一種實芯電阻器及其製備方法與流程

2023-05-29 02:09:06 4

本發明涉及電子電器設備設計及生產
技術領域：
，且特別涉及一種實芯電阻器及其製備方法。
背景技術：
：電阻器是一種限流元件，它可限制通過它所連支路的電流大小。按照電阻體的結構和材料不同電阻器可分為線繞型和非線繞型，其中非線繞型又分為合成型和膜式型。線繞型電阻器是用金屬電阻絲繞制在陶瓷或其他絕緣材料的骨架上，表面塗以保護漆或玻璃釉，雖然其具有阻值精確、耐熱性能好的優勢，但因體積大、阻值較低，大多在100kω以下，且由於結構上的原因，其分布電容和電感係數都比較大，不能在高頻電路中使用；膜式電阻是在陶瓷絕緣基體上用各種工藝方法(澱積或印刷燒結)而形成的導電膜層，再經刻槽、包封而製成；而合成型電阻器是將顆粒狀導電物、填充料和粘合劑等材料混合均勻後經專用設備熱壓成型後裝入塑料殼內製成，其引線直接壓塑在電阻體內。而線繞型電阻器存在阻值範圍小的問題，膜式電阻器存在過負荷能力弱、可靠性低的問題。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種實芯電阻器的製備方法，本製備方法通過使用簡單便宜的原材料，簡易的操作過程，常規普通溫和的生產條件製備出性能優異，質量較高，而且精度也相對較高的有機實芯電阻器。本發明的另一目的在於提供一種實芯電阻器，該實芯電阻器發熱均勻，機械強度較高，過載承受能力強，結構牢固。本發明解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。一種實芯電阻器的製備方法，其包括：將芯體原料和第一溶劑經加壓混煉製得內芯材料；將外被原料和第二溶劑經混煉製得外被材料；將內芯材料和外被材料擠壓成型製得電阻體芯材；將電阻體芯材製成實芯電阻體；其中，芯體原料包括導電材料、第一填充材料和有機粘合劑；外被原料包括樹脂材料粉末和第二填充材料。一種實芯電阻器，採用如上述的實芯電阻器的製備方法製備得到。本發明實施例的有益效果是：提供一種實芯電阻器的製備方法，本製備方法通過使用簡單便宜的原材料，簡易的操作過程，常規普通溫和的生產條件製備出性能優異，質量較高，而且精度也相對較高的有機實芯電阻器；製備出的電阻器發熱均勻，強度較高，過載承受能力強，結構牢固。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。下面對本發明實施例的一種實芯電阻器及其製備方法進行具體說明。實芯電阻器可分為有機實芯電阻器和無機實芯電阻器兩種。有機實芯電阻器是由顆粒狀導體、填充料和有機粘合劑等材料混合併熱壓成型後製成的，具有較強的抗負荷能力。一種實芯電阻器的製備方法，其包括：將芯體原料和第一溶劑經加壓混煉製得內芯材料；將外被原料和第二溶劑經混煉製得外被材料；將內芯材料和外被材料擠壓成型製得電阻體芯材；將電阻體芯材製成實芯電阻體；其中，芯體原料包括導電材料、第一填充材料和有機粘合劑；外被原料包括樹脂材料粉末和第二填充材料。進一步地，在本發明較佳實施例中，導電材料為石墨、高阻炭黑和乙炔黑中的至少一種；有機粘合劑主要由環氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂以及酚醛樹脂的混合粉末在丙酮溶液中溶解後，經脫水固化後粉碎製得。使用石墨、高阻炭黑和乙炔黑中至少一種，作為導電材料，能精確控制電阻的導電能力，精確控制電阻的阻值。有機實芯電阻中的導電材料為顆粒狀，分散在填料、粘合劑中的導電顆粒相互接觸構成鏈狀導電結構；所以，有機實芯電阻器的阻值決定於單位體積的導電芯材料中導電鏈的數目。因此需要導電材料的粉末較細，且在與有機粘合劑混合的時候，需要混合均勻。環氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂以及酚醛樹脂等製得的有機粘合劑能夠很好的粘合和固定導電材料。外被材料作為一個防潮絕緣材料，能很好的保護內芯材料，避免吸水影響電阻器的阻值等，使電阻器的結構和阻值更為穩定，使用效果和可靠性更好。