CN206098070U - 一种单端玻璃封装热敏电阻 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单端玻璃封装热敏电阻，包括不含电极层的陶瓷基片、引线及密封外壳，所述引线分别连接于所述不含电极层的陶瓷基片的上下表面，所述不含电极层的陶瓷基片的外围通过所述密封外壳包封，所述陶瓷基片为正方体或长方体结构，其尺寸为(0.01～5mm)×(0.01～5mm)×(0.01～5mm)。本实用新型所提供的单端玻璃封装热敏电阻，该单端玻璃封装热敏电阻省去了传统NTC热敏电阻陶瓷基片上下表面附着的导电电极层，解决了低材料常数B值高阻值热敏电阻制造过程中因为陶瓷基片太小而难以辨认电极层的问题；而且采用粘结方法解决了超小陶瓷基片的焊接难题，同时保证制得热敏电阻性能的一致和稳定；且本实用新型具有结构简单、易于制造、使用方便、成本低等优点。

Description

一种单端玻璃封装热敏电阻

技术领域

本实用新型涉及敏感元器件技术领域，特别涉及一种单端玻璃封装热敏电阻。

背景技术

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC)。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。NTC热敏电阻具有反应快、精度高、稳定性好、成本低的特点，被广泛用于各类与温度有关的技术领域。

热敏电阻的两个基本参数分别为B值和标称电阻值R，其中B值是由材料配方和陶瓷工艺来共同确定的，俗称材料常数。标称电阻值R则是一定温度下零功率测试下的电阻值，是由材料的电阻率和切割尺寸来确定的。一般的情况下，B值越大，电阻率越大，相同尺寸下的阻值越大，反之，B值越小，电阻率越小，相同尺寸下的阻值越小。所以，生产高B值低阻值或低B值高阻值的热敏电阻产品就变得非常困难。

目前生产低B值高阻值热敏电阻的方法有如下三种：

1、寻找满足条件的材料；

2、把陶瓷芯片的D增大，LXL减小(其中，电极层对边厚度为D，外圆切割机切割边长为L，则R＝ρхD/(LхL))。即采用厚膜或薄膜形式；日本石冢公司用真空镀膜的方式生产的B＝3370，R＝370K的热敏电阻在打印机和复印机行业里处于垄断地位。目前还没有报道相关的替代品；

3、把陶瓷基片做小。

当采取第三种方法制作低B值高阻值热敏电阻时，传统热敏电阻制备方法在黏引线时需要辨认电极层，当把陶瓷基片做小时，这种辨认十分困难。

由于陶瓷基片需要做小，如果省去电极层，当引线粘取导电电极材料直接黏于小体积陶瓷基片外表面时，电极材料足以覆盖外表面或外表面大部分区域，再经过高温炉焊接，能够使二者的结合力足够好，同时，当陶瓷基片很小且本体均匀性非常好的前提下，可以确保陶瓷基片的合格率而省去预先的测试步骤(当外表面大部分被电极材料覆盖时，可以保证电阻性能的一致)。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构改进的单端玻璃封装热敏电阻。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种单端玻璃封装热敏电阻，包括不含电极层的陶瓷基片、引线及密封外壳，所述引线分别连接于所述陶瓷基片的上下表面，所述陶瓷基片的外围通过所述密封外壳包封。

进一步地，所述陶瓷基片为正方体或长方体结构，其尺寸长×宽×厚为(0.01～5mm)×(0.01～5mm)×(0.01～5mm)。

进一步地，所述引线由金属导电材料构成，其导线直径为0.01～0.5mm。

进一步地，所述引线通过高温炉焊接于所述陶瓷基片，进一步地，所述焊接的方式为金属电极焊接。

进一步地，所述密封外壳由玻璃或胶黏材料构成。

进一步地，当所述密封外壳由玻璃构成时，其厚度为0.0001～5mm，当所述密封外壳由胶黏材料构成时，其厚度为0.1-1.0mm。

本实用新型具有的有益效果：本实用新型所提供的单端玻璃封装热敏电阻，省去了传统NTC热敏电阻陶瓷基片上下表面附着的导电电极层，解决了低B值高阻值的热敏电阻制造过程中因为陶瓷基片太小，在批量生产中难以辨认电极层的问题，同时可以保证性能的一致和稳定；此外，本实用新型具有结构简单、易于制造、使用方便、成本低等优点，便于设计特殊参数的热敏电阻产品，具有良好的实用价值和市场前景。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是传统方法生产的单端玻璃封装热敏电阻示意图。

