[发明专利]一种高温耐久性NTC热敏电阻元件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高温耐久性NTC热敏电阻元件及其制造方法，本发明的元件包括芯片、高温陶瓷套、釉水密封层及引线，其特征在于，芯片填充于高温陶瓷套中，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，陶瓷套的开口以釉水密封层进行密封，引线为耐高温金属引线。本发明的高温耐久性NTC热敏电阻元件具有防爆、防水、耐腐蚀等作用，可在温度达900℃的环境下使用。

技术领域

本发明属于电子元件制作领域，具体来说涉及一种高温耐久性NTC热敏电阻元件及其制造方法。

背景技术

常规的负温度系数热敏电阻（NTC）通过流延或干压成型方式，将过渡金属氧化物如氧化钴、氧化锰、氧化镍、氧化铁、氧化铜及氧化铝两种及两种以上的过渡金属氧化物掺杂，制成浆料或粉料，采用成型、烧结、制电极，制成NTC热敏电阻芯片，再采用焊接、包封或玻璃封装等工艺制成NTC热敏电阻器，在-50-350℃温度范围内，NTC热敏电阻器得到了广泛的应用，但超过350℃此一类型的NTC热敏电阻就无法可靠的使用了。

发明内容

有鉴于现有技术中NTC热敏电阻元件的缺陷，本发明开发了一种新型的具有耐腐蚀耐高温性能的NTC热敏电阻。本发明的NTC热敏电阻采用了新型的结构，其引线部分与芯片部分直接接触，芯片外部直接包裹保护层，没有其他不耐腐蚀不耐热部分，因此极大地增强了在高温和高腐蚀条件下的可靠性。

具体来说，本发明采用了以下技术方案：

一种高温耐久性NTC热敏电阻元件，包括芯片、高温陶瓷套、釉水密封层及引线，其特征在于，芯片填充于高温陶瓷套中，引线直接包埋于芯片中，引线与芯片材料之间直接接触，陶瓷套的开口以釉水密封层进行密封，引线为耐高温金属引线。其中，釉水密封层为耐高温釉水密封后经过烧制形成，芯片由金属氧化物混合物与粘结剂制成的芯片浆料填充到高温陶瓷套中并插入引线后经烧制而成，其中金属氧化物由锰、钴、镍、铁、铜、铝、钇、锆等金属的氧化物或矿物按一定比例配好，例如包含SiO₂、CuO、Mn₃O₄、NiO、Fe₂O₃、Al₂O₃、Co₃O₄中任意多种的组合。在芯片浆料中，包含或者不包含粘结剂，在一个优选方案中，粘结剂为水溶性粘合剂，例如聚乙烯醇、淀粉、糊精、羧甲基纤维素等等。粘合剂可以干粉或者水溶液形式添加到浆料中，例如以干粉或水溶液形式添加到浆料中的聚乙烯醇。在优选方案中，还包含分散剂，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等等，在更优选的方案中，分散剂为聚丙烯酰胺。作为一个优选的方案，引线为铂金引线。

本发明还公开了上述高温耐久性NTC热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）制备芯片浆料：按比例称取金属氧化物，研磨到所需细度，制备成含水量为30-50%的浆料；2）制备预烧体：将引线以两个为一组按所需间距排列好，留足引线长度以供插入芯片浆料中，在高温陶瓷套中灌入芯片浆料并插入排列好的引线，或者预先在高温陶瓷套中排列好引线然后灌入芯片浆料，其中引线在浆料中插入所需的深度；3）烧结：将制作好的预烧体送入烧结炉中在1000-1400℃高温下进行烧结，得到坯体；4）制作釉水密封层：在烧结好的坯体的高温陶瓷套开口处用一层耐高温釉水密封，然后在600-900℃下烧结形成釉水密封层，制得高温耐久性NTC热敏电阻元件。

在本发明的方法中，所述芯片浆料由金属氧化物和研磨液的混合物在磨机中研磨而成，其中金属氧化物与研磨液的比例为1:0.7-1.0。其中，研磨液为水或者浓度为5-20%的乙醇水溶液。

优选地，在一次研磨后获得的浆料经过干燥，再加研磨液进行二次研磨至所需细度。进一步优选地，在干燥后二次研磨前，还包括将干燥后获得的粉料在预烧炉中进行预烧，然后才进行二次研磨。在进行预烧的情况下，优选预烧温度为850℃±15℃，预烧时间2±0.2小时。