專利名稱：減小了循環(huán)時(shí)間的用于厚膜電阻性器件的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及諸如負(fù)載電阻器或分層的加熱器的厚膜電阻性器件，更具體地
說，涉及用于這種厚膜電阻性器件的改進(jìn)材料和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
本章節(jié)中的陳述僅僅提供與本公開內(nèi)容相關(guān)的背景信息，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)。 諸如分層的加熱器或負(fù)載電阻的電阻性器件一般用在當(dāng)熱輸出需要橫跨表面改 變時(shí)空間受限的應(yīng)用中，或在超凈或侵蝕性化學(xué)應(yīng)用中。諸如分層的加熱器的分層的電阻 性器件通常包括施加到基板的不同材料層，即，電介質(zhì)和電阻性材料。電介質(zhì)材料首先被 施加到基板，并在基板和電阻性材料之間提供電絕緣，并還使工作期間的電流漏泄最小化。 電阻性材料以預(yù)定圖案施加到電介質(zhì)材料并提供電阻加熱器電路。該分層的加熱器還包 括將電阻加熱器電路連接到加熱器控制器的引線，以及保護(hù)該引線與電阻電路接口的包 模(over-mold)材料。由此，分層的負(fù)載器件是可高度定制用于各種應(yīng)用的。
電阻性器件的各層可以通過各種工藝形成，一種工藝是"厚膜"成層工藝。用于厚 膜電阻性器件的層一般使用諸如絲網(wǎng)印刷、貼花應(yīng)用(decal即plication)或膜印刷頭等 工藝形成。對于厚膜電阻性器件內(nèi)的每一層，常常要求厚膜材料的多個(gè)涂層或多次施加，以 實(shí)現(xiàn)期望的厚度。與這些涂層的每一個(gè)相關(guān)的工藝通常包括高溫?zé)坪透稍锏亩鄠€(gè)制造步 驟和重復(fù)的循環(huán)。因此，對多層的且每一層需要多個(gè)涂層的厚膜電阻性器件，需要大量燒制 和干燥循環(huán)。結(jié)果，具有多個(gè)工藝步驟的厚膜分層的電阻性器件的處理可能導(dǎo)致冗長的制 造循環(huán)時(shí)間和增加的成本。

發(fā)明內(nèi)容
在一種方式中，提供了一種形成電阻性器件的工藝，其中該工藝包括在基板上形 成電介質(zhì)層，在該電介質(zhì)層上形成電阻層，以及在該電阻層上方形成保護(hù)層。該電介質(zhì)層限 定單層的電介質(zhì)帶。通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)將該電介質(zhì)帶層壓到基板。
在另一種方式中，提供一種在供電阻性器件中使用的目標(biāo)上形成厚膜材料的工 藝。該厚膜材料包括至少一個(gè)電介質(zhì)層。通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)將該厚膜 材料層壓到所述目標(biāo)。 在再一種方式中，提供一種形成電阻性器件的工藝，該工藝包括在基板上形成電 介質(zhì)層，使用厚膜成層工藝在該電介質(zhì)層上形成電阻層，以及在該電阻層上方形成保護(hù)層。 該電介質(zhì)層限定單層的電介質(zhì)帶。通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)將該電介質(zhì)帶層 壓到基板。該保護(hù)層包括單層的電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶被通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定 循環(huán)層壓到電阻層。 由在此提供的描述將明白可應(yīng)用的其他領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解，該說明書和具體例子僅 僅意圖用于說明的目的，并不意圖限制本公開的范圍。


在此描述的附圖僅僅用于說明性目的，并不意圖以任何方式限制本公開的范圍。
圖1是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的并設(shè)置在目標(biāo)周圍的分層的電阻性器件的側(cè)視 圖； 圖2是圖1的分層的電阻性器件的一部分的部分剖面圖，示出了根據(jù)本公開的原 理構(gòu)造的分層的電阻性器件的基板上的各個(gè)層的細(xì)節(jié)； 圖3是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的并且在基板的外表面和內(nèi)表面兩者上都具有層 的另一分層的電阻性器件的一部分的部分剖面圖； 圖4是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的、在器件的表面上具有多個(gè)電阻性元件層和多個(gè) 電介質(zhì)層的另一分層的電阻性器件的一部分的部分剖面圖； 圖5是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的、具有在電阻性元件層和保護(hù)層之間設(shè)置的功能 層的又一分層的電阻性器件的一部分的部分剖面圖； 圖6A是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的并具有裂縫套筒結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的透 視圖； 圖6B是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有裂縫套筒結(jié)構(gòu)的且還包括保護(hù)層的分層的 電阻性器件的透視圖； 圖7A是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有圓柱形結(jié)構(gòu)和具有螺旋圖案的電阻層的分 層的電阻性器件的透視圖； 圖7B是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的另一分層的電阻性器件的透視圖，其具有圓柱 形結(jié)構(gòu)和設(shè)置在其內(nèi)表面上的電阻層，該電阻層具有相對方形的圖案；
圖8是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有錐形結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的透視圖；
圖9A是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有平的圓形結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的平面 圖； 圖9B是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有圓形的凹形結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的透 視圖； 圖9C是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有圓形的凸形結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的透 視圖； 圖10是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有平的矩形結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的平面 圖； 圖11是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的具有開口盒或餐盤結(jié)構(gòu)的分層的電阻性器件的 透視圖； 圖12圖示了根據(jù)本公開的教導(dǎo)形成分層的電阻性器件的工藝的框圖；
圖13A是根據(jù)本公開的工藝在附近保持有預(yù)切電介質(zhì)帶片的管狀基板的透視圖；