图2是本实用新型的单端玻璃封装热敏电阻示意图；

图中：

1-传统热敏电阻；11-引线；12-焊接材料；13-电极层；14-陶瓷基片；15-密封外壳；2-本实用新型热敏电阻；21-引线；22-焊接材料；24-不含电极层的陶瓷基片；25-密封外壳；26-引线。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以热敏电阻为例，通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以具体实验案例为例来说明具体实施方式，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型优选实施例所述的一种单端玻璃封装热敏电阻，见图2，包括陶瓷基24、引线21，所述引线21通过高温炉分别焊接于陶瓷基片24的上下表面，陶瓷基片24的外围通过密封外壳25包封。

具体实施时，所述陶瓷基片24为正方体或者长方体，尺寸为(0.01～5mm)×(0.01～5mm)×(0.01～5mm)。

本实用新型优选的实施例，所述不含电极层的陶瓷基片24材料为选自铁、钴、锰、镍、锌、铜、铝、铬、镁及稀土元素中的两种或多种材料的陶瓷氧化物烧结体，也可为半导体硅材料。

具体实施时，所选不含电极层的陶瓷基片24材料为铁、镍、锰氧化物烧结体。

本实用新型优选的实施例，所述引线21由金属导电材料构成，所述金属导电材料可为铂丝、金丝、镍丝、铁镍合金丝或杜美丝，其直径为0.01～0.5mm。

具体实施时，所述引线21为杜美丝，直径为0.2mm。

本实用新型优选的实施例，所述高温炉焊接采用的焊接材料22为金属电极材料，所述金属电极材料可选自金电极浆料、银电极浆料、银钯电极浆料、钯电极浆料、银膏、金膏等导电膏或导电胶，导电浆料。

具体实施时，所述高温炉焊接如下：将引线21的一端粘取导电电极材料，黏于震动盘排序过来的不含电极层的陶瓷基片24上，然后将不含电极层的陶瓷基片24放置于高温炉中焊接。(导电电极材料由浆状或者膏状转变为焊料凝固体)。

本实用新型优选的实施例，所述高温炉焊接温度为50-1000℃，时间为1-1200s。

具体实施时，所述高温炉焊接温度为200℃，时间为600s。

具体实施时，所述金属电极材料为银电极浆料。

具体实施时，所述密封外壳25由玻璃或胶黏材料构成；当选用玻璃时，其厚度可为0.0001～5mm，当选用胶黏材料时，其厚度一般为0.1-1.0mm。

具体实施时，当所选用的为胶黏材料时，其可以为酚醛树脂、环氧树脂、硅酮胶、热熔胶、瞬干胶中的一种。

具体实施时，当所述密封外壳25由玻璃构成时，玻璃管尺寸为外径0.3～2.5毫米，内径0.1～1.5毫米，长度1.0～55毫米。

具体实施时，所述密封外壳25需要进一步熔化或者固化成型，且固化成型设备包括烤箱、UV炉或风干机。

具体实施时，所述密封外壳25放入高温炉内，控制温度50-900℃熔化成型。

本实用新型的不含电极层的陶瓷基片24的制作方式为：

选取氧化锰、氧化铁、氧化镍粉末经球磨混合后，800℃预烧细化，250MPa等静压，在1200℃烧结成陶瓷块，而后切割成直径为20-60mm，厚度为0.35mm的圆形片，经外圆切割机割成一个一个的正方体或者长方体陶瓷芯片，尺寸(0.35mm)×(0.35mm)×(0.35mm)，此处不含电极层的陶瓷基片24的六个面均为裸面，没有任何覆盖物。

本实用新型热敏电阻2的制作方式如下：

首先将引线21的一端粘取导电电极材料22，黏于震动盘排序过来的不含电极层的陶瓷基片24上。吊起不含电极层的陶瓷基片24后放置到另外一根与21一样的引线26上，该引线26的一端已经粘取了导电电极材料，不含电极层的陶瓷基片24、引线21、引线26、电极材料22共同构成回路。将该不含电极层的陶瓷基片放入高温炉，烘烤时间600s，温度200℃，将电极材料由浆料烘烤形成凝固体，其强度和硬度保证该凝固体在下道工序中不会脱落。

