极和端子焊接层，其中，所述电阻层设置于所述金刚石衬底和所述金刚石保护层之间。本发明通过在现有薄膜电阻器的基础上，引入金刚石衬底和金刚石保护层，将电阻层设置于金刚石衬底和金刚石保护层之间，提高片式电阻器中电阻层的散热能力、电阻功率水平，避免出现电化学腐蚀现象。

技术领域

本发明涉及电阻器技术领域，特别涉及一种薄膜片式电阻器及其制备方法。

背景技术

现有常规薄膜电阻保护结构，如图21所示，其在电阻层上方直接采用厚膜丝印技术涂布环氧树脂作为保护层，优点是材料单一、结构简洁，缺点是环氧树脂具有一定的透水、吸水的特性，在高温、高湿环境下水汽容易侵入，如果产品同时在通电状态，则会出现电腐蚀现象；并且环氧树脂保护导热能力较差，覆盖后形成的保护层不利于产品散热；此外，环氧树脂与其填充料之间存在细小的间隙，有可能使得环境气体进入，在长期作用下电阻层表面会出现氧化、氮化、甚至腐蚀现象，导致电阻值改变。

高稳定性薄膜电阻保护结构，如图22所示，通常在电阻层表面先用CVD工艺沉积一层氧化硅保护层，然后在氧化硅表面涂布一层光敏保护，通过曝光显影得到覆盖电阻层的保护，再通过湿法蚀刻方式将未覆盖部分氧化硅保护层去除，得到完全覆盖电阻层的氧化硅保护层，最后用厚膜丝印技术涂布环氧树脂作为外层保护层，使得电阻层上方或上下均覆盖氧化铝或氧化硅保护层。其优点是氧化硅透水率、吸水率基本为零，在相同的高温、高湿状态，可避免水汽与电阻层接触出现腐蚀，因此具有优秀的耐高温高湿能力。但其缺点同样显著，其氧化硅保护层导热能力差，相当于形成热阻隔层，导致电阻散热能力降低；且生产流程长，需导入CVD工艺、黄光微影工艺、湿法蚀刻工艺，涉及辅助材料多，结构、工艺复杂。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的是提供一种薄膜片式电阻器及其制备方法，旨在提高片式电阻器中电阻层的散热能力、电阻功率水平，避免出现电化学腐蚀现象。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种薄膜片式电阻器，包括基板、金刚石衬底、电阻层、金刚石保护层、外保护层、引出电极和端子焊接层，其中，所述电阻层设置于所述金刚石衬底和所述金刚石保护层之间。

本发明技术方案中，在现有薄膜电阻器的基础上，引入金刚石衬底和金刚石保护层，将电阻层设置于金刚石衬底和金刚石保护层之间。金刚石热导率约为2000W/m·K，在工作时电阻层所产生的热量可以迅速通过金刚石衬底和金刚石保护层向外传导，提高电阻层的散热能力，从而大幅提高薄膜电阻器的功率。

并且，金刚石具备不透水、不吸水的特性，作为衬底和保护层使用时，水汽无法侵入，从而使电阻层不会出现电化学腐蚀现象，电阻器可以长期稳定工作在高温高湿环境下。

此外，本发明采用金刚石保护层，可使用激光对电阻层切割调阻，切割过程中激光可以无损穿过金刚石保护层，不影响其气密性。

作为本发明所述薄膜片式电阻器的优选实施方式，所述金刚石衬底的厚度为1-50μm，更优选的，述金刚石衬底的厚度为20μm；所述金刚石保护层的厚度为1-10μm，更优选的，所述金刚石保护层的厚度为4μm。

作为本发明所述薄膜片式电阻器的优选实施方式，所述基板的材质为纯度99％的氧化铝陶瓷，所述基板的Ra值为0.2-0.4μm，更优选的，Ra值为0.3μm。

第二方面，本发明还提出一种薄膜片式电阻器的制备方法，采用CVD沉积技术制备金刚石衬底和/或金刚石保护层，所述CVD沉积技术包括热丝(HFCVD)沉积、直流辅助等离子体沉积、直流电弧等离子体喷射(DAPCVD)沉积、微波等离子体(WMPCVD)沉积、激光辅助(LACVD)沉积中的至少一种。