[发明专利]陶瓷热敏电阻的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷热敏电阻的新型制造方法。

背景技术

对于一般陶瓷的微细结构制备，目前主要有三种完全不同的途径可以获得。第一种是对陶瓷进行切割和压片等为代表的机械工艺或化学刻蚀工艺，第二种是利用陶瓷粉末加工成型的注射和失模技术，第三种是通过物理化学生长的方法。在一般的实验中，无论采取哪一种切割工艺（包括刀片切割、超声波切割、激光切割和叠片切割等），要想实现厚度20μm以下的红外探测器陶瓷热敏电阻薄片的制备，已经非常困难；而且尺寸越小，加工的成品率越低。虽然化学刻蚀工艺（包括干法刻蚀和湿法刻蚀）可以对陶瓷薄片进行刻蚀，但由于薄片存在各向异性，导致最后刻出的形状极其不理想。传统的注射成型和失模技术采用的是塑料和金属模具，一般得到的最小尺寸在50μm左右，20μm被认为是极限。加上去模时很容易导致所需薄片变形。另外，通过各种物理化学生长的方法可以获得厚度10μm的薄膜，但形貌性能都不理想，原因就是随着薄膜厚度增加到5μm以上时，很容易在表面形成裂纹。虽然直接压片有可能实现10μm厚的薄片制备，但无法保证所需薄片的厚度及密度分布的均匀性。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种陶瓷热敏电阻的制备方法，以解决特殊薄度的陶瓷热敏电阻的制备，扩大生产规模。

本发明的上述目的，将通过以下技术方案得以实现：陶瓷热敏电阻的制备方法，其特征在于包括步骤：Ⅰ、制备陶瓷氧化物粉体，粉体由锰、铜、硅、钴、铁、镍中两种以上的金属氧化物充分混合而成；Ⅱ、将步骤Ⅰ制得的陶瓷氧化物粉体混入甘油和1%～10%的PVA之中配成浆料；Ⅲ、通过丝网印刷工艺把浆料印至基片成薄膜，待溶剂完全挥发后进行压片处理及脱模处理；Ⅳ、对脱模的陶瓷热敏电阻薄片坯在1000～1300℃的高温下烧结致密，并冷却至室温成品。

进一步地，所述制备方法对应5μm～20μm的陶瓷热敏电阻，步骤Ⅰ中所述陶瓷氧化物粉体的粒径分布小于500nm。

进一步地，步骤Ⅱ中所述浆料通过研磨法制成。

进一步地，步骤Ⅲ中所述丝网印刷工艺采用大于400目的不锈钢丝网板或绢丝网板。

进一步地，步骤Ⅲ中所述压片处理为使用压片机以20MPa以上的压力对薄膜加压3min～10min。

进一步地，步骤Ⅱ与步骤Ⅲ之间在所述基片上涂布一层脱模剂，步骤Ⅲ中经压片处理后的陶瓷热敏电阻薄片坯在脱模剂的作用下与基片相分离。

应用本发明的技术方案，较之于传统制备工艺的显著优点为：结合了丝网印刷、陶瓷压片和烧结工艺，从而实现了微米量级厚的陶瓷热敏电阻薄片的制备，一方面为该种薄片电阻的批量制备提供的行之有效的方法，另一方面由此得到的薄片电阻厚度可控、密度均匀、可靠性好、成品率高。

附图说明

图1是本发明制备方法的流程示意简图。

具体实施方式

本发明揭示了一种陶瓷热敏电阻的制备方法，旨在解决现有的陶瓷热敏电阻薄片的制备方法在制备厚度为5μm～20μm左右的陶瓷热敏电阻薄片时成本高、工艺复杂，且所制备的陶瓷热敏电阻薄片无法达到厚度和密度的均匀性要求问题。本发明的主要技术特点体现在采用了印刷电子技术、压片技术与陶瓷烧结三者相结合的叠加工艺方法。其制备方法包括如下步骤，如图1所示。

Ⅰ、制备陶瓷氧化物粉体，该陶瓷氧化物粉体由锰、铜、硅、钴、铁、镍中两种以上的金属氧化物充分混合而成，其中所述陶瓷氧化物粉体的粒径分布小于500nm。

Ⅱ、将步骤Ⅰ制得的陶瓷氧化物粉体混入甘油和1%～10%的PVA之中，通过研磨法配成浆料。

Ⅲ、通过丝网印刷工艺把浆料印至基片成薄膜，待溶剂完全挥发后进行压片处理及脱模处理；其中丝网印刷工艺采用大于400目的不锈钢丝网板或绢丝网板，而压片处理为使用压片机以20MPa以上的压力对薄膜加压3min～10min，该基片可以是有机玻璃。

Ⅳ、对脱模的陶瓷热敏电阻薄片坯放入钟罩炉、马弗炉或井式炉中，迅速升温至烧结温度1000～1300℃，将陶瓷热敏电阻薄片坯烧结致密，然后使陶瓷热敏电阻薄片坯随炉冷却到室温取出，即可得到所需的陶瓷热敏电阻薄片。

作为本发明制备方法的优化方案，步骤Ⅱ与步骤Ⅲ之间在基片上涂布一层脱模剂，步骤Ⅲ中经压片处理后的陶瓷热敏电阻薄片坯的脱模时，只需将镊子等轻推陶瓷热敏电阻薄片坯，由于脱模剂的作用，陶瓷热敏电阻薄片坯与基片将很容易地相分离，从而获得独立的陶瓷热敏电阻薄片坯。