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片式负温度系数热敏电阻及其纯湿法制造方法

 片式负温度系数热敏电阻及其纯湿法制造方法,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% ,可焊性能也太太提高,广泛适用于电子电器行业。
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,所述热敏电阻的电阻率p 为100-5000 Ω . 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.C 烘干, 40 目过筛,置于增塌内900-1000.C /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.C 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 :三氧化二锡:溶剂:上述粉料为122 : 17 :
280 : 280 ,所述的溶剂为醋酸丙酶与异丁醇按重量比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.C 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袖,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轴浆料涂覆层,再烘干,脱板,保持温度800-1000.C0.5-1. 5 小时烧结,形成均匀致密的玻璃袖层,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,表面玻璃袖浆料从上往下喷,一次喷两面,烘干,通过震盘芯片翻转180 度,再喷,再烘干,保持温度800-1000.CO. 5-1. 5 小时烧结,形成均匀致密的玻璃轴层,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和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.CO. 5一1. 5小时烧结,形成均匀致密的玻璃和层,最后

(5) 将经过表面处理后的芯片经上端电极、烧银、电镀。3 、根据权利要求2 所述的方法,其特征在于:表面涂敷处理的绝缘层玻璃袖的成份和重量百分组成为:
Si02 500/0-700/0
AL203 150/0-300/0
ZnO 20/0- 60/0
CaO 5 0/0一-15 0/0
MgO 2~乍一6 0/0
Pb30 4 20/0-60/0
将以上各成份经研磨均匀混合24 小时,烘干,置于增塌内保持1000-1150 0C 烧结3 小时,降温至900 0C 时倒入去离子水中制成熔块袖,通过球磨研磨至颗粒粒径D50 为2.5μm 以下,烘干,过筛,得玻璃袖粉料,再按玻璃袖粉料: Á-21 树脂:松泊醇: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.
4 、根据权利要求2 所述的方法,其特征在子: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 、根据权利要求2 所述的方法,其特征在于:表面涂敷处理的浸渍法的设各具有上胶板(6) 和下胶板(7) ,数个芯片(8) 均匀分布于两胶板之间。
6 、根据权利要求2 所述的方法,其特征在于: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。
7 、根据权利要求2 所述的方法,其特征在于: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。

片式负温度系数热敏电阻及其纯湿法制造方法
技术领域本发明涉及一种片式负温度系数热敏电阻及其纯湿法制造方法。
背景技术在现有技术中,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=p L / 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。
发明内容本发明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袖,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,本发明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: Mn02 450/0- 600/0' C030 4 350/0 - 500/0' A}z03 0.50/0-100/0' CaO0.50/0-2.50/0' CuO 0.5%, - 2.50/0' Fe304 0.5%) - 2.50/0' Ni020.50/0-2.5 0/0' Si02 0.1 0/0-1.0 0/0' 所述热敏电阻的电阻率ρ 为100-5000 Q . cm, B 值为3500-4200 。
本发明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) 陶瓷粉料制各: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.C 烘干, 40 目过筛,置于增塌内900-1000
.C/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.C 烘干过40-100 日筛,粉料制各完成。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 目三氧化二铅:溶剂:上述粉料为122 : 17 : 280 : 280 ,所述的溶剂为醋酸丙酶与异丁醇按重量比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.C 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袖,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袖浆料涂覆层,再烘干,脱板,装与匣钵内保温800-1000.CO.5一1. 5 小时烧结,形成均匀、致密的玻璃袖层,或者B、喷涂法:芯片采用编带震盘方式,将芯片上于→ V 型导轨槽内震动头尾相接向前走途径一个雾化喷头,表面玻璃和浆料从上往下喷,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.C O. 5-1. 5 小时烧结,形成均匀、致密的玻璃袖层,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袖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.CO. 5-1. 5 小时烧结,形成均匀、致密的玻璃袖层,最后(5) 将经过表面处理后的芯片经上端电极、烧银、电镀。在实施本发明的过程中,流延成型时,将配置好的浆料置于湿法漏斗式流延设各的循环罐内,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,本发明的表面涂敷处理是依赖于特殊设各进行的,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袖,可以解决前述问题,使产品合格率提高到60 0/0-80 0/0 ,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醒(PVA)类粘合剂。
本发明较好的技术方案可以是:表面涂敷处理的绝缘层玻璃袖的成份和重量百分组成为: Si02 50%-700/0 , AL203 150/0-30%, ZnO2010- 60/0 , CaO 5 0/0一15% , MgO 20/0-60/0' Pb304 2 0/0-6% ,将以上各成份经研磨均匀混合24 小时,烘干,置于增塌内保持1000-1150℃烧结3 小时,降温至900.C 时倒入去离子水中制成熔块袖,研磨至颗粒粒径D50 为2.5μm 以下,烘干,过筛,得玻璃袖粉料,再按玻璃
袖粉料: A-21 树脂:松油醇:无水乙醇=100 : 20-25 : 30-40 :5ι-800 的重量份数配料,充分混合均匀至15000…50000 cps 的浆状物即可。本发明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。
本发明较好的技术方案也可以是:使用专门的设各来完成制造工艺的全过程,所述的流延成型采用的设各具有漏斗式循环罐(1) ,环形传送机构(3) ,漏斗式循环罐(1) 位于金属载板。)的上方,环形传送机构(3) 上装有烘箱。);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(剖, 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。以上的设各结构简单,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,本发明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袖,可以使产品合格率提高到60-80 0/0 ,可焊性能也大大提高,其质量可靠稳定。
附图说明以下是本发明的图面说明:
图1 是流延成型设各的纵向结构示意图:
图2 是流延成型设备的平面结构示意图:
图3 是表面涂敷处理一浸渍法的设备侧视示意图:
图4 是表面涂敷处理一浸渍法的设各平面示意图:
图5 是表面涂敷处理一喷涂法的设各结构示意图:
图6 是图5 的A 向视图:
图7 是表面涂敷处理一印刷法的设备平面示意图:
图8 是表面涂敷处理一印刷法的设各侧视示意图。
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(1)内,在金属载板(2) 上进行流延成膜叠层印刷成型,得厚度为10-40

