專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制備ntc熱敏電阻芯片的組合物及其制成的ntc熱敏電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱敏電阻領(lǐng)域，特別涉及一種用于NTC熱敏電阻芯片的組合物以及使用該組合物制作的芯片的NTC熱敏電阻。
背景技術(shù)：
熱敏電阻是敏感元件的ー類(lèi),按照溫度系數(shù)不同分為PTC(Positive TemperatureCoefficient,正溫度系數(shù))熱敏電阻和 NTC (Neg ative Temperature Coeff iCient,負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻。熱敏電阻的典型特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，不同的溫度下表現(xiàn)出不同的電阻值。PTC熱敏電阻在溫度越高時(shí)電阻值越大，NTC熱敏電阻在溫度越高時(shí)電阻值越低，它們同屬于半導(dǎo)體器件。NTC熱敏電阻具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在冰箱、空調(diào)、電熱水器、整體浴室、電子萬(wàn)年歷、微波爐、糧倉(cāng)測(cè)溫、洗碗機(jī)、電飯煲、電子盥洗設(shè)備、冰柜、豆?jié){機(jī)、手機(jī)電池、充電器、電磁爐、面包機(jī)、消毒柜、飲水機(jī)、溫控儀表、醫(yī)療儀器、汽車(chē)測(cè)溫、電烤箱、火災(zāi)報(bào)警等領(lǐng)域。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題目前市場(chǎng)上常用的NTC熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)在7s左右，在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)感溫慢的現(xiàn)象；當(dāng)該類(lèi)熱敏電阻被應(yīng)用于高溫設(shè)備(如大型飲水機(jī)、大型熱水器)時(shí)，需要長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下エ作，一般在高溫環(huán)境下1000小時(shí)，市場(chǎng)上該類(lèi)電阻的阻值偏差即達(dá)到5%左右，無(wú)法滿足高溫設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用的要求；由于芯片厚度及致密度不夠，在反復(fù)通過(guò)電流時(shí)，芯片容易被擊穿失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于NTC熱敏電阻芯片的組合物及使用該芯片的電阻。所述技術(shù)方案如下一方面，本發(fā)明提供了ー種用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物，其中包含的組分及其含量為Mn3O4 665-670 重量份，(10)給所述帶電極的NTC熱敏電阻芯片焊接引線，形成NTC熱敏電阻。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，所述步驟(10)之后，還包括對(duì)所述NTC熱敏電阻進(jìn)行玻璃封裝，得到玻璃封裝的NTC熱敏電阻。5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，步驟(4)中所述的粘合劑為苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠，其操作具體包括在烘干后的所述原料中加入苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠攪拌均勻，形成芯片漿料，其中所述苯ニ甲酸正丁酯的重量為烘干后的所述原料重量的4%，所述聚こ烯醇乳白膠的重量為烘干后的所述原料重量的I. 5%。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在干，所述步驟(5)、
