CN103531317A

CN103531317A - 电极增强型功率负温度热敏电阻及其制备工艺

Info

Publication number: CN103531317A
Application number: CN201310250251.0A
Authority: CN
Inventors: 李晓乐; 张世开
Original assignee: THINKING ELECTRONIC INDUSTRIAL (CHANGZHOU) Co Ltd
Current assignee: THINKING ELECTRONIC INDUSTRIAL (CHANGZHOU) Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明涉及一种电极增强型功率负温度热敏电阻及其制备工艺，包括本体元件和设置在本体元件下端的引脚，所述的引脚与本体元件内部所设置的电极层相连接，所述的电极层采用原子序数在24/28/29的一種或幾種过渡金属元素作为底层电极，使用Ag电极作为表电极。采用本发明可以在保证原有产品电性能前提下，1.降低贵金属电极元素耗用；2.避开传统电极工艺的有机溶剂挥发和热分解造成的环境污染；3.避开传统电极使用低Ag无铅焊锡所造成的虚焊或熔银问题；4.防止长时间处于高温下（180～200℃）之传统电极附着力降低问题，确保长时间使用后产品信赖性。

Description

电极增强型功率负温度热敏电阻及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种热敏电阻，尤其是一种电极增强型功率负温度热敏电阻及其制备工艺。

背景技术

功率型负温度热敏电阻主要起到电路开关瞬间抑制电路中突波电流且保护其他元件不受电流冲击而损害的作用。瞬间抑制突波电流后产品将直接连接在电路中长时间通电，其残余电阻在长时间通电中产生热量，并与本体散热达到平衡，从而稳定；

目前，公知的功率型热敏电阻一般采用印刷工艺，在陶瓷芯片上附着含银60～80%的有机银浆，经过600～900℃高温烧渗后，电极层一般要求在6～15um的厚度以保证焊接工艺以及产品信赖性。在目前环保压力下，使用无铅焊锡工艺焊接生产产品，为了防止电极发生虚焊、熔银，故需要使用含银较多的3Ag焊锡，阻碍产品成本降低；同时，由于Sn-Ag高温互溶特性，造成产品长时间通电后，Ag电极被焊锡侵蚀以及电极附着力降低甚至脱离，为移动设备（如汽车）等使用此类热敏电阻产生安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种电极增强型功率负温度热敏电阻及其制备工艺，通过此工艺降低贵金属电极材料耗用量，为后续焊接生产工艺提供无虚焊熔银问题的芯片，解决Sn-Ag反应造成电极侵蚀以及附着力降低脱落的问题。

本发明所采用的技术方案为：一种电极增强型功率负温度热敏电阻，包括本体元件和设置在本体元件下端的引脚，所述的引脚与本体元件内部所设置的电极层相连接，所述的电极层中含有原子序数在21～30的一种或几种过渡金属元素作为底层电极，并使用Ag作为表层电极。

进一步的说，为了防止电极焊接虚焊熔银问题，并减缓高温老化进程，提高产品可靠性，本发明所述的本体元件内部电极层为防焊锡侵蚀电极层。

本发明所述的底层电极为原子序数在24/28/29的一种或几种过渡金属元素。

同时，本发明还提供了一种电极增强型功率负温度热敏电阻的制备工艺，包括以下步骤：

1）对瓷片进行预处理；

2）将原子序数在24/28/29(Cr/Ni/Cu)的过渡金属元素中的一种或几种的合金作为内部电极层，通过真空溅镀工艺制成内电极层；

3）等过渡金属元素与陶瓷元素契合形成欧姆接触；

4）完成整个制备过程。

本发明所述的瓷片单面的总电极膜厚为1.0～2.0μm。

电极工艺同样可以衍生至插件型压敏电阻，其电极材质还可以增加使用价格更便宜的Cu电极。

本发明的有益效果是：在保证原有产品电性能前提下，可以1.降低贵金属电极元素耗用；2.避开传统电极工艺的有机溶剂挥发和热分解造成的环境污染；3.避开传统电极使用低Ag无铅焊锡所造成的虚焊或熔银问题；4.防止长时间处于高温下（180～200℃左右）之传统电极附着力降低问题，确保长时间使用后产品信赖性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的工艺总流程图；

