[发明专利]玻璃烧结封装金属探头快速响应温度传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于温度传感器技术领域，特别涉及一种玻璃烧结封装金属探头快速响应温度传感器。

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。

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快的要求，这便要求NTC温度传感器的热时间常数尽量小，响应速度要快。

目前NTC温度传感器一般采取由外壳1’、填充树脂2’、NTC热敏电阻3’(其中热敏电阻3’包括热敏芯片31’、引线32’和外层绝缘包封层33’)其制作方法是：

(1)选用NTC热敏芯片31’；

(2)在NTC热敏芯片上引线32’；

(3)将NTC热敏芯片由外层绝缘层33’包封形成NTC热敏电阻3’；

(4)对NTC热敏电阻2进行电阻率测试；

(5)将NTC热敏电阻3’通过填充树脂2’将NTC热敏芯片31’及其外层绝缘层33’灌封填充；

(6)将灌封用填充树脂2’固化后形成NTC温度传感器；

(7)对NTC温度传感器进行电阻率测试。

由上可知，现有技术制造的NTC温度传感器：

(1)由于热敏芯片31’厚度较厚，通常为0.3～3mm，且外层绝缘包封层33’(一般为环氧树脂、酚醛树脂、硅树脂)厚度也较厚且导热性差；

(2)在外壳1’(通常由金属、塑胶、陶瓷等材料制成)与热敏芯片31’之间的填充树脂33’(一般为环氧、酚醛、硅树脂、导热规脂/胶等材料)其导热系数并不高。

该NTC温度传感器在感温过程中热量要经过几层传递，才能传递到芯片。尤其是金属、塑胶、陶瓷等材料制成的外壳1’与热敏芯片31’之间填充的填充树脂2’，其导热性能不佳，不利于热量迅速地到达热敏芯片31’的核心，完全达到外界温度时需要较长的时间。

该种结构的NTC热敏电阻温度传感器的热时间常数一般为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现有技术的不足，提供了一种玻璃烧结封装金属探头快速响应温度传感器，该温度传感器反应速度快，其热时间常数仅为现有产品的1/10，阻值稳定不会有漂移和突变现象，与现有工艺相比其合格率、可靠性和稳定性都有明显的提升，而且本发明温度传感器的耐高温、耐潮湿性能远远优于传统的温度传感器，且其机械强度远远高于纯粹的玻璃封装温度传感器。

为了克服上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：

本发明所述的种玻璃烧结封装金属探头快速响应温度传感器，包括金属外壳、至少一个径向引线玻封NTC热敏电阻，填充在金属外壳和径向引线玻封NTC热敏电阻的元件之间的低温玻璃浆料。

作为上述技术的进一步改进，所述金属外壳由耐高温金属材质制成。

作为上述技术的更进一步改进，所述低温玻璃浆料的软化点低于径向引线玻封NTC热敏电阻的外层玻璃包覆层的软化点。

本发明还提供了玻璃烧结封装金属探头快速响应温度传感器的制作方法，其步骤是：

(1)制备金属外壳；

(2)在金属外壳内填充液态低温玻璃浆料；

(3)再将至少一个径向引线玻封NTC热敏电阻内置于液态低温玻璃浆料中；

(4)将液态低温玻璃浆料进行玻璃烧结；

(5)电阻率测试。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采取在耐高温导热性金属外壳里内置一个或多个的径向引线玻封NTC热敏电阻，然后采用玻璃软化点低于径向引线玻封NTC热敏电阻玻璃材料的低温玻璃粉料制成的浆料填充，再通过玻璃烧结工艺将低温玻璃烧结成致密的填充结构，最后形成耐高温、耐潮湿、玻璃封装温度温度传感器。由于采用玻璃烧结工艺，使得温度传感器耐高温、可靠性好、耐潮湿盐雾性能优越、抗老化。此外，由于采用玻璃作为封装材料，其导热系数远远高于树脂，这样便使得其响应速度非常的快，且其耐潮湿性能好。其可以耐高温300-500℃。

而传统的树脂封装温度传感器采用的是树脂封装工艺，是树脂填充后再低温固化，其最高只可到200℃。