CN102685942B - 一种ptc稀土厚膜电路智能电热元件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件及其制备方法，其特征在于，它包括金属基板及其上设置的PTC厚膜电路热敏电阻和稀土厚膜电阻电路，PTC厚膜电路热敏电阻是以厚膜电路的形式和稀土厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制厚膜电路电热元件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高；又可单独以厚膜电路形式做成可控电热元件。本发明是目前高低压、交直流均能启动、体积小，表面热负荷大，热效率高，热启动快，温度场均匀可分级自控，导热性能优良、抗热冲击能力强，具有远红外功能，易于加工，绿色、低碳环保、安全可靠，广泛适应太阳能、风能、锂离子电池等新能源要求的新型智能电加热元件系列产品。
Description
技术领域
本发明涉及厚膜电路电热元件技术领域，更具体的是涉及一种PTC厚膜电路热敏电阻自动控制的智能厚膜电路电热元件领域。
背景技术
随着电子技术的迅猛发展，热敏电阻的应用领域日益增多。PTC厚膜电路热敏电阻即采用厚膜电路制作工艺融合热敏电阻独特控制性质结合厚膜电阻电路而制作的厚膜电路智能电热元件。这一理论概念《PTC厚膜电路可控电热元件》已获得国家专利，早在2004年以前已经提出，并且得以推广应用。PTC热敏电阻厚膜电路，不但具有热敏电阻一般特性，而且由于其材料的组成及工艺的独特性，又使其具有一般热敏电阻所没有的独特优良性能。它可以厚膜电路的形式和厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制厚膜电路电热元件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高。又可单独以厚膜电路形式做成可控电热元件。因而在很多领域尤其在军工领域有着重要的应用。
迄今为止，国内外绝大部分具有（PTC）效应的热敏电阻仍是BaTiO3 陶瓷掺杂制备而成，由于其室温电阻率高，因而在大电流容量下的应用受到了限制，同时由于其材料本身和工艺缺陷，导致功率衰竭等先天问题，目前应用范围受限。正温系数PTC热敏电阻元件因其制作工艺性差，元件灵敏度低，大多在微电子领域使用，难以在电热领域大面积推广。专利号为ZL200410050830.1，创新性地运用“PTC厚膜电路可控电热元件”，圆满地解决了上述问题，得到推广使用。为落实欧盟双指令（ WEEE/ROHS ），本发明在现有技术的基础上，使PTC厚膜电路热敏电阻控制精度和灵敏度以及稀土厚膜电路智能电热元件的电性能、热性能得以大幅度数量级提高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅加热温度场均匀可分级自控、热响应快、功率密度大、设计灵活、结构紧凑、节能环保、安全可靠外，还具有高温远红外功能的PTC稀土厚膜电路智能电热元件。
本发明的另一目的是提供一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件的制备方法。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，它包括金属基板及其上设置的PTC厚膜电路热敏电阻和稀土厚膜电阻电路，PTC厚膜电路热敏电阻是以厚膜电路的形式和稀土厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制厚膜电路电热元件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高；又可单独以厚膜电路形式做成可控电热元件。
作为上述方案的进一步说明：所述金属基板为铁素体Cr15\1Cr17\00Cr18Mo2系列不锈钢基板。
所述PTC厚膜电路热敏电阻由PTC厚膜电路热敏电阻浆料制成，稀土厚膜电阻电路由稀土介质浆料和稀土电极浆料制成。
