CN106205911A - 一种防短路的热敏芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防短路的热敏芯片及其制备方法，所述热敏芯片包括热敏基片、第一金属电极层和第二金属电极层，所述热敏基片一表面包括电极区和绝缘区，所述绝缘区环绕设置于电极区外围，所述第一金属电极层层设于电极区表面，所述第二金属电极层层设于热敏基片与电极区相对的另一表面。相对于现有技术，本发明的防短路的热敏芯片，通过在热敏基片表面形成绝缘区，在不增加器件制作成本的前提下，大幅降低了器件短路的可能性。

Description

一种防短路的热敏芯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种防短路的热敏芯片及其制备方法。

背景技术

随着电子设备朝着智能化的方向不断快速发展，热敏芯片作为测温、补偿、抑制浪涌电流的应用越来越广泛。现有技术中，热敏芯片的制造材料通常是陶瓷或聚合物。其制作工艺一般为：粉料制备→烧结锭子→切片→印刷贵金属电极→烧结银片→去边选片→切割。请参阅图1，其是现有技术中制备得到的热敏芯片结构示意图。所述热敏芯片包括金属电极1和瓷体2，所述金属电极1层设于瓷体2的两表面上，金属电极1完全覆盖瓷体2的两表面。在后续加工中，热敏芯片根据不同的需求，通常采用焊接、绑定等方式来安装固定热敏芯片。但在焊接或绑定的过程中，往往会出现热敏芯片短路的不良现象。当采用焊接固定热敏芯片时，由于热敏芯片的金属电极1面与瓷体2面在同一水平面上，焊接往往容易在热敏芯片顶端和底端发生短路，如图2所示。当采用绑定固定热敏芯片时，银膏会从一面金属电极1沿着瓷体2侧面横跨到另外一面的金属电极1，造成短路，如图3所示。热敏芯片短路问题大大增加了生产成本，阻碍了生产的进行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供一种防短路的热敏芯片及其制备方法，所述防短路的热敏芯片能够防止热敏芯片在后续加工中出现短路现象，从而降低生产成本，提高生产质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种防短路的热敏芯片，包括热敏基片、第一金属电极层和第二金属电极层，所述热敏基片一表面包括电极区和绝缘区，所述绝缘区环绕设置于电极区外围，所述第一金属电极层层设于电极区表面，所述第二金属电极层层设于热敏基片与电极区相对的另一表面。

相对于现有技术，本发明的防短路的热敏芯片，通过在热敏基片表面形成绝缘区，在不增加器件制作成本的前提下，大幅降低了器件短路的可能性。

进一步，所述热敏基片两个表面均包括电极区和绝缘区，所述绝缘区环绕设置于电极区外围，所述第一金属电极层和第二金属电极层分别层设于两个电极区表面。

进一步，所述第一金属电极层和第二金属电极层的厚度大于或等于5μm。

本发明还提供了有一种防短路的热敏芯片的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备热敏基片；

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极，在热敏基片至少一侧的电极上形成横向纵向交错排列的沟槽；

S3：沿沟槽对热敏基片进行划切，得到防短路的热敏芯片。

相对于现有技术，通过本发明的防短路的热敏芯片的制备方法，制备得到的防短路热敏芯片在热敏基片表面形成隔离区，在不增加器件制作成本的前提下，大幅降低了器件短路的可能性。

进一步，在步骤S2中，在热敏基片至少一面切割开槽，把槽内的电极挖掉，形成沟槽。

或者，在步骤S2中，在热敏基片的至少一面排列印刷方格形状的电极，在相邻方格形状的电极之间形成沟槽。

进一步，在步骤S2中，电极的厚度为大于或等于5μm。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是现有技术中的热敏芯片的结构示意图。

图2是现有技术中焊接热敏芯片的短路结构示意图。

图3是现有技术中绑定热敏芯片的短路结构示意图。

图4是本发明实施例1中的防短路热敏芯片的结构主视图。

图5是本发明实施例1中的防短路热敏芯片的结构俯视图。

图6是本发明实施例1中的防短路热敏芯片的制备方法的示意图，(a)、(b)、(c)分别为步骤S1、S2和S3的示意图。

图7是本发明实施例1中的防短路热敏芯片用于绑定的结构示意图。

图8是本发明实施例2中的防短路热敏芯片的结构主视图。

图9是本发明实施例2中的防短路热敏芯片的结构俯视图。

图10是本发明实施例2中的防短路热敏芯片的制备方法的示意图，(a)、(b)、(c)分别为步骤S1、S2和S3的示意图。

图11是本发明实施例1中的防短路热敏芯片用于焊接的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图4和图5，其分别是本实施例中防短路热敏芯片的结构主视图和俯视图。所述热敏芯片包括热敏基片10、第一金属电极层20和第二金属电极层30，所述第一金属电极层20和第二金属电极层30分别层设于热敏基片10相对的两表面上。

