本發(fā)明涉及晶片電阻器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超低阻值(阻值500mΩ以下)晶片電阻器用銅鎳系合金粉。

背景技術(shù)：

晶片電阻器是最常用的電子元器件之一，有控制直流電或交流電的性質(zhì)。利用該性質(zhì)，電阻器在電路內(nèi)部降低電壓，或保持電流不變，其電阻基本上遵守Ohm法則，同時(shí)使用電導(dǎo)率高的物質(zhì)和電導(dǎo)率低的物質(zhì)而實(shí)現(xiàn)電阻值，使用SiO2、RuO2、Cu合金等作為晶片電阻器的主要電阻材料，可以生產(chǎn)出高電阻、低電阻、超低電阻等產(chǎn)品系列大規(guī)模應(yīng)用于手機(jī)、電腦等通訊設(shè)備上，商業(yè)價(jià)值巨大。

超低阻值合金晶片電阻又稱為電流檢測(cè)電阻，應(yīng)用于電路中電流的采樣，反饋電路中變化的電流，以便進(jìn)一步地控制或影響電流的變化，主要應(yīng)用在電源供應(yīng)器、逆變器/轉(zhuǎn)換器、鋰電池保護(hù)板、汽車相關(guān)電路、筆記本、電腦主板以及LED驅(qū)動(dòng)器，LCD控制板等。Cu合金是其的主要材料，該系列材料具有高功率電氣特性、高純度、高導(dǎo)熱、低溫漂及耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。銅合金電阻作為電流載體，阻值精準(zhǔn)，溫度穩(wěn)定性，產(chǎn)品的安全性，穩(wěn)定性明顯高于普通的陶瓷電阻，同時(shí)金屬的導(dǎo)熱性也是它同其他電阻一大優(yōu)勢(shì)，特別是在電源以及其它相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用中，瞬間的沖擊電流，短路電流或脈沖電流產(chǎn)生時(shí)，銅合金當(dāng)做首選作為電流介質(zhì)來(lái)檢測(cè)電流。

目前，在超低阻值晶片電阻器電阻材料中，銅合金是主要的電阻材料，臺(tái)灣國(guó)巨、乾坤、韓國(guó)三星等主要晶片電阻器廠商主要運(yùn)用厚膜印刷技術(shù)和薄膜蒸鍍技術(shù)制備超低阻值晶片電阻器。厚膜印刷所使用的銅合金粉主要由霧化法、機(jī)械破碎法生產(chǎn)，粉體平均粒徑過(guò)大(5-15μm)嚴(yán)重影響電阻漿料的印刷性能，而且膜厚度較大，電阻值精度和穩(wěn)定性就會(huì)較差，阻礙了晶片電阻器的小型化，精細(xì)化發(fā)展；薄膜蒸鍍工藝能很好的解決晶片電阻器的小型化，精細(xì)化問(wèn)題，而且電阻精度高，但薄膜厚度薄(1μm以下)，嚴(yán)重限制了可能的電阻值范圍，另外由于較薄的沉積層更容易氧化。薄膜電阻在潮濕的條件下極易自蝕，浸入封裝過(guò)程中，水蒸汽會(huì)帶入雜質(zhì)，產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕會(huì)在低壓直流應(yīng)用幾小時(shí)內(nèi)造成薄膜電阻開(kāi)路。因此高阻值薄膜電阻退化率非常高。另外，薄膜蒸鍍工藝所需設(shè)備昂貴，是厚膜印刷設(shè)備的5倍，生產(chǎn)成本高，合格品率較低。

申請(qǐng)?zhí)?01510118141.8也報(bào)到了《用于制備晶片電阻器正面、背面電極用銅錳合金粉》，其特征在于：它由以下質(zhì)量百分比的組分組成，Mn 10-30wt％，Cu 70-90wt％；且該合金的平均粒徑為0.5-5μm、氧含量≤5000ppm、雜質(zhì)含量≤600ppm、熔點(diǎn)為870-950℃，Mn原子固溶到Cu晶格中，形成元素分布均勻的銅錳固溶體合金。銅錳合金粉也是應(yīng)用于超低阻值晶片電阻器電阻材料中的，但是其穩(wěn)定性差，工藝控制負(fù)責(zé)，同時(shí)銅錳系合金粉表面需涂抗氧化劑導(dǎo)致生產(chǎn)成本高；此外，銅錳合金粉的電阻線性不佳，電阻率控制負(fù)責(zé)，而且使用溫度范圍窄，燒結(jié)過(guò)程對(duì)于氣氛氧含量的控制標(biāo)準(zhǔn)高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于厚膜印刷工藝，可促進(jìn)低晶片電阻器厚膜印刷制程的升級(jí)并向薄膜蒸鍍工藝的膜厚度靠近，從而改善超低阻值晶片電阻器電性能，為新一代超低阻值晶片電阻器解決電阻材料提供新的解決方案的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，它由以下組分組成：Ni 35-45wt％，Mn＜1wt％，F(xiàn)e＜1wt％，余量為Cu。

作為優(yōu)選，所述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，它由以下組分組成Ni：38-40wt％，Mn0.1-0.8wt％，F(xiàn)e0.1-0.8wt％，余量為Cu。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，由蒸發(fā)-冷凝法制備而成，其Ni、Fe、Mn固溶到Cu的晶格中，形成元素分布均勻的固溶體合金粉。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其平均粒徑為0.3-3μm。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其氧含量≤4000ppm。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其碳含量≤800ppm。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其雜質(zhì)含量≤500ppm。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其沒(méi)有涂抗氧化劑，表面光潔，分散性較好。

