專利名稱：一種ntc熱敏電阻及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種NTC熱敏電阻及其制造方法，尤其是一種多層工藝的NTC熱敏電阻及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著通訊和家用電子設(shè)備的小型化，對小型的SMD熱敏電阻需求越來越旺盛。我國生產(chǎn)NTC熱敏電阻的廠家很多，但大部分是生產(chǎn)引線狀熱敏電阻。其中有個別廠家能夠生產(chǎn)單層的NTC，但不能滿足特別是晶振、充電器等場合溫度補償領(lǐng)域的高B低阻值要求；該類型產(chǎn)品必須采用多層工藝生產(chǎn)，目前充斥國內(nèi)市場的該類型產(chǎn)品主要是日本和臺灣企業(yè)提供。國內(nèi)該規(guī)格不能生產(chǎn)的最主要技術(shù)障礙是沒有開發(fā)出相應(yīng)的內(nèi)部電極漿料和適合的多層工藝的熱敏電阻陶瓷基體配方。在現(xiàn)有國內(nèi)技術(shù)下制作的多層負(fù)溫度特性熱敏電阻容易出現(xiàn)強度差，電阻老化嚴(yán)重和合格率低等缺點，不能實用化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過燒結(jié)后讓內(nèi)部電極和陶瓷基體之間能夠形成致密結(jié)合從而提高產(chǎn)品耐老化和增加強度的NTC熱敏電阻。
本發(fā)明的再一目的是提供一種針對上述的NTC熱敏電阻的制造方法。
為達上述目的，本發(fā)明提供一種NTC熱敏電阻，為一種多層生坯經(jīng)燒結(jié)制成的負(fù)溫度熱敏電子元件，其中，所述的多層生坯作為陶瓷生片基體，在陶瓷生片基體內(nèi)部形成有內(nèi)部電極，即在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，使基體與內(nèi)部電極之間形成致密結(jié)合，其中，所述的內(nèi)部電極由包含銀、鉛、鉑、金粉末中的一種或一種以上的組合物作為電極基料，電極基料內(nèi)(按質(zhì)量百分比計)含有不大于20％的鎳粉末。
所述陶瓷生片基體中至少包含錳、鉻、鎳、鐵氧化物中的一種，其占基體總量(質(zhì)量百分比計)不小于70％。
本發(fā)明提供一種針對上述的NTC熱敏電阻的制造方法，依序包括下述步驟(1)用流延工藝制備陶瓷生片基體；(2)在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極；(3)任意沉積(1)和(2)制得的陶瓷生片基體和涂覆內(nèi)部電極的陶瓷生片基體形成多層生坯；(4)將(3)制得的多層生坯在最高燒結(jié)溫度1000～1400℃下燒制；(5)在(4)制得的燒制體外部形成端電極。
所述制備陶瓷生片基體的過程包括添加陶瓷基體料、助劑，經(jīng)過球磨、烘干制成陶瓷生片基體。
所述的助劑包括粘合劑、溶劑分散劑、消泡劑。
本發(fā)明的優(yōu)點是在陶瓷基體生坯上涂覆含有鎳粉末的電極涂層，通過燒結(jié)后讓內(nèi)部電極和陶瓷基體之間形成致密結(jié)合，從而使產(chǎn)品不易老化且強度提高。內(nèi)部電極中含有鎳粉末，在燒結(jié)時鎳可以從內(nèi)部電極向陶瓷基體擴散，跟陶瓷基體形成致密的有濃度梯度的含鎳的尖晶石層，從而減少了燒結(jié)時由于內(nèi)部電極和陶瓷基體收縮差異造成的對內(nèi)部電極的破壞，阻止在使用過程中氧離子和其他缺陷的擴散，增加了NTC熱敏電阻長期使用的穩(wěn)定性。


附圖為本發(fā)明NTC熱敏電阻成品的解剖結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)號說明1-陶瓷基體 2-內(nèi)部電極 3，3’-端電極具體實施方式
實施例1一種NTC熱敏電阻，為一種多層生坯經(jīng)燒結(jié)制成的NTC熱敏電阻，其中，所述的多層生坯為陶瓷生片基體，在陶瓷生片基體內(nèi)部形成有內(nèi)部電極2，即在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，使基體與內(nèi)部電極2之間形成致密結(jié)合。
其中，所述的內(nèi)部電極由包含銀、鉛、鉑、金粉末中的一種或一種以上的組合物作為電極基料，電極基料內(nèi)(按質(zhì)量百分比計)含有不大于20％的鎳粉末。所述陶瓷生片基體中至少包含錳、鉻、鎳、鐵氧化物中的一種，其占基體總量(按質(zhì)量百分比計)不小于70％。
