專利名稱：具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法，尤指一種供無鉛焊錫焊接，且具有能符合于無鉛焊錫的偏高焊接溫度的耐焊性，藉以讓電極不至于被焊錫吃掉的環(huán)型變阻器及其制造方法。
背景技術(shù)：
環(huán)型變阻器(Ring Varistor或Ring Variable Resistor)是一種外形為環(huán)型的電阻器，其電阻值會隨著外加電壓的不同而改變，該環(huán)形變阻器具有一陶瓷體以及設(shè)于該陶瓷體上的至少三段電極。
目前環(huán)型變阻器主要應用于直流微型電動機(DC micro-motor)，用以抑制電動機運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的電磁輻射干擾(EMI)，因為電磁輻射波對于人體或電子產(chǎn)品而言易于產(chǎn)生不良的影響。
環(huán)型變阻器依所使用的陶瓷材料來分，可分為氧化鋅(ZnO)以及鈦酸鍶(SrTiO3)等兩大類；依外觀電極材料的不同來分的話，則可分為銀電極與銅電極兩類。
而由于環(huán)型變阻器是直接提供給客戶使用，因此環(huán)型變阻器的焊接特性是否優(yōu)良，一直是客戶的要求重點，基于環(huán)?？紤]，2006年起世界各國即開始全面推廣無鉛焊錫，而無鉛焊錫在焊接時所需的溫度又偏高，使用銀電極鈦酸鍶為材料的環(huán)型變阻器，其上的電極根本無法耐此高溫，因此，銀電極鈦酸鍶環(huán)型變阻器的“耐焊性”就成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要克服、解決的一大課題。而在傳統(tǒng)上，若要提升銀電極鈦酸鍶環(huán)型變阻器的耐焊性，不外乎調(diào)整所使用銀膠的成份或銀含量，或是將銀電極的厚度增加，只是這些方法不但耗費成本，且其成效也頗為有限。
本案發(fā)明人即是針對上述先前技術(shù)的缺失而潛心進行研究，終于創(chuàng)造出一種確實能加以改善的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在于提供一種具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法，通過所增設(shè)的鍍鎳層、鍍錫層以及創(chuàng)新且特殊的制造方法，以制造出具有足夠耐焊性的環(huán)型變阻器，其鍍鎳層是用以達到耐焊效果，其鍍錫層則用以達到抗氧化的保護功效，以適合于具有偏高焊接溫度的無鉛焊錫使用，且符合客戶以及世界規(guī)范的要求。
為了達到如上所述的目的，本發(fā)明提供一種環(huán)型變阻器，其包括一陶瓷體；一銀層，其形成于所述陶瓷體上；一鍍鎳層，其電鍍于所述銀層上；及一鍍錫層，其電鍍于所述鍍鎳層上。
本發(fā)明還提供一種環(huán)型變阻器的制造方法，其包括以下步驟準備一陶瓷基體；對所述陶瓷基體進行多段式熱處理，以形成所需的陶瓷體；在所述陶瓷體上形成多個銀電極；在這些銀電極上分別電鍍一鍍鎳層；及在這些鍍鎳層上分別電鍍一鍍錫層。
通過本發(fā)明制法所完成的環(huán)型變阻器，具有較佳的耐焊性，且這一耐焊性能符合于無鉛焊錫具有偏高焊接溫度的要求。


圖1是本發(fā)明環(huán)型變阻器制造方法的方塊圖(一)。
圖2是本發(fā)明環(huán)型變阻器制造方法的方塊圖(二)。
圖3是本發(fā)明環(huán)型變阻器的示意圖。
圖4是本發(fā)明環(huán)型變阻器的剖面圖。
圖號說明1...環(huán)型變阻器11...陶瓷體12...銀層13...鍍鎳層14...鍍錫層具體實施方式
請參閱圖1～圖4所示，本發(fā)明提供一種具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法，用以提升環(huán)型變阻器的耐焊性，藉以符合無鉛焊錫在焊接時所需的偏高焊接溫度。
如圖1所示，該環(huán)型變阻器的制造方法包括先準備陶瓷體的粉末狀配方(S101)；再將該粉末狀配方加以混合成漿狀物(S103)；接著則將該漿狀物予以干燥(S105)；然后在干燥后再予以煅燒(S107)；煅燒后再經(jīng)過研磨混合(S109)以及噴霧造粒和干壓成型(S111)而形成陶瓷基體；再然后進行大氣燒結(jié)、還原以及氧化等的三段式熱處理(S113a～S113c)，以形成所需的陶瓷體；然后再對該陶瓷體進行電極制作以形成多個銀電極(S115)，其電極的制作是將銀漿以網(wǎng)版印刷方式在陶瓷體上印刷出所需的銀電極，藉以形成電鍍前的環(huán)型變阻器；最后則進行電極電鍍步驟(S117)。
