片式负温度系数热敏电阻及其纯湿法制造方法技术

本发明专利技术公开了一种片式负温度系数（ＮＴＣ）热敏电阻及其纯湿法制造方法，该热敏电阻的成份及重量百分含量为：ＭｎＯ＃－［２］　４５％－６０％，Ｃｏ＃－［３］Ｏ＃－［４］　３５％－５０％，Ａｌ＃－［２］Ｏ＃－［３］　０．５％－１０％，ＣａＯ　０．５％－２．５％，ＣｕＯ　０．５％－２．５％，Ｆｅ＃－［３］Ｏ＃－［４］　０．５％－２．５％，ＮｉＯ＃－［２］　０．５％－２．５％，ＳｉＯ＃－［２］　０．１％－１．０％，热敏电阻的电阻率ρ为１００－５０００Ω.ｃｍ，变化值Ｂ为３５００－４２００，通过粉料制备、制浆料、湿法流延和表面涂敷处理等过程，表面涂敷处理采用浸渍法、喷涂法或印刷法，避免了干法生产工艺设备价格昂贵，解决了现有产品因合格率低、阻值不稳定等问题，具有工艺及设备简单、操作方便和质量稳定等优点，产品合格率提高到６０％－８０％，可焊性能也大大提高，广泛适用于电子电器行业。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
在现有技术中，片式负温度系数热敏电阻器(以下简称片式NTC热敏电阻器)是利用粉料经纯湿法流延、叠层、切割、烧结、封端、烧端、三层电镀等片式工艺制造而成的高技术含量的新型片式热敏元件，广泛应用于各种移动通信设备、办公自动化设备、家用电器、医疗器械、汽车等多个领域。它分为单片型、多层型、厚膜型三种主要结构形式。目前国内外几乎所有生产厂家均采用利用浆料成干膜、叠层、均压后成型的“干法生产工艺”制作而成。由于制膜、均压等设备国内没有生产只能进口，价格昂贵投资巨大。此外，表面涂敷处理中由于片式NTC元件的特性直接和元件的几何尺寸特别是两端头导电电极之间的尺寸以及材料性能的稳定性有着直接的关联，目前国内主要生产厂家其产品合格率只有30-50％，由阻值的公式R＝ρL/S来分析，其主要的原因除了L尺寸不能保证就不能保证阻值的稳定外，电镀的镀液对材料的侵蚀会造成材料性能ρ发生变化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用流体学定量流出获得均匀膜厚的方法制作片式NTC热敏电阻器，并在烧结成型后增加一道表面涂敷处理工序，在芯片表面两电极之间涂敷一层绝缘的玻璃釉，以解决上述问题，提高产品合格率及可焊性能。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案研制一种负温度系数热敏电阻，该热敏电阻的成份及重量百分含量为MnO245％-60％，Co3O435％-50％，Al2O30.5％-10％，CaO0.5％-2.5％，CuO 0.5％-2.5％，Fe3O40.5％-2.5％，NiO20.5％-2.5％，SiO20.1％-1.0％，所述热敏电阻的电阻率ρ为100-5000Ω.cm，B值为3500-4200。本专利技术热敏电阻的制造方法，采用纯湿法生产片式热敏电阻，其具体过程为(1)陶瓷粉料制备按比例将各成份研磨并均匀混合15-30小时至粒径1.0-1.5μm，150℃烘干，40目过筛，置于坩埚内900-1000℃/保温3h烧结成烧块，再加入助熔剂通过陶瓷球磨(水磨)工艺均匀球磨24h，150℃烘干过40-100目筛，粉料制备完成。