進一步地，在本發明較佳實施例中，脫水固化後粉碎是將經過脫水固化的有機粘合劑粉碎成50-80目的粉末。將有機粘合劑粉碎成50-80目的粉末有利於和導電材料的均勻混合，保證製成的電阻性能優異。進一步地，在本發明較佳實施例中，混合粉末與丙酮溶液的質量比為17.5-19.0:10.5-12.0。環氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂以及酚醛樹脂的混合粉末與丙酮溶液混合溶解，然後脫水固化，使得環氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂以及酚醛樹脂之間相互融合，使得製得的有機粘合劑性能優異，能較好的粘合導電材料，並且製得的有機粘合劑也有利於後續的各個工序的加工。一般情況下，製備大阻值電阻的時候，加入酚醛樹脂，可以很好的提高電阻的阻值；而生產小阻值電阻的時候，一般不會添加酚醛樹脂，僅僅添加環氧樹脂、二甲苯改性酚醛樹脂即可實現製備小阻值電阻的目的。進一步地，在本發明較佳實施例中，樹脂材料粉末包括二甲苯改性酚醛樹脂、改性樹脂和硬脂酸鎂；二甲苯改性酚醛樹脂、改性樹脂和硬脂酸鎂的質量比為11-12:11-12:1-2；第一填充材料包括矽石粉，第二填充材料包括矽石粉和雲母粉。進一步地，在本發明較佳實施例中，二甲苯改性酚醛樹脂的粉末由二甲苯改性酚醛樹脂在丙酮溶液中溶解後，經脫水固化後粉碎製得。進一步地，在本發明較佳實施例中，第一溶劑為脂肪族酮類溶液；脂肪族酮類溶液優選為丙酮溶液，丙酮溶液的體積分數為60％-80％，芯體原料與丙酮溶液的料液比10：1-1.5。丙酮是脂肪族酮類中具有代表性的化合物，具有酮類的典型反應。丙酮是一種無色透明液體，有特殊的辛辣氣味。易溶於水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有機溶劑。易燃、易揮發，化學性質較活潑。控制丙酮溶液的體積分數，能較好的促進芯體原料的融合反應，形成優異的芯體原料。適當的芯體原料與丙酮溶液配比，形成穩定的芯體原料，便於後續加工過程的實施。進一步地，在本發明較佳實施例中，第二溶劑為醇類溶液，醇類溶液優選為甲醇溶液，甲醇溶液的體積分數為40％-50％，外被原料與甲醇溶液的料液比為10:0.5-1。甲醇(methanol，ch3oh)是結構最為簡單的飽和一元醇，是一種工業上的良好的溶劑。進一步地，在本發明較佳實施例中，加壓混煉的壓力為0.35-0.45mpa，擠壓成型過程中的擠壓壓力為130-170kg/cm2。在擠壓成型的過程中，通過合適的壓力，使擠壓成的電阻器，形狀統一完整。混煉過程中，通過合適的壓力，可以使內芯原料、外被原料能更好的混合，形成性能優異的原材料。一種實芯電阻器，採用上述的實芯電阻器的製備方法製備得到。製得的實芯電阻器，性能優異，結構簡單，適合多種的工作場景中，應用範圍較廣。以下結合實施例對本發明的特徵和性能作進一步的詳細描述。實施例1本實施例提供一種實芯電阻器的製備方法，其具體方法如下：內芯材料的製備：1.1精確稱量有機粘合劑原料環氧樹脂粉末11.20kg和二甲苯改性酚醛樹脂粉末6.96kg，以及丙酮溶液11.20kg；1.2將稱量好的環氧樹脂粉末、二甲苯改性酚醛樹脂混合粉末添加到丙酮溶液中，混合粉末與丙酮溶液的質量比17.5:10.5；攪拌溶解混勻；1.3自然脫水後，進行真空脫水固化；1.4將脫水固化的有機粘合劑粉碎為50目的粉末，得到有機粘合劑粉末；1.5將石墨粉末、乙炔黑粉末分別乾燥，控制水分含量在3％以內，並將步驟1.4中得到的有機粘合劑粉末也乾燥處理；1.6然後向有機粘合劑粉末與石墨粉末、乙炔黑粉末的混合粉中加入填充材料矽石粉均勻混合，得到芯體原料；1.7將步驟1.6中得到的芯體原料加入到體積分數為60％的丙酮溶液(第一溶劑)中；芯體原料與丙酮溶液的料液比為10:1，進行加壓混煉，加壓混煉的壓力為0.35mpa。