一种ntc热敏电阻芯片材料、芯片、电阻、传感器及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热敏电阻领域，特别涉及一种NTC热敏电阻芯片材料、芯片、电阻、传 感器及制备方法。
【背景技术】
[0002] 热敏电阻是一类对温度敏感的元件，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻 (PositiveTemperatureCoefficient，PTC热敏电阻）和负温度系数热敏电阻（Negative TemperatureCoefficient，NTC热敏电阻）。具体地，PTC热敏电阻的电阻值随着温度升高 而增大，NTC热敏电阻的电阻值随着温度升高而减小。其中，NTC热敏电阻由于具有灵敏度 高、温度特性波动小、对温度变化响应速度快等优点，被广泛应用于冰箱、空调、微波炉、医 疗仪器、汽车测温、火灾报警等领域。NTC热敏电阻一般包括NTC热敏电阻芯片，以及与该 NTC热敏电阻芯片固接的一对电极。其中，NTC热敏电阻芯片对NTC热敏电阻的性能具有重 要的影响。
[0003] 现有技术通常采用两种或两种以上锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等金属的氧化物作为 NTC热敏电阻芯片材料，通过将其充分混合、成型、烧结，制备得到NTC热敏电阻芯片。然后 将该NTC热敏电阻芯片固接一对电极，制备得到NTC热敏电阻。
[0004] 发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005] 在反复通过电流的情况下，现有技术提供的NTC热敏电阻芯片易被电流击穿或产 生老化漂移，从而其使用寿命降低。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种耐电流冲击效果好、使用寿 命长的NTC热敏电阻芯片材料、芯片、电阻、传感器及制备方法。具体技术方案如下：
[0007] 第一方面，本发明实施例提供了一种NTC热敏电阻芯片材料，包括以下重量份的 组分：Mn304 550-570 份、C〇203 55-65 份、NiO690-710 份、Fe203 790-810 份，所述组分均为 粒径小于等于500nm的纳米颗粒，且所述组分的纯度均大于等于99%。
[0008] 具体地，作为优选，所述NTC热敏电阻芯片材料包括以下重量份的组分：Mn304560 份、C〇203 60 份、NiO700 份、Fe203 800 份。
[0009] 第二方面，本发明实施例还提供了一种NTC热敏电阻芯片，由所述的NTC热敏电阻 芯片材料制备得到。
[0010] 第三方面，本发明实施例还提供了一种NTC热敏电阻，包括所述的NTC热敏电阻芯 片。
[0011] 第四方面，本发明实施例还提供了一种温度传感器，包括所述的NTC热敏电阻。
[0012] 第五方面，本发明实施例还提供了一种利用所述的NTC热敏电阻芯片材料制备 NTC热敏电阻芯片的方法，包括：
[0013] 步骤a、将上述NTC热敏电阻芯片材料混合、球磨后进行焙烧脱水，得到干燥的球 磨原料；
[0014] 步骤b、将所述干燥的球磨原料与粘合剂混合均匀，得到芯片浆料；
[0015] 步骤c、将所述芯片浆料压制成薄片，并对所述薄片进行焙烧，然后对焙烧后的所 述薄片进行两面打磨，得到坯片；
[0016] 步骤d、在1280-1300°C的温度下对所述坯片进行烧结，得到NTC热敏电阻芯片。
[0017] 具体地，作为优选，所述步骤b中，所述粘合剂为苯二甲酸正丁酯和白乳胶，且所 述苯二甲酸正丁酯的重量为所述干燥的球磨原料的重量的4%，所述白乳胶的重量为所述 干燥的球磨原料的重量的1. 5%。
[0018] 具体地，作为优选，所述步骤c中，通过第一次冲压、第一次晾干、第二次冲压、第 二次晾干、第三次冲压、焙烧、第四次冲压的工序将所述芯片浆料压制成厚度为〇. 52mm的 薄片。
[0019] 进一步地，第六方面，本发明实施例提供了一种利用所述的NTC热敏电阻芯片制 备NTC热敏电阻的方法，包括：在所述的NTC热敏电阻芯片的两面涂覆稀释的银浆，经烘干、 烧结、切片、焊接引线，得到NTC热敏电阻。
[0020] 更进一步地，所述方法还包括：采用环氧树脂胶粉对所述NTC热敏电阻进行环氧 树脂封装。
