專利名稱：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
技術領域：
本發(fā)明涉及熱敏電阻領域，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：
熱敏電阻是敏感元件的ー類,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 (Negative Temperature Coeff iCient,負溫度系數(shù))熱敏電阻。熱敏電阻的典型特點是對溫度敏感，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電阻值越大，NTC熱敏電阻在溫度越高時電阻值越低，它們同屬于半導體器件。NTC熱敏電阻具有靈敏度高、響應速度快、體積小、易于實現(xiàn)遠距離控制和測量等優(yōu)點，被廣泛應用在冰箱、空調(diào)、電熱水器、整體浴室、電子萬年歷、微波爐、糧倉測溫、洗碗機、電飯煲、電子盥洗設備、冰柜、豆?jié){機、手機電池、充電器、電磁爐、面包機、消毒柜、飲水機、溫控儀表、醫(yī)療儀器、汽車測溫、電烤箱、火災報警等領域。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題目前市場上用于空調(diào)的NTC熱敏電阻一般在高低溫沖擊1000次左右，阻值偏差即達到3%以上，無法更好的滿足空調(diào)等有高低溫沖擊的電器的使用要求；由于芯片厚度及致密度不夠，在反復通過電流時，芯片容易被擊穿失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明實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。所述技術方案如下一方面，本發(fā)明提供了ー種用于制備NTC熱敏電阻芯片的組合物，其中包含的組分及其含量為Mn3O4 770-790 重量份，F(xiàn)e2O3 55-60 重量份，SiO2 30-35 重量份，NiO 110-140 重量份，以上各組分均為納米粉體，純度均為化學純，并由上述組合物通過下述步驟制成芯片漿料(I)按照上述組分及含量稱取原料；(2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機，加入水，粉磨30-50小時；(3)將粉磨后的所述原料進行脫水烘干；(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，其中包含的組分及其含量為
Mn3O4 780 重量份；Fe2O3 58 重量份；SiO2 32 重量份；NiO 130 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(1)按照上述組合物的組分及含量稱取原料；(2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機，加入水，粉磨30-50小時；(3)將粉磨后的所述原料進行脫水烘干；(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)對所述薄片進行打磨，形成表面光滑的胚片；(7)將所述胚片在1290-1310°C下高溫燒結(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，制成NTC熱敏電阻。所述步驟(10)之后，還包括通過粉末浸潰機給所述NTC熱敏電阻的芯片及引線焊接點包裹浸潰上環(huán)氧樹脂膠粉，在150°C下烘烤固化2小時，制成環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻。上述芯片漿料及NTC熱敏電阻制作的步驟(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O. 8-0. 9mm厚的薄片；通過打磨機將所述薄片打磨成O. 5mm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B25/50值為4100K± 1 %。本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是通過調(diào)整用于NTC熱敏電阻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表面磨光エ序，確保芯片表面的光滑性及一致性，防止電阻長期エ作產(chǎn)生性能變化，導致阻值漂移甚至失效的問題，延長了電阻的使用壽命，提高了其測量精度；本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻在1000次高低溫沖擊下，電阻偏差小于1%，能更好的滿足空調(diào)等電器的使用要求；同時，由于芯片變厚，電流無法輕易擊穿電阻，提高了電阻的耐電流沖擊性能。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實施例提供的陶瓷片；圖2是本發(fā)明實施例提供的附著了銀漿的陶瓷片；圖3是本發(fā)明實施例提供的未經(jīng)環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻；圖4是本發(fā)明實施例提供的經(jīng)環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進ー步地詳細描述。一、本發(fā)明實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)品型號為SR402H)均購買自K0JUND0 CHEMICAL LABORATORY CO.，LTD(日本高純度化學研究所)，各納米粉體的純度均達到化學純；苯ニ甲酸正丁酯(B油)購買自韓國OCI公司，型號為(C16H22O4) = 278. 