圖13B是根據(jù)本公開的工藝的、圖13A的管狀基板和電介質(zhì)帶被插入充脹的膜 (inflated membrane)的遠(yuǎn)端中的透視快照視圖； 圖13C是根據(jù)本公開的工藝的、圖13A-13B的管狀基板和電介質(zhì)帶下降到所述充 脹的膜中的透視快照視圖； 圖13D是根據(jù)本公開的工藝的、圖13B-13C的充脹的膜圍繞管狀基板和電介質(zhì)帶反轉(zhuǎn)的透視快照視圖； 圖14A是根據(jù)本公開的另一工藝設(shè)置在管狀基板中的填充了電介質(zhì)的心軸 (mandrel)的透視圖; 圖14B是根據(jù)本公開的工藝，圖14A的填充了電介質(zhì)的心軸和管狀基板被插入充 脹的膜的遠(yuǎn)端中的透視快照視圖； 圖14C是根據(jù)本公開的工藝，圖14B的充脹的膜圍繞填充了電介質(zhì)的心軸和管狀 基板反轉(zhuǎn)的透視快照視圖； 圖15A是根據(jù)本公開的另一工藝，收縮狀態(tài)中的第一囊(bladder)組件以及在其 內(nèi)表面上設(shè)置有電介質(zhì)帶的管狀基板的示意性剖面圖； 圖15B是根據(jù)本公開的工藝的圖15A的第一囊組件和管狀基板的示意性剖面圖， 示出了插入在管狀基板中的收縮的第一囊； 圖15C是根據(jù)本公開的工藝的圖15A-15B的第一囊組件和管狀基板的示意性剖面 圖，示出了處于膨脹狀態(tài)的第一囊； 圖15D是根據(jù)本公開的工藝的圖15A-15C的第一囊組件和管狀基板的示意性剖面 圖，示出了第一囊嚙合和抓緊(clench)管狀基板，并示出了其下設(shè)置的第二囊組件；
圖15E是根據(jù)本公開的工藝的圖15D的囊組件和管狀基板的示意性剖面圖，示出 了管狀基板和第一囊被插入第二囊組件中，第二囊處于收縮狀態(tài)； 圖15F是根據(jù)本公開的工藝的圖15D-15E的囊組件和管狀基板的示意性剖面圖， 示出了兩個(gè)囊都處于膨脹狀態(tài)； 圖15G是根據(jù)本發(fā)明的原理的收縮狀態(tài)中的另一囊組件的示意性剖面圖，其具有 平的基板和在其中插入的電介質(zhì)帶； 圖15H是圖15G的囊組件、基板和電介質(zhì)帶的示意性剖面圖，該囊組件處于膨脹狀 態(tài)； 圖16是根據(jù)本公開的另一工藝的在其上設(shè)置有電介質(zhì)帶的平的基板的透視圖， 該基板和電介質(zhì)帶被真空密封； 圖17A是根據(jù)本公開的另一工藝的在其中設(shè)置有橡膠圓柱體的管狀基板的側(cè)視 圖； 圖17B是根據(jù)本公開的工藝的圖17A的管狀基板和橡膠圓柱體的側(cè)視圖，示出了 在橡膠圓柱體上施加力的加壓；以及 圖18A是根據(jù)本公開的另一工藝的在其上設(shè)置有電介質(zhì)帶的平的基板的示意性 剖面圖，該基板和電介質(zhì)帶鄰近模具組設(shè)置； 圖18B是圖18A的基板、電介質(zhì)帶和模具的示意性剖面快照圖，基板和電介質(zhì)帶被 通過模具組軋制； 圖19A是根據(jù)本發(fā)明的工藝的在其上設(shè)置有電介質(zhì)帶的管狀基板的側(cè)快照圖，該 基板在模具組上滑動(dòng)；以及 圖19B是圖19A的基板、電介質(zhì)帶和模具的示意性剖面快照圖，該基板和電介質(zhì)帶 被通過模具組軋制。
具體實(shí)施例方式
下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不意圖限制本公開、應(yīng)用或用途。
參考圖1，圖示了根據(jù)本公開的原理的分層的電阻性器件，該分層的電阻性器件通 常由參考數(shù)字10表示。分層的電阻性器件10設(shè)置在目標(biāo)12周圍，通過該分層的電阻性器 件10向該目標(biāo)12提供電阻性負(fù)載或熱量。分層的電阻性器件10被示為管狀，并且作為示 例，被繞目標(biāo)12共軸地設(shè)置。分層的電阻性器件10包括其上設(shè)置許多功能層的基板20。 功能層之一是電阻層18。電阻層18被示出以螺旋圖案圍繞基板20纏繞；但是，應(yīng)當(dāng)理解， 電阻層18可以形成任意適合的圖案或連續(xù)層，而仍保持在本公開的范圍內(nèi)。例如，電阻層 18可以形成方形圖案、鋸齒圖案、正弦圖案、或任意其它適合的圖案等。在替代方案中，可以 提供根本沒有圖案的電阻層18，并且代替地，可以是連續(xù)的片。 在兩個(gè)示例性方式中，基板20由氧化鋁(A1203)或430不銹鋼形成；但是，也可以
采用任意其它適合的材料，這取決于特定應(yīng)用需求和用于各個(gè)層的材料。其它適合的材料
包括，但是不局限于，鍍鎳的銅、鋁、不銹鋼、軟鋼、工具鋼、難熔合金、和氮化鋁等。 對于圖1的分層的電阻性器件10，電阻層18提供加熱器電路；但是，應(yīng)當(dāng)理解，除
加熱器電路之外，或者在替代方案中，電阻層18可以提供其它功能，同時(shí)仍保持在本公開
的精神和范圍之內(nèi)。例如，電阻層18可以用作加熱器元件和溫度傳感器兩者，與本申請共
同受讓的美國專利No. 7， 196， 295中公開了該方式，在此引入其全部內(nèi)容供參考。 在一些應(yīng)用中，電阻層18用作負(fù)載電阻器，代替加熱元件。設(shè)計(jì)為負(fù)載電阻器的
電阻層18優(yōu)選具有最小的電感，并以正弦圖案形成。這種負(fù)載電阻器可以用來封裝其它部
件。例如，構(gòu)思負(fù)載電阻器器件16在炮彈或?qū)棏?yīng)用中具有實(shí)用性。負(fù)載電阻器可以通過
用作其它部件的電源切斷(power dump)，幫助保護(hù)這些器件，以將炮彈或?qū)椗c通過這種
其它部件散逸的功率隔離。 電阻層18優(yōu)選被連接到一對導(dǎo)體22，導(dǎo)體22是端子焊盤，通過端子導(dǎo)線24被進(jìn) 一步連接到電源(未示出)。應(yīng)當(dāng)理解，導(dǎo)體22可以采取除了端子焊盤之外的形式，不脫 離本公開的精神和范圍，只要電阻層18以另一適合的方式電連接到電源即可。在一種方式 中，導(dǎo)體22可以被省略，并且電阻層18的電阻跡線可以直接連接到端子導(dǎo)線24。端子導(dǎo)線 24可以是任意適合的電引線。 現(xiàn)在參考圖2，圖示了沿圖1的部分細(xì)節(jié)2-2取得的分層的電阻性器件10的剖面。 如圖所示，分層的電阻性器件10包括基板20和在基板20的外部上設(shè)置的若干個(gè)層。應(yīng)當(dāng) 理解，盡管在圖l-2中示出了基板20，但是基板20不是本公開的必需元件。在一些應(yīng)用中， 基板20可以被消除，并且所述層可以被直接施加到目標(biāo)12。 現(xiàn)在將更具體地描述基板20上設(shè)置的層。在基板20的表面上設(shè)置電介質(zhì)層26， 該表面可以是如圖所示的外表面，或者是基板20的任意其它表面。有利地，在本公開的一 種方式中，電介質(zhì)層26是由單層電介質(zhì)帶構(gòu)成的厚膜層。盡管電介質(zhì)層26直接設(shè)置在基 板20上，但是應(yīng)當(dāng)理解，在基板20和電介質(zhì)層26之間可以設(shè)置有附加功能層，同時(shí)仍保 持在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。例如，可以在基板20和電介質(zhì)層26之間設(shè)置結(jié)合層(bond layer)(未示出)。電介質(zhì)層26有助于在基板20和電阻層18之間提供電絕緣。因此，電 介質(zhì)層26被設(shè)置在基板20上，其厚度與電阻層18的功率輸出相稱。具有期望的厚度的單 層電介質(zhì)帶可以被施加到基板20 ;然后可以在該單層電介質(zhì)帶上設(shè)置電阻層18。
在處理之前，該電介質(zhì)帶是可以被處理和操作以符合基板20或目標(biāo)12的幾何形 狀的柔性材料片材。該電介質(zhì)帶通常不顯示出粘性或膠粘性，并因而，在將該帶層壓到基板 20或目標(biāo)12或其它功能層之前，可以根據(jù)需要，將該電介質(zhì)帶重新定位多次。作為電介質(zhì) 帶，該材料具有介電性質(zhì)，但是這些性質(zhì)可以直到電介質(zhì)層處于其最終形式之后，即，燒制 之后，才變得明顯。因此，如在此使用的，術(shù)語"帶"(無論是否用于電介質(zhì)層、電阻層、保護(hù)
層、或其它功能層)應(yīng)該解釋為意指柔性的、片狀材料，其被操作用來與電阻性器件io的基
板、目標(biāo)或其它層相符并被層壓到電阻性器件10的基板、目標(biāo)或其它層。
