CN1050684C - 导电膜垂直环形切割沟槽电阻器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电膜电阻器，通常以在导电膜上切割出螺旋纹沟槽控制阻值。但螺旋纹沟槽有电感效应，特别在高频工作条件下会影响电路质量，本发明的导电膜电阻器包括绝缘基棒，基棒上的碳膜、金属氧化物膜或金属膜，上述导电膜上的涂漆层和色码层，基棒两端的铁帽及其导针。本发明在导电膜上切割出垂直于径向的环形沟槽，经试验与螺旋纹沟槽的导电膜电阻器和军用低感电阻器比较，在80MHz-500MHz频率下，本发明的电阻器阻抗最低。
Description
本发明涉及一种基本电气元件，更确切地说是涉及一种电阻器。
固定电阻器包括导电膜电阻器、绕线电阻器及晶片电阻器。其中导电膜电阻器又分为碳膜电阻器、金属氧化物膜电阻器及金属膜电阻器。
圆柱状电气绝缘基材如瓷基体或瓷棒，分别敷上碳膜、金属氧化物膜或金属膜而形成导电膜电阻器，然后在瓷棒两端压上铁帽(或称压帽)，分类机将不同阻值范围的瓷棒分类，相近阻值的瓷棒放进切割机供料装置中，切割机在导电膜瓷棒上按所期望的阻值切割出螺旋纹沟槽，如图1所示，经切割后的导电膜瓷棒两端铁帽上焊接导针，再在涂料机中涂上可燃性漆或不燃性漆，并划上色码，即完成导电膜螺旋纹沟糟切割型固定电阻器的制作。
电阻器上切割的螺旋纹沟槽，当电阻器通过交流电或脉动直流电时，会象铁芯上绕电线一样产生电感，电感形成的磁场会感应附近电路而产生干扰信号。
因电阻器上螺旋纹沟槽的电感而产生的感抗，在电阻器工作频率高低不同时，对具有高，中、低频的音响设备会产生频率响应不良的现象，特别是通信设备、高频电源设备、不断电电源设备甚至电视机、电脑等，均会影响音质及画面的质量。
为了避免或减少不必要的干扰，较大功率的高频通信发射机等电子设备常使用低感绕线电阻器或水泥电阻器，其中，低感绕线电阻器是将导线正绕及反绕于同一轴上，用相互呈反方向绕线来消除电感。而水泥电阻器则将绕线电阻器或带螺旋纹沟槽的导电膜电阻器埋人水泥壳中，使电阻器产生的电感不致于泄露到水泥壳外面，但是，绕线电阻器两相反绕线的圈数虽可相同，其外层及内层绕线与瓷棒的距离却无法相等，所产生的两相反磁场强度也无法相等，因此无法完全抵消两相对的电感，水泥壳更无法将磁力线完全封闭在壳内，因此也无法完全消除电感。
本发明的目的在于消除导电膜电阻器螺旋纹切割沟槽的电感效应而对该固定电阻器作出改进设计。
本发明的导电膜垂直环形切割沟槽电阻器，由绝缘基棒、敷设在绝缘基棒上的导电膜、覆盖在导电膜上的涂漆层和色码层、绝缘基棒两端的铁帽和焊接在铁帽上的导针组成，其特征在于：所述的导电膜上有垂直于径向的环形切割沟槽。
所述的绝缘基棒为圆柱状或圆筒状。
所述的绝缘基棒是陶瓷棒或玻璃棒。
所述的导电膜是碳膜、金属膜或金属氧化物膜。
下面结合导电膜电阻器的制作过程及实施例附图进一步说明本发明的技术。
图1为现有的带有螺纹切割沟槽的导电膜电阻器外观示意图。
图2为本发明的带有垂直于径向的环形切割沟槽的导电膜电阻器外观示意图。
图3为未切割前的导电膜电阻器外观示意图。
图4为本发明电阻器的低频等效电路图。
图5为本发明电阻器的高频等效电路图。
导电膜电阻器的制作包括以下步骤：
1.制作导电膜绝缘基棒如瓷棒
1)碳膜瓷棒，将瓷棒填入石英玻璃管内，以管外火焰或电热管将玻璃管及管内瓷棒燃烧到赤热态，再向管内喷射有机物，有机物碳化于瓷棒上面形成有导电碳膜的瓷棒；
2)金属氧化物膜瓷棒，与上述过程不同的地方是向管内喷射金属化合物溶液，金属化合物被燃烧成金属氧化物膜附着于瓷棒上形成金属氧化物导电膜瓷棒；
3)金属膜瓷棒的制作包括真空溅射法和化学电镀法，前者是使瓷棒在真空室内旋转，以电子枪射出的电于束撞击金属靶，激发出带负电的金属颗粒附着于瓷棒上；后者是将瓷棒放在化学电镀槽中煮，使金属化合物溶液中的金属离子被还原成金属附着于瓷棒上。
2.导电膜瓷棒的热处理
在烤箱中加热烘烤导电膜瓷棒，使膜层的颗粒更紧密地融合，形成稳定的导电膜。
3.导电膜瓷棒的压帽
压帽的材料，目前已普遍使用铁帽镀铜再镀锡，为使铁、铜帽本身的正温度系数有所抵消，可在铜、铁帽最外层镀镍，以镍金属的负温度系数抵消铁、铜的正温度系数，但考虑到焊接导针的困难，还是采用外层镀锡，压帽工艺由压帽机自动完成，将铁帽平行地嵌在瓷棒两端，压帽后的导电膜电阻器，如图3所示。