(6),具體包括通過(guò)多次沖壓-晾干及隨后的沖壓-焙烤エ序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓成0. 8-0. 85mm厚的薄片；通過(guò)打磨機(jī)將所述薄片打磨成0. 8mm厚的表面光滑的胚片。7、用權(quán)利要求3-6中任意一項(xiàng)所述的制作方法制作的NTC熱敏電阻。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的NTC熱敏電阻，其特征在干，所述NTC熱敏電阻的B25/5Q值為 3930K±2%。Fe2O3 110-115 重量份，SiO216-20 重量份，NiO200-205 重量份，以上各組分均為納米粉體，純度均為化學(xué)純，并由上述組合物通過(guò)下述步驟制成芯片漿料(I)按照上述組分及含量稱(chēng)取原料；(2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機(jī)，加入水，粉磨30-50小時(shí)；(3)將粉磨后的所述原料進(jìn)行脫水烘干；(4)在烘干后的所述原料中加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料。優(yōu)選，包含的組分及其含量為Mn3O4 668 重量份；Fe2O3 112 重量份；SiO218 重量份；NiO202 重量份。另ー方面，本發(fā)明提供了ー種用上述組合物制作NTC熱敏電阻的方法，所述方法包括(I)按照上述組合物的組分及含量稱(chēng)取原料；(2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機(jī)，加入水，粉磨30-50小時(shí)；(3)將粉磨后的所述原料進(jìn)行脫水烘干；(4)在烘干后的所述原料中加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料；(5)將所述芯片漿料壓制成薄片；(6)對(duì)所述薄片進(jìn)行打磨，形成表面光滑的胚片；(7)將所述胚片在1290-1310°C下高溫?zé)Y(jié)48小吋，形成陶瓷片；(8)給所述陶瓷片兩面涂覆銀漿，制成電極；(9)按照阻值要求裁切附著了銀漿的所述陶瓷片，得到帶電極的NTC熱敏電阻芯 片;(10)給所述帶電極的NTC熱敏電阻芯片焊接引線，形成NTC熱敏電阻。進(jìn)ー步地，所述步驟(10)之后，還包括對(duì)所述NTC熱敏電阻進(jìn)行玻璃封裝，得到玻璃封裝的NTC熱敏電阻。步驟(4)中所述的粘合劑為苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠，其操作具體包括在烘干后的所述原料中加入苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠攪拌均勻，形成芯片漿料，其中所述苯ニ甲酸正丁酯的重量為烘干后的所述原料重量的4%，所述聚こ烯醇乳白膠的重量為烘干后的所述原料重量的I. 5%。所述步驟(5)、(6),具體包括通過(guò)多次沖壓-晾干及隨后的多次沖壓-焙烤エ序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓成0. 8-0. 85mm厚的薄片；通過(guò)打磨機(jī)將所述薄片打磨成0. 8mm厚的表面光滑的胚片。本發(fā)明還提供了ー種用上述制作方法制作的NTC熱敏電阻。所述NTC熱敏電阻的B25/5Q值為3930K±2%。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(guò)調(diào)整用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物中各組分的配比，使其制成的NTC熱敏電阻芯片比相同B值的芯片厚，從而可以在電阻制作エ藝中増加芯片胚片的表面磨光エ序，確保芯片胚片表面的光滑性及一致性，防止電阻長(zhǎng)期工作產(chǎn)生性能變化導(dǎo)致的阻值漂移甚至失效的問(wèn)題，延長(zhǎng)了電阻的使用壽命，提高了其測(cè)量精度；本發(fā)明實(shí)施例提供的NTC熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)可達(dá)3. 8 s，能夠快速測(cè)溫，并且在150°C高溫下實(shí)驗(yàn)1000小吋，電阻偏差小于I %，能更好的滿足高溫設(shè)備的使用要求；同吋，由于芯片變厚，電流無(wú)法輕易擊穿電阻，提高了電阻的耐電流沖擊性能。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的陶瓷片；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的附著了銀漿的陶瓷片。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述?！?