上述的超低阻值晶片電阻器用銅鎳系合金粉，其熔點(diǎn)范圍為1254-1352℃。

本發(fā)明中的鎳能改善銅鎳合金各種特性，如增加合金粉耐蝕性、耐熱性，改善電阻溫度系數(shù)，并且平均粒徑為0.3-3μm，其具有印刷性優(yōu)良、電阻線性好、使用溫度范圍寬、耐蝕性優(yōu)良、耐熱性強(qiáng)、穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和低廉的價(jià)格。

本發(fā)明控制Ni 35-45wt％在這個(gè)范圍之內(nèi)，Ni含量在這個(gè)范圍，使得該合金電阻溫度系數(shù)處在較低值范圍內(nèi)，即電阻隨溫度變化幅度小。

本發(fā)明少量添加的Mn＜1wt％，F(xiàn)e＜1wt％，添加少量Mn、Fe后，合金的電阻溫度系數(shù)進(jìn)一步降低至0，同時(shí)提高合金的耐熱性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的銅鎳系合金粉，銅和鎳不是簡(jiǎn)單的機(jī)械混合，而是Ni、Fe、Mn固溶到Cu的晶格中，形成固溶體合金，熔點(diǎn)比純金屬的Cu和Ni低，有利于降低超低阻值晶片電阻器工藝中的金屬燒結(jié)溫度。

2.本發(fā)明的銅鎳系合金粉，粒徑較為均勻，平均粒徑為0.3-3μm，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步篩分和高精度氣相分級(jí)，可以調(diào)控粉體的粒度分布，可促進(jìn)低晶片電阻器厚膜印刷制程的升級(jí)，并向薄膜蒸鍍工藝的厚度靠近，從而改善超低阻值晶片電阻器電性能。

3.本發(fā)明的銅鎳合系金粉采用蒸發(fā)-冷凝法制備所得，結(jié)晶度高，可提高銅鎳合金粉的抗氧化溫度，無(wú)需包覆表面抗氧化劑，耐蝕性、耐熱性好，使用溫度范圍寬，電阻溫度系數(shù)小，絕對(duì)值可接近為零。

6.本發(fā)明的銅鎳系合金粉，采用等離子體加熱蒸發(fā)-冷凝法，可工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)成本較低，性能優(yōu)良，為新一代超低阻值晶片電阻器解決電阻材料提供新的解決方案。

7.銅鎳系合金粉相比銅錳粉有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，銅鎳系合金粉相比銅錳合金粉更為穩(wěn)定，工藝控制更為簡(jiǎn)單，同時(shí)銅鎳系合金粉表面無(wú)需涂抗氧化劑，因此銅鎳系合金粉生產(chǎn)成本更低；第二，銅鎳系合金電阻線性較銅錳合金粉佳，電阻率控制更為簡(jiǎn)單，而且使用溫度范圍較寬(最高可至400℃)，燒結(jié)過(guò)程對(duì)于氣氛氧含量的控制標(biāo)準(zhǔn)較銅錳粉底。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明用物理氣相沉積法制備的0.6μm球狀銅鎳系合金粉電鏡圖。

圖2為本發(fā)明用物理氣相沉積法制備的2μm球狀銅鎳系合金粉電鏡圖。

圖3為本發(fā)明用蒸發(fā)-冷凝法制備的銅鎳系合金粉的Cu元素的分布圖。

圖4為本發(fā)明用蒸發(fā)-冷凝法制備的銅鎳系合金粉的與Ni元素的分布圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1、粒徑2μm的Cu59Ni40Mn0.5Fe0.5銅鎳合金粉的制備。

首先，根據(jù)所需上述銅鎳系合金的摩爾比例，調(diào)配好Cu、Ni、Mn和Fe的質(zhì)量，放置感應(yīng)爐中熔煉成銅鎳系合金。

將合金塊放入高溫金屬蒸發(fā)器的坩堝中，安裝好等離子體發(fā)生裝置(具體可參考ZL201110119245.2，金屬蒸發(fā)裝置及用該裝置制備超微細(xì)金屬粉末的方法，在此不再詳細(xì)描述具體制備過(guò)程)，并檢查氣密性，抽好真空，沖入氮?dú)馐沟谜麄€(gè)系統(tǒng)處于惰性氣體氣氛下，控制坩堝內(nèi)壓力，啟動(dòng)等離子體發(fā)生裝置，功率設(shè)定在30KW，保溫2h后將等離子槍功率提高到90KW，開(kāi)啟連續(xù)加料，保持蒸發(fā)量和加料量一致，在等離子體加熱下，金屬熔化沸騰蒸發(fā)并經(jīng)過(guò)一系列的急冷形核長(zhǎng)大成合金粉，最后制備的Cu59Ni40Mn0.5Fe0.5合金粉，其平均粒徑為2μm左右，Ni含量為40.2％，F(xiàn)e含量為0.46％，Mn含量為0.55％，其余為Cu。

其它實(shí)施例的制備步驟同上述實(shí)施例1。

采用蒸發(fā)-冷凝法制備，經(jīng)過(guò)高精度氣相分級(jí)后得到需要的銅鎳系合金粉，按照晶片電阻器厚膜印刷工藝制成新工藝的晶片電阻器，與目前主流兩種工藝的一些參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，參數(shù)如表1所示。

表1 本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例性能參數(shù)

從采用的實(shí)施案例來(lái)看，本發(fā)明的銅鎳系合金粉制備的超低阻值晶片電阻器較常規(guī)厚膜工藝制備的電阻器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)都大幅度提升。如圖3-4所示：本發(fā)明的銅鎳合金粉，主要的Cu與Ni元素在基體上分布均勻。雖然很多參數(shù)指標(biāo)不如薄膜工藝制備的電阻器，但是其電阻值范圍更大，而且使用溫度，耐用性，壽命更為長(zhǎng)。