如圖2所示，前述的電極電鍍步驟(S117)包括先改變該電鍍前的環(huán)型變阻器的表面阻值，或在陶瓷體上均勻沾附樹脂類包覆材料(S201)，藉以避免這些銀電極在電鍍液內(nèi)電鍍時會產(chǎn)生電鍍擴散效應；再將陪鍍物混合于電鍍液內(nèi)(S203)；接著則通過該電鍍液而在該環(huán)型變阻器的銀電極上電鍍出一鍍鎳層(S205)以達到耐焊效果，再加以清洗；然后則在該環(huán)型變阻器的鍍鎳層上再電鍍出一鍍錫層(S207)以達到抗氧化的保護效果，再加以清洗；再經(jīng)過干燥步驟(S209)；最后則將陪鍍物予以分散(S211)。依據(jù)包括了上述步驟的制造方法，確實能制造出具有較佳耐焊性的本發(fā)明實施例的環(huán)型變阻器。
其中的電鍍擴散效應避免步驟(S201)。由于本發(fā)明實施例所使用的陶瓷體屬于“半導體陶瓷”，因此，若是在電鍍過程中發(fā)生參數(shù)控制不當情形時，將極易于連同陶瓷體都會被鍍上金屬(電鍍擴散效應)。而通過此步驟的改變表面阻值，或均勻沾附樹脂類包覆材料，將能避免電鍍擴散效應的發(fā)生。
其中的混合陪鍍物步驟(S203)。通過搭配所使用陪鍍物(鍍珠)的尺寸和重量的不同，就能控制電鍍槽內(nèi)容物的電流密度，即電流密度較大(電流大、電壓高、鍍珠尺寸大及鍍珠重量小)時，其電鍍速率較快，但電鍍層的應力會較大；反之，電流密度較小(電流小、電壓低、鍍珠尺寸小及鍍珠重量大)時，其電鍍層的應力較小，但電鍍時間會延長。換言之，電流密度關(guān)系到電鍍時間的長短以及電鍍層的厚度，因此電鍍時的電流密度控制，是電鍍成敗的重要關(guān)鍵，而通過此步驟將能讓電流密度被控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。
較佳者，上述電鍍液中的鎳液，其在工業(yè)界所使用的主要包含硫酸鎳和氨基磺酸鎳，前者的優(yōu)點在于價廉，缺點在于鍍鎳層所產(chǎn)生的應力較大；后者的特性則恰與前者相反，其缺點為價格高，而優(yōu)點為鍍鎳層所產(chǎn)生的應力較小。因此，本發(fā)明該實施例是用后者。
此外，由于產(chǎn)品(環(huán)型變阻器)的尺寸越大，其表面積也越大，而在相同的電鍍條件下，尺寸越大的產(chǎn)品，因為其與鍍珠之間的接觸機率增加，因此在相同的電鍍時間下所獲得的鍍層厚度會增加；反之，尺寸越小的產(chǎn)品，其鍍層厚度會較薄，而本發(fā)明該實施例環(huán)型變阻器的外徑尺寸包括3.0mm～16.5mm。針對不同尺寸的產(chǎn)品，若是電鍍時的電壓、電流、陪鍍物尺寸及重量...等條件均相同時，原則上，產(chǎn)品尺寸小的電鍍時間需增加，舉例而言，3.0mm的產(chǎn)品，在相同的電鍍條件下，其電鍍時間比起8.0mm的產(chǎn)品，將須要增加1倍的時間才能獲得相同的電鍍層厚度。
另外，電鍍層的厚度(即鍍鎳層加鍍錫層的總厚度)，最好小于產(chǎn)品上原有的銀電極的厚度。若過厚，則在進行350～380℃焊接作業(yè)時，極易因為兩層之間的熱膨脹系數(shù)不同，而在兩層之間產(chǎn)生應力作用而使銀電極崩裂，并造成錫珠噴濺現(xiàn)象。而較佳的鎳層厚度約在1～2.5um之間，較佳的鍍錫層厚度約在3～6um左右，如此即可得到不錯的耐焊性，以烙鐵溫度380℃進行焊接時，還可以持續(xù)10秒鐘，其銀電極(含鍍層)也不會被焊錫吃掉。
請參閱圖3、圖4所示，通過上述制法所制成的環(huán)型變阻器1包括一陶瓷體11、一銀層12、一鍍鎳層13以及一鍍錫層14。其中，該銀層12是以網(wǎng)版印刷方式印刷于陶瓷體11上，藉以形成至少三個銀電極部；在該銀層12上再以電鍍方式電鍍出一鍍鎳層13，使各該銀電極部上分別形成一鍍鎳部；并在該鍍鎳層13上再以電鍍方式電鍍出一鍍錫層14，使各該鍍鎳部上分別再形成一鍍錫部。鍍鎳層13是用以達到耐焊效果，而鍍錫層14則用以達到抗氧化的保護效果。如此而使本發(fā)明該實施例的環(huán)型變阻器1具有符合于無鉛焊錫的耐焊要求。
通過本發(fā)明制法所完成的環(huán)型變阻器，具有較佳的耐焊性，且這一耐焊性能符合于無鉛焊錫具有偏高焊接溫度的要求，舉例而言，即使以烙鐵溫度380℃進行焊接，本發(fā)明該實施例的環(huán)型變阻器仍舊可以持續(xù)焊接10秒鐘，其銀電極(含鍍層)也不會被焊錫吃掉，確具優(yōu)于已知環(huán)型變阻器的優(yōu)點。
綜上所述，本發(fā)明所提供的一種具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法，確實能解決現(xiàn)有技術(shù)所述的缺陷，并能達到所述的提升耐焊性功效，而具有產(chǎn)業(yè)利用性、新穎性與功效上增進的進步性，確已符合發(fā)明專利要件，特依專利法提出發(fā)明專利申請。
