CN102136328A - 一种ntc热敏电阻芯片阻值调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子元器件技术领域。具体公开一种NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其步骤是：(1)热敏半导体陶瓷粉体制备；(2)成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备；(3)上端电极；(4)焊接引线；(5)老化；(6)调阻；(7)封装及测试。该调整方法过程中NTC热敏电阻芯片初始值偏小，在精细打磨的过程中其阻值不断缓慢变大，通过精密控制打磨量，NTC热敏电阻的阻值可以控制在1‰，在大批量生产过程中±3‰的阻值精度可获得90％的合格率，有效地实现NTC热敏电阻芯片精确调阻过程，NTC热敏电阻的精度高，能广泛地应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路等。

Description

一种NTC热敏电阻芯片阻值调整方法

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域。具体公开一种热敏电阻芯片阻值调整方法。

背景技术

目前，由NTC热敏芯片为核心，采取不同封装形式构成的热敏电阻和温度传感器广泛应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路，其在电路中起到将温度的变量转化成所需的电子信号的核心作用。随着电子技术的发展，各种电子进一步多功能化和智能化，NTC热敏芯片在各种需要对温度进行探测、控制、补偿等场合的应用日益增加。

现有的引线型NTC热敏电阻一般是采用如下的工艺流程制作：热敏半导体陶瓷扥体制备-成型-烧结-切片-上端电极-划片-焊接引线-包封-测试，该种工艺技术在陶瓷粉料配方已经确定的情况下，芯片的电性能取决于产品的几何尺寸和烧结工艺对电性能影响。由于半导体陶瓷材料受烧结工艺参数的烧结温度、炉腔气氛等条件影响较大，批量生产过程中阻值R精度一般只能控制在±5％内。虽然通过对芯片的分选可以筛选出符合高精度需要的产品，但其合格率非常的低(±0.3％的阻值精度只有20％左右)，同时引线焊接中的热冲击也造成了芯片阻值不同程度的漂移，这使得批量生产中高精度产品合格率非常低，通常R25阻值精度也只能控制在±3％内。而在高精度测温应用场合中要求温度精度度可以控制在0.1℃，这就要求R电阻值及B值(材料常数)的精度控制在0.3％内，因此，目前的工艺技术显然无法满足高精度产品的需求。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，该调整方法过程中NTC热敏电阻芯片初始值偏小，在精细打磨的过程中其阻值不断缓慢变大，通过精密控制打磨量，NTC热敏电阻的阻值可以控制在千分之一(1‰)，在大批量生产过程中±3‰的阻值精度可获得90％的合格率，有效地实现NTC热敏电阻芯片精确调阻过程，NTC热敏电阻的精度高，能广泛地应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路等。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是：

本发明所述的一种NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其步骤是：

(1)热敏半导体陶瓷粉体制备；

(2)成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备；

(3)上端电极；

(4)焊接引线；

(5)老化；

(6)调阻；

(7)封装及测试。

作为上述技术的进一步改进，上述步骤(1)中的热敏半导体陶瓷粉体制备方法为物理的球磨法，其具体过程是：配料-球磨-烘干-粗过筛-预烧-研磨-烘干-精过筛-NTC热敏陶瓷粉体备用。

在本发明中，上述步骤(1)中的热敏半导体陶瓷粉体制备方法还可以是化学的溶胶～凝胶法，其具体工艺过程是：溶胶制备-凝胶化-凝胶的干燥-煅烧-NTC热敏陶瓷粉体备用。

在本发明中，针对方片型NTC热敏陶瓷芯片，上述步骤(2)中的成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备中：所述成型方法是等静压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料置于橡胶模具中，松装，振实，置于等静压机中，采用300～400Mpa的压强压30分钟，释压，从模具中取出制得陶瓷锭；将陶瓷锭进行高温烧结；NTC热敏陶瓷芯片制备过程：将高温烧结后的陶瓷锭进行切片-划片，根据NTC热敏电阻器设计的需要，采用内圆切割机切割烧结后的压敏电阻陶瓷锭至所需厚度为200～2000μm的NTC热敏陶瓷基片，将NTC热敏陶瓷基片进行划片，即可得方片型NTC热敏陶瓷芯片。

在本发明中，针对圆片型NTC热敏陶瓷芯片，上述步骤(2)中的成型-烧结过程为：所述成型为干压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料按NTC热敏电阻瓷粉∶PVA黏合剂＝100∶20～40重量配比配置后置于搅拌罐内搅拌均匀，造粒，在采用所需大小的模具将造粒好的热敏陶瓷粉料颗粒用油压机压制成所需的圆片状生胚陶瓷锭；烧结：将压好的生胚陶瓷锭采用高温烧结炉以1℃/min速率缓慢升温至1200±50℃，保温5～50小时，然后以1℃/min速率缓慢降温至100℃，即可得圆片型NTC热敏陶瓷芯片。

