專利名稱：涂覆線和薄膜電阻器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及薄膜電阻器、 一種薄膜電阻器的制造方法以及用于 薄膜電阻器的由鎳制成的新型連接線。本發(fā)明意義上的薄膜電阻器包 括襯底的電絕緣表面上的電阻器圖案，其中，電阻器圖案是由玻璃蓋 板覆蓋的，并且與連接線電連接，其中，連接線從玻璃蓋板中突出出 來。
背景技術：
特別地，連接線被機械地固定在玻璃蓋板上。通過在襯底上沉 積并焙燒玻璃漿，來形成玻璃蓋板。對于大批量生產(chǎn)而言，以單個單 元構建是非常昂貴的。如果用玻璃將多個薄膜電阻器一起裝在一公共襯底上，然后可以用鋸切的方式來分割這些薄膜電阻器。根據(jù)Heraeus公司的產(chǎn)品型錄"Ceramic and glass measurement resistors/filmresistors/testresistorthermometers " (PTM-W2)，我們所知的是具有涂覆了鉑的由鎳制成的連接管腳的薄膜 電阻器。這種薄膜電阻器被設計為用于400°C-IOO(TC之間的高溫應 用中。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的問題包括提供一種更簡單的用于大批量生產(chǎn)的方法。 特別地，在保持用鉑涂層獲得的保護特性的同時，可簡化連接線的焊 接。用本發(fā)明的一個技術方案的特征來解決這個問題。本發(fā)明的其 他技術方案描述了優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明，認識到由銀或者銀合金制成的線對測量電阻器有 負面影響，但由具有薄的銀涂層的鎳內(nèi)核制成的線不會產(chǎn)生這種負面
影響。反過來，銀涂層允許釆用軟焊料以背離測量電阻器的形式來將 薄膜電阻器固定在它的末端。在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，借 助于連接區(qū)域(焊盤)，通過熱壓將涂覆銀的鎳線連接至測量電阻器。 在這個焊盤上，涂覆了玻璃涂層，并且對于采用薄膜技術的情況，還 沉積了玻璃漿。燒結玻璃漿來形成多孔體。最后，打破玻璃漿(特別 是在理想的斷裂點)來分割測量電阻器。優(yōu)選地，加熱線，以便在被加熱的線周圍形成玻璃薄膜。為了 增大線到測量電阻器和釉的連接的強度，線的涂層，特別是薄膜涂層 也是合適的。對于涂層，特別有效的合適的材料包括非揮發(fā)性的無機組分， 例如陶瓷或金屬，特別是玻璃。根據(jù)本發(fā)明，提供了具有鎳內(nèi)核和銀涂層的連接線。具有根據(jù) 本發(fā)明的銀涂層的連接線可以被直接焊接到涂層上，其中，由于在銀 和鎳之間形成了合金，接觸點在連接線的質量上并沒有受到損失。從 而，顯著地簡化了高質量薄膜電阻器的生產(chǎn)。對于具有鎳基(based on nickel)內(nèi)核的涂覆線而言，根據(jù)本 發(fā)明，在用軟焊料焊接的過程中，特別是當涂覆線具有銀基涂層時， 線的內(nèi)核和涂層保持分離的相(s印arate phases)?？梢杂枚栊圆牧?，例如玻璃、特別是石英玻璃或陶瓷、尤其是 氧化鋁來稀釋銀涂層。優(yōu)選地，銀涂層或者它的銀相至少具有99%的 重量純度。同樣可以用惰性材料稀釋內(nèi)核。優(yōu)選地，鎳內(nèi)核或它的鎳 相至少具有99%的重量純度。還可以用惰性材料完全代替銀。