[0021] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0022] 本发明实施例提供的NTC热敏电阻芯片材料，包括以下重量份的组分：Mn304 550-570份、C〇203 55-65份、NiO690-710份、Fe203 790-810份，以上各组分均为粒径小于 等于500nm的纳米颗粒，且各组分的纯度均大于等于99%。通过上述各组分的协同复配作 用，利用本发明实施例提供的NTC热敏电阻芯片材料制成的NTC热敏电阻芯片比具有相同B 值的NTC热敏电阻芯片更厚，从而便于对其进行双面打磨，确保其表面的光滑性和一致性， 防止该NTC热敏电阻芯片在长期工作过程中发生性能变化导致阻值漂移，使其使用5年后， 阻值漂移不超过1%，使用10年后，阻值漂移不超过3%。同时，由于所制备的NTC热敏电 阻芯片厚度增加，使得该NTC热敏电阻芯片可耐20mA的电流，且在反复通过电流时不易被 击穿，有效延长其使用寿命。
【附图说明】
[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0024]图1是本发明实施例提供的涂覆有银浆的NTC热敏电阻芯片的结构示意图；
[0025] 图2是本发明又一实施例提供的NTC热敏电阻的结构示意图；
[0026]图3是本发明又一实施例提供的环氧树脂封装的NTC热敏电阻的结构示意图。
[0027] 附图标记：
[0028] 1涂覆有银浆的NTC热敏电阻芯片；
[0029] 2 引线；
[0030] 3环氧树脂包覆层。
【具体实施方式】
[0031] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0032]NTC热敏电阻的电阻率、使用寿命与其组分及各组分的比例、烧结气氛、烧结温度 和结构状态等相关。目前许多厂家一味追求NTC热敏电阻的精度、灵敏度、漂移值等常规性 能，而忽略了其使用寿命。然而，使用寿命是NTC热敏电阻的一个重要性能，与精度、灵敏度 等其他参数存在辩证关系。只有在保证其使用寿命的条件下，NTC热敏电阻的精度、灵敏度、 漂移值等常规性能才能稳定发挥。针对上述问题，本发明实施例提供了一种NTC热敏电阻 芯片材料。
[0033] 第一方面，本发明实施例提供了一种NTC热敏电阻芯片材料，包括以下重量份的 组分：Mn304 550-570 份、C〇203 55-65 份、NiO690-710 份、Fe203 790-810 份，以上各组分 均为粒径小于等于500nm的纳米颗粒，且各组分的纯度均大于等于99%，优选大于等于 99. 9%〇
[0034] 本发明实施例提供的NTC热敏电阻芯片材料，通过上述各组分的协同复配作用， 所制成的NTC热敏电阻芯片比具有相同B值的NTC热敏电阻芯片更厚，从而便于对其进行 双面打磨，确保其表面的光滑性和一致性，防止电阻在长期工作过程中发生性能变化导致 阻值漂移，其使用5年后，阻值漂移不超过1 %，使用10年后，阻值漂移不超过3%。同时，由 于所制备的NTC热敏电阻芯片厚度增加，使得该芯片可耐20mA的电流，且在反复通过电流 时不易被击穿，有效延长其使用寿命。可见，本发明实施例提供的NTC热敏电阻芯片材料， 所制成的热敏电阻不易被电流击穿或发生老化漂移，使用寿命长。其中，上述B值是用来表 征热敏电阻对温度的敏感程度的常数，其以零功率电阻值对时间的变化大小来表示，其表 达式为：
[0035]
[0036] 其中，1\和T2为相异的任意温度值（K)，R#Ti时的零功率电阻值（Q)，R2为T2 时的零功率电阻值（Q)。
[0037]作为优选，该NTC热敏电阻芯片材料包括以下重量份的组分：Mn304560份、C〇203 60份、NiO700份、Fe203 800份。本发明实施例通过如上限定NTC热敏电阻芯片材料的组分 及其配比，使利用该材料制成的NTC热敏电阻的漂移值、使用寿命等性能优于市场上的NTC 热敏电阻，其耐电流冲击的电流值为市售NTC热敏电阻的4倍，使用寿命延长了一倍。
[0038]第二方面，本发明实施例还提供了一种NTC热敏电阻芯片，其由本发明实施例第 一方面提供的NTC热敏电阻材料制备得到。
[0039]第三方面，本发明实施例还提供了一种NTC热敏电阻，其包括本发明实施例第二 方面提供的NTC热敏电阻芯片。
[0040]第四方面，本发明实施例还提供了一种温度传感器，其包括本发明实施例第四方 面提供的NTC热敏电阻。
[0041]本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例提供的上述NTC热敏电阻芯片、NTC 热敏电阻以及温度传感器均具有不易被电流击穿或发生老化漂移、使用寿命长的优点。
[0042] 第五方面，本发明实施例还提供了一种利用本发明实施例第一方面提供的NTC热 敏电阻芯片材料制备NTC热敏电阻芯片的方法，该方法包括以下步骤：
[0043] 步