CN114050011A - 一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器及其制备方法，其中热敏电阻器包括热敏电阻体、S弯导线和电阻绝缘包封层，所述热敏电阻体包括陶瓷体，大银电极层和小银电极层，所述大银电极层与陶瓷体粘接，小银电极层附着于大银电极层之上，且陶瓷体、大银电极层、小银电极层三者共圆心；所述S弯导线的S弯部位焊接在小银电极层上；所述电阻绝缘包封层均匀覆盖在焊有S弯导线的热敏电阻体外表面，厚度为0.5‑1mm。本发明的热敏电阻具备抗冲击能力强、抗冷热冲击能力强、抗震能力强三个典型特征，应用范围远大于目前市面上的热敏电阻器。

Description

一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子元器件领域，尤其涉及一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器及其制备方法。

背景技术

热敏电阻器广泛用于启动电源模块中，在视听、新能源、UPS电源等方面有广泛的应用，随着热敏电阻的发展，工艺逐渐成熟，产品的抗浪涌性能和耐冲击等性能逐渐提高，绝缘材料也从酚醛树脂发展到了硅树脂，冷热冲击和散热性也得以提升。判断热敏电阻优劣的的指标一般是抗浪涌能力、冷热冲击能力、电冲击能力，而抗浪涌和电冲击与产品尺寸相关，在大型设备上，对抗浪涌性能和电冲击性能要求较高，常规的工艺很难达到其要求，另外，产品的稳定性是由内部芯片和包封绝缘层两者共同决定的，在昼夜温差非常大或者温度变化频繁的地区，要求产品的包封绝缘层的冷热冲击性能较高，而现在市面通用产品的包封层为硅树脂，只能耐受-40℃～+200℃五次以上的冷热冲击，这极大限制了热敏电阻的使用寿命，失效率很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器及其制备方法，与常规绝缘材料相比，可轻松耐受10万次以上的冷热冲击，极大保证了内部芯片的稳定性。由于其具备优异的弹性，其抗震能力异常出色，产品的引脚可轻松承受30°的弯折，同时确保引脚处的包封层不受损伤，解决了硅树脂一碰就裂的问题，在震动明显的汽车、核磁共振、大功率功放等设备上能表现的异常出色。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明公开的一方面，提出了一种小型化大通流容量热敏电阻器，其特征在于，包括：

热敏电阻体，所述热敏电阻体包括陶瓷体，大银电极层和小银电极层，所述大银电极层与陶瓷体粘接，小银电极层附着于大银电极层之上，且陶瓷体、大银电极层、小银电极层三者共圆心；

S弯导线，所述S弯导线的S弯部位焊接在小银电极层上；

电阻绝缘包封层，所述电阻绝缘包封层均匀覆盖在焊有S弯导线的热敏电阻体外表面，厚度为0.5-1mm。

作为本发明公开的另一方面，提出了一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备热敏电阻瓷体，在热敏电阻瓷体上被一层大银电极层，经烘干后，再在大银电极层上被一层小银电极层，烘干后在高温还原炉中烧银，制成导电性能优异的电阻体；

步骤三，在导线成型机上成型S弯型的导线；

步骤四，将电阻体夹在S弯导线之间，使S弯部分导线与小银电极层之间良好接触，再浸入高温锡槽中焊接；

步骤五，将焊接好的电阻体浸入装满高性能弹性包封层包封槽中，使电阻体外包裹一层0.5mm～1mm的包封层，摆放22-24小时后置于150℃烘箱中直至固化完全。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

采用双层银电极设计，确保焊接部位的银在焊接时不被过度消耗而导致银层减薄，保证冲击时能量快速均匀传导到大银层所覆盖的电阻体上，使能量均匀分配，防止由于能量转移不畅导致电阻炸裂；

采用高性能的弹性新材料做绝缘包封层，与传统硅树脂包封层相比，此包封层拥有非常优越的冷热冲击性能和抗震性能；

采用独特S型导线焊接，与传统的直导线焊接相比，S型导线与电阻体之间有更大的接触面积，相同的冲击能量在S型导线上传导给电阻的电流密度更小，能量分散更均匀，保证了较大的冲击性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。其中：

图1是本发明实施例小型化大通流容量热敏电阻器的结构示意图；

图中，1、S弯导线，2、小银电极层，3、大银电极层，4、陶瓷体，5、电阻绝缘包封层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

图1示出了本发明的一实施例一种小型化大通流容量热敏电阻器，包括大功率抗浪涌热敏电阻体，其中热敏电阻体包括陶瓷体4，大银电极层3和小银电极层2，陶瓷体4为一圆柱体，其直径在30-60mm之间，厚度在3-6mm之间，大银电极层3与陶瓷体4粘接，其直径为陶瓷体4直径的80-90％，小银电极层2附着于大银电极层3之上，其直径为陶瓷体4直径的50-60％，且陶瓷体4、大银电极层3、小银电极层2三者共圆心；S弯导线1，导线的特点是与银层焊接部位的形状是S弯，S弯部位与小银电极层2通过高温锡焊接连接，导线材质是镀锡铜线，根据产品通流大小存在直径1.0～2.0mm的导线；电阻绝缘包封层5，所述电阻绝缘包封层5均匀覆盖在热敏电阻体外表面，将热敏电阻体包裹严实，厚度为0.5-1mm。

