[发明专利]金属膜电阻器制造方法及制成的金属膜电阻器

说明书

本发明涉及一种制造金属膜电阻器的方法以及按照该方法制成的金属膜电阻器。

金属膜电阻器广泛地用于构成各种电器和测量仪器中的电路。对于这类金属膜电阻器而言，作为精密电阻器的特征，近来已要求这种精密电阻器具有从高电阻至10mΩ的低电阻的宽阻值范围。还要求具有良好的电阻温度系数以及小至±1％的阻值误差。

通常，采用铜-镍合金膜的金属膜电阻器是一种公知的可适用于从高电阻区至低电阻区的应用场合，并具有良好的电阻温度系数的电阻器。此电阻器通常是这样制造的：通过在陶瓷材料的绝缘表面上交替地电解淀积铜和镍膜形成叠置的多层，此后在约800℃的高温下对此叠层膜进行热处理，从而形成铜-镍合金膜。

采用蒸汽淀积的镍-铬膜的电阻器是另一种具有非常好的电阻温度系数的超精密金属膜电阻器。此电阻器的电阻温度系数特性小至±10ppm/℃，其阻值误差小至±1％。

然而，上述的前一种铜-镍合金膜电阻器的缺点是：为使电化学淀积的多层铜和镍膜转变为匀质合金，要求在约800℃的高温下热处理。另外，其阻值在这种高温下热处理步骤中易改变，而且其制造成本高，因为其制备需要大量电能。再者，所获得的电阻器的电阻温度系数不能令人满意，仅为±250ppm/℃。

采用蒸汽淀积的镍-铬合金膜的后一种金属膜电阻器具有的缺点是：由于其镍-铬膜是由蒸汽淀积形成的，此厚膜的构成是不均匀的。因此，在此类电阻器中，只能制造那些具有100Ω至100KΩ的高电阻的电阻器。

因此，本发明主要目的是提供一种制造金属膜电阻器的方法，其中该电阻器具有的电阻值在从高电阻至低电阻的宽范围内，并且还具有良好的电阻温度系数。

本发明的另一目的是提出按照本发明方法制成的金属膜电阻器。

本发明提供了一种制造金属膜电阻器的方法，此电阻器包括至少一个绝缘衬底、一层在所述绝缘衬底表面上形成的铜-镍合金电阻膜、以及一对与所述电阻膜连接的电极引出端。该方法包括从含有铜盐和镍盐的焦磷酸盐水溶液的电镀液中通过电镀淀积铜-镍合金的工序。

在本发明的一个优选实施例中，淀积铜-镍合金的步骤包括：在20-40℃的电镀液温度下，电镀液的PH值为6-8的条件下电解含有0.005-0.030M/L(摩尔/升)约CuSO₄·5H₂O、0.07-0.30M/L的NiSO₄·6H₂O和0.20-0.50M/L的K₄P₂O₇的焦磷酸盐水溶液的电镀液，从而淀积成含铜40-65wt(重量)％的铜-镍合金膜。

在上述的制造金属膜电阻器的方法中，淀积铜-镍合金的优选方式是采用铜和镍作为分离的阳极，并且最好在铜阳极和镍阳极之间按预定的恒定比率分配镀敷电流，从而使电镀液中镍离子与一价或二价铜离子的浓度比基本保持恒定。

上述的这种用于制造金属膜电阻器的方法，除了上述步骤之外，还包括在淀积铜-镍合金之前以非电镀方式淀积一个金属底层的步骤，此金属衬层在绝缘衬底上作为铜-镍合金的基底。

在本发明的另一方案中，制造金属膜电阻器的方法还包括：在淀积铜-镍合金之前，对绝缘衬底进行激活处理并以非电镀方式淀积一镍底层，此底层在绝缘衬底上作为铜-镍合金的基底。

上述的制造金属膜电阻器的方法还可包括在500℃或更高温度下在氮气氛中对淀积成的铜-镍合金进行热处理的步骤。

本发明的新的特征在所附权利要求中做了具体描述，同时，从结合附图给出的以下详细说明中，可以更好地理解本发明的构成和内容以及其它目的和特征。

图1是一个部分剖开的前视图，它示出根据本发明的一个实施例制造的金属膜电阻器的结构。

图2是一个显示金属膜电阻器结构前视图，是根据本发明的实施例制造的用于测量电阻器的电阻温度系数的电阻器。

图3是一曲线图，它示出在各种PH值的电镀液中获得的电阻器的TCR(电阻温度系数)与镀膜的热处理温度之间的关系。

图4是一曲线图，它示出在不同的PH值的电镀液中获得的电阻器的电阻值与镀膜的热处理温度之间的关系。

图5是一曲线图，它示出本发明的实施例或比较例的电阻器的TCR与镀膜的热处理温度之间的关系。

图6是一曲线图，它示出本发明的实施例或比较例的电阻器的电阻值与镀膜的热处理温度之间的关系。

图7是一曲线图，它示出不同镀敷电流时的镀敷时间与所得到的电阻器的电阻值之间的关系。