35 ;聚こ烯醇乳白膠型號為C-501，購買自韓國OKONG公司；環(huán)氧樹脂粉型號為EPR-620，購買自上海新常江化學有限公司。球磨機購買自韓國DAE WHA TECH公司；粉末浸潰機購買自韓國TWO-A system公司。ニ、本發(fā)明實施例中所采用的NTC熱敏電阻的制作方法步驟(I):按以下重量份配比稱取原料Mn3O4 770-790份，F(xiàn)e2O3 55-60份，SiO230-35 份，NiO 110-140 份。步驟⑵將稱好的所述原料混合均勻，倒入球磨機內(nèi)，在球磨機內(nèi)加入2500ml水，粉磨30-50小時。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、不易揮發(fā)、對原料的化學性能無影響，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薄片。本發(fā)明實施例中先通過多次沖壓-晾干，隨后通過多次的沖壓-焙烤等エ序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓成O. 8-0. 9mm厚的薄片。例如，具體操作步驟為a、用壓片機將芯片衆(zhòng)料壓成O. 9mm厚的薄片；b、用大夾子將O. 9mm厚的薄片固定,在環(huán)境溫度下懸掛20min使薄片晾干；C、將O. 9mm厚的薄片壓成O. 85mm厚的薄片；d、將O. 85mm厚的薄片切成寬約44mm的長條，將切成的長條排在不銹鋼網(wǎng)上，在環(huán)境溫度下正反面各晾10分鐘e、將O. 85mm厚的長條薄片壓成O. 83mm厚的長條；f、將O. 83mm厚的長條薄片切成邊長為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O. 83mm厚的正方形薄片壓成O. 82mm厚的薄片；h、將O. 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個小時，冷卻到常溫后進行二次烘焙，二次烘焙吋，PID控制器控溫在60°C下焙烤I個小時，在70°C下焙烤I個小時，在80°C下焙烤I個小時，在90°C下焙烤I個小時，在100°C下焙烤I個小時，在110°C下焙烤I個小時，在125°C下焙烤6個小時。步驟出)對所述薄片進行打磨，形成表面光滑的胚片。該步驟具體操作如下焙烤結(jié)束后取出O. 82mm厚的薄片,用打磨機對其進行兩面打磨，打磨成O. 5mm厚的表面光滑的胚片。步驟(7):將所述胚片在1290-1310°C下高溫燒結(jié)48小時，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(參見圖2)。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，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，如圖3所示。該步驟具體操作如下將帶有電極的陶瓷片切成I. 32*1. 44mm的小塊，制成阻值為Rg= 10ΚΩ±1%，B25750 = 4100Κ±1%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，制成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NTC熱敏電阻芯片，提高芯片的使用壽命，本發(fā)明實施例提供的制作方法還包括下述步驟步驟(11):通過粉末浸潰機給所述NTC熱敏電阻的芯片及引線焊接點包裹浸潰上環(huán)氧樹脂膠粉，在150°C下烘烤固化2小時，制成環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻，如圖4所
/Jn ο該步驟具體操作如下在粉末浸潰機上分別有3個粉槽，每個粉槽后面都設有加熱固化區(qū)域，傳送帶帶動所述NTC熱敏電阻運轉(zhuǎn)，所述NTC熱敏電阻在粉槽里沾上環(huán)氧樹脂粉末，然后經(jīng)過高溫固化區(qū)域固化，實現(xiàn)環(huán)氧樹脂浸潰，再依次經(jīng)過第二粉盒及固化區(qū)域、第三個粉盒及固化區(qū)域浸潰，浸潰完畢后，粉末浸潰機將所述NTC熱敏電阻自動卷到盤上，在烤箱內(nèi)在150°C下烘烤固化2小時，制成環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻。三、本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片的性能測試方法，包括電流沖擊測試、高溫測試、低溫測試、穩(wěn)定性測試等，測試中每實施例選取了三個樣本，具體測試方法如下(I)電流沖擊測試在100°C下對本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片(基準阻值為O. 583ΚΩ)進行直流電通電試驗，對NTC熱敏電阻芯片加載的直流電壓從5V逐漸升高，在通電過程中檢測電阻的阻值輸出，分別選取阻值或B值變化超過原始值3 %的電流點和芯片擊穿的電流點，測試數(shù)據(jù)參見表I ;(2)高溫測試在5V直流電壓下，電阻在高溫IOO0C ±2°C的環(huán)境中，烘烤1000小吋，測試阻值及B值的變化，測試數(shù)據(jù)參見表2 ；(3)低溫測試在5V直流電壓下，電阻在低溫_40°C ±2°C的環(huán)境中，放置1000小吋，測試阻值及B值的變化，測試數(shù)據(jù)參見表3 ；(4)穩(wěn)定性測試在5V直流電壓下，用冷熱沖擊機對本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片進行沖擊實驗，-40°C下20分鐘，100°C下20分鐘，中間轉(zhuǎn)換時間2分鐘，進行1000次循環(huán)，測試數(shù)據(jù)參見表4。