一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法与流程

本发明涉及电子元器件技术领域，特别是一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法。

背景技术：

ntc(negativetemperaturecoefficient，负温度系数)热敏电阻主要应用于温度补偿及检测中。目前片式ntc热敏电阻主要的制作主要采用干法叠层工艺，但是因其材料体系及制作工艺技术的不同，一般分为无内电极工艺(包覆工艺)及有内电极工艺。无内电极工艺相对来说工艺复杂，由于其电性主要依靠整个瓷体进行调节，产品的电性精度及一致性较差；而有内电极工艺则相对来说工艺简单，由于其主要靠内电极交叠的瓷体进行电阻调节，产品电性精度及一致性较好。但是目前有内电极工艺存在电镀后瓷体表面发生变化导致电镀后电性变化较大，瓷体表面已被腐蚀且易爬镀，因此亟待提供一种包覆的内电极工艺，不仅能够对瓷体进行有效包覆，保证产品电镀不发生变化，还能增加产品的稳定性及强度。

技术实现要素：

本发明的主要目的是针对现有工艺制作的片式热敏电阻精度低、强度小、瓷体易被腐蚀、电镀易爬镀、可靠性差等问题，提供一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法，包括以下步骤：

将负温度系数热敏电阻的浆料流延成膜片，在所述膜片上采用网版印刷的方法印刷电极，烘干后进行叠层，制作成预定厚度的巴块并进行压制、烧结；

在所述烧结后产品的端头沾上树脂材料；

对沾好树脂材料的产品进行玻璃浆料的涂覆；

对涂覆好玻璃浆料的产品进行烧结，并在端头引出端制作外电极，制得片式负温度系数热敏电阻；

其中，所述负温度系数热敏电阻的浆料由以下方式得到：

将mn、ni、fe、co的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：fe：co＝6～9：2.5～4.5：3～4：1～2，或者将mn、ni、al的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：al＝17～21：4～7:1～4，得到ntc热敏电阻的固体粉料；

