KR0183558B1 - Method of manufacturing thick film type ntc thermister - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부온도 특성을 나타내는 후막형 NTC 써미스터의 제조 방법에 관한 것으로 상기 방법은 NTC 써미스터용 분말 준비 공정과, 상기 분말이 피복되는 기판의 표면을 처리하는 공정과, 상기 분말을 상기 기판상에 피복시켜서 NTC 피복층을 형성시키는 공정으로 이루어지고, 상기 피복 공정은 플라즈마 용사 공법에 의하여 수행되며 이에 의해서 전자 제품의 표면 실장이 가능할 정도의 소형으로 제작된다.The present invention relates to a method for manufacturing a thick-film NTC thermistor having negative temperature characteristics, the method comprising: preparing a powder for an NTC thermistor, treating a surface of the substrate on which the powder is coated, and depositing the powder on the substrate. Coating to form an NTC coating layer, and the coating process is performed by a plasma spraying method, whereby the manufacturing process is made small enough to allow surface mounting of electronic products.
Description
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 후막형 NTC써미스터 제조 방법을 나타낸 흐름도.1 is a flow chart showing a thick film type NTC thermistor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 후막형 NTC써미스터를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing a thick-film NTC thermistor according to an embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 후막형 NTC써미스터의 온도에 대한 저항 특성을 나타낸 그래프.3 is a graph showing the temperature resistance of the thick-film NTC thermistor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
21 : 기판 22 : 본드 피복층21 substrate 22 bond coating layer
23 : NTC 피복층23: NTC coating layer
본 발명은 후막형 NTC 써미스터 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 플라즈마 용사 공정에 의하여 소형으로 제조가 가능한 후막형 NTC 써미스터 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thick film type NTC thermistor manufacturing method, and more particularly, to a thick film type NTC thermistor manufacturing method which can be manufactured compactly by a plasma spray process.
일반적으로, 써미스터는 열에 민감한 반도체성 저항체로서, 온도의 증가에 따른 전기 저항값의 증감이 나타나며 이러한 써미스터는 특정한 온도에서 전기 저항값이 급격히 증가하는 정온도 특성을 나타내는 PTC 써미스터 및 특정한 온도에서 전기 저항값이 완만하게 감소하는 부온도 특성을 나타내는 NTC 써미스터로 크게 대별된다.In general, thermistors are heat-sensitive semiconducting resistors, which exhibit an increase or decrease in electrical resistance with increasing temperature, and these thermistors are PTC thermistors that exhibit a constant temperature characteristic in which the electrical resistance increases rapidly at a specific temperature, and electrical resistance at a specific temperature. It is roughly classified as an NTC thermistor which exhibits a negative temperature characteristic with a gentle decrease in value.
여기에서, 상기 NTC 써미스터는 저항 온도 특성에 의하여 저온 상태에서 상대적으로 높은 전기 저항값을 나타내는 반면에 고온 상태에서 상대적으로 낮은 전기 저항값은 나타내는 바와 같이 외부 열, 온도 변화에 따라 저항이 변하고 각종 온도 센서 또는 온도 보상용 소자로 많이 응용되고 있으며 그의 형상에 따라서 디스크형, 칩형, 다이오드형, 및 비드형으로 구분된다.Here, the NTC thermistor shows a relatively high electrical resistance value at low temperature due to the resistance temperature characteristics, while the relatively low electrical resistance value at high temperature states, the resistance changes according to external heat and temperature changes, and various temperatures It is widely applied as a sensor or a temperature compensating element and is divided into a disc type, a chip type, a diode type, and a bead type according to its shape.
한편, 상기 디스크형, 칩형, 디이오드형 NTC 써미스터는 프레스를 사용하여 소자를 성형함으로서 제조되는 반면에 상기 비드형 NTC 써미스터는 플라티늄-이리듐 합금 리드선상에 NTC 써미스터 소자를 고온 접함시킴으로서 제조된다.On the other hand, the disk-type, chip-type, and diode-type NTC thermistors are manufactured by molding a device using a press, while the bead-type NTC thermistors are manufactured by hot-contacting an NTC thermistor element on a platinum-iridium alloy lead wire.