結果是，根據(jù)本發(fā)明，在用軟 焊料進行焊接的過程中，對于由銀或玻璃或陶瓷或這些材料的混合物 制成的涂層，內(nèi)核材料保持分離的相。由于銀絕不會污染測量電阻器， 所以將銀涂層建構得遠遠比鎳內(nèi)核薄，具體地薄至少一個數(shù)量級，優(yōu) 選地薄至少兩個數(shù)量級。鎳內(nèi)核的100pm-400nm的直徑和銀涂層的0.2pm-20|im，特別 是lnm-5pm的厚度是根據(jù)本發(fā)明的尺寸。對于生產(chǎn)來講，可以用銀 電鍍涂覆100pm-400pm厚的鎳線。特別地，將銀電鍍沉積在鎳線上，
形成0.5pm-lpm的涂層厚度。對于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的具有涂覆線的薄膜電阻器而言，當將涂 覆線連接至薄膜電阻器毛坯的焊盤時，涂層和內(nèi)核保持分離的相。根據(jù)本發(fā)明構建了具有涂層的薄膜電阻器，該薄膜電阻器具有 在電絕緣襯底上的鉑測量電阻器以及作為連接線連接至該測量電阻 器的涂覆線，該涂覆線具有被涂覆的鎳內(nèi)核，所述涂層由銀或玻璃或 陶瓷或這些材料的混合物制成，或者所述涂層的外側由玻璃或陶瓷或 這些材料的混合物制成。特別地，盡管存在與測量電阻器的熱壓，在 接觸區(qū)域連接線的涂層依然保持著相對于連接線內(nèi)核的相。出于這個 目的，銀涂層或銀相或鎳內(nèi)核優(yōu)選地至少具有99%的重量純度。從 而，薄膜電阻器具有被涂覆的連接線，相對于它的導電性以及在它的 機械性能方面，其涂層不會受到內(nèi)核的材料的擴散的危害。在一個高值實施例中，用玻璃或者玻璃陶瓷覆蓋測量電阻器和 末端附著到測量電阻器上的區(qū)域的連接線。薄膜電阻器在線上具有根據(jù)本發(fā)明的(特別是由鉑或銀制成的) 薄玻璃涂層或薄金屬涂層，以及具有沉積在該涂層上的厚玻璃組分，該薄膜電阻器包括襯底的電絕緣表面、布置在電絕緣表面上的導電 帶、兩條連接至該導電帶的鎳線以及玻璃蓋板，該玻璃蓋板密封該導 電帶和連接至該導電帶的線末端。特別地，它的釉具有直接布置在線的金屬表面上的第一薄的組 分以及沉積在第一組成分上的厚的主要組分。鎳線上的氧化鎳薄膜厚度優(yōu)選地小于等于lpm，特別是小于 100nm。在一個特別穩(wěn)定的實施例中，在連接線上沉積薄金屬或玻璃組 分，所述連接線連接至布置在電絕緣襯底上的導電帶，以及在這個金 屬或玻璃組分上沉積并焙燒厚的玻璃漿。還可以在包含玻璃的介質中加熱連接線，直到在線的周圍形成 玻璃膜。根據(jù)本發(fā)明，可以通過打破釉結在一起的多個薄膜電阻器來進 行分割。這簡化了薄膜電阻器的生產(chǎn)，所述薄膜電阻器是由襯底的電
絕緣表面上的至少一個電阻器圖案構成的，所述襯底具有被覆蓋的電阻器圖案，并具有用玻璃進行應力消除(strain relief)后的連接線， 所述連接線以電導通的方式連接至電阻器圖案。在一個優(yōu)選實施例中，用玻璃(特別是采用薄膜技術)包圍附 著到接觸點的銀線。然后，根據(jù)本發(fā)明，通過沉積玻璃漿并對其進行 焙燒，只對玻璃包圍的線進行應力消除。采用這種技術，避免了已知 的在采用玻璃對連接線進行應力消除過程中的氣泡形成。在一個特別簡單的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的鎳線具有玻璃涂層。 該玻璃涂層保護線不受腐蝕，并允許利用玻璃槳進行應力消除的無氣 泡固定。利用這種薄的玻璃膜，更容易劃開或裂開焊接點的氧化膜。 