高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法技术

一种高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法，系以厚膜印刷且在低温与空气中烧结下制作出卑金属电极或是合金电极与电阻，其利用一便宜低还原电位金属制作成厚膜膏，透过网版印刷成型烧结，然后将此便宜低还原电位金属层当牺牲层，将此牺牲层浸入较高还原电位金属溶液中进行湿式化学替代反应，如此可以得到较高还原电位的金属电极。另外也可以将此牺牲层浸入由几种不同较高还原电位金属溶液混合溶液进行湿式化学替代反应而得到不同组成合金。藉此，本发明专利技术可排除传统必须在高温还原气氛下热处理才能产生卑金属电极或是卑金属合金的特性，可以大幅改善目前卑金属或合金的制造成本，并可结合国内厚膜印刷产业制作方式，大幅提高生产效率。

Method for making high conductivity low metal electrode or alloy low ohmic chip resistor

A manufacturing method of high conductivity base metal electrodes or alloy low ohmic chip resistors is described. The base metal electrodes or alloy electrodes and resistors are produced by thick film printing and sintering in low temperature and air. The thick film paste is made of a cheap low reduction potential metal and sintered by screen printing. The metal layer with low reduction potential acts as sacrificial layer. The sacrificial layer is immersed in metal solution with high reduction potential for wet chemical substitution reaction, so that the metal electrode with high reduction potential can be obtained. In addition, the sacrificial layer can be immersed in a mixture of several metal solutions with higher reduction potential for wet chemical substitution reaction to obtain different alloys. In this way, the invention can eliminate the characteristics of low metal electrodes or low metal alloys that traditionally have to be heat treated in high temperature reduction atmosphere, can greatly improve the manufacturing cost of low metal or alloy at present, and can greatly improve the production efficiency in combination with the domestic thick film printing industry.

