CN108106750A - 一种薄片型温度传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄片型温度传感器，所述薄片型温度传感器包括基底薄膜、热敏电阻芯片、正极线路层、负极线路层和封顶薄膜，所述基底薄膜设有芯片槽，所述热敏电阻芯片设置在所述芯片槽内，所述正极线路层和负极线路层设置在所述基底薄膜上且互不接触，并分别与所述热敏电阻芯片的正、负极连接，所述封顶薄膜与基底薄膜相互贴合，将所述热敏电阻芯片、正极线路层和负极线路层封装起来。本发明还涉及上述带基座的热敏电阻的制备方法。本发明所述的薄片型温度传感器具有密封性好、性能可靠、防护强度高、耐机械冲击、耐折弯、不易受损、使用寿命长、制备简单的优点。

Description

一种薄片型温度传感器及其制备方法

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域，特别是涉及一种薄片型温度传感器及其制备方法。

背景技术

NTC热敏电阻是一种对于温度极其敏感的一种半导体电阻，具有可靠性高、稳定性好、使用灵活、使用寿命长等优点。而薄片型NTC热敏电阻由于具有厚度薄、弹性好的特点，尤其适用于狭小区域的空间温度检测，如电脑主机箱、家电、暖手宝等的CPU温度检测。

如图1和图2所示，现有的薄膜型NTC热敏电阻包括NTC电阻芯片11、两根金属引线12和两片绝缘薄膜13，所述两片绝缘薄膜13相互粘贴将NTC电阻芯片11和两根金属引线12封装起来，所述两个金属引线12的一端分别与NTC电阻芯片11的正、负极焊接，另一端分别伸出所述两片绝缘薄膜13之外。

然而，该薄膜型NTC热敏电阻存在以下不足之处：

一是密封性差，如图3所示，由于受金属引线12的形状影响，两片绝缘薄膜13之间无法完全平整一致地粘贴起来，存在间隙130导致潮气入侵，因此产品的性能可靠性差，使用效果不佳。

二是防护强度差，NTC电阻芯片11焊接后未经过任何较高强度的物质封装保护，单靠绝缘薄膜13的强度无法承受外界的机械冲击和折弯，因此极易受损，造成产品可靠性降低，使用寿命短。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种薄片型温度传感器，其具有密封性好、性能可靠、防护强度高、耐机械冲击、耐折弯、不易受损、使用寿命长、制备简单的优点。

本发明采取的技术方案：

一种薄片型温度传感器，包括基底薄膜、热敏电阻芯片、正极线路层、负极线路层和封顶薄膜，所述基底薄膜设有芯片槽，所述热敏电阻芯片设置在所述芯片槽内，所述正极线路层和负极线路层设置在所述基底薄膜上且互不接触，并分别与所述热敏电阻芯片的正、负极连接，所述封顶薄膜与基底薄膜相互贴合，将所述热敏电阻芯片、正极线路层和负极线路层封装起来。

相对于现有技术，本发明所述的薄片型温度传感器采用正极线路层、负极线路层代替金属引线，使基底薄膜与封顶薄膜能平整地贴合起来，避免间隙产生，克服了金属引线形状对产品密封性造成的负面影响，而所述基底薄膜的芯片槽容纳热敏电阻芯片，同样克服了热敏电阻芯片形状对产品密封性造成的负面影响。此外，采用正极线路层和负极线路层也有利于提高产品的柔软性和抗折弯性能。

进一步地，所述薄片型温度传感器还包括一防护硬环，所述防护硬环位于所述基底薄膜和封顶薄膜之间，并设置在所述热敏电阻芯片的外围。

所述防护硬环能够保护热敏电阻芯片，承受外力作用，防止热敏电阻芯片受损，提高产品的耐机械冲击和耐折弯性能，从而提高产品的性能可靠性。

进一步地，所述基底薄膜还设有与所述芯片槽的槽底连通的正极槽，所述正极线路层填充在所述正极槽内，所述热敏电阻芯片的正极位于所述芯片槽的槽底，负极位于所述芯片槽的槽口。所述基底薄膜的正极槽将正极路线层容纳，克服了正极路线层对产品密封性造成的负面影响。

