CN102568723A

CN102568723A - 负温度系数热敏电阻芯片、其电阻及其制作方法

Info

Publication number: CN102568723A
Application number: CN201210004547XA
Authority: CN
Inventors: 潘士宾; 包汉青; 刘传东; 严友兰; 程健; 康建宏
Original assignee: Shenzhen Sunlord Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Sunlord Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-01-09
Also published as: CN102568723B

Abstract

本发明公开了负温度系数热敏电阻芯片及其电阻及其制作方法。一种负温度系数热敏电阻芯片，由过渡金属氧化物粉末烧结而成，所述过渡金属氧化物粉末由按摩尔百分比计的以下组分组成：5-15%氧化铝Al₂O₃、0-5%氧化钇Y₂O₃、50-90%氧化锰MnO₂、5-35%氧化镍Ni₂O₃或氧化钴Co₃O₄，其中氧化钇Y₂O₃的含量不为零。本发明的有益效果是：本发明的负温度系数电阻25℃下的电阻值一致性好，B值较高，在高温下放置后一段时间后，其在25℃下的阻值漂移均小于1%，具有很高的稳定性。

Description

负温度系数热敏电阻芯片、其电阻及其制作方法

技术领域

本发明涉及热敏电阻，特别是涉及负温度系数热敏电阻芯片、其电阻及其制作方法。

背景技术

近年，要求电子元件适应表面贴装，具有负温度特性的负温度系数热敏电阻也在开展片式化。现有的片式负温度系数热敏电阻使用温度范围主要在-40℃~125℃之间，端电极表面镀有锡层，以便在焊接电路过程中，可以采用回流焊工艺焊接在电路中。随着技术的发展，一些较高温度场合使用的负温度系数热敏电阻也出现了片式化需求，如激光打印机机头的温度控制需要在200℃~300℃温度范围内稳定使用的片式负温度系数热敏电阻。现有的片式负温度系数热敏电阻已不适用。首先，现有片式负温度系数热敏电阻的设计使用温度范围为-40℃~125℃，超过这一温度范围使用时，其常温阻值会随着使用时间产生较大的漂移，通常会超出10%。其次，在这个温度下，这种现有的负温度系数热敏电阻端电极的锡层容易融化，导致热敏电阻脱落而在电路中失去作用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了负温度系数热敏电阻芯片、其制作方法、其电阻及电阻的制作方法。

一种负温度系数热敏电阻芯片，由过渡金属氧化物粉末烧结而成，所述过渡金属氧化物粉末由按摩尔百分比计的以下组分组成：5-15%氧化铝Al₂O₃、0-5%氧化钇Y₂O₃、50-90%氧化锰MnO₂、5-35%氧化镍Ni₂O₃或氧化钴Co₃O₄，其中氧化钇Y₂O₃的含量不为零。

优选地，所述氧化锰MnO₂的摩尔百分比为50-70%，所述氧化镍Ni₂O₃的摩尔百分比为20-30%。

优选地，所述烧结的最高温度在1200-1270℃。

一种负温度系数热敏电阻芯片，其特征是，由过渡金属氧化物粉末烧结而成，所述过渡金属氧化物粉末由按摩尔百分比计的以下组分组成：5-15%氧化铝Al₂O₃、0-5%氧化钇Y₂O₃、50-70%氧化锰MnO₂、15-25%氧化镍Ni₂O₃、10-25%氧化钴Co₃O₄，其中氧化钇Y₂O₃的含量不为零。

优选地，所述烧结的最高温度在1200-1270℃。

一种制作所述的负温度系数热敏电阻芯片的方法，所述烧结的最高温度在1200-1270℃，所述烧结的最高温度持续时间为3-9小时。

优选地，通过将所述过渡金属氧化物粉末与有机溶剂和粘合剂混合后，通过流延制备成生膜片后，将若干生膜片压叠后再进行烧结。

一种负温度系数热敏电阻的制作方法，在所述的负温度系数热敏电阻芯片的两端涂上一层银、钯浆料或者银钯的混合浆料后进行烧结。

优选地，在所述负温度系数热敏电阻芯片除两端以外的四周喷涂一层含有玻璃粉的浆料后，进行烧结，将玻璃粉烧结成玻璃釉。

一种负温度系数热敏电阻，采用所述的负温度系数热敏电阻的制作方法制成。

本发明的有益效果是：本发明的负温度系数电阻25℃下的电阻值一致性好，B值较高，在高温下放置后一段时间后，其在25℃下的阻值漂移均小于1%，具有很高的稳定性。

附图说明

图1是本发明的负温度系数热敏电阻一种具体实例的示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例1

将MnO₂、Ni₂O₃、Al₂O₃、 Y₂O₃粉末按照比例（摩尔百分比）50%：35%：11%：4%进行混合形成过渡金属氧化物粉末，烧结制成负温度系数热敏电阻芯片，具体最高烧结温度为1200至1270℃，保持最高烧结温度的时间在3至9小时之间。此实施例中，MnO₂、Ni₂O₃、Al₂O₃、 Y₂O₃粉末的摩尔百分比还可以是：89%：5%：5%：1%，或者70%：20%：5%：5%，或者55%：30%：13%：2%。