外被材料的製備2.1精確稱量二甲苯改性酚醛樹脂粉末32.65kg以及3.00kg丙酮溶液，並將二甲苯改性酚醛樹脂粉末溶解於丙酮溶液中；2.2將稱量好的二甲苯改性酚醛樹脂粉末添加到丙酮溶液中，攪拌溶解混勻；自然脫水後，進行真空脫水固化，得到固化的二甲苯改性酚醛樹脂；2.3將固化的二甲苯改性酚醛樹脂粉碎成80目的粉末型二甲苯改性酚醛樹脂；2.4將粉末型二甲苯改性酚醛樹脂、改性樹脂和硬脂酸鎂按照11：11：1的質量比混合，再加入矽石粉和雲母粉作為填充材料；均勻混合，得到外被原料；2.5將步驟2.4中得到的外被原料與40％甲醇溶液(第二溶劑)混合；外被原料與甲醇溶液的料液比為10：0.5；然後進行混煉，得到外被材料；電阻體芯材擠壓成型將混煉過的外被材料和內芯材料置於油壓機中，外被材料直徑大於內芯材料的直徑，且壓出成型的內芯和外被同心；得到電阻體芯材。壓出成型過程中控制擠壓壓力為130kg/cm2，壓出速度為45cm/s。然後在得到的電阻體芯材上加工添加引線，使引線直接壓制在電阻體內，經過固化處理後得到實芯電阻器。為提高實芯電阻器的安裝密度，將固化後的實芯電阻器進行貼片化處理。首先利用壓扁機將引線根部壓扁，然後在實芯電阻器外進行注塑封裝處理，封裝為長方體結構，再利用雷射打標機或印字機在塑封后的產品主體上進行打標作業，打字的位置要居中、方向正確，邊距要上下左右對稱，不能錯位和溢字，且字跡清晰。接下來是產品的成型工序，即將引線的多餘部分切斷，並將引線沿塑封好的長方體兩側向下彎折至底部，然後進行鍍錫工序，使產品經化學除油、冷水清洗、硫酸出光、冷水清洗、滾鍍、冷水清洗、中和與鈍化、冷水清洗、熱純水清洗、熱風離心甩幹這些工藝流程後出料，再經過檢測工序，挑出不良品，經檢驗合格後的良品打包封好。實施例2本實施例提供一種實芯電阻器的製備方法，其具體方法如下：內芯材料的製備：1.1精確稱量有機粘合劑原料環氧樹脂粉末11.20kg和二甲苯改性酚醛樹脂粉末6.96kg，以及丙酮溶液11.20kg；1.2將稱量好的環氧樹脂粉末、二甲苯改性酚醛樹脂混合粉末添加到丙酮溶液中，混合粉末與丙酮溶液的質量比19.0:12.0；攪拌溶解混勻；1.3自然脫水後，進行真空脫水固化；1.4將脫水固化的有機粘合劑粉碎為80目的粉末，得到有機粘合劑粉末；1.5將步驟1.4中得到的有機粘合劑粉末與乙炔黑粉末分別乾燥處理，控制水分含量在5％；1.6然後向有機粘合劑粉末與乙炔黑粉末的混合粉中加入填充材料矽石粉均勻混合，得到芯體原料；1.7將步驟1.6中得到的芯體原料加入到體積分數為80％的丙酮溶液(第一溶劑)中；芯體原料與丙酮溶液的料液比為10:1.5，進行加壓混煉，加壓混煉的壓力為0.45mpa。外被材料的製備2.1精確稱量二甲苯改性酚醛樹脂粉末32.65kg以及3.00kg丙酮溶液，並將二甲苯改性酚醛樹脂粉末溶解於丙酮溶液中；2.2將稱量好的二甲苯改性酚醛樹脂粉末添加到丙酮溶液中，攪拌溶解混勻；自然脫水後，進行真空脫水固化，得到固化的二甲苯改性酚醛樹脂；2.3將固化的二甲苯改性酚醛樹脂粉碎成50目的粉末型二甲苯改性酚醛樹脂；2.4將粉末型二甲苯改性酚醛樹脂、改性樹脂和硬脂酸鎂按照12：12：2的質量比混合，再加入矽石粉和雲母粉作為填充材料；均勻混合，得到外被原料；2.5將步驟2.4中得到的外被原料與50％甲醇溶液(第二溶劑)混合；外被原料與甲醇溶液的料液比為10：1；然後進行混煉，得到外被材料；電阻體芯材擠壓成型將混煉過的外被材料和內芯材料置於油壓機中，外被材料直徑大於內芯材料的直徑，且壓出成型的內芯和外被同心；得到電阻體芯材。壓出成型過程中控制擠壓壓力為170kg/cm2，壓出速度為30cm/s。然後在得到的電阻體芯材上加工添加引線，使引線直接壓制在電阻體內，經過固化處理後得到實芯電阻器。為提高實芯電阻器的安裝密度，將固化後的實芯電阻器進行貼片化處理。首先利用壓扁機將引線根部壓扁，然後在實芯電阻器外進行注塑封裝處理，封裝為長方體結構，再利用雷射打標機或印字機在塑封后的產品主體上進行打標作業，打字的位置要居中、方向正確，邊距要上下左右對稱，不能錯位和溢字，且字跡清晰。