一种厚膜发热电阻快速老化装置及老化方法与流程

本发明涉及热敏打印技术领域，尤其涉及一种厚膜发热电阻快速老化装置及老化方法。

背景技术：

厚膜发热电阻采用导电颗粒与玻璃粉混合，然后采用烧结的方式制成，厚膜发热电阻的电阻体内导电颗粒与玻璃绝缘性粒子混合，这样既存有导电颗粒物相互接触形成的导电链，也存有由玻璃与导电颗粒形成的微小电容，如图1-2所示。

由于热敏打印头领域，微小尺寸厚膜发热电阻只能采用无损型高压放电脉冲进行电阻值调整，在采用高压放电修阻后，内部由玻璃与导电颗粒形成的微小电容会残存部分电荷，残余电荷造成电阻值测试存在误差，且残余电荷需要100小时以上的时间才能耗散完毕，电荷耗散过程中电阻值会缓慢降低，导致厚膜发热电阻体电阻值存在持续变化，影响产品的质量。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种厚膜发热电阻快速老化装置及老化方法，以便通过外部加热与施加电脉冲自发热相结合的方法，快速耗散厚膜发热电阻内残余电荷，解决厚膜发热电阻在放电修阻后电阻值持续变化偏离目标值的问题。

为了实现上述目的，本发明的一方面提出了一种厚膜发热电阻快速老化装置，包括控制模块，所述控制模块分别与加热模块、电脉冲发生模块、测温模块、测阻模块相连接，其中所述加热模块用于给放置厚膜发热电阻基板的加热台进行加热；所述测温模块用于实时测量所述加热台的温度，并将测量值传送至控制模块；所述测阻模块用于测量厚膜发热电阻基板中发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块；所述电脉冲发生模块与探针模块相连接，所述探针模块内的个别电极探针以及共同电极探针用于与厚膜发热电阻基板中的发热电阻体相连接，所述电脉冲发生模块根据控制模块的控制产生预期电平值的电脉冲，并且控制模块控制该电脉冲的循环次数。

本发明的另一方面提出了一种基于上述厚膜发热电阻快速老化装置的厚膜发热电阻快速老化方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1、将厚膜发热电阻基板放置在加热台上，通过控制模块控制加热模块加热，在加热的过程中，测温模块实时测量所述加热台的温度，并将测量值传送至控制模块，所述加热台由加热模块恒温加热至预设的温度并保持该温度预设的时间后冷却至室温，以实现厚膜发热电阻基板中全数发热电阻体内残余电荷部分或全部的快速耗散；

步骤2、通过测阻模块测量厚膜发热电阻基板中一个发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块中，所述控制模块将该阻值与预设的老化目标值进行比较计算；

步骤3、当该阻值没达到预设的老化目标值时，所述控制模块控制电脉冲发生模块产生预期电平值的电脉冲，通过探针模块将该电脉冲施加至步骤2中的发热电阻体，使其进行自发热，通过所述控制模块控制该电脉冲的循环次数；

步骤4、再次通过测阻模块测量厚膜发热电阻基板中该发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块中，所述控制模块将该阻值与预设的老化目标值进行比较计算；

步骤5、当该阻值没达到预设的老化目标值时，重复步骤3、步骤4，直至电荷耗散完毕，该发热电阻体的阻值稳定；

步骤6、重复步骤2-5，进行厚膜发热电阻基板中下一个发热电阻体的老化处理，直至完成厚膜发热电阻基板中全部发热电阻体的老化处理。

优选的是，在所述步骤1中，所述加热台由加热模块恒温加热至预设的温度，所述预设的温度在25-400℃。

优选的是，在所述步骤3中，所述电脉冲发生模块产生的正电平脉冲、负电平脉冲为一组，其脉冲宽度10ns-1ms，频率1khz-10mhz，每一次施加就是将该组电脉冲通过探针模块施加至步骤2中的发热电阻体。

优选的是，在所述步骤3中，电脉冲的电平值可以控制在0-36v。

优选的是，在所述步骤3中，电脉冲的循环次数可以控制在1-10次。

本发明的该方案的有益效果在于上述厚膜发热电阻快速老化装置及老化方法采用外部加热与发热电阻体自身发热协同作用，加剧电荷振动，加速内部残存电荷快速耗散，可实现30min-60min内完成20000个高电压脉冲放电修阻后的厚膜发热电阻体的残余电荷快速耗散，使发热电阻体的电阻值波动＜0.5％。

附图说明

图1示出了厚膜发热电阻体内微观电容结构示意图。

图2示出了厚膜发热电阻的电容-电阻特性等效原理图。

图3示出了本发明所涉及的厚膜发热电阻快速老化装置的原理示意图。

图4示出了本发明所涉及的各功能模块的电路原理示意图。

图5示出了本发明所涉及的测阻模块的电路原理图的放大图。

图6示出了本发明所涉及的测温模块的电路原理图的放大图。

图7示出了本发明所涉及的加热模块的电路原理图的放大图。

图8示出了本发明所涉及的电脉冲发生模块的电路原理图的放大图。

附图标记：1-控制模块，2-加热模块，3-厚膜发热电阻基板，4-电脉冲发生模块，5-探针模块，6-测温模块，7-测阻模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

