一种高温热敏电阻的封装方法及其封装的电阻和应用技术

本发明专利技术公开了一种高温热敏电阻的封装方法及其封装的电阻和应用，其该封装过程包括：浆料调制，浆料液面调节，蘸取或包裹，固定，淬火以及再次蘸取和淬火的循环操作等流程实现高温热敏电阻封装。本发明专利技术封装方法应用于300～1000℃温区并长期使用的热敏电阻的封装工艺，所得到的高温热敏电阻器导热性好、热稳定性好，封装后热敏电阻的阻值基本保持不变，电学性能稳定；热敏电阻与绝缘层贴合度好，无分层；绝缘层导热性好，不影响热敏电阻的灵敏性；并且大大提高了电阻中的芯片和引线接触点的机械性能；该封装方法工艺简单、周期短、环境友好、能耗低、成本低廉，得到的热敏电阻能长期耐受高温、适应高温震动等特殊环境的工作要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高温热敏电阻的封装方法及其封装的电阻和应用
本专利技术属于电子
，尤其涉及一种高温热敏电阻的封装方法及其封装的电阻和应用，该封装技术制备的热敏电阻器可长期耐受300～1000℃高温。
技术介绍
随着全球高科技制造业向着高、精、尖技术的迅速发展，对热敏电阻传感器的需求已经从中低温区域向着高温(300～1000℃)方向发展。尤其在航空航天工业，需要高温热敏电阻传感器来精确测量涡轮发动机排出气体的温度和燃气涡轮机高温燃气的温度；在汽车工业，需要高温热敏电阻传感器来精确控汽车尾气温度，进而提高燃料效率、优化气体排放、实现节能减排。这就对热敏电阻传感器测温核心高温热敏电阻器的耐高温性能提出了更高要求。热敏电阻是器常用的测温元件之一，利用热敏材料电阻率随温度变化的特性而制成的电子元件，其中负温度系数(NTC)热敏电阻器已广泛应用于浪涌电流抑制、温度测量、控制、温度补偿等；而正温度系数(PTC)热敏电阻器广泛应用于电路与电子元件的过流保护、启动，以及流速、流量、射线测量的相关仪器与应用领域。大多数热敏电阻器应用于中低温领域(<300℃)，但对航空航天和汽车工业等高温(300～1000℃)领域应用迎来了新的挑战。高温热敏电阻器发展缓慢除了热敏陶瓷材料本身原因外，还有一个重要原因在于高温热敏电阻芯片的耐高温绝缘封装技术落后。传统热敏电阻封装通常主要采用玻璃封装、塑料封装(如：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲醛(POM))和珠型封装(如：硅橡胶和环氧树脂)，但这些封装材料只能应用于500℃以下的环境。目前，市场所应用热敏电阻器中的热敏电阻芯片通过金属支架(固定连接)和绝缘材料(防潮防颗粒物防震动触碰金属外壳)封装在壳体中，由于热敏芯片是核心部件并易于受外界环境的影响，对绝缘封装材料的要求很高，在不影响电性能情况下还要保持原有的灵敏度和快响应。因此，热敏电阻芯片的绝缘封装是保证正常工作的关键。另外，现有技术制造的热敏电阻器，在潮湿的环境中，防潮防湿能力差。在潮湿的环境下工作时，由于环氧材料本身防潮性能并不优越，水就容易渗透到热敏芯片中；同时耐高温最高只能达到200℃左右，长期使用一般不允许超过125℃，这不仅影响其准确性，还不能满足探测、保护、控制等工作的要求。而采用玻璃封装的热敏电阻器只能耐高温至300℃，并且玻璃封装的热敏电阻器头部容易破损、机械强度低、使用寿命短、实用性差。现有技术中专利技术专利“一种耐高温防潮NTC热敏电阻器(CN204010867U)”，可长期在高达250℃和潮湿环境下正常工作，并且机械强度优于玻璃封装，如上所述，现有热敏电阻芯片的封装技术主要应用于中低温领域，并且防潮性差、机械强度低、在高于500℃以上的环境温度下无法得以应用，现需开发一种在高温领域正常工作的热敏电阻芯片的封装方法，使其应用于高温领域。