專利名稱：提高熱敏電阻器合格率的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子元件電極的制作方法，尤其是一種提高熱敏 電阻器合格率的工藝方法，屬于電子元件制作工藝技術領域。
背景技術：
在NTC熱敏電阻器中，電極起著極為重要的作用。對電極的要 求是具有良好的導電性能、歐姆接觸性能、附著牢固、耐高溫、耐 腐蝕、耐氧化等。目前，隨著對可持續(xù)發(fā)展要求的不斷提高，歐盟 等發(fā)達國家或地區(qū)對電子元件產(chǎn)品中所含有害物質的含量確立了明 確的限定法規(guī)。順應此要求，以往在NTC熱敏電阻器芯片電極制備 過程中廣泛使用的有鉛銀漿，已被無鉛銀漿所替代。但隨之帶來的 問題是，NTC熱敏電阻器芯片的合格率的大幅P爭低，甚至有些配方體 系的合格率下降到完全不能批量生產(chǎn)的程度。有人采用無鉛銀鈀漿
電極來解決這一問題，但銀把漿的成本要比普通的無鉛銀漿高得多。 檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00410048540.3、名稱為《可變電阻器及
其制造方法》的中國專利申請?zhí)峁┮环N可以合才各率高的可變電阻器制 造方法。然而該技術的出發(fā)點在于從結構上進行改進，從而減少崩刃 和裂縫，因此并不能解決由于使用無鉛銀漿帶來的合格率下降問題。 據(jù)申請人了解，傳統(tǒng)工藝方法制造采用無鉛銀漿的熱敏電阻精度為 1%合格率只有30%左右。如何提高高精度產(chǎn)品的合格率已成為該行業(yè) 的難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對使用無鉛銀漿導致的問題，在不改變原 有工藝設備的情況下，通過工藝改進，提出一種可以顯著提高熱敏電 阻器合格率的工藝方法。為了解決以上技術問題，申請人在對合格率下降的原因進行研究
分析后認識到陶瓷芯片和金屬電極是兩類性質不同的材料，相互結 合時在界面上存在著化學及物理性能的差異，金屬電極與陶資表面結 合的附著力是影響熱敏電阻合格率的關鍵因素。使用有鉛銀漿作為電 阻電極時，銀漿中含有的氧化鉛成分可以在較低溫度下軟化，具有很 好的流涎性與滲透性，有助于銀分子滲透到作為熱敏電阻基材的陶乾 片表面的微小坑洼中，在高溫燒結的作用下可以與陶資體形成較好的 結合層。而使用無鉛銀漿作為電阻電極時，由于鉛成分被禁用，銀漿 的軟化溫度提高很多，因此在相同的溫度下流延性與滲透性下降，銀 分子就不易滲透到陶瓷表面的微小坑洼中，結果導致在高溫燒結過程 中銀分子與陶瓷體的附著力下降，從而使電阻的阻值離散，合格率下 降。在釆取切割工藝把NTC熱敏電阻芯片加工成極小尺寸時，這種影 響更為明顯。
經(jīng)過反復摸索，申請人提出的提高熱敏電阻器合格率的工藝方法 采用以下步驟
第一步、涂覆電極
將無鉛銀漿均勻涂覆在作為基材的陶瓷片表面； 第二步、干燥處理
使涂好銀漿的陶瓷片干燥； 第三步、第一次燒結
將烘干后的電阻芯片由室溫加熱到300 ±10°C，第一次保溫后， 加熱到500 土10。C，第二次保溫后，加熱到700 土10。C,第三次保溫 后，加熱到850 士10。C,第四次保溫后，冷卻至室溫； 第四步、第二次燒結
將第一次燒結后的電阻芯片由室溫加熱850 ±5°C，第五次保溫后，冷卻至室溫。
本發(fā)明進一步的完善是所述第一次燒結和第二次燒結之后至少 進行一次拋光處理取出冷卻后的電阻芯片，對燒結形成的表面銀電 才及進4于拋光。
以上工藝步驟中第 一次燒結時的階梯升溫使得銀離子可以在逐 步軟化的過程中較為充分的滲透到陶資片表面的微小坑洼內(nèi)，而第二 次燒結，則完成了機械滲透銀離子的流涎滲透，最終使得銀分子充分 滲透到陶資片表面，與陶瓷體形成附著牢固的結合層，拋光處理則不 僅可以去除氧化成分，而且可以借助機械作用，促使銀離子的滲透， 結果熱敏電阻不僅具有良好的導電性能、歐姆接觸性能，而且電阻值 的一致性提高，從而顯著提高了合格率。
進一步反復實驗表明，以上第一次燒結過程中，加熱到300 ± l(TC的升溫速率控制在10 ± 2°C/min,第一次保溫2 ± 0. 5分鐘；加 熱到500 ± l(TC的升溫速率控制在7 ± 1. 5'C/min,第二次保溫5 ± 1 分鐘；加熱到700 土1(TC的升溫速率5士rC/min，第三次保溫10土2 分鐘；加熱到850 士10。C的升溫速率控制在4土rC/min,第四次保溫 50 ± 5分鐘，冷卻至室溫的降溫速率控制在降溫速率13 ± 2。C/min, 效果更佳；第二次燒結過程中，加熱到850 土5。C的升溫速率控制在 15±2.5。C/min，第五次保溫時間為180土10分鐘為宜。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1為本發(fā)明一個實施例的第一次燒結溫度曲線圖。
圖2為本發(fā)明一個實施例的第二次燒結溫度曲線圖。
具體實施例方式
實施例一
本實施例提高熱敏電阻器合格率的工藝方法具體步驟如下第一步、涂覆電極
將無鉛4艮漿(上海大洲電子材料有限公司型號DSPF7180TI)均 勻涂覆在作為基材的陶瓷片表面； 第二步、烘干處理
將涂好^l漿的陶瓷片在13(TC環(huán)境烘干IO分鐘； 第三步、第一次燒結(參見圖1)