在本发明中，所述步骤(4)的焊接引线过程为在高温锡炉中将引线焊锡，并将引线固定在NTC热敏陶瓷芯片上制得NTC热敏电阻。

在本发明中，所述步骤(5)的老化的方法是：将焊接好的NTC热敏电阻全部在烘箱中以90～150℃温度进行烘烤、并保温50～1000小时。

在本发明中，所述步骤(6)中的调阻方法是：将焊接上引线的NTC热敏电阻的两端引线连接上电阻测试仪，使NTC热敏电阻的芯片的另一端部接触油槽中高速旋转的精细打磨砂轮，读取电阻测试仪表上的电阻值，不断打磨NTC热敏电阻的芯片，直到调整到所需要的电阻值。

在本发明中，所述步骤(7)中的封装过程是：将精密调阻后的NTC热敏电阻的芯片部位浸入环氧树脂包封料中，阴干后，在烘箱以80～120℃温度烘干，并保温1～2小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明所述的NTC热敏电阻芯片阻值的调整方法中，NTC热敏电阻芯片初始值偏小，在精细打磨的过程中其阻值不断缓慢变大，通过精密控制打磨量，NTC热敏电阻可以控制在千分之一(1‰)，在大批量生产过程中±3‰的阻值精度可获得90％的合格率。

下表一是一组常规工艺方法生产和通过精密调阻所获得的NTC热敏电阻阻值(以10KΩ～B3435产品为例)：

表一：

由上表可见，采用本发明所述的精密调阻方法生产出的NTC热敏电阻的精度远远高于传统工艺。因此，本发明能有效地实现NTC热敏电阻芯片精确调阻过程，NTC热敏电阻的精度高，能广泛地应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路等。

附图说明

图1是本发明中等静压成型法成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备过程示意图；

图2是本发明中圆片型NTC热敏陶瓷芯片结构示意图；

图3是本发明中圆片型NTC热敏陶瓷芯片上端电极的结构示意图；

图4是本发明中方片型NTC热敏陶瓷芯片上端电极的结构示意图；

图5是本发明中圆片型NTC热敏陶瓷芯片引线焊接结构示意图；

图6是本发明中方片型NTC热敏陶瓷芯片引线焊接结构示意图；

图7是本发明中调阻过程结构示意图；

图8是本发明中封装过程结构示意图。

具体实施方式

本实施例是以阻值R＝5K Ω±0.3％；材料常数值B(25/50)＝3470K的NTC热敏电阻芯片制作过程为例进行说明：

(1)热敏半导体陶瓷粉体制备过程，该过程可以采用物理法或是化学法，具体如下述：

A.物理法(球磨法)热敏半导体陶瓷粉体其过程是：配料(按特定配方)-球磨-出料-烘干-过筛-预烧-研磨-烘干-过筛-NTC热敏陶瓷粉体

B.化学法(溶胶-凝胶法)热敏半导体陶瓷粉体其过程是：溶胶的制备——凝胶化-凝胶的干燥-煅烧-NTC热敏陶瓷粉体

(2)成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备

A、对于方片型NTC热敏陶瓷芯片制作方法一般是等静压成型：如图1所示，将制备好的NTC热敏陶瓷粉料至于橡胶模具中，松装，振实。置于等静压机中，采用300～400Mpa的压强压30分钟，释压，从模具中取出制得陶瓷锭1。

切片或切片-划片：根据NTC热敏电阻器设计的需要，采用内圆切割机切割烧结后的压敏电阻陶瓷锭1至厚度200～2000μm的NTC热敏陶瓷基片2，再将NTC热敏陶瓷基片2划切成合适尺寸规格的方片型NTC热敏陶瓷芯片3。在此步骤中，NTC热敏陶瓷基片2也可以先上端电极后在划成合适尺寸规格的方片型NTC热敏陶瓷芯片.

B、对于圆片型NTC热敏陶瓷芯片制作方法一般是干压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料按NTC热敏电阻瓷粉∶PVA黏合剂＝100∶20～40的重量配比配置置于搅拌罐内搅拌均匀，造粒。在采用所需大小的模具将造粒好的热敏陶瓷粉料颗粒用油压机压制成所需的圆片。然后进行高温烧结：将压好的生胚陶瓷锭采用高温烧结炉以1℃/min速率缓慢升温至1200±50℃，并保温5～50小时，然后以1℃/min速率缓慢降温至100℃，即可得圆片型NTC热敏陶瓷芯片3a(如图2所示)。

(3)上端电极

将上述制得的圆片型NTC热敏陶瓷芯片采用印刷法；或将方片型NTC热敏陶瓷芯片采用浸渍的方法，分别在圆片型NTC热敏陶瓷芯片3a和方片型NTC热敏陶瓷芯片3的两端均匀涂上端电极浆料并采用电阻炉将银电极和半导体陶瓷的NTC热敏陶瓷芯片紧密烧渗(如图3、图4所示)，从而使NTC热敏陶瓷芯片的两端面均设有端电极4。

通常，为了制作的方便，对于方片型NTC热敏陶瓷芯片也可以是由等静压成型法制得NTC热敏陶瓷基片2后上端电极，然后再进行划片成合适尺寸规格的带有端电极NTC热敏陶瓷芯片。