、本發(fā)明實(shí)施例中所用材料及儀器Mn3O4納米粉體、Fe2O3納米粉體、SiO2納米粉體、NiO納米粉體、銀衆(zhòng)(包括銀衆(zhòng)和銀漿稀釋劑成套產(chǎn)品，產(chǎn)品型號(hào)為SR402H)均購(gòu)買(mǎi)自K0JUND0 CHEMICAL LAB0RAT0RYC0.,LTD(日本高純度化學(xué)研究所)，各納米粉體的純度均達(dá)到化學(xué)純；苯ニ甲酸正丁酯(B油)購(gòu)買(mǎi)自韓國(guó)OCI公司，型號(hào)為(C16H22O4) = 278. 35 ;聚こ烯醇乳白膠型號(hào)為C-501，購(gòu)買(mǎi)自韓國(guó)OKONG公司；硅膠型號(hào)為KR-251，購(gòu)買(mǎi)自日本信越公司。球磨機(jī)購(gòu)買(mǎi)自韓國(guó)DAE WHA TECH公司，熱敏電阻玻璃外殼購(gòu)買(mǎi)自深圳華科源科技有限公司。
ニ、本發(fā)明實(shí)施例中所采用的NTC熱敏電阻的制作方法步驟(I):按以下重量份配比稱(chēng)取原料=Mn3O4 665-670份，F(xiàn)e2O3 110-115份，SiO216-20 份，NiO 200-205 份。步驟(2):將稱(chēng)好的所述原料混合均勻，倒入球磨機(jī)內(nèi)，在球磨機(jī)內(nèi)加入2500ml水，粉磨30-50小時(shí)。步驟(3):取出粉磨后的原料，放入烘箱內(nèi)，在125°C下焙烤10-12小時(shí)至原料脫水烘干。步驟(4):取出烘干的原料，在烘干后的所述原料中稱(chēng)取500g，加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料。在該步驟中使用的粘合劑是20g苯ニ甲酸正丁酯和7. 5g聚こ烯醇乳白膠。按照該方法配比的粘合劑粘合力強(qiáng)、不易揮發(fā)、對(duì)原料的化學(xué)性能無(wú)影響，并且其材質(zhì)粘稠度適中，有利干與原料均勻混合。步驟(5):將所述芯片漿料壓制成0. 8mm的胚片。 本發(fā)明實(shí)施例中先通過(guò)多次沖壓-晾干或沖壓-焙烤等エ藝將所述芯片漿料壓成
0.8-0. 85mm厚的薄片,然后通過(guò)打磨機(jī)將所述薄片打磨成0. 8mm厚的胚片。例如，具體操作步驟為a、用壓片機(jī)將芯片衆(zhòng)料壓成0. 9mm厚的薄片；b、用大夾子將0. 9mm厚的薄片固定,在環(huán)境溫度下懸掛20min使薄片晾干；C、將0. 9mm厚的薄片壓成0. 85mm厚的薄片；d、將0. 85mm厚的薄片切成寬約44mm的長(zhǎng)條，將切成的長(zhǎng)條排在不銹鋼網(wǎng)上，在環(huán)境溫度下正反面各晾10分鐘；e、將0. 85mm厚的長(zhǎng)條薄片壓成0. 83mm厚的長(zhǎng)條；f、將0. 83mm厚的長(zhǎng)條薄片切成邊長(zhǎng)為44mm的正方形薄片，將切成的正方形薄片排在不銹鋼網(wǎng)上，放入烘箱內(nèi)焙烤IOmin ；g、將0. 83mm厚的正方形薄片壓成0. 82mm厚的薄片；f、將0. 82mm厚的薄片擺放在玻璃板上，在PID (比例-積分-微分)控制器控制下先在60°C下焙烤12個(gè)小時(shí)，冷卻到常溫后進(jìn)行二次烘焙，二次烘焙吋，PID控制器控溫在60°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在70°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在80°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在90°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在100°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在110°C下焙烤I個(gè)小時(shí)，在125°C下焙烤6個(gè)小時(shí)。步驟(6):焙烤結(jié)束后取出0. 82mm厚的薄片，用打磨機(jī)兩面打磨成0. 8mm厚的胚片。步驟(7):將所述胚片在1290-1310°C下高溫?zé)Y(jié)48小時(shí)，形成圖I所示陶瓷片。步驟(8):給所述陶瓷片兩面涂覆銀漿，制成電極(參見(jiàn)圖2)。在本發(fā)明的下述實(shí)施例中，該步驟具體操作如下稀釋銀漿銀漿與銀漿稀釋劑的重量比為100 : 5 ;印刷電極待陶瓷片完全冷卻后，給陶瓷片印刷稀釋后的銀漿，印刷分兩次進(jìn)行，毎次印刷結(jié)束后都將刷有銀漿的陶瓷片排列在不銹鋼網(wǎng)上，在125°C下焙烤10-15分鐘直至烤干；焙燒將印刷烤干后的陶瓷片裝入耐火盒，放入燒結(jié)爐中在850°C下燒結(jié)8小時(shí)，制成電極。步驟(9):按照阻值要求裁切附著了銀漿的所述陶瓷片，得到帶電極的NTC熱敏電阻芯片。