后面的焊接點自身可以比擬于金屬陶瓷混合物，并且在焊接點的區(qū)域 中，相比較用外部的玻璃珠子進行了應力消除的典型的金屬焊料連 接，該焊接點對由于不同的膨脹系數(shù)而產(chǎn)生的應力不敏感。根據(jù)本發(fā)明的薄膜電阻器的顯著的穩(wěn)定性允許通過彼此分開而 進行分割。從而，根據(jù)本發(fā)明，可以在一個襯底板上同時生產(chǎn)多個薄 膜電阻器，尤其是采用應力消除了的玻璃漿的公共沉積。為了分開這 些電阻器，應當(特別是)通過刻畫襯底引入理想的斷裂點。相對于 之前的通過鋸切的分割，最后的用于分割薄膜電阻器的分開是一種巨 大的工藝簡化過程。


下面，參照附圖對本發(fā)明進行描述。圖1至圖5示出 圖l示出了涂覆鎳銀的線；圖2示出了具有涂覆鎳銀的線的薄膜電阻器毛坯；圖3示出了具有涂覆銀的鎳線的薄膜電阻器毛坯，該涂覆銀的鎳線具有由石英玻璃或氧化鋁制成的薄膜涂層；圖4示出了用無氣泡應力消除的珠子制造的薄膜電阻器；圖5示出了在分割之前制造在一個板上的多個薄膜電阻器，以及用于這種分割的有助于裂開的理想斷裂點。
具體實施方式
在線或薄膜電阻器的制造過程中或在薄膜電阻器的使用過程中金屬間相的形成不會降低根據(jù)圖l的具有鎳內(nèi)核2和銀涂層3的涂覆 線1的質量，這是因為銀和鎳不易于在彼此之間形成金屬間相。在焊 接點處，金屬間相的形成是一個經(jīng)常觀察到的問題，根據(jù)本發(fā)明是可 以避免的。這些問題一方面(特別地)包括由于相生長而導致的材料 疲勞增大，另一方面，還包括導電性的降低。釆用根據(jù)本發(fā)明的線， 根據(jù)本發(fā)明，這些問題不會出現(xiàn)。當涂層3還具有玻璃或陶瓷，或者 只是由玻璃或陶瓷或這些材料的混合物制成時，這些問題同樣不會出 現(xiàn)。在本文中，根據(jù)本發(fā)明的涂覆線1與傳統(tǒng)的鉑鎳線不同，在傳統(tǒng) 的鉑鎳線中，鎳擴散進入鉑中，并且對鉑的良好性能產(chǎn)生負面影響。 根據(jù)本發(fā)明，在焊接涂覆線以及將涂覆線用作薄膜電阻器時，都保持了涂層的性能。這可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的涂覆線1的實施例，涂覆線1具有銀 涂層3或玻璃涂層3或陶瓷涂層3以及它們的組合，像(例如)由銀 金屬陶瓷或摻雜銀的玻璃制成的涂層3。更優(yōu)選的是，涂層3由銀、 玻璃或陶瓷的合成物制成，以及涂層3由玻璃陶瓷或者由玻璃、玻璃 陶瓷或陶瓷覆蓋的涂覆銀的鎳線制成。根據(jù)圖1的另外用玻璃或陶瓷涂覆的、尤其是用另外的薄膜6 涂覆的涂覆線1允許在熱壓之后用玻璃進行無氣泡應力消除7。特別 地，二氧化硅或氧化鋁薄膜6的沉積在應力消除珠子的焙燒過程中提 供良好的保護，使其不受熔化玻璃的任何反應的影響。在圖2中，根據(jù)圖1的涂覆線1被焊接在焊盤4上，該焊盤連接到薄膜電阻器毛坯5的測量電阻器。在根據(jù)圖2的高值實施例中，用玻璃或陶瓷涂覆固定在焊盤4 上的銀涂層鎳線l，來形成根據(jù)圖3的毛坯5。在根據(jù)圖2的簡單實施例中，利用薄膜技術，用玻璃或陶瓷來 涂覆焊接在焊盤4上的鎳線1，來形成根據(jù)圖3的毛坯5。有利地，用玻璃或陶瓷涂覆具有多個薄膜電阻器毛坯5的襯底 板。在這種玻璃或陶瓷上沉積用于應力消除7的玻璃漿，來形成根據(jù)
