CN115312278B - 打印机用ntc电阻芯片、电阻、温度传感器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种打印机用NTC电阻芯片、电阻、温度传感器及制备方法，所述打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰45‑65％、氧化镍22‑30％、氧化铝10‑22％、氧化铈0.5‑2％和氧化铋1‑2.5％；所述电阻含打印机用NTC电阻芯片；所述温度传感器含所述电阻。本发明的打印机用NTC电阻芯片，具有较好的耐热冲击性。应用该NTC电阻芯片制备的玻封热敏电阻，在180℃下电阻值一致性好，B值较高，灵敏度好，且阻值漂移较小，具有较高的稳定性。本发明制备的温度传感器，精度高，反应速度快，3‑10KΩ均稳定，其在180℃时玻封电阻的中心值为5.92KΩ时，定影辊的温度控制最为稳定。
Description
技术领域
本发明热敏电阻技术领域，具体涉及一种打印机用NTC电阻芯片、电阻、温度传感器及制备方法。
背景技术
温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，种类繁多，并且能够适应于多种不同的工作环境。
目前打印机复印机温度传感器一般采用制作工艺为：(1)将玻封热敏电阻焊接在温度传感器基座的钢片上；(2)将导线焊接在温度传感器的基座上；(3)将玻封电阻和焊接的钢片用高温胶膜上下对贴；(4)将引线尾部打端子，并插上胶座连接器；(5)对装配好的温度传感器进行电性能测试。
然而，目前打印机复印机等办公设备上使用的温度传感器基本上使用进口热敏封电阻，如日本芝浦、石塚的玻封电阻或薄膜电阻，研发一种高性能的玻封电阻代替进口玻封电阻具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种打印机用NTC电阻芯片、电阻、温度传感器及制备方法。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰45-65％、氧化镍22-30％、氧化铝10-22％、氧化铈0.5-2％和氧化铋1-2.5％。
最优选地，所述打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰55％、氧化镍24％、氧化铝19％、氧化铈0.8％和氧化铋1.2％。
本发明还提供了上述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片、涂覆银浆，制成打印机用NTC电阻芯片。
优选地，步骤(1)中所述混合料的粒径为0.1-1微米。
优选地，步骤(2)中所述高温烧结为；温度1320-1450℃下烧结4-6h。
优选地，步骤(2)中所述锭子切片后的厚度为0.2-0.7mm。
优选地，步骤(3)中所述银浆为银浆FU-ST-007。
本发明还提供了上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片在制备玻封热敏电阻中的应用。
本发明还提供了一种玻封NTC热敏电阻，由上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片制备而成。
本发明还提供了上述玻封NTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：
(1)合片：通过银浆将导线粘于上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片上，得到合片；
(2)套玻璃管、烧结；
(3)摆金属箔、烧平头、尺寸检验、玻封老练、阻值分选、清洗、去氧化、抗氧化、烤水，玻封外观，得到所述玻封NTC热敏电阻。
优选地，步骤(1)中所述导线为0.15mm杜美丝线。
优选地，步骤(1)中所述银浆为银浆FU-ST-007。
本发明还提供了上述玻封NTC热敏电阻或上述制备方法制备的玻封NTC热敏电阻在制备温度传感器中的应用。
本发明还提供了一种温度传感器，包括上述玻封NTC热敏电阻或上述制备方法制备的玻封NTC热敏电阻。
本发明还提供了上述的温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述玻封NTC热敏电阻或上述制备方法制备的玻封NTC热敏电阻焊接在温度传感器基座的钢片上；
S2、将导线焊接在温度传感器基座上；
S3、将步骤S1所述的NTC热敏电阻和焊接的钢片用高温胶膜上下对贴；
S4、将引线尾部打端子，并插上胶座连接器，得到所述温度传感器。
本发明还提供了上述的温度传感器或上述制备方法制备的温度传感器在制备打印机中的应用。
本发明还提供了一种打印机，包括上述的温度传感器或上述制备方法制备的温度传感器。
与现有技术比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的打印机用NTC电阻芯片，由氧化锰45-65％、氧化镍22-30％、氧化铝10-22％、氧化铈0.5-2％和氧化铋1-2.5％组成，该NTC电阻芯片具有较好的耐热冲击性，可靠性好。
(2)应用该打印机用NTC电阻芯片制备的玻封热敏电阻，其在180℃下电阻值一致性好，B值较高，灵敏度好，且阻值漂移较小，具有较高的稳定性。
(3)本发明的温度传感器，精度高，反应速度快，3-10KΩ均稳定，其在180℃时玻封电阻的中心值为5.92KΩ时，定影辊的温度控制最为稳定，-20℃-258℃全温度曲线都满足打印机的正常工作。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；且不同来源对产品性能不具有显著性影响。
实施例1
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰45％、氧化镍30％、氧化铝22％、氧化铈2％和氧化铋1％。
所述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1320℃下烧结6h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片、涂覆银浆FU-ST-007，制成打印机用NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.107％，可靠性较好。