實施例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)中稱取的原料為=Mn3O4 770g, Fe2O3 55g, SiO2 30g, NiO IlOgo所述NTC熱敏電阻的性能參數(shù)參見表1-4。實施例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)中稱取的原料為=Mn3O4 790g, Fe2O3 60g, SiO2 35g, NiO 140g。所述NTC熱敏電阻的性能參數(shù)參見表1-4。實施例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)中稱取的原料為=Mn3O4 780g, Fe2O3 58g, SiO2 32g, NiO 130g。所述NTC熱敏電阻的性能參數(shù)參見表1-4。實施例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)中稱取的原料為=Mn3O4 1345g, Fe2O3 100g, SiO2 55g, NiO 225g。所述NTC熱敏電阻的性能參數(shù)參見表1-4。實施例1-4提供的NTC熱敏電阻性能測試的數(shù)據(jù)參數(shù)如下表I本發(fā)明實施例1-4提供的NTC熱敏電阻芯片的電流沖擊測試數(shù)據(jù)
樣品編實施例I實施例2實施例3實施例4
—號 _[ I ェ 2] 3 I: 4 [ 5 ェ 6] 7 I: 8 [ 9 [ 10] 11 I: 12

權利要求
1.一種用于制備NTC熱敏電阻芯片的組合物，其中包含的組分及其含量為 Mn3O4 770-790 重量份， Fe2O3 55-60 重量份， SiO2 30-35 重量份， NiO 110-140 重量份， 以上各組分均為納米粉體，純度均為化學純，并由下述步驟制成芯片漿料 (1)按照上述組分及含量稱取原料； (2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機,加入水,粉磨30-50小時； (3)將粉磨后的所述原料進行脫水烘干； (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)權利要求I所述的用于制備NTC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 780重量份； Fe2O3 58重量份； SiO2 32重量份； NiO 130重量份。
3.一種用權利要求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)按照權利要求I所述的組合物的組分及含量稱取原料； (2)將所述原料混合均勻后倒入球磨機,加入水,粉磨30-50小時； (3)將粉磨后的所述原料進行脫水烘干； (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)對所述薄片進行打磨，形成表面光滑的胚片； (7)將所述胚片在1290-1310°C下高溫燒結(jié)48小時，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，制成NTC熱敏電阻。
4.根據(jù)權利要求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 通過粉末浸潰機給所述NTC熱敏電阻的芯片及引線焊接點包裹浸潰上環(huán)氧樹脂膠粉，在150°C下烘烤固化2小時，制成環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻。
5.根據(jù)權利要求3所述的制作NTC熱敏電阻的方法，其特征在于，步驟⑷中所述的粘合劑為苯二甲酸正丁酯和聚乙烯醇乳白膠，其操作具體包括 在烘干后的所述原料中加入苯二甲酸正丁酯和聚乙烯醇乳白膠攪拌均勻，形成芯片漿料，其中所述苯二甲酸正丁酯的重量為烘干后的所述原料重量的4%，所述聚乙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)，具體包括通過沖壓-晾干及隨后的沖壓-焙烤工序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓成O. 8-0. 9mm厚的薄片； 通過打磨機將所述薄片打磨成O. 5mm厚的表面光滑的胚片。
7.用權利要求3-6中任意一項所述的制作方法制作的NTC熱敏電阻。
8.根據(jù)權利要求7所述的NTC熱敏電阻，其特征在于，所述NTC熱敏電阻的B25/5(i值為4100K±1%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制備NTC熱敏電阻芯片的組合物及其制成的NTC熱敏電阻，屬于熱敏電阻領域。所述組合物的組分及含量為Mn3O4 770-790重量份、Fe2O3 55-60重量份、SiO2 30-35重量份、NiO 110-140重量份，以上各組分均為納米粉體，純度均為化學純。上述組合物由下述步驟制成芯片漿料按照上述組分及含量稱取原料；將所述原料混合均勻后倒入球磨機，加入水，粉磨30-50小時；將粉磨后的所述原料進行脫水烘干；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)明還公開了由所述芯片漿料制作NTC熱敏電阻的方法。本發(fā)明通過調(diào)整用于NTC熱敏電阻的組合物中各組分的配比，延長了電阻的使用壽命，提高了其測量精度，能更好的滿足空調(diào)等電器的使用要求。
文檔編號H01C7/04GK102627444SQ201210126509
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權日2012年4月26日
發(fā)明者苑廣軍, 苑廣禮 申請人:恒新基電子(青島)有限公司