CN108922701A - 一种热敏电阻双层电极及其制备方法 - Google Patents

一种热敏电阻双层电极及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108922701A
CN108922701A CN201810502870.7A CN201810502870A CN108922701A CN 108922701 A CN108922701 A CN 108922701A CN 201810502870 A CN201810502870 A CN 201810502870A CN 108922701 A CN108922701 A CN 108922701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
matrix
thermistor
copper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810502870.7A
Other languages
English (en)
Inventor
汪雪婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Shi Rui Electronic Science And Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Shi Rui Electronic Science And Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Shi Rui Electronic Science And Technology Co Ltd filed Critical Jiangsu Shi Rui Electronic Science And Technology Co Ltd
Priority to CN201810502870.7A priority Critical patent/CN108922701A/zh
Publication of CN108922701A publication Critical patent/CN108922701A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/008—Thermistors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C1/00—Details
    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
    • H01C17/288—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thin film techniques

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种热敏电阻双层电极及其制备方法，该双层电极包括基体和电极层，所述电极层为双层结构，由内至外分别为惰性金属层和铜层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。该双层电极具有导电性能好，耐高温，稳定性好的特点。电极层的内层为铜电极的阻挡层，采用惰性金属制成，能有效防止铜电极扩散到基体上的现象发生，并能阻止铜电极的氧化；而采用真空蒸镀的方式制备电极，能使得电极层与基体之间欧姆接触良好，提高电极的导电性能；高温下的蒸镀使得电极具有良好的耐高温性能。

