玻璃釉微调电位器滑动噪声的分析

1 前言 

       电位器的滑动噪声是随着电位器与生俱来的，它困扰着一大批制造电位器的设计师和使用电位器的设计师。随着电位器的发展从线绕型到玻璃釉型，滑动噪声的起源也不相同。由于本文只涉及玻璃釉微调电位器，所以其它类型我们暂时放在一边。 滑动噪声是玻璃釉微调电位器的一个重要指标。滑动噪声产生的原因非常复杂，有材料方面的，有工艺方面的，有导电轨内部的，也有导电外部的。为了使我厂微调玻璃釉电位器的质量保持稳定，技术保持领先，笔者利用工作之余，参考大量文献，并结合工作实践经验，对玻璃釉微调电位器滑动噪声的起源和测量表现进行了归纳和分析，并将笔者的观点写成本文，希望得到有关专家的指教并共同探讨。

 2 滑动噪声与导电轨围观结构

       理想的玻璃釉微调电位器的导电轨微观结构是质量分布均匀的，几何形状完善的，如图一所示。但在实际工作中，欲得到理想的导电轨是绝对不可能的，如图二所示。现将引起实际导电轨大辐偏离理想导电轨的因素罗列如下： （1）使用的电位器用电阻浆料不是理想浆料，浆料中所含的玻璃釉粉末，导电材料粉末，氧化物粉末并没有彻底均匀的分散于有机载体之中。 （2）电位器用电阻浆料中所使用的各种无机粉末的等效球体直径大小不一，在现代电子浆料的制造工艺中尚不可能将材料制成颗粒相同的粉末。 （3）作为导电轨衬体的陶瓷基板的表面凹凸不平。 （4）丝网印刷工艺所致。在丝网印刷的初期，电阻浆料在陶瓷基板的表面上形成一片“孤岛”，由于电阻浆料的流动性，“孤岛”的峰要向下塌落，“孤岛”的底部扩散，并与相邻的“孤岛”底部连接，使底部抬高，随着峰的下降和底部的抬高，峰的落差在减小，峰的下落动力也在减小，于是峰的下落速率也随之减小，这样，在膜层烘干时，由丝网印刷造成的导电轨表面凹凸将会微量残存。 （5）粗劣的工艺造成导电轨微观结构缺陷。例如：制备不够精良的丝网，超期服役的丝网。不标准的烧结曲线，工序间搬运的野蛮的碰撞，有害的气体、液体对导电轨表面的侵蚀等等。 上述前（1）、（2）条原因，主要形成导电轨质量分布不均匀。（3）、（4）条原因主要造成膜层几何储存的不均匀。（5）条原因主要造成膜层的损伤和缺陷。

 3 滑动噪声与电位器机械结构 

      玻璃釉微调电位器的滑动与电位器机械结构的设计、零件加工ing的精度，以及装配工艺的精密程度，均有密切和直接的关系。 （1）玻璃釉微调电位器的外壳必须保证导电轨的工作表面与电刷的运动表面保持平行。 （2）玻璃釉电位器的外壳必须提供能与滑块做良好配合切稳定的摩擦系数。 （3）螺杆转动类微调电位器的丝杠同心度、螺距的一致性及齿形的一致性，对该类电位器的滑动噪声数据的大小起着至关重要的作用。 （4）微调电位器的滴啊刷形状，必须保证电位器在顺调和逆调时的弹性大小、弹性方式保持一致。 （5）电刷应有适当的电刷压力。较大的电刷压力，无疑对减小滑动噪声有力，但同时也增大了电刷与导电轨之间的摩擦，从而增大了电刷或导电轨的磨损，这对电位器的机械寿命称威胁，玻璃釉电位器的滑动噪声和机械寿命是一对矛盾，所以应选适当的电刷压力。 （6）应选用适当的电刷材料。不同的杨氏模量，不同的硬度，将产生较大差异的电位器华东噪声，为了有效抑制噪声，现在通常采用多元合金的材料，如六元合金丝、锌白铜钱等。 除去微调电位器机械结构的设计因数，构成微调电位器的所有零部件的加工精度，特别是参与电位器机械传动并且做相互配合的零部件加工精度，将对滑动噪声产生极大的影响。同时在电位器产品装配时，工装夹具的合理性，将会对产品装配的一致性产生影响。另外，当产品零部件的配合公差不合理时，定会给装配带来困难，如果不得已使用较大的力量进行装配，将可能在导电轨内部造成围观裂纹等缺陷。这些因素都将可能给日后的产品带来增大滑动噪声的危险。 

4 滑动噪声与使用电路

      玻璃釉电位器的滑动噪声碧君与它本身的质量有关，而且与它的使用状况有关。例如它与流过电刷的电流大小，所施加电压的高低，及调节电位器时驱动电刷滑过导电轨的速度的大小、速度的均匀都有关系。当玻璃釉微调电位器做分压器使用，并且流过电刷的电流远小于流过导电轨的电流时，其滑动噪声取决于电阻率无规则变化所产生的噪声，而接触电阻变化的影响可以忽略。 当玻璃釉微调电位器做变阻器使用时，电位器的滑动噪声取决于电阻率和接触电阻无规则变化两种因素的综合影响，而且流过点刷的电流越大，滑动噪声也就越大。

 5 结论与对策 

      上述几个方面，已经将玻璃釉微调电位器的滑动噪声的起源、机理作了系统的阐述。下面我们将针对我们具体的工作，提出相应的对策。 机理 原因 对策 导电轨的不规则变化 浆料不理想 采用可靠的浆料，例如DUPONT 陶瓷基板表面粗糙度大 采用可靠基板，例如京瓷 丝网印刷工艺不良 采用密度均匀的网绢 绷网张力保持均匀 选用厚度均匀的乳胶掩模 不同的浆料粘度及印刷环境温度，应优化不同的流平时间 装配工艺缺陷 烘干膜，烧成膜应避免磕碰，以防造成内伤 接触电阻不规则变化 浆料不理想 采用电位器专用浆料 导电轨表面粗糙度大 采用可靠基板 采用良好的丝网印刷 导电轨表面收到沾污或收到腐蚀 操作要戴必要的防护用具，贮存基片时要远离有害物 电刷压力小 检查零件的粗糙度，丝杠的偏心度，陶瓷基板的曲翘度 导电轨工艺缺陷 丝网印刷后的湿膜切记避免切伤，烧结炉压缩器的流量计干净程度要检查 不论在工艺上，还是在设计上，目前尚不能完全解决玻璃釉微调电位器的滑动噪声问题。但我们可以在结构上，材料选择上，工艺控制上，生产管理上的诸多环节采取最合理的选择，使滑动噪声降低到世界先进水平。 当前，随着数字技术的迅猛发展，数字微调电位器已应运而生，由于它不含机械运动，所以滑动噪声为零。但由于体积和分辨率等的方面的限制，现在还没有大范围应用，但在不久的将来，肯定能够彻底解决滑动噪声问题。