專利名稱：表面貼裝高精度大功率ntc熱敏電阻及其制作方法
表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻及其制作方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電子元器件技術(shù)領(lǐng)域。具體公開(kāi)表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻 及其制作方法。
背景技術(shù)：
功率型NTC熱敏電阻由于具有冷態(tài)電阻大而隨著溫度的上升電阻逐步減小的特 性。在電路中利用其這一特性起到抑制浪涌電流的作用，有效的保護(hù)二級(jí)電路免受大電流 的破壞。
現(xiàn)有功率型NTC熱敏電阻采用的是引線設(shè)計(jì)，如

圖1所示，該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將圓片 式NTC芯片10焊接上引線20后采用絕緣包封層30將圓片NTC芯片10包封在其中。該種 圓片型功率型NTC熱敏電阻有三個(gè)較大的不足之處
(1)由于引線結(jié)構(gòu)造成生產(chǎn)安裝效率低、且可靠性不高；
(2)由于圓片式NTC芯片10置于較厚的絕緣包封層30的內(nèi)部，絕緣包封層30 — 般是環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂，其導(dǎo)熱性差，散熱效果不佳。而功率型NTC熱敏電阻在工作中， 浪涌電流沖擊下其瞬間耗散的功率非常大，這就產(chǎn)生了大量的熱量需要在盡量短的時(shí)間內(nèi) 發(fā)散出去，然而由于絕緣包封層30不可能太薄，這便造成了現(xiàn)有的引線型功率NTC熱敏電 阻承受電流的能力大大降低；
(3)精度低。由于圓片個(gè)體受材料分散性、致密度及燒結(jié)氣氛的均勻性、等因素的 影響，其電阻值R士 5 %的合格率一般只有50 %，從而使得NTC熱敏電阻的精度低。
功率型NTC熱敏電阻長(zhǎng)期以來(lái)未能片式化的難點(diǎn)在于其承受的功率大、電流通流 量大，采用MLCC方式的內(nèi)置式介質(zhì)層設(shè)計(jì)無(wú)法解決介質(zhì)的散熱問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種表面貼裝高精度大功率NTC 熱敏電阻及其制作方法，該NTC熱敏電阻所承受的功率較大，精度高，阻值合格率高，散熱 性好，電流通流能力強(qiáng)，可靠性好。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明中，所述表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻，其包括片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏 陶瓷介質(zhì)，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的上下兩表面由內(nèi)至外設(shè)有片式表面電極和薄的玻璃包 封層，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的前后側(cè)面也設(shè)有玻璃包封層，所述片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏陶瓷 介質(zhì)的兩端面設(shè)有端電極。
在本發(fā)明中，所述表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其具體步驟 是
(1)基片制備進(jìn)行NTC熱敏陶瓷基片制作；
(2)印刷/燒滲表面電極在NTC熱敏陶瓷基片的表面印刷電極并將電極燒滲至 表面；
(3)NTC熱敏陶瓷基片的表面玻璃封裝在印刷/燒滲電極后的NTC熱敏陶瓷基片 上下表面涂覆玻璃，并進(jìn)行玻璃燒結(jié)；
(4)寬長(zhǎng)條劃切對(duì)NTC熱敏陶瓷介質(zhì)進(jìn)行寬長(zhǎng)條劃切，形成上下有錯(cuò)位電極的 NTC熱敏電阻條；
(5)電阻率測(cè)試對(duì)劃切后的涂覆有玻璃的NTC熱敏電阻條進(jìn)行電阻類別測(cè)試，計(jì) 算所需電阻值的芯片所需的劃片尺寸大??；
(6)劃片按照電阻率測(cè)試所計(jì)算的尺寸精確將寬長(zhǎng)條的NTC熱敏陶瓷基片劃切 成片狀，以獲得單個(gè)具有上下交錯(cuò)電極的NTC熱敏電阻片；
(7)NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆對(duì)劃片后的NTC熱敏電阻片未涂覆玻璃包封 層的側(cè)面涂覆玻璃漿料形成玻璃包封層，并將NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆層進(jìn)行玻璃燒結(jié)；
(8)上端電極采用封裝設(shè)備在NTC熱敏電阻片的兩端涂覆上端電極漿料并進(jìn)行 燒滲；
(9)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。
作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(I)NTC熱敏陶瓷基片制作方法為方錠等 靜壓成型法其制作步驟是
A.將制備好的NTC熱敏陶瓷粉料至于橡膠模具中，松裝，振實(shí)；
B.置于等靜壓機(jī)中，采用300 400Mpa的壓強(qiáng)壓30分鐘，釋壓，從模具中取出制 得陶瓷錠；
C.切片根據(jù)NTC熱敏電阻器設(shè)計(jì)的需要，采用內(nèi)圓切割機(jī)切割燒結(jié)后的壓敏電 阻陶瓷錠至所需厚度的NTC熱敏陶瓷基片。
