CN108727068A - 一种薄片ntc热敏电阻的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种薄片NTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：第一步按照三氧化二锰50‑70份、氧化镍10‑20份、三氧化二钴15‑35份、氧化钛1‑5份、Fe2O3粉末5‑10份1.5‑2份丙烯酸树脂、0.8‑1份聚乙烯醇进行配料，第二步制浆料，第三步基片处理，第四步喷涂，第五步煅烧。因此该方法通过合理的物料配比，使得制成的浆料具有良好的均匀性以及粘结力，然后使用喷涂机将浆料喷涂至Al2O3基片上，保证了制成的NTC热敏电阻尽可能的薄，并且每层往复喷涂，也保证了制成的NTC热敏电阻致密性好。因此该种热敏电阻的线性性能非常好，性能稳定，响应快，并且体积小，适应于传感器小型化、集成化的要求。同时，该方法的采用的设备简单，制备过程简单，工艺要求低，适用于批量生产。

Description

一种薄片NTC热敏电阻的制备方法
技术领域
本申请属于电子元器件领域，具体涉及一种薄片NTC热敏电阻的制备方法。
背景技术
NTC(NegativeTemperatureCoefficient的缩写，意思是负的温度系数)热敏电阻材料是由过渡金属氧化物Mn、Fe、Co、Ni等原料通过高温固相法生成尖晶石结构的氧化物陶瓷，如 MnNi、MnCo二元系，MnNiCo三元系、MnNiCoCu四元系等，该陶瓷具有优良的稳定性、一致性、可重复性等性能。
NTC热敏电阻的主要用途之一是温度传感器。电阻-温度特性可使微小的温度变化转化成为电阻值的变化，形成大的信号输出，特别适于高精度测量。又由于元件形状和封装材料选择性广，能够适于在高温、高湿、振动及热冲击等环境下使用。而现有的块材的NTC热敏电阻存在的问题是由于热容量大，因而响应时间长，因此NTC热敏向着电阻小型化，集成化，薄片化的方向发展。但是，目前制备NTC薄片的方法有蒸发法、磁控溅射法、脉冲激光法和有机物热解法等。这些制备薄片方法所用设备较为昂贵且制备过程复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种薄片NTC热敏电阻的制备方法，以解决现有的的制备NTC薄片的方法过程复杂问题。
一种薄片NTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按照三氧化二锰50-70份、氧化镍10-20份、三氧化二钴15-35份以及氧化钛1-5份加入水混合球磨，将粉磨后的原料进行脱水烘干，在烘干后的所述原料中加入1.5-2份丙烯酸树脂、0.8-1份聚乙烯醇搅拌均匀；
第二步，将第一步中的配料与溶剂按重量比为1:1混合，并采用磁力搅拌，持续搅拌24小时，在此期间每隔4-6小时采用超声波对浆料进行超声分散10-20分钟，制成浆料；
第三步，将Al2O3基片处理至表面光滑干净，在Al2O3基片上溅射Ag电极；
第四步，将第三步处理好的Al2O3基片固定在喷涂室的工作台上，采用喷涂机将浆喷涂到Al2O3基片上，根据需要层数而重复相应次数，每层往复喷涂10次以上；
第五步，将第四步中喷涂有浆料的基片放置在设定温度不低于350℃的烘箱中，保温2小时，然后送至烧结炉中并加热到800～1000℃进行煅烧，保温，降温，取出。
优选地，所述球磨的球磨时间至少6小时，所述煅烧的煅烧温度为950℃、所述煅烧的煅烧时间2小时。
优选地，所述Al2O3基片处理步骤具体为，将Al2O3基片抛光后并用氢氟酸腐蚀Al2O3基片5-10分钟，再用去离子水清洗去氢氟酸。
优选地，对所述NTC热敏电阻进行封装，所述封装材料为玻璃或环氧树脂。
优选地，采用环氧树脂封装的步骤为：将所述NTC热敏电阻的芯片及引线焊接点包裹浸渍环氧树脂胶粉，在180℃下烘烤固化1小时。
优选地，所述溶剂选自无水乙醇。
由以上方案可知，本申请提供的薄片NTC热敏电阻的制备方法通过合理的物料配比，使得制成的浆料具有良好的均匀性以及粘结力，然后使用喷涂机将浆料喷涂至Al2O3基片上，保证了制成的NTC热敏电阻尽可能的薄，并且每层往复喷涂，也保证了制成的NTC 热敏电阻致密性好。因此该种热敏电阻的线性性能非常好，性能稳定，响应快，并且体积小，适应于传感器小型化、集成化的要求。同时，该方法的采用的设备简单，制备过程简单，工艺要求低，适用于批量生产。
具体实施方式
下面将本申请实施例示出的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种薄片NTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按照三氧化二锰50-70份、氧化镍10-20份、三氧化二钴15-35份以及氧化钛1-5份加入水混合球磨，将粉磨后的原料进行脱水烘干，在烘干后的所述原料中加入1.5-2份丙烯酸树脂、0.8-1份聚乙烯醇搅拌均匀；第二步，将第一步中的配料与溶剂按重量比为1:1混合，并采用磁力搅拌，持续搅拌24小时，在此期间每隔4-6小时采用超声波对浆料进行超声分散10-20分钟，制成浆料；第三步，将Al2O3基片处理至表面光滑干净，在Al2O3基片上溅射Ag电极；第四步，将第三步处理好的Al2O3基片固定在喷涂室的工作台上，采用喷涂机将浆喷涂到Al2O3基片上，根据需要层数而重复相应次数，每层往复喷涂10次以上；第五步，将第四步中喷涂有浆料的基片放置在设定温度不低于 350℃的烘箱中，保温2小时，然后送至烧结炉中并加热到800～1000℃进行煅烧，保温，降温，取出。
