一种高精度NTC热敏电阻芯片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度NTC热敏电阻芯片及其制备方法，包括：S1、取60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO制备NTC热敏陶瓷粉体；S2、对所述粉体进行干压再等静压成型，得到成型坯体；S3、对所述成型坯体进行烧结，得到瓷体；S4、按照预设的粗糙度和厚度对所述瓷体进行打磨；S5、制作端电极；S6、按照目标阻值和目标尺寸将完成端电极制作的瓷体划切为单体芯片；S7、对所述单体芯片进行加热老化处理，得到所述NTC热敏电阻芯片。本发明专利技术的高精度NTC热敏电阻芯片的电性稳定，R25和B25/50年漂移率控制在0.5％内，电性1％精度的合格率保持在90％以上，且成本低，可用于环氧包封、玻璃包封NTC温度传感器中进行高精度测温和控温。

A High Precision NTC Thermistor Chip and Its Preparation Method

The invention discloses a high-precision NTC thermistor chip and its preparation method, including: S1, Mn3O4 of 60-75 wt%, NiO of 20-30 wt%, titanium dioxide of 3-12 wt% and CuO of 0-2 wt% to prepare NTC thermistor ceramic powder; S2, dry pressing and isostatic pressing of the powder to form green body; S3, sintering of the formed green body to obtain ceramic body; S4, according to the above-mentioned powder, pressing and isostatic pressing. The preset roughness and thickness of the ceramic body are polished; S5, the end electrode is made; S6, the ceramic body made by the end electrode is cut into monolithic chips according to the target resistance value and target size; S7, the NTC thermistor chip is obtained by heating and aging the monolithic chip. The high-precision NTC thermistor chip of the invention has stable electrical property, the drift rate of R25 and B25/50 is controlled within 0.5%, the qualified rate of electrical accuracy of 1% is maintained above 90%, and the cost is low. It can be used for high-precision temperature measurement and temperature control in epoxy-encapsulated and glass-encapsulated NTC temperature sensors.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度NTC热敏电阻芯片及其制备方法
本专利技术涉及电子元器件
，尤其是涉及一种高精度NTC热敏电阻芯片及其制备方法。
技术介绍
NTC温度传感器利用NTC热敏陶瓷材料的R-T特性，被广泛用于各种温度测试、控制、补偿电路中，其在电路中主要将温度的感知变化转化成所需的电子信号。目前，NTC温度传感器主要采用环氧包封NTC热敏电阻芯片或者玻璃包封NTC热敏电阻芯片制作而成。在环氧包封工艺中，环氧树脂固化温度在150～300℃，而在环氧包封前，NTC热敏电阻芯片要经过255℃～265℃的浸锡进行芯片焊接，所以在短时间内会承受一定的温度冲击；在玻璃包封工艺中，需在255℃～265℃浸锡进行芯片焊接，然后在芯片上套上玻璃管进行700℃～850℃烧玻固化，将承受更高的温度冲击。因此制备高精度、高稳定性的NTC热敏电阻芯片尤为重要。对于NTC热敏陶瓷材料而言，稳定的组分设计和高致密性的瓷体制备工艺是电阻率和B25/50稳定的关键；对于产品尺寸精度而言，产品长、宽、厚的高精度控制是R25稳定的关键。MnNiTi体系是NTC热敏陶瓷中的一种，南京工业大学的ChengjianMa在文献《PreparationandelectricalpropertiesofNi0.6Mn2.4xTixO4NTCceramics》中提到的材料致密性很差，存在较多的孔洞，这种致密性缺陷的材料必然会引起产品电性不稳定，进而无法满足测温和控温要求。专利文献1(CN104779022A)、专利文献2(国际公开第2006/085507号)和专利文献3(专利第5064286)均有提到将MnNiTi体系热敏材料做成流延生带，然后与内电极AgPd做成多层片式NTC热敏电阻(尺寸1005以下)，其旨在通过NTC热敏陶瓷组分设计、内电极AgPd组分设计、印刷面积设计等来尽量降低产品受烧结、烧银、电镀的影响，进而得到致密性较高的瓷体，提高产品的稳定性，但均无对MnNiTi体系进行细化的组分设计和烧结致密性表征等。另外，暂无MnNiTi体系的高精度NTC热敏电阻芯片应用报道。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种R25和B25/50精度高、稳定性好的NTC热敏电阻芯片及其制备方法，以解决现有的NTC热敏电阻芯片瓷体致密性差以及在进行包封时因受高温冲击而导致产品电性不稳定的问题。