當(dāng)然，上述步驟(I)NTC熱敏陶瓷基片制作方法還可以為流延燒結(jié)法具體是將制 備好的NTC熱敏陶瓷粉料按瓷粉PVB黏合劑有機(jī)溶劑=100 40 60的重量配比配 置，并將混合后的混合物置于球磨罐中球磨20小時(shí)，將漿料采用干法流延制成50 μ m的膜 片，在疊壓成500 5000 μ m所需厚度的生胚基片，通過(guò)排膠_燒結(jié)制成NTC熱敏陶瓷基片， 所述PVB黏合劑為B-76PVB黏合劑，所述有機(jī)溶劑是丁酮。
作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(3)中NTC熱敏陶瓷基片上下表面涂覆 玻璃的過(guò)程具體是在NTC熱敏陶瓷基片上下表面采用噴涂法或印刷法涂覆上一層10 50 μ m的玻璃，然后玻璃燒結(jié)，獲得在上下兩面涂敷上一層厚度為10 30微米的致密玻璃 包封層的功能NTC熱敏陶瓷基片。
作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(4)寬長(zhǎng)條劃切過(guò)程具體是采用外圓 切割機(jī)將基片切成條狀，長(zhǎng)條的寬度等于所需制備的片式元件的長(zhǎng)度，這時(shí)NTC熱敏電阻 條上下兩表面玻璃包封層覆蓋。
作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(6)的劃片過(guò)程是在測(cè)試寬長(zhǎng)條的電 氣性能后將寬長(zhǎng)條劃切成所需電氣性能的片式元件方片，在將方片的兩端對(duì)齊連接排列于 膠粘紙上，根據(jù)膠粘紙的尺寸多排排列。
作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(7)中NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆 及玻璃燒結(jié)的具體步驟是首先，將排列好整板片式元件的載板由一側(cè)面向另一側(cè)面方向 運(yùn)動(dòng)，將玻璃粉料、膠粘劑和溶劑材料配制后球磨好的玻璃漿料從噴槍均勻霧化噴出，控制噴槍的壓力、漿料的黏度和載板的運(yùn)動(dòng)速度得到所需厚度玻璃涂敷層；噴涂完其中一側(cè)面 后，將載板反轉(zhuǎn)180度，載板由該側(cè)面向另一側(cè)面方向運(yùn)動(dòng)，同樣控制噴槍的壓力、漿料的 黏度和載板的運(yùn)動(dòng)速度可以在該側(cè)面獲得所需厚度玻璃涂敷層；將NTC熱敏電阻片兩個(gè)側(cè) 面都完成玻璃涂敷后的整板片式元件在烘箱中再采取適當(dāng)?shù)臏囟群蜁r(shí)間烘烤干燥，最后將 其全部取下；將涂敷好玻璃漿料的片式元件采用網(wǎng)帶式燒結(jié)爐或箱式爐燒結(jié)玻璃，使側(cè)面 玻璃層形成致密的玻璃保護(hù)層，玻璃包封層的厚度控制在10 30微米厚。
作為上述技術(shù)的更進(jìn)一步改進(jìn)，上述步驟(8)中上端電極的具體步驟是將多層 壓敏電阻器芯片采用浸漬的方法，在芯片的兩端均勻涂上端電極漿料并采用電極金屬還原 工藝將端電極漿料燒結(jié)，再在端電極表面采用化學(xué)電鍍的方法電鍍上一層M及一層Sn。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明所述的片式表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻(以10Ω芯片尺寸 12X 12mm為例)與現(xiàn)有引線型功率型NTC熱敏電阻(以10 Ω圓片直徑13mm為例)對(duì)比
表一
權(quán)利要求
1.表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻，其特征在于包括片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏陶瓷 介質(zhì)，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的上下兩表面由內(nèi)至外設(shè)有片式表面電極和薄的玻璃包封 層，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的前后側(cè)面也設(shè)有玻璃包封層，所述片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏陶瓷介 質(zhì)的兩端面設(shè)有端電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其具體步 驟是(1)基片制備進(jìn)行NTC熱敏陶瓷基片制作；(2)印刷/燒滲表面電極在NTC熱敏陶瓷基片的表面印刷電極并將電極燒滲至表面；(3)NTC熱敏陶瓷基片的表面玻璃封裝在印刷/燒滲電極后的NTC熱敏陶瓷基片上下 表面涂覆玻璃，并進(jìn)行玻璃燒結(jié)；(4)寬長(zhǎng)條劃切對(duì)NTC熱敏陶瓷介質(zhì)進(jìn)行寬長(zhǎng)條劃切，形成上下有錯(cuò)位電極的NTC熱 敏電阻條；(5)電阻率測(cè)試對(duì)劃切后的涂覆有玻璃的NTC熱敏電阻條進(jìn)行電阻類別測(cè)試，計(jì)算所 需電阻值的芯片所需的劃片尺寸大小；(6)劃片按照電阻率測(cè)試所計(jì)算的尺寸精確將寬長(zhǎng)條的NTC熱敏陶瓷基片劃切成片 狀，以獲得單個(gè)具有上下交錯(cuò)電極的NTC熱敏電阻片；(7)NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆對(duì)劃片后的NTC熱敏電阻片未涂覆玻璃包封層 的側(cè)面涂覆玻璃漿料形成玻璃包封層，并將NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆層進(jìn)行玻璃燒 結(jié)；(8)上端電極采用封裝設(shè)備在NTC熱敏電阻片的兩端涂覆上端電極漿料并進(jìn)行燒滲；(9)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟(I)NTC熱敏陶瓷基片制作方法為方錠等靜壓成型法其制作步驟是A.