将所述ntc热敏电阻的固体粉料进行预烧，再加入预定的溶剂、分散剂及粘合剂后进行研磨，得到所述负温度系数热敏电阻的浆料。

进一步地：

所述预烧的温度为800±100℃，预烧时间为4±2小时；所述研磨的时间为24±4小时。

网版印刷的图案按照设计好的电极图案制作出菲林，然后通过曝光显影制作出具有印刷图案的网版，所采用的电极浆料为银钯浆。

所述方法包括如下步骤：

s1、将负温度系数热敏电阻的浆料流延成预定的厚度及宽度的膜片，再切割成预定尺寸大小的膜片；

s2、在步骤s1中的所述膜片上采用网版印刷的方法印刷预定形状的电极，烘干后进行叠层制作成预定厚度的巴块；

s3、将经步骤s2叠层好的巴块经过预定的温水压力进行压制后，按预定的尺寸进行切割；

s4、将步骤s3切割后的产品倒角后在特定的温度曲线及治具下进行烧结；

s5、将步骤s4烧结好的产品端头沾上预定尺寸的树脂材料；

s6、将步骤s5沾好高分子材料的产品进行玻璃浆料的包覆，烘干后确认玻璃浆料包覆效果，然后进行烧结，将玻璃烧熟；

s7、将步骤s6中烧结完的产品进行倒角，使端头引出端显露；

s8、将步骤s7中端头显露好的产品沾外电极材料，进行烘干及烧结；

s9、测试步骤s8烧结后的产品电性，根据电性大小通过加热处理进行调阻，使其达到目标电阻值；

s10、对具有外电极材料的产品进行电镀镍层及锡层。

所述步骤s5中使用沾银机在所述端头沾上预定尺寸的树脂材料，使端头被树脂材料包裹住；优选地，所述树脂材料是环氧树脂或者酚醛树脂。

所述步骤s1中流延的方法为刮刀法，膜片的厚度为10～50um之间。

所述步骤s2中，叠层的巴块是采用叠层机将印刷电极图案的膜片叠层而成，所述叠层时的压合力为20±2ton，时间为30±10s。

所述步骤s3中，温水等静压的压力为4000-8000psi之间，时间为10±5min。

所述的烧结温度为1200±50℃，保温时间为4±2h。

所述步骤s6中，玻璃浆料成分包括玻璃粉、粘合剂、溶剂及分散剂，在行星球磨机中进行球磨分散均匀；玻璃浆料包覆的厚度在10μm-30μm之间，烧结玻璃的温度根据玻璃体系的不同，烧结的最高温度在650℃-850℃之间；优选地，所述步骤s6中的玻璃浆料包括如下重量百分比的各组分：玻璃粉30～60％，高分子树脂2％～5％，有机溶剂35％～68％；其中，玻璃粉为ca-si-al系玻璃粉，高分子树脂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种，溶剂选自醇溶剂、酯溶剂、芳香烃溶剂中的一种或多种。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：

由本发明的制造工艺制作的片式热敏电阻，精度高，强度好，瓷体不易被腐蚀，电镀不易爬镀，可靠性好。使用本发明将mn、ni、fe、co的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：fe：co＝6～9：2.5～4.5：3～4：1～2，或者将mn、ni、al的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：al＝17～21：4～7:1～4，得到ntc热敏电阻的固体粉料，制成浆料，经流延膜片、内电极网版印刷、叠层等工艺制作得到各种不同尺寸的产品，如公制2012、1608、1005及0603等尺寸，经测验，产品1％精度以内的电性合格率高，瓷体强度大不易断裂，外观良好，没有爬镀不发生腐蚀。本发明尤其能够解决目前行业内对于0603及0402小尺寸产品电性精度低，合格率低，生产工艺复杂的难点，为小尺寸片式热敏电阻提供了一个可行且稳定的制作方法。

附图说明

图1为本发明一种实施例的片式负温度系数热敏电阻的制造方法的流程示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

在一种实施例中，一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法，包括以下步骤：

将mn、ni、fe、co的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：fe：co＝6～9：2.5～4.5：3～4：1～2，或者将mn、ni、al的含氧化合物混合，摩尔比mn：ni：al＝17～21：4～7:1～4，得到ntc热敏电阻的固体粉料；

将所述ntc热敏电阻的固体粉料进行预烧，再加入预定的溶剂、分散剂及粘合剂后进行研磨，得到所述负温度系数热敏电阻的浆料；

将负温度系数热敏电阻的浆料流延成膜片，在所述膜片上采用网版印刷的方法印刷电极，烘干后进行叠层，制作成预定厚度的巴块并进行压制、烧结；

在烧结后的产品的端头沾上树脂材料；

对沾好树脂材料的产品进行玻璃浆料的涂覆；

对涂覆好玻璃浆料的产品进行烧结，并在端头引出端制作外电极，制得片式负温度系数热敏电阻。

参阅图1，在一种较具体的实施例中，一种片式负温度系数热敏电阻的制造方法，包括如下步骤：

s1、将负温度系数热敏电阻的浆料流延成预定的厚度及宽度的膜片，再切割成一定尺寸大小的膜片；

s2、在s1中的所述膜片上采用网版印刷的方法印刷一定形状的电极，烘干后进行叠层制作成预定厚度的巴块；

s3、将经s2叠层好的巴块经过一定的温水压力进行压制后，在预定的尺寸下进行切割；

s4、将s3切割后的产品倒角后在特定的温度曲线及治具下进行烧结；

s5、将s4烧结好的产品端头沾上预定尺寸的树脂材料；

s6、将s5沾好高分子材料的产品进行玻璃浆料的包覆，烘干后确认玻璃浆料包覆效果，然后进行烧结，将玻璃烧熟；

s7、将s6中烧结完的产品进行倒角，保证端头引出端显露良好；

s8、将s7中端头显露好的产品沾外电极材料，进行烘干及烧结，保证外电极与产品结合良好；

s9、测试s8烧结后的产品电性，根据电性大小通过加热处理进行调阻，使其达到目标电阻值；

s10、将具有外电极材料的产品进行电镀镍层及锡层。

优选的实施例中，所述步骤s1中的所述热敏电阻浆料通过以下步骤得到：将负温度系数热敏电阻固体粉料进行预烧，预烧的温度为800±100℃，预烧时间为4±2小时；然后将得到的粉体加入预定的溶剂、分散剂及粘合剂后，使用行星球磨机共研磨24±4小时。

