[发明专利]一种微型芯片线性负温度系数热敏电阻器的制备方法

说明书

本发明公开了一种微型芯片线性负温度系数热敏电阻器的制备方法，首先制备类似浆料的热敏高分子复合材料，然后将搅拌均匀的高分子复合材料制成流延料，采用流延成型、覆金箔叠层、等静压、热压及紫外辐射交联工艺制备热敏电阻高分子复合材料基板，最后，依据产品技术要求对热敏电阻高分子复合材料基板进行精确切割，得到微型芯片线性负温度系数热敏电阻器；本发明制备的微型芯片线性NTC热敏电阻器具有阻值精度高且可调、阻值及TCR值稳定、产品性能可靠等特点，本发明所提供的技术方案对微型芯片线性热敏电阻器工业化生产具有重要实用价值。

技术领域

本发明属于稳定负温度系数(NTC)热敏高分子复合材料及元器件领域，特别是涉及线性可靠的片式NTCR的制备工艺方法。

背景技术

热敏元器件大都由正温度系数或者负温度系数热敏材料制造而成，热敏材料主要包括热敏陶瓷材料和热敏高分子复合材料两类，工作原理都是利用热敏材料的电阻率随温度变化，热敏材料包括非线性NTC(Negative Temperature Coefficient)，非线性PTC(Positive Temperature Coefficient)、线性NTC及线性PTC四种。目前研究最多的是非线性NTC(Negative Temperature Coefficient)、非线性PTC(Positive TemperatureCoefficient)以及线性PTC，目前线性NTC的研究报道甚少，只有含Cd类元素的NTC热敏陶瓷材料偶见报道，而NTC热敏高分子复合材料几乎未见报道，但是，Cd元素对环境有危害，会造成环境污染。线性NTC热敏材料是指阻-温特性呈线性变化规律的热敏材料。采用线性NTC热敏材料制备而成片式NTCR是适应高密度表面贴装(SMT)要求的新型电阻元件，具有结构简单、体积小、重量轻、灵敏度高等特点，广泛应用于需要温度补偿、温度控制、温度测量等高密度组装的电子电路中。

到目前为止，国内投入实际生产的片式NTCR主要有多层型、厚膜型两种结构，两种NTCR大部分都是呈非线性负温度系数热敏电阻器，所用热敏材料都是NTC热敏陶瓷材料。其中，多层厚膜型需要基于LTCC(低温多层共烧陶瓷)平台，采用流延方式成型，然后印刷多层交叉电极，通过叠层等静压、排胶烧成后，在端涂电极形成片式NTCR，结构设计如图1所示，该类片式NTCR需要匹配多层内电极银钯浆高温烧结(约1150℃)而成，成本较高、工艺复杂，且由于单层NTC膜厚较小，高温共烧过程中与电极层有互相渗入的现象，B值(材料常数)精度、阻值精度和可靠性均不高。厚膜型的片式NTCR相对于多层NTCR来讲，由于厚膜NTC浆料烧结温度只有850℃，可以配套银浆使用，且只印刷1层，材料成本很低；另外，产品NTC功能层上下均有保护，机械和耐腐蚀性能高；并且厚膜工艺相对LTCC工艺设备需求较少，生产周期大幅度缩短、效率显著提高，结构设计如图2所示。但是，由于厚膜片式NTCR采用的是平面电极，调整阻值一般依靠降低方数，导致制备的产品阻值较高，其次由于厚膜印刷工艺固有的特征，导致产品阻值分布不一，且由于电阻具有热敏效应，很难通过激光调阻方式调整产品阻值，因而阻值精度非常差，制备高精度产品时合格率低下。

随着电子科学技术的迅速发展，电子工业电路中对热敏电子元器件的测量控温精度的要求一直在不断提高，使用环境更加苛刻，对精度高、性能稳定性好的NTC元件需求也与日俱增。因此，对NTC热敏高分子复合材料，微型芯片线性负温度系数热敏电阻器的开发具有较大的价值，有望替代某些线性或者非线性NTCR在电子工业中的应用，丰富了热敏电阻元器件的品种。

发明内容

发明目的：本发明提供一种微型芯片线性负温度系数热敏电阻器的制备方法，该方法热敏电阻器阻值可调、阻值和TCR值稳定性好、产品性能稳定、阻-温特性呈线性变化规律。

技术方案：一种微型芯片线性负温度系数热敏电阻器的制备方法，包括以下的步骤：

步骤1，按比例称取氟橡胶与导电炭黑，用乙酸丁酯溶剂溶解氟橡胶，加入硅烷偶联剂，在搅拌的状态下加入导电炭黑，根据产品TCR值和阻值需要调节配方，直到炭黑均匀分散在氟橡胶溶液中形成类似浆料的高分子复合材料；