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高温热敏电阻芯片的封装方法，该方法经浆料调制、蘸取、固定、淬火以及再次蘸取和淬火的循环操作等流程实现高温热敏电阻芯片封装，通过本专利技术所述的封装方法获得的高温热敏电阻可应用于300-1000℃环境下的温度监测和控制。该封装方法中的封装材料由于是糊状浆料，所以不局限于封装体的形状和尺寸，封装后热敏电阻的阻值基本保持不变，电学性能稳定；热敏电阻中的芯片与绝缘层贴合度好，无分层；绝缘层导热性好，不影响热敏电阻器的灵敏性；并且大大提高了芯片和引线接触点的机械性能。在整个封装工艺过程中，无需昂贵的模具或封装仪器，操作过程简单，耗能低，从而大大的降低了成本。这克服和互补了现有技术的不足，并为高温热敏电阻的研发和应用提供了一种可行的封装方法。本专利技术还提供了一种高温热敏电阻的封装方法得到封装电阻及其应用。技术方案：为实现上述专利技术目的，如本专利技术所述一种高温热敏电阻的封装方法，包括如下步骤：a、将耐高温陶瓷粉末高温干燥备用；b、将去离子水加热保温备用；c、将步骤a得到的陶瓷粉末与步骤b得到的去离子水混合，搅拌调制浆料；d、根据待被封高温热敏电阻芯片头部尺寸选取浆料完全淹没热敏电阻的芯片头部即可；e、将高温热敏电阻铂铑引线端部固定，使待被封高温热敏电阻芯片头部伸浆料底部，然后反方向缓慢取出，直至完全离开浆料面；所述高温热敏电阻铂铑引线为耐高温的铂铑合金丝，可做热电偶，导电性好，电阻小，引线贯穿于芯片内部，接触后即可导电；所述固定可以通过夹具固定，保证移动夹具可以使引线向下运动，从而使得高温热敏电阻芯片浸入浆液中即可。f、将步骤e得到的已包覆陶瓷浆料的芯片的引线插入装碳化硅粉中；g、将步骤f插入后的整体缓慢推入高温管式炉中，保温然后缓慢取出，即完成1次封装；k、将步骤e-g重复3-6次，直至陶瓷封装体完全包覆热敏电阻芯片头部，即得到已封装好的高温热敏电阻。作为优选，所述的高温热敏电阻芯片的封装方法，包括如下步骤：a、将耐高温陶瓷粉末高温干燥备用；b、将去离子水加热保温备用；c、将步骤a得到的陶瓷粉末与步骤b得到的去离子水混合，搅拌调制浆料，即为陶瓷浆料；d、将步骤c得到的浆料置入点滴板凹穴中，根据待被封高温热敏电阻芯片头部(2)尺寸去调节凹穴浆料液面，直至浆料完全淹没热敏电阻的芯片头部；e、将高温热敏电阻铂铑引线端部固定，使芯片头部在垂直点滴板方向伸入步骤c得到的浆料底部，然后反方向缓慢取出，直至完全离开浆料面；f、将步骤e得到的已包覆陶瓷浆料的芯片的高温热敏电阻铂铑引线垂直插入装碳化硅粉的氧化铝方舟中；g、将步骤f中的方舟整体缓慢推入管式炉中，高温保温，然后缓慢取出，即完成1次封装；k、将步骤e-g重复，直至固化后的陶瓷浆料完全包覆热敏电阻芯片头部，即得到已封装好的高温热敏电阻。其中，步骤a将耐高温陶瓷粉末(主要含硅、铝、钛和氧元素)于100-120℃下干燥12-15h备用，步骤b将去离子水于80-100℃下保温备用。作为优选，步骤a将耐高温陶瓷粉末于120℃下干燥12h备用，步骤b将去离子水于80℃下保温备用。其中，步骤c中的陶瓷粉末与去离子水的比例为1:4-5g/mL。作为优选，步骤c中的陶瓷粉末与去离子水的比例为1:4g/mL。其中，步骤f中的芯片底端至少离碳化硅粉1cm。其中，步骤g中的管式炉温度为950-1200℃，保温60-120s。