优选的实施例中，所述步骤s1中负温度系数热敏电阻固体粉料的体系包括mn-ni-al体系、mn-ni-fe体系、mn-ni-co体系、mn-co-fe体系等。

优选的实施例中，所述步骤s1中流延的方法为刮刀法，膜片的厚度为10～50um之间。流延完后的膜片采用切断机进行切断，切断后膜片的尺寸为10英寸、8英寸及6英寸。

优选的实施例中，所述步骤s2中，网版印刷的图案按照设计的电极图案制作出菲林，然后通过曝光显影制作出具有印刷图案的网版。所采用的电极浆料为银钯浆。叠层的bar块是印刷电极图案的膜片采用叠层机进行叠层而成。所述叠层时的压合力为20±2ton，时间为30±10s；

优选的实施例中，所述步骤s3中，温水等静压的压力为4000-8000psi之间，时间为10±5min。

优选的实施例中，所述步骤s4中，倒角采用行星倒角机，在倒角罐中加入磨介、产品及水，倒角速度为为25±5hz，时间为60±30min。所述的烧结温度为1200±50℃，保温时间为4±2h，烧结治具为氧化铝匣钵。

优选的实施例中，所述步骤s5中，端头沾上预定尺寸的树脂材料，使用的设备是沾银机，树脂材料是环氧树脂或者酚醛树脂等，将两端头用树脂材料包裹住。

优选的实施例中，所述步骤s6中，玻璃浆料成分包括玻璃粉、粘合剂、溶剂及分散剂，在行星球磨机中进行球磨分散均匀。玻璃浆料包覆的厚度在10um-30um之间，烧结玻璃的温度根据玻璃体系的不同，烧结的最高温度在650℃-850℃之间。

优选的实施例中，所述步骤s6中的玻璃浆料包括如下重量百分比的各组分：玻璃粉30～60％，高分子树脂2％～5％，有机溶剂35％～68％。其中，玻璃粉为ca-si-al系玻璃粉，高分子树脂例如为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛等，溶剂例如为醇溶剂、酯溶剂、芳香烃溶剂等。

优选的实施例中，所述步骤s7中，倒角采用行星倒角机，在倒角罐中加入磨介、产品及水，倒角速度为为25±5hz，时间为10±2min。

优选的实施例中，所述步骤s8中，外电极材料包括银浆或者银钯浆，根据不同的外电极材料，烧结温度在650℃-850℃之间，沾外电极所使用的设备是沾银机。

优选的实施例中，所述步骤s9中，产品热处理所使用的温度在300-500℃之间，时间在25h-100h之间，根据烧结后的电性及不同的材料体系进行调整。

优选的实施例中，所述步骤s10中，电镀方法可以是滚镀、旋转镀等，产品电镀镍层的厚度≥2um，锡层的厚度≥3um。

优选的实施例中，所述片式负温度系数热敏电阻的尺寸包括公制2012、1608、1005、0603及0402。

实例1

以下实施例为制作电阻值为100kω，b值为4250k，尺寸大小为0.60mm*0.30mm*0.30mm的片式ntc热敏电阻。其具体制作过程如下：

1、将ntc热敏电阻的固体粉料(ntc热敏电阻的固体粉料可以采用mn、ni、al的含氧化物以摩尔比mn：ni：al＝17～21：4～7:1～4组成，在本例中，各个含氧化物中金属元素的摩尔比mn：ni：al＝19:5:2)进行混合预烧后，预烧的温度为900℃，预烧时间为6小时。