(4)引线焊接：如图5、图6所示，在高温锡炉10中将引线焊锡，并将引线5固定在方片型NTC热敏陶瓷芯片3和圆片型NTC热敏陶瓷芯片3上，从而制得NTC热敏电阻6、6a。

(5)老化：

为消除焊接过程由剧烈热冲击对芯片的影响、衰减NTC热敏陶瓷芯片中残存的应力同时增加NTC热敏芯片的可靠性和稳定性，焊接好的NTC热敏电阻6全部在烘箱中根据不同的材料特性以90～150℃温度进行烘烤，并保温50～1000小时。

小时烘烤。经过老化后的产品其稳定性可达到在连续正常电路中工作一年后其阻值漂移率控制在千分之一(1‰)以内。

(6)调阻：

如图7所示，将焊接上引线的NTC热敏电阻6、6a的两端引线5连接上电阻测试仪表7，使端部的NTC热敏陶瓷芯片3、3a缓慢轻微的接触所需温度的油槽11中高速旋转的精细打磨砂轮9，读取电阻测试仪表7上的电阻值，不断精细打磨热敏芯片，直到所需调整到所需要的电阻值。

(7)封装及测试分选过程：

如图8所示，将精密调阻后的NTC热敏电阻6、6a的芯片部位所需深度浸入环氧树脂包封料8中，阴干后，在烘箱中以80～120℃的温度烘干，然后保温1～2小时后进行固化，固化后的热敏电阻具备了一定的机械强度、绝缘强度、耐潮湿性。然后再将固化好的热敏电阻在所需温度下进行测试分选。

本发明能较好地实现NTC热敏电阻芯片精确调阻过程，NTC热敏电阻的精度高，能广泛地应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路等。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (9)

1.一种NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其步骤是：

(1)热敏半导体陶瓷粉体制备；

(2)成型、烧结及NTC热敏陶瓷芯片制备；

(3)上端电极；

(4)焊接引线；

(5)老化；

(6)调阻；

(7)封装及测试。

2.根据权利要求1所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：上述步骤(1)中的热敏半导体陶瓷粉体制备方法为物理的球磨法，其具体过程是：配料-球磨-烘干-粗过筛-预烧-研磨-烘干-精过筛-NTC热敏陶瓷粉体备用。

3.根据权利要求1所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：

上述步骤(1)中的热敏半导体陶瓷粉体制备方法为化学的溶胶～凝胶法，其具体工艺过程是：溶胶制备-凝胶化-凝胶的干燥-煅烧-NTC热敏陶瓷粉体备用。

4.根据权利要求1所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：上述步骤(2)中的成型～烧结过程中：

所述成型方法是等静压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料置于橡胶模具中，松装，振实，置于等静压机中，采用300～400Mpa的压强压30分钟，释压，从模具中取出制得陶瓷锭；将陶瓷锭进行高温烧结；

NTC热敏陶瓷芯片制备过程：将高温烧结后的陶瓷锭进行切片-划片，根据NTC热敏电阻器设计的需要，采用内圆切割机切割烧结后的压敏电阻陶瓷锭至所需厚度为200～2000μm的NTC热敏陶瓷基片，再在NTC热敏陶瓷基片上通过被银、烧银工艺上端电极，然后将NTC热敏陶瓷基片进行划片，即可得方片型NTC热敏陶瓷芯片。

5.根据权利要求1所述的热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：上述步骤(2)中的成型-烧结过程为：

所述成型为干压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料按NTC热敏电阻瓷粉∶PVA黏合剂＝100∶20～40重量配比配置后置于搅拌罐内搅拌均匀，造粒，在采用所需大 小的模具将造粒好的热敏陶瓷粉料颗粒用油压机压制成所需的圆片状生胚陶瓷锭；烧结：将压好的生胚陶瓷锭采用高温烧结炉以1℃/min速率缓慢升温至1200±50℃，保温5～50小时，然后以1℃/min速率缓慢降温至100℃，即可得圆片型NTC热敏陶瓷芯片。

6.根据权利要求1所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：所述焊接引线过程为在高温锡炉中将引线焊锡，并将引线固定在NTC热敏陶瓷芯片上制得NTC热敏电阻。

7.根据权利要求7所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：所述老化方法是：将焊接好的NTC热敏电阻全部在烘箱中以90～150℃温度进行烘烤，并保温50～1000小时。

8.根据权利要求8所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：所述调阻方法是：将焊接上引线的NTC热敏电阻的两端引线连接上电阻测试仪，使NTC热敏电阻的芯片的另一端部接触油槽中高速旋转的精细打磨砂轮，读取电阻测试仪表上的电阻值，不断缓慢地打磨NTC热敏电阻的芯片，直到调整到所需要的电阻值。

9.根据权利要求1所述的NTC热敏电阻芯片阻值调整方法，其特征在于：将精密调阻后的NTC热敏电阻的芯片部位浸入环氧树脂包封料中，阴干后，在烘箱中以80～120℃温度烘干，并保温1～2小时。 

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