對于給定的應(yīng)用，電介質(zhì)層26具有足夠的電介質(zhì)強(qiáng)度以在電介質(zhì)層26的每一側(cè) 上設(shè)置的材料之間提供絕緣，防止其間產(chǎn)生電弧，這可能是期望的。同樣，熱均勻性常常是 希望的。當(dāng)被用在分層的電阻性器件10中時(shí)，已經(jīng)表明單層電介質(zhì)帶具有期望的電介質(zhì)強(qiáng) 度、均勻的厚度、和熱均勻性。由此，根據(jù)應(yīng)用需求，可以以期望的厚度提供電介質(zhì)帶。選擇 的電介質(zhì)帶類型可以取決于基板20材料和電阻層18的電輸出。用于430不銹鋼基板的一 種優(yōu)選的帶是具有約50-300 ym厚度的無鉛(lead-free)陶瓷帶。應(yīng)當(dāng)理解，可以根據(jù)具 體應(yīng)用提供多種電介質(zhì)帶(材料和厚度)，且因此，在此描述的電介質(zhì)帶不應(yīng)該解釋為限制 本公開的范圍。另外，盡管對于許多應(yīng)用僅僅單層的電介質(zhì)帶就是足夠的，但是可以采用不 止一層的電介質(zhì)帶而仍保持在本公開的范圍內(nèi)。 如進(jìn)一步所示的，在電介質(zhì)層26上設(shè)置電阻層18。典型地，電阻層18采用圖案， 且如上所述的，也可以以連續(xù)層提供電阻層18。典型地在電介質(zhì)層26上設(shè)置導(dǎo)體22，并 與電阻層18電連通。在替代方案中，分層的電阻性器件10可以不提供有導(dǎo)體22。電阻層 18可以通過任意適合的工藝形成，而仍保持在本公開的精神和范圍之內(nèi)。例如，電阻層18 可以通過任意分層工藝如厚膜工藝、薄膜工藝、熱噴射或溶膠-凝膠等來施加。在此使用 的，術(shù)語"分層的電阻性器件"應(yīng)該解釋為包括這樣的器件，其包括至少一個(gè)功能層(例如， 僅電介質(zhì)層26、電阻層18和電介質(zhì)層26、等等)，其中通過使用與厚膜、薄膜、熱噴射或溶 膠-凝膠等相關(guān)的工藝，施加或堆積材料到基板、目標(biāo)或其它層而形成所述層。這些工藝也 稱為"分層工藝"或"成層工藝"。 厚膜工藝可以包括，例如，絲網(wǎng)印刷、噴射、軋制和轉(zhuǎn)印等。薄膜工藝可以包括，例 如，離子鍍、濺射、化學(xué)氣相淀積(CVD)和物理氣相淀積(PVD)等。熱噴射工藝可以包括，例 如，火焰噴射、等離子噴射、電弧噴射(wire arc spraying)和HVOF(高速氧燃料)。
在一種方式中，電阻層18可以由單層帶形成，該單層帶可以通過下面進(jìn)一步詳細(xì) 描述的方法來施加。電阻層18可以被應(yīng)用作為沒有跡線或圖案的單層，或者它可以具有以 帶的形式應(yīng)用到基板20的預(yù)定跡線或圖案。附加地，該單層帶可以提供有可變厚度，以使 得電阻層18的功率密度(watt density)可以沿跡線或圖案的長度或跨連續(xù)層而改變。應(yīng) 當(dāng)理解，也可以為其他功能層提供這種可變厚度形式的帶，而仍保持在本公開的范圍之內(nèi)。
在電阻層18上設(shè)置保護(hù)層28，且保護(hù)層28還可以覆蓋導(dǎo)體22，只要導(dǎo)體22可以 被電連接到引線(圖l)和/或電源(未示出)。優(yōu)選的，通過保護(hù)層28露出導(dǎo)體22的至 少一部分。保護(hù)層28優(yōu)選是絕緣體；但是，根據(jù)具體應(yīng)用的需求，也可以采用諸如導(dǎo)電或?qū)?熱材料的其它材料，同時(shí)仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。在一種方式中，保護(hù)層28是用 于電阻層18與工作環(huán)境電絕緣并保護(hù)電阻層18不受工作環(huán)境影響的電介質(zhì)材料。因而， 保護(hù)層28可以包括單層電介質(zhì)帶，類似于如先前所述的電介質(zhì)層26。在替代方案中，可以使用其它厚膜工藝應(yīng)用保護(hù)層28，包括但是不限于絲網(wǎng)印刷、噴射、軋制和轉(zhuǎn)印。此外，可以 通過其它分層工藝如溶膠_凝膠或熱噴射工藝等來應(yīng)用保護(hù)層28，同時(shí)仍保持在本公開的 精神和范圍內(nèi)。通常，使用諸如浸漬、旋涂或漆涂(painting)的工藝形成溶膠-凝膠層。
在一替換方式中，僅僅提供保護(hù)層28作為厚膜電介質(zhì)帶，同時(shí)使用一個(gè)或多個(gè)分層 工藝提供其他層。例如，可以通過厚膜、薄膜、熱噴射或溶膠-凝膠工藝提供電介質(zhì)層26。也 可以通過諸如厚膜、薄膜或熱噴射的傳統(tǒng)方法來提供電阻層18。在某些應(yīng)用中，電阻層18被 直接應(yīng)用到基板20，并提供保護(hù)層28作為厚膜電介質(zhì)帶并且其被設(shè)置在電阻層18上方。
參考圖3，圖示了另一分層的電阻性器件116的剖面圖。與圖2的分層的電阻性器 件16相同，分層的電阻性器件116包括基板120，其具有設(shè)置在其外表面上的層，包括電介 質(zhì)層126、電阻層118以及保護(hù)層128。除具有在其外表面上的層之外，基板120在其內(nèi)表 面上也具有類似的層，包括電介質(zhì)層226、電阻層218以及保護(hù)層228。導(dǎo)體122、222將電 阻層118、218連接到電源(未示出)。應(yīng)當(dāng)理解，如果期望的話，導(dǎo)體122、222可以被省略。 此外，應(yīng)當(dāng)理解，在某些應(yīng)用中，基底電介質(zhì)層126 、 226可以被省略，并且電阻層118 、 218和 /或保護(hù)層128、228可以以帶的形式提供。 參考圖4，圖示了另一分層的電阻性器件316的剖面。分層的電阻性器件316包括 基板320和設(shè)置在基板320上的電介質(zhì)層326，電介質(zhì)層326包括單層電介質(zhì)帶。在電介質(zhì) 層326上設(shè)置電阻層318。分層的電阻性器件316還包括附加的功能層，其中在多個(gè)相應(yīng)電 介質(zhì)層326上形成多個(gè)電阻層318。每個(gè)電阻層318被連接到導(dǎo)體322，導(dǎo)體322可以是一 個(gè)導(dǎo)體322或多個(gè)導(dǎo)體322 ;但是，應(yīng)當(dāng)理解，如果期望的話，可以將導(dǎo)體322省略。多個(gè)電 阻層318可以以瓦特值的形式用于附加輸出，和/或它們可以用于在一個(gè)電阻層318故障 的情況下的冗余。多個(gè)電阻層318也可以被用來滿足在小的有效面積中或在受限的覆蓋區(qū) (footprint)上需要低或高的電阻的應(yīng)用的電阻需求。附加地，或在替代方案中，可以在相 同的電阻層318內(nèi)采用多個(gè)電路，或若干電阻層318圖案。盡管在基板320的一個(gè)表面上 示出了層326、318，但是應(yīng)當(dāng)理解，層326、318也可以被設(shè)置在基板的另一表面上。
參考圖5，圖示了在其外表面具有若干層的又一分層的電阻性器件416的剖面圖。 該分層的電阻性器件416具有其上設(shè)置有電介質(zhì)層426的基板420，電介質(zhì)層426包括電介 質(zhì)帶。在電介質(zhì)層426上設(shè)置電阻層418，以及在電阻層418上設(shè)置保護(hù)層428。替代地或 附加地，保護(hù)層428可以是電介質(zhì)層426。在保護(hù)層428上設(shè)置附加功能層434。在替代方 案中，可以采用附加功能層434代替保護(hù)層428，由此消除保護(hù)層428。附加功能層434可 以具有多種配置和/或功能，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。例如，附加功能層434可 以是傳感器層如電阻式溫度檢測器(RTD)、溫度傳感器、接地屏蔽、靜電屏蔽、或射頻(RF) 屏蔽等。附加功能層434可以可選地具有在其上設(shè)置的外保護(hù)層438。
如上所述方式，如果期望的話，可以在基板420的不止一個(gè)表面上設(shè)置層426、 418、428、434、438。此外，可以可選地提供導(dǎo)體422，以將電阻層418連接到電源(未示出)。 還應(yīng)該理解，在某些應(yīng)用中，電介質(zhì)層426或保護(hù)層428、434可以被省略，以及剩余的層、 426、418、428、434、438之一可以以帶的形式提供。 參考圖6A，圖示了分層的電阻性器件516。分層的電阻性器件516包括基板520， 其具有在其上設(shè)置的包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層526和設(shè)置在電介質(zhì)層526上的電阻層518。 盡管基板520被示出為具有管狀形狀，但是應(yīng)當(dāng)理解，基板520的該形狀僅僅是示例性的，