所述的NTC熱敏電阻的制造方法，依序包括下述步驟(1)按摩爾比計，將Mn60～80，Co10～20，Ni10～20，占基體總量70％，經(jīng)過900℃預(yù)燒后，添加(按質(zhì)量百分比計)10％的軟化點玻璃，1％的消泡劑F409、余量為黏合劑F518N，以甲苯作為溶劑分散劑，經(jīng)二次球磨烘干，制作多個50μm的陶瓷生片基體；(2)在(1)制得的陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，其中，內(nèi)部電極導(dǎo)電漿料為(按質(zhì)量百分比％計)Pd27％、Ag64％、Ni9％組成的金屬粉末，其占內(nèi)電極漿料20～80％，并添加10～60％的松油醇和10～60％的乙基纖維素，攪拌制得的混合物為內(nèi)電極漿料；(3)任意沉積(1)和(2)制得的陶瓷生片基體和涂覆內(nèi)部電極的陶瓷生片基體形成多層生坯，切割成規(guī)定的尺寸，制得未燒結(jié)的陶瓷生片基體；(4)將(3)制得的陶瓷生片基體在1100℃保溫2小時按1℃/min的降溫速度燒結(jié)成陶瓷基體1，其內(nèi)部形成有內(nèi)部電極2；(5)在(4)制得的陶瓷基體1兩端涂上外部端電極3，3’的導(dǎo)電漿料并在850℃下燒結(jié)，并對外部端電極電鍍Ni膜和Sn膜。
測試測量電阻值、電阻值偏差、B值、B值偏差和高溫放置后阻值的變化率，見表一。
實施例2一種NTC熱敏電阻，為一種多層生坯經(jīng)燒結(jié)制成的NTC熱敏電阻，其中，所述的多層生坯為陶瓷生片基體，在陶瓷生片基體內(nèi)部形成有內(nèi)部電極2，即在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，使基體與內(nèi)部電極2之間形成致密結(jié)合。
其中，所述內(nèi)部電極由包含銀、鉛、鉑、金粉末中的一種或一種以上的組合物作為電極基料，電極基料內(nèi)(按質(zhì)量百分比計)含有不大于20％的鎳粉末。所述陶瓷生片基體中至少包含錳、鉻、鎳、鐵氧化物中的一種，其占基體總量(按質(zhì)量百分比計)不小于70％。
所述的NTC熱敏電阻的制造方法，依序包括下述步驟(1)按摩爾比計，將Mn60～80，Co10～20，Ni10～20，占基體總量75％，經(jīng)過900℃預(yù)燒后添加(按質(zhì)量百分比計)6％的TiO2，1％的消泡劑F409、其他為黏合劑F518N、以甲苯作為溶劑分散劑，經(jīng)二次球磨烘干，制作多個50μm的陶瓷生片；(2)在(1)制得的陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，其中，內(nèi)部電極導(dǎo)電漿料為(按質(zhì)量百分比計)Pd62％、Ag32％、Ni6％組成的金屬粉末并添加松油醇和乙基纖維素，攪拌制得內(nèi)部電極的混合物漿料；(3)任意沉積(1)和(2)制得的陶瓷生片基體和涂覆內(nèi)部電極的陶瓷生片基體形成多層生坯，切割成規(guī)定的尺寸，制得未燒結(jié)的陶瓷生片基體；(4)將(3)制得的陶瓷生片基體在1280℃保溫2小時按1℃/min的降溫速度燒結(jié)成陶瓷基體1，其內(nèi)部形成有內(nèi)部電極2；(5)在(4)制得的陶瓷基體1兩端涂上外部端電極3，3’的導(dǎo)電漿料并在850℃下燒結(jié)，并對外部端電極電鍍Ni膜和Sn膜。測試測量電阻值、電阻值偏差、B值、B值偏差和高溫放置后阻值的變化率(見表一)。
比較例1內(nèi)部電極導(dǎo)電漿料為(按質(zhì)量百分比計)Pd30％、Ag70％組成的金屬粉末并添加松油醇和乙基纖維素，攪拌所得的混合物。制造方法及測試項目均與實例一相同。
比較例2內(nèi)部電極導(dǎo)電漿料為(按質(zhì)量百分比計)Pd65％、Ag35％組成的金屬粉末并添加松油醇和乙基纖維素，攪拌所得的混合物。制造方法及測試項目均與實例二相同。
表一