所述稀土介质浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，其重量比为：65 : 35 ~ 85 : 15 ；固相成分为：Si02 ~ Al203~CaO~B2O3 ~ La2O3稀土氧化物系微晶玻璃，重量配比为：Si02 30 ~ 65 ％、Al203 5 ~ 26 ％、CaO 15~38 ％、 B2O3 2 ~16 ％、La2O3 0 . 3 ~15 ％。Co2O3 0 . 05~ 6 ％；晶核剂为TiO2 1 ~ 10 ％、ZrO : 1 ~10 ％；溶剂载体配比为：丁基卡必醇 66 ~89 ％、柠檬酸三丁醋 5~ 15% 、乙基纤维素 0.5 ~10 ％、氢化蓖麻油 0.1 ~ 5 ％、卵磷脂 0.1~5 ％；稀土氧化物为镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽中的一种或多种。
所述PTC厚膜电路热敏电阻浆料，由二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉和微晶玻璃粉及有机载体组成，二氧化钌、氧化铜、氧化钇与有机载体的重量比为 65 ~85 : 35 ~15；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃粉组成固相成分，固相成分中二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃的重量比为 75 ~ 55 : 25~ 45 ；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉中的二氧化钌、氧化铜、氧化钇粉的重量比为：75 ~59：15~40.5 : 10 ~ 0.5，二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉的粒径为：0.30--1.0μm；微晶玻璃粉为：CaO~SiO2 ~ A12O3 ~ B2O3 ~ Bi2O3 ~ La2 03 的稀土氧化物系微晶玻璃；各氧化物重量比：SiO2 20 ~ 60 ％、A12O3 5 ~ 35 ％、CaO 10 ~ 350%、Bi2O31O ~ 30 ％、B203 1~ 10 ％、 La2O3 O.3 ~8 ％；晶核剂为：TiO21~8 ％、ZrO21~10 %；有机载体各组分的重量比：松油醇 68 ~ 78 ％、柠檬酸三丁醋 2 ~ 18 ％、乙基纤维素 0 .4 ~ 9％、硝基纤维素 0 .4~ 9％、氢化蓖麻油 0 .1 ~ 6% 、卵磷脂 0 .1 ~ 6％；上述稀土氧化物为；镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽中的一种或几种。
所述稀土电极浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，重量比为 70 ~ 90：30~10 ；固相成分包括银钯钇复合粉与微晶玻璃粉，银钯钇复合粉与微晶玻璃粉重量比为 99.4 ~0.6：0.6~6；银钯钇复合粉重量比为： 0.6 ~10 ：99~82：0.4 ~ 8；粒径为：3μm；有机溶剂载体重量比为：松油醇 60 ~ 98 ％、柠檬酸三丁醋 10~30 ％、乙基纤维素 2 ~10 ％、硝基纤维素 1~5 ％、氢化蓖麻油 0.1~5 ％、卵磷脂 0.1~5 ％；微晶玻璃为SiO2 ~A12O3~CaO~B203~Bi2O3 ~La2O3 的稀土、氧化物系微晶玻璃，各氧化物的成分重量比为：SiO2 20~60 ％、A12O35~35 ％、CaO 10~35 ％、B2031~15 ％、La2O3 0. 3~15 ％、 Bi2O3 10 ~30 ％。晶核剂为：Ti021~10 ％、ZrO21~10 ％；稀土氧化物为镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽中的一种或几种。
