[发明专利]MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件

说明书

所属技术领域

本发明MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件属于电子技术领域，尤其涉及负温度系数功率型热敏电阻元件。

背景技术

功率型NTC负温度系数热敏电阻广泛应用于各种开关电源、电机等电子产品电源回路中，用作抑制浪涌电流。由于其使用简单、成本低廉已发展为不可替代的保护类元件。通过对NTC效应机理和对微粉工程与微观结构的研究，以促进新材料、新元件的开发利用，使NTC热敏电阻向高性能化、小阻化、小型化发展。近年来随着电子产品出口量增加，国外市场对NTC热敏电阻元件的需求越来越大，技术竞争、市场价格竞争非常激烈。中国作为电子产品出口大国，企业发展非常困难，其原因是：国内此类型NTC元件应用的原材料都是以锰、铜的氧化物加上Ni2O3(三氧化二镍)或CoO(氧化钴)为基本材料，再添加微量的“助烧剂”。而Ni2O3和CoO是稀有金属氧化物，其价格比较昂贵，生产成本据高不下，缺乏市场竞争力。

为了提高市场竞争力，提高产品的性价比是一个重要措施，能否找到可替代Ni2O3和CoO新的价格低廉的新的金属氧化物来开发新型热敏电阻元件就成了一个技术关键。

发明内容

本发明的目的是：开发一种锰、铜氧化物与一种新的价格低廉的金属氧化物为基体的功率型NTCR电阻的材料配方及相配套的生产工艺，用此配方和工艺制得的NTCR热敏电阻在电阻值相同、体积相同的前提下，其材料技术指标不低于同型号含镍(Ni)钴(Co)成份的功率型NTCR热敏电阻元件，并要实现将生产加工成本降代50％以上。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案是：MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件由主体热敏电阻芯片和两根引线组成，其中热敏电阻芯片有三层：中层为MMC基半导体瓷体，上、下外层为厚度0.2mm的NTC专用型高温银电极。

200只MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件的原材料由氧化镁23克、氧化锰64.8克、氧化铜12.2克和助燃剂氧化硅0.15克、氧化钙0.2克与辅料硅树脂0.2克、8％的聚乙稀醇组成。MMC基NTC电阻元件的制造加工分为预处理制粉、加水球磨、烘干制坯、烧结刷加银浆和焊接引线五道工艺：首先按配方要求的材料比例进行备料，再在炉体中分别将氧化镁、氧化锰、氧化铜、氧化硅、氧化钙以300℃预处理30分钟后，又分别粉碎过500目筛后混合后成细粉原料，按原料∶磨球∶水以1∶2∶2比例加水，在球磨罐中混磨36小时，出料浆并烘干后加聚乙稀醇造粒压制成所需坯径片，再在12米长自动回转式推板隧道炉内经200℃-600℃-800℃-850℃-950℃-1100℃-1130℃温度随炉冷却进行烧结，在推进速度为350mm/h出炉后形成MMC基半导体瓷片，最后在瓷片上、下面用丝网印刷上银浆，经烧结后形成银电极芯片，再将两根引线插接在芯片上，然后在290℃锡锅中浸焊后得有引线的芯片；包封绝缘材料硅树脂并固化后得MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件。

本发明的有益效果是：MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件中的半导体瓷体材料配方科学，并通过适配的最佳煅烧温度和推进速度，形成优良NTC性能。NTC半导瓷是一种多晶体，晶粒是半反尖晶石结构，氧化镁替代Ni2O3和CoO使得镁离子替代了镍离子或钴离子，从而使B位中的Mn3+-Mn4+-Mn3+-、、、、、、导电离子链无变化，因而维持了替代前的电阻率，产品经权威部门检测，MMC基功率型NTCR电阻元件的B≥2500K，耐冲击电流≥5A，经本公司批量试用其B值、耐冲击电流能力大大提高和增大，产品中MMC基材料中氧化镁价格低廉，与含有镍或钴材料的同类产品相比，成本降低60％左右。

具体实施方案

1.原料的选择：

选购的原材料标准为：氧化锰≥99.2％，氧化镁为高纯超细级，氧化铜≥99.5％；氧化钙≥99.8％；聚乙稀醇为低碱性，水溶液浓度为8％，其中料胶比例为13kg∶1500ml；无铅NTC银浆含银95％；无铅锡条含锡96％；氧化硅与氧化钙均为AR级，其中氧化硅≥99.6％；镀锡钢线直径为0.8mm，硅树脂包封料56％。

2.MMC基负温度系数功率型NTCR新型热敏电阻元件制造工艺

先按配方比例将购备的氧化镁、氧化锰、氧化铜和助燃剂氧化硅和氧化钙分别在300℃炉体预处理30分钟，分别粉碎过500目筛后成细粉料；再以料∶磨球∶水以1∶2∶2比例加入去离子水，在直径为1米的球磨罐中混磨36小时，出料浆后以200℃烘干，然后加浓度为8％的聚乙稀醇水溶液，其中料∶液＝13Kg∶1500ml；过40目筛网造粒，并分压制成坯径片；再在西安星源新技术的TBL型自动回转式推板隧道炉中烧结，推进速度为350mm/h、经200℃-600℃-800℃-850℃-950℃-1100℃-1130℃温度出炉后降至室温成MMC半导体瓷片，将烧成的瓷片上下面用丝网印刷上银浆，在温度830℃中保温15分钟烧渗得到有银电极的芯片；再将两根钢线插接在芯片上，然后在290℃锡锅中浸焊后得有引线的芯片，包封绝缘材料硅树脂后再以温度140℃保温半小时固化该元件外表绝缘材料，得到MMC基负温度系数功率型NTC新型热敏元件。