然后将密封外壳25穿套于或包封于不含电极层的陶瓷基片24的外部。

最后将密封外壳25包封的不含电极层的陶瓷基片24放置于高温炉或其他固化成型设备中50-900℃高温熔化或固化成型。

传统陶瓷基片14的制作方式如下：

选取氧化铁、氧化锰、氧化镍粉末经球磨混合后，800℃预烧细化，250MPa等静压，烧结成陶瓷块，而后切割成直径为20-60mm，厚度为0.35mm的圆形片，清洗后印刷上电极层13，高温烧制电极后，外圆切割机割成一个一个的陶瓷芯片，尺寸为(0.35mm)×(0.35mm)×(0.35mm)。

传统热敏电阻1的制作方式如下：

首先将引线11的一端粘取导电电极材料12，黏于震动盘排序过来的陶瓷基片14上部的电极面13上，吊起陶瓷基片后放置到另外一根与引线11一样的引线16上，该引线的一端已经粘取了导电电极材料12并连接陶瓷基片14下部的电极面17上，引线11、16，电极面13、17，陶瓷基片14形成回路，将陶瓷基片放入高温炉于200℃烘烤600s，将电极材料烘烤形成一定凝固体，其强度和硬度保证该凝固体在下道工序总不至于脱落。然后将密封外壳15套于或包封于陶瓷基片的外部。

最后将密封外壳15包封的陶瓷基片14放置于高温炉或其他固化成型设备中于50-900℃下高温熔化或固化成型。

需要说明的是，电极层13使用的电极材料与焊接材料12不一定是同一种导电电极材料。

传统方法制作的的陶瓷基片上需要印刷有电极层13，见图1，目的有两个：

1、采用电极层作为引线与陶瓷基片间的过渡材料，使引线与陶瓷基片的结合更加牢固。

2、方便预先测试芯片，确保参与后续封装的都是有效芯片。

传统方法在制作低B值高阻值热敏电阻时，黏引线需要辨认电极层，当把陶瓷基片做小时，这种辨认十分困难，导致制成产品的短路不良(未焊接于电极面上的)比率大于33％。

由于陶瓷基片需要做小，这样，当引线粘取导电电极材料直接黏于小体积的陶瓷基片外表面时，电极材料足以覆盖外表面或外表面大部分区域，再经过高温炉焊接，能够使二者的结合力足够好，同时，当陶瓷基片很小且本体均匀性非常好的前提下，可以确保陶瓷基片的合格率而省去预先测试的步骤。

综上，本实用新型所提供的单端玻璃封装热敏电阻，省去导电电极层13，不含电极层的陶瓷基片与引线之间通过电极材料直接焊接，解决了低B值高阻值热敏电阻制造过程中因为不含电极层的陶瓷基片太小而难以辨认电极层的问题，将导线直接粘结在不含电极层的陶瓷基片任意一对上下表面，生产的陶瓷基片短路概率为零，同时可以保证产品性能的一致和稳定。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种单端玻璃封装热敏电阻，包括不含电极层的陶瓷基片、引线及密封外壳，其特征在于：所述引线分别连接于所述不含电极层的陶瓷基片的上下表面，所述陶瓷基片的外围通过所述密封外壳包封，所述陶瓷基片为正方体或长方体结构，其尺寸为(0.01～5mm)×(0.01～5mm)×(0.01～5mm)。

2.根据权利要求1所述的单端玻璃封装热敏电阻，其特征在于：所述引线由金属导电材料构成，其导线直径为0.01～0.5mm。

3.根据权利要求1所述的单端玻璃封装热敏电阻，其特征在于：所述引线通过高温炉焊接于所述陶瓷基片。

4.根据权利要求3所述的单端玻璃封装热敏电阻，其特征在于：所述焊接的方式为金属电极焊接。

5.根据权利要求1所述的单端玻璃封装热敏电阻，其特征在于：所述密封外壳由玻璃或胶黏材料构成。

6.根据权利要求5所述的单端玻璃封装热敏电阻，其特征在于：当所述密封外壳由玻璃构成时，其厚度为0.0001～5mm，当所述密封外壳由胶黏材料构成时，其厚度为0.1-1.5mm。