CN115954171A - 一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法，包括陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的侧部附着银电极，且所述银电极的表面设有锡焊片；所述锡焊片焊接引线，所述陶瓷芯片的外部包覆硅酮树脂包封层，所述引线外伸所述硅酮树脂包封层；所述硅酮树脂包封层设于氧化铝陶瓷壳体的内部，且所述硅酮树脂包封层与所述氧化铝陶瓷壳体之间设有混合填充层。本发明采用氧化铝陶瓷形成的氧化铝陶瓷壳体封装的热敏电阻，可以避免因热敏电阻失效电路起火，且氧化铝陶瓷壳体电阻表面温升低，耗散系数高，同时安装稳固不易歪斜，有效地提高热敏电阻在电路工作的安全性和可靠性，使得热敏电阻可以电路起到抑制浪涌电流保护后级电路的作用。

Description

一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法

技术领域

本发明涉及热敏电阻制备技术领域，具体为一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法。

背景技术

负温度系数热敏电阻又称NTC热敏电阻，是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻；广泛用于各种电子元件中，如温度传感器、可复式保险丝及自动调节的加热器等；在电路中起到抑制浪涌电流的作用；

一般NTC热敏电阻是由芯片经焊接包封制备的电阻体，电阻在电路板焊接后容易歪斜，工作时会产生大量热量，容易导致周围的电子元器件失效，而且普通功率性NTC热敏电阻失效后容易出现着火炸裂等现象，存在整个电路被烧毁的隐患。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法，可以解决现有电阻在电路板焊接后容易歪斜，工作时会产生大量热量，容易导致周围的电子元器件失效，而且普通功率性NTC热敏电阻失效后容易出现着火炸裂等现象，存在整个电路被烧毁的隐患的问题。

为了实现上述目的，本发明是技术方案如下：

本发明是通过如下的技术方案来实现：一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，包括陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的侧部附着银电极，且所述银电极的表面设有锡焊片；所述锡焊片焊接引线，所述陶瓷芯片的外部包覆硅酮树脂包封层，所述引线外伸所述硅酮树脂包封层；所述硅酮树脂包封层设于氧化铝陶瓷壳体的内部，且所述硅酮树脂包封层与所述氧化铝陶瓷壳体之间设有混合填充层。

进一步的，所述氧化铝陶瓷壳体的端部外凸形成架高脚，且所述氧化铝陶瓷壳体的侧部采用波浪线结构。

进一步的，所述氧化铝陶瓷壳体的表面开设插孔，所述引线贯穿所述插孔；所述插孔的截面采用梯形结构。

进一步的，所述硅酮树脂包封层的底端设有密封套，且所述密封套的截面采用梯形结构；所述密封套配合连接所述插孔。

进一步的，所述氧化铝陶瓷壳体的厚度为1.5mm～2mm。

一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，所述方法包括以下步骤：

制备陶瓷芯片，将金属氧化物在球磨罐制浆研磨后喷雾造粒，再经过成型后烧结得到的陶瓷芯片；

制备陶瓷电阻芯片，将陶瓷芯片的外部刷银，而后烧银形成银电极，测试阻值电性能后得到陶瓷电阻芯片；

制备热敏电阻，将所述陶瓷电阻芯片的表面通过锡焊片焊接引线，并利用硅酮树脂包封层进行包覆形成热敏电阻；

测试热敏电阻，将热敏电阻通过电老练测试电性能，复测测试电阻的R_25℃阻值，挑选外观后切脚；

热敏电阻封装，将制备好的热敏电阻放在氧化铝陶瓷壳体中，用混合填充物将硅酮树脂包封层与热敏电阻之间的空隙填充好后，在130℃～150℃的烘箱固化2小时。

进一步的，所述金属氧化物包括锰、钴、镍和铜的氧化物，所述烧结的温度为1020℃～1300℃。

进一步的，所述银电极采用丝网印刷分子银浆，经780℃～860℃高温还原，使得陶瓷芯片与分子银层相兼容而得到银电极。

进一步的，所述氧化铝陶瓷壳体采用空心结构，且所述氧化铝陶瓷壳体由氧化铝和混合料组成，按质量百分比为：氧化铝含量在90％～97％，余量为混合料。

进一步的，所述混合填充物包括树脂和石英砂混合形成。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明采用氧化铝陶瓷形成的氧化铝陶瓷壳体封装的热敏电阻，可以避免因热敏电阻失效电路起火，且氧化铝陶瓷壳体电阻表面温升低，耗散系数高，同时安装稳固不易歪斜，有效地提高热敏电阻在电路工作的安全性和可靠性，使得热敏电阻可以电路起到抑制浪涌电流保护后级电路的作用。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本发明一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的整体结构示意图；