所述热敏基片10的一个表面包括电极区(图未示)和绝缘区12。所述绝缘区12环绕设置于电极区外围。所述第一金属电极层20设置于电极区的表面，所述第二金属电极层30设置于与电极区相对的热敏芯片的另一表面。具体的，所述第一金属电极层20的尺寸小于热敏基片表面的尺寸，所述第一金属电极层20未全部覆盖热敏基片10的一侧表面；所述第二金属电极层30的尺寸等于热敏基片表面的尺寸，所述第二金属电极层30全部覆盖热敏基片10的另一侧表面。

在本实施例中，所述第一金属电极层20和第二金属电极层30的厚度大于或等于5μm。

本实施例中所述的防短路的热敏芯片的制备方法主要包括两种，具体如下：

第一种：请参阅图6，其是本实施例中的防短路热敏芯片的制备方法的示意图，其中，(a)、(b)、(c)分别为步骤S1、S2和S3的示意图。

S1：制备热敏基片：通过配料-球磨--烧结-切片清洗得到热敏基片。在本实施例中，根据材料配方将各种金属氧化物(锰、钴、铁、镍、铜、锌)按照相应比例配制得混合物料；然后将物料倒入模具中，初步手压成型后，在超高压下继续成型，得到锭子；将锭子加入预先铺好氧化铝砂的氧化铝钵内，然后用氧化铝砂填埋锭子后进行烧结，得到烧结好的锭子；将锭子固定于内圆切割机专用夹具上，调整参数进行切割，然后用纯水超声清洗干净后烘干，得到热敏基片。

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极，在热敏基片一侧的电极上形成横向纵向交错排列的沟槽。

S3：沿沟槽对热敏基片进行划切，得到防短路的热敏芯片。在热敏基片的一面切割开槽，把槽内的金属电极挖掉后，沿沟槽对热敏芯片划切，得到防短路的热敏芯片。所述开槽的位置根据电阻测试仪的测试结果计算。

第二种：S1：制备热敏基片：通过配料-球磨--烧结-切片清洗得到热敏基片。在本实施例中，根据材料配方将各种金属氧化物(锰、钴、铁、镍、铜、锌)按照相应比例配制得混合物料；然后将物料倒入模具中，初步手压成型后，在超高压下继续成型，得到锭子；将锭子加入预先铺好氧化铝砂的氧化铝钵内，然后用氧化铝砂填埋锭子后进行烧结，得到烧结好的锭子；将锭子固定于内圆切割机专用夹具上，调整参数进行切割，然后用纯水超声清洗干净后烘干，得到热敏基片。

S2：在热敏基片一面印刷金属浆料并烧结成电极，另一面排列印刷方格形状的电极。在印刷有方格形状的电极的一面上，所述多个的方格形状电极均匀排列。所述相邻方格形状的电极之间形成沟槽。

S3：沿方格形状电极之间的沟槽进行划切，得到防短路的热敏芯片。

请参阅图7，其是本实施例中的防短路热敏芯片用于绑定的结构示意图。从图中可知，将本实施例中的防短路的热敏芯片用于绑定时，将设置有绝缘区12的一侧热敏芯片用于绑定，所述绑定银膏填充于热敏基片底部的绝缘区内，能有效防止银膏从底部电极沿侧面横跨到顶部电极造成的短路。

相对于现有技术，本发明的防短路的热敏芯片，通过在热敏基片表面形成隔离区，在不增加器件制作成本的前提下，大幅降低了器件短路的可能性。

实施例2

请同时参阅图8和图9，其分别是本实施例中防短路热敏芯片的结构主视图和俯视图。所述热敏芯片包括热敏基片10、第一金属电极层20和第二金属电极层30，所述第一金属电极层20和第二金属电极层30分别层设于热敏基片10相对的两表面上。

所述热敏基片10的两个表面均包括电极区(图未示)和绝缘区12。所述绝缘区12环绕设置于电极区外围。所述第一金属电极层20和第二金属电极层30分别层设于两个电极区的表面。具体的，所述第一金属电极层20的尺寸小于热敏基片表面的尺寸，所述第一金属电极层20未全部覆盖热敏基片10的一侧表面；所述第二金属电极层30的尺寸小于热敏基片表面的尺寸，所述第二金属电极层30未覆盖热敏基片10的另一侧表面。

在本实施例中，所述第一金属电极层20和第二金属电极层30的厚度大于或等于5μm。

本实施例中所述的防短路的热敏芯片的制备方法主要包括两种，具体如下：

第一种：请参阅图10，其是本实施例中的防短路热敏芯片的制备方法的示意图，其中，(a)、(b)、(c)分别为步骤S1、S2和S3的示意图。

S1：制备热敏基片：通过配料-球磨--烧结-切片清洗得到热敏基片。在本实施例中，根据材料配方将各种金属氧化物(锰、钴、铁、镍、铜、锌)按照相应比例配制得混合物料；然后将物料倒入模具中，初步手压成型后，在超高压下继续成型，得到锭子；将锭子加入预先铺好氧化铝砂的氧化铝钵内，然后用氧化铝砂填埋锭子后进行烧结，得到烧结好的锭子；将锭子固定于内圆切割机专用夹具上，调整参数进行切割，然后用纯水超声清洗干净后烘干，得到热敏基片。