一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件的制备方法，其特征在于，它是将金属基板、稀土介质浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料、封装浆料按工艺流程制备成PTC稀土厚膜电路电热元件，其工艺流程如下：
A、金属基板→CAD\光绘制版→G网印刷→烘干烧结→检验包装,其中介质层厚度＞65μm，PTC厚膜电路热敏电阻膜厚度＞15μm ；
B、烧结，升、降温速率50-70℃∕min，峰值温度：800-950℃。
所述稀土介质浆料的制备工艺，它包括如下步骤：
① 制备稀土微晶玻璃粉：按重量配比将各氧化物，晶核剂，经混合均匀后熔炼，熔炼温度为：1100 ~1450 ℃。保温 90 ~180 分钟后，出炉水淬，得到玻璃微渣；球磨玻璃微渣，制备出粒径1 ~3 微米的微晶玻璃粉；
② 配制有机溶剂载体：将各化工原料按配比混合均匀，在80 ~100 ℃ 的水中溶浴数小时；调整乙基纤维素含量，将有机载体的粘度调整在150 ~ 28OmPaS的范围内；
③ 介质浆料调制：将固相成分与有机溶剂载体的重量比按 65 : 85 ~ 35 ：15；经R-S01型双向旋转＋振动机械，混合、搅拌、分散一小时后，三棍轧制得到成品，粘度值为150 ~ 200PaS / RPM。
所述PTC厚膜电路热敏电阻浆料的制备工艺，它包括如下步骤：
①微晶玻璃粉制备：按上述氧化物、晶核剂配比在三维混料机中混合均匀后，熔炉熔炼，温度为：1100 ~ 1450℃，保温1 ~ 3小时后，将玻璃熔液水淬，得到微渣，经球磨获得粒径1.0~3.0 微米的玻璃微粉；
②二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉制备：二氧化钌、氧化铜、氧化钇重量配比为：75 ~ 59 : 15 ~ 40.5 : 10 ~ 0.5，经三维搅拌、混合均匀、球磨得到复合粉，粒径均为：0.30--1.0μm ；
③有机载体制备：将上述化工原料按比例，经高效搅拌、混合均匀，在 80 ~ 100 ℃ 的水中溶解数小时，调整增稠剂含量，将有机载体溶剂的粘度调整在 180~280mPaS 的范围内即可；
④PTC厚膜电路热敏电阻浆料综合调制：固相成分由二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉和微晶玻璃粉组成，重量比为： 75~ 55 : 25 ~ 45；固相成分和有机载体重量比：65~85 : 35 ~ 15，将固相粉体、有机载体溶剂经R-S01型双向旋转＋振动机械，搅拌、混合均匀后，进行三辊反复轧制得到成品，粘度值为150 ~ 200PaS / RPM 。
所述稀土电极浆料的制备工艺，它包括如下步骤：
①微晶玻璃粉制备：按原料重量比将各氧化物、晶核剂混合均匀后熔炼，温度为：1100 ~1450℃ ，保温1~3 小时，水淬得到玻璃微渣，球磨获得3 微米玻璃微粉；
②制备银钯钇复合粉；银钯钇复合粉，粒径为： 3μm ，在三维混料机中按重量比为；99 ~82：0.6 ~10：0.4~8 调制混合均匀；
③有机载体制备；按原料重量比混合后在 80~100℃水中溶解数小时，调整乙基纤维素含量，粘度控制在150~280mPas 范围；
④制备稀土电极浆料：按比例将微晶玻璃粉、银钯钇复合粉、有机溶剂载体置于三维混料机中搅拌混合均匀后入三辊轧机反复轧制，得到稀土电极浆料，粘度值为150 ~200PaS / RPM。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、本发明采用将金属基板、系列稀土电子浆料、系列稀土电子浆料制备在金属基板上，上述稀土电子浆料是专业为电热领域设计的，同时还公开了介质浆料、电极浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料的配方，是对现有技术的进一步升级和提高，除加热温度场均匀可分级自控、热响应快、功率密度大、设计灵活、结构紧凑、节能环保、安全可靠外，还具有高温远红外功能，该智能电热元件温度适应范围广：25--400℃. 高低压（3—380V）、交直流：Ac、Dc均能启动使用，广泛适用于太阳能、风能、锂离子电池等各类新能源领域。
