一種快速響應(yīng)熱敏芯片及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于熱敏芯片產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開一種快速響應(yīng)熱敏芯片，其包括陶瓷基片，所述陶瓷基片的兩表面印刷燒滲有表面電極，所述陶瓷基片的一端部通過熱敏材料層進(jìn)行封端。該快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其具體步驟是：(1)選用陶瓷基片；(2)印刷－燒滲表面電極；(3)劃切；(4)單頭封端；(5)烘干－燒結(jié)；(6)測(cè)試。該NTC熱敏芯片測(cè)溫過程中熱傳導(dǎo)所需時(shí)間短，熱時(shí)間常數(shù)小，靈敏性高，能有效地滿足對(duì)溫度探測(cè)的高靈敏要求，且可靠性高，電阻值的一致性好，芯片產(chǎn)品合格率高，制作方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種快速響應(yīng)熱敏芯片及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱敏芯片產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種快速響應(yīng)熱敏芯片及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]NTC熱敏芯片由于具有冷態(tài)電阻大而隨著溫度的上升電阻而逐步減小的特性，廣泛應(yīng)用于各種溫度探測(cè)、溫度補(bǔ)償、溫度控制電路，其在電路中起到將溫度的變量轉(zhuǎn)化成所需的電子信號(hào)的核心作用。
[0003]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多功能化和智能化，NTC熱敏芯片在各種需要對(duì)溫度進(jìn)行探測(cè)，控制，補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合的應(yīng)用日益增加。由于探溫的靈敏性要求，對(duì)熱敏芯片的響應(yīng)速度提出了越來越高的要求，這便要求熱敏芯片的熱時(shí)間常數(shù)盡量小。
[0004]現(xiàn)有NTC熱敏芯片采用的制作方法，如圖1、圖2所示，其具體步驟是:
[0005]熱敏材料制備一壓錠成型一燒結(jié)一切片一清洗烘干一印刷燒滲表面電極一劃切芯片一測(cè)試。
[0006]上述步驟制得的現(xiàn)有NTC熱敏芯片以下不足之處:
[0007](I)靈敏度低:如圖2所示，NTC熱敏芯片的半導(dǎo)體瓷體I’較厚完全達(dá)到外界溫度時(shí)需要較長的時(shí)間，熱時(shí)間常數(shù)一般為5.15秒，這種反應(yīng)速度不能滿足對(duì)溫度探測(cè)的高靈敏的要求；
[0008](2)可靠性低:由于NTC熱敏芯片的半導(dǎo)體瓷體I’的脆性較強(qiáng)，當(dāng)芯片的表面電極2’組裝成電阻焊接引線后，會(huì)受到外力的作用，震動(dòng)和受壓時(shí)瓷體易產(chǎn)生裂紋以及斷裂；
[0009](3)精度低:由于NTC瓷體壓錠成型的錠子有一定的厚度，其中間和邊上受材料分散性、致密度及燒結(jié)氣氛的均勻性、等因素的影響，其阻值R± I %的合格率一般只有50 %左右，因此使得精度低，不能較好的響應(yīng)溫度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，具體公開一種快速響應(yīng)高可靠熱敏芯片及其制作方法，該NTC熱敏芯片測(cè)溫過程中熱傳導(dǎo)所需時(shí)間短，熱時(shí)間常數(shù)小，靈敏性高，能有效地滿足對(duì)溫度探測(cè)的高靈敏要求，且可靠性高，電阻值的一致性好合格率高，制作方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0011]為了克服上述技術(shù)目的，本發(fā)明是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]本發(fā)明所述的一種快速響應(yīng)熱敏芯片，包括陶瓷基片，所述陶瓷基片的兩表面印刷燒滲有表面電極，所述陶瓷基片的一端部通過熱敏材料層進(jìn)行封端。
[0013]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陶瓷基片為氧化鋁基片。
[0014]所述熱敏材料是由氧化錳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳等多種氧化物中至少兩種或兩種以上氧化物按一定比例所配制而成的NTC半導(dǎo)體材料。
[0015]本發(fā)明還公開了上述快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其具體步驟是:
[0016](I)選用陶瓷基片；
