CN206905926U - 一种结构稳定性好的集成式热敏电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种结构稳定性好的集成式热敏电路，包括陶瓷基层，陶瓷基层设置有填充孔和导通线路，填充孔内填充有热敏电阻浆料烧结而成的热敏电阻块，热敏电阻块与导通线路连通。将热敏芯片设置成热敏电阻块的块状结构，并填充在陶瓷基层的填充孔中，实现了热敏芯片(热敏电阻块)和热敏芯片的连接电路(导通线路)的集成式设置，避免了分立式热敏芯片的两次封装工艺，使得温度传输的路径比较短、中间热损失比较小、测温误差比较小，陶瓷基层传热快，结构稳定性好。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种结构稳定性好的集成式热敏电路。
背景技术
温度传感器广泛应用于我们生活的各个方面，现有的温度传感器基本都是使用的分立式的热敏芯片作为测温元件。
现有技术中，普遍使用的温度传感器（如电子体温计）内部设置有分立式热敏芯片，热敏芯片经过两次封装完成，响应速度比较慢、精度也不高，温度传感器中，热敏芯片获得稳定和相对准确的温度需要30秒~10分钟左右，如医用电子体温计，要求夹在腋下至少3分钟才能读取数据。
这些问题是由现有技术的系统结构和工艺决定的，具体说明如下：现有的温度传感器中热敏芯片要进行一次封装结构和二次封装结构。热敏芯片的一次封装结构包括：热敏芯片、引线、引线与芯片互联的焊料、一次封装胶；二次封装结构包括：一次封装结构、金属帽、二次封装胶。测温过程是将金属帽的表面与被测物体接触，热敏芯片温度稳定后，才能读取到相对准确的数据。温度传输路径是：被测物体→金属帽→二次封装胶→一次封装胶→热敏芯片。可见，温度传输的路径比较长，二次封装胶、一次封装胶的温度稳定后热敏芯片的温度才会稳定，才能获得稳定的温度，中间热损失比较大；同时，金属帽、二次封装胶、一次封装胶、焊料、导线都会吸收热量，影响测温速度和精度。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提出一种集成式的、温度传输的路径比较短的、中间热损失比较小的、测温误差比较小的、结构稳定性好的集成式热敏电路。
一种结构稳定性好的集成式热敏电路，包括陶瓷基层，陶瓷基层设置有填充孔和导通线路，填充孔内填充有热敏电阻浆料烧结而成的热敏电阻块，热敏电阻块与导通线路连通。
优选的，陶瓷基层的层数在2层以上，热敏电阻块的数量在2个以上；
至少2个热敏电阻块仅贯穿某层陶瓷基层，且2个热敏电阻块位于不同层的陶瓷基层内。
优选的，填充孔为盲孔或贯通孔。
优选的，填充孔为圆形孔、正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意一种；或，
填充孔为圆形孔、正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意2种或2种以上的组合。
优选的，填充孔的热敏电阻浆料为负温度系数热敏陶瓷材料或正温度系数金属材料。
优选的，填充孔的至少一端设置有金属材料烧结成的焊盘，焊盘连接导通线路，焊盘为导通线路的一部分，导通线路通过焊盘与热敏电阻块连接。金属材料为钨浆料或钼浆料。
优选的，焊盘的厚度在15 μm以上；
热敏电阻块和焊盘结合处的交界面处相互嵌入的深度在5 μm以上；金属材料的晶粒尺寸为50~800 nm，热敏电阻材料的晶粒尺寸为300~2000 nm，金属材料与热敏电阻材料的共熔体的晶粒直径为200~900 nm。
优选的，热敏电阻块的为圆柱形，热敏电阻块的直径为10~200 μm，热敏电阻块的高度为15~50μm。
优选的，焊盘的表面通过电镀镍金、化学镍金、化学镍钯金或镀银处理设置有防腐蚀导体。
优选的，陶瓷基层的层数在2层以上，2层以上的陶瓷基层堆叠设置；
填充孔贯穿各层陶瓷基层，或，填充孔贯穿某层陶瓷基层；
陶瓷基层还设置有贯穿某层或各层陶瓷基层的导电孔。
本实用新型的有益效果是：一种结构稳定性好的集成式热敏电路，包括陶瓷基层，陶瓷基层设置有填充孔和导通线路，填充孔内填充有热敏电阻浆料烧结而成的热敏电阻块，热敏电阻块与导通线路连通。陶瓷基层传热快，将热敏芯片设置成热敏电阻块状结构，并填充在陶瓷基层的填充孔中，结构稳定性好，实现了热敏芯片（热敏电阻块）和热敏芯片的连接电路（导通线路）的集成式设置，避免了分立式热敏芯片的两次封装工艺，使得温度传输的路径比较短、中间热损失比较小、测温误差比较小。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的结构稳定性好的集成式热敏电路作进一步说明。
图1是本实用新型一种结构稳定性好的集成式热敏电路的分解结构示意图。
图2是本实用新型一种结构稳定性好的集成式热敏电路的剖面图。
图中：
1-陶瓷基层；11-填充孔；2-导通线路；3-热敏电阻块；4-焊盘；5-防腐蚀导体；6-导电孔。
具体实施方式
下面结合附图1~2对本实用新型一种结构稳定性好的集成式热敏电路作进一步说明。
一种结构稳定性好的集成式热敏电路，包括陶瓷基层1，陶瓷基层1设置有填充孔11和导通线路2，填充孔11内填充有热敏电阻浆料烧结而成的热敏电阻块3，热敏电阻块3与导通线路2连通。
陶瓷基层1传热快，将热敏芯片设置成热敏电阻块3的块状结构，并填充在陶瓷基层的填充孔11中，结构稳定性好，实现了热敏芯片（热敏电阻块3）和热敏芯片的连接电路（导通线路2）的集成式设置，避免了分立式热敏芯片的两次封装工艺，使得温度传输的路径比较短、中间热损失比较小、测温误差比较小。
本实施例中，陶瓷基层1的层数在2层以上，热敏电阻块3的数量在2个以上；
至少2个热敏电阻块3仅贯穿某层陶瓷基层1，且2个热敏电阻块3位于不同层的陶瓷基层1内。
