【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电阻器件制备，具体涉及一种3d打印制备耐功率电阻器件的方法，即采用3d打印工艺制备耐功率电阻器件。
技术介绍
1、耐功率电阻器件在稳压、分压、以及滤波、天线带宽调节等方面具有重要的作用。传统的电阻器件通常是采用贴片或插装方式与电路连接，而引脚焊点往往会带来寄生电容、寄生电阻等问题，这种问题在高频特性下尤其凸显得更为严重，此外高功率型的电阻器件往往体积较大，很难适应于现有高集成度的电路系统。同时随着异形化功能构件的发展，现有电阻的贴装方式已经很难应用于自由曲面。
2、近年随着电子增材制造技术的发展，3d打印为电子器件的制造带来了新的解决方案。如中国专利申请【cn115824195a】公开了一种通过打印电阻制备位姿传感器的方法，具体为采用导电高分子树脂中添加石墨烯、碳纳米管形成电阻器件，并不涉及对于电阻功率的设计。中国专利申请【cn113628821a】公开了一种对于3d打印电阻的制备流程以及调阻方法，其电阻的制备方式是直接搭接在电极上，并未考虑到高功率电阻的设计以及在电极间距不稳定情况电阻值的稳定化控制。
3、综上，目前虽有3d打印电子器件的相关技术，但还未曾考虑到打印电阻的耐功率特性以及在工况下热载荷所导致的失效、电阻值不稳定等特性。
4、鉴于此，本专利技术研究团队认为有必要探究一种3d打印下提升电阻器件功率耐受度的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有3d打印电阻器件方法未考虑打印电阻的耐功率特性以及在工况下热载荷
2、为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
3、一种提升电阻器件功率耐受度的方法，其特殊之处在于，采用以下策略：
4、对电阻和电极进行分离设计，减少与电极接触的电阻，在两者之间打印过渡区，并通过引线跨越过渡区的方式将两者进行连接；
5、在电阻与基板之间增加导热衬底介质层进行过渡；
6、对电阻形貌进行优化，增加散热面积。
7、基于上述提升电阻器件功率耐受度的策略，本专利技术设计了一种耐功率电阻器件，其特殊之处在于：包括基板；
8、所述基板上设置有两个电极(电极通过成熟的电镀/化镀制作在基板上)，两个电极之间为电阻沉积区；
9、所述电阻沉积区上沉积有导热衬底介质层；导热衬底介质层一方面可以将原始基板表面粗糙度通过新的介质层降低，进一步提升后续电阻的打印精度，另一方面介质层能够折中电阻与基板膨胀系数的差异，保证其具有更加优异的高低温兼容性；导热衬底介质层的上表面不高于基板电极的上表面，否则会出现衬底介质材料搭叠在电极上，无效占用电极面积，另外对于后续过渡区填充时容易造成介质体漫流至基板电极表面；
10、所述导热衬底介质层上打印有电阻以及位于电阻两端的过渡区；
11、所述过渡区上表面形成内凹圆弧(此处使过渡区上表面形成内凹圆弧，主要为了防止受凸面影响引线浆料向电极与电阻接触两端铺展流动，不便于控制搭接电阻的尺寸)自然由电阻端部连接至电极端部，且其与电极端部和电阻端部均形成零搭接区(尽可能少的搭叠区)，且过渡区的宽度应大于打印电阻的宽度以保证打印引线端部可以与电阻端部形成良好的连接；
12、所述电阻与两个电极均通过跨越过渡区的引线连接；
13、所述电阻和引线区域设置有封装层。
14、进一步地，在保证阻值的情况下，所述电阻沿电流传输方向的厚度呈现波浪形设计(即电阻在沿电流传输方向端剖面呈现波浪形)，主要原因是如果波浪形垂直于电流传输方向，那么在较薄位置相当于串联的电阻会进一步增大该位置的发热量，而如果波浪形沿着电流传输方向，那么相当于并联的电阻，并不会明显增加区域发热量；为了增加电阻表面积，增加热交换面积，提高电阻自身的散热效率，所述电阻边缘为锯齿形或波浪形，且电阻面区预留有镂空位置；
15、进一步地，所述电阻对应的基板区域设置有阵列凹槽(比如：阵列微型翅状凹槽)，其深宽比满足介质流体填充的条件；
16、所述电阻端部与电极端部的间距在50μm以上；
17、所述导热衬底介质层的上表面不高于电极的上表面；
18、所述引线两端分别连接电阻端部和电极端部，其与电阻的搭接宽度由设计电阻有效宽度决定。