在本發(fā)明的下述實(shí)施例中，將帶有電極的陶瓷片切成0. 43*0. 40mm的小塊，形成阻值為R25C= 100KQ ±2%，B25/5Q = 3930K±2%的帶電極的NTC熱敏電阻芯片。步驟(10):給所述帶電極的NTC熱敏電阻芯片焊接引線，形成NTC熱敏電阻。具體操作中均采用焊錫焊接引線。為了更好的保護(hù)NTC熱敏電 阻芯片，提高芯片的使用壽命，本發(fā)明實(shí)施例提供的制作方法還包括下述步驟步驟(11):對(duì)所述NTC熱敏電阻進(jìn)行玻璃封裝，得到玻璃封裝的NTC熱敏電阻。該步驟具體為將NTC熱敏電阻套入熱敏電阻玻璃外殼，用エ裝夾具夾緊熱敏電阻玻璃外殼及NTC熱敏電阻，在高溫660°C下烘烤，使熱敏電阻玻璃外殼收縮包裹電阻，實(shí)現(xiàn)封裝。三、本發(fā)明實(shí)施例提供的NTC熱敏電阻芯片的性能測(cè)試方法，包括電流沖擊測(cè)試、高溫測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試、熱時(shí)間常數(shù)測(cè)試等,測(cè)試中每實(shí)施例選取了三個(gè)樣本,具體測(cè)試方法如下(I)電流沖擊測(cè)試在120°C下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的NTC熱敏電阻芯片(基準(zhǔn)阻值為3. 8 IlKQ )進(jìn)行直流電通電試驗(yàn)，對(duì)NTC熱敏電阻芯片加載的直流電壓從5V逐漸升高，在通電過(guò)程中檢測(cè)電阻的阻值輸出，分別選取阻值或B值變化超過(guò)原始值3 %的電流點(diǎn)和芯片擊穿的電流點(diǎn)，測(cè)試數(shù)據(jù)參見(jiàn)表I ;(2)高溫測(cè)試在5V直流電壓下，電阻在高溫1500C ±2°C的環(huán)境中，烘烤1000小吋，測(cè)試阻值及B值的變化，測(cè)試數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2 ；(3)穩(wěn)定性測(cè)試在5V直流電壓下，用冷熱沖擊機(jī)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的NTC熱敏電阻芯片進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn)，-40°C下20分鐘，150°C下20分鐘，中間轉(zhuǎn)換時(shí)間2分鐘，進(jìn)行1000次循環(huán)，測(cè)試數(shù)據(jù)參見(jiàn)表3 ；(4)熱時(shí)間常數(shù)測(cè)定將本發(fā)明實(shí)施例提供的NTC熱敏電阻放入50°C恒溫水槽中，待阻值穩(wěn)定后測(cè)定其阻值，記錄初始阻值數(shù)據(jù)；然后將所述NTC熱敏電阻迅速轉(zhuǎn)移到25°C恒溫水槽中，觀察阻值變化，記錄阻值變化為初始阻值的63. 2%時(shí)所用的時(shí)間，該時(shí)間即NTC熱敏電阻的熱時(shí)間常數(shù)。實(shí)施例I ー種NTC熱敏電阻的制作所述NTC熱敏電阻按照上述ニ所述制作方法制得，其中步驟(I)中稱(chēng)取的原料為=Mn3O4 665g, Fe2O3 110g, SiO2 16g, NiO 200g。實(shí)施例2 —種NTC熱敏電阻的制作所述NTC熱敏電阻按照上述ニ所述制作方法制得，其中步驟(I)中稱(chēng)取的原料為=Mn3O4 670g, Fe2O3 115g, SiO2 20g, NiO 205g。實(shí)施例3 —種NTC熱敏電阻的制作所述NTC熱敏電阻按照上述ニ所述制作方法制得，其中步驟(I)中稱(chēng)取的原料% =Mn3O4 668g, Fe2O3 112g, SiO2 18g，Ni0202g。實(shí)施例4 ー種NTC熱敏電阻的制作所述NTC熱敏電阻按照上述ニ所述制作方法制得，其中步驟(I)中稱(chēng)取的原料為=Mn3O4 1490gg, Fe2O3 250g, SiO2 40g, NiO 450g。實(shí)施例1-4提供的NTC熱敏電阻性能測(cè)試的數(shù)據(jù)參數(shù)如下
表I本發(fā)明實(shí)施例1-4提供的NTC熱敏電阻芯片的電流沖擊測(cè)試數(shù)據(jù)

權(quán)利要求