图中标注说明：1、氧化铝陶瓷壳体；11、插孔；12、架高脚；2、混合填充层；3、陶瓷芯片；4、银电极；5、锡焊片；6、硅酮树脂包封层；7、密封套；8、引线。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，如图1所示，包括陶瓷芯片3，所述陶瓷芯片3是由锰、钴、镍和铜的氧化物组成，经过成型后在1020℃～1300℃烧结得到的陶瓷芯片3；

所述陶瓷芯片3的侧部附着银电极4，所述银电极4是由丝网印刷分子银浆，经780℃～860℃高温还原，使得陶瓷芯片3与分子银层相兼容而得到银电极4；

且所述银电极4的表面设有锡焊片5，所述锡焊片5焊接引线8；锡焊片5是连接引线8与银片银电极4的中间体，使其在工作时可以导电；所述引线8为镀锡铜线，是一种优良的导电材料；

所述陶瓷芯片3的外部包覆硅酮树脂包封层6，所述引线8外伸所述硅酮树脂包封层6；所述硅酮树脂包封层6设于氧化铝陶瓷壳体1的内部，且所述硅酮树脂包封层6与所述氧化铝陶瓷壳体1之间设有混合填充层2；所述硅酮树脂包封层6采用硅酮树脂包封料构成，是一种耐高温防潮绝缘材料，可以有效地保护电阻银层被氧化，起到防潮绝缘的作用；所述混合填充层2由树脂与石英砂的混合物组成，起到填充电阻与瓷壳之间固定封装的作用；

所述氧化铝陶瓷壳体1的端部外凸形成架高脚12，所述架高脚12用于支撑；且所述氧化铝陶瓷壳体1的侧部采用波浪线结构，波浪线结构的氧化铝陶瓷壳体1用于加强热敏电阻整体的散热效果，相比较散热翅片，这种散热结构使得氧化铝陶瓷壳体1与其内部的混合填充层2的接触面积更大，散热效果更好，同时节省了原料。

所述氧化铝陶瓷壳体1的表面开设插孔，所述引线8贯穿所述插孔；所述插孔的截面采用梯形结构；所述硅酮树脂包封层6的底端设有密封套7，且所述密封套7的截面采用梯形结构；所述密封套7配合连接所述插孔；所述密封套7插入到所述插孔内，一方面用于对插孔进行密封，另一方面密封套7与插孔均为特殊的结构，使得密封套7能够卡入到插孔内，对热敏电阻进行支撑，避免热敏电阻在氧化铝陶瓷壳体1内部出现移动，进一步热敏电阻的稳定性。

所述氧化铝陶瓷壳体1的厚度为1.5mm～2mm。

一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻及其制备方法的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：制备陶瓷芯片3，将金属氧化物在球磨罐制浆研磨后喷雾造粒，再经过成型后烧结得到的陶瓷芯片3；

具体的，所述金属氧化物包括锰、钴、镍和铜的氧化物；所述烧结的温度为1020℃～1300℃。

步骤二：制备陶瓷电阻芯片，将陶瓷芯片的外部刷银，而后烧银形成银电极4，测试阻值电性能后得到陶瓷电阻芯片；

具体的，所述银电极4采用丝网印刷分子银浆，经780℃～860℃高温还原，使得陶瓷芯片3与分子银层相兼容而得到银电极4。

步骤三：制备热敏电阻，将所述陶瓷电阻芯片的表面通过锡焊片5焊接引线8，并利用硅酮树脂包封层6进行包覆形成热敏电阻；

所述热敏电阻的直径为10mm～20mm，优选的，所述热敏电阻的直径为15mm；

步骤四：测试热敏电阻，将热敏电阻通过电老练测试电性能，复测测试电阻的R_25℃阻值，挑选外观后切脚；

步骤五：热敏电阻封装，将制备好的热敏电阻放在氧化铝陶瓷壳体1中，用混合填充物将硅酮树脂包封层6与热敏电阻之间的空隙填充好后，在130℃～150℃的烘箱固化2小时；

具体的，所述氧化铝陶瓷壳体1采用空心结构，且所述氧化铝陶瓷壳体1由氧化铝和混合料组成，按质量百分比为：氧化铝含量在90％～97％，余量为混合料，其中的混合料包括二氧化硅和\或氧化钙；所述混合填充物包括树脂和石英砂混合形成；