实施例2

将MnO₂、Co₃O₄、Ni₂O₃ 、Al₂O₃、 Y₂O₃粉末按照比例（摩尔百分比）60%：15%：15%：15%：5%进行混合形成过渡金属氧化物粉末，烧结制成负温度系数热敏电阻芯片，具体最高烧结温度为1200至1270℃，保持最高烧结温度的时间在3至9小时之间。MnO₂、Co₃O₄、Ni₂O₃ 、Al₂O₃、 Y₂O₃的摩尔百分比还可以为：50%：10%：25%：11%：4%，或者69%：10%：15%：5%：1%，或者55%：20%：16%：6%：3%。

实施例3

(1) 将MnO₂、Ni₂O₃ 、Al₂O₃、 Y₂O₃粉末按照比例（摩尔百分比）60%：20%：15%：5%进行混合形成过渡金属氧化物粉末，再加入一定比例的有机溶剂和粘合剂配制适合流延的浆料。有机溶剂可以采用醋酸丙酯和乙醇按1:2比例（质量百分比）混合的混合物，粘合剂可以采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB），过渡金属氧化物粉末、有机溶剂和粘合剂的比例（质量百分比）为：1:1.2:0.2。

(2)将配制好的粉体浆料通过流延工艺制备30um厚度的生膜片，再将20层生膜片压叠在一起，制成约0.5mm厚度的生胚片，最后将生胚片切成1.6X0.8X0.5mm尺寸的半成品。

(3)将切割好的半成品置放在氧化铝匣钵内在300℃的高温下进行排胶（即有机溶剂和粘合剂在这个高温下挥发或者与空气反应成气体散发）、烧结制成负温度系数热敏电阻芯片，具体最高烧结温度为1200至1270℃，保持最高烧结温度的时间在3至9小时之间。

(4)通过喷敷工艺在负温度系数热敏电阻芯片周围（除两端外）喷涂一层含有玻璃粉的浆料，并在800℃下进行烧结，将覆盖在负温度系数热敏电阻芯片上的玻璃粉烧制成玻璃釉。

(5)在覆有玻璃釉的负温度系数热敏电阻芯片的两端（该两端并没有覆有和形成玻璃釉），涂上一层银钯混合浆料，在700℃下进行烧结，使负温度系数热敏电阻芯片获得良好欧姆接触的金属电极。

如图1所示，负温度系数热敏电阻包括负温度系数热敏电阻芯片1、玻璃釉2和金属电极3。

通过以上方法制备的负温度系数热敏电阻，25℃下的电阻值一致性好，B值较高，在经过300℃放置后一段时间后，其在25℃下的阻值漂移均小于1%。随机抽取了30颗成品，对其性能进行测试，具体见表一。其中，B_25/50是采样负温度系数热敏电阻在25℃和50℃两点的温度而计算出来的B值。

表一

编号	25℃下的阻值R25（kΩ）	B_25/50	300℃下放置1000小时，R25变化（%）
				1#	1014	4509	0.73
2#	994	4503	0.75
				3#	1019	4509	0.89
4#	993	4480	0.91
				5#	1018	4499	0.56
6#	1019	4492	0.74
				7#	1008	4505	0.63
8#	1008	4505	0.84
				9#	1010	4484	0.87
10#	985	4489	0.59
				11#	973	4491	0.74
12#	1004	4497	0.82
				13#	1012	4493	0.76
14#	965	4494	0.82
				15#	970	4495	0.85
16#	1039	4494	0.79
				17#	975	4500	0.90
18#	968	4492	0.94
				19#	1028	4503	0.62
20#	1034	4504	0.51
				21#	992	4489	0.98
22#	974	4485	0.75
				23#	992	4500	0.65
24#	1009	4497	0.78
				25#	998	4484	0.76
26#	954	4482	0.78
				27#	1042	4510	0.92
28#	951	4509	0.74
				29#	995	4582	0.65
30#	1017	4503	0.71