그러나, 상기된 바와 같은 NTC 써미스터는 전자 부품이 소형 경박화되는 추세에 부응하기에는 부족하며 또한 표면 실장화하기 위한 소형의 제조가 어렵고 주위 온도 변화에 따른 열용량이 크기 때문에 응답성이 상대적으로 늦다는 문제점이 야기된다.However, the NTC thermistor as described above is insufficient to meet the trend of miniaturization and thinness of electronic components, and it is difficult to manufacture a small size for surface mounting, and the response is relatively slow due to the large heat capacity according to the change of ambient temperature. This is caused.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로 그 목적은 소형 경박화되는 전자 부품의 요즘 추세에 부응하기 위하여 소형으로 제조가능하고 또는 주위 온도 변화에 따른 응답성을 향상시킬 수 있는 NTC 써미스터를 제조하기 위한 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. The object of the present invention is to be compact in order to meet the recent trend of small and light electronic components, or to improve responsiveness due to changes in ambient temperature. The present invention provides a method for manufacturing an NTC thermistor.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기의 목적은 NTC 써미스터용 분말 준비 공정과, 상기 분말이 피복되는 기판의 표면을 처리하는 공정과, 상기 분말을 상기 기판상에 피복시켜서 NTC 피복층을 형성시키는 공정으로 이루어지고, 상기 피복 공정은 플라즈마 용사 공법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 NTC 써미스터 제조 방법에 의해서 달성된다.According to one embodiment of the present invention, the above object is a process for preparing a powder for NTC thermistor, a step of treating the surface of the substrate coated with the powder, and a step of coating the powder on the substrate to form an NTC coating layer The coating process is achieved by the NTC thermistor manufacturing method, characterized in that carried out by a plasma spray method.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 NTC 써미스터 분말의 피복 공정전에 상기 기판상에 Ni-Cr-Al-Y으로 이루어진 합금 조성을 피복시켜서 본드 피복층을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, a coating layer is formed by coating an alloy composition of Ni—Cr—Al—Y on the substrate before the NTC thermistor powder coating process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 후막형 NTC 써미스터의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 제2도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후막형 NTC 써미스터를 도시한 단면도이며, 제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 후막형 NTC 써미스터의 온도-저항 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thick-film NTC thermistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a thick-film NTC thermistor according to another embodiment of the present invention, and FIG. A graph showing temperature-resistance characteristics of a thick-film NTC thermistor according to an embodiment.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 NTC 써미스터 제조 방법은 NTC 써미스터용 분말 준비 공정(11)과, 상기 분말이 피복되는 기판의 표면을 처리하는 공정(12)과, 상기 분말을 상기 기판상에 피복시켜서 NTC 피복층을 형성시키는 공정(13)으로 이루어지고, 상기 피복 공정(13)은 플라즈마 용사 공법에 의하여 수행된다.First, the NTC thermistor manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the powder preparation step (11) for NTC thermistor, the step (12) of treating the surface of the substrate coated with the powder, and the powder on the substrate The process consists of coating 13 to form an NTC coating layer, and the coating 13 is performed by a plasma spraying method.
즉, 분말 상태의 망간 산화물(Mno), 코발트 산화물(Co0) 및 니켈 산화물(Ni0)을 잘 섞어지도록 혼합시킨 후 약 5내지 50㎛ 정도의 입자 크기로 분쇄시킨 후 시빙(sieving)처리를 하여서 NTC 써미스터용 분말을 준비한다.In other words, the manganese oxide (Mno), cobalt oxide (Co0) and nickel oxide (Ni0) in the powder state is mixed to mix well, and then crushed to a particle size of about 5 to 50㎛ and then subjected to sieve (sieving) process NTC Prepare the thermistor powder.
한편, 상기 NTC 써미스터용 분말을 알루미늄등의 금속으로 이루어진 기판상에 피복시키기 전에 클리닝(cleaning) 공정 및 블라스팅(blasting) 공정에 의하여 상기 기판의 표면을 선처리시키며 이에 의해서 상기 기판의 표면적을 최대화시킨다.Meanwhile, the surface of the substrate is pretreated by a cleaning process and a blasting process before the NTC thermistor powder is coated on a substrate made of metal such as aluminum, thereby maximizing the surface area of the substrate.
이후에, 상기 기판을 소정 온도로 가열시킨 상태에서 플라즈마 건(plasma)안에 알르곤(Ar) 또는 수소(H2)와 같은 불활성 가스를 주입시키고, 상기 플라즈마 건내의 캐소드와 애노드에 고전압을 부가시켜서 상기 불활성 가스를 방전시키며 그 결과 플라즈마 이온화된 가스 분자 화염을 발생시킨다.Thereafter, an inert gas such as argon (Ar) or hydrogen (H 2 ) is injected into the plasma gun while the substrate is heated to a predetermined temperature, and a high voltage is applied to the cathode and the anode in the plasma gun. The inert gas is discharged, resulting in a plasma ionized gas molecular flame.