10基板520可以具有許多各種形狀和/或尺寸。導(dǎo)體522在電阻層518和電源(未示出)之 間提供電連通；但是，應(yīng)當(dāng)理解，如果期望的話，可以將導(dǎo)電層522省略。在大多數(shù)應(yīng)用中， 保護(hù)層將覆蓋電阻層518?；?20具有分離式套筒(split sleeve)結(jié)構(gòu)，其中在基板520 中設(shè)置槽538并且槽538沿基板520的長度延伸。槽538允許電阻性器件516略微地變形， 以使得它可以容易地插入目標(biāo)中或圍繞目標(biāo)放置，以用于改進(jìn)裝配。 參考圖6B，示出了分層的電阻性器件516具有在電阻層518上方設(shè)置的保護(hù)層 528。如在此所示，保護(hù)層528包括單層電介質(zhì)帶，類似于電介質(zhì)層526。在替代方案中，保 護(hù)層528可以由多個(gè)層形成或通過其它分層工藝如絲網(wǎng)印刷、噴射、軋制、轉(zhuǎn)印、溶膠-凝 膠、或熱噴射等形成。 保護(hù)層528覆蓋電阻層518，但是不覆蓋導(dǎo)體522 ;導(dǎo)體522被暴露，以便它們可以 將電流從引線傳導(dǎo)到電阻層518。在一替換方式中，導(dǎo)體522可以被省略，并且電阻層518 本身可以從保護(hù)層528凸出，用于在電路內(nèi)進(jìn)一步連接?？梢允箤?dǎo)體522或電阻層518在 保護(hù)層528的側(cè)529附近露出，如圖所示，或者，它們可以通過保護(hù)層528內(nèi)的孔隙(未示 出)露出，而未超出本發(fā)明的精神和范圍。 盡管層526、518被示出為設(shè)置在基板520的外表面上，但是應(yīng)當(dāng)理解，層526、518 也可以被設(shè)置在基板520的內(nèi)表面上。此外，還應(yīng)該理解，在某些應(yīng)用中，電介質(zhì)層526可 以被省略，并且可以在基板520上應(yīng)用電阻層518和保護(hù)層528。 參考圖7A，圖示了另一分層的電阻性器件616。分層的電阻性器件616具有圓柱 形結(jié)構(gòu)，并包括基板620，設(shè)置在基板620上的包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層626，以及設(shè)置在 電介質(zhì)層626上的電阻層618。電介質(zhì)層626和電阻層618可以被設(shè)置在基板620的內(nèi)表 面617和外表面619兩者上，如圖7A所示；或者，它們可以被僅僅設(shè)置在表面617、619之一 上。導(dǎo)體622在電阻層618和電源(未示出)之間提供電連通；但是，應(yīng)當(dāng)理解，如果期望 的話，可以將導(dǎo)體622省略。在大多數(shù)應(yīng)用中，保護(hù)層將覆蓋電阻層618。電阻層618具有 螺旋圖案；但是，應(yīng)當(dāng)理解，電阻層618可以具有任意期望的圖案，而仍保持在本公開的精 神和范圍內(nèi)。如同上述方式，應(yīng)當(dāng)理解，電介質(zhì)層626可以被省略，并且電阻層618和/或 保護(hù)層(未示出)可以以帶的形式提供。 電阻性器件616的遠(yuǎn)端642可以是開放的，如同近端644，或者它也可以是閉合的， 這取決于電阻性器件616所意圖用于的特定應(yīng)用。例如，在閉合的結(jié)構(gòu)中，電阻性器件616 可以包括附連到遠(yuǎn)端642和/或近端644的帽蓋(未示出)。 參考圖7B，圖示了另一分層的電阻性器件716。分層的電阻性器件716包括基板 720，其具有在其內(nèi)表面上設(shè)置的包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層726。在電介質(zhì)層726上設(shè)置具 有相對方形的圖案的電阻層718。電阻層718不必限于如在此所示的相對方形的圖案，而是 可以由任意適合的圖案形成，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。 如同上述方式，如果期望的話，可以在基板720的不止一個(gè)表面上設(shè)置層718、 726。此外，導(dǎo)體(未示出)可以可選地用來將電阻層718連接到電源(未示出)。還應(yīng)該 理解，在某些應(yīng)用中，電介質(zhì)層726可以被省略，以及電阻層718和/或保護(hù)層(未示出) 可以以帶的形式提供。 參考圖8，圖示了另一分層的電阻性器件816。在該形式中，分層的電阻性器件816 限定錐形的結(jié)構(gòu)。分層的電阻性器件616包括基板820、設(shè)置在基板820上的包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層826、以及設(shè)置在電介質(zhì)層826上的電阻層818。電介質(zhì)層826和電阻層818 可以被設(shè)置在基板820的內(nèi)表面817和外表面819兩者上，如圖7A所示，或者它們可以被 僅僅設(shè)置在表面817、819之一上。導(dǎo)體822在電阻層818和電源(未示出)之間提供電連 通；但是，應(yīng)當(dāng)理解，如果期望的話，導(dǎo)體822可以被省略。在大多數(shù)應(yīng)用中，保護(hù)層將覆蓋 電阻層818。電阻層818具有螺旋圖案；但是，應(yīng)當(dāng)理解，電阻層818可以具有任意期望的 圖案，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。在某些應(yīng)用中，電介質(zhì)層826可以被省略，并且 電阻層818和/或保護(hù)層(未示出)可以以帶的形式提供。 參考圖9A，圖示了又一分層的電阻性器件916。該分層的電阻性器件916包括具 有平的圓形結(jié)構(gòu)的基板920。基板920具有在其上設(shè)置的電介質(zhì)層926，其包括電介質(zhì)帶。 在電介質(zhì)層926上設(shè)置電阻層918，以及在電阻層918上設(shè)置保護(hù)電介質(zhì)層928，保護(hù)電介 質(zhì)層928可以是如同電介質(zhì)層926 —樣的電介質(zhì)帶。應(yīng)當(dāng)理解，電阻層918可以具有許多 圖案，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)，或者它可以根本沒有圖案，并且是連續(xù)層。此外， 電介質(zhì)層926可以被省略，并且電阻層918和/或保護(hù)層928可以以帶的形式提供。
基板920具有切斷(cut-outs) 930和切口或槽932。除其它用途外，這種切斷930 和切口或槽932可以被提供來幫助將基板920裝配到周圍環(huán)境，安裝或設(shè)置基板920或?qū)?926、918、928，或?qū)⑵骷?如傳感器)安裝到基板920。應(yīng)當(dāng)理解，圖1_11所示的任何形式 也可以具有切斷、切口或槽。如果期望的話，在制造工藝過程中可以塞住切斷920或槽932。
參考圖9B，圖示了又一分層的電阻性器件1016。該分層的電阻性器件1016包括具 有圓形的凹形的基板1020。在基板1020的內(nèi)凹面上設(shè)置包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層1026。 應(yīng)當(dāng)理解，電介質(zhì)層1026還可以，或替代地，設(shè)置在基板1020的外表面上。在電介質(zhì)層1026 上設(shè)置具有螺旋圖案的電阻層1018。應(yīng)當(dāng)理解，盡管電阻層1018被示出為具有螺旋圖案， 但是電阻層1018可以具有任意適合的圖案，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。在許多應(yīng) 用中，保護(hù)層將被設(shè)置在電阻層1018上，并且可以包括電介質(zhì)帶。此外，可選地，可以提供 導(dǎo)體(未示出)，以電連接電阻層1018。在某些應(yīng)用中，電介質(zhì)層1026可以被省略，并且電 阻層1018和/或保護(hù)層可以以帶的形式提供。 參考圖9C，圖示了又一分層的電阻性器件1116。該分層的電阻性器件1016包括具 有圓形的凸形的基板1120。在基板1120的外凸面上設(shè)置包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層1126。 應(yīng)當(dāng)理解，電介質(zhì)層1126還可以設(shè)置在基板1120的內(nèi)表面上，或者替代地設(shè)置在基板1120 的內(nèi)表面上。在電介質(zhì)層1126上設(shè)置具有螺旋圖案的電阻層1118。應(yīng)當(dāng)理解，盡管電阻層 1118被示出為具有螺旋圖案，但是電阻層1118可以具有任意適合的圖案，而仍保持在本公 開的精神和范圍內(nèi)。在許多應(yīng)用中，保護(hù)層將被設(shè)置在電阻層1118上，其可以包括電介質(zhì) 帶。此外，如同上述形式，可以可選地設(shè)置導(dǎo)體(未示出)，以電連接電阻層1118。在某些 應(yīng)用中，電介質(zhì)層1126可以被省略，以及電阻層1118和/或保護(hù)層可以以帶的形式提供。
