一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件以及其制造方法，本发明专利技术的元件包括芯片及引线，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触。本发明专利技术的用于高温测量的NTC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。

NTC thermistor for high temperature measurement and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件及其制造方法
本专利技术属于电子元件制作领域，具体来说涉及一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件及其制造方法。
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NTC热敏电阻元件。本专利技术的NTC热敏电阻元件采用了新型的结构，将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：一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件，包括芯片及引线，其特征在于，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，其中芯片由芯片浆料在引线上粘取后经烧制而成，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在引线上粘取后经烧制而成，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。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。作为一个优选的方案，引线为铂金引线。本专利技术进一步公开了用于高温测量的NTC热敏电阻元件的制造方法，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）准备引线：将引线以两个为一组按所需间距排列好，留足引线长度以供插入芯片浆料中；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线插入芯片浆料中所需的深度并保持足够的时间，随后提起引线，使每组引线上包裹足够的芯片浆料，干燥后形成引线芯片浆料结合体；4）烧结：将干燥的引线芯片浆料结合体送入烧结炉中进行烧结，制得用于高温测量的NTC热敏电阻元件。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。在本专利技术的方法中，优选方案是芯片不是一次成型的，而是多次重复步骤3）从而获得适合的芯片尺寸，其中多次重复步骤3）以便在干燥后形成的引线芯片浆料结合体上再次粘取芯片浆料并再次干燥，从而扩大引线芯片浆料结合体的尺寸，重复足够次数直到形成的引线芯片浆料结合体达到足够尺寸。在本专利技术的方法中，步骤4）的烧结温度为1000-1400℃。本专利技术的元件在制作上，采用芯片与引线直接接触的结构，引线通过粘取芯片浆料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，使用环境将不受焊接、焊料温度的影响，也不再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为本专利技术元件的外观结构示意图；图2为本专利技术元件的透视结构示意图。在图中：1、陶瓷料；2、引线。其中L为引线间距，A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用于高温测量的NTC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。如图1所示，当通过浸粘的方式在铂金丝引线上形成芯片的预成型体时，芯片浆料与引线的结合更为紧密牢固，经过烧结后，芯片浆料瓷化形成陶瓷料，陶瓷料与引线充分结合，也更易于发挥电阻元件的性能。进一步如图2所示，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，采用本专利技术的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（图A值）相关。因此本专利技术提供了一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件，包括芯片及引线，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，其中芯片由芯片浆料在引线上粘取后经烧制而成，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在引线上粘取后经烧制而成，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。本专利技术进一步公开了用于高温测量的NTC热敏电阻元件的制造方法，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40-50%的浆料；2）准备引线：将引线以两个为一组按所需间距排列好，留足引线长度以供插入芯片浆料中；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线插入芯片浆料中所需的深度并保持足够的时间，随后提起引线，使每组引线上包裹足够的芯片浆料，干燥后形成引线芯片浆料结合体；4）烧结：将干燥的引线芯片浆料结合体送入烧结炉中进行烧结，制得用于高温测量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件，包括芯片及引线，其特征在于，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，其中芯片由芯片浆料在引线上粘取后经烧制而成，引线为耐高温金属引线。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件，包括芯片及引线，其特征在于，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，其中芯片由芯片浆料在引线上粘取后经烧制而成，引线为耐高温金属引线。


2.一种用于高温测量的NTC热敏电阻元件的制造方法，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）准备引线：将引线以两个为一组按所需间距排列好，留足引线长度以供插入芯片浆料中；3）制备引线芯片浆料结合体：将引线插入芯片浆料中所需的深度并保持足够的时间，随后提起引线，使每组引线上包裹足够的芯片浆料，干燥后形成引线芯片浆料结合体；4）烧结：将干燥的引线芯片浆料结合体送入烧结炉中进行烧结，制得用于高温测量的NTC热敏电阻元件。


3.如权利要求2所述的用于高温测量的NTC热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，其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。


4.如权利要求3所述的用于高温测量的NTC热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，研磨液为水或者浓度为5-20%的乙醇水溶液。...

【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