이때, 상기 가스 분자 화염이 상기 애노드측의 노즐을 통하여 분사될 때 상기 노즐의 선단부에 상기 NTC 써미스터용 미세 분말을 낙하시켜서 용융시키며 그 결과 NTC 써미스터용 용융물은 상기 가스 분자 화염과 같이 상기 금속성 기판상에 분사 이송되어서 압착 코팅되며 이에 의해서 상기 기판상에 NTC 피복층을 형성시킨다.At this time, when the gas molecular flame is injected through the nozzle on the anode side, the fine powder for NTC thermistor is dropped and melted at the tip of the nozzle, so that the melt for NTC thermistor is formed on the metallic substrate as the gas molecular flame. Spray-coated to compression coating to thereby form an NTC coating layer on the substrate.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 상기 기판(21)과 상기 NTC 피복층(23)과의 열팽창 계수차이로 인하여 상기 NTC 피복층 (23)이 상기 기판(21)으로부터 박리되는 현상을 방지시키기 위하여 상기 NTC 피복층(23)을 상기 기판(21)상에 형성시키기 전에 상기 기판(21)상에 진공(evaporation) 증착 공정에 의하여 Ni-Cr-Al-Y 조성을 소정 두께로 증착시켜서 본드 피복층(bond coating)(22)을 형성시킨다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the NTC coating layer 23 is the substrate 21 due to the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 21 and the NTC coating layer 23 as shown in FIG. The Ni-Cr-Al-Y composition is determined by an evaporation deposition process on the substrate 21 before the NTC coating layer 23 is formed on the substrate 21 to prevent the delamination from Deposition to a thickness forms a bond coating 22.
여기에서, 상기 플라즈마 용사 피복 공정은 아크 용사 공정과는 달리 열에너지를 집중시킬수 있고, 또한 아크의 안정성이 양호하기 때문에, 상기 플라즈마 건과 상기 기판과의 거리, 용사 각도, 전류, 전압, 및 후처리등의 공정상 조건을 적절하게 설정한다면 이에 의해서 피복된 NTC 써미스터의 특성을 안정화시킬 수 있고, 또한 대량 생산이 가능하다.Here, unlike the arc spraying process, the plasma spray coating process can concentrate heat energy, and because the stability of the arc is good, the distance between the plasma gun and the substrate, the spraying angle, current, voltage, and post-treatment By appropriately setting the process conditions such as this, it is possible to stabilize the characteristics of the coated NTC thermistor and to allow mass production.
또한, APS에서 VPS코팅할 경우에 기존의 벌크형보다 밀도 향상을 가져올 수 있으며, 코팅시 열팽창 계수 차이에 의한 박리 방지를 위해 에어 제트(air jet) 코팅을 겸하면서 코팅을 수행한다.In addition, when the VPS coating in the APS can bring a density improvement than the conventional bulk type, the coating is performed while also combining the air jet (air jet) coating to prevent peeling by the difference in coefficient of thermal expansion during coating.
한편, 이상 설명한 바와 같은 방법에 의하여 제조된 NTC 써미스터의 저항-온도 특성을 측정하기 위하여 알루미늄 기판상에 약 0.1mm 정도의 두께로 NTC 피복층을 형성시킨 후 상기 NTC 피복층상에 스퍼터링 증착 공정에 의하여 은(Ag) 성분을 약 6000Å 정도로 적층시켜서 전극을 형성시키며 이 후에 3*3(mm)정도 크기의 정사각형 시편을 준비한다.Meanwhile, in order to measure the resistance-temperature characteristics of the NTC thermistor manufactured by the method described above, an NTC coating layer was formed on the aluminum substrate with a thickness of about 0.1 mm, and then silver was formed by sputtering on the NTC coating layer. The (Ag) component is laminated to about 6000 mV to form an electrode, and then a square specimen having a size of about 3 * 3 (mm) is prepared.
즉, 상기 정사각형 시편에 전류를 통전시킨 상태에서 상기 시편의 온도를 상승시키며 그 결과 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 온도의 증가에 대하여 전기 저항값이 지수 함수적으로 감소함을 알 수 있다.That is, it can be seen that the temperature of the specimen is increased in the state in which current is applied to the square specimen, and as a result, the electrical resistance value decreases exponentially with increasing temperature as shown in FIG. 3.
이사, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.The foregoing description merely illustrates one preferred embodiment of the present invention, and those skilled in the art can make modifications and variations to the present invention without changing the gist of the present invention.
따라서, 본 발명에 따르면, 알루미늄 기판상에 플라즈마 용사기를 사용하여 NTC 피복층을 형성시킴으로서 펀치를 사용하여 원하는 작은 크기의 NTC 써미스터를 생산할 수 있고, 또한 주위 온도 변화에 따른 열용량이 작기 때문에 응답성이 빠르다.Therefore, according to the present invention, by forming an NTC coating layer on the aluminum substrate by using a plasma sprayer, a punch can be used to produce a desired small size NTC thermistor, and the response is fast because the heat capacity of the ambient temperature changes is small. .
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| KR1019950059637A KR0183558B1 (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Method of manufacturing thick film type ntc thermister |
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| KR1019950059637A KR0183558B1 (en) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | Method of manufacturing thick film type ntc thermister |
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| KR970051489A KR970051489A (en) | 1997-07-29 |
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|---|---|---|---|---|
| CN103736688A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 孝感华工高理电子有限公司 | Method for cleaning glass sealed diode structure NTC thermistor |
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1995
- 1995-12-27 KR KR1019950059637A patent/KR0183558B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103736688A (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 孝感华工高理电子有限公司 | Method for cleaning glass sealed diode structure NTC thermistor |
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| KR970051489A (en) | 1997-07-29 |
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