当陶瓷基层1的厚度和材料确定后，根据热传导公式，在设定时间差内，层间温差与表面温度之间有确定的关系，通过位于不同的层的2个热敏电阻块3可以知道层间温差，从而可以迅速的判定表面温度，进而能够确定与热敏电路表面接触处的温度。
本实施例中，填充孔11为既有盲孔，也有贯通孔。
本实施例中，填充孔11为圆形孔。根据需要填充孔也可以是正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意一种；或，填充孔11为圆形孔、正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意2种或2种以上的组合。
本实施例中，填充孔11的热敏电阻浆料为负温度系数热敏陶瓷材料。根据需要，填充孔11的热敏电阻浆料也可以为正温度系数金属材料。
本实施例中，填充孔11的至少一端设置有金属材料烧结成的焊盘4，焊盘4连接导通线路2，焊盘4为导通线路2的一部分，导通线路2通过焊盘4与热敏电阻块3连接。
本实施例中，焊盘4的厚度在15 μm以上；
热敏电阻块3和焊盘4结合处的交界面处相互嵌入的深度在5 μm以上；金属材料的晶粒尺寸为50~800 nm，热敏电阻材料的晶粒尺寸为300~2000 nm，金属材料与热敏电阻材料的共熔体的晶粒直径为200~900 nm。
本实施例中，热敏电阻块3的为圆柱形，热敏电阻块3的直径为10~200 μm，热敏电阻块3的高度为15~50μm。
本实施例中，金属材料为钨浆料或钼浆料。
本实施例中，焊盘4的表面通过电镀镍金、化学镍金、化学镍钯金或镀银处理设置有防腐蚀导体5。
本实施例中，陶瓷基层1的层数在2层以上，即4层，4层的陶瓷基层1堆叠设置；有一个填充孔11贯穿各层陶瓷基层1，也有一个填充孔11贯穿第二层陶瓷基层1；
陶瓷基层1还设置有贯穿各层陶瓷基层1的导电孔6。根据需要，导电孔6也可以是仅仅贯通某层陶瓷基层1。
本实用新型不局限于上述实施例，本实用新型的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种结构稳定性好的集成式热敏电路，包括陶瓷基层（1），其特征在于，所述陶瓷基层（1）设置有填充孔（11）和导通线路（2），所述填充孔（11）内填充有热敏电阻浆料烧结而成的热敏电阻块（3），所述热敏电阻块（3）与所述导通线路（2）连通。
2.如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述陶瓷基层（1）的层数在2层以上，所述热敏电阻块（3）的数量在2个以上；
至少2个所述热敏电阻块（3）仅贯穿某层所述陶瓷基层（1），且2个所述热敏电阻块（3）位于不同层的所述陶瓷基层（1）内。
3.如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述填充孔（11）为贯通孔；所述填充孔（11）为圆形孔、正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意一种；或，
所述填充孔（11）为圆形孔、正方形孔、长方形孔和椭圆孔中的任意2种或2种以上的组合。
4.如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述填充孔（11）的热敏电阻浆料为负温度系数热敏陶瓷材料或正温度系数金属材料。
5.如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述填充孔（11）的至少一端设置有金属材料烧结成的焊盘（4），所述焊盘（4）连接所述导通线路（2），所述导通线路（2）通过所述焊盘（4）与所述热敏电阻块（3）连接。
6.如权利要求5所述集成式热敏电路，其特征在于，所述金属材料为钨浆料或钼浆料。
7. 如权利要求5所述集成式热敏电路，其特征在于，所述焊盘（4）的厚度在15 μm以上；
所述热敏电阻块（3）和所述焊盘（4）结合处的交界面处相互嵌入的深度在5 μm以上；所述金属材料的晶粒尺寸为50~800 nm，所述热敏电阻材料的晶粒尺寸为300~2000 nm，所述金属材料与热敏电阻材料的共熔体的晶粒直径为200~900 nm。
8.如权利要求7所述集成式热敏电路，其特征在于，所述焊盘（4）的表面通过电镀镍金、化学镍金、化学镍钯金或镀银处理设置有防腐蚀导体（5）。
9. 如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述热敏电阻块（3）的为圆柱形，所述热敏电阻块（3）的直径为10~200 μm，所述热敏电阻块（3）的高度为15~50μm。
10.如权利要求1所述集成式热敏电路，其特征在于，所述陶瓷基层（1）的层数在2层以上，2层以上的所述陶瓷基层（1）堆叠设置；
所述填充孔（11）贯穿各层所述陶瓷基层（1），或，所述填充孔（11）贯穿某层所述陶瓷基层（1）；
所述陶瓷基层（1）还设置有贯穿某层或各层所述陶瓷基层（1）的导电孔（6）。
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| CN107995784A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-05-04 | 成都宏明电子科大新材料有限公司 | 一种内埋电阻制作方法以及利用本方法制成的内埋电阻板 |
| CN114566337A (zh) * | 2022-01-23 | 2022-05-31 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种热测试芯片 |
| CN114705312A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-07-05 | 中北大学 | 一种新型涡轮叶片表面温度测量方法 |
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