參考圖10，圖示了又一分層的電阻性器件1216。該分層的電阻性器件1216具有 基板1220，基板1220具有平的矩形結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)理解，替代地，基板1220可以具有任意其它 形狀，而不超出本發(fā)明的精神和范圍。基板1220具有在其上設(shè)置的電介質(zhì)層1226，該電介 質(zhì)層包括電介質(zhì)帶。在電介質(zhì)層1226上設(shè)置電阻層1218，以及在電阻層1218上設(shè)置保護(hù) 層1228，其也可以包括電介質(zhì)帶。應(yīng)當(dāng)理解，電阻層1218可以形成任意圖案，而仍保持在本 公開的精神和范圍內(nèi)。電阻層1218被連接到導(dǎo)體1222，導(dǎo)體1222被配置為將電阻層1218電連接到電源，但是，應(yīng)當(dāng)理解，如果期望的話，可以省略導(dǎo)體1222。在某些應(yīng)用中，電介質(zhì) 層1226可以被省略，并且電阻層1218和/或保護(hù)層1228可以以帶的形式提供。
參考圖11，圖示了又一分層的電阻性器件1316。分層的電阻性器件1316具有基 板1320，基板1320具有開口盒或餐盤形狀。在基板1320上設(shè)置包括電介質(zhì)帶的電介質(zhì)層 1326。在電介質(zhì)層1326上設(shè)置電阻層1318。應(yīng)當(dāng)理解，電阻層1318可以形成任意適合的 圖案，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。在許多應(yīng)用中，將在電阻層1318上設(shè)置保護(hù)層， 其也可以包括電介質(zhì)帶。電阻層1318可以被可選地連接到導(dǎo)體(未示出)，用于進(jìn)一步電 連接。 如果期望的話，可以在基板1320的多個(gè)表面上設(shè)置層1326、1318，包括設(shè)置在開 口盒形基板1320的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上。如同先前的形式一樣，應(yīng)當(dāng)理解，電介質(zhì)層1326可以被 省略，并且電阻層1318和/或保護(hù)層可以以帶的形式提供。 現(xiàn)在參考圖12，圖示了形成分層的電阻性器件的工藝1450。工藝1450包括在基 板或目標(biāo)上形成電介質(zhì)層的第一步驟1452，該電介質(zhì)層限定單層電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通 過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到基板。該方法1450還包括在電介質(zhì)層上形成 電阻層的第二步驟1454。該方法1450還包括在電阻層上方形成保護(hù)層的第三步驟1456。
為了與工藝1450 —同使用，基板可以以任意適合的形狀提供，如先前所述的管 狀、開槽套筒狀、圓形、凹形、凸形、平的形狀、矩形、或多邊形等。此外，電介質(zhì)層可以被層壓 到任意適合的目標(biāo)上；并不必需使用基板。 與本公開的工藝一同使用的電介質(zhì)帶可以以期望的厚度提供，如上所述。在將電 介質(zhì)帶層壓(laminate)到基板或目標(biāo)之前，應(yīng)將該帶預(yù)切為期望的尺寸?？梢岳枚ㄎ还?具或通過人工地定位它，來將電介質(zhì)帶設(shè)置到基板或目標(biāo)上。還可以使用或替代地使用任 意其它的定位電介質(zhì)帶的適合的方式，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。
可以以多種方式將電介質(zhì)帶層壓到基板或目標(biāo)，而仍保持在本公開的精神和范圍 內(nèi)。下面將描述層壓電介質(zhì)帶的優(yōu)選工藝。 參考圖13A-13D，圖示了將電介質(zhì)帶的預(yù)切片層壓到圓柱形基板的工藝。盡管基板 被顯示為圓柱形，但是例如，該基板可以具有如先前所述的其它結(jié)構(gòu)，而仍保持在本公開的 精神和范圍內(nèi)。 參考圖13A，在基板1520周圍人工地設(shè)置單層電介質(zhì)帶1526。換句話說，操作員 保持電介質(zhì)帶1526圍繞基板1520。還構(gòu)思了 可以使用任意其它適合的方法來圍繞基板 1520設(shè)置電介質(zhì)帶1526，作為示例，諸如自動(dòng)化裝備/工具或機(jī)器人方法，而仍保持在本公 開的精神和范圍內(nèi)。此外，可選地，可以將帽蓋(未示出)放入基板1520的每一端1517、 1519中，以助于工藝循環(huán)過程中壓力的均勻施加，如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
參考圖13B，在其周圍保持有電介質(zhì)帶1526的基板1520被放置到充脹的膜1550 的遠(yuǎn)端外表面1548上。參考圖13C，隨著該膜從在膜1550的近端1554處開口 1552放癟 (deflate)，由此將膜1550的遠(yuǎn)端外表面1548推入膜1550中，基板1520和電介質(zhì)帶1526 被插入膜1550中。換句話說，在基板1520和電介質(zhì)帶1526被同時(shí)插入膜1550中的同時(shí)， 膜1550被放癟。當(dāng)基板1520和電介質(zhì)帶1526完全被膜1550圍繞時(shí)，膜1550可以被完全 放癟。 參考圖13D，膜1550被圍繞基板1520反轉(zhuǎn)。換句話說，在膜1550被放癟之后，但是在它被反轉(zhuǎn)之前，膜1550的兩個(gè)層圍繞基板1520的側(cè)面；然后外層被圍繞基板1520反 轉(zhuǎn)，以使得僅僅膜1550的一個(gè)層圍繞基板1520的側(cè)面。在近端1554，部分膜1550可以被 切斷，以幫助使膜1550圍繞基板1520反轉(zhuǎn)。此后，優(yōu)選圍繞基板1520密封膜1550。膜 1550可以用任意適合的方式密封。例如，可以通過打結(jié)、將其夾閉、或通過將其熱封來密封 膜1550。 在膜1550被圍繞基板1520和電介質(zhì)帶1526反轉(zhuǎn)并密封之后，單個(gè)壓力、溫度 和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被施加到基板1520和電介質(zhì)帶1526，以將電介質(zhì)帶1526層壓到基板 1520。膜1550便于使壓力均勻施加到電介質(zhì)帶1526的外表面。如果可選地將帽蓋(未示 出)插入圓柱形基板1520的端部1517U519中，它們將便于將壓力均勻施加到接近端部 1517U519的電介質(zhì)帶1526的外表面。這種壓力的均勻施加使得電介質(zhì)帶1526被以基本 上均勻的厚度和粘附力層壓到基板1520。 可以使用等靜壓加壓(isostatic press)施加所述壓力、溫度和時(shí)間的循環(huán)，或 者可以用其它適合的方式施加該循環(huán)。例如，施加該循環(huán)的其它適合的方式可以包括使 用液壓或流體靜壓力。等靜壓加壓使部件在高壓密閉容器(high pressure containment vessel)中經(jīng)歷溫度和等靜壓兩者。用來施加壓力的介質(zhì)可以是惰性氣體(如氬氣)、液體 (如水)、或任意其它適合的介質(zhì)。該壓力是等靜壓的，它從所有方向施加到部件。