具体NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表1所示。
表1
| 序号 | 试验前R25(MΩ) | 试验后R25(MΩ) | 试验前后变化率 |
| 1 | 1.5028 | 1.5031 | 0.018％ |
| 2 | 1.4927 | 1.5011 | 0.564％ |
| 3 | 1.5042 | 1.5053 | 0.071％ |
| 4 | 1.5044 | 1.5069 | 0.163％ |
| 5 | 1.5058 | 1.5033 | -0.164％ |
| 6 | 1.5009 | 1.5029 | 0.131％ |
| 7 | 1.4933 | 1.4949 | 0.109％ |
| 8 | 1.4962 | 1.5040 | 0.522％ |
| 9 | 1.5027 | 1.4944 | -0.551％ |
| 10 | 1.4996 | 1.5067 | 0.472％ |
| 11 | 1.4984 | 1.5061 | 0.516％ |
| 12 | 1.5031 | 1.5019 | -0.079％ |
| 13 | 1.4977 | 1.4927 | -0.334％ |
| 14 | 1.5008 | 1.5052 | 0.292％ |
| 15 | 1.4983 | 1.5071 | 0.581％ |
| 16 | 1.4943 | 1.5028 | 0.566％ |
| 17 | 1.5019 | 1.4983 | -0.239％ |
| 18 | 1.5039 | 1.5036 | -0.021％ |
| 19 | 1.4990 | 1.5016 | 0.168％ |
| 20 | 1.5027 | 1.5044 | 0.116％ |
| 21 | 1.5059 | 1.5014 | -0.304％ |
| 22 | 1.5018 | 1.4976 | -0.284％ |
| 23 | 1.5071 | 1.5021 | -0.336％ |
| 24 | 1.4967 | 1.4992 | 0.168％ |
| 25 | 1.4990 | 1.4955 | -0.236％ |
| 26 | 1.4947 | 1.5023 | 0.507％ |
| 27 | 1.4995 | 1.4997 | 0.016％ |
| 28 | 1.5016 | 1.5020 | 0.026％ |
| 29 | 1.4979 | 1.5050 | 0.472％ |
实施例2
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰65％、氧化镍22％、氧化铝10％、氧化铈0.5％和氧化铋2.5％。
所述NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为0.1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1450℃下烧结4h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片、涂覆银浆FU-ST-007，制成打印机用NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.070％，可靠性较好。
具体地，NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表2所示。
表2
实施例3
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰55％、氧化镍24％、氧化铝19％、氧化铈0.8％和氧化铋1.2％。
所述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1400℃下烧结5h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片、涂覆银浆FU-ST-007，制成NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.021％，可靠性较好。
具体地，NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表3所示。
表3
对比例1
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰42％、氧化镍24％、氧化铝30％、氧化铈3％和氧化铋1％。
所述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1400℃下烧结5h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片、涂覆银浆FU-ST-007，制成NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.368％，不可靠。
具体地，NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表4所示。
表4
对比例2
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰55％、氧化镍34％、氧化铝6％、氧化铈1％和氧化铋4％。
所述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1400℃下烧结5h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片，涂覆银浆FU-ST-007，制成NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.277％，但试验前后变化率超过0.3％的样品较多，可靠性较差。
具体地，NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表5所示。
表5
对比例3
一种打印机用NTC电阻芯片，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰55％、氧化镍24％、氧化铝19％、氧化钇1％和氧化铋1％。
所述打印机用NTC电阻芯片的制备方法，包括以下步骤：
(1)将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到粒径为1微米的混合料；