2、在步骤1的粉料中加入一定量的溶剂、分散剂及粘合剂(溶剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的20～30％，粘合剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的35％。本例中，溶剂为醋酸丙酯，加入量为固体粉料质量的30％，粘合剂为pvb(polyvinylbutyral，聚乙烯醇缩丁醛)树脂，加入量为固体粉料质量的30％)后行星球磨24小时。

3、将球磨后的浆料使用流延机流延成型，控制磨片膜厚30±1μm。将流延的膜片采用切断机进行切断，切断后的尺寸为6英寸。

4、将步骤3中6英寸膜片使用网版印刷的方法，采用高精度印刷机，在膜片上印刷银钯浆，形成具有一定形状的电极后烘干，烘干温度80±5℃。

5、使用高精度叠层机进行自动化叠层膜片，叠层压合力20ton，时间30s，膜片共12层，叠层后得到的bar块厚度为360±10mm；然后进行温水等静压处理，压力4500psi，时间10min，得到厚度为330±10mm的bar块。

6、将bar块转移到发泡胶上，采用高精度切割机进行切割，切割对准bar块上的切割线，切割尺寸为0.66mm*0.33mm，将bar块切割成0.66mm*0.33mm*0.33mm的小产品，在150℃下进行发泡，脱离发泡胶。

7、将步骤6发泡后得到的产品加入氧化铝磨介小球及水放入倒角罐中，进行倒角，倒角参数为25hz，60min。

8、将步骤7中倒角后的产品均匀排置在氧化铝匣钵中，然后放入箱式炉中进行烧结，烧结的温度为1200±5℃，时间为6h。

9、烧结后的产品从匣钵中倒出进行清洗后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上环氧树脂，环氧树脂的宽度在0.1±0.05mm，沾完两端后进行200℃固化30min。

10、将沾完环氧树脂的产品植入到治具当中，使用高精度涂覆机进行玻璃浆料的涂覆，涂覆厚度为10μm左右。其中玻璃浆料包括如下重量百分比的各组分：55wt％的ca-si-al系玻璃粉，5wt％的聚甲基丙烯酸甲酯以及40wt％的松油醇。

11、将步骤10中涂覆好玻璃浆料的产品排置在氧化铝匣钵中进行烧结，烧结温度为800±10℃，烧结时间20min，保证产品玻璃层烧熟形成坚硬的保护层。

12、将步骤11中烧结完后的产品加入氧化铝小球磨介及适量水，放置在倒角罐当中，在行星倒角机上进行倒角，去掉环氧炭化头及玻璃披锋。

13、将步骤12中倒角后的产品倒出进行干燥后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上一定宽度银浆(此例中银浆的宽度在0.15±0.03mm)，沾完两端银浆后的产品排置在氧化铝匣钵中，在网带炉中进行烧结，烧结温度700±10℃，时间为20min左右。

14、测试步骤13中烧结后产品阻值(r25)，如果r25阻值在95-97kω之间时，则将产品排置在氧化铝匣钵中，放置在箱式炉中进行热处理，热处理的温度为300℃，时间为50h。如果r25在97-100kω之间则不需要进行热处理。

15、将步骤14中的产品进行电镀，次型号产品使用旋转镀，电镀镍层及锡层，保证镍层厚度≥2um，锡层厚度≥3um。

电镀后将产品进行清洗，最终得到尺寸为0.60mm*0.30mm*0.30mm，阻值(r25)＝100±1％kω，b值＝4250±1％k的产品。

实例2

以下实施例为制作电阻值为100kω，b值为4250k，尺寸大小为1.00mm*0.50mm*0.50mm的片式ntc热敏电阻。其具体制作过程如下：

1、将ntc热敏电阻的固体粉料(ntc热敏电阻的固体粉料可以采用mn、ni、al的含氧化物以摩尔比mn：ni：al＝17～21：4～7:1～4组成，在本例中，各个含氧化物中金属元素的摩尔比mn：ni：al＝19.5:4.5:2)进行混合预烧后，预烧的温度为900℃，预烧时间为6小时。