在一種方式中，將被施加的壓力在約50至約10，000psi(磅/平方英寸)的范圍 內(nèi)，將被施加的溫度在約40至約ll(TC的范圍內(nèi)，并且用于施加所述溫度和壓力的循環(huán)中 的時(shí)間量在約5秒至約IO分鐘的范圍內(nèi)。將被施加的特定壓力、溫度和時(shí)間取決于部件的 尺寸和材料的性能。在該循環(huán)完成之后，可以從膜1550移除基板1520。此后，優(yōu)選在爐中 燒制具有附連的電介質(zhì)帶1526的基板1520。如在此指出的，燒制工藝可以包括多個(gè)階段， 例如，諸如分開的燒盡和燒制工藝。 現(xiàn)在參考圖14A-14C，公開了上述工藝的變形。圖14A-14C的工藝可以用來將電介 質(zhì)帶層層壓到圓柱形基板1620的內(nèi)側(cè)表面(圖13A-13D的工藝被用來將電介質(zhì)帶層1526 層壓到圓柱形基板1520的外部表面)。 圖14A-14C的工藝包括在中空的圓柱形基板1620的內(nèi)表面上設(shè)置電介質(zhì)帶層。參 考圖14A，包括流體介質(zhì)的可膨脹心軸1660以收縮狀態(tài)插入到圓柱形基板1620的中空的 中心中。然后心軸1660進(jìn)入膨脹狀態(tài)，或者自動(dòng)地或者人工地，使得心軸1660移入膨脹狀 態(tài)。在該膨脹狀態(tài)中，心軸1660與基板1620的內(nèi)側(cè)表面相符。 心軸1660優(yōu)選填充有流體介質(zhì)；但是，替代地，該心軸可以填充有任意其它適合 的介質(zhì)，而仍保持在本公開的精神和范圍內(nèi)。更優(yōu)選，心軸1660填充有選自以下列表的流 體橡膠、粘土、水、空氣、油、或基于淀粉的制?；衔?，諸如美國專利No. 6， 713， 624中公 開的并以商標(biāo)Play-Doh⑧銷售的材料。 心軸1660優(yōu)選是可彈性地保形的。如在此所使用的，術(shù)語"可彈性地保形"應(yīng)該 解釋為意味著心軸1660在處理之后從電介質(zhì)材料的表面返回到其原始形狀而不經(jīng)受塑性 變形，使得在心軸的外表面中不存在可察覺的或顯著的缺陷。心軸1660可以包括膜(諸如 氣球)作為其外表面，或者心軸1660可以具有由任意適合的材料形成的外表面。如果心軸 1660包括膜作為其外表面，如圖14A-14B所示，那么心軸1660可以具有在鄰近其開口的端 部1664處打的結(jié)1662，以保證心軸1660內(nèi)的流體介質(zhì)的保持力(retention)。應(yīng)當(dāng)理解，心軸1660還可以，或者替代地，用任意其它適合的方式密封，諸如通過將其夾閉、通過將其 熱封、或通過設(shè)置它沒有開口 (換句話說，在制造膜的工藝過程中圍繞該介質(zhì)形成膜)。
參考圖14B，基板1620具有心軸1660，該心軸1660與基板的內(nèi)表面一致并在其 處保持電介質(zhì)帶，該基板1620被放置在可充脹的膜1650的遠(yuǎn)端外表面1648上，并隨著膜 1650被放癟而被插入膜1650中。膜1650從膜1650的近端1654處的開口 1652放癟。當(dāng) 基板1620和心軸1660完全被膜1650圍繞時(shí)，膜1650可以被完全放癟。
參考圖14C，膜1650被圍繞基板1620反轉(zhuǎn)。換句話說，在膜1650被放癟之后，但 是在它被反轉(zhuǎn)之前，膜1650的兩個(gè)層圍繞基板1620的側(cè)面；然后外層被圍繞基板1620反 轉(zhuǎn)，使得僅僅膜1650的一個(gè)層圍繞基板1620的側(cè)面。在近端1654處，部分膜1650可以被 切斷，以幫助使膜1650圍繞基板1620反轉(zhuǎn)。 在膜1650圍繞基板1620、心軸1660以及電介質(zhì)帶(未示出)反轉(zhuǎn)之后，單個(gè)壓 力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被施加到基板1620、心軸1660和電介質(zhì)帶，以用基本上與上面 參考圖13A-13C描述的方式相同的方式將電介質(zhì)帶層壓到基板1620。膜1650便于均勻施 加壓力到電介質(zhì)帶的外表面。這種壓力的均勻施加使得電介質(zhì)帶被以基本上均勻的厚度和 粘附力層壓到基板1620?？梢允褂玫褥o壓加壓施加所述壓力、溫度和時(shí)間的循環(huán)，或者可以 用其它適合的方式施加該循環(huán)。在該循環(huán)完成之后，可以從膜1650移除基板1620。此后， 優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)帶的基板1620。 現(xiàn)在，參考圖15A-15F，圖示了使用囊加壓(bladder press)將電介質(zhì)帶層壓到基 板的表面的工藝。參考圖15A，在圓柱形基板1720的至少一個(gè)表面上放置單層電介質(zhì)帶 1726。第一組件1770向基板1720移動(dòng)。第一組件1770具有第一囊1772，其可在膨脹狀態(tài) 和收縮狀態(tài)之間移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝唤M件1770向基板1720移動(dòng)時(shí)，第一囊1772應(yīng)該處于收縮狀 態(tài)。 參考圖15B，第一囊1772被插入圓柱形基板1720的中心中。參考圖15C，流體介 質(zhì)被釋放或被插入第一囊1772中，以使第一囊1772充脹為膨脹狀態(tài)。流體介質(zhì)可以包括 水、空氣或任意其它適合的介質(zhì)。當(dāng)在膨脹狀態(tài)并被插入圓柱形基板1720的中心時(shí)，第一 囊1772向上緊密地壓著基板1720的內(nèi)表面，以使得當(dāng)?shù)谝唤M件1770移動(dòng)時(shí)，基板1720將 與第一組件1770—起移動(dòng)或被第一組件1770抬升。換句話說，在膨脹狀態(tài)中，第一囊1772 嚙合基板1720，以將基板1720抓緊到第一囊1772。 參考圖15D，第一組件1770和附連的基板1720向第二組件1776移動(dòng)。第二組件 1776具有第二囊1778，第二囊1778可在收縮狀態(tài)和膨脹狀態(tài)之間移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝唤M件1770 向第二組件1776移動(dòng)，第二囊1778應(yīng)該處于收縮狀態(tài)。 參考圖15E，基板1720被插入第二組件1776中，同時(shí)第一組件1770保持附連到基 板1720且第一囊1772保持膨脹狀態(tài)。參考圖15F，將諸如空氣或水的流體介質(zhì)釋放或被插 入第二囊1778中，以使第二囊1778充脹為膨脹狀態(tài)。在膨脹狀態(tài)中，第二囊1778嚙合基 板1720的外表面。如果在基板1720的外表面上設(shè)置電介質(zhì)帶，那么在膨脹狀態(tài)中，第二囊 1778嚙合該電介質(zhì)帶，以使其壓著基板1720的外表面。 在加壓容器中包封包括第一組件1770、第二組件1776以及基板1720的整個(gè)組件 1780。在先前描述的范圍中施加單個(gè)的壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)。通過單個(gè)壓力、溫度 和時(shí)間的循環(huán)，囊1772、 1778保持在膨脹狀態(tài)。在將基板1720從組件1780移除之后，優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)層的基板1720。 參考圖15G-15H，圖示了使用囊加壓將電介質(zhì)帶層壓到基板的另一工藝。參考圖 15G，在基板1721的至少一個(gè)表面上放置單層電介質(zhì)帶1727。圖15G-15H中所示的基板 1721是平的基板1721，但是，應(yīng)當(dāng)理解，基板1721可以具有其它結(jié)構(gòu)而不超出本發(fā)明的精 神和范圍。 基板1721和電介質(zhì)帶1727在囊1779之間放入囊組件1777中。囊1779可在收 縮狀態(tài)和膨脹狀態(tài)之間移動(dòng)。當(dāng)基板移動(dòng)到囊組件1777中時(shí)，囊1779應(yīng)該處于收縮狀態(tài)。
參考圖15H，包括空氣、水或任意其它適合的介質(zhì)的流體介質(zhì)被釋放或被插入囊 1779中，以使囊1779充脹為膨脹狀態(tài)。當(dāng)在膨脹狀態(tài)時(shí)，囊1779嚙合電介質(zhì)帶1727和基 板1721，以將電介質(zhì)帶1727壓到基板1721的表面。包括囊組件1777、基板1721和電介質(zhì) 帶1727的整個(gè)組件1781被包封在加壓容器中。在先前已經(jīng)描述了的范圍中施加單個(gè)壓力、 溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)。通過單個(gè)的壓力、溫度和時(shí)間的循環(huán)，將囊1779保持膨脹狀態(tài)。在 將基板1721從組件1781移除之后，優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)層的基板1721。