19、进一步地，所述导热衬底介质层的材料为改性光固聚酰亚胺、改性光固丙烯酸或改性光固环氧树脂体系，且其中含有质量分数30％以上粒径尺度小于1μm金刚石填料颗粒，粘度为100-3000cp；
20、所述电阻的材料为镍铬合金浆料、镍磷浆料或氧化钌浆料；
21、所述过渡区的材料与导热衬底介质层的材料保持一致；
22、所述引线的材料为低温银浆，所述低温银浆为固化温度不超过200℃的银浆；主要目的为连接电极引线可以平衡电极受基材膨胀与电阻膨胀之间带来的差异性问题，尽可能减少对于电阻形变影响，从而保证电阻精度；
23、所述封装层采用耐温200℃以上、导热率不低于700w/(mk)，且热膨胀系数低于电阻材料的材料，由于底层具有良好导热系数，底部热量可以通过衬底介质层进行快速耗散，反而顶部散热主要依托于封装层与外围空气的导热以及与衬底介质层连通散热的方式，有热量集中的风险，因此耐温性需要相对较高；另外通过封装层选择膨胀系数低于打印电阻材料，可以通过其与介质层形成上下包裹，限制电阻自身的膨胀变形，从而控制电阻精度。。
24、3d打印制备上述耐功率电阻器件的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
25、1)对基板的电阻沉积区进行表面微加工处理；可以限定后续衬底介质层的沉积铺展范围，同时可以通过基板表面微加工增强后续介质层与基板结合力；所述电阻沉积区位于基板上两个电极之间；
26、2)在步骤1)处理后的电阻沉积区(即微加工处理区域)上沉积导热衬底介质层，覆盖整个微加工处理区域，为下一步电阻的打印形成新的基底，一方面可以将原始基板表面粗糙度通过新的介质层降低，进一步提升后续电阻的打印精度，另一方面介质层能够折中电阻与基板膨胀系数的差异，保证其具有更加优异的高低温兼容性；
27、3)通过3d打印方式在步骤2)得到的导热衬底介质层表面打印电阻(电阻的图形按照尺寸以及电阻打印材料的电阻率计算设计而成，实际打印电阻的区域称为电阻打印区，即电阻真正所占区域)，固化成型后在电阻两端衬底介质层表面分别打印介质过渡区，形成电阻区到电极区的自然过渡，为后续引线的打印形成连接区；
28、4)通过3d打印导电引线跨越步骤3)中所述过渡区，将基板上两个电极与所述电阻进行连接；
29、5)对打印电阻区和引线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提升电阻器件功率耐受度的方法，其特征在于，采用以下策略：
2.一种耐功率电阻器件，其特征在于：包括基板；
3.根据权利要求2所述耐功率电阻器件，其特征在于：
4.根据权利要求2或3所述耐功率电阻器件，其特征在于：
5.根据权利要求4所述耐功率电阻器件，其特征在于：
6.3D打印制备耐功率电阻器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述3D打印制备耐功率电阻器件的方法，其特征在于，步骤1)具体为：
8.根据权利要求6或7所述3D打印制备耐功率电阻器件的方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述3D打印制备耐功率电阻器件的方法，其特征在于：
10.根据权利要求9所述3D打印制备耐功率电阻器件的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种提升电阻器件功率耐受度的方法，其特征在于，采用以下策略：
2.一种耐功率电阻器件，其特征在于：包括基板；
3.根据权利要求2所述耐功率电阻器件，其特征在于：
4.根据权利要求2或3所述耐功率电阻器件，其特征在于：
5.根据权利要求4所述耐功率电阻器件，其特征在于：
6.3d打印制备耐功率电阻器件的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李超，尹恩怀，杜小东，王天石，王彦亮，邓超，张怡，
申请(专利权)人：西安瑞特三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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