CN108122651A - 一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻及其制备方法 - Google Patents

一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻，所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻包括电阻芯片、玻壳、陶瓷薄片和两根电极引线，所述玻壳套设在所述电阻芯片外，其底部设有开口；所述陶瓷薄片将所述玻壳的开口封住，并与所述玻壳固接，其设有两个引线孔；所述两根电极引线的一端分别与所述电阻芯片两端的电极连接，另一端分别从所述陶瓷薄片的两个引线孔穿出。本发明还涉及所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法。本发明所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻具有机械强度高、可靠性高、不易损坏、结构简单、容易制备的优点。

Description

一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻及其制备方法
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，特别是涉及一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻及其制备方法。
背景技术
NTC热敏电阻作为电子线路元件，广泛应用于家用电器温度检测、新能源汽车电池控制和温度检测，办公室自动化设备的温度检测和温度补偿，工业、医疗、环保、气象、食品加工设备的温度控制和检测，以及仪表线圈、热电偶的温度补偿等。热敏电阻有几种材料封装形式，如环氧树脂封装、SMD封装、玻璃封装等。玻璃封装NTC热敏电阻最主要的特点是耐高温、耐潮湿、稳定性好、可靠性高、响应速度快。
如图1所示，现有的玻璃封装NTC热敏电阻包括NTC电阻芯片11、两根电极引线12和玻壳13，所述玻壳13包封NTC电阻芯片11，所述两根电极引线12的一端分别与NTC电阻芯片11两端的电极焊接，另一端分别从玻壳13底部穿出。
该玻璃封装NTC热敏电阻的制作方法为：首先，将两根电极引线12的一端分别粘上银浆后与NTC电阻芯片11两端的电极焊接；然后，取玻璃套管套住NTC电阻芯片11及其与电极引线12的焊接处；最后，烧结玻璃套管，使其两端管口封合，成为将NTC电阻芯片11及其与电极引线12的焊接处封装起来的玻壳13。
然而，现有的玻璃封装NTC热敏电阻存在以下不足：
1)由于玻璃套管管壁很薄，厚度只有0.1-0.4mm，因而制得的玻壳13机械强度比较低，导致热敏电阻产品整体的机械强度较低，容易损坏；
2)玻壳13底部与电极引线12的结合部位为玻璃，若受力过大则破裂，而在实际安装、使用该热敏电阻时，经常需要掰开两根电极引线12，因此玻壳13很容易受损，玻壳13破裂后无法将NTC电阻芯片11与外界隔绝，导致产品电性能漂移及防潮防水能力降低。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其具有机械强度高、可靠性高、不易损坏、结构简单、容易制备的优点。
本发明采取的技术方案如下：
一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻，包括电阻芯片、玻壳、陶瓷薄片和两根电极引线，所述玻壳套设在所述电阻芯片外，其底部设有开口；所述陶瓷薄片将所述玻壳的开口封住，并与所述玻壳固接，其设有两个引线孔；所述两根电极引线的一端分别与所述电阻芯片两端的电极连接，另一端分别从所述陶瓷薄片的两个引线孔穿出。
本发明所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻利用陶瓷薄膜和玻璃共同将电阻芯片包封起来，采用陶瓷薄片代替玻壳与电极引线的连接部位，陶瓷薄片的机械强度大大高于玻璃，因此在产品安装、使用过程中掰开两根电极引线时，玻壳不会轻易受损，产品的密封性好，生产合格率和可靠性得到保障。而且，陶瓷薄片的制作成本低，在略微提高产品的制备成本的同时，显著提高了产品的机械强度和可靠性，同时能保证产品具备常规玻封电阻的响应速度快、耐高温、耐潮湿、稳定性好等所有优势。
进一步地，所述陶瓷薄片的厚度为0.1-2mm，陶瓷薄片过薄则机械强度低，过厚则造成产品头部长度过长，会影响产品装配和使用。
进一步地，所述陶瓷薄片为氧化铝陶瓷薄片。
进一步地，所述陶瓷薄片是直径为0.9-2.5mm的圆形薄片。
进一步地，所述引线孔的孔径为0.2-0.5mm。
