[发明专利]快速反应NTC温度传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域。具体公开一种快速反应NTC温度传感器及其制作方法。

背景技术

由NTC热敏芯片作为核心部件，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，各种电子产品进一步实现多功能化和智能化，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。

由于探测温度的灵敏性要求，对NTC温度传感器的反应速度提出了越来越高的要求，这便要求NTC温度传感器的热时间常数尽量小。

现有技术中，NTC温度传感器制作方法是：NTC热敏电阻芯片制备-上引线-绝缘包封-测试，如图1所示，制成后的NTC温度传感器由内部的NTC热敏电阻芯片10、连接在NTC热敏电阻芯片10上的引线20和包封在芯片外层的绝缘包封层30组成。该现有技术中制成的NTC温度传感器由于芯片厚度较厚(0.3～3mm)，且外层绝缘包封物质(一般为环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂)厚度也较厚且导热性差。在感温过程中热量首先传递到绝缘包封层，再逐步传递到芯片，芯片的核心也完全达到外界温度时需要较长的时间，热时间常数一般为5～15～秒，这种反应速度不能满足对温度探测的高灵敏度的要求。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种快速反应NTC温度传感器及其制作方法，该NTC温度传感器测温过程中热传导所需时间短，热时间常数小，灵敏度高，能有效地满足对温度探测的高灵敏度的要求；所述NTC温度传感器制作方法简单，易于实现，能确保NTC温度传感器热时间常数小，高灵敏度的需求。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是：

本发明的第一个技术目的是：本发明所述的快速反应NTC温度传感器，包括薄型陶瓷基片、依次涂覆在陶瓷基片表面上的NTC热敏介质浆料层、印刷并烧渗在NTC热敏介质浆料层上的表面电极、印刷并烧结在表面电极上的玻璃保护层，以及安装在两端部的端电极。

作为上述技术的进一步，所述薄型陶瓷基片为氧化铝基片，其厚度范围是0.1～02毫米。

在本发明中，所述NTC热敏介质浆料层厚度范围是10～50微米；所述玻璃保护层厚度范围是20～100微米。

本发明的第二个技术目的是指：所述的快速反应NTC温度传感器的制作方法，其具体步骤是：(1)选取薄型陶瓷基片；(2)NTC热敏介质浆料配制；(3)涂覆NTC热敏介质浆料层并烧结；(4)印刷-烧渗表面电极；(5)印刷-烧结玻璃保护层；(6)划切；(7)上端电极。

作为上述技术的进一步改进，所述NTC热敏介质浆料各成份的重量配比是：NTC陶瓷粉料30～60％；PVB B-76树脂10～30％；DOP增塑剂0.5～5％；AK-3501分散剂0.1～3％；醋酸正丙酯溶剂30～50％。

作为上述技术的更进一步改进，在上述步骤(3)中，涂覆NTC热敏介质浆料层的涂覆方法为湿法流延法或印刷法或刮涂法，所述涂覆NTC热敏介质浆料层的烧结过程是：将涂敷好NTC热敏材料介质的陶瓷基片在烧结炉中采取以下烧结曲线烧结：由1℃/min的升温速度缓慢升温至1200±50℃，保温5～10～小时，然后以1℃/min的降温速度缓慢降温至100℃。

在上述步骤(5)中印刷-烧结玻璃保护层：在印刷-烧渗表面电极完成后，在电极的表面通过丝网印刷的方法在介质和电极的表面再形成一层玻璃浆料，通过玻璃烧结工艺形成结构致密厚度为20～100微米的玻璃保护层。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明由于在薄型陶瓷基片上依次涂覆薄的NTC介质浆料层、表面电极、玻璃保护层，使得整个NTC温度传感器的较薄，测温过程中热传导所需的时间非常短，热时间常数τ一般为0.5～2秒，是现有技术的十分之一(现有技术中τ一般为5～15秒)。

附图说明

图1是现有技术中NTC温度传感器结构示意图；

图2是本发明所述的快速反应NTC温度传感器结构立体图；

图3是本发明所述的快速反应NTC温度传感器侧面剖视图；

图4是本发明中快速反应NTC温度传感器的制作方法流程图；

图5是本发明中湿法流延法涂覆NTC热敏介质浆料的结构示意图；

图6是本发明中刮涂法涂覆NTC热敏介质浆料的结构示意图。

图7A～图7O为一组不同形状的NTC热敏电阻结构示意图。

具体实施方式