通过合理的物料配比，使得制成的浆料均匀性好，其中丙烯酸树脂以及聚乙烯醇的加入，能够提高浆料的粘聚力，当浆料从喷涂机喷涂后，形成的浆料膜能够很好的粘附在Al2O3基片上，以防止喷涂后的浆料膜出现流挂的现象。由于本申请利用了喷涂工艺，在Al2O3基片上每次形成的浆料膜非常薄，保证了制成的NTC热敏电阻尽可能的薄，并且每层往复喷涂，避免了干粉压块成型可能会出现气孔、裂缝的现象，因而制成的NTC热敏电阻致密性好。因此该种热敏电阻的线性性能非常好，性能稳定，响应快，并且体积小，适应于传感器小型化、集成化的要求。
同时，该方法的采用的设备主要有搅拌机、超声分散仪、喷涂机、保温箱以及烧结炉，均为常见常用的仪器，并且用到的仪器操作简单，价格低廉，除此之外制备过程简单，工艺要求低，因此利用本申请的方法，非常适合将该薄片NTC热敏电阻批量生产。
所述球磨的球磨时间至少6小时，所述煅烧的煅烧温度为950℃、所述煅烧的煅烧时间2小时。由于本申请采用喷涂法，物料球磨时间至少需要6h，将物料的粒径控制在 2微米以下，有利于浆料的均匀性，也有利于喷涂机将浆料喷出，同时由于物料的粒径小也有利于降低烧结温度，因此本申请的烧结温度只需800～1000℃即可进行煅烧。
所述Al2O3基片处理步骤具体为，将Al2O3基片抛光后并用氢氟酸腐蚀Al2O3基片 5-10分钟，再用去离子水清洗去氢氟酸。
对所述NTC热敏电阻进行封装，所述封装材料为玻璃或环氧树脂。采用环氧树脂封装的步骤为：将所述NTC热敏电阻的芯片及引线焊接点包裹浸渍环氧树脂胶粉，在180℃下烘烤固化1小时。封装的目的是为了更好的保护NTC热敏电阻芯片，提高芯片的使用寿命。
所述溶剂选自无水乙醇。
综上所述，本申请提供的薄片NTC热敏电阻的制备方法通过合理的物料配比，制成的 NTC热敏电阻的线性性能非常好，性能稳定，响应快，并且体积小，适应于传感器小型化、集成化的要求。同时，该方法的采用的设备简单，制备过程简单，工艺要求低，适用于批量生产。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，按照三氧化二锰50-70份、氧化镍10-20份、三氧化二钴15-35份以及氧化钛1-5份加入水混合球磨，将粉磨后的原料进行脱水烘干，在烘干后的所述原料中加入1.5-2份丙烯酸树脂、0.8-1份聚乙烯醇搅拌均匀；
第二步，将第一步中的配料与溶剂按重量比为1:1混合，并采用磁力搅拌，持续搅拌24小时，在此期间每隔4-6小时采用超声波对浆料进行超声分散10-20分钟，制成浆料；
第三步，将Al2O3基片处理至表面光滑干净，在Al2O3基片上溅射Ag电极；
第四步，将第三步处理好的Al2O3基片固定在喷涂室的工作台上，采用喷涂机将浆喷涂到Al2O3基片上，根据需要层数而重复相应次数，每层往复喷涂10次以上；
第五步，将第四步中喷涂有浆料的基片放置在设定温度不低于350℃的烘箱中，保温2小时，然后送至烧结炉中并加热到800～1000℃进行煅烧，保温，降温，取出。
2.根据权利要求1所述的薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，
所述球磨的球磨时间至少6小时，所述煅烧的煅烧温度为950℃、所述煅烧的煅烧时间2小时。
3.根据权利要求1所述的薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，
所述Al2O3基片处理步骤具体为，将Al2O3基片抛光后并用氢氟酸腐蚀Al2O3基片5-10分钟，再用去离子水清洗去氢氟酸。
4.根据权利要求1所述的薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，
对所述NTC热敏电阻进行封装，所述封装材料为玻璃或环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，
采用环氧树脂封装的步骤为：将所述NTC热敏电阻的芯片及引线焊接点包裹浸渍环氧树脂胶粉，在180℃下烘烤固化1小时。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的薄片NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，
所述溶剂选自无水乙醇。
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