【技术实现步骤摘要】
高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法
本专利技术系有关于一种高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法，尤指涉及一种排除必须在高温还原气氛下热处理才能产生卑金属电极或是卑金属合金的特性，特别系指可以厚膜印刷且在低温与空气中烧结下制作出卑金属电极或是合金电极与电阻而大幅降低制造成本者。
技术介绍
目前厚膜印刷电极如果是昂贵贵金属，如银或钯膏则可以在空气下高温烧结形成高导电电极；反之，如果是厚膜印刷便宜卑金属(BaseMetal)如铜或镍膏，则必须在还原气氛下烧结以避免卑金属高温下氧化反应发生。再者，目前制作合金电极或电阻皆须在高温与适当烧结气氛下，将个别金属材料合成合金材料以利于后续制作成所需组件。然而，因合金制程需在高温与特殊气氛下进行，进而导致合金材料成本高居不下。鉴于不同于贵金属电极材料银、钯等，卑金属电极材料铜、镍等容易在热处理时发生氧化，因此传统制作厚膜卑金属电极或卑金属合金时，系利用网版印刷厚膜成形，然后必须在高温还原气氛下热处理才能产生卑金属电极或是卑金属合金，但此虽可避免卑金属氧化发生，但势必增加制程成本，故，一般已用者无法符合使用者于实际使用时所需。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于，克服已知技艺所遭遇的上述问题并提供一种新颖可以厚膜印刷且在低温与空气中烧结下制作出卑金属电极或是合金电极与电阻的高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法。本专利技术次要目的在于，提供一种利用一便宜低还原电位金属制作成厚膜膏(如铝或锡等)，透过网版印刷成型烧结，然后将此便宜低还原电位金属层当牺牲层，将此牺牲层浸入较高还原电位金属溶液中进行湿式化学替代反应，如此可以得到较高还原电位的金属电极；亦或，也可将此牺牲层浸入由几种不同较高还原电位金属溶液混合的溶液进行湿式化学替代反应，而得到不同组成合金的高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器制作方法。本专利技术另一目的在于，提供一种可排除传统必须在高温还原气氛下热处理才能产生卑金属电极或是卑金属合金的特性，可以大幅改善目前市面上卑金属或合金制造成本，并可进一步结合国内厚膜印刷产业制作方式，大幅提高技术层面效率的高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法。为达以上目的，本专利技术系一种高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法，其至少包含下列步骤：(A)低还原电位的铝或锡端电极与电阻层印刷及烧结：首先在一基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的低还原电位的背面铝或锡端电极，再于该基板正面全面性地印刷一低还原电位的厚膜铝或锡膏，其含盖低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层全部，使该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层由一相同材料一体形成而二者之间无接口，之后将该基板送入烧结炉中进行200～900℃高温烧结作业，使该低还原电位的背面铝或锡端电极、与含盖该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层的低还原电位的厚膜铝或锡膏能够与该基板进行结合；(B)浸镀或电镀：将印刷烧结后的低还原电位的厚膜铝或锡膏当牺牲层浸泡在还原电位较高的金属溶液，以浸镀或电镀方式进行湿式化学替代反应，以得到较高还原电位的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层；(C)低温空气中干燥或还原气氛烧结进行热处理：将浸镀或电镀完的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行在空气下干燥或是进一步在低温还原气氛下进行烧结；(D)内涂层印刷与烧结：于完成干燥或还原气氛烧结的卑金属电阻层或卑金属合金电阻层上印刷形成一内涂层，且该内涂层的尺寸系等于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层而不会接触到该卑金属电极或卑金属合金电极，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～700℃高温烧结作业，俾使该内涂层能够与该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行熔结；(E)激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光光于该内涂层上对该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行切割作业，于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层之上切出所需形状的调节槽，以修整该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层的电阻值；(F)外涂层印刷与烧结：于该内涂层表面上再印刷形成一外涂层，该外涂层的尺寸系大于该内涂层且接触到一部分的卑金属电极或卑金属合金电极，另一部分的卑金属电极或卑金属合金电极则外露，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～250℃烧结，使该外涂层能够与该内涂层及一部分的卑金属电极或卑金属合金电极进行熔结，并藉由该内、外涂层构成一保护层；(G)字码层印刷：于该保护层上印刷有代表该芯片电阻的辨识字码；(H)折条：将呈片状的基板送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板分裂成为条状；(I)端电极侧导印刷：将折成条状的基板两侧面印刷上导电材质，形成二侧面端电极于该外涂层的两端部上方，这些侧面端电极系覆盖该卑金属电极或卑金属合金电极与该等低还原电位的背面铝或锡端电极，之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板送入烧结炉中进行150～250℃烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极可与该卑金属电极或卑金属合金电极及该背面铝或锡的低还原电位端电极进行熔结，使该基板同一侧边的这些低还原电位的背面铝或锡端电极可与该卑金属电极或卑金属合金电极形成相互连接导通，这些侧面端电极会接触到该卑金属电极或卑金属合金电极并连接到该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层；(J)折粒：完成侧面端电极烧结的条状基板，再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板压折，使相连的芯片电阻分成多数独立且具有一卑金属电极或卑金属合金电极与卑金属电阻层或卑金属合金电阻层、二低还原电位的背面铝或锡端电极、二侧面端电极、及一包括内涂层与外涂层的保护层的粒状体；以及(K)电镀：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀镍与锡作业，于芯片电阻导电材质之侧面端电极外部镀上一电镀层，其中电镀镍用来保护该卑金属电极或卑金属合金电极，电镀锡为了芯片电阻器焊接于PCB应用；以上制作的芯片电阻器之卑金属电极或卑金属合金电极可以使用于抗硫化之芯片电阻器，如应用于车用、基地台、及LED灯。于本专利技术上述实施例中，该步骤(B)系将印刷烧结后的低还原电位的铝或锡膏浸泡在硫酸铜溶液、硫酸镍溶液、或硫酸铜溶液与硫酸镍溶液，以铜离子还原低还原电位的铝或锡成为铜电极与铜电阻层、以镍离子还原低还原电位的铝或锡成为镍电极与镍电阻层、或以铜离子与镍离子同时还原低还原电位的铝或锡形成合金铜镍电极与铜镍电阻层。于本专利技术上述实施例中，该芯片电阻器的阻值范围介于10mΩ～100Ω之间。附图说明图1，系本专利技术制作流程示意图。图2，系本专利技术芯片电阻器与传统晶电阻器结构剖面示意图，其中(a)为传统晶电阻器，(b)为本专利技术芯片电阻器。图3，系本专利技术厚膜铝膏进行浸镀或电镀替代反应后的样本照片。图4，系本专利技术厚膜铝膏进行浸镀或电镀替代反应后的微结构照片。图5，系本专利技术芯片电阻湿式制程组件电性示意图。组件标号对照：步骤s100～s110；基板10；厚膜铝或锡膏11；正面铝或锡端电极11a；电阻层11b；卑金属电极或卑金属合金电极11c；卑金属电阻层或卑金属合金电阻层11d；背面铝或锡端电极12；保护层13；内涂层131；外涂层132；侧面端电极14；电镀层15；基板20；正面导体21；背面导体22；电阻层23；保护层24；侧面导体25；电镀层26。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法，其特征在于至少包含下列步骤：（Ａ）低还原电位的铝或锡端电极与电阻层印刷及烧结：首先在一基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的低还原电位的背面铝或锡端电极，再于该基板正面全面性地印刷一低还原电位的厚膜铝或锡膏，其含盖低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层全部，使该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层由一相同材料一体形成而二者之间无接口，之后将该基板送入烧结炉中进行200～900°C高温烧结作业，使该低还原电位的背面铝或锡端电极、与含盖该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层的低还原电位的厚膜铝或锡膏能够与该基板进行结合；（Ｂ）浸镀或电镀：将印刷烧结后的低还原电位的厚膜铝或锡膏当牺牲层浸泡在还原电位较高的金属溶液，以浸镀或电镀方式进行湿式化学替代反应，以得到较高还原电位的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层；（Ｃ）低温空气中干燥或还原气氛烧结进行热处理：将浸镀或电镀完的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行在空气下干燥或是进一步在低温还原气氛下进行烧结；（Ｄ）内涂层印刷与烧结：于完成干燥或还原气氛烧结的卑金属电阻层或卑金属合金电阻层上印刷形成一内涂层，且该内涂层的尺寸等于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层而不会接触到该卑金属电极或卑金属合金电极，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～700°C高温烧结作业，使该内涂层能够与该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行熔结；（Ｅ）激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光于该内涂层上对该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行切割作业，于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层之上切出所需形状的调节槽，以修整该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层的电阻值；（Ｆ）外涂层印刷与烧结：于该内涂层表面上再印刷形成一外涂层，该外涂层的尺寸大于该内涂层且接触到一部分的卑金属电极或卑金属合金电极，另一部分的卑金属电极或卑金属合金电极则外露，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～250°C烧结，使该外涂层能够与该内涂层及一部分卑金属电极或卑金属合金电极进行熔结，并藉由该内、外涂层构成一保护层；（Ｇ）字码层印刷：于该保护层上印刷有代表该芯片电阻的辨识字码；（Ｈ）折条：将呈片状的基板送至滚压装置，利用滚压分割方式，使该基板分裂成为条状；（Ｉ）端电极侧导印刷：将折成条状的基板两侧面印刷上导电材质，形成二侧面端电极于该外涂层的两端部上方，这些侧面端电极系覆盖该卑金属电极或卑金属合金电极与这些背面铝或锡的低还原电位端电极，之后再将完成端电极侧导印刷的条状基板送入烧结炉中进行150～250°C烧结，使该侧导印刷后的侧面端电极与该卑金属电极或卑金属合金电极及该低还原电位的背面铝或锡端电极进行熔结，使该基板同一侧边的这些低还原电位的背面铝或锡端电极与该卑金属电极或卑金属合金电极形成相互连接导通，这些侧面端电极会接触到该卑金属电极或卑金属合金电极并连接到该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层；（Ｊ）折粒：完成侧面端电极烧结的条状基板，再次利用滚压装置进行分割，将呈条状的基板压折，使相连的芯片电阻分成多数独立且具有一卑金属电极或卑金属合金电极与卑金属电阻层或卑金属合金电阻层、二低还原电位的背面铝或锡端电极、二侧面端电极、及一包括内涂层与外涂层的保护层的粒状体；以及（Ｋ）电镀：将形成为粒状的芯片电阻送至电镀槽进行电镀镍与锡作业，于芯片电阻导电材质的侧面端电极外部镀上一电镀层，其中电镀镍用来保护该卑金属电极或卑金属合金电极，电镀锡用于芯片电阻器焊接于PCB应用；以上制作芯片电阻器的卑金属电极或卑金属合金电极使用于抗硫化的芯片电阻器。...

