專利名稱：氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法本發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻為玻璃密封兩端引線型，具有體積小、穩(wěn)定性好，可靠性高等特點，適用于冰箱、空調(diào)等溫度測量，控制和線路補償。日本已有同樣結(jié)構(gòu)、同樣參數(shù)的產(chǎn)品問世，但我國的該類器件基本依靠進口，價格昂貴。
一般來說，同種性能的半導(dǎo)體熱敏材料，由于其制作工藝不同，主要成份及其比例也有較大差異。日本主要是采用硝酸鹽混合熱分解法制備粉體材料，其電學(xué)參數(shù)為B25/50＝3470±1％，R25℃＝4.0-6.0KΩ。國內(nèi)制備氧化物熱敏材料通常是采用氧化物混合研磨法。本發(fā)明經(jīng)過多年的探索、研究，采用鈷、錳、鐵的硝酸鹽或醋酸鹽為原材料，用液相共沉淀法制粉體，其比例與工藝有顯著的差別。所得產(chǎn)品的參數(shù)指標(biāo)均達到國外同類產(chǎn)品指標(biāo)。
本發(fā)明目的在于，研制的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法是以鈷、錳、鐵的硝酸鹽或醋酸鹽為原材料，采用液相共沉淀法制備材料粉體，加入乳化劑OP進行清洗，然后將粉體進行分解，研磨、預(yù)燒結(jié)，再進行預(yù)成型、冷等靜壓、高溫?zé)Y(jié)制成，該所得產(chǎn)品其電學(xué)參數(shù)指標(biāo)均達到日本同類產(chǎn)品水平，從而替代了同類產(chǎn)品依靠進口的局面。
本發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，其主要是該熱敏電阻是以鈷、錳、鐵的硝酸鹽或醋酸鹽為原材料，采用液相共沉淀法制備材料粉體，然后將粉體進行分解、研磨、預(yù)燒結(jié)后加入乳化劑OP進行清洗制成，原材料各組份配比為(摩爾百分比％)鈷45-50、錳25-30、鐵20-25；本發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，是以分析純(摩爾百分比％)鈷45-50、錳25-30、鐵20-25的硝酸鹽或醋酸鹽為原材料，采用液相共沉淀法制備粉體沉淀液，沉淀液為濃度1N的鈷、錳、