[發明專利]一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層及其制備方法

有效

• 申請號: 201710872126.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107731434B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 汪洋
• 申請（專利權）人: 江蘇時恒電子科技有限公司
• 主分類號: H01C1/148
• 分類號: H01C1/148;H01C7/04;H01C17/28;C23C14/18;C23C14/35
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層及其制備方法。所述多功能防護膜層主要成分包括脂松香和十二烷基硫醇。所述制備方法步驟包括：對陶瓷基體進行刻蝕、清洗、干燥；在陶瓷基體上采用射頻磁控濺射制備銅薄膜作為電極；將制備的銅電極置于膠體溶液中進行靜電化處理，并用去離子水清洗；將處理后的銅電極迅速轉移到磁力攪拌的混合溶液中浸鍍膜層，然后取出靜置；用丙酮對銅電極進行淋洗，并在熱風中干燥，最后制得多功能防護膜層。本發明通過在銅電極上制備多功能防護膜層不僅防止銅電極氧化，而且為焊接引腳提供助焊作用，降低材料和生產工藝成本。

技術領域

本發明屬于電極材料領域，具體涉及一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層及其制備方法。

背景技術

負電阻溫度系數(簡稱NTC)熱敏電阻具有互換性好、測量精度高、穩定性強、熱惰性小、使用壽命長、安裝體積小等特點，被廣泛應用于溫度測量、溫度監控、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。熱敏電阻電極的可靠性直接影響到器件工作穩定性，由于Ag導電導熱能力強、抗氧化性能好，附著牢固，在Ag表面可直接焊接等優點，因此目前制備電極的方法基本上采用絲網印刷銀漿后燒結處理得到Ag電極。然而Ag屬于貴金屬，Ag與氧化物陶瓷基體長時間作用會產生互擴散降低熱敏電阻的性能。采用銅替代Ag可降低成本，同時在銅電極和陶瓷基體之間較容易制備阻擋層消除互擴散作用對熱敏電阻性能的影響。

周東祥教授等報道了化學鍍法制備與熱敏電阻形成良好歐姆接觸銅電極(Sensors and Actuators A 101(2002):123)。劉炳泗等也報道了熱敏電阻表面局部化學鍍制備良好歐姆接觸銅電極方法(CN101429655A)。但是在生產中銅電極長時間放置，特別在潮濕環境中放置，較容易被氧化變色而影響電極的焊接性及電學性能。對純銅防氧化性使用較多的是利用有機試劑在銅表面形成一層防氧化膜，羅正貴等研究了銅表面十二硫醇單層膜抗氧化腐蝕研究，但這些膜層對其焊接性能有較大影響(Surf.Technol.1979,9:235)。也有使用鉻酸鹽或鉻酸溶液進行鈍化處理達到防氧化目的，鈍化過程中加入硫酸加速材料表面腐蝕而形成鈍化膜，在鈍化處理后材料表面的外觀易改變，成膜顏色深，也不利于焊接(腐蝕科學與防護技術.2004,16:137-140)。

發明內容

本發明的目的在于解決銅電極在生產中長時間放置的氧化問題，同時提高銅電極的焊接性能，降低成本，現提出一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層及其制備方法，通過在陽離子聚二烯基丙二甲基氯化銨(PDDA)聚合物處理后使得銅電極表面帶正電荷，利用相似相溶原則，松香和十二烷基硫醇都溶解于乙醇中，通過靜電吸附十二烷基硫醇中帶負電荷的硫離子實現自組裝成膜，從而隔絕空氣，并在適宜的溫度下分解，形成熔焊劑。

本發明通過如下技術方案予以實現：

一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層，主要成分包括脂松香和十二烷基硫醇。

一種熱敏電阻銅電極多功能防護膜層的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)對半導體熱敏電阻陶瓷基體進行刻蝕、清洗、干燥；

步驟2)在步驟1)所述的陶瓷基體上采用射頻磁控濺射制備銅薄膜作為電極；

步驟3)將步驟2)制備的銅電極置于膠體溶液中進行靜電化處理5～15min，并用去離子水清洗；

步驟4)將經步驟3)處理后的銅電極迅速轉移到磁力攪拌的混合溶液中浸鍍膜層，時間5～30min，然后取出靜置1h，在銅電極表面制備出0.2～1.0μm厚的多功能膜層；

步驟5)用丙酮對經步驟4)處理的銅電極進行淋洗，50～70℃熱風中干燥5～15min，制得多功能防護膜層。

優選的，步驟1)所述對半導體熱敏電阻陶瓷基體進行處理的方法如下：將基體先用0.05M HF刻蝕1～5min，再依次用鹽酸溶液和氨水溶液超聲清洗5～10min，最后用去離子水清洗、干燥。