为达上述目的，本专利技术其中一具体实施方式提出以下技术方案：一种高精度NTC热敏电阻芯片，所述芯片的陶瓷基体包含以下组分：60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO。为达前述目的，本专利技术另一具体实施方式提出以下技术方案：一种高精度NTC热敏电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：S1、取60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO制备NTC热敏陶瓷粉体；S2、对所述粉体进行干压再等静压成型，得到成型坯体；S3、对所述成型坯体进行烧结，得到瓷体；S4、按照预设的粗糙度和厚度对所述瓷体进行打磨；S5、制作端电极；S6、按照目标阻值和目标尺寸将完成端电极制作的瓷体划切为单体芯片；S7、对所述单体芯片进行加热老化处理，得到所述NTC热敏电阻芯片。优选地，步骤S1中制备NTC热敏陶瓷粉体是采用固相合成法。优选地，步骤S1包括对称取的粉体原料依次进行混合、高温干燥、预烧、研磨以及喷雾造粒。优选地，步骤S3包括将待烧结的所述成型坯体置于氧化铝基板上，再于马弗炉中1200℃±30℃烧结4～5h，然后随炉冷却。从而可以得到致密性优异的瓷体。优选地，步骤S4包括将所述瓷体放置在双面磨上依次进行两个端面的打磨，直到瓷体粗糙度和厚度满足预设要求。优选地，步骤S5中的端电极制作是通过丝网印刷将导电浆料印刷于瓷体的两个端面，然后放置于网带炉中将导电浆料和瓷体烧渗。优选地，步骤S7中的所述老化处理是将所述单体芯片放置于150～300℃的烘箱中烘烤100～360小时，得到R25和B25/50的年漂移率在0.5％以内的NTC热敏电阻芯片。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)通过不含贵金属Co的组分设计，芯片成本低，且具备优异的负温度系数R-T特性；2)干压和等静压组合成型可制作高致密性的生坯，通过压烧可烧结得到平整度较高的瓷体样品，保证瓷体厚度的精度可控制在0.8％内；然后通过步骤S4双面磨的工艺，将厚度精度控制在0.2％内；最后通过步骤S6划片工艺，将芯片长、宽的尺寸精度控制在0.2％内，电性1％精度合格率保持在90％以上；3)综合组分设计、成型/烧结/双面磨/划片，得到致密性优异的瓷体，并提高了芯片电阻率的稳定性和芯片尺寸的精度，保证NTC热敏电阻芯片在R25和B25/50性能上保持高精度和高稳定性，R25和B25/50的年漂移率小于0.5％。从而，可用于环氧包封、玻璃包封NTC温度传感器中进行高精度测温和控温。附图说明图1是本专利技术一具体实施例的高精度NTC热敏电阻芯片的制备方法流程图；图2是采用本专利技术如图1所示的制备方法制备得到的一种高精度NTC热敏电阻芯片的示意图；图3是采用本专利技术如图1所示的制备方法制备得到的一种高精度NTC热敏电阻芯片的瓷体侧表面显微形貌图；图4是采用本专利技术如图1所示的制备方法制备得到的一种高精度NTC热敏电阻芯片的瓷体断面显微形貌图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的具体实施方式提供一种高精度NTC热敏电阻芯片及其制备方法，所述NTC热敏电阻芯片的陶瓷基体包含以下组分：60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO。参考图1，所述NTC热敏电阻芯片的制备方法包括如下步骤S1至S7：S1、取60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO制备NTC热敏陶瓷粉体。制备NTC热敏陶瓷粉体可以采用固相合成法，具体而言，首先按上述组分配比称取原料，然后依次进行混合、高温干燥、预烧、研磨以及喷雾造粒，得到制备所述NTC热敏电阻芯片所需的NTC热敏陶瓷粉体，备用。S2、对所述粉体进行干压再等静压成型，得到成型坯体。S3、对所述成型坯体进行烧结，得到瓷体。此步骤中的坯体烧结包括：将待烧结的所述成型坯体置于氧化铝基板上，再放置于马弗炉中以1200℃±30℃的温度烧结4～5h，然后随炉冷却，即得到致密性优异的瓷体。S4、按照预设的粗糙度和厚度对所述瓷体进行打磨。在一种优选的实施例中，打磨是采用双面磨工艺，包括：将所述瓷体放置在双面磨上依次进行两个端面(由于瓷体的厚度相较于自身的尺寸而言较小，因此可认为是一片状体)的打磨，直到瓷体粗糙度和厚度满足预设要求。S5、制作端电极：通过丝网印刷(也可以采用其它的印刷方式)将导电浆料印刷于瓷体的两个端面，然后放置于网带炉中将导电浆料和瓷体烧渗，使电极和瓷体紧密粘接。S6、按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度NTC热敏电阻芯片，其特征在于，所述芯片的陶瓷基体包含以下组分：60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO。

【技术特征摘要】
1.一种高精度NTC热敏电阻芯片，其特征在于，所述芯片的陶瓷基体包含以下组分：60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO。2.一种高精度NTC热敏电阻芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、取60～75wt％的Mn3O4、20～30wt％的NiO、3～12wt％的TiO2以及0～2wt％的CuO制备NTC热敏陶瓷粉体；S2、对所述粉体进行干压再等静压成型，得到成型坯体；S3、对所述成型坯体进行烧结，得到瓷体；S4、按照预设的粗糙度和厚度对所述瓷体进行打磨；S5、制作端电极；S6、按照目标阻值和目标尺寸将完成端电极制作的瓷体划切为单体芯片；S7、对所述单体芯片进行加热老化处理，得到所述NTC热敏电阻芯片。3.如权利要求2所述的高精度NTC热敏电阻芯片的制备方法，其特征在于：步骤S1中制备NTC热敏陶瓷粉体是采用固相合成法。4.如权利要求3所述的高精度NTC热敏电阻芯片的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，聂敏，王洪涛，
申请(专利权)人：深圳顺络电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44