一種ntc熱敏電阻芯片材料、芯片、電阻、傳感器及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱敏電阻領(lǐng)域，特別涉及一種NTC熱敏電阻芯片材料、芯片、電阻、傳 感器及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱敏電阻是一類對溫度敏感的元件，按照溫度系數(shù)不同分為正溫度系數(shù)熱敏電阻 (PositiveTemperatureCoefficient，PTC熱敏電阻）和負溫度系數(shù)熱敏電阻（Negative TemperatureCoefficient，NTC熱敏電阻）。具體地，PTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度升高 而增大，NTC熱敏電阻的電阻值隨著溫度升高而減小。其中，NTC熱敏電阻由于具有靈敏度 高、溫度特性波動小、對溫度變化響應(yīng)速度快等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于冰箱、空調(diào)、微波爐、醫(yī) 療儀器、汽車測溫、火災(zāi)報警等領(lǐng)域。NTC熱敏電阻一般包括NTC熱敏電阻芯片，以及與該 NTC熱敏電阻芯片固接的一對電極。其中，NTC熱敏電阻芯片對NTC熱敏電阻的性能具有重 要的影響。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)通常采用兩種或兩種以上錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等金屬的氧化物作為 NTC熱敏電阻芯片材料，通過將其充分混合、成型、燒結(jié)，制備得到NTC熱敏電阻芯片。然后 將該NTC熱敏電阻芯片固接一對電極，制備得到NTC熱敏電阻。
[0004] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0005] 在反復(fù)通過電流的情況下，現(xiàn)有技術(shù)提供的NTC熱敏電阻芯片易被電流擊穿或產(chǎn) 生老化漂移，從而其使用壽命降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種耐電流沖擊效果好、使用壽 命長的NTC熱敏電阻芯片材料、芯片、電阻、傳感器及制備方法。具體技術(shù)方案如下：
[0007] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種NTC熱敏電阻芯片材料，包括以下重量份的 組分：Mn304 1000-1200 份、C〇203 95-105 份、NiO190-210 份、Fe203590-610 份，所述組分均 為粒徑小于等于500nm的納米顆粒，且所述組分的純度均大于等于99%。
[0008] 具體地，作為優(yōu)選，所述NTC熱敏電阻芯片材料包括以下重量份的組分：Mn304 1100 份、C〇203 100 份、NiO200 份、Fe203 600 份。
[0009] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種NTC熱敏電阻芯片，由所述的NTC熱敏電阻 芯片材料制備得到。
[0010] 第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種NTC熱敏電阻，包括所述的NTC熱敏電阻芯 片。
[0011] 第四方面，本發(fā)明實施例還提供了一種溫度傳感器，包括所述的NTC熱敏電阻。
[0012] 第五方面，本發(fā)明實施例還提供了一種利用所述的NTC熱敏電阻芯片材料制備 NTC熱敏電阻芯片的方法，包括：
[0013] 步驟a、將上述NTC熱敏電阻芯片材料混合、球磨后進行焙燒脫水，得到干燥的球 磨原料；
[0014] 步驟b、將所述干燥的球磨原料與粘合劑混合均勻，得到芯片漿料；
[0015] 步驟c、將所述芯片漿料壓制成薄片，并對所述薄片進行焙燒，然后對焙燒后的所 述薄片進行兩面打磨，得到坯片；
[0016] 步驟d、在1280-1300°C的溫度下對所述坯片進行燒結(jié)，得到NTC熱敏電阻芯片。
[0017] 具體地，作為優(yōu)選，所述步驟b中，所述粘合劑為苯二甲酸正丁酯和白乳膠，且所 述苯二甲酸正丁酯的重量為所述干燥的球磨原料的重量的4%，所述白乳膠的重量為所述 干燥的球磨原料的重量的1. 5%。
[0018] 具體地，作為優(yōu)選，所述步驟c中，通過第一次沖壓、第一次晾干、第二次沖壓、第 二次晾干、第三次沖壓、焙燒、第四次沖壓的工序?qū)⑺鲂酒瑵{料壓制成厚度為〇. 52mm的 薄片。
[0019] 進一步地，第六方面，本發(fā)明實施例提供了一種利用所述的NTC熱敏電阻芯片制 備NTC熱敏電阻的方法，包括：在所述的NTC熱敏電阻芯片的兩面涂覆稀釋的銀漿，經(jīng)烘干、 燒結(jié)、切片、焊接引線，得到NTC熱敏電阻。
[0020] 更進一步地，所述方法還包括：采用環(huán)氧樹脂膠粉對所述NTC熱敏電阻進行環(huán)氧 樹脂封裝。