进一步地，所述电阻芯片为NTC热敏电阻芯片。
进一步地，所述电极引线为杜美丝线。
本发明的另一目的在于，提供上述陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)采用流延法制取氧化铝陶瓷薄膜；
(2)用冲孔机对氧化铝陶瓷薄膜进行冲孔、冲片，制得多片具有两个引线孔的陶瓷薄片；
(3)将陶瓷薄片高温烧结后备用；
(4)取一电阻芯片，将两根电极引线的一端分别与该电阻芯片两端的电极焊接，另一端分别穿入一烧结后的陶瓷薄片的两个引线孔内，再取一玻璃套管将电阻芯片套住，并使该玻璃套管紧贴该陶瓷薄片，得到组装好的半成品；
(5)将组装后的半成品烧结，使玻璃套管成型为玻壳并与陶瓷薄片紧密结合，得到所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品。
本发明所述的制备方法步骤简单，易于实现。由于流延法制取氧化铝陶瓷薄膜的自动化程度高，因此氧化铝陶瓷薄膜的制作成本非常低，从而使陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品的生产成本也处于较低水平。
进一步地，步骤(3)中，高温烧结的温度为1500-1600℃，时间为2小时。
进一步地，步骤(5)中，烧结的温度为700-800℃，时间为30分钟。烧结的温度过高，时间过长，会使玻壳形成圆锥状，造成电阻芯片外露；烧结的温度过低，时间过短，玻壳烧不透，与陶瓷薄片结合不良，甚至导致玻壳没有封口的情况发生。
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为现有的玻璃封装NTC热敏电阻的结构图；
图2为本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的结构图；
图3为陶瓷薄片的结构图；
图4为氧化铝陶瓷薄膜的制备流程示意图；
图5为本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备流程示意图。
具体实施方式
请参阅图2和图3，图2为本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的结构图，图3为陶瓷薄片的结构图。
所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻包括电阻芯片21、玻壳22、陶瓷薄片23和两根电极引线24。
所述玻壳22套设在所述电阻芯片21外，其底部设有开口。所述陶瓷薄片23将所述玻壳22的开口封住，并与所述玻壳22固接，其设有两个引线孔230。所述两根电极引线24的一端分别与所述电阻芯片21两端的电极连接，另一端分别从所述陶瓷薄片23的两个引线孔230穿出。
具体地，所述电阻芯片21为NTC热敏电阻芯片。
所述陶瓷薄片23为氧化铝陶瓷薄片，其是直径为0.9-2.5mm，厚度为0.1-2mm的圆形薄膜。所述陶瓷薄片23的引线孔230的孔径为0.2-0.5mm。
所述两根电极引线24均为杜美丝线，分别通过银膏与所述电阻芯片21两端的电极焊接。
请参阅图5，其为本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备流程图，所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法如下：
(1)采用流延法，按常规配方，并使用流延成型机制取氧化铝陶瓷薄膜E。
具体地，如图4所示，先将氧化铝陶瓷粉料与添加剂加入到溶剂中配制成陶瓷浆料A，然后将制好的陶瓷浆料A从料斗上部流到传送基带B上，通过刮刀C与传送基带B的相对运动，使陶瓷浆料A流延成流延膜，再将流延膜送入干燥炉D中烘干，制得厚度为0.1-2mm的氧化铝陶瓷薄膜E，然后将该氧化铝陶瓷薄膜E与传送基带B剥离。
(2)先用冲孔机对制得的氧化铝陶瓷薄膜E进行冲孔，在氧化铝陶瓷薄膜E上冲出多个引线孔230，然后用冲孔机对氧化铝陶瓷薄膜E进行冲片，制得多片具有两个引线孔230的陶瓷薄片23。
(3)将制得的陶瓷薄片23高温烧结，烧结温度为1500-1600℃，烧结时间为2小时，烧结后备用。
(4)取一电阻芯片21，将两根电极引线24的一端分别粘上银膏后与该电阻芯片21两端的电极焊接，另一端分别穿入一烧结后的陶瓷薄片23的两个引线孔230内，再取一个两端具有管口的玻璃套管F将电阻芯片21套住，并使该玻璃套管F的一端管口紧贴该陶瓷薄片23表面，得到组装好的半成品。
(5)将组装后的半成品烧结，烧结的温度为700-800℃，时间为30分钟，使玻璃套管F的一端管口与陶瓷薄片23紧密结合，另一端管口封合，成型为玻壳22。烧结完成后得到所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品。