进一步地，所述正极线路层和负极线路层分别延伸至所述基底薄膜的边沿。

进一步地，所述防护硬环为圆形环。圆形环可均匀地围绕在热敏电阻芯片的外围，整个弧形轮廓的各部位与芯片的距离相等，不会产生芯片受热不均的情况，确保温度传感器的测温效果。而如果防护硬环是方形、三角形等多边形的话，其轮廓的各部位与芯片的距离不相等，其尖角因与直边的吸收热量不同，容易导致芯片受热不均，影响温度传感器的测温效果，且尖角成型较难控制，如果成型不佳则达不到包围芯片的效果，保护芯片的作用削弱，如果成型过度则容易刺穿基底薄膜或封顶薄膜。

进一步地，所述防护硬环是通过对基底薄膜进行烧结硬化处理而形成，加工简单，成本低，不需要使用额外的材料制备防护硬环。

进一步地，所述封顶薄膜开设有分别贯穿至正极线路层和负极线路层的正极导通孔和负极导通孔。所述正极导通孔和负极导通孔用于使温度传感器产品与外部设备实现电连接，便于产品的使用。

进一步地，所述基底薄膜和封顶薄膜的材质相同，两者更容易贴合紧密，所述封顶薄膜通过喷涂制成，一方面能增强基底薄膜和封顶薄膜的结合牢固程度，另一方面能根据负极线路层的轮廓形成封顶薄膜，消除了负极线路层形状对产品密封性造成的负面影响，避免基底薄膜与封顶薄膜之间产生间隙。

本发明的另一目的在于，提供上述带基座的热敏电阻的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)在基底薄膜上印刷一正极线路层，然后将热敏电阻芯片安装在芯片槽内，并将热敏电阻芯片的正极与正极线路层焊接；

(2)在基底薄膜上印刷一负极线路层，并将热敏电阻芯片的负极与负极线路层焊接；

(3)对基底薄膜中热敏电阻芯片的外围部位进行硬化处理，形成一圈防护硬环；

(4)在基底薄膜上喷涂封顶薄膜，将热敏电阻芯片、正极线路层、负极线路层以及防护硬环封装起来，得到所述薄片型温度传感器。

本发明所述的制备方法步骤简单，易于实现，制备成本低。

进一步地，步骤(4)还包括：封装后在封顶薄膜上打出分别贯穿至正极线路层和负极线路层的正极导通孔和负极导通孔。

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为现有的薄片型NTC热敏电阻的结构图；

图2为图1中A向示意图；

图3为现有的薄片型NTC热敏电阻中金属引线的径向截面图；

图4为本发明的薄片型温度传感器的结构图；

图5为图4中B-B向截面图；

图6为本发明的薄片型温度传感器的制备流程示意图。

具体实施方式

请参阅图4和图5，图4为本发明的薄片型温度传感器的结构图，图5为图4中B-B向的截面图。所述薄片型温度传感器包括基底薄膜21、热敏电阻芯片22、正极线路层23、负极线路层24、防护硬环25和封顶薄膜26。所述正极线路层23和负极线路层24分别与热敏电阻芯片22的正、负极连接，所述防护硬环25设置在热敏电阻芯片22的外围，所述基底薄膜21与封顶薄膜26相互贴合，将所述热敏电阻芯片22、正极线路层23、负极线路层24和防护硬环25封装起来。

具体地，所述基底薄膜21设有芯片槽211以及与芯片槽211的槽底连通的正极槽212。所述封顶薄膜26通过在基底薄膜21上喷涂涂料而制成，其边缘部位开设有分别贯穿至正极线路层23和负极线路层24的正极导通孔261和负极导通孔262。所述基底薄膜21和封顶薄膜26的材质相同，为聚酰亚胺、铁氟龙、聚酯板材等。

所述热敏电阻芯片22为NTC热敏电阻芯片，设置在所述基底薄膜21的芯片槽211内，其正极位于所述芯片槽211的槽底，负极位于所述芯片槽211的槽口。

所述正极线路层23为带状结构，填充在所述基底薄膜21的正极槽212内，其一端呈90°折弯且表面通过锡膏与所述热敏电阻芯片22的正极焊接，另一端延伸至所述基底薄膜21的边沿。所述正极线路层23通过印刷工艺制成，其材料为银、锡、铜、铝、金、铂、石墨等导电材料。

所述负极线路层24为带状结构，设置在所述基底薄膜21上，其一端表面通过锡膏与所述热敏电阻芯片22的负极焊接，另一端延伸至基底薄膜21的边沿。所述负极线路层24通过印刷工艺制成，其材料为银、锡、铜、铝、金、铂、石墨等导电材料。

所述正极线路层23与所述负极线路层24互相不接触、不交错，以免造成短路。

所述防护硬环25为方形、三角形、椭圆形、圆形或其他不规则形状的环状结构，优选为圆形环，对所述热敏电阻芯片22形成包围。所述防护硬环25可通过对基底薄膜21进行烧结硬化处理而形成。