圖4的薄膜電阻器毛坯，其中，根據(jù)本發(fā)明的方法，防止了在連接線 上形成氣泡。在板上執(zhí)行薄膜電阻器8的生產(chǎn)，所述板被用作多個薄膜電阻器8的襯底。因此，為了生產(chǎn)多個薄膜電阻器8，可以并行地執(zhí)行用 于薄膜電阻器8的生產(chǎn)的單個工藝步驟。特別地，可以執(zhí)行公用的薄 膜沉積，來用玻璃或陶瓷涂覆焊接的連接線。優(yōu)選地，生成根據(jù)圖5 的理想的斷裂點9，以便薄膜電阻器8對于分割是更容易斷開的。
權利要求
1. 一種薄膜電阻器，其具有電絕緣襯底上的鉑測量電阻器以及連接至測量電阻器的連接線，所述連接線具有被涂覆的鎳內(nèi)核，其特征在于涂層是由銀或者銀與玻璃或陶瓷的混合物制成。
2. 根據(jù)權利要求l所述的薄膜電阻器，其特征在于銀涂層或銀相或鎳內(nèi)核具有至少99%的重量純度。
3. 根據(jù)權利要求l或2所述的薄膜電阻器，其特征在于鎳內(nèi)核 具有100jim-40(^m的直徑，銀涂層具有0.2pm-5nm的厚度。
4. 根據(jù)權利要求1-3中的一個權利要求所述的薄膜電阻器，其 特征在于所述薄膜電阻器具有被涂覆的連接線，對于它的導電性，以 及在它的機械性能方面，涂層不受內(nèi)核材料擴散的危害。
5. 根據(jù)權利要求1-4中的一個權利要求所述的薄膜電阻器，其 特征在于在所述連接線的末端連接至測量電阻器的區(qū)域中，用玻璃或 玻璃陶瓷覆蓋所述測量電阻器和所述連接線。
6. —種薄膜電阻器，尤其是一種根據(jù)權利要求1-5中的一個權 利要求所述的薄膜電阻器，其包括襯底的電絕緣表面、布置在所述電 絕緣表面的導電帶、兩條連接至所述導電帶的連接線以及玻璃蓋板， 該玻璃蓋板密封所述導電帶和連接至所述導電帶的線末端，其特征在 于所述連接線具有由鎳制成的內(nèi)核和銀涂層。
7. —種生產(chǎn)薄膜電阻器的方法，所述薄膜電阻器由襯底的電絕緣表面上的至少一個電阻器圖案、覆蓋所述電阻器圖案的玻璃蓋板以及伸出玻璃蓋板外的連接線組成，所述連接線以導電的方式連接至所 述電阻器圖案，所述方法的特征在于用斷裂的方式來分割一起裝在玻璃中的多個薄膜電阻器。
8. —種生產(chǎn)薄膜電阻器的方法，所述薄膜電阻器包括根據(jù)權利 要求1-6中的一個權利要求所述的測量電阻器以及連接至其上的涂 覆線，其特征在于涂覆線通過熱壓以導電的形式被結合至電阻涂層的 接觸表面上。
9. 一種將薄膜電阻器連接至鎳基線的方法，其特征在于用軟焊料焊接從所述測量電阻器突出的線。
10. —種根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于在不用助熔 劑的情況下，用軟焊料焊接涂覆線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涂覆線和薄膜電阻器。根據(jù)本發(fā)明，在保持內(nèi)核和涂層的分離的相的同時，具有軟焊料的涂覆線是可焊接的。根據(jù)本發(fā)明，用銀電鍍涂覆100μm-400μm厚的鎳線。對于用涂覆線作為連接線的薄膜電阻器而言，包括電絕緣襯底上的鉑測量電阻器和連接至測量電阻器的連接線，該連接線具有被涂覆的鎳內(nèi)核。根據(jù)本發(fā)明的涂層是由銀或玻璃或陶瓷或這些材料的混合物制成的，涂層的外側是由玻璃或陶瓷或這些材料的混合物制成的。
文檔編號H01C7/00GK101399102SQ20081014883
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權日2007年9月28日
發(fā)明者M·青克維奇 申請人:賀利氏傳感技術有限公司