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浆料及碳膜片制造工艺对探膜电位器噪声的影响

一、动噪声原理影响噪声的因素

所谓电位器动噪声，是当电位电刷运动时，由于接触电阻变化或轨道电阻变化引起的电输出中出现而不存在于输入之中的一些杂散变化。电位器之电阻体大多采用多碳酸类的合成树脂制成，应避免与以下物品接触：氨水，其它胺类，碱水溶液，芳香族碳氢化合物，酮类，脂类的碳氢化合物，强烈化学品（酸碱值过高）等，否则会影响其性能。电位器产生的噪声包括三个部分，即热噪、电流噪声和动噪声。前两者是电刷不动时，电位器引出端1、3间出现的噪声，它和电阻器中存在的固定噪声一样，也是电阻体固有的，称为电位器的静噪声，其数值比较小，仅以微伏计。而后者数值比较大，一毫伏计，总的说来，动噪声的来源可归纳为以下几点：

碳膜片结构的不均匀

由于谈膜片厚度不一致，导电机颗粒随机分布，个部分的电阻率不规则二造成电阻梯度的不均匀变化，当电刷在谈膜片上运动时，就引起无规则的电压起伏，变形成了动噪声。

一、电位器动噪声原因分析

一段时期来，我厂φ12，φ16，φ30mm直滑式电位出现了较严重的动噪声超差现象，动噪声高达50～80mV，造成了较大的经济损失。为此成立了攻关课题小组，对动噪声超差的原因进行详细的分析、试验和探讨。专门为各种汽车、摩托车电喷型发动机节气门位置传感器设计的厚膜电路板。对大量的电位器样品进行了测试、解剖和分析，发现对于线性特性电位器。动噪声超差点出现在J部与H部得搭接处（如图1所示），对于指数或对数曲线电位器动噪声超差点出现在M部与H部的搭接（如图2所示）。我们对搭接处坡高进行了测量，发现噪声大的碳膜片相对较高且较陡，而噪声低的碳膜片坡高相对较低且脚平缓。对这一现象的分析认为正是由于搭接处形成一阶梯状的结构，使电刷早滑动到搭接处是时产生了所谓的“跳跃效应”，引起电刷与膜片的电气接触时间中断，从而引起动噪声超差。那么因素，在浆料及碳膜片制造工艺过程中，为了找出主要因素，进行了试验。

二、试验过程中及数据

1、  浆料制造过程中，树脂对动噪声的影响

选用两批树脂进行了对比试验（这两批树脂是同一间厂家的同一品种但不同批量树脂），其中一批树脂粘度较高。2N～2N条件下，来回循环500万次以上，电性能应能满足要求。把这两批树脂各按标准配方与其它原材料配合按标准生产出来浆料，分别在丝网印刷机上印刷一品种同一阻值的碳膜片。各装配成一批电位器，各随机抽样20只，并对其动噪声进行测量，数据对比比如表1.

从表1的试验数据中可明显看出，在同样的生产条件下，由粘度较高的树脂制备的浆料所生产的碳膜片装配而成的电位器动噪声远大于粘度适中树脂所生产的碳膜片装配而成的电位器动噪声。由此所见，树脂基质量是影响电位器动噪声的一个主要因素。

2、  浆料配方中客额量对动噪声的影响

在浆料的辊轧过程中，配方中的溶剂是影响辊轧时间，进而影响棍轧浆料的质量的一个因素。厚膜电路与薄膜电路的区别有两点：其一是膜厚的区别，厚膜电路的膜厚一般大于10μm，薄膜的膜厚小于10μm，大多处于小于1μm。这是因为在叫浆料辊轧过程中，辊轧时间与溶剂量厂正比，如果溶剂量过少，那么辊轧时时间就会较短，从而浆料辊轧不充分，使浆料质量变差。未了进行对比，我们做了如下试验，配制两种同类浆料，一种按标准溶剂量进行配合，另一种溶剂量减半，

按厚膜的性质和用途,所用的浆料有五类:导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。 导体浆料用来制造厚膜导体，在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。电位器特性参数符合度符合度又叫符合性，它是指电位器的实际输出函数特性和所要求的理论函数特性之间的符合程度。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线，有时还用来焊接上金属盖，以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异，尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求，所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、铂-银和钯-铜-银。