2、在步骤1的粉料中加入一定量的溶剂、分散剂及粘合剂(溶剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的20～30％，粘合剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的35％。本例中，溶剂为醋酸丙酯，加入量为固体粉料质量的30％，粘合剂为pvb(polyvinylbutyral，聚乙烯醇缩丁醛)树脂，加入量为固体粉料质量的30％)后行星球磨24小时。

3、将球磨后的浆料使用流延机流延成型，控制磨片膜厚30±1μm。将流延的膜片采用切断机进行切断，切断后的尺寸为6英寸。

4、将步骤3中6英寸膜片使用网版印刷的方法，采用高精度印刷机，在膜片上印刷银钯浆，形成具有一定形状的电极后烘干，烘干温度80±5℃。

5、使用高精度叠层机进行自动化叠层膜片，叠层压合力20ton，时间30s，膜片共20层，叠层后得到的bar块厚度为600±15mm；然后进行温水等静压处理，压力6000psi，时间10min，得到厚度为550±10mm的bar块。

6、将bar块转移到发泡胶上，采用高精度切割机进行切割，切割对准bar块上的切割线，切割尺寸为1.10mm*0.55mm，将bar块切割成1.10mm*0.55mm*0.55mm的小产品，在150℃下进行发泡，脱离发泡胶。

7、将步骤6发泡后得到的产品加入氧化铝磨介小球及水放入倒角罐中，进行倒角，倒角参数为25hz，60min。

8、将步骤7中倒角后的产品均匀排置在氧化铝匣钵中，然后放入箱式炉中进行烧结，烧结的温度为1200±5℃，时间为6h。

9、烧结后的产品从匣钵中倒出进行清洗后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上环氧树脂，环氧树脂的宽度在0.15±0.05mm，沾完两端后进行200℃固化30min。

10、将沾完环氧树脂的产品植入到治具当中，使用高精度涂覆机进行玻璃浆料的涂覆，涂覆厚度为15μm左右。其中玻璃浆料包括如下重量百分比的各组分：55wt％的ca-si-al系玻璃粉，5wt％的聚甲基丙烯酸甲酯以及40wt％的松油醇。

11、将步骤10中涂覆好玻璃浆料的产品排置在氧化铝匣钵中进行烧结，烧结温度为800±10℃，烧结时间20min，保证产品玻璃层烧熟形成坚硬的保护层。

12、将步骤11中烧结完后的产品加入氧化铝小球磨介及适量水，放置在倒角罐当中，在行星倒角机上进行倒角，去掉环氧炭化头及玻璃披锋。

13、将步骤12中倒角后的产品倒出进行干燥后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上一定宽度银浆(此例中银浆的宽度在0.2±0.05mm)，沾完两端银浆后的产品排置在氧化铝匣钵中，在网带炉中进行烧结，烧结温度700±10℃，时间为20min左右。

14、测试步骤13中烧结后产品阻值(r25)，如果r25阻值在95-97kω之间时，则将产品排置在氧化铝匣钵中，放置在箱式炉中进行热处理，热处理的温度为350℃，时间为50h。如果r25在97-100kω之间则不需要进行热处理。

15、将步骤14中的产品进行电镀，次型号产品使用旋转镀，电镀镍层及锡层，保证镍层厚度≥2um，锡层厚度≥4um。

电镀后将产品进行清洗，最终得到尺寸为1.00mm*0.50mm*0.50mm，阻值(r25)＝100±1％kω，b值＝4250±1％k的产品。

实例3

以下实施例为制作电阻值为10kω，b值为3380k，尺寸大小为0.60mm*0.30mm*0.30mm的片式ntc热敏电阻。其具体制作过程如下：

1、将ntc热敏电阻的固体粉料(ntc热敏电阻的固体粉料可以采用mn、ni、fe、co的含氧化物以摩尔比mn：ni：fe：co＝6～9：2.5～4.5：3～4：1～2组成，在本例中，各个含氧化物中金属元素的摩尔比mn：ni：fe：co＝8:4:3.5:1)进行混合预烧后，预烧的温度为900℃，预烧时间为6小时。

