[发明专利]一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层及其制备方法。所述多功能防护膜层主要成分包括脂松香和十二烷基硫醇。所述制备方法步骤包括：对陶瓷基体进行刻蚀、清洗、干燥；在陶瓷基体上采用射频磁控溅射制备铜薄膜作为电极；将制备的铜电极置于胶体溶液中进行静电化处理，并用去离子水清洗；将处理后的铜电极迅速转移到磁力搅拌的混合溶液中浸镀膜层，然后取出静置；用丙酮对铜电极进行淋洗，并在热风中干燥，最后制得多功能防护膜层。本发明通过在铜电极上制备多功能防护膜层不仅防止铜电极氧化，而且为焊接引脚提供助焊作用，降低材料和生产工艺成本。

技术领域

本发明属于电极材料领域，具体涉及一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层及其制备方法。

背景技术

负电阻温度系数(简称NTC)热敏电阻具有互换性好、测量精度高、稳定性强、热惰性小、使用寿命长、安装体积小等特点，被广泛应用于温度测量、温度监控、温度补偿、抑制浪涌电流等场合。热敏电阻电极的可靠性直接影响到器件工作稳定性，由于Ag导电导热能力强、抗氧化性能好，附着牢固，在Ag表面可直接焊接等优点，因此目前制备电极的方法基本上采用丝网印刷银浆后烧结处理得到Ag电极。然而Ag属于贵金属，Ag与氧化物陶瓷基体长时间作用会产生互扩散降低热敏电阻的性能。采用铜替代Ag可降低成本，同时在铜电极和陶瓷基体之间较容易制备阻挡层消除互扩散作用对热敏电阻性能的影响。

周东祥教授等报道了化学镀法制备与热敏电阻形成良好欧姆接触铜电极(Sensors and Actuators A 101(2002):123)。刘炳泗等也报道了热敏电阻表面局部化学镀制备良好欧姆接触铜电极方法(CN101429655A)。但是在生产中铜电极长时间放置，特别在潮湿环境中放置，较容易被氧化变色而影响电极的焊接性及电学性能。对纯铜防氧化性使用较多的是利用有机试剂在铜表面形成一层防氧化膜，罗正贵等研究了铜表面十二硫醇单层膜抗氧化腐蚀研究，但这些膜层对其焊接性能有较大影响(Surf.Technol.1979,9:235)。也有使用铬酸盐或铬酸溶液进行钝化处理达到防氧化目的，钝化过程中加入硫酸加速材料表面腐蚀而形成钝化膜，在钝化处理后材料表面的外观易改变，成膜颜色深，也不利于焊接(腐蚀科学与防护技术.2004,16:137-140)。

发明内容

本发明的目的在于解决铜电极在生产中长时间放置的氧化问题，同时提高铜电极的焊接性能，降低成本，现提出一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层及其制备方法，通过在阳离子聚二烯基丙二甲基氯化铵(PDDA)聚合物处理后使得铜电极表面带正电荷，利用相似相溶原则，松香和十二烷基硫醇都溶解于乙醇中，通过静电吸附十二烷基硫醇中带负电荷的硫离子实现自组装成膜，从而隔绝空气，并在适宜的温度下分解，形成熔焊剂。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层，主要成分包括脂松香和十二烷基硫醇。

一种热敏电阻铜电极多功能防护膜层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)对半导体热敏电阻陶瓷基体进行刻蚀、清洗、干燥；

步骤2)在步骤1)所述的陶瓷基体上采用射频磁控溅射制备铜薄膜作为电极；

步骤3)将步骤2)制备的铜电极置于胶体溶液中进行静电化处理5～15min，并用去离子水清洗；

步骤4)将经步骤3)处理后的铜电极迅速转移到磁力搅拌的混合溶液中浸镀膜层，时间5～30min，然后取出静置1h，在铜电极表面制备出0.2～1.0μm厚的多功能膜层；

步骤5)用丙酮对经步骤4)处理的铜电极进行淋洗，50～70℃热风中干燥5～15min，制得多功能防护膜层。

优选的，步骤1)所述对半导体热敏电阻陶瓷基体进行处理的方法如下：将基体先用0.05M HF刻蚀1～5min，再依次用盐酸溶液和氨水溶液超声清洗5～10min，最后用去离子水清洗、干燥。