將制備好的NTC熱敏陶瓷粉料至于橡膠模具中，松裝，振實(shí)；B.置于等靜壓機(jī)中，采用300 400Mpa的壓強(qiáng)壓30分鐘，釋壓，從模具中取出制得陶 瓷,定；C.切片根據(jù)NTC熱敏電阻器設(shè)計(jì)的需要，采用內(nèi)圓切割機(jī)切割燒結(jié)后的壓敏電阻陶 瓷錠至所需厚度的NTC熱敏陶瓷基片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟(I)NTC熱敏陶瓷基片制作方法為流延燒結(jié)法將制備好的NTC熱敏陶瓷粉料 按瓷粉PVB黏合劑有機(jī)溶劑=100 40 60的重量配比配置，并將混合后的混合物置 于球磨罐中球磨20小時(shí)，將漿料采用干法流延制成50 μ m的膜片，在疊壓成500 5000 μ m 所需厚度的生胚基片，通過(guò)排膠-燒結(jié)制成NTC熱敏陶瓷基片，所述PVB黏合劑為B-76PVB 黏合劑，所述有機(jī)溶劑是丁酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟C3)中NTC熱敏陶瓷基片上下表面涂覆玻璃的過(guò)程具體是在NTC熱敏陶瓷基 片上下表面采用噴涂法或印刷法涂覆上一層10 50 μ m的玻璃，然后玻璃燒結(jié)，獲得在上 下兩面涂敷上一層厚度為10 30微米的致密玻璃包封層的功能NTC熱敏陶瓷基片。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在于 上述步驟(4)寬長(zhǎng)條劃切過(guò)程具體是采用外圓切割機(jī)將基片切成條狀，長(zhǎng)條的寬度等于所需制備的片式元件的長(zhǎng)度，這時(shí)NTC熱敏電阻條上下兩表面玻璃包封層覆蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟(6)的劃片過(guò)程是在測(cè)試寬長(zhǎng)條的電氣性能后將寬長(zhǎng)條劃切成所需電氣性 能的片式元件方片，在將方片的兩端對(duì)齊連接排列于膠粘紙上，根據(jù)膠粘紙的尺寸多排排 列。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟(7)中NTC熱敏電阻片的側(cè)面玻璃涂覆及玻璃燒結(jié)的具體步驟是首先，將排列好整板片式元件的載板由一側(cè)面向另一側(cè)面方向運(yùn)動(dòng)，將玻璃粉料、膠粘 劑和溶劑材料配制后球磨好的玻璃漿料從噴槍均勻霧化噴出，控制噴槍的壓力、漿料的黏 度和載板的運(yùn)動(dòng)速度得到所需厚度玻璃涂敷層；噴涂完其中一側(cè)面后，將載板反轉(zhuǎn)180度，載板由該側(cè)面向另一側(cè)面方向運(yùn)動(dòng)，同樣控 制噴槍的壓力、漿料的黏度和載板的運(yùn)動(dòng)速度可以在該側(cè)面獲得所需厚度玻璃涂敷層；將NTC熱敏電阻片兩個(gè)側(cè)面都完成玻璃涂敷后的整板片式元件在烘箱中再采取適當(dāng) 的溫度和時(shí)間烘烤干燥，最后將其全部取下；將涂敷好玻璃漿料的片式元件采用網(wǎng)帶式燒結(jié)爐或箱式爐燒結(jié)玻璃，使側(cè)面玻璃層形 成致密的玻璃保護(hù)層，玻璃包封層的厚度控制在10 30微米厚。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻的制作方法，其特征在 于上述步驟(8)中上端電極的具體步驟是將多層壓敏電阻器芯片采用浸漬的方法，在芯 片的兩端均勻涂上端電極漿料并采用電極金屬還原工藝將端電極漿料燒結(jié)，再在端電極表 面采用化學(xué)電鍍的方法電鍍上一層Ni及一層Sn。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子元器件技術(shù)領(lǐng)域。具體公開(kāi)表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻及其制作方法。該表面貼裝高精度大功率NTC熱敏電阻，包括片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏陶瓷介質(zhì)，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的上下兩表面由內(nèi)至外設(shè)有片式表面電極和薄的玻璃包封層，所述NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的前后側(cè)面也設(shè)有玻璃包封層，所述片式結(jié)構(gòu)的NTC熱敏陶瓷介質(zhì)的兩端面設(shè)有端電極。該NTC熱敏電阻所承受的功率較大，精度高，阻值合格率高，散熱性好，電流通流能力強(qiáng)，可靠性好。
文檔編號(hào)H01C1/142GK102034580SQ20101052962
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者葉建開(kāi), 唐黎明, 楊俊 , 柏琪星, 段兆祥, 黃亞桃 申請(qǐng)人:肇慶愛(ài)晟電子科技有限公司