接下來是產品的成型工序，即將引線的多餘部分切斷，並將引線沿塑封好的長方體兩側向下彎折至底部，然後進行鍍錫工序，使產品經化學除油、冷水清洗、硫酸出光、冷水清洗、滾鍍、冷水清洗、中和與鈍化、冷水清洗、熱純水清洗、熱風離心甩幹這些工藝流程後出料，再經過檢測工序，挑出不良品，經檢驗合格後的良品打包封好。實施例3本實施例提供一種實芯電阻器的製備方法，其具體方法如下：內芯材料的製備：1.1精確稱量有機粘合劑原料環氧樹脂粉末11.20kg和二甲苯改性酚醛樹脂粉末6.96kg，以及丙酮溶液11.20kg；1.2將稱量好的環氧樹脂粉末、二甲苯改性酚醛樹脂混合粉末添加到丙酮溶液中，混合粉末與丙酮溶液的質量比17.5:12.0；攪拌溶解混勻；1.3自然脫水後，進行真空脫水固化；1.4將脫水固化的有機粘合劑粉碎為70目的粉末，得到有機粘合劑粉末；1.5將乙炔黑粉末、高阻炭黑粉末分別乾燥處理，控制水分含量在4％，將步驟1.4中得到的有機粘合劑粉末也做同樣的乾燥處理；1.6然後向有機粘合劑粉末與乙炔黑粉末、高阻炭黑粉末的混合粉中加入填充材料矽石粉均勻混合，得到芯體原料；1.7將步驟1.6中得到的芯體原料加入到體積分數為70％的丙酮溶液(第一溶劑)中；芯體原料與丙酮溶液的料液比為10:1.2，進行加壓混煉，加壓混煉的壓力為0.40mpa。在實施過程根據公知常識，石墨也是一種導電材料，石墨、乙炔黑和高阻炭黑可以同時添加作為導電材料。外被材料的製備2.1精確稱量二甲苯改性酚醛樹脂粉末32.65kg以及3.00kg丙酮溶液，並將二甲苯改性酚醛樹脂粉末溶解於丙酮溶液中；2.2將稱量好的二甲苯改性酚醛樹脂粉末添加到丙酮溶液中，攪拌溶解混勻；自然脫水後，進行真空脫水固化，得到固化的二甲苯改性酚醛樹脂；2.3將固化的二甲苯改性酚醛樹脂粉碎成80目的粉末型二甲苯改性酚醛樹脂；2.4將粉末型二甲苯改性酚醛樹脂、改性樹脂和硬脂酸鎂按照11：11：2的質量比混合，再加入矽石粉和雲母粉作為填充材料；均勻混合，得到外被原料；2.5將步驟2.4中得到的外被原料與45％甲醇溶液(第二溶劑)混合；外被原料與甲醇溶液的料液比為10：0.8；然後進行混煉，得到外被材料；電阻體芯材擠壓成型將混煉過的外被材料和內芯材料置於油壓機中，外被材料直徑大於內芯材料的直徑，且壓出成型的內芯和外被同心；得到電阻體芯材。壓出成型過程中控制擠壓壓力為150kg/cm2，壓出速度為22.5cm/s。然後在得到的電阻體芯材上加工添加引線，使引線直接壓制在電阻體內，經過固化處理後得到實芯電阻器。為提高實芯電阻器的安裝密度，將固化後的實芯電阻器進行貼片化處理。首先利用壓扁機將引線根部壓扁，然後在實芯電阻器外進行注塑封裝處理，封裝為長方體結構，再利用雷射打標機或印字機在塑封后的產品主體上進行打標作業，打字的位置要居中、方向正確，邊距要上下左右對稱，不能錯位和溢字，且字跡清晰。接下來是產品的成型工序，即將引線的多餘部分切斷，並將引線沿塑封好的長方體兩側向下彎折至底部，然後進行鍍錫工序，使產品經化學除油、冷水清洗、硫酸出光、冷水清洗、滾鍍、冷水清洗、中和與鈍化、冷水清洗、熱純水清洗、熱風離心甩幹這些工藝流程後出料，再經過檢測工序，挑出不良品，經檢驗合格後的良品打包封好。實驗例1按照美國軍用標準mil-std-202方法210和211對實施例1到實施例3製備的電阻器的耐焊接熱和引出端強度試驗進行測定。測量結果如表1所示。表1電阻耐焊接熱和引出端強度試驗結果實施例標稱阻值引出端強度δr·r-1耐焊接熱δr·r-1實施例125.4kω0.3％1.1％實施例220.7kω0.2％0.7％實施例332.4kω0.6％1.8％mil-r-11f要求電阻引出端強度的結果δr·r-1≤1％，經耐焊接熱實驗以後δr·r-1≤3％。從表1中可以看出，實施例1到實施例3製備的電阻器的耐焊接熱和引出端強度均低於美國軍用標準，均達標，符合使用標準。說明實施例1到實施例3的方法製備的電阻器性能優良，結構穩定。綜上所述，本發明提供的一種實芯電阻器的製備方法，操作簡單，原料簡單易得，反應條件溫和；通過使用該方法製備的電阻器，性能優良，結構穩定。以上所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。當前第1頁12