2、本发明采用上述技术方案效果明显，尤其是各功能相配方均含有稀土元素。由于加入了稀土金属，浆料的相容性、湿润性、热性能、电性能、工艺性、适应性有显著改进提高，稀土厚膜电路电热元件由此得名，基于金属基板的稀土厚膜电路智能电热元件成功的开发、应用有开拓性的创新意义。
附图说明
图1为本发明的PTC稀土厚膜电路智能电热元件结构示意图。
附图标记说明：1、金属基板 2、PTC厚膜电路热敏电阻 3、稀土厚膜电阻电路。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件，它包括金属基板1及其上设置的PTC厚膜电路热敏电阻2和稀土厚膜电阻电路3，PTC厚膜电路热敏电阻是以厚膜电路的形式和稀土厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制厚膜电路电热元件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高；又可单独以厚膜电路形式做成可控电热元件。金属基板为铁素体Cr15、1Cr17或00Cr18Mo2系列不锈钢基板。PTC稀土厚膜电路智能电热元件，是由金属基板、系列稀土电子浆料、系列稀土电子浆料制备在金属基板上，经烧结工艺制备而成。系列稀土电子浆料包括稀土介质浆料、稀土电极浆料，系列电子浆料均由功能相和有机载体组成。系列稀土电子浆料还包括PTC厚膜电路热敏电阻浆料，上述稀土电子浆料是专业用于电热领域的。所述系列稀土电子浆料是指系列介质浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料、包封浆料等参杂稀土氧化物镧、铈、钕、钜、轧、铒、鈧、钇和氧化铽等化学元素，根据不同温度、不同功率、不同用途的电子浆料对方阻、温度系数、电性能、热性能及远红外功能的要求，按实验数理模式添加不同种类、不同份额的稀土氧化物，来增添或更换配方成分组成要求中的一项或多项调配而成。
一、系列稀土电子浆料的制备方法
1、稀土介质浆料的制备
稀土介质浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，其重量比为：65 : 35 ~ 85 : 15 ；固相成分为：Si02 ~ Al203~CaO~B2O3 ~ La2O3等稀土氧化物系微晶玻璃，重量配比为：Si02 30 ~ 65 ％、Al203 5 ~ 26 ％、CaO 15~38 ％、 B2O3 2 ~16 ％、La2O3 0 . 3 ~15 ％。Co2O3 0.05~ 6 ％。晶核剂为TiO2 1 ~ 10 ％、ZrO : 1 ~10 ％。溶剂载体配比为：丁基卡必醇 66 ~89 ％、柠檬酸三丁醋 5~ 15% 、乙基纤维素 0.5 ~10 ％、氢化蓖麻油 0.1 ~ 5 ％、卵磷脂 0.1~5 ％。稀土氧化物为；镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽。稀土氧化物可根据不同温度、不同用途的介质浆料对热性能、化学性能、机械性能及远红外功能的要求，按照试验数理模式添加不同种类、不同份额的稀土氧化物。来增添或更换微晶玻璃成分组成要求的一项或多项。
稀土介质浆料的制备工艺步骤：
① 制备稀土微晶玻璃粉：按重量配比将各氧化物，晶核剂，经混合均匀后熔炼。熔炼温度为：1 100 ~1450 ℃。保温 90 ~180 分钟后，出炉水淬，得到玻璃微渣；球磨玻璃微渣，制备出粒径3 微米的微晶玻璃粉；
② 配制有机溶剂载体：将各化工原料按配比混合均匀：在80 ~100 ℃ 的水中溶浴数小时。调整乙基纤维素含量，将有机载体的粘度调整在150 ~ 28OmPaS的范围内；
③ 介质浆料调制：将固相成分与有机溶剂载体的重量比按 65 : 85 ~ 35 ：15；经R-S01型双向旋转＋振动机械，高效混合、搅拌、分散一小时后，三棍轧制得到成品。粘度值为150 ~ 200PaS / RPM。
2、PTC厚膜电路热敏电阻浆料的制备