更优地，烧结前在陶瓷薄片23表面喷上一层玻璃粉，使电极引线24与引线孔230之间、玻璃套管F与陶瓷薄片23表面之间都粘上适量玻璃粉，然后以720℃的温度烧结30分钟，烧结完成后得到的陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品中，电极引线24与引线孔230之间紧密结合在一起，玻璃套管F与陶瓷薄片23之间也紧密结合在一起。
(6)将陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品放入高温恒温油槽中测试其阻值，分选出阻值合格的产品入库。
相对于现有技术，本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品的机械强度更高、可靠性更高、更不易损坏。经试验发现，常规玻封电阻的电极引线受到5-10牛顿的拉力掰动时，就会造成其玻壳破裂；而本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的电极引线受到的拉力达到10牛顿时，其玻壳仍完全无裂痕。且，常规玻封电阻的引线根部玻璃在生产和使用过程中很容易破裂，尤其在生产过程的清洗工序，破损率一般在5-10％左右，玻壳直径为0.8mm的玻封电阻破损率更高达30％以上；而本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的破损率不到0.1％。
本发明的陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品可在打印机、复印机用的传感器中大批量使用。
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)

1.一种陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：包括电阻芯片、玻壳、陶瓷薄片和两根电极引线，所述玻壳套设在所述电阻芯片外，其底部设有开口；所述陶瓷薄片将所述玻壳的开口封住，并与所述玻壳固接，其设有两个引线孔；所述两根电极引线的一端分别与所述电阻芯片两端的电极连接，另一端分别从所述陶瓷薄片的两个引线孔穿出。
2.根据权利要求1所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述陶瓷薄片的厚度为0.1-2mm。
3.根据权利要求1所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述陶瓷薄片为氧化铝陶瓷薄片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述陶瓷薄片是直径为0.9-2.5mm的圆形薄片。
5.根据权利要求4所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述引线孔的孔径为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述电阻芯片为NTC热敏电阻芯片。
7.根据权利要求1所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻，其特征在于：所述电极引线为杜美丝线。
8.权利要求1-7任一项所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)采用流延法制取氧化铝陶瓷薄膜；
(2)用冲孔机对氧化铝陶瓷薄膜进行冲孔、冲片，制得多片具有两个引线孔的陶瓷薄片；
(3)将陶瓷薄片高温烧结后备用；
(4)取一电阻芯片，将两根电极引线的一端分别与该电阻芯片两端的电极焊接，另一端分别穿入一烧结后的陶瓷薄片的两个引线孔内，再取一玻璃套管将电阻芯片套住，并使该玻璃套管紧贴该陶瓷薄片，得到组装好的半成品；
(5)将组装后的半成品烧结，使玻璃套管成型为玻壳并与陶瓷薄片紧密结合，得到所述陶瓷薄膜玻璃封装电阻产品。
9.根据权利要求8所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，高温烧结的温度为1500-1600℃，时间为2小时。
10.根据权利要求8所述的陶瓷薄膜玻璃封装电阻的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，烧结的温度为700-800℃，时间为30分钟。
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