[发明专利]高精度温度传感器用NTC热敏芯片制作方法

说明书

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域。具体公开高精度温度传感器用NTC热敏芯片制作方法。 

背景技术

由NTC热敏芯片作为核心采取不同封装形式构成的热敏电阻和温度传感器广泛应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路，其在电路中起到将温度的变量转化成所需的电子信号的核心作用。 

随着电子技术的发展，各种电子进一步多功能化和智能化，NTC热敏芯片在各种需要对温度进行探测、控制、补偿等场合的应用日益增加。同时由于电子设备高精度温度探测、温度控制的需要，对NTC热敏电阻器的R电阻值、B值(热敏电阻器的材料常数)的精度和稳定性提出了越来越高的要求。在高精度测温应用场合中要求温度精度可以控制在0.1％℃，这就要求R电阻值及B值的精度控制在0.3％内，且在应用电路中使用后的电性能(R电阻值及B值)年漂移率小于0.1％。 

如图1、图2所示，现有的NTC热敏电阻一般采用以下工艺流程：热敏半导体陶瓷粉末制备-单个成型-烧结-烧渗电极-电阻率测试，该工艺过程是直接由热敏半导体陶瓷粉末10直接制成单个的NTC热敏芯片20，并在热敏电阻的两端部烧渗端电极30。 

该种工艺技术在陶瓷粉料配方已经确定的情况下，单个NTC热敏芯片20的电性能取决于产品的几何尺寸和烧结工艺对电性能影响。由于半导体陶瓷材料受烧结工艺参数的烧结温度、炉腔气氛等条件影响较大，使得现有的NTC热敏芯片20制造工艺技术存在了两个明显的不足： 

一、阻值精度低：现有技术制成的产品电气性能定型于烧结工艺，烧结、烧渗电极后的阻值分散且不能调节，批量生产中R25阻值精度一般在±5％内、B值(热敏电阻器的材料常数)在±3％内，无法满足高精度要求。 

二、稳定性差：制成后的NTC热敏芯片的两电极间的半导体陶瓷体裸露，在潮气、盐雾、空气氧化、腐蚀性气体等恶劣环境中很容易造成半导体陶瓷和金属电极间的老化，从而形成电气性能的漂移。电性能在高温老化1000小时后漂移量达到3％，这远远超出高精度测温应用场合中要求的R电阻值及B值0.3％的精度要求。 

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高精度温度传感器用NTC热敏芯片制作方法，该制作方法制作的NTC热敏芯片能较好地实现高精度调阻，可靠性好，在高精度测温应用场合中R电阻值及B值的精度控制在0.3％内，即温度精度可以控制在0.1％℃，且在应用电路中使用后的电性能(R电阻值及B值)年漂移率小于0.1％，因此其能较好地实现高精度调阻，稳定性好。 

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是： 

本发明所述的高精度温度传感器用NTC热敏芯片制作方法，其制作步骤： 

(1)NTC热敏半导体陶瓷粉体制备； 

(2)条状成型/烧结； 

(3)玻璃封装； 

(4)阻率测试； 

(5)尺寸划切； 

(6)上端电极。 

上述步骤(1)中热敏半导体陶瓷粉体制备可以是物理法或是化学法： 

A.物理法(球磨法)热敏半导体陶瓷粉体其过程是：配料(按特定定配方)-球磨-出料-烘干-过筛-预烧-研磨-烘干-过筛-粉体备用。 

B.化学法(溶胶-凝胶法)热敏半导体陶瓷粉体其过程是：溶胶的制备——凝胶化——凝胶的干燥——煅烧-粉体备用。 

上述步骤(2)条状成型/烧结为等静压成型法或挤压成型法，然后进行高温烧结成NTC热敏半导体陶瓷条。 

A.NTC热敏陶瓷条等静压成型法：将制备好的NTC热敏陶瓷粉料至于橡胶模具中，松装，振实；置于等静压机中，采用300～400Mpa的压强压30分钟，释压，从模具中取出制得陶瓷锭；切片：根据NTC热敏电阻器设计的需要，采用内圆切割机切割烧结后的压敏电阻陶瓷锭至所需厚度为200～2000μm的NTC热敏陶瓷基片。然后进行高温烧结成NTC热敏半导体陶瓷条。 

B.挤压成型将制备好的NTC热敏陶瓷粉料按重量配比为瓷粉∶PVA黏合剂＝100∶40配置置于搅拌罐内搅拌均匀；经过炼泥、陈腐后采用挤压机挤出所需尺寸的条(棒)状陶瓷。 

高温烧结：将压好的生胚陶瓷锭采用高温烧结炉缓慢(1℃/min)升温至1200±50℃，保温5～10～小时，然后缓慢(1℃/min)降温至100℃。 

上述步骤(3)中表面玻璃防护层涂覆包括：