【技术特征摘要】
1.一种高导电卑金属电极或合金低欧姆芯片电阻器的制作方法，其特征在于至少包含下列步骤：（Ａ）低还原电位的铝或锡端电极与电阻层印刷及烧结：首先在一基板背面印刷形成二相间隔而互不连接的低还原电位的背面铝或锡端电极，再于该基板正面全面性地印刷一低还原电位的厚膜铝或锡膏，其含盖低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层全部，使该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层由一相同材料一体形成而二者之间无接口，之后将该基板送入烧结炉中进行200～900°C高温烧结作业，使该低还原电位的背面铝或锡端电极、与含盖该低还原电位的正面铝或锡端电极及电阻层的低还原电位的厚膜铝或锡膏能够与该基板进行结合；（Ｂ）浸镀或电镀：将印刷烧结后的低还原电位的厚膜铝或锡膏当牺牲层浸泡在还原电位较高的金属溶液，以浸镀或电镀方式进行湿式化学替代反应，以得到较高还原电位的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层；（Ｃ）低温空气中干燥或还原气氛烧结进行热处理：将浸镀或电镀完的卑金属电极或卑金属合金电极，及卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行在空气下干燥或是进一步在低温还原气氛下进行烧结；（Ｄ）内涂层印刷与烧结：于完成干燥或还原气氛烧结的卑金属电阻层或卑金属合金电阻层上印刷形成一内涂层，且该内涂层的尺寸等于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层而不会接触到该卑金属电极或卑金属合金电极，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～700°C高温烧结作业，使该内涂层能够与该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行熔结；（Ｅ）激光切割：将该基板送入激光切割装置，利用激光于该内涂层上对该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层进行切割作业，于该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层之上切出所需形状的调节槽，以修整该卑金属电阻层或卑金属合金电阻层的电阻值；（Ｆ）外涂层印刷与烧结：于该内涂层表面上再印刷形成一外涂层，该外涂层的尺寸大于该内涂层且接触到一部分的卑金属电极或卑金属合金电极，另一部分的卑金属电极或卑金属合金电极则外露，之后再将该基板送入烧结炉中进行150～250°C烧结，使该外涂层能够与该内涂层及一部分卑金属电极或卑金属合金电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文熙，
申请(专利权)人：李文熙，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71