然后(2)配置浆料按下列成分和重量比将各成份充分混合成粘度为15000-50000cps的浆状物粘合剂B-7320∶200-400目三氧化二铋∶溶剂∶上述粉料为122∶17∶280∶280，所述的溶剂为醋酸丙酯与异丁醇按重量比70-90∶10-30配制的混合物，然后(3)流延成型将配置好的浆料置于漏斗式循环罐内，在金属载板上进行流延成膜叠层印刷成型，得厚度为10-40μm的膜，环形传送并经烘箱以50-80℃烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经切割、分离、排胶、烧结得单个胚体芯片，然后(4)表面涂敷处理将单个胚体芯片表面两端电极之间涂敷一层绝缘的玻璃釉，具体方法为A、浸渍法采用封端倒板方式，将芯片夹与两块橡胶板之间，一次加工3000-5000粒，然后整板浸与调配好的玻璃浆料中，形成均匀的表面玻璃釉浆料涂覆层，再烘干，脱板，装与匣钵内保温800-1000℃0.5-1.5小时烧结，形成均匀、致密的玻璃釉层，或者B、喷涂法芯片采用编带震盘方式，将芯片上于一V型导轨槽内震动头尾相接向前走途径一个雾化喷头，表面玻璃釉浆料从上往下喷，一次喷两面，烘干，通过震盘芯片翻转180度，再喷，再烘干，装与匣钵内保温800-1000℃0.5-1.5小时烧结，形成均匀、致密的玻璃釉层，又或者C、印刷法将2000-3000PCS芯片整齐排列于一橡胶盘内，四边橡胶夹头夹收紧将整板芯片夹紧，采用丝网印刷工艺将玻璃釉浆料印刷与芯片表面，烘干，再翻转印刷另一面，烘干，再松夹头将所有芯片翻转90度，再印刷剩余的两个面，保持温度800-1000℃0.5-1.5小时烧结，形成均匀、致密的玻璃釉层，最后(5)将经过表面处理后的芯片经上端电极、烧银、电镀。在实施本专利技术的过程中，流延成型时，将配置好的浆料置于湿法漏斗式流延设备的循环罐内，在金属载板上进行流延成膜叠层印刷成型，只要控制浆料液面保持动平衡稳定、传送机构的匀速、平稳，则载板上的膜厚就会均匀，调节漏斗刀口的开启大小和传送机构的速度，就可以得到10-40μm膜厚；毫无疑义，本专利技术的表面涂敷处理是依赖于特殊设备进行的，使用其简单的设备，本工艺在烧结成型后增加一道表面涂敷处理工序，在芯片表面两电极之间涂敷一层绝缘的玻璃釉，可以解决前述问题，使产品合格率提高到60％-80％，可焊性能也大大提高。所用的粘合剂B-7320是上海试剂总厂生产的聚乙烯缩丁醛(PVA)类粘合剂。本专利技术较好的技术方案可以是表面涂敷处理的绝缘层玻璃釉的成份和重量百分组成为SiO250％-70％，AL2O315％-30％，ZnO2％-6％，CaO 5％-15％，MgO 2％-6％，Pb3O42％-6％，将以上各成份经研磨均匀混合24小时，烘干，置于坩埚内保持1000-1150℃烧结3小时，降温至900℃时倒入去离子水中制成熔块釉，研磨至颗粒粒径D50为2.5μm以下，烘干，过筛，得玻璃釉粉料，再按玻璃釉粉料∶A-21树脂∶松油醇∶无水乙醇＝100∶20-25∶30-40∶50-800的重量份数配料，充分混合均匀至15000-50000cps的浆状物即可。本专利技术使用的无水乙醇具有较大的用量范围可以调节，以使混合物的粘度调节至方便操作的程度；所用的A-21树脂是香港是佳时公司生产的PVA类树脂。本专利技术较好的技术方案也可以是使用专门的设备来完成制造工艺的全过程，所述的流延成型采用的设备具有漏斗式循环罐(1)，环形传送机构(3)，漏斗式循环罐(1)位于金属载板(2)的上方，环形传送机构(3)上装有烘箱(5)；表面涂敷处理的浸渍法的设备具有上胶板(6)和下胶板(7)，数个芯片(8)均匀分布于两胶板之间；表面涂敷处理的喷涂法的设备具有雾化装置(9)，V形导轨(10)和震盘(11)，雾化装置(9)位于V形导轨(10)的上方，烘箱(12)位于V形导轨(10)上，芯片(13)位于V形导轨(10)的槽内；表面涂敷处理的印刷法的设备具有胶板(14)，胶板(14)中具有与芯片(15)相适应的槽。以上的设备结构简单，可以满足负温度系数热敏电阻的纯湿法制造工艺的要求，生产出质量优异的产品。与现有技术相比，本专利技术具有以下明显的优点1、工艺简单，设备操作方便，易于控制；2、采用纯湿法片式热敏电阻的工艺方法，避免采用利用浆料成干膜、叠层、均压后成型的“干法生产工艺”，克服了因使用价格昂贵投资巨大设备并依赖进口的弊病；3、本工艺在烧结成型后增加一道表面涂敷处理工序，在芯片表面两电极之间涂敷一层绝缘的玻璃釉，可以使产品合格率提高到60-80％，可焊性能也大大提高，其质量可靠稳定。