PTC厚膜电路热敏电阻浆料，由二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉和微晶玻璃粉及有机载体组成，二氧化钌、氧化铜、氧化钇与有机载体的重量比为 65 ~85 : 35 ~15 ；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃粉组成固相成分，固相成分中二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃的重量比为 75 ~ 55 : 25~ 45 ；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉中的二氧化钌、氧化铜、氧化钇粉的重量比为：75 ~59：15~40.5 : 10 ~ 0.5，二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉的粒径为：0.30--1.0μm ；微晶玻璃粉为：CaO~SiO2 ~ A12O3 ~ B2O3 ~ Bi2O3 ~ La2 03 等稀土氧化物系微晶玻璃；各氧化物重量比：SiO2 20 ~ 60 ％、A12O3 5 ~ 35 ％、CaO 10 ~ 350%、Bi2O31O ~ 30 ％、B203 1~ 10 ％、 La2O3 O.3 ~8 ％。晶核剂为：TiO21~8 ％、ZrO21~10 % ；有机载体各组分的重量比：松油醇 68 ~ 78 ％、柠檬酸三丁醋 2 ~ 18 ％、乙基纤维素 0 .4 ~ 9％、硝基纤维素 0 .4~ 9％、氢化蓖麻油 0 .1 ~ 6% 、卵磷脂 0 .1 ~ 6％。
上述稀土氧化物为；镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽。稀土氧化物可根据不同功率、不同温度、不同用途的PTC厚膜电路热敏电阻浆料对方阻、温度系数、热性能、及远红外功能的要求，按照试验数理模式添加不同种类、不同份额的稀土氧化物。来增添或更换成分组成要求的一项或多项。
PTC厚膜电路热敏电阻浆料的制备，包括如下工艺步骤：
①微晶玻璃粉制备：按上述氧化物、晶核剂配比在三维混料机中混合均匀后，熔炉熔炼，温度为：1100 ~ 1450℃，保温1 ~ 3小时后，将玻璃熔液水淬，得到微渣，以蒸镏水为介质球磨4-6小时，经球磨获得粒径3-5μm 微米的玻璃微粉；
②二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉制备：二氧化钌、氧化铜、氧化钇重量配比为：75 ~ 59 : 15 ~ 40.5 : 10 ~ 0.5，经三维搅拌、混合均匀得到复合粉；将复合粉以乙醇为介质球磨9~ 18小时，粒径控制为：0.30--1.0μm ；
③有机载体制备：将上述化工原料按比例，经高效搅拌、混合均匀，在 80 ~ 100 ℃ 的水中溶解数小时，三维搅拌直至乙基纤维素完全溶解。按比例加入表面活性剂，调整增稠剂含量，将有机载体溶剂的粘度调整在 180~280mPaS 的范围内即可；
④PTC厚膜电路热敏电阻浆料综合调制：固相成分由二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉和微晶玻璃粉组成，重量比为： 75~ 55 : 25 ~ 45；固相成分和有机载体重量比：65~85 : 35 ~ 15，将固相粉体、有机载体溶剂经R-S01型双向旋转＋振动机械，搅拌混合均匀，进行三辊反复轧制得到PTC厚膜电路热敏电阻浆料。粘度值为150 ~ 200PaS / RPM。
3、稀土电极浆料的制备，
稀土电极浆料由固相成分与有机溶剂载体组成，重量比为 70 ~ 90：30~10 ；固相成分包括银钯钇复合粉与微晶玻璃粉，银钯钇复合粉与微晶玻璃粉重量比为 99.4 ~0.6：0.6~6；银钯钇复合粉重量比为： 0.6 ~10：99~82：0.4 ~ 8；粒径为：3μm。有机溶剂载体重量比为：松油醇 60 ~ 98 ％、柠檬酸三丁醋 10~30 ％、乙基纤维素 2 ~10 ％、硝基纤维素 1~5 ％、氢化蓖麻油 0.1~5 ％、卵磷脂 0.1~5 ％。微晶玻璃为SiO2 ~A12O3~CaO~B203~Bi2O3 ~La2O3的稀土、氧化物系微晶玻璃，各氧化物的成分重量比为：SiO2 20~60 ％、A12O35~35 ％、CaO 10~35 ％、B2031~15 ％、La2O3 0. 3~15 ％、 Bi2O3 10 ~30 ％。晶核剂为：Ti021~10 ％、ZrO21~10 ％。