參考圖16，圖示了用于將電介質(zhì)帶1826層壓到基板1820的另一工藝。基板1820 被顯示為是平的矩形；但是，本工藝適合于具有任意形狀的平的基板，諸如圓形的平的基 板。電介質(zhì)帶1826被設(shè)置在基板1820上，兩者都被插入塑料袋1882中。袋1882被密封 并對其施加真空，使袋1882貼服地緊貼帶層1826和基板1820。也可以將支承板插入電介 質(zhì)帶1826或基板1820的任何一側(cè)或兩側(cè)上，以便于壓力的均勻分布。此外，支承板可以允 許多個(gè)基板1820被插入袋1882中。在該方式中，每個(gè)基板1820具有在其上設(shè)置的電介質(zhì) 帶1826，每個(gè)基板1820將與支承板層疊，該支承板將它與其它基板1820分開。此后，可以 應(yīng)用先前描述的參數(shù)對袋1882內(nèi)的基板1820施加壓力、溫度和時(shí)間的循環(huán)，以將電介質(zhì)帶 1826層壓到基板1820。等靜壓加壓可以用來施加所述壓力、溫度和時(shí)間的循環(huán)，但并非必 須如此。此后，優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)層的基板1820。 參考圖17A-17B，圖示了用于將電介質(zhì)帶層層壓到基板1920的內(nèi)表面的另一工 藝。該工藝包括在基板1920的內(nèi)表面上設(shè)置電介質(zhì)帶的預(yù)切片。參考圖17A，該工藝還包 括在基板1920內(nèi)插入橡膠心軸1960。心軸1960可以被預(yù)加熱，以便于該層壓工藝。此夕卜， 或者替代地，可以使用烘箱預(yù)加熱基板1920和/或電介質(zhì)帶。參考圖17B，該工藝包括通過 將橡膠心軸1960夾在施力表面1984和反作用面1986之間，來施加壓力到心軸1960的工 藝。替代的，表面1984、1986兩者都可以施加壓力到心軸1960。此時(shí)可以加入溫度，以及該 力可以被施加適當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間。此后，優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)層的基板1920。
參考圖18A-18B，圖示了將電介質(zhì)帶層2026層壓到平的基板2020的工藝。使用熱 輥或模具2090將電介質(zhì)帶層2026層壓到基板2020。優(yōu)選使用烘箱(如小批量式烘箱)預(yù) 加熱基板2020和電介質(zhì)帶層2026?；?020和電介質(zhì)帶層2026優(yōu)選被加熱到約40至約 ll(TC的范圍中的溫度；但是，該優(yōu)選溫度對于不同的材料而改變。電介質(zhì)帶層2026位于基 板2020上，并通過模具組2090將其軋制。電介質(zhì)帶層2026可以被設(shè)置在基板2020的一側(cè) 或兩側(cè)上。輥或模具2090優(yōu)選被加熱到約40至ll(TC的范圍中的溫度，更優(yōu)選地被加熱至
約ii(TC。在一種方式中，可以在模具2090和基板2020之間放置Mylar⑧片(未示出)。
在通過該模具組2090層壓之后，優(yōu)選在爐中燒制具有附連的電介質(zhì)層2026的基板2020。
參考圖19A-19B，圖示了用于將電介質(zhì)帶層2126層壓到基板2120的另一工藝。在該方式中，基板2120具有管狀形狀，其可以具有或者不具有槽或切口 ?；?120和電介質(zhì) 帶層2126優(yōu)選使用烘箱(如小批量式烘箱)預(yù)加熱至約40至約11(TC的范圍中的溫度； 但是對于不同的材料該優(yōu)選溫度改變。電介質(zhì)帶層2126被設(shè)置在基板2120上，并使基板 2120滑動(dòng)到輥或模具2190上。然后輥2190被閉合，基板2120和電介質(zhì)帶層2126被通過 輥2190軋制。輥或模具2190優(yōu)選被加熱到約40至ll(TC的范圍中的溫度，更優(yōu)選地被加
熱到約ii(TC。在一種方式中，可以在模具2190和基板2120之間放置Mylar⑧片(未示
出)。在被通過模具組2190層壓之后，優(yōu)選在爐子中燒制具有附連的電介質(zhì)層2126的基板 2120。 在如上所述的各種工藝中，可以在將電介質(zhì)帶層層壓到基板之后，將電阻層增加 到電介質(zhì)帶層?？梢允褂萌缟纤龅闹T如薄膜、厚膜、熱噴射、或溶膠-凝膠的分層工藝，在 電介質(zhì)層上形成電阻層。 然后可以通過分層工藝諸如薄膜、厚膜、熱噴射或溶膠-凝膠，在電阻層上形成保 護(hù)層。替代的，該保護(hù)層可以是厚膜電介質(zhì)帶，其可以通過結(jié)合圖13A-19B描述的工藝應(yīng) 用。換句話說，保護(hù)層可以是層壓到電阻層的電介質(zhì)帶層。 作為對在電介質(zhì)帶層被層壓到基板或目標(biāo)之后應(yīng)用電阻和保護(hù)層的替代方案，可 以在電介質(zhì)帶層上預(yù)先形成電阻層、保護(hù)層和/或?qū)w。換句話說，可以在電介質(zhì)帶被層壓 到基板或目標(biāo)之前，在電介質(zhì)帶上形成電阻層、保護(hù)層和/或?qū)w。在該方式中，也可以在 一層或多層電介質(zhì)帶層以及與其附連的任何其它功能層中，或穿過它們，預(yù)切出切口、切斷 或槽。 本公開在性質(zhì)上僅是示例性的，因此，不脫離本公開的要旨的變化被包括在本公 開的范圍內(nèi)。這種變化不被認(rèn)為背離了本公開的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種形成電阻性器件的工藝，包括在基板上形成電介質(zhì)層，該電介質(zhì)層限定單層電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到該基板；在該電介質(zhì)層上形成電阻層；以及在該電阻層上方形成保護(hù)層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中通過模具組軋制而將該電介質(zhì)帶層壓到基板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中使用等靜壓加壓將該電介質(zhì)帶層壓到基板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的工藝，其中通過以下步驟將該電介質(zhì)帶層壓到基板 在充脹的膜的遠(yuǎn)端外表面上放置具有電介質(zhì)帶層的基板； 使該膜在近端放癟同時(shí)將基板插入該膜中；以及 在完成基板插入膜中時(shí)反轉(zhuǎn)該膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的工藝，其中使用囊加壓將該電介質(zhì)帶層壓到基板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的工藝，其中通過以下步驟將該電介質(zhì)帶層壓到基板 鄰近基板的至少一個(gè)表面放置第一囊； 使第一囊充脹，使得第一囊嚙合基板以抓緊基板；將第一囊以及基板向第二囊移動(dòng)，使得基板的另一表面鄰近第二囊設(shè)置； 使第二囊充脹，使得第二囊嚙合基板；以及通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)，保持第一囊和第二囊的充脹。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的工藝，其中使用可膨脹心軸將該電介質(zhì)帶層壓到基板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的工藝，其中該可膨脹心軸包括填充有流體介質(zhì)的可保形膜。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的工藝，其中該流體介質(zhì)選自由橡膠、粘土、水、空氣、油和基于淀粉 的制?；衔飿?gòu)成的組。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7的工藝，其中該可膨脹心軸是可彈性保形的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的工藝，其中該電阻層通過選自由薄膜、厚膜、熱噴射和溶膠-凝膠 構(gòu)成的組中的分層工藝來形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中該電阻層包括單層電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通過單個(gè)壓 力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到電介質(zhì)層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其中該保護(hù)層包括單層的電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通過單個(gè) 壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到電阻層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l的工藝，其中該保護(hù)層通過選自由薄膜、厚膜、熱噴射和溶膠-凝膠 構(gòu)成的組中的分層工藝來形成。