[0017](2)印刷一燒滲表面電極:在陶瓷基片的表面印刷-燒滲表面電極；
[0018](3)劃切:將上述印刷-燒滲有表面電極的陶瓷基片進(jìn)行一定尺寸規(guī)格的劃切成小陶瓷基片；
[0019](4)單頭封端:在上述小片的陶瓷基片的一端部通過熱敏材料進(jìn)行封端；
[0020](5)烘干一燒結(jié)；
[0021](6)測(cè)試:對(duì)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行逐個(gè)測(cè)試，將不符合要求的產(chǎn)品分選淘汰。
[0022]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(I)中陶瓷基片為氧化鋁基片，所述氧化鋁基片的厚度范圍為0.1?0.2mm。
[0023]作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(2)的印刷一燒滲表面電極中，采用銀漿或者金漿在陶瓷基片的上下兩面通過絲網(wǎng)印刷獲得均勻一致的電極，在網(wǎng)帶爐中通過設(shè)定溫度850°C進(jìn)行快速燒結(jié)，使銀漿或者金漿中的玻璃粉滲透到氧化鋁基片中。
[0024]作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(4)的單頭封端的步驟中，采用流延封端的工藝封端:首先，將劃切好的小氧化鋁片用篩板整齊的排板，將芯片的一端整齊的粘在玻璃板上；
[0025]其次，將熱敏材料做成漿料使用流延的方法將漿料流平；
[0026]最后,使用封端機(jī)封端,使小氧化招片的一端均勻的粘上2?3mm熱敏材料,其中熱敏芯片的電阻值可根據(jù)熱敏材料配方和封端厚度來調(diào)整大小。
[0027]作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(5)的烘干-燒結(jié)步驟中，用100°C?200°C的溫度進(jìn)行烘干，再采取燒結(jié)溫度曲線:RT-20h-(600°C?700°C )/保溫3_10h —自然降溫，即是使用20小時(shí)從室溫升溫達(dá)到600°C?700°C溫度后進(jìn)行保溫3至10小時(shí)的燒結(jié)，然后自然降溫。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0029](I)本發(fā)明所述的熱敏芯片，其測(cè)溫過程中熱傳導(dǎo)所需時(shí)間短，效應(yīng)速度快，熱時(shí)間常數(shù)小，靈敏性高，能有效地滿足對(duì)溫度探測(cè)的高靈敏要求，且可靠性高，電阻值的一致性好，產(chǎn)品合格率高；
[0030](2)本發(fā)明所述的熱敏閑篇，其自身機(jī)械強(qiáng)度大大提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說明:
[0032]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中熱敏芯片制作流程示意圖；
[0033]圖2是現(xiàn)有技術(shù)熱敏芯片結(jié)構(gòu)不意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明所述的熱敏芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4a?4f是本發(fā)明所述的分熱敏芯片制作流程結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖3所示，本發(fā)明所述的一種快速響應(yīng)熱敏芯片10，包括陶瓷基片1，所述陶瓷基片I的兩表面印刷燒滲有表面電極2，所述陶瓷基片I的一端部通過熱敏材料層3進(jìn)行封端，所述陶瓷基片為氧化鋁基片，所述熱敏材料是由氧化錳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳等多種氧化物中至少兩種或兩種以上氧化物按一定比例所配制而成的NTC半導(dǎo)體材料。
[0037]本發(fā)明還公開了上述快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其具體步驟是:
[0038](I)選用陶瓷基片1:如圖4a所示，選用厚度為0.1?0.2mm的氧化鋁材質(zhì)的陶瓷基片1，其特點(diǎn)硬度高，耐磨性強(qiáng)，可在1600度高溫下長期使用，絕緣性和腐蝕性強(qiáng)。
[0039](2)印刷一燒滲表面電極:如圖4b所示，在陶瓷基片I的表面印刷-燒滲表面電極2，具體是采用銀漿或者金漿在陶瓷基片I的上下兩面通過絲網(wǎng)印刷獲得均勻一致的表面電極2，在網(wǎng)帶爐中通過設(shè)定溫度850°C快速燒結(jié)，使銀漿或者金漿中的玻璃粉滲透到陶瓷基片I中，這樣可以是表面電極2與陶瓷基片牢牢的結(jié)合在一起；
[0040](3)劃切:如圖4c所示，將上述印刷-燒滲有表面電極2的陶瓷基片I進(jìn)行一定尺寸規(guī)格的劃切成小陶瓷基片；