上述稀土氧化物为；镧、铈、钕、钷、钆、铒、钪、钇和氧化铽。稀土氧化物可根据不同温度的电极浆料对导电性能、热性能、化学性能的要求，按照试验数理模式添加不同种类、不同份额的稀土氧化物。来增添或更换成分组成要求的一项或多项。
稀土电极浆料的制备，包括如下工艺步骤：
①微晶玻璃粉制备：按原料重量比将氧化物、晶核剂混合均匀后熔炼，温度为：1100 ~1450℃ ，保温1~3 小时，水淬得到玻璃微渣，球磨获得3 微米玻璃微粉；
②制备银钯钇复合粉；银钯钇复合粉，粒径为： 3μm ，在三维混料机中按重量比为；99 ~82：0.6 ~10：0.4~8 调制混合均匀；
③有机载体制备；按原料重量比混合后在 80~100℃水中溶解数小时，调整乙基纤维素含量，粘度控制在150~280mPas 范围；
④制备稀土电极浆料：按比例将微晶玻璃粉、银钯钇复合粉、有机溶剂载体置于三维混料机中搅拌混合均匀后入三辊轧机反复轧制，得到稀土电极浆料，粘度：150 ~200PaS / RPM。
二、金属基板基PTC稀土厚膜电路智能电热元件的制备
将备用金属基板、稀土介质浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料、封装浆料按工艺流程制备稀土厚膜电路电热元件。浆料放置过久，使用前需进行匀浆处理。
工艺流程：
A、金属基板→光绘制版→钢网印刷→烘干烧结→检验包装
要求介质层厚度＞65μm ，热敏厚膜电路方阻膜厚度＞15μm ；
B、烧结工艺：升、降温速率50-70℃∕min，峰值温度：800-950℃。
本发明的适应范围：
1、调整本发明功能相成分、含量及烧结工艺，该PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料可和多种金属基板介质浆料相容。例如：铝合金基板、铜合金基板、钛合金基板等。
2、调整本发明功能相、稀土氧化物和粘接相成分、含量及烧结工艺，该PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料、封装浆料可制备在氧化铝基板（Al2O3）、氮化铝（AIN）基板、碳化硅（SiC）基板、微晶玻璃基板、高分子复合陶瓷等基板上，且产生牢固的键结合效果，并具有高效远红外功能。
金属基板基PTC稀土厚膜电路智能电热元件，是目前高低压、交直流均能启动、体积小，表面热负荷大，热效率高，热启动快，温度场均匀可分级自控，导热性能优良、抗热冲击能力强，具有远红外功能，易于加工，绿色、低碳环保、安全可靠，广泛适应太阳能、风能、锂离子电池等新能源要求的新型智能电加热元件系列产品。
以下是结合附图1对本发明的实施方式进行进一步描述，本实施例为两秒速热（达98℃）无热胆、增氧型电热水壶用稀土厚膜电路电热元件，按产品图纸技术要求选取金属基板，如上图所示。经冲压成型后进行草酸阳极化处理后备用，将调制好的系列稀土电子浆料含包封浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料、稀土电极浆料、稀土介质浆料，按以下工艺和图纸要求，制备稀土厚膜电路可控电热元件：
工艺流程：
A.金属基板→B.CAD\光绘制版→C.G网印刷→D.烘干烧结→E.检验包装
a.介质层厚度＞65μm b.热敏厚膜电路方阻膜厚度＞15μm
B.烧结工艺：
a.升、降温速率50-70℃∕min b.峰值温度：800-950℃
注：浆料放置过久，使用前需进行匀浆处理。
经测试，稀土厚膜电路可控电热元件达到以下设计要求。
本发明实施例的稀土厚膜电路可控电热元件性能参数：热响应速率：150℃/秒
本实施例的PTC厚膜电路热敏电阻电性能：
①电性能：
②物理性能
| 流变特性 | 热敏电阻膜厚度 | 浆料粘度 | 单位用量 |
| 触变宜网印 | ＞15μm | 168±20Pas/10RPM | 80cm2/克 |