15. —種供在電阻性器件中使用的目標(biāo)上形成厚膜材料的工藝，該厚膜材料包括至少 一層電介質(zhì)，并且該厚膜材料通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到所述目標(biāo)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括單層電介質(zhì)帶。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的工藝，其中該單層電介質(zhì)帶限定被層壓到基板的基底電介質(zhì)層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的工藝，其中該單層電介質(zhì)帶限定被層壓到所述基底電介質(zhì)層和 目標(biāo)之一的電阻層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的工藝，其中該單層電介質(zhì)帶限定被層壓到電阻層的保護(hù)層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括由電介質(zhì)帶和設(shè)置在該電介質(zhì)帶上 的電阻性元件限定的預(yù)成形件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括由電介質(zhì)帶、設(shè)置在該電介質(zhì)帶上 的電阻性元件以及設(shè)置在該電介質(zhì)帶上并與該電阻性元件電接觸的導(dǎo)體限定的預(yù)成形件。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括由電介質(zhì)帶、設(shè)置在該電介質(zhì)帶上 的電阻性元件、設(shè)置在該電介質(zhì)帶上并與該電阻性元件電接觸的導(dǎo)體、以及設(shè)置在該電阻 性元件上方且不在該導(dǎo)體上方的電介質(zhì)帶的保護(hù)層限定的預(yù)成形件。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括由電介質(zhì)帶的保護(hù)層和設(shè)置在該電 介質(zhì)帶的保護(hù)層上的電阻性元件限定的預(yù)成形件。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中該厚膜材料包括由電介質(zhì)帶的保護(hù)層、設(shè)置在該帶 的保護(hù)層上的電阻性元件、以及與該電阻性元件電接觸的導(dǎo)體限定的預(yù)成形件，其中該電 介質(zhì)帶的保護(hù)層限定孔隙，通過該孔隙露出所述導(dǎo)體。
25. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中通過模具組軋制來將該厚膜材料層壓到所述目標(biāo)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中使用等靜壓加壓將該厚膜材料層壓到所述目標(biāo)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中通過以下步驟將該厚膜材料層壓到目標(biāo) 在充脹的膜的遠(yuǎn)端外表面上放置具有厚膜材料的目標(biāo)； 使該膜在近端放癟，同時(shí)將所述目標(biāo)插入膜中；以及在完成所述目標(biāo)插入膜中時(shí)反轉(zhuǎn)該膜。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26的工藝，其中使用囊加壓將該厚膜材料層壓到所述目標(biāo)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的工藝，其中通過以下步驟將該厚膜材料層壓到所述目標(biāo) 鄰近所述目標(biāo)的至少一個(gè)表面放置第一囊； 使第一囊充脹，使得第一囊嚙合所述目標(biāo)以抓緊所述目標(biāo)；將第一囊以及所述目標(biāo)向第二囊移動(dòng)，以使得所述目標(biāo)的另一表面鄰近第二囊設(shè)置； 使第二囊充脹，使得第二囊嚙合所述目標(biāo)；以及通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)，保持第一囊和第二囊的充脹。
30. 根據(jù)權(quán)利要求15的工藝，其中使用可膨脹心軸將該厚膜材料層壓到所述目標(biāo)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30的工藝，其中該可膨脹心軸包括填充有流體介質(zhì)的可保形膜。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31的工藝，其中該流體介質(zhì)選自由可保形材料構(gòu)成的組，該可保形 材料選自由橡膠、粘土、水、空氣、油和基于淀粉的制?；衔飿?gòu)成的組。
33. 根據(jù)權(quán)利要求30的工藝，其中該可充脹心軸是可彈性保形的。
34. —種形成電阻性器件的工藝，包括在基板上形成電介質(zhì)層，該電介質(zhì)層限定單層電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通過單個(gè)壓力、溫 度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到基板；使用厚膜成層工藝，在該電介質(zhì)層上形成電阻層；以及在該電阻層上方形成保護(hù)層，該保護(hù)層包括單層電介質(zhì)帶，該電介質(zhì)帶通過單個(gè)壓力、 溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到電阻層。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，還包括形成與電阻層電接觸的導(dǎo)體，其中通過該保護(hù)層 至少部分地露出所述導(dǎo)體。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中通過以下步驟層壓該電介質(zhì)帶在膨脹的膜的遠(yuǎn)端外表面上放置具有所述電介質(zhì)帶層的基板； 使該膜在近端放癟，同時(shí)將該基板插入膜中；以及 在完成基板插入膜中時(shí)，使該膜反轉(zhuǎn)。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中通過以下步驟層壓該電介質(zhì)帶 鄰近基板的至少一個(gè)表面放置第一囊；使第一囊充脹，以使得第一囊嚙合基板以抓緊基板；使第一囊以及基板向第二囊移動(dòng)，以使得基板的另一表面鄰近第二囊設(shè)置； 使第二囊充脹，以使得第二囊嚙合基板；以及通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)，保持第一囊和第二囊的充脹。
38. 根據(jù)權(quán)利要求34的工藝，其中使用可膨脹心軸來層壓該電介質(zhì)帶。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38的工藝，其中該可膨脹心軸是可彈性保形的。
全文摘要
提供一種形成諸如負(fù)載電阻器或加熱器的電阻性器件的工藝，包括在基板、目標(biāo)上或相鄰的功能層上形成電介質(zhì)層，其中該電介質(zhì)層以一種形式限定單層的電介質(zhì)帶。該電介質(zhì)帶通過單個(gè)壓力、溫度和時(shí)間的預(yù)定循環(huán)被層壓到所述基板、目標(biāo)或相鄰的功能層，然后在該電介質(zhì)層上形成電阻層，并在該電阻層上方形成保護(hù)層。
文檔編號H05B3/00GK101796596SQ200880106138
公開日2010年8月4日 申請日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者A·普里維特, L·福比斯, R·布魯梅爾 申請人:沃特洛電氣制造公司