1.ー種用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物，其中包含的組分及其含量為 Mn3O4 665-670 重量份， Fe2O3 110-115 重量份， SiO2 16-20 重量份， NiO 200-205 重量份， 以上各組分均為納米粉體，純度均為化學(xué)純， 并由下述步驟制成芯片漿料 (1)按照上述組分及含量稱(chēng)取原料； (2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機(jī),加入水,粉磨30-50小時(shí)； (3)將粉磨后的所述原料進(jìn)行脫水烘干； (4)在烘干后的所述原料中加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物，其特征在于，其中包含的組分及其含量為 Mn3O4 668重量份； Fe2O3 112重量份； SiO2 18重量份； NiO 202重量份。
3.一種用權(quán)利要求I所述的組合物制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，所述方法包括 (1)按照權(quán)利要求I所述的組合物的組分及含量稱(chēng)取原料； (2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機(jī),加入水,粉磨30-50小時(shí)； (3)將粉磨后的所述原料進(jìn)行脫水烘干； (4)在烘干后的所述原料中加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料； (5)將所述芯片漿料壓制成薄片； (6)對(duì)所述薄片進(jìn)行打磨，形成表面光滑的胚片； (7)將所述胚片在1290-1310°C下高溫?zé)Y(jié)48小時(shí)，形成陶瓷片； (8)給所述陶瓷片兩面涂覆銀漿，制成電極； (9)按照阻值要求裁切附著了銀漿的所述陶瓷片，得到帶電極的NTC熱敏電阻芯片； (10)給所述帶電極的NTC熱敏電阻芯片焊接引線，形成NTC熱敏電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，所述步驟(10)之后，還包括 對(duì)所述NTC熱敏電阻進(jìn)行玻璃封裝，得到玻璃封裝的NTC熱敏電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在干，步驟⑷中所述的粘合劑為苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠，其操作具體包括 在烘干后的所述原料中加入苯ニ甲酸正丁酯和聚こ烯醇乳白膠攪拌均勻，形成芯片漿料，其中所述苯ニ甲酸正丁酯的重量為烘干后的所述原料重量的4%，所述聚こ烯醇乳白膠的重量為烘干后的所述原料重量的I. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，所述步驟(5)、(6)，具體包括通過(guò)多次沖壓-晾干及隨后的沖壓-焙烤エ序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓成0. 8-0. 85mm厚的薄片； 通過(guò)打磨機(jī)將所述薄片打磨成0. 8mm厚的表面光滑的胚片。
7.用權(quán)利要求3-6中任意一項(xiàng)所述的制作方法制作的NTC熱敏電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的NTC熱敏電阻，其特征在于，所述NTC熱敏電阻的B25/5(l值為3930K±2%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物及其制成的NTC熱敏電阻，屬于熱敏電阻領(lǐng)域。所述組合物的組分及其含量為Mn3O4 665-670重量份、Fe2O3 110-115重量份、SiO2 16-20重量份、NiO 200-205重量份、以上各組分均為納米粉體，純度均為化學(xué)純，并由下述步驟制成芯片漿料按照上述組分及含量稱(chēng)取原料，將所述原料混合均勻后倒入球磨機(jī)，加入水，粉磨30-50小時(shí)，將粉磨后的所述原料進(jìn)行脫水烘干，在烘干后的所述原料中加入粘合劑攪拌均勻，形成芯片漿料。本發(fā)明還公開(kāi)了由所述芯片漿料制作NTC熱敏電阻的方法。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整用于制備N(xiāo)TC熱敏電阻芯片的組合物中各組分的配比，延長(zhǎng)了電阻的使用壽命，提高了其測(cè)量精度，能夠快速測(cè)溫，能更好的滿足高溫設(shè)備的使用要求。
文檔編號(hào)H01C7/04GK102643084SQ20121012649
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者苑廣軍, 苑廣禮 申請(qǐng)人:恒新基電子(青島)有限公司