將烘干后的電阻芯片由室溫以10。C/min的升溫速率加熱到300 。C,第一次保溫2分鐘后，以7。C/min的升溫速率加熱到50(TC，第 二次保溫5分鐘后，以5°C/min的升溫速率加熱到700°C,第三次保 溫10分鐘后，以4°C/min的升溫速率加熱到850°C，第四次保溫50 分鐘后，以13°C/min的降溫速率冷卻至室溫； 第四步、第二次燒結(參見圖2)
將第一次燒結后的電阻芯片由室溫以15'C/min的升溫速率加熱850 °C,第五次保溫180分鐘后，冷卻至室溫；第五步、拋光處理
取出冷卻后的電阻芯片，對燒結形成的表面銀電極進行拋光處理。
實驗表明，本實施例的二次燒結工藝方法妥善解決了以下問題
(1) 銀電極層的附著強度不好、易脫落，器件的廢品率高；
(2) 電學特性下降，如電導率、電接觸特性(歐姆性)；
(3) 溫度老化特性下降，電極老化特性及對元件特性的影響。 而采用對燒結好的銀電極進行表面去氧化拋光處理工藝改善了 (1) 芯片電極接觸的顯微結構；(2 )芯片的表面粗糙度、材料的粒度以及 形貌；(3)電極結構、電導率、導電類型、顆粒、形貌。
總之，采用以上工藝方法解決了 NTC熱敏電阻器芯片合格率低的 難題，使± 1%精度的NTC熱敏電阻器產(chǎn)品的合格率從20-40%提高到60%以上，從而大大提高了工效，降低了制造成本，與現(xiàn)有技術相比，
具有顯著的實質性特點和突出的進步。
實施例二
本實施例與實施例一基本步驟相同，不同之處是在第一次燒結后 也進行一次拋光處理。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替 換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權利要求
1. 一種提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，包括以下步驟第一步、涂覆電極將無鉛銀漿均勻涂覆在作為基材的陶瓷片表面；第二步、干燥處理使涂好銀漿的陶瓷片干燥；第三步、第一次燒結將烘干后的電阻芯片由室溫加熱到300±10℃，第一次保溫后，加熱到500±10℃，第二次保溫后，加熱到700±10℃，第三次保溫后，加熱到850±10℃，第四次保溫后，冷卻至室溫；第四步、第二次燒結將第一次燒結后的電阻芯片由室溫加熱850±5℃，第五次保溫后，冷卻至室溫。
2. 根據(jù)權利要求1所述提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，其 特征在于所述第 一次燒結和第二次燒結之后至少進行一次拋光處理 即取出冷卻后的電阻芯片，對燒結形成的表面銀電極進行拋光。
3. 根據(jù)權利要求2所述提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，其 特征在于所述第一次燒結過程中，加熱到300 士10。C的升溫速率控 制在10±2°C/min，第一次保溫2 ± 0. 5分鐘；加熱到500 ± l(TC的升 溫速率控制在7 ± 1. 5°C/min，第二次保溫5 ± 1分鐘；加熱到700 ± 10。C的升溫速率5土rC/min,第三保次溫10 ±2分鐘；加熱到850 ± 10。C的升溫速率控制在4 ± rC/min，第四次保溫50 ± 5分鐘。
4. 根據(jù)權利要求3所述提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，其 特征在于所述第一次燒結后冷卻至室溫的降溫速率控制在降溫速率<formula>formula see original document page 0</formula>
5. 根據(jù)權利要求4所述提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，其 特征在于所述第二次燒結過程中，加熱到850 土5。C的升溫速率控 制在15 ±2. 5°C/min,第五次保溫時間為180土10分鐘。
6. 根據(jù)權利要求5所述提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，其 特征在于所述第二步采用烘干處理，將涂好4艮漿的陶瓷片在130。C 環(huán)境烘干1Q分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高熱敏電阻器合格率的工藝方法，屬于電子元件制作工藝技術領域。該方法的工藝步驟為涂覆電極、干燥處理、第一次燒結、第二次燒結以及拋光處理。第一次燒結時的階梯升溫使得銀離子可以在逐步軟化的過程中較為充分的滲透到陶瓷片表面的微小坑洼內(nèi)，而第二次燒結，則完成了機械滲透銀離子的流涎滲透，最終使得銀分子充分滲透到陶瓷片表面，與陶瓷體形成附著牢固的結合層，拋光處理則不僅可以去除氧化成分，而且可以借助機械作用，促使銀離子的滲透，結果熱敏電阻不僅具有良好的導電性能、歐姆接觸性能，而且電阻值的一致性提高，從而顯著提高了合格率。
文檔編號H01C7/04GK101425351SQ20081023430
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權日2008年11月11日
發(fā)明者洋 汪 申請人:南京時恒電子科技有限公司