本实施例的稀土介质浆料的性能：
稀土介质浆料膜层厚度为：≥65μm
①物理性能：
| 颜色（选） | 固体含量 | 丝网数目 | 浆料粘度 | 烧结温度 |
| 蓝（灰、黑）色 | 77% | 180 | 125PaS/RPM | 870℃ |
②电器性能：
| 泄漏电流 | 绝缘电阻 | 击穿强度 |
| ＜5mA（250VDC） | ＞50MΩ（500VDC） | ＞1800VAC |
本实施例的稀土电极浆料性能：
①电性能：
| 方阻 | 分辨率 | 抗拉强度 | 老化强度 |
| ＜3±2mΩ/□ | 0.1mm | ＞16（N/mm2） | 10（N/mm2） |
②物理性能
| 流变特性 | 电极层厚度 | 浆料粘度 | 单位用量 |
| 触变 宜网印 | ＞12μm | 186PaS/RPM。 | 88cm2/克 |
本发明专利上述实施例和附图所示仅为本发明较佳实施例之一，并不能以此局限本发明，如厚膜电路加热元件在基片上的电路轨迹还可为同心圆状或阿基米德螺旋线状，厚膜电路加热元件的基片也可以为不同形状及不同材质的基板等，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所做的任何变动，都属本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，它包括金属基板及其上设置的PTC厚膜电路热敏电阻和稀土厚膜电阻电路，PTC厚膜电路热敏电阻是以厚膜电路的形式和稀土厚膜电阻电路叠加或处于同一平面内，来控制PTC稀土厚膜电路智能电热元件的温度，使控制精度和灵敏度得以大幅度提高；所述PTC厚膜电路热敏电阻浆料，由二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉和微晶玻璃粉及有机载体组成，二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与有机载体的重量比为 65 ~85 : 35 ~15；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃粉组成固相成分，固相成分中二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉与微晶玻璃的重量比为 75 ~ 55 : 25~ 45 ；二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉中的二氧化钌、氧化铜、氧化钇粉的重量比为：75 ~59：15~40.5 : 10 ~ 0.5，二氧化钌、氧化铜、氧化钇复合粉的粒径为：0.30 ~ 1.0μm；微晶玻璃粉为：CaO~SiO2 ~ A12O3 ~ B2O3 ~ Bi2O3 ~ La2 03 的稀土氧化物系微晶玻璃；各氧化物重量比：SiO2 20 ~ 60 ％、A12O3 5 ~ 35 ％、CaO 10%、Bi2O31O ~ 30 ％、B203 1~ 10 ％、 La2O3 O.3 ~8 ％；有机载体各组分相对有机载体的重量比：松油醇 68 ~ 78 ％、柠檬酸三丁醋 2 ~ 18 ％、乙基纤维素 0 .4 ~ 9％、硝基纤维素 0 .4~ 9％、氢化蓖麻油 0 .1 ~ 6% 、卵磷脂 0 .1 ~ 6％。
2.根据权利要求1所述的一种PTC稀土厚膜电路智能电热元件，其特征在于，所述金属基板为铁素体Cr15或铁素体1Cr17或00Cr18Mo2系列不锈钢基板。
3.一种如权利要求1或2所述的PTC稀土厚膜电路智能电热元件的制备方法，其特征在于，它是将金属基板、稀土介质浆料、PTC厚膜电路热敏电阻浆料、电极浆料、封装浆料按工艺流程制备成PTC稀土厚膜电路智能电热元件，其工艺流程如下：
A、金属基板→光绘制版→G网印刷→烘干烧结→检验包装,其中稀土介质浆料的介质层厚度＞65μm，PTC厚膜电路热敏电阻膜厚度＞15μm ；
B、烧结，升、降温速率50-70℃∕min，峰值温度：800-950℃。
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