一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30‑50%的浆料；2）准备模具：根据所需要的芯片形状制作好专用模具，在模具内涂覆脱模剂；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，插入专用模具中并在模具中灌注芯片浆料，或者先在模具中灌注芯片浆料并将排列好的引线插入其中所需的深度，干燥成型后脱模；4）烧结：将引线芯片浆料结合体送入烧结炉中在1000‑1400℃下烧结成瓷，制得耐高温负温度系数热敏电阻。通过本发明专利技术方法制造的热敏电阻元件，解决了负温度系数热敏电阻不能在高温环境下使用的难题。

A manufacturing method of high temperature resistance negative temperature coefficient thermistor

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法
本专利技术属于电子元件制作领域，具体来说涉及一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法。
技术介绍
常规的负温度系数热敏电阻（NTC）通过流延或干压成型方式，将过渡金属氧化物如氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铁、氧化铜及氧化铝两种及两种以上的过渡金属氧化物掺杂，制成浆料或粉料，采用成型、烧结、制电极，制成NTC热敏电阻芯片，再采用焊接、包封或玻璃封装等工艺制成NTC热敏电阻器，在-50-350℃温度范围内，NTC热敏电阻器得到了广泛的应用，但超过350℃此一类型的NTC热敏电阻就无法可靠的使用了。
技术实现思路
有鉴于现有技术中热敏电阻元件的缺陷，本专利技术开发了一种新型的热敏电阻元件及制造方法。本专利技术的热敏电阻元件采用了新型的结构，在制造过程中，采用芯片与引线直接结合成型的方法，而非现有技术中焊接的方法，使引线部分与芯片部分直接接触，避免了使用过程中不耐热部分引起的可靠性降低。具体来说，本专利技术采用了以下技术方案：一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30-50%的浆料；2）准备模具：根据所需要的芯片形状制作好专用模具，在模具内涂覆脱模剂；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，插入专用模具中并在模具中灌注芯片浆料，或者先在模具中灌注芯片浆料并将排列好的引线插入其中所需的深度，干燥成型后脱模；4）烧结：将引线芯片浆料结合体送入烧结炉中在1000-1400℃下烧结成瓷，制得耐高温负温度系数热敏电阻。在本专利技术的方法中，金属氧化物由锰、钴、镍、铁、铜、铝、钇、锆等金属的氧化物或矿物按一定比例配好，例如包含SiO2、CuO、Mn3O4、NiO、Fe2O3、Al2O3、Co3O4中任意多种的组合。在芯片浆料中，包含或者不包含粘结剂，在一个优选方案中，粘结剂为以干粉或者水溶液形式添加到浆料中的聚乙烯醇。作为一个优选的方案，引线为铂金引线。在本专利技术的方法中，所述芯片浆料由金属氧化物和研磨液的混合物在磨机中研磨而成，其中金属氧化物与研磨液的比例为1:0.7-1.0。其中，研磨液为水或者浓度为5-20%的乙醇水溶液。优选地，在一次研磨后获得的浆料经过干燥，再加研磨液进行二次研磨至所需细度。进一步优选地，在干燥后二次研磨前，还包括将干燥后获得的粉料在预烧炉中进行预烧，然后才进行二次研磨。在进行预烧的情况下，优选预烧温度为850℃±15℃，预烧时间2±0.2小时。在芯片浆料中，包含或者不包含粘结剂。在优选的实施方案中，在浆料研磨后出料前，优选还包括加入粘合剂和分散剂的步骤，加入粘合剂和分散剂后再次研磨后方才出料。在一个优选方案中，粘结剂为水溶性粘合剂，例如聚乙烯醇、淀粉、糊精、羧甲基纤维素等等。粘合剂可以干粉或者水溶液形式添加到浆料中，例如以干粉或水溶液形式添加到浆料中的聚乙烯醇。在优选方案中，还包含分散剂，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等等，在更优选的方案中，分散剂为聚丙烯酰胺。在一个更优选的实施例中，在浆料研磨后出料前，按粉料重量的0-3%加入聚乙烯醇粘合剂和0.2-0.6%聚丙烯酰胺分散剂，再次研磨后方才出料。其中，所用脱模剂为硅基脱模剂、蜡类脱模剂、含氟脱模剂等。本专利技术的热敏电阻在制作上，采用芯片与引线直接一体成型的方法，获得芯片与引线直接接触的结构，引线通过在模具中灌注芯片浆料然后一体成型的方式在引线前端形成芯片的预成型体，使得制成的引线包埋在芯片中，并且保证了两者的充分结合并提高了结合强度。这样的结构，由于不再需要焊接银浆，使用环境将不受限于银浆的自身性能，使得获得的元件能够适应更高的使用温度。附图说明图1为通过本专利技术方法制造的热敏电阻的外观结构示意图；图2为通过本专利技术方法制造的热敏电阻的透视结构示意图。在图中：1、陶瓷料；2、引线。其中L为引线间距，I为引线埋入深度。