2、在步骤1的粉料中加入一定量的溶剂、分散剂及粘合剂(溶剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的20～30％，粘合剂的加入量可以为步骤1中固体粉料质量的35％。本例中，溶剂为醋酸丙酯，加入量为固体粉料质量的30％，粘合剂为pvb(polyvinylbutyral，聚乙烯醇缩丁醛)树脂，加入量为固体粉料质量的30％)后行星球磨24小时。

3、将球磨后的浆料使用流延机流延成型，控制磨片膜厚30±1μm。将流延的膜片采用切断机进行切断，切断后的尺寸为6英寸。

4、将步骤3中6英寸膜片使用网版印刷的方法，采用高精度印刷机，在膜片上印刷银钯浆，形成具有一定形状的电极后烘干，烘干温度80±5℃。

5、使用高精度叠层机进行自动化叠层膜片，叠层压合力20ton，时间30s，膜片共12层，叠层后得到的bar块厚度为360±10mm；然后进行温水等静压处理，压力4500psi，时间10min，得到厚度为330±10mm的bar块。

6、将bar块转移到发泡胶上，采用高精度切割机进行切割，切割对准bar块上的切割线，切割尺寸为0.66mm*0.33mm，将bar块切割成0.66mm*0.33mm*0.33mm的小产品，在150℃下进行发泡，脱离发泡胶。

7、将步骤6发泡后得到的产品加入氧化铝磨介小球及水放入倒角罐中，进行倒角，倒角参数为25hz，60min。

8、将步骤7中倒角后的产品均匀排置在氧化铝匣钵中，然后放入箱式炉中进行烧结，烧结的温度为1200±5℃，时间为4h。

9、烧结后的产品从匣钵中倒出进行清洗后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上环氧树脂，环氧树脂的宽度在0.1±0.05mm，沾完两端后进行200℃固化30min。

10、将沾完环氧树脂的产品植入到治具当中，使用高精度涂覆机进行玻璃浆料的涂覆，涂覆厚度为10μm左右。其中玻璃浆料包括如下重量百分比的各组分：50wt％的ca-si-al系玻璃粉，10wt％的聚甲基丙烯酸甲酯以及40wt％的松油醇。

11、将步骤10中涂覆好玻璃浆料的产品排置在氧化铝匣钵中进行烧结，烧结温度为780±10℃，烧结时间20min，保证产品玻璃层烧熟形成坚硬的保护层。

12、将步骤11中烧结完后的产品加入氧化铝小球磨介及适量水，放置在倒角罐当中，在行星倒角机上进行倒角，去掉环氧炭化头及玻璃披锋。

13、将步骤12中倒角后的产品倒出进行干燥后，植入到治具中，保持产品直立，通过沾银机使产品两端沾上一定宽度银浆(此例中银浆的宽度在0.15±0.03mm)，沾完两端银浆后的产品排置在氧化铝匣钵中，在网带炉中进行烧结，烧结温度700±10℃，时间为20min左右。

14、测试步骤13中烧结后产品阻值(r25)，如果r25阻值在9.5-9.7kω之间时，则将产品排置在氧化铝匣钵中，放置在箱式炉中进行热处理，热处理的温度为300℃，时间为25h。如果r25在9.7-10.0kω之间则不需要进行热处理。

15、将步骤14中的产品进行电镀，次型号产品使用旋转镀，电镀镍层及锡层，保证镍层厚度≥2um，锡层厚度≥3um。

电镀后将产品进行清洗，最终得到尺寸为0.60mm*0.30mm*0.30mm，阻值(r25)＝10±1％kω，b值＝3380±1％k的产品。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。