另外还可将氧化铝陶瓷壳体1的外表面喷印规格型号，喷印后在150℃的烘箱中保温1小时使得氧化铝陶瓷壳体1油墨烘干。

本发明通过如下实施案例进行测试：

实施例1

样品1：NTC热敏电阻直径为10mm，R_25℃阻值为2.45Ω，黑色硅酮树脂包封层6包封，没有使用氧化铝瓷壳封装，其余结构不变；

样品2：NTC热敏电阻直径为10mm，R_25℃阻值为2.45Ω，黑色硅酮树脂包封层6包封，使用尺寸为长*宽*高＝14*8*13mm的氧化铝瓷形成的氧化铝陶瓷壳体1封装，其余结构不变；

实施例2

样品3：NTC热敏电阻直径为15mm，R_25℃阻值为1.53Ω，黑色硅酮树脂包封层6包封，没有使用氧化铝瓷壳封装，其余结构不变；

样品4：NTC热敏电阻芯片直径为15mm，R25℃阻值为1.53Ω，黑色硅酮树脂包封层6包封，使用尺寸为长*宽*高＝18*10.5*22mm的氧化铝陶瓷形成的氧化铝陶瓷壳体1封装，其余结构不变；

将实施例1和实施例2的没有使用氧化铝陶瓷壳体封装和使用氧化铝陶瓷壳体封装的热敏电阻进行性能测试，测试结果如下表所示：

由上述表格可知，通过氧化铝陶瓷壳体1封装的热敏电阻，可使得其工作时电阻的表面温度出现大幅下降20℃，在防潮耐火性能中，相比普通的硅酮树脂封装的热敏电阻，氧化铝陶瓷壳体1封装的热敏电阻性能更好。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，其特征在于：包括陶瓷芯片(3)，所述陶瓷芯片(3)的侧部附着银电极(4)，且所述银电极(4)的表面设有锡焊片(5)；所述锡焊片(5)焊接引线(8)，所述陶瓷芯片(3)的外部包覆硅酮树脂包封层(6)，所述引线(8)外伸所述硅酮树脂包封层(6)；所述硅酮树脂包封层(6)设于氧化铝陶瓷壳体(1)的内部，且所述硅酮树脂包封层(6)与所述氧化铝陶瓷壳体(1)之间设有混合填充层(2)。

2.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，其特征在于：所述氧化铝陶瓷壳体(1)的端部外凸形成架高脚(12)，且所述氧化铝陶瓷壳体(1)的侧部采用波浪线结构。

3.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，其特征在于：所述氧化铝陶瓷壳体(1)的表面开设插孔，所述引线(8)贯穿所述插孔；所述插孔的截面采用梯形结构。

4.根据权利要求3所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，其特征在于：所述硅酮树脂包封层(6)的底端设有密封套(7)，且所述密封套(7)的截面采用梯形结构；所述密封套(7)配合连接所述插孔。

5.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻，其特征在于：所述氧化铝陶瓷壳体(1)的厚度为1.5mm～2mm。

6.一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

制备陶瓷芯片(3)，将金属氧化物在球磨罐制浆研磨后喷雾造粒，再经过成型后烧结得到的陶瓷芯片(3)；

制备陶瓷电阻芯片，将陶瓷芯片的外部刷银，而后烧银形成银电极(4)，测试阻值电性能后得到陶瓷电阻芯片；

制备热敏电阻，将所述陶瓷电阻芯片的表面通过锡焊片(5)焊接引线(8)，并利用硅酮树脂包封层(6)进行包覆形成热敏电阻；

测试热敏电阻，将热敏电阻通过电老练测试电性能，复测测试电阻的R_25℃阻值，挑选外观后切脚；

热敏电阻封装，将制备好的热敏电阻放在氧化铝陶瓷壳体(1)中，用混合填充物将硅酮树脂包封层(6)与热敏电阻之间的空隙填充好后，在130℃～150℃的烘箱固化2小时。

7.根据权利要求6所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物包括锰、钴、镍和铜的氧化物，所述烧结的温度为1020℃～1300℃。

8.根据权利要求6所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，其特征在于：所述银电极(4)采用丝网印刷分子银浆，经780℃～860℃高温还原，使得陶瓷芯片(3)与分子银层相兼容而得到银电极(4)。

9.根据权利要求6所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，其特征在于：所述氧化铝陶瓷壳体(1)采用空心结构，且所述氧化铝陶瓷壳体(1)由氧化铝和混合料组成，按质量百分比为：氧化铝含量在90％～97％，余量为混合料。

10.根据权利要求6所述的一种氧化铝陶瓷封装型热敏电阻的制备方法，其特征在于：所述混合填充物包括树脂和石英砂混合形成。

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