附图说明以下是本专利技术的图面说明图1是流延成型设备的纵向结构示意图；图2是流延成型设备的平面结构示意图；图3是表面涂敷处理—浸渍法的设备侧视示意图；图4是表面涂敷处理—浸渍法的设备平面示意图；图5是表面涂敷处理—喷涂法的设备结构示意图；图6是图5的A向视图；图7是表面涂敷处理—印刷法的设备平面示意图；图8是表面涂敷处理—印刷法的设备侧视示意图。参照图1-图2，图中，1是漏斗，2是载板，3是传送机构，4是浆料液面，5是烘箱，使用时，将配置好的浆料置于漏斗式循环罐(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片式负温度系数热敏电阻，由金属氧化物及助熔剂的混合物制成，其特征在于：热敏电阻的成份及重量百分含量为： ＭｎＯ↓［２］ ４５％－６０％ Ｃｏ↓［３］Ｏ↓［４］ ３５％－５０％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ０．５％－１０％ ＣａＯ ０．５％－２．５％ ＣｕＯ ０．５％－２．５％ Ｆｅ↓［３］Ｏ↓［４］ ０．５％－２．５％ ＮｉＯ↓［２］ ０．５％－２．５％ ＳｉＯ↓［２］ ０．１％－１．０％ 所述热敏电阻的电阻率ρ为１００－５０００Ω.ｃｍ，Ｂ值为３５００－４２００。

【技术特征摘要】
1.一种片式负温度系数热敏电阻，由金属氧化物及助熔剂的混合物制成，其特征在于热敏电阻的成份及重量百分含量为MnO245％-60％Co3O435％-50％Al2O30.5％-10％CaO 0.5％-2.5％CuO 0.5％-2.5％Fe3O40.5％-2.5％NiO20.5％-2.5％SiO20.1％-1.0％所述热敏电阻的电阻率ρ为100-5000Ω.cm，B值为3500-4200。2.权利要求1所述热敏电阻的制造方法，其特征在于采用纯湿法生产片式热敏电阻，其具体过程为(1)陶瓷粉料制备按比例将各成份研磨并均匀混合15-30小时至粒径1.0-1.2μm，150℃烘干，40目过筛，置于坩埚内900-1000℃/保温3h烧结成烧块，再加入助熔剂通过陶瓷球磨(水磨)工艺均匀球磨24h，150℃烘干过40-100目筛，然后(2)配置浆料按下列成分和重量比将各成份充分球磨混合成粘度为15000-50000cps的浆状物粘合剂B-7320∶三氧化二铋∶溶剂∶上述粉料为122∶17∶280∶280，所述的溶剂为醋酸丙酯与异丁醇按重量比70-90∶10-30配制的混合物，然后(3)流延成型将配置好的浆料置于漏斗式循环罐内，在金属载板上进行流延成膜叠层印刷成型，得厚度为10-40μm的膜，环形传送并经烘箱以50-80℃烘干各层，循环制作至设计的层数和厚度，烘干后经切割、分离、排胶、烧结、倒角得单个芯片，然后(4)表面涂敷处理将单个芯片表面两电极之间涂敷一层绝缘的玻璃釉，具体方法为A、浸渍法采用封端倒板方式，将芯片夹与两块橡胶板之间，一次加工3000-5000粒，然后整板浸与调配好的玻璃浆料中，形成均匀的表面玻璃釉浆料涂覆层，再烘干，脱板，保持温度800-1000℃0.5-1.5小时烧结，形成均匀致密的玻璃釉层，或者B、喷涂法芯片采用编带震盘方式，将芯片上于一V型导轨槽内震动头尾相接向前走途径一个雾化喷头，表面玻璃釉浆料从上往下喷，一次喷两面，烘干，通过震盘芯片翻转180度，再喷，再烘...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝翌，樊新华，
申请(专利权)人：祝翌，樊新华，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]