4.导电膜瓷棒阻值分类
采用分类机自动按阻值分布范围分类，分类机以任意阻值为基准值，然后以10％、5％、2.5％或1％等精确度分类。
5.导电膜瓷棒的切割
切割机因其检测器电路设计不同分单桥、双桥式两种，其中双桥式是将电流送到夹头上，再以另外两条线路取导电膜瓷棒及两夹头间的电压降并传回给检测器，经放大再和设定的标准电阻压降比较，当两者相同时则控制电磁装置通电，产生磁场，磁场将支撑砂轮或钻石轮的手臂向下吸附，使砂轮或钻石轮离开被切割的导电膜瓷棒，停止切割。切割机在导电膜瓷棒上切出垂直于径向的环形沟槽，如图2所示，以消除或降低电感效应，使可工作于高频电路中。
切割机切割出的阻值可达数欧至数百万欧，电阻最低下限为0.1欧，激光切割机可将切割准确度提高到±0.1％。
6.焊接导针
导针为镀锡铜线，其线径及长度与功率有关系，焊接导针的电流强度要适当，通常以交流电流焊接，特殊情况如焊接铜帽时用直流电流焊接，焊接导针后还需有拉力、扭曲、旋转等一系列试验工艺以判断假焊现象。
7.涂漆、划色码及包装
经过2-3道涂漆烘烤过程，而形成一层保护导电膜被氧化的硬壳，涂层不能太厚以免形成外硬内软的胶层，漆包括环氧树脂类可燃性漆和硅胶树脂类不燃性漆。
碳膜电阻器上有4道色码，精密金属膜电阻器有5道色码，表示阻值及误差值容许范围，涂装后的电阻器会被整理成子弹带式包装。
本发明与传统螺旋纹沟槽电阻器的制作工序完全相同，唯一不同的是将螺旋纹切割沟槽改成垂直于径向的环形切割沟槽。
本发明的优点是：电阻器在低频时可看作纯电阻如图4所示，而在高频时其等效电路如图5所示，其阻抗值R+jx就有引线电感、外壳寄生电容的影响，旦频率越高、感抗特征越明显。
下表所示，1/4W、3.3Ω导电膜固定电阻器在80-500MHz工作频率下的阻抗值R+jx，样品A为螺旋纹切割沟槽电阻器，样品B为垂直于径向的环形切割沟槽电阻器，样品C为军用低感电阻器。
| 样品 | 阻抗值(R+jx) | |
| 80MHz | 500MHz | |
| A | 3.47344(R)+1.88176(x)＝5.35520 | 4.57902(R)+12.2868(x)＝16.86582 |
| B | 3.50438(R)+1.09840(x)＝4.60278 | 4.08586(R)+7.0831(x)＝11.9417 |
| C | 3.63769(R)+1.48440(x)＝5.12209 | 4.21230(R)+9.98248(x)＝14.19478 |
由上表可知，在80MHz频率下，样品A的阻抗值最高，样品C为次高，样品B的阻抗最低，在500MHz频率下，样品B的阻抗仍低于其他两种样品的阻抗。
实验证明在频率80-500MHz间，本发明的垂直于径向的环形切割沟槽导电膜电阻器的阻抗值仍然是三者中最低的。
本发明技术应用在可熔性电阻器的制作中也有许多优点，因可熔性电阻器有严格的安全要求，如满足UL标准，其中短路试验需用棉花包裹电阻器，然后加压(120V、60Hz)瞬时通过1000A大电流，棉花不得着火。如果是螺旋纹切割沟槽电阻器，定电压大电流所产生的火花，会跳过切割沟槽而形成大火花，甚至点燃棉花。
本发明的垂直于径向的环形沟槽电阻器，切割沟槽可加宽到瓷棒上未被铁帽覆盖的导电膜的90％左右，短路试验时火花就不易跳过切割沟槽。但若在螺旋纹切割沟槽电阻器上也采用加宽沟槽的办法时，夹持导电膜瓷棒的夹头会随着支持此夹头的旋转杆位移，易使切割起点和终点的距离超过机器设定的切割长度，形成不合格产品。
Claims (4)
1.一种导电膜垂直环形切割沟槽电阻器，由绝缘基棒、敷设在绝缘基棒上的导电膜、覆盖在导电膜上的涂漆层和色码层、绝缘基棒两端的铁帽和焊接在铁帽上的导针组成，其特征在于：所述的导电膜上有垂直于径向的环形切割沟槽。
2.根据权利要求1所述的导电膜垂直环形切割沟槽电阻器，其特征在于：所述的绝缘基棒为圆柱状或圆筒状。
3.根据权利要求1所述的导电膜垂直环形切割沟槽电阻器，其特征在于：所述的绝缘基棒是陶瓷棒或玻璃棒。
4.根据权利要求1所述的导电膜垂直环形切割沟槽电阻器，其特征在于：所述的导电膜是碳膜、金属膜或金属氧化物膜。
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