[0041](4)單頭封端:如圖4d所示，在上述小片的陶瓷基片I的一端部通過熱敏材料3進(jìn)行封端，具體是采用流延封端的工藝進(jìn)行封端:
[0042]首先，將劃切好的小陶瓷基片I用篩板20整齊的排板，將其一端整齊的粘在玻璃板30上；
[0043]其次，將熱敏材料做成漿料使用流延的方法將漿料流平；
[0044]最后,使用封端機(jī)封端,使小陶瓷基片I的一端均勻的粘上2?3mm熱敏材料3,從而值得本發(fā)明所述的熱敏芯片10，其中熱敏芯片10的電阻值可根據(jù)熱敏材料配方和封端厚度來調(diào)整大小。
[0045](5)烘干一燒結(jié):如圖4e所示，先將上述封端上熱敏材料的熱敏芯片10擺放整齊，用用100°C?200°C的溫度進(jìn)行烘干，再采取燒結(jié)曲線:RT-20h-600°C?700°C /保溫3-10h-自然降溫，即是使用20小時(shí)從室溫升溫達(dá)到600°C溫度后進(jìn)行保溫3至10小時(shí)的燒結(jié)，然后自然降溫。
[0046](6)測(cè)試:如圖4f所示，對(duì)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行逐個(gè)測(cè)試，將不符合要求的產(chǎn)品分選淘汰。
[0047]通過本發(fā)明制作的快速響應(yīng)熱敏芯片的熱時(shí)間常數(shù)和壓力測(cè)試，與現(xiàn)有NTC熱敏芯片對(duì)比:(以5ΚΩ為例)
[0048]

【權(quán)利要求】
1.一種快速響應(yīng)熱敏芯片，其特征在于:包括陶瓷基片，所述陶瓷基片的兩表面印刷燒滲有表面電極，所述陶瓷基片的一端部通過熱敏材料層進(jìn)行封端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)熱敏芯片，其特征在于:所述陶瓷基片為氧化鋁基片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)熱敏芯片，其特征在于:所述熱敏材料是由氧化錳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鎳等多種氧化物中至少兩種或兩種以上氧化物按一定比例所配制而成的NTC半導(dǎo)體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其具體步驟是: (1)選用陶瓷基片； (2)印刷一燒滲表面電極:在陶瓷基片的表面印刷-燒滲表面電極； (3)劃切:將上述印刷一燒滲有表面電極的陶瓷基片進(jìn)行一定尺寸規(guī)格的劃切成小陶瓷基片; (4)單頭封端:在上述小片的陶瓷基片的一端部通過熱敏材料進(jìn)行封端； (5)烘干一燒結(jié)； (6)測(cè)試:對(duì)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行逐個(gè)測(cè)試，將不符合要求的產(chǎn)品分選淘汰。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其特征在于: 所述步驟(I)中陶瓷基片為氧化鋁基片，所述氧化鋁基片的厚度范圍為0.1?0.2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其特征在于:所述步驟(2)的印刷一燒滲表面電極中，采用銀漿或者金漿在陶瓷基片的上下兩面通過絲網(wǎng)印刷獲得均勻一致的電極，在網(wǎng)帶爐中通過設(shè)定溫度850°C進(jìn)行快速燒結(jié)，使銀漿或者金漿中的玻璃粉滲透到氧化鋁基片中。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其特征在于:所述步驟(4)的單頭封端的步驟中，采用流延封端的工藝封端: 首先，將劃切好的小氧化鋁片用篩板整齊的排板，將芯片的一端整齊的粘在玻璃板上; 其次，將熱敏材料做成漿料使用流延的方法將漿料流平； 最后，使用封端機(jī)封端，使小氧化鋁片的一端均勻的粘上2?3mm熱敏材料，其中熱敏芯片的電阻值可根據(jù)熱敏材料配方和封端厚度來調(diào)整大小。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速響應(yīng)熱敏芯片的制作方法，其特征在于:所述步驟(5)的烘干-燒結(jié)步驟中，用100°C?200°C的溫度進(jìn)行烘干，再采取燒結(jié)溫度曲線:RT-20h-(600°C?700°C )/保溫3_10h —自然降溫，即是使用20小時(shí)從室溫升溫達(dá)到600°C?700°C溫度后進(jìn)行保溫3至10小時(shí)的燒結(jié)，然后自然降溫。
【文檔編號(hào)】H01C7/04GK104167269SQ201410371070
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】柏小海, 段兆祥, 楊俊 , 柏琪星, 唐黎民, 葉建開 申請(qǐng)人:肇慶愛晟電子科技有限公司