Description

一种热敏电阻双层电极及其制备方法
技术领域
本发明属于电极材料领域，具体涉及一种热敏电阻双层电极及其制备方法。
背景技术
铜是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低。铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。铜导电性能强，成本低，是制作电极材料的极佳原料，但铜作为电极使用时，容易扩散到基体上，且铜极易氧化，会对电极的导电性能造成损失，因此需要在铜电极与基体之间制备阻挡层以防止损害电极现象的发生。
真空蒸镀，简称蒸镀，是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式蒸发镀膜材料(或称膜料)并使之气化，粒子飞至基片表面凝聚成膜的工艺方法。蒸镀是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。现有技术中，一般采用浸镀的方式丝网印刷导电浆料至基体上制成电极，该方法制备的电极通常无法顾及到电极层与基体的欧姆接触，致使电极导电性能有所下降。
CN 104124014A公开了一种双层NTC热敏电阻及其制备方法，其采用Ag、Au、Pt、Pd等贵金属作为电极材料，成本过高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种热敏电阻双层电极及其制备方法，采用在铜电极与基体之间添加惰性金属阻挡层的方式防止铜电极扩散到基体上，并能有效阻止铜电极的氧化，采用真空蒸镀的方式使得电极层与基体之间的欧姆接触良好，改善热敏电阻的性能。
一种热敏电阻双层电极，包括基体和电极层，所述电极层为双层结构，由内至外分别为惰性金属层和铜层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。
优选的，所述惰性金属层的厚度为1～2μm。
优选的，所述铜层的厚度为1～6μm。
优选的，所述基体为硅基板或陶瓷基体，所述惰性金属层的材质为Cr、Ni、Mo中的一种。
一种热敏电阻双层电极的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)将基体清洗干净，干燥后备用；
步骤2)将惰性金属与铜进行球磨处理，之后分别置于水冷坩埚中作为蒸发源；
步骤3)将步骤1)所述基体和步骤2)所述蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热，之后对镀膜室进行抽真空处理，再对蒸发源通电，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度，进行真空蒸镀；
步骤4)采用真空蒸镀时，先对惰性金属材料进行蒸镀，之后再蒸镀铜金属材料，达到标准后盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的基体，即得到所述热敏电阻双层电极。
优选的，步骤3)所述预热的温度为1000～1200℃。
本发明的有益效果如下：
本发明的双层电极具有导电性能好，耐高温，稳定性好的特点。电极层的内层为铜电极的阻挡层，采用惰性金属制成，能有效防止铜电极扩散到基体上的现象发生，并能阻止铜电极的氧化；而采用真空蒸镀的方式制备电极，能使得电极层与基体之间欧姆接触良好，提高电极的导电性能；高温下的蒸镀使得电极具有良好的耐高温性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述。
实施例1
一种热敏电阻双层电极，包括基体和电极层，所述基体采用陶瓷基体，所述电极层为双层结构，由内至外分别为Cr层和Cu层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。
该双层电极的制备方法如下：
(1)将陶瓷基体用去离子水清洗干净，置于干燥箱中110℃恒温干燥1h，备用。
(2)将Cr与Cu进行球磨处理，之后分别置于水冷坩埚中作为蒸发源。
(3)将陶瓷基体和蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热至500℃，将基体表面的气体脱附，之后对镀膜室进行抽真空处理，真空度为10-4MPa，再对蒸发源通电加热至1000℃，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度2700℃，进行真空蒸镀。
(4)采用真空蒸镀时，先对Cr进行蒸镀，当Cr层厚度达到1μm后，再蒸镀Cu，当Cu层厚度达到6μm后，盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的陶瓷基体，即得到所述热敏电阻双层电极。
实施例2
一种热敏电阻双层电极，包括基体和电极层，所述基体采用硅基板，所述电极层为双层结构，由内至外分别为Ni层和Cu层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。
该双层电极的制备方法如下：
(1)将硅基板用去离子水清洗干净，置于干燥箱中105℃恒温干燥1.5h，备用。
(2)将Ni与Cu进行球磨处理，之后分别置于水冷坩埚中作为蒸发源。
(3)将硅基板和蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热至600℃，将基体表面的气体脱附，之后对镀膜室进行抽真空处理，真空度为10-4MPa，再对蒸发源通电加热至1100℃，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度2800℃，进行真空蒸镀。
(4)采用真空蒸镀时，先对Ni进行蒸镀，当Ni层厚度达到2μm后，再蒸镀Cu，当Cu层厚度达到1μm后，盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的硅基板，即得到所述热敏电阻双层电极。
实施例3
一种热敏电阻双层电极，包括基体和电极层，所述基体采用陶瓷基体，所述电极层为双层结构，由内至外分别为Mo层和Cu层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。
该双层电极的制备方法如下：
(1)将陶瓷基体用去离子水清洗干净，置于干燥箱中110℃恒温干燥1h，备用。
(2)将Mo与Cu进行球磨处理，之后分别置于水冷坩埚中作为蒸发源。
(3)将陶瓷基体和蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热至700℃，将基体表面的气体脱附，之后对镀膜室进行抽真空处理，真空度为10-4MPa，再对蒸发源通电加热至1200℃，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度4700℃，进行真空蒸镀。
(4)采用真空蒸镀时，先对Mo进行蒸镀，当Mo层厚度达到1.5μm后，降低温度至2700℃蒸镀Cu，当Cu层厚度达到4μm后，盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的陶瓷基体，即得到所述热敏电阻双层电极。
对比例1
一种热敏电阻铜电极，其制备方法如下：
(1)将陶瓷基体用去离子水清洗干净，置于干燥箱中110℃恒温干燥1h，备用。
(2)将Cu进行球磨处理，之后置于水冷坩埚中作为蒸发源。
(3)将陶瓷基体和蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热至500℃，将基体表面的气体脱附，之后对镀膜室进行抽真空处理，真空度为10-4MPa，再对蒸发源通电加热至1000℃，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度2700℃，进行真空蒸镀。
(4)当Cu层厚度达到3μm后，盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的陶瓷基体，即得到所述热敏电阻电极。
对比例2
一种热敏电阻双层电极，其制备方法如下：
(1)将陶瓷基体用去离子水清洗干净，置于干燥箱中110℃恒温干燥1h，备用。
(2)将Cr与Cu分别进行处理制成导电浆料。
(3)采用250目丝网印刷机，先对陶瓷基体进行局部丝网印刷含Cr的导电浆料，静置10min后150℃烘干，再印刷一层含Cu的导电浆料，静置10min后150℃烘干。
(4)将陶瓷基体快速冷却至室温，即得到所述热敏电阻双层电极。
测试例1
将实施例1～3和对比例1～2制备的电极各取100件，放置在空气中，室温条件下观察1天，之后进行性能测试，测试结果如表1所示。
耐热性能测试：MIL-STD-202F《电子及电气元件试验方法》。
表1热敏电阻电极性能测试结果
从表1可以看出，本发明制备的双层电极具有良好的导电性能和耐热性能，且无铜扩散和氧化现象。
在发明所披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明所揭露的技术范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种热敏电阻双层电极，其特征在于，包括基体和电极层，所述电极层为双层结构，由内至外分别为惰性金属层和铜层，采用真空蒸镀的方式覆盖于基体表面。
2.根据权利要求1所述的一种热敏电阻双层电极，其特征在于，所述惰性金属层的厚度为1～2μm。
3.根据权利要求1所述的一种热敏电阻双层电极，其特征在于，所述铜层的厚度为1～6μm。
4.根据权利要求1所述的一种热敏电阻双层电极，其特征在于，所述基体为硅基板或陶瓷基体，所述惰性金属层的材质为Cr、Ni、Mo中的一种。
5.权利要求1～4任一项所述的一种热敏电阻双层电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)将基体清洗干净，干燥后备用；
步骤2)将惰性金属与铜进行球磨处理，之后分别置于水冷坩埚中作为蒸发源；
步骤3)将步骤1)所述基体和步骤2)所述蒸发源置于镀膜室中，对基体进行加热，之后对镀膜室进行抽真空处理，再对蒸发源通电，进行蒸镀材料的预热，然后加大电量，使蒸镀材料迅速达到蒸发温度，进行真空蒸镀；
步骤4)采用真空蒸镀时，先对惰性金属材料进行蒸镀，之后再蒸镀铜金属材料，达到标准后盖住蒸发源并停止加热，取出镀有材料的基体，即得到所述热敏电阻双层电极。
6.根据权利要求5所述的一种热敏电阻双层电极的制备方法，其特征在于，步骤3)所述预热的温度为1000～1200℃。
CN201810502870.7A 2018-05-23 2018-05-23 一种热敏电阻双层电极及其制备方法 Pending CN108922701A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810502870.7A CN108922701A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种热敏电阻双层电极及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810502870.7A CN108922701A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种热敏电阻双层电极及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108922701A true CN108922701A (zh) 2018-11-30