请参阅图6，其为本发明的薄片型温度传感器的制备流程示意图。所述薄片型温度传感器的制备方法包括以下步骤：

(1)沿基底薄膜21的正极槽212印刷一正极线路层23，然后将热敏电阻芯片22安装在基底薄膜21的芯片槽211内，使其正极设置在芯片槽211槽底，使其负极设置在芯片槽211槽口，并用锡膏将热敏电阻芯片22的正极与正极线路层23焊接。

具体地，采用丝网印刷、电镀或蒸镀等工艺印刷正极线路层23。

(2)在基底薄膜21上印刷一负极线路层24，并用锡膏将热敏电阻芯片22的负极与负极线路层24焊接。

具体地，采用丝网印刷、电镀或蒸镀等工艺印刷负极线路层24。

(3)对基底薄膜21中热敏电阻芯片22的外围部位进行硬化处理，形成一圈围绕热敏电阻芯片22设置的防护硬环25。

具体地，形成防护硬环25的步骤为：对基底薄膜21中热敏电阻芯片22的外围部位进行激光烧结，使该部位硬化成型为一圈防护硬环25；或者，将基底薄膜21置于金属模具中，再对其进行加热冲压，使基底薄膜21受高温软化后成型，并在冷却后硬化成为具有一圈防护硬环25的基底薄膜21。

(4)在基底薄膜21上喷涂封顶薄膜26，将热敏电阻芯片22、正极线路层23、负极线路层24以及防护硬环25封装起来，然后在封顶薄膜26上打出分别贯穿至正极线路层23和负极线路层24的正极导通孔261和负极导通孔262，得到所述薄片型温度传感器。

具体地，喷涂封顶薄膜26的步骤为：将釉、三防漆、聚酰亚胺液或铁氟龙液等与封顶薄膜26材质配合的涂料均匀喷涂在基底薄膜21上，再经过高温烘烤固化，烘烤固化的温度视涂料种类而定，得到所述封顶薄膜26。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄片型温度传感器，其特征在于：包括基底薄膜、热敏电阻芯片、正极线路层、负极线路层和封顶薄膜，所述基底薄膜设有芯片槽，所述热敏电阻芯片设置在所述芯片槽内，所述正极线路层和负极线路层设置在所述基底薄膜上且互不接触，并分别与所述热敏电阻芯片的正、负极连接，所述封顶薄膜与基底薄膜相互贴合，将所述热敏电阻芯片、正极线路层和负极线路层封装起来。

2.根据权利要求1所述的薄片型温度传感器，其特征在于：还包括一防护硬环，所述防护硬环位于所述基底薄膜和封顶薄膜之间，并设置在所述热敏电阻芯片的外围。

3.根据权利要求1或2任一项所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述基底薄膜还设有与所述芯片槽的槽底连通的正极槽，所述正极线路层填充在所述正极槽内，所述热敏电阻芯片的正极位于所述芯片槽的槽底，负极位于所述芯片槽的槽口。

4.根据权利要求3所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述正极线路层和负极线路层分别延伸至所述基底薄膜的边沿。

5.根据权利要求2所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述防护硬环为圆形环。

6.根据权利要求2所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述防护硬环是通过对基底薄膜进行烧结硬化处理而形成。

7.根据权利要求1所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述封顶薄膜开设有分别贯穿至正极线路层和负极线路层的正极导通孔和负极导通孔。

8.根据权利要求1所述的薄片型温度传感器，其特征在于：所述基底薄膜和封顶薄膜的材质相同，所述封顶薄膜通过喷涂制成。

9.权利要求1-8任一项所述的薄片型温度传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在基底薄膜上印刷一正极线路层，然后将热敏电阻芯片安装在芯片槽内，并将热敏电阻芯片的正极与正极线路层焊接；

(2)在基底薄膜上印刷一负极线路层，并将热敏电阻芯片的负极与负极线路层焊接；

(3)对基底薄膜中热敏电阻芯片的外围部位进行硬化处理，形成一圈防护硬环；

(4)在基底薄膜上喷涂封顶薄膜，将热敏电阻芯片、正极线路层、负极线路层以及防护硬环封装起来，得到所述薄片型温度传感器。

10.权利要求9所述的薄片型温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤(4)还包括：封装后在封顶薄膜上打出分别贯穿至正极线路层和负极线路层的正极导通孔和负极导通孔。