本發(fā)明屬于溫度傳感器貼裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃封裝熱敏電阻器的快速響應(yīng)表面貼裝方法。

背景技術(shù)：

在航天器地面試驗(yàn)和在軌飛行階段，溫度的采集與控制主要依靠熱電偶、熱敏電阻、鉑電阻等熱敏感元器件，反饋溫度的精準(zhǔn)程度將直接影響熱控分系統(tǒng)的狀態(tài)確認(rèn)和控制策略。與其他溫度傳感器相比，熱敏電阻器在構(gòu)造復(fù)雜度、測(cè)量精準(zhǔn)度、響應(yīng)靈敏度和環(huán)境適應(yīng)性、工藝實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)可靠性等諸多方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。因此，在航天器熱控分系統(tǒng)中熱敏電阻器的應(yīng)用更為普遍、廣泛。

熱敏電阻器的測(cè)溫原理是基于電阻與溫度的一一映射特性，通過測(cè)量電阻值反推出粘貼位置處的溫度，再結(jié)合控制回路達(dá)到區(qū)域溫度控制的目的。隨著空間光學(xué)遙感技術(shù)的深入發(fā)展，熱控分系統(tǒng)的溫控能力要求也越來越高，例如：某儀器光學(xué)元件的溫控指標(biāo)達(dá)到±0.1℃，此時(shí)，對(duì)熱敏電阻器溫度測(cè)量的響應(yīng)速度提出更為嚴(yán)苛的限制。目前，改進(jìn)熱敏電阻器的表面貼裝方法是提高熱敏電阻器溫度響應(yīng)速度的有效措施，也為進(jìn)一步提高熱控分系統(tǒng)的控制精度和星上儀器設(shè)備的溫度穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)于玻璃封裝熱敏電阻器，頭部敏感珠的感溫表面為扁平圓弧表面、非平直表面，故在常規(guī)表面貼裝方法中，如圖1所示，熱敏電阻器與測(cè)溫基板之間的直接接觸面積極其微小，大部分感溫表面與測(cè)溫基板間隔離著一定厚度的固定膠膜(如：GD414單組份室溫硫化硅橡膠)，該貼裝方法勢(shì)必會(huì)降低熱敏電阻器的溫度響應(yīng)速度、增大感溫?zé)釙r(shí)間常數(shù)等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中熱敏電阻器常規(guī)表面貼裝方法導(dǎo)致的溫度響應(yīng)速度慢、感溫?zé)釙r(shí)間常數(shù)大等問題，提供一種玻璃封裝熱敏電阻器的快速響應(yīng)表面貼裝方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案如下：

一種玻璃封裝熱敏電阻器的快速響應(yīng)表面貼裝方法，步驟如下：

步驟一、依據(jù)熱設(shè)計(jì)要求，確定測(cè)溫基板上熱敏電阻器的粘貼位置；

步驟二、在步驟一確定的粘貼位置處加工一個(gè)表面粗糙度Ra不低于0.8μm的凹槽；

步驟三、將熱敏電阻器頭部敏感珠的一部分嵌入清洗后的凹槽內(nèi)，且嵌入部分與凹槽內(nèi)壁緊密貼合；

若測(cè)溫基板的材料為非絕緣材料，在凹槽內(nèi)粘貼絕緣底膜，將熱敏電阻器頭部敏感珠的四分之三感溫表面和凹槽內(nèi)的測(cè)溫基板表面固定接觸，剩余的四分之一感溫表面和裸露的引線腿均與凹槽內(nèi)的絕緣底膜固定接觸；

若測(cè)溫基板的材料為絕緣材料，將熱敏電阻器頭部敏感珠的感溫表面直接和凹槽內(nèi)的測(cè)溫基板表面固定接觸；

步驟四、采用隔離膠層覆蓋熱敏電阻器的頭部敏感珠和頭部敏感珠與固定珠之間的裸露引線腿；

步驟五、測(cè)量熱敏電阻器與測(cè)溫基板之間的絕緣電阻值，若熱敏電阻器與測(cè)溫基板之間的絕緣電阻值小于20MΩ，重復(fù)步驟三-步驟五，若熱敏電阻器與測(cè)溫基板之間的絕緣電阻值大于等于20MΩ，結(jié)束封裝。