Family

ID=64402819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810502870.7A Pending CN108922701A (zh) 2018-05-23 2018-05-23 一种热敏电阻双层电极及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108922701A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111009363A (zh) * 2019-12-31 2020-04-14 广东爱晟电子科技有限公司 一种高精度高可靠Mo-Cu-Au复合电极热敏芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801460A (zh) * 2005-01-05 2006-07-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种制备P型ZnO欧姆电极的方法
CN105913987A (zh) * 2016-05-30 2016-08-31 苏州米盟智能装备科技有限公司 氧化锌压敏电阻器
CN107768053A (zh) * 2017-09-25 2018-03-06 江苏时瑞电子科技有限公司 一种陶瓷热敏电阻器电极及其制备方法
CN107863212A (zh) * 2017-09-25 2018-03-30 江苏时瑞电子科技有限公司 一种热敏电阻等离子喷涂贱金属铜双电极及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1801460A (zh) * 2005-01-05 2006-07-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种制备P型ZnO欧姆电极的方法
CN105913987A (zh) * 2016-05-30 2016-08-31 苏州米盟智能装备科技有限公司 氧化锌压敏电阻器
CN107768053A (zh) * 2017-09-25 2018-03-06 江苏时瑞电子科技有限公司 一种陶瓷热敏电阻器电极及其制备方法
CN107863212A (zh) * 2017-09-25 2018-03-30 江苏时瑞电子科技有限公司 一种热敏电阻等离子喷涂贱金属铜双电极及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111009363A (zh) * 2019-12-31 2020-04-14 广东爱晟电子科技有限公司 一种高精度高可靠Mo-Cu-Au复合电极热敏芯片

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5587111A (en) Metal paste, process for producing same and method of making a metallic thin film using the metal paste
EP0040092B1 (en) Method for forming an anticorrosive coating on a metal substrate
US20170356074A1 (en) Highly electrically conductive surfaces for electrochemical applications
CN106664805B (zh) 电子部件及其制造方法
WO2001058828A1 (fr) Substrat ceramique pour dispositif de production ou d'examen de semi-conducteurs
CA2373344A1 (en) Corrosion-resistant metallic member, metallic separator for fuel cell comprising the same, and process for production thereof
CN103894623B (zh) 一种抗氧化超细镍粉的制备方法
JP5976354B2 (ja) 多孔質焼結金属およびその製造方法
US20040121179A1 (en) Electrical multilayer component and method for the production thereof
TWI609381B (zh) 可在空氣中燒結高導電率奈米銀包銅厚膜膏之製備方法
CN101287334B (zh) 高导热电路基板的制作方法
CN108922701A (zh) 一种热敏电阻双层电极及其制备方法
EP0806488B1 (en) Aluminum-chromium alloy, method for its production and its applications
JP3563832B2 (ja) 表面還元を用いたフェライトの金属化方法
CN101429655B (zh) 热敏电阻表面局部化学镀制造良好欧姆接触电极方法
CN105161159B (zh) 一种导电膏及其制成的陶瓷基板
JP2019085621A (ja) 高導電率卑金属厚膜導体ペーストの調製方法
CN111916708A (zh) 一种Ag修饰层间镶嵌SnS2复合材料的制备方法
CN110429172A (zh) 一种热电器件及其制备方法
Chen et al. Pd/Ag thin film deposited on negative temperature coefficient (NTC) ceramics by direct current magnetron sputtering
JP2005005054A (ja) 導電性ペースト
JP2008251296A (ja) 燃料電池用セパレータ材料及び燃料電池用セパレータ
JP2018193282A (ja) 酸化グラフェン構造物、及びその製造方法
JP2001131655A (ja) 導電ペースト用銅合金粉
KR102500535B1 (ko) 하이브리드 투명 전도성 전극

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181130

RJ01 Rejection of invention patent application after publication