其中，电阻绝缘包封层5为一种高性能弹性包封层，主要成分是硅树脂，二氧化硅及硅胶的混合物，具有良好的弹性和冷热冲击性能。采用高性能的弹性新材料做电阻绝缘包封层5，与传统硅树脂包封层相比，此包封层拥有非常优越的冷热冲击性能和抗震性能；传统的硅树脂包封层经高低温循环5次后就会出现不同程度的裂纹，而此种高性能弹性包封层作包封层可以经受10万次以上的高低温循环，极大提升了产品的高低温稳定性，同时此种包封层是弹性的，在强震后包封层不开裂，引出端经弯折30°不开裂，这是常规硅树脂包封层无法达到的性能，极大提升了产品的适用范围，特别在极冷极热地带能发挥明显的优势。

本发明的另一实施例，一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，制备热敏电阻瓷体：称取四氧化三锰、四氧化三钴、氧化亚镍、氧化铜、氧化锌、氧化锌等原料，加入去离子水、分散剂、粘合剂、脱模剂、润滑剂球磨10个小时以上，经喷雾造粒制成流动性良好的造粒料，颗粒为苹果球形，用直径35～70mm的模具预压成型，制成厚度3.5～7mm的生坯，在180MPa以上的等静压机再次等静压，再在排胶、烧结一体窑烧成电阻瓷体；

步骤二，在电阻瓷体上被一层大银电极层，银浆银含量75％以上，经烘干后，再在大银电极层上被一层小银电极层，烘干后在高温还原炉中烧银，制成导电性能优异的电阻体；

步骤三，在导线成型机上成型S弯型的导线，S弯部分的导线要将其打扁，确保电阻体与导线之间接触良好；

步骤四，在S弯导线上沾上助焊剂，将电阻体夹在S弯导线之间，使S弯部分导线与小银电极层之间良好接触，将锡锅温度升至320℃，再将夹好的电阻浸入高温锡槽中焊接；

步骤五，将焊接好的电阻体浸入装满高性能弹性包封层包封槽中，使电阻体外包裹一层0.5mm～1mm的包封层，摆放22-24小时后再放置于150℃烘箱中固化3小时。

对大功率抗浪涌热敏电阻来说，为了确保它的冲击能力，需要消除焊接时的银层损耗影响，故在焊接部位被了两次银，处于成本控制，仅仅被了一层电阻体直径50％大小的银层，同时为了增加导线与银层之间的接触面积，将导线制成S弯形状，保证能量分散，降低电流密度，确保其具备优异的抗冲击能力。此种高冲击能力的产品配合高性能弹性包封层包封层，在环境恶劣的地带就能正常发挥其优异的性能。普通硅树脂包封层产品只能耐受5次高低温温循环不开裂，而此种产品可以耐受10万次以上的高低温循环，同时兼顾优异的抗震能力，可以应对各种复杂的环境，是高端热敏电阻首选。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型化大通流容量热敏电阻器，其特征在于，包括：

热敏电阻体，所述热敏电阻体包括陶瓷体，大银电极层和小银电极层，所述大银电极层与陶瓷体粘接，小银电极层附着于大银电极层之上，且陶瓷体、大银电极层和小银电极层三者共圆心；

S弯导线，所述S弯导线的S弯部位焊接在小银电极层上；以及

电阻绝缘包封层，所述电阻绝缘包封层均匀覆盖在焊有S弯导线的热敏电阻体外表面，厚度为0.5-1mm。

2.根据权利要求1所述的热敏电阻器，其特征在于，所述大银电极层为陶瓷体直径的80-90％，小银电极层为陶瓷体直径的50-60％。

3.根据权利要求1所述的热敏电阻器，其特征在于，所述电阻绝缘包封层为高性能弹性包封层。

4.根据权利要求1或2所述的热敏电阻器，其特征在于，所述大银电极层和小银电极层的银含量高于75％。

5.一种高性能大功率抗浪涌热敏电阻器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，制备热敏电阻瓷体，在热敏电阻瓷体上被一层大银电极层，经烘干后，再在大银电极层上被一层小银电极层，烘干后在高温还原炉中烧银，制成导电性能优异的电阻体；

步骤三，在导线成型机上成型S弯型的导线；

步骤四，将电阻体夹在S弯导线之间，使S弯部分导线与小银电极层之间良好接触，再浸入高温锡槽中焊接；

步骤五，将焊接好的电阻体浸入装满高性能弹性包封层包封槽中，使电阻体外包裹一层0.5mm～1mm的包封层，摆放22-24小时后置于150℃烘箱中直至固化完全。

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