進(jìn)一步的，所述步驟三中，采用細(xì)紗布蘸取無水乙醇清洗凹槽。

進(jìn)一步的，所述步驟二中，凹槽的形狀和尺寸與嵌入其內(nèi)頭部敏感珠的幾何特性配合。

進(jìn)一步的，所述步驟三中，絕緣底膜為50μm厚聚酰亞胺膠帶。

進(jìn)一步的，所述步驟三中，采用502膠固定熱敏電阻器的頭部敏感珠，并采用潔凈的細(xì)紗布輕壓頭部敏感珠，使其與測(cè)溫基板充分接觸，完全固定。

進(jìn)一步的，所述步驟四中，隔離膠層為GD414單組份室溫硫化硅橡膠。

進(jìn)一步的，所述步驟四中，隔離膠層的厚度為1-2mm。

進(jìn)一步的，所述步驟四中，隔離膠層覆蓋均勻、連續(xù)且無氣泡。

進(jìn)一步的，所述步驟五中，在結(jié)束封裝前，還包括在隔離膠層表面粘貼與原表面熱物理屬性相近的面膜。

進(jìn)一步的，所述步驟五中，測(cè)量次數(shù)至少在三次以上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的玻璃封裝熱敏電阻器的快速響應(yīng)表面貼裝方法，在保證工藝流程可靠性的前提下，顯著增大了感溫表面與測(cè)溫基板之間的直接接觸面積，有效降低了隔離膠層厚度和感溫?zé)釙r(shí)間常數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱敏電阻器對(duì)測(cè)溫基板溫度波動(dòng)的快速響應(yīng)，適用于玻璃封裝熱敏電阻器的貼裝，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，該貼裝方法的熱時(shí)間常數(shù)降低58.6％，僅為27.0s。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中玻璃封裝熱敏電阻器的表面貼裝方法；

圖2是本發(fā)明的玻璃封裝熱敏電阻器快速響應(yīng)表面貼裝方法的工藝流程；

圖3是本發(fā)明的玻璃封裝熱敏電阻器表面貼裝方法的動(dòng)態(tài)溫度響應(yīng)特性；

圖中，1、隔離膠層，2、玻璃，3、熱敏感電阻，4、絕緣底膜，5、測(cè)溫基板，51、凹槽。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖2所示，一種玻璃封裝熱敏電阻器的快速響應(yīng)表面貼裝方法，步驟如下：

步驟一、依據(jù)熱設(shè)計(jì)要求，確定測(cè)溫基板5上熱敏電阻器的粘貼位置，該過程為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知常識(shí)；

步驟二、在步驟一確定的粘貼位置處加工一個(gè)表面粗糙度Ra不低于0.8μm的凹槽51，如果確定的粘貼位置為多個(gè)，則每處加工一個(gè)凹槽51，加工完成后，用細(xì)紗布蘸無水乙醇清洗凹槽區(qū)域；

步驟三、將熱敏電阻器頭部敏感珠的一部分嵌入凹槽51內(nèi)，且嵌入部分與頭部敏感珠緊密貼合，即凹槽51的形狀和尺寸與嵌入其內(nèi)頭部敏感珠的幾何特性(形狀和尺寸)配合；

若測(cè)溫基板5的材料為非絕緣材料，在凹槽51內(nèi)粘貼絕緣底膜4，并采用干凈的細(xì)紗布趕出氣泡，保證絕緣底膜4平整、牢固、無褶皺，將熱敏電阻器頭部敏感珠的四分之三感溫表面和凹槽51內(nèi)的測(cè)溫基板5表面固定接觸，剩余的四分之一感溫表面和裸露的引線腿均與凹槽51內(nèi)的絕緣底膜4固定接觸，一般頭部敏感珠前端的四分之三感溫表面和凹槽51內(nèi)的測(cè)溫基板5表面固定接觸，頭部敏感珠通常用少量502膠快速固定，并采用潔凈的細(xì)紗布輕壓頭部敏感珠，確保其與測(cè)溫基板5充分接觸、完全固定；

若測(cè)溫基板的材料為絕緣材料，將熱敏電阻器頭部敏感珠和凹槽51內(nèi)的測(cè)溫基板5表面直接固定接觸，頭部敏感珠通常用502膠快速固定，并采用潔凈的細(xì)紗布輕壓頭部敏感珠，確保其與測(cè)溫基板5充分接觸、完全固定；

步驟四、采用隔離膠層1覆蓋熱敏電阻器的頭部敏感珠和頭部敏感珠與固定珠之間的裸露引線腿；

隔離膠層1厚度為1-2mm，通常為GD414單組分室溫硫化硅橡膠，即將GD414硅橡膠覆蓋在需要的位置，室溫條件下固化24h，形成隔離層1；

步驟五、用萬用表檢測(cè)熱敏電阻器與測(cè)溫基板5之間的絕緣電阻值，若絕緣電阻值小于20MΩ，可能步驟三操作失誤，重復(fù)步驟三-步驟五，如果絕緣電阻值大于等于20MΩ，在隔離膠層1表面粘貼與原表面熱物理屬性相近的面膜，結(jié)束封裝；

還可以檢測(cè)熱敏電阻器的自身電阻值，如與出產(chǎn)標(biāo)定電阻值不同，更換熱敏電阻器，重新封裝。

其中，測(cè)試過程一般在三次以上。

本實(shí)施方式中，以DB403電子玻璃2封裝熱敏感電阻3的MF501熱敏電阻器為例，凹槽51的槽長(zhǎng)、槽寬、槽深分別為6mm×3mm×1mm，絕緣底膜4的長(zhǎng)度與寬度為20mm×15mm。對(duì)本發(fā)明的玻璃封裝熱敏電阻器表面貼裝方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)溫度響應(yīng)特性測(cè)試，如圖3所示，可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明貼裝方法的熱時(shí)間常數(shù)降低58.6％，僅為27.0s。