[發明專利]一種快速響應熱敏芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201410371070.8
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104167269B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 柏小海;段兆祥;楊俊;柏琪星;唐黎民;葉建開
• 申請（專利權）人: 廣東愛晟電子科技有限公司
• 主分類號: H01C7/04
• 分類號: H01C7/04
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司44425
• 代理人: 吳靜芝

技術領域

本發明屬于熱敏芯片產品技術領域，特別涉及一種快速響應熱敏芯片及其制作方法。

背景技術

NTC熱敏芯片由于具有冷態電阻大而隨著溫度的上升電阻而逐步減小的特性，廣泛應用于各種溫度探測、溫度補償、溫度控制電路，其在電路中起到將溫度的變量轉化成所需的電子信號的核心作用。

隨著電子技術的發展，各種電子產品進一步實現多功能化和智能化，NTC熱敏芯片在各種需要對溫度進行探測，控制，補償等場合的應用日益增加。由于探溫的靈敏性要求，對熱敏芯片的響應速度提出了越來越高的要求，這便要求熱敏芯片的熱時間常數盡量小。

現有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：

熱敏材料制備－壓錠成型－燒結－切片－清洗烘干－印刷燒滲表面電極－劃切芯片－測試。

上述步驟制得的現有NTC熱敏芯片以下不足之處：

(1)靈敏度低：如圖2所示，NTC熱敏芯片的半導體瓷體1’較厚完全達到外界溫度時需要較長的時間，熱時間常數一般為5.15秒，這種反應速度不能滿足對溫度探測的高靈敏的要求；

(2)可靠性低：由于NTC熱敏芯片的半導體瓷體1’的脆性較強，當芯片的表面電極2’組裝成電阻焊接引線后，會受到外力的作用，震動和受壓時瓷體易產生裂紋以及斷裂；

(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、致密度及燒結氣氛的均勻性、等因素的影響，其阻值R±1％的合格率一般只有50％左右，因此使得精度低，不能較好的響應溫度。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，具體公開一種快速響應高可靠熱敏芯片及其制作方法，該NTC熱敏芯片測溫過程中熱傳導所需時間短，熱時間常數小，靈敏性高，能有效地滿足對溫度探測的高靈敏要求，且可靠性高，電阻值的一致性好合格率高，制作方法簡單，易于實現。

為了克服上述技術目的，本發明是按以下技術方案實現的：

本發明所述的一種快速響應熱敏芯片，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行封端。

作為上述技術的進一步改進，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半導體材料。

本發明還公開了上述快速響應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：在陶瓷基片的表面印刷-燒滲表面電極；

(3)劃切：將上述印刷-燒滲有表面電極的陶瓷基片進行一定尺寸規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行封端；

(5)烘干－燒結；

(6)測試：對批量生產的產品進行逐個測試，將不符合要求的產品分選淘汰。

作為上述技術的進一步改進，所述步驟(1)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。

作為上述技術的更進一步改進，所述步驟(2)的印刷－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印刷獲得均勻一致的電極，在網帶爐中通過設定溫度850℃進行快速燒結，使銀漿或者金漿中的玻璃粉滲透到氧化鋁基片中。

作為上述技術的更進一步改進，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熱敏材料配方和封端厚度來調整大小。

作為上述技術的更進一步改進，所述步驟(5)的烘干-燒結步驟中，用100℃～200℃的溫度進行烘干，再采取燒結溫度曲線：RT-20h-(600℃～700℃)/保溫3-10h－自然降溫，即是使用20小時從室溫升溫達到600℃～700℃溫度后進行保溫3至10小時的燒結，然后自然降溫。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明所述的熱敏芯片，其測溫過程中熱傳導所需時間短，效應速度快，熱時間常數小，靈敏性高，能有效地滿足對溫度探測的高靈敏要求，且可靠性高，電阻值的一致性好，產品合格率高；