從實例一可以看出，由于在內(nèi)部電極導(dǎo)電漿料中含有元素Ni，使得燒結(jié)的時候Ni元素擴散至熱敏電阻陶瓷基體形成含Ni的尖晶石相，所以在Ni2O3的擴散區(qū)域晶粒生長尺寸較陶瓷基體其他部份小，減少了由于熱敏電阻陶瓷基體在燒結(jié)過程中的相對于內(nèi)部電極的收縮，從而內(nèi)部電極的連續(xù)性和完整性得以保存，使產(chǎn)品性能更加集中、穩(wěn)定；同時由于存在Ni元素的濃度梯度和晶粒生長細(xì)小等原因，使得熱敏電阻陶瓷基體結(jié)合更加緊密，在高溫處理時內(nèi)部電極不容易被破壞，致密的含Ni尖晶石過渡層阻擋了空氣中的氧或其他氣氛對熱敏電阻基體中的擴散，使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性大大增強。從比較例一可以看出，內(nèi)部電極中沒有含Ni的成份，內(nèi)部電極和陶瓷基體之間沒有一個過渡層，在燒結(jié)過程中，即使熱敏電阻陶瓷基體和內(nèi)部電極的總體線收縮率相同，由于在挨近內(nèi)部電極的陶瓷基體的某一微小的區(qū)域的晶粒生長過大，既意味著在局部陶瓷基體的物質(zhì)遷移大大大于內(nèi)部電極的物質(zhì)遷移，從而造成內(nèi)部電極的完整性的破壞，內(nèi)部電極和熱敏電阻陶瓷基體間的結(jié)合強度下降，使得比較例一的阻值變大，產(chǎn)品的集中性很差，高溫老化性能差。
實例二跟實例一相比熱敏電阻陶瓷基體配方的燒結(jié)溫度更高，內(nèi)部電極Pd金屬含量更高，Ni含量更低。增加Pd的含量使得內(nèi)部電極的燒結(jié)溫度提高，同時在高溫時Ni容易被氧化，Ni的含量低，所以其穩(wěn)定性能略低。比較例二中相較實施例二來說，內(nèi)部電極沒有含Ni，其性能差的原理同上述比較例一，但高溫時對內(nèi)部電極和陶瓷基體之間存在成份的互相滲透，因此此例的效果最差。
權(quán)利要求
1.一種NTC熱敏電阻，為一種多層生坯經(jīng)燒結(jié)制成的負(fù)溫度熱敏電子元件，其特征在于所述的多層生坯為陶瓷生片基體，在陶瓷生片基體內(nèi)部形成有內(nèi)部電極，即在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極，使基體與內(nèi)部電極之間形成致密結(jié)合，其中，所述的內(nèi)部電極由包含銀、鉛、鉑、金粉末中的一種或一種以上的組合物作為電極基料，電極基料內(nèi)(按質(zhì)量百分比計)含有不大于20％的鎳粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種NTC熱敏電阻，其特征在于所述陶瓷生片基體中至少包含錳、鉻、鎳、鐵氧化物中的一種，其占陶瓷生片基體總量(按質(zhì)量百分比計)不小于70％。
3.一種針對權(quán)利要求1或2所述的NTC熱敏電阻的制造方法，依序包括下述步驟(1)用流延工藝制備陶瓷生片基體；(2)在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極；(3)任意沉積(1)和(2)制得的陶瓷生片基體和涂覆內(nèi)部電極的陶瓷生片基體形成多層生坯；(4)將(3)制得的多層生坯在最高燒結(jié)溫度1000～1400℃下燒制；(5)在(4)制得的燒制體外部形成端電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種NTC熱敏電阻的制造方法，其特征在于所述制備陶瓷生片基體的過程包括添加陶瓷基體料、助劑，經(jīng)過球磨、烘干制成陶瓷生片基體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種NTC熱敏電阻的制造方法，其特征在于所述的助劑包括粘合劑、溶劑分散劑、消泡劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種NTC熱敏電阻及其制造方法。一種NTC熱敏電阻，為一種多層生坯經(jīng)燒結(jié)制成的負(fù)溫度熱敏電子元件，其中，所述的多層生坯為陶瓷生片基體，在其內(nèi)部形成有內(nèi)部電極，使基體與內(nèi)部電極形成致密結(jié)合，所述內(nèi)部電極電極基料包含銀、鉛、鉑、金粉末中的一種或以上的組合物，基料內(nèi)含有質(zhì)量比不大于20％的鎳粉末。其制造方法為1.制備陶瓷生片基體；2.在陶瓷生片基體上涂覆內(nèi)部電極；3.任意沉積涂覆或未涂覆內(nèi)部電極的陶瓷生片基體形成多層生坯；4.多層生坯在最高燒結(jié)溫度1000－1400℃下燒制；5.在燒制體外部形成端電極。優(yōu)點是內(nèi)部電極與陶瓷基體形成有濃度梯度的含鎳尖晶石層，從而增加NTC熱敏電阻長期使用的穩(wěn)定性。
文檔編號H01C7/04GK1975940SQ20061014782
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者余勤民, 周欣山, 沈十林, 楊彬 申請人:上海維安熱電材料股份有限公司