作为优选，步骤g中的管式炉温度为1080℃，保温时长为70s。作为优选，步骤k中将步骤e-g重复3-6次。本专利技术所述的高温热敏电阻的封装方法所封装得到的高温热敏电阻。本专利技术所述的高温热敏电阻的封装方法所封装得到的高温热敏电阻在动态高温等特殊环境中的应用。本专利技术原理在于高温热敏电阻的芯片和高温陶瓷粉的膨胀系数非常接近，在高温下耐高温陶瓷粉会进行融化、渗流和收缩，利用高温热敏电阻的芯片具有高致密特性，本专利技术电阻封装前后的阻值基本不变说明致密度高，本专利技术的致密度可以达到9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温热敏电阻的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：/na、将耐高温陶瓷粉末高温干燥备用；/nb、将去离子水加热保温备用；/nc、将步骤a得到的陶瓷粉末与步骤b得到的去离子水混合，搅拌调制浆料；/nd、选取浆料完全淹没待被封装的热敏电阻的芯片头部即可；/ne、将高温热敏电阻铂铑引线端部固定，使被封高温热敏电阻芯片头部伸浆料底部，然后反方向缓慢取出，直至完全离开浆料面；/nf、将步骤e得到的已包覆陶瓷浆料的芯片的引线插入装碳化硅粉中；/ng、将步骤f插入后的整体缓慢推入高温管式炉中，保温然后缓慢取出，即完成1次封装；/nk、将步骤e-g重复3-6次，直至陶瓷封装体完全包覆热敏电阻芯片头部，即得到已封装好的高温热敏电阻。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温热敏电阻的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将耐高温陶瓷粉末高温干燥备用；
b、将去离子水加热保温备用；
c、将步骤a得到的陶瓷粉末与步骤b得到的去离子水混合，搅拌调制浆料；
d、选取浆料完全淹没待被封装的热敏电阻的芯片头部即可；
e、将高温热敏电阻铂铑引线端部固定，使被封高温热敏电阻芯片头部伸浆料底部，然后反方向缓慢取出，直至完全离开浆料面；
f、将步骤e得到的已包覆陶瓷浆料的芯片的引线插入装碳化硅粉中；
g、将步骤f插入后的整体缓慢推入高温管式炉中，保温然后缓慢取出，即完成1次封装；
k、将步骤e-g重复3-6次，直至陶瓷封装体完全包覆热敏电阻芯片头部，即得到已封装好的高温热敏电阻。


2.根据权利要求1所述的高温热敏电阻的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、将耐高温陶瓷粉末高温干燥备用；
b、将去离子水加热保温备用；
c、将步骤a得到的陶瓷粉末与步骤b得到的去离子水混合，搅拌调制浆料；
d、将步骤c得到的浆料置入点滴板凹穴中，根据待被封高温热敏电阻芯片头部尺寸去调节凹穴浆料液面，直至浆料完全淹没热敏电阻的芯片头部；
e、将高温热敏电阻铂铑引线端部固定，使芯片头部在垂直点滴板方向伸入步骤c得到的浆料底部，然后反方向缓慢取出，直至完全离开浆料面；
f、将步骤e得到的已包覆陶瓷浆料的芯片的高温热敏电阻铂铑引线(3)垂直插入装碳化硅粉的氧化铝方舟中；
g、将步骤f...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，倪立，付志龙，常爱民，厉爱凤，李明亚，周洋，
申请(专利权)人：中科立民新材料扬州有限公司，中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32