CN102775139A - Ntc热敏半导体陶瓷体材料的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子元器件的制作技术领域，具体公开一种NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其具体步骤是：(1)预烧；(2)配料；(3)球磨；(4)烘干；(5)打粉过筛。该方法的流程与现有方法相比大大简化，生产效率大大提高，节约水电且其制作成本低；此外有效提高了陶瓷体粉料的一致性、可靠性及精度。

Description

NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法
技术领域
本发明属于电子元器件制造技术领域，特别涉及一种NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法。
背景技术
NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象的材料。材料主要是由锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等两种或两种以上的过渡金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，其中热敏电阻的可靠性，命中率以及稳定性都取决于陶瓷体材料的性能。可制成具有负温度系数（NTC）的热敏电阻，其电阻率和材料常数是随材料成分比例、烧结气氛、烧结温度和结构状态不同而变化。
现有技术中，NTC陶瓷体材料的制作方法是：配料―一次球磨―烘干―打粉―预烧―打粉―二次球磨―烘干―打粉。
上述NTC陶瓷体材料的制作方法存在以下不足：
1、现有技术生产流程共有9个步骤，七工艺流程复杂，水、电资源浪费，生产成本高；
2、生产效率低：现有的制作方法，首先是把锰、钴、铁、镍、铜等氧化物按照配方比例配制后加水球磨混合，混合后经过水份烘干和打粉两个工序才可以预烧；
3、产品的精度低：材料当中起决定性的就是预烧，其预烧的目的是为了减少烧结时产品的收缩率，形变以及确定烧结温度都有很大影响，而现有技术是将几种原材料配制好后按一个温度曲线预烧。当温度偏高时原料中低熔点的物质就会被溶解，其化学活性差，还会使粉碎颗粒与分布不均匀，烧结时出现不连续晶体生长，性能大大降低。如果温度低时就无法形成有效晶体。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，公开了一种NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，该方法将其制作流程大大简化，生产效率大大提高，节约水电且其制作成本低；此外有效提高了陶瓷体粉料的一致性、可靠性及精度。
为了克服上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：
本发明所述的一种NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其具体步骤是：
（1）预烧：将各种原材料单独进行预烧，并初步形成有效晶体；
（2）配料：将上述各原材料的有效晶体混合配料；
（3）球磨：将上述混合的原材料球磨处理；
（4）烘干：将球磨好的浆料的水分烘干；
（5）打粉过筛。
上述步骤（1）的预烧步骤具体是：将氧化锰、氧化钴、氧化铁、氧化镍各原材料使用高温烧结炉分别单独预烧一次，初步形成有效晶体，其温度可以设定在600～1200℃，并保温2～4个小时。
上述步骤（3）的球磨步骤具体是，将配制好的各种原材料投入到球磨罐中，然后加入锆球和水，其中配料：锆球：水的重量比为1：﹙4～6﹚：﹙0.8～1.2﹚进行球磨，球磨时间范围是45～55小时。
上述步骤（4）所述的烘干步骤具体是，将球磨好的浆料用器皿盛装后放入烘箱内烘干，其烘干温度是设定110～120℃将水分烘烤干。
上述步骤（5）所述的打粉过筛步骤具体是，将烘干后成块状的粉料使用高速打粉机将其粉碎，并通过80目～100目的筛网过滤，制得合适陶瓷体材料。
此外，为了便于配料，所述步骤（1）与步骤（2）之间还可以设有粗打粉步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法与现有技术相比，其工艺简化，生产效率大大提高，同时做到节约大量的水、电及人工成本；
（2）本发明的制作方法制得的产品由原来的阻值±1%精度40％的合格率提升到了80％，产品可靠性的变化率由原来的1.5％提高到0.3％，因此，大大提高了产品的精度及可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：
图1是本发明所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其具体步骤是：其（1）预烧：将氧化锰、氧化钴、氧化铁、氧化镍各原材料使用高温烧结炉分别单独预烧一次，初步形成有效晶体，其温度可以设定在600～1200℃，并保温2～4个小时；、
（2）粗打粉：将上述晶体进行打粉过程，以形成小粒径的颗粒状；
（3）配料：将上述各原材料的有效晶体混合配料；
（4）球磨：将配制好的各种原材料投入到球磨罐中，然后加入锆球和水，其中配料：锆球：水的重量比为1：﹙4～6﹚：﹙0.8～1.2﹚进行球磨，球磨时间范围是45～55小时。
（5）烘干：将球磨好的浆料的水分烘干；
（6）打粉过筛：将烘干后成块状的粉料使用高速打粉机将其粉碎，并通过80目目的筛网过滤，制得陶瓷体材料以备用。
以下根据粉料制成NTC热敏电阻芯片电气性能对比（本发明制作方法与现有技术制作方法）：
下表是相同配方的10KΩ产品，现有制作方法和本发明制作方法的热敏电阻温度传感器芯片的对比：
Figure BDA00002032429800031
Figure BDA00002032429800041
从上表可见，现有制作方法和本发明制作方法得到的NTC热敏电阻粉料制作的温度传感器芯片的对比：
1.本发明制作方法所得的NTC热敏电阻温度传感器芯片具有更高的产品精度；
2.本发明制作方法所得的NTC热敏电阻温度传感器芯片自身机械强度有了较大提高，其变化率仅为0.1%左右。
3.本发明所得的NTC热敏电阻温度传感器芯片高温老化性能性能大大提高。
4.本发明所得的NTC热敏电阻温度传感器芯片冷热冲击实验也是有非常好的提高。
本发明并不局限于上述实施方式，凡是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，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其具体步骤是：
（1）预烧：将各种原材料单独进行预烧，并初步形成有效晶体；
（2）配料：将上述各原材料的有效晶体混合配料；
（3）球磨：将上述混合的原材料球磨处理；
（4）烘干：将球磨好的浆料的水分烘干；
（5）打粉过筛。
2.根据权利要求1所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其特征在于：
上述步骤（1）的预烧步骤具体是：将氧化锰、氧化钴、氧化铁、氧化镍各原材料使用高温烧结炉分别单个预烧一次，初步形成有效晶体，其温度可以设定在600～1200℃，并保温2～4个小时。
3.根据权利要求1所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其特征在于：
上述步骤（3）的球磨步骤具体是，将配制好的各种原材料投入到球磨罐中，然后加入锆球和水，其中配料：锆球：水的重量比为1：﹙4～6﹚:﹙0.8～1.2﹚进行球磨，球磨时间范围是45～55小时。
4.根据权利要求1所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其特征在于：
上述步骤（4）所述的烘干步骤具体是，将球磨好的浆料用器皿盛装后放入烘箱内烘干，其烘干温度是设定110～120℃将水分烘烤干。
5.根据权利要求1所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其特征在于：
上述步骤（5）所述的打粉过筛步骤具体是，
将烘干后成块状的粉料使用高速打粉机将其粉碎，并通过80目～100目的筛网过滤，制得合适陶瓷体材料。
6.根据权利要求1所述的NTC热敏半导体陶瓷体材料的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）与步骤（2）之间还可以设有粗打粉步骤。
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