[发明专利]一种超薄芯片型热敏电阻的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超薄芯片型热敏电阻的制备方法。

背景技术：

随着电子工业和信息技术水平的不断进步，现代电子信息系统正朝向微小型化和单片集成的方向发展。微型半导体元器件的研究逐渐成为行业热点之一。在热敏电阻领域，芯片型热敏电阻元件相比其他类型的热敏电阻具有互换性好、一致性好、重复性好等优点，因此，被广泛用于航天、海洋、汽车、家电等领域。随着现代微加工技术和陶瓷切划片技术的不断进步，尺寸更小、厚度更薄的热敏芯片逐渐问世。代表性产品有日本SEMITEC公司的PT系列、TDK公司的C0402、美国VISHAY公司的PTS系列等。

目前，厚度处于50～100μm范围内的超薄芯片型热敏电阻元件的制备和研究尚未见公开报道。采用传统划片工艺可以获得最小厚度约为180μm的薄片，进一步对陶瓷薄片进行抛光处理可以将陶瓷片的二次减薄至100μm。但采用这一方法制备超薄片环节复杂、经济效益不高且薄片尺寸难以实现精确控制。中科院新疆理化所提出叠加工艺技术，可以制备出厚度处于5-20μm范围内的陶瓷超薄片，但由于陶瓷片厚度过于薄，机械强度差，因此目前尚未实现器件化。

本发明中提出的流延法制备50-100μm超薄芯片型热敏电阻元件填补了现有热敏芯片50-100μm厚度的空白，提出了制备芯片型热敏电阻元件的新方法，同时由于具有操作简便，成本低廉等优势。

发明内容

本发明目的在于，提供一种超薄芯片型热敏电阻元件的制备方法，该方法首先采用流延法制备超薄热敏陶瓷片；继而采用丝网印刷法对陶瓷片进行电极涂覆；接着利用划片机对所得热敏陶瓷芯片进行切割，并在电极表面焊接引线；最后对元件进行超薄绝缘封装。本发明实现了超薄芯片型热敏电阻的制备，该技术具有机械化程度高、工艺简单、成本低廉、普适性强等特点，因此适用于制备各种超薄芯片型电子元器件，具有很大的应用前景。

本发明所述的一种超薄芯片型热敏电阻的制备方法，按下列步骤进行：

热敏粉体材料合成：

a、将锰、钴、镍、镁过渡金属族氧化物中的两种或三种，放入500mL聚四氟乙烯球磨罐中，再在球磨罐中加入50-100颗粒直径1cm的玛瑙磨球，将球磨罐安置在行星式球磨机上，研磨8小时，将研磨产物倒入1000mL的烧杯中，用去离子水将球磨罐及磨球冲洗干净，再将装有产物的烧杯放在温度100℃烘箱中干燥24h，将产物取出后放在玛瑙研磨中，手动研磨至粉状，并继续研磨4小时，将生成物放在经过1200℃预烧过的氧化铝坩埚中，于温度800℃条件下预烧1小时，烧结后再手磨2小时，获得热敏粉体材料；

超薄陶瓷片制备：

b、将步骤a所得的热敏粉体中加入2-6wt％的粘结剂，研磨混合均匀后，再加入20-40wt％的有机溶剂为松油醇、二甲基硅油或乙醇，继续研磨至形成均匀浆料，然后将浆料倒在放有衬底的流延机台面上，调节刮刀高度40-100mm，刮刀前进速度为70mm/s，使得浆料均匀涂覆在衬底表面，将流延好的热敏厚膜放置温度50℃-80℃的烘箱中烘干，然后将热敏超薄片与衬底剥离，再将热敏超薄片于温度1200℃下烧结2小时，得到厚度范围50-100μm的热敏陶瓷超薄片(1)；

表面电极涂覆：

c、选择250目的丝网印刷版，将银浆、金浆、银钯浆或铂浆电极材料(2)印刷在步骤b中得到的热敏陶瓷超薄片(1)表面，用高温汞灯将热敏陶瓷超薄片(1)表面的电极浆料烤干，翻面后再涂背面，再用汞灯将背面电极浆料烤干，再将涂有电极的热敏陶瓷超薄片(1)放在光滑的氧化铝平板上，于温度750-1000℃条件下进行电极退火处理，得到超薄陶瓷芯片；

超薄芯片型热敏元件制备：

d、利用划片机将步骤c得到的超薄陶瓷芯片划成边长为0.3-1.5mm的正方形，然后将两根金丝、铂金丝或杜美丝电极引线(3)分别焊接在超薄陶瓷芯片的两面上，采用聚酰亚胺(4)对元件进行封装，即得到绝缘性能良好的、封装后厚度处于60-300μm范围内的超薄芯片型热敏电阻元件。

步骤b中所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液、羟乙基纤维素水溶液或聚乙烯醇缩丁醛醇溶液。

步骤b中所述的衬底是硅片、有机玻璃或聚四氟乙烯板。

本发明所述的一种超薄芯片型热敏电阻的制备方法，该方法中步骤b中所述粘结剂为聚乙烯醇、羟乙基纤维素或聚乙烯醇缩丁醛，使用前将聚乙烯醇或羟乙基纤维素按5wt％的质量比搅拌溶解到去离子水中形成聚乙烯醇的水溶液或将聚乙烯醇羧丁醛按5wt％的质量比搅拌溶解到无水乙醇中形成聚乙烯醇缩丁醛的醇溶液。