经大量实验研究发现，热作用对电阻值稳定有显著效果，进一步研究发现温度与电阻值稳定直接相关，其本质是高温加剧电子振动，加快电荷耗散，本发明根据这一现象提出了一种厚膜发热电阻快速老化装置，其通过外部加热与施加电脉冲自发热相结合的方法，快速耗散厚膜发热电阻内残余电荷，解决厚膜发热电阻在放电修阻后电阻值持续变化偏离目标值的问题。

如图3所示，本发明所涉及的厚膜发热电阻快速老化装置包括控制模块1，所述控制模块1分别与加热模块2、电脉冲发生模块4、测温模块6、测阻模块7相连接，其中所述加热模块2用于给放置厚膜发热电阻基板3的加热台进行加热；所述测温模块6中的温度传感器设置在加热台上，用于实时测量所述加热台的温度，并将测量值传送至控制模块1；所述测阻模块7用于测量厚膜发热电阻基板3中发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块1；所述电脉冲发生模块4与探针模块5相连接，所述探针模块5内的个别电极探针以及共同电极探针用于与厚膜发热电阻基板3中的发热电阻体相连接，所述厚膜发热电阻基板3包含了若干发热电阻体，所述电脉冲发生模块4根据控制模块1的控制产生预期电平值的电脉冲，并且控制模块1控制该电脉冲的循环次数，也就是施加次数。

所述控制模块1、加热模块2、电脉冲发生模块4、测温模块6以及测阻模块7均为现有技术中常见的功能模块，在本实施例中，所述控制模块1、加热模块2、电脉冲发生模块4、测温模块6以及测阻模块7的电路原理图如图4-8所示，在此不做更详尽的电路描述。当然，采用其他的电路结构只要能实现相同的功能即可。

本发明所涉及的厚膜发热电阻快速老化方法包括以下步骤：

步骤1、将厚膜发热电阻基板3放置在加热台上，通过控制模块1控制加热模块2加热，在加热的过程中，所述测温模块6实时测量所述加热台的温度，并将测量值传送至控制模块1，所述加热台由加热模块2恒温加热至预设的温度并保持该温度预设的时间后冷却至室温，例如恒温加热至300℃保持10min后冷却至室温，以实现厚膜发热电阻基板3中全数发热电阻体内残余电荷部分或全部的快速耗散。

其中，所述加热模块2，其热容量低，具有快速加热、冷却、恒温功能，加热、控温在25-400℃之间，且保持峰值温度时间可根据需要调节，之后快速冷却至室温，以实现厚膜发热电阻基板3中全数发热电阻体内残余电荷部分或全部的快速耗散。

步骤2、通过测阻模块7测量厚膜发热电阻基板3中一个发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块1中，所述控制模块1将该阻值与预设的老化目标值进行比较计算。

步骤3、当该阻值没达到预设的老化目标值时，所述控制模块1控制电脉冲发生模块4产生预期电平值的电脉冲，通过探针模块5将该电脉冲施加至步骤2中的发热电阻体，使其进行自发热，通过所述控制模块1控制该电脉冲的循环次数，也就是施加次数。

所述电脉冲发生模块4可间断的产生用于发热的电脉冲，所述电脉冲发生模块4产生的正电平脉冲、负电平脉冲为一组，其脉冲宽度10ns-1ms，频率1khz-10mhz，所述控制模块1可控制电脉冲发生模块4产生的一组电脉冲的电平值，也就是正电平脉冲、负电平脉冲的电平值，每一次施加就是将该组电脉冲通过探针模块5施加至步骤2中的发热电阻体。具体的电脉冲的电平值可以控制在0-36v，电脉冲的循环次数可以控制在1-10次。所述控制模块1可在电阻值稳定后终止电脉冲输出。

步骤4、再次通过测阻模块7测量厚膜发热电阻基板3中该发热电阻体的阻值，并将测量结果传送至控制模块1中，所述控制模块1将该阻值与预设的老化目标值进行比较计算。

步骤5、当该阻值没达到预设的老化目标值时，重复步骤3、步骤4，直至电荷耗散完毕，该发热电阻体的阻值稳定。

步骤6、重复步骤2-5，进行厚膜发热电阻基板3中下一个发热电阻体的老化处理，直至完成厚膜发热电阻基板3中全部发热电阻体的老化处理。

本发明所涉及的厚膜发热电阻快速老化装置及老化方法采用外部加热与发热电阻体自身发热协同作用，加剧电荷振动，加速内部残存电荷快速耗散，可实现30min-60min内完成20000个高电压脉冲放电修阻后的厚膜发热电阻体的残余电荷快速耗散，使发热电阻体的电阻值波动＜0.5％。