具体实施方式本专利技术提出了一种新型的耐热热敏电阻元件的制作方法以及采用该方法制作出的电阻元件。在现有的热敏电阻制作方法中，将金属氧化物按比例称取后，研磨制成浆料，然后将浆料预成型，烧制后制成芯片，再在芯片上焊接引线，然后进行包封。通过传统的制作方法制作的电阻元件因焊接料以及包封料本身的性能，可以耐受住350℃以下的高温，但是当使用环境超过350℃时，元件的性能将变得不可靠。有鉴于此，本专利技术提出了一种新的制作热敏电阻元件的方法。在本专利技术的方法中，改变了传统方法中预先制作成形芯片的过程，将芯片浆料直接与引线成形在一起，然后直接烧制出元件。本专利技术制造耐高温负温度系数热敏电阻的方法包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30-50%的浆料；2）准备模具：根据所需要的芯片形状制作好专用模具，在模具内涂覆脱模剂；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，插入专用模具中并在模具中灌注芯片浆料，或者先在模具中灌注芯片浆料并将排列好的引线插入其中所需的深度，干燥成型后脱模；4）烧结：将引线芯片浆料结合体送入烧结炉中在1000-1400℃下烧结成瓷，制得耐高温负温度系数热敏电阻。此种负温度系数热敏电阻采用专用模具成型，模具中先涂抹脱模剂，待灌注的热敏电阻浆料干燥成型后脱模，后经1000-1400℃烧结后成瓷。如图1所示根据专用模具，陶瓷本体可以制成圆柱状，但是也可以制成块状、水滴状、球体等，两根平行的铂金丝引线烧结在陶瓷本体内，要求其进入陶瓷料的引线深度保持一致。常规的负温度系数热敏电阻核心元件的阻值范围、阻值精度与芯片的厚度、电极面积有关，此种结构的热敏电阻核心元件阻值范围、阻值精度与两支铂金丝引线间距尺寸（图L值）、浸没在陶瓷体内的铂金丝长度尺寸（当引线在模具中插入到底时，也可以视为模具内壁高度，图中I值）相关，如图2所示。其特点为整体负温度系数热敏电阻是通过1000-1400℃高温烧结而成，可在温度达900℃的环境下使用，解决了负温度系数热敏电阻不能在高温环境下使用的难题。因此本专利技术提供了一种耐高温的负温度系数热敏电阻元件的制造方法，通过本专利技术方法制造的元件，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，引线为耐高温金属引线。其中，芯片由金属氧化物混合物与粘结剂制成的芯片浆料模制成一定形状的成形体，然后烧制而成，芯片浆料是由金属氧化物按比例配好后经过研磨制成，其中金属氧化物由锰、钴、镍、铁、铜、铝、钇、锆等金属的氧化物或矿物按一定比例配好，例如包含SiO2、CuO、Mn3O4、NiO、Fe2O3、Al2O3、Co3O4中任意多种的组合。耐高温引线包括各种适合的金属或者金属合金以及非金属导电材料等制作的引线，例如：铂、铑、钨、钽、铌等金属引线，铁铬铝镁合金、镍铬合金等金属合金引线，碳纤维等材质的引线，ZnO掺杂Al2O3的薄膜引线，在一个优选方案中，所采用的引线为铂金引线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30-50%的浆料；2）准备模具：根据所需要的芯片形状制作好专用模具，在模具内涂覆脱模剂；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，插入专用模具中并在模具中灌注芯片浆料，或者先在模具中灌注芯片浆料并将排列好的引线插入其中所需的深度，干燥成型后脱模；4）烧结：将引线芯片浆料结合体送入烧结炉中在1000-1400℃下烧结成瓷，制得耐高温负温度系数热敏电阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30-50%的浆料；2）准备模具：根据所需要的芯片形状制作好专用模具，在模具内涂覆脱模剂；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，插入专用模具中并在模具中灌注芯片浆料，或者先在模具中灌注芯片浆料并将排列好的引线插入其中所需的深度，干燥成型后脱模；4）烧结：将引线芯片浆料结合体送入烧结炉中在1000-1400℃下烧结成瓷，制得耐高温负温度系数热敏电阻。


2.如权利要求1所述的耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，芯片浆料由金属氧化物和研磨液的混合物在磨机中研磨而成，其中金属氧化物与研磨液的比例为1:0.7-1.0。


3.如权利要求2所述的耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，研磨液为水或者浓度为5-20%的乙醇水溶液。


4.如权利要求2所述的耐高温负温度系数热敏电阻的制造方法，其特征在于，在一次研磨后获得的浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，
申请(专利权)人：南京时恒电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32