(2)将步骤(1)得到的混合料，压锭，在1400℃下烧结5h高温烧结成形，得到锭子；
(3)将步骤(2)得到的锭子切片，得到厚度为0.2mm的薄片，涂覆银浆FU-ST-007，制成NTC热敏电阻芯片。对制备的NTC热敏电阻芯片进行冷热冲击性能测试，其阻值平均变化率为0.138％，但试验前后变化率超过0.3％的样品较多，可靠性较差。
具体地，NTC热敏电阻芯片的冷热冲击状态下的品质如表6所示。
表6
NTC电阻芯片的冷热冲击下的品质实验方法如下：
1、实验条件
0℃(3min)～空气(3min)～100℃(3min)～空气(3min)～30个循环。
2、主要设备
冷热冲击设备、电阻分选仪、恒温油槽。
3、实验方法
(1)芯片焊接包封后，用电阻分选仪到恒温油槽测试R25阻值，到冷热冲击机进行试验；(2)待试验结束后常温1小时冷却后，在恒温油槽测试试验后芯片的R25值并计算试验前后变化率。
可靠性结果：高可靠(试验前后变化率在0.3％内)。
由上可知，本发明由氧化锰45-65％、氧化镍22-30％、氧化铝10-22％、氧化铈0.5-2％和氧化铋1-2.5％制成的打印机用NTC电阻芯片，该NTC电阻芯片具有较好的耐热冲击性，可靠性好。
本发明还提供了上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片在制备玻封热敏电阻中的应用。
本发明还提供了一种玻封NTC热敏电阻，由上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片制备而成。
本发明还提供了上述玻封NTC热敏电阻的制备方法，包括以下步骤：
(1)合片：通过银浆FU-ST-007将0.15mm杜美丝线粘于上述打印机用NTC电阻芯片或上述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片上，得到合片；
(2)套玻璃管、烧结；
(3)摆金属箔、烧平头、尺寸检验、玻封老练、阻值分选、清洗、去氧化、抗氧化、烤水，玻封外观，得到所述玻封NTC热敏电阻。
应用实施例1-3和对比例1-3制备的NTC电阻芯片，制备得到的玻封NTC热敏电阻的性能参数见表7。
表7
对实施例3制备得到的玻封NTC热敏电阻进行高温负荷状态下的品质检测，结果如表8所示。
测试条件：350℃/2hrs+负载电流1.6mA。
试验设备：高温箱、电阻分选仪、恒温油槽。
试验方法：1、玻封电阻用电阻分选仪到恒温油槽测试R180阻值，到高温箱中设置350℃/2hrs，负载电流1.6mA进行试验；2、待试验结束后，常温1小时冷却后在恒温槽测试试验后产品的R180值并计算试验前后变化率。
可靠性结果：高可靠(试验前后变化率在0.3％内)。
表8
本发明还提供了上述玻封NTC热敏电阻或上述制备方法制备的玻封NTC热敏电阻在制备温度传感器中的应用。
本发明还提供了一种温度传感器，包括上述玻封NTC热敏电阻或上述制备方法制备的玻封NTC热敏电阻。
本发明还提供了上述的温度传感器的制备方法，包括以下步骤：
S1、将上述实施例3制备的玻封NTC热敏电阻焊接在温度传感器基座的钢片上；
S2、将导线焊接在温度传感器基座上；
S3、将步骤S1所述的NTC热敏电阻和焊接的钢片用高温胶膜上下对贴；
S4、将引线尾部打端子，并插上胶座连接器，得到所述温度传感器。
制备的温度传感器的RT表如表9所示。
表9 RT表
由上可知，本发明的温度传感器，精度高，反应速度快，3-10KΩ均稳定，其在180℃时玻封电阻的中心值为5.92KΩ时，定影辊的温度控制最为稳定，定影辊的温度控制最为稳定，-20℃-258℃全温度曲线都满足打印机的正常工作。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种打印机用NTC电阻芯片，其特征在于，按重量百分比计由以下原料制成：氧化锰45-65%、氧化镍22-30%、氧化铝10-22%、氧化铈0.5-2%和氧化铋1-2.5%。
2.权利要求1所述的打印机用NTC电阻芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将配方量的氧化锰、氧化镍、氧化铝、氧化铈和氧化铋混合，研磨、干燥，得到混合料；
（2）将步骤（1）得到的混合料，压锭，高温烧结成形，得到锭子；
（3）将步骤（2）得到的锭子切片、涂覆银浆，制成打印机用NTC电阻芯片。
3.权利要求1所述打印机用NTC电阻芯片或权利要求2所述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片在制备玻封热敏电阻中的应用。
4.一种玻封NTC热敏电阻，其特征在于，由权利要求1所述打印机用NTC电阻芯片或权利要求2所述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片制备而成。
5.权利要求4所述的玻封NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）合片：通过银浆将导线粘于权利要求1所述打印机用NTC电阻芯片或权利要求2所述制备方法制备的打印机用NTC电阻芯片上，得到合片；
（2）套玻璃管、烧结；
（3）摆金属箔、烧平头、尺寸检验、玻封老练、阻值分选、清洗、去氧化、抗氧化、烤水，玻封外观，得到所述玻封NTC热敏电阻。
6.权利要求4所述的NTC热敏电阻或权利要求5所述制备方法制备的NTC热敏电阻在制备温度传感器中的应用。
7.一种温度传感器，其特征在于，包括权利要求4所述的NTC热敏电阻或权利要求5所述制备方法制备的NTC热敏电阻。
8.权利要求7所述的温度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将权利要求4所述的NTC热敏电阻或权利要求5所述制备方法制备的NTC热敏电阻焊接在温度传感器基座的钢片上；
S2、将导线焊接在温度传感器基座上；
S3、将步骤S1所述的NTC热敏电阻和焊接的钢片用高温胶膜上下对贴；
S4、将引线尾部打端子，并插上胶座连接器，得到所述温度传感器。
9.权利要求7所述的温度传感器或权利要求8所述制备方法制备的温度传感器在制备打印机中的应用。
10.一种打印机，其特征在于，包括权利要求7所述的温度传感器或权利要求8所述制备方法制备的温度传感器。
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