以上所述，僅為本發(fā)明的一個較佳可行的實施例而已，并非因此就限制了本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，凡是運用本發(fā)明說明書及圖式內(nèi)容所做的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)型變阻器，其特征在于包括一陶瓷體；一銀層，其形成于所述陶瓷體上；一鍍鎳層，其電鍍于所述銀層上；及一鍍錫層，其電鍍于所述鍍鎳層上。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)型變阻器，其特征在于，所述銀層是將銀膠以網(wǎng)版印刷方式印制于所述陶瓷體上，且該陶瓷體為半導體陶瓷。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)型變阻器，其特征在于，所述銀層是在所述陶瓷體上形成至少三個銀電極部，所述鍍鎳層分別電鍍于各該銀電極部上而形成至少三個鍍鎳部，該鍍錫層則電鍍于各該鍍鎳部上。
4.一種環(huán)型變阻器的制法，其特征在于包括以下步驟準備一陶瓷基體；對所述陶瓷基體進行多段式熱處理，以形成所需的陶瓷體；在所述陶瓷體上形成多個銀電極；在所述銀電極上分別電鍍一鍍鎳層；及在所述鍍鎳層上分別電鍍一鍍錫層。
5.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述準備陶瓷基體步驟包括準備陶瓷體的粉末狀配方；將所述粉末狀配方加以混合成漿狀物；將所述漿狀物予以干燥；在干燥后再予煅燒；在煅燒后再經(jīng)過研磨混合；及在研磨混合后則予以噴霧造粒和干壓成型而形成陶瓷基體。
6.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述多段式熱處理步驟包括大氣燒結(jié)、還原以及氧化的三段式熱處理。
7.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述電極制作步驟，是將銀漿以網(wǎng)版印刷方式，在所述陶瓷體上印刷出所需的銀電極，且該陶瓷體屬于半導體陶瓷。
8.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，在電極制作步驟與鍍鎳步驟之間還包括一電鍍擴散效應避免步驟，藉以避免所述銀電極在電鍍時會產(chǎn)生電鍍擴散效應。
9.如權(quán)利要求8所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述電鍍擴散效應避免步驟，是通過改變電鍍前環(huán)型變阻器的表面阻值，以避免電鍍擴散效應的發(fā)生；或通過在陶瓷體上均勻沾附樹脂類包覆材料，以避免電鍍擴散效應的發(fā)生。
10.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，在電極制作步驟與鍍鎳步驟之間還包括一混合陪鍍物步驟，藉以控制一電鍍槽內(nèi)容物的電流密度，進而相應地控制電鍍速率的快慢以及電鍍層應力的大小。
11.如權(quán)利要求10所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述混合陪鍍物步驟中的電流密度控制，是在控制電流大、電壓高、陪鍍物尺寸大及陪鍍物重量小，藉以相應地控制出較快的電鍍速率以及較大的電鍍層應力。
12.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述鍍鎳步驟中所使用的鎳液是使用氨基磺酸鎳，且在鍍鎳步驟或鍍錫步驟中，尺寸較大的被鍍物，其電鍍時間須減少，而尺寸較小的被鍍物，其電鍍時間須增加，藉以獲得相同的電鍍層厚度。
13.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，所述鍍鎳層與鍍錫層的厚度總合，須小于銀電極的厚度，且所述鍍鎳層的厚度在1～2.5um之間，所述鍍錫層的厚度則在3～6um之間。
14.如權(quán)利要求4所述的環(huán)型變阻器的制法，其特征在于，在鍍錫步驟之后還包括一陪鍍物分散步驟。
全文摘要
一種具有較好的耐焊性的環(huán)型變阻器及其制造方法，尤指一種具有足夠耐焊性以符合無鉛焊錫需求的環(huán)型變阻器及其制造方法。所述方法包括先準備陶瓷基體；再對陶瓷基體進行多段式熱處理而形成陶瓷體；接著則在陶瓷體上形成多個銀電極；然后在銀電極上分別電鍍一鍍鎳層；最后則在鍍鎳層上分別電鍍一鍍錫層。所制成的環(huán)型變阻器包括一陶瓷體、一形成于陶瓷體上的銀層、一電鍍于銀層上的鍍鎳層以及一電鍍于鍍鎳層上的鍍錫層，藉以利用鍍鎳層而提升環(huán)型變阻器的耐性。
文檔編號H01C17/06GK101051543SQ200610072620
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月5日
發(fā)明者盧慶正, 林進評, 蔡駿宏, 李芳賓 申請人:李芳賓