在这个实施例中，采用制作片式热敏电阻的方法，这种与实施例1和2的直接烧制的方法并不影响热敏电阻的稳定性和B值，这种制作片式热敏电阻的方法只是便于控制电阻的成型形状（由于烧结后热敏电阻很硬，加工比较困难）。由于在制作负温度系数热敏电阻中加了氧化钇Y₂O₃，使得该负温度系数热敏电阻在经过长时间高温度的工作后，其常温的组织漂移很小，增加了负温度系数热敏电阻的稳定性。氧化锰、氧化钴和氧化铝的使用，大大增加了热敏电阻的阻值。

实施例4

实施例4与实施例3基本相同，其差别在于，实施例2中的过渡金属氧化物粉料中MnO₂、Co₃O₄ 、Al₂O₃、 Y₂O₃的摩尔百分比是：60%：20%：15%：5%。

随机抽取按照上述配方制成的30颗产品，测试其性能，具体见表二。

表二

编号	R25（kΩ）	B_25/50	300℃下放置1000小时，R25变化（%）
				1#	961	4848	1.03
2#	1013	4828	0.95
				3#	997	4814	0.86
4#	953	4847	1.23
				5#	1026	4821	1.24
6#	1028	4817	0.99
				7#	950	4818	1.02
8#	952	4825	1.11
				9#	1020	4836	0.89
10#	940	4808	1.32
				11#	992	4828	1.11
12#	982	4833	1.15
				13#	1040	4840	1.24
14#	993	4835	0.98
				15#	1010	4818	0.85
16#	970	4812	1.11
				17#	959	4803	1.24
18#	997	4805	1.26
				19#	993	4808	1.17
20#	1004	4843	0.85
				21#	1015	4822	0.91
22#	994	4816	0.82
				23#	1038	4813	0.99
24#	955	4827	1.11
				25#	987	4834	1.17
26#	995	4839	0.87
				27#	974	4823	1.24
28#	1036	4834	1.12
				29#	978	4850	0.84
30#	943	4813	1.21

通过表二可以看到，通过以上方法制备的负温度系数热敏电阻，在经过300℃放置后一段时间后，其在25℃下的阻值漂移绝大部分小于1%，只有很少一部分在1%-1.3%之间。

Claims

1.一种负温度系数热敏电阻芯片，其特征是，由过渡金属氧化物粉末烧结而成，所述过渡金属氧化物粉末由按摩尔百分比计的以下组分组成：5-15%氧化铝Al₂O₃、0-5%氧化钇Y₂O₃、50-90%氧化锰MnO₂、5-35%氧化镍Ni₂O₃或氧化钴Co₃O₄，其中氧化钇Y₂O₃的含量不为零。

2.如权利要求1所述的负温度系数热敏电阻芯片，其特征是：所述氧化锰MnO₂的摩尔百分比为50-70%，所述氧化镍Ni₂O₃的摩尔百分比为20-30%。

3.如权利要求1所述的负温度系数热敏电阻芯片，其特征是：所述烧结的最高温度在1200-1270℃。

4.一种负温度系数热敏电阻芯片，其特征是，由过渡金属氧化物粉末烧结而成，所述过渡金属氧化物粉末由按摩尔百分比计的以下组分组成：5-15%氧化铝Al₂O₃、0-5%氧化钇Y₂O₃、50-70%氧化锰MnO₂、15-25%氧化镍Ni₂O₃、10-25%氧化钴Co₃O₄，其中氧化钇Y₂O₃的含量不为零。

5.如权利要求4所述的负温度系数热敏电阻芯片，其特征是：所述烧结的最高温度在1200-1270℃。

6.一种制作如权利要求1、2或4所述的负温度系数热敏电阻芯片的方法，其特征是，所述烧结的最高温度在1200-1270℃，所述烧结的最高温度持续时间为3-9小时。

7.如权利要求6所述的制作负温度系数热敏电阻芯片的方法，其特征是：通过将所述过渡金属氧化物粉末与有机溶剂和粘合剂混合后，通过流延制备成生膜片后，将若干生膜片压叠后再进行烧结。

8.一种负温度系数热敏电阻的制作方法，其特征是：在如权利要求1-5任一所述的负温度系数热敏电阻芯片的两端涂上一层银和/或钯浆料后进行烧结。

9.如权利要求8所述的负温度系数热敏电阻的制作方法，其特征是：在所述负温度系数热敏电阻芯片除两端以外的四周喷涂一层含有玻璃粉的浆料后，进行烧结，将玻璃粉烧结成玻璃釉。

10.一种负温度系数热敏电阻，其特征是：采用如权利要求8或9所述的负温度系数热敏电阻的制作方法制成。