图3是本发明工艺与传统印银工艺特征流程的区别；

表1是本发明工艺与传统印银工艺的主要区别；

图中：1、本体元件；2、引脚；3、电极层；4、保护层。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种电极增强型功率型负温度热敏电阻，包括本体元件1和设置在本体元件1下端的引脚2，所述的引脚2与本体元件1内部所设置的电极层3相连接，本体元件1表面设置有保护层4。

本发明所述的电极3中所采用的是原子序数在24/28/29(Cr/Ni/Cu)的过渡金属元素作为内部电极层，使用其单一元素或合金，通过真空溅镀工艺制作成內电极层，过渡金属元素可以与Mn等陶瓷元素完美契合，形成欧姆接触，同时內电极层具有优良的抗焊锡侵蚀特性，使得通过表层Ag电极焊接后，在使用中可以避免焊锡对电极的侵蚀，从而延长老化寿命；

本发明设计的总工艺流程如图2所示，首先配料，制作适合使用本发明电极工艺的瓷片；然后使用本发明工艺，在瓷片上制作相应元素的电极层，通过各具优良特性的电极层组合后，形成具本发明所述特性的复合电极层；其中主要的电极制作工艺，本发明工艺与传统印银工艺区别如图3所述。

在保证原有产品电性能前提下，本发明可以1.降低贵金属电极元素耗用（传统印银Ag膜厚6～15μm，本发明Ag膜厚可降低到0.2～0.5μm）；2.避开传统电极工艺的有机溶剂挥发和热分解造成的环境污染（使用所述金属或合金材料的高纯靶材，不含有机溶剂等）；3.避开传统电极使用低Ag无铅焊锡所造成的虚焊或熔银问题（可讲传统电极需要3Ag无铅焊锡降低到0.3Ag甚至无Ag焊锡）；4.防止长时间处于高温下（180～200℃左右）之传统电极附着力降低问题，确保长时间使用后产品信赖性（此类电阻在正常使用时，本体有产生自热，当使用条件达到规格时，其产生的自热将达到170℃左右，加严20%测试，本体温度将达到200℃，故模拟使用200℃高温保存焊接品，去观察产品电极结合力变化，确认本发明在此方面优于传统印银工艺，如下附表1所述）：

表1

本发明可以在保持电气特性规格不降低的情况下，替代传统电极制造工艺；由于在电极以及焊接工艺中，均可减少贵金属Ag的耗用，从而可以降低生产成本，提升产品竞争力；尤其是其摒弃使用有机溶剂银浆的传统烧渗工艺，从根本上解决环保问题则符合全人类的共同愿景。

此电极工艺同样可以衍生至插件型压敏电阻，其电极材质还可以增加使用价格更便宜的Cu电极。

以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims

1.一种电极增强型功率负温度热敏电阻，包括本体元件（1）和设置在本体元件（1）下端的引脚（2），所述的引脚（2）与本体元件（1）内部所设置的电极层（3）相连接，其特征在于：所述的电极层（3）中含有原子序数在21～30的一种或几种过渡金属元素作为底层电极，并使用Ag作为表层电极。

2.如权利要求1所述的电极增强型功率负温度热敏电阻，其特征在于：所述的本体元件（1）内部电极层（3）为防焊锡侵蚀电极层。

3.如权利要求1所述的电极增强型功率负温度热敏电阻，其特征在于：所述的底层电极为原子序数在24/28/29的一种或几种过渡金属元素。

4.一种如权利要求1所述的电极增强型功率负温度热敏电阻的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）对瓷片进行预处理；

3）等过渡金属元素与陶瓷元素契合形成欧姆接触；

4）完成整个制备过程。

5.如权利要求4所述的电极增强型功率负温度热敏电阻的制备工艺，其特征在于：所述的瓷片单面的总电极膜厚为1.0～2.0μm。