[0021] 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0022] 本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片材料，包括以下重量份的組分：Mn304 1000-1200 份、C〇203 95-105 份、NiO190-210 份、Fe203 590-610 份，以上各組分均為粒徑小 于等于500nm的納米顆粒，且各組分的純度均大于等于99%。通過上述各組分的協(xié)同復(fù)配 作用，利用本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片材料制成的NTC熱敏電阻芯片比具有相 同B值的NTC熱敏電阻芯片更厚，從而便于對其進行雙面打磨，確保其表面的光滑性和一致 性，防止該NTC熱敏電阻芯片在長期工作過程中發(fā)生性能變化導(dǎo)致阻值漂移，使其使用5年 后，阻值漂移不超過1 %，使用10年后，阻值漂移不超過3%。同時，由于所制備的NTC熱敏 電阻芯片厚度增加，使得該NTC熱敏電阻芯片可耐20mA的電流，且在反復(fù)通過電流時不易 被擊穿，有效延長其使用壽命。
【附圖說明】
[0023] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例提供的涂覆有銀漿的NTC熱敏電阻芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明又一實施例提供的NTC熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明又一實施例提供的環(huán)氧樹脂封裝的NTC熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 附圖標記：
[0028] 1涂覆有銀漿的NTC熱敏電阻芯片；
[0029] 2 引線；
[0030] 3環(huán)氧樹脂包覆層。
【具體實施方式】
[0031] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0032]NTC熱敏電阻的電阻率、使用壽命與其組分及各組分的比例、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度 和結(jié)構(gòu)狀態(tài)等相關(guān)。目前許多廠家一味追求NTC熱敏電阻的精度、靈敏度、漂移值等常規(guī)性 能，而忽略了其使用壽命。然而，使用壽命是NTC熱敏電阻的一個重要性能，與精度、靈敏度 等其他參數(shù)存在辯證關(guān)系。只有在保證其使用壽命的條件下，NTC熱敏電阻的精度、靈敏度、 漂移值等常規(guī)性能才能穩(wěn)定發(fā)揮。針對上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種NTC熱敏電阻 芯片材料。
[0033] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種NTC熱敏電阻芯片材料，包括以下重量份的 組分：Mn304 1000-1200 份、C〇203 95-105 份、NiO190-210 份、Fe203590-610 份，以上各組 分均為粒徑小于等于500nm的納米顆粒，且各組分的純度均大于等于99%，優(yōu)選大于等于 99. 9%〇
[0034] 本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片材料，通過上述各組分的協(xié)同復(fù)配作用， 所制成的NTC熱敏電阻芯片比具有相同B值的NTC熱敏電阻芯片更厚，從而便于對其進行 雙面打磨，確保其表面的光滑性和一致性，防止電阻在長期工作過程中發(fā)生性能變化導(dǎo)致 阻值漂移，其使用5年后，阻值漂移不超過1 %，使用10年后，阻值漂移不超過3%。同時，由 于所制備的NTC熱敏電阻芯片厚度增加，使得該芯片可耐20mA的電流，且在反復(fù)通過電流 時不易被擊穿，有效延長其使用壽命?？梢?，本發(fā)明實施例提供的NTC熱敏電阻芯片材料， 所制成的熱敏電阻不易被電流擊穿或發(fā)生老化漂移，使用壽命長。其中，上述B值是用來表 征熱敏電阻對溫度的敏感程度的常數(shù)，其以零功率電阻值對時間的變化大小來表示，其表 達式為-
[0035]
[0036] 其中，1\和T2為相異的任意溫度值（K)，R#Ti時的零功率電阻值（Q)，R2為T2 時的零功率電阻值（Q)。
[0037] 作為優(yōu)選，該NTC熱敏電阻芯片材料包括以下重量份的組分：Mn304 1100份、C〇203 100份、NiO200份、Fe203 600份。本發(fā)明實施例通過如上限定NTC熱敏電阻芯片材料的組 分及其配比，使利用該材料制成的NTC熱敏電阻的漂移值、使用壽命等性能優(yōu)于市場上的 NTC熱敏電阻，其耐電流沖擊的電流值為市售NTC熱敏電阻的4倍，使用壽命延長了一倍。
[0038] 第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種NTC熱敏電阻芯片，其由本發(fā)明實施例第 一方面提供的NTC熱敏電阻材料制備得到。
[0039] 第三方面，本發(fā)明實施例還提供了一種NTC熱敏電阻，其包括本發(fā)明實施例第二 方面提供的NTC熱敏電阻芯片。
[0040] 第四方面，本發(fā)明實施例還提供了一種溫度傳感器，其包括本發(fā)明實施例第四方 面提供的NTC熱敏電阻。
[0041] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明實施例提供的上述NTC熱敏電阻芯片、NTC 熱敏電阻以及溫度傳感器均具有不易被電流擊穿或發(fā)生老化漂移、使用壽命長的優(yōu)點。
[0042] 第五方面，本發(fā)明實施例還提供了一種利用本發(fā)明實施例第一方面提供的NTC熱 敏電阻芯片材料制備NTC熱敏電阻芯片的方法，該方法包括以下步驟：
[0043]