μm 的膜,经传送机构(3) 环形传送并经烘箱(5) 以50-80 0C 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。
参照图3- 图4 ,图中, 6 是上胶板, 7 是下胶板, 8 是芯片,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和浆料涂覆层。
参照、图5- 图6 ,图中, 9 是雾化装置, 10 是导轨, 11 是震盘, 12是烘箱, 13 是芯片,使用时,芯片采用编带震盘方式,将芯片上于V型导轨槽内震动头尾相接向前走途径一个雾化喷头,表面玻璃袖浆料从上往下喷,一次喷两面,烘干,通过震盘芯片翻转180 度再喷。
参照图7- 图8 ,图中, 14 是胶板, 15 是芯片,使用时将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袖浆料印刷与芯片表面,烘干,再翻转印刷另一面。
具体实施方式以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细的描述:
实施例1: 0603 型10KQ 片式NTC 热敏电阻的制造
(1)先制备粉料:先按下述重量百分含量称取各成份: Mn02450/0 , C030 4480/0 , Ah0320/0 , CaO 0.50/0' CuO 10/0' Fe304 0.50/0,Ni02 2.50/0' Si020.5 0Io,将各成份进行球磨(水磨)均匀球磨20 小
时至粒径1.2μm , 150.C 烘干, 40 目过筛,置于增塌内900-1000.C/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 0C 烘干过40-100 目筛,粉料制备完成。(2) 配置浆料:按下
列成分和重量比将各成份充分混合成浆状物:粘合剂B-7320 : 200-400目三氧化二姥:溶剂:上述粉料为122 : 1 7 : 280 : 280 ,其中溶剂为醋酸丙酶与异了醇按重量比80 : 20 配制的混合物,浆料的粘度为
16000cps 的浆状物,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20μm 的膜,环形传送并经烘箱以80.C 烘干各层,循环制作至55 层,厚度1100μm ,烘干后按长2.0mm 宽厚.75mm 切割成0603 生胚、分离、排胶、烧结、倒角得单个芯片,然后(4) 浸渍法表面涂敷处理:将单个胚体芯片表面两电极之间涂敷一层绝缘的玻璃袖,用图3 , 4所示的设备,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 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袖浆料涂覆层,再烘干,脱板,保持温度900.C 1 小时烧结,形成均匀、致密的玻璃袖层,最后(5) 将经过表面处理后的芯片经上端电极、烧银、电镀。
表面涂敷处理的绝缘层玻璃袖的成份和重量百分组成为: Si02690/0' AL203 150/0 , ZnO 6%) , CaO 50/0' MgO 2%" Pb304 3 0/0 ,将以上各成份经研磨均匀混合24 小时,烘干,置于增塌内保持1050.C
烧结3 小时,降温至900.C 时倒入去离子水中制成熔块袖,研磨至颗粒粒径2 .5 μm 以下,烘干,过筛,得玻璃轴粉料,再按玻璃轴粉料:
A-21 树脂:松泊醇:无水乙醇=100 : 20 : 40 : 300 的重量份数配料,
充分混合均匀至15000cps 的浆状物即可450 Q. CID,变化值B 为3800 。实施例2 0603 型47KQ 片式NTC 热敏电阻的制造
方法及步骤:不同的是采用喷涂法表面涂敷处理,用图5 , 6 所示的设备,其余均同实施例10
粉料制备: Mn02 580/0 , C030 4 350/0' A}z 031 010 , CaO 2.5 0/0'CuO 10/0, Fe304 2010, Ni02 0.50/0' Si02 1.0 0/0 ,将各成份进行球磨〈水磨〉均匀混合20 小时至粒径1.2μm , 150 0C 烘干, 40 目过筛,再配制流延浆料、经流延、切割、排胶、烧结、倒角,再采用喷涂法:芯片采用编带震盘方式,将芯片上于-v 型导轨槽内震动头尾相接向前走途径→个雾化喷头,表面玻璃和浆料从上往下喷,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950CC/O. 5-1. 5 小时烧结,形成均匀、致密的玻璃利层。绝缘层玻璃袖的成份和重量百分组成为: Si02 50 0/0, Alz03 250/0 , ZnO 20/0, CaO 130/0'MgO 60/0' Pb304 4 0/0 。所得热敏电阻的电阻率ρ 为2000 Q. CID,变化值B 为4000 。
实施例3 0805 型10KQ 片式NTC 热敏电阻的制造方法及步骤:不同的是采用印刷法表面涂敷处理,用图7 , 8 所示的设备,其余均同实施例1 。配料: Mn02 50% , C030 4 400/0 , Ah037 %, CaO 0.50/0' CuO
0.60/0' Ni02 0.90/0' Si02 1.0 0/0' 将各成份进行球磨(水磨〉均匀混合20 小时至粒径1.2μm , 50 0C 烘干, 300 目过筛, 2000-3000PCS 芯片
整齐排列于一橡胶盘内处理,其后保持温度1000.C/Ü.5 小时烧结,绝缘层玻璃袖的成份和重量百分组成为: Si02 60 0/0 , Ah03200/0, ZnO30/0, CaO 100/0 , MgO 20/0' Pb304 5 0/0 。所得片式NTC 热敏电阻的电阻率ρ 为500 Q . cm,变化值B 为3980 。


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