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极。

S3：对热敏基片进行划切，得到防短路的热敏芯片。在热敏基片的两面相对应的切割开槽，把槽内的金属电极挖掉后，沿槽对热敏芯片划切，得到防短路的热敏芯片。所述开槽的位置根据电阻测试仪的测试结果计算。

第二种：

S1：制备热敏基片：通过配料-球磨--烧结-切片清洗得到热敏基片。在本实施例中，根据材料配方将各种金属氧化物(锰、钴、铁、镍、铜、锌)按照相应比例配制得混合物料；然后将物料倒入模具中，初步手压成型后，在超高压下继续成型，得到锭子；将锭子加入预先铺好氧化铝砂的氧化铝钵内，然后用氧化铝砂填埋锭子后进行烧结，得到烧结好的锭子；将锭子固定于内圆切割机专用夹具上，调整参数进行切割，然后用纯水超声清洗干净后烘干，得到热敏基片。

S2：在热敏基片两面排列印刷方格形状的电极。所述多个的方格形状电极均匀排列，且两面的方格形状的电极相互对应。

S3：沿方格形状电极的边缘进行划切，得到防短路的热敏芯片。

请参阅图11，其是本实施例中的防短路热敏芯片用于焊接的结构示意图。从图中可知，将本实施例中的防短路的热敏芯片用于焊接时，由于电极侧面与热敏芯片侧面并不在同一水平面上，锡无法沿着侧面连通电极，有效防止焊接短路的发生。

相对于现有技术，本发明的防短路的热敏芯片，通过在热敏基片表面形成绝缘区，在不增加器件制作成本的前提下，大幅降低了器件短路的可能性。

实施例3

以25℃下的电阻值R＝10KΩ±5％的热敏芯片为例，其一种制备方法如下。

S1：制备热敏基片：配置好10KΩ的热敏基片的粉料，高温烧结粉料成锭子；然后将锭子切割成片。

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极，在热敏基片一侧的电极上形成横向纵向交错排列的沟槽。具体的，先在热敏基片的一面印刷好银电极并烘干。然后在热敏基片的另一面印刷方格形状的银电极并烘干。高温烧结，使电极与热敏基片结合。随后放入25℃的恒温油槽中进行阻值测试并清洗。

S3：根据电阻率公式计算出热敏芯片的尺寸约为1.12mm，然后沿方格形状电极之间的沟槽进行划切，得到防短路的热敏芯片。此时得到的热敏芯片是一侧具有绝缘区的防短路热敏芯片。

实施例4

以25℃下的电阻值R＝100KΩ±2％的防短路热敏芯片为例，其一种制备方法如下。

S1：制备热敏基片：配置好100KΩ的热敏基片的粉料，高温烧结粉料成锭子；然后将锭子切割成片。

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极，在热敏基片两侧的电极上形成横向纵向交错排列的沟槽。具体的，在热敏基片的两面全部印刷好银电极并烘干。高温烧结，使电极与热敏基片结合。随后放入25℃的恒温油槽中进行阻值测试并清洗。根据电阻率公式计算出热敏芯片的尺寸约为1.05mm，按照该尺寸对芯片两侧电极进行切割开槽，并将槽内的电极挖掉，形成沟槽。

S3：沿沟槽进行划切，得到防短路的热敏芯片。此时得到的热敏芯片是两侧都具有绝缘区的防短路热敏芯片。

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形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (7)

1.一种防短路的热敏芯片，其特征在于：包括热敏基片、第一金属电极层和第二金属电极层，所述热敏基片一表面包括电极区和绝缘区，所述绝缘区环绕设置于电极区外围，所述第一金属电极层层设于电极区表面，所述第二金属电极层层设于热敏基片与电极区相对的另一表面。

2.根据权利要求1所述的防短路的热敏芯片，其特征在于：所述热敏基片两个表面均包括电极区和绝缘区，所述绝缘区环绕设置于电极区外围，所述第一金属电极层和第二金属电极层分别层设于两个电极区表面。

3.根据权利要求1或2所述的防短路的热敏芯片，其特征在于：所述第一金属电极层和第二金属电极层的厚度大于或等于5μm。

4.一种防短路的热敏芯片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：制备热敏基片；

S2：在热敏基片双面印刷金属浆料并烧结成电极，在热敏基片至少一侧的电极上形成横向纵向交错排列的沟槽；

S3：沿沟槽对热敏基片进行划切，得到防短路的热敏芯片。

5.根据权利要求5所述的防短路的热敏芯片的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，在热敏基片至少一面切割开槽，把槽内的电极挖掉，形成沟槽。

6.根据权利要求5所述的防短路的热敏芯片的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，在热敏基片的至少一面排列印刷方格形状的电极，在相邻方格形状的电极之间形成沟槽。

7.根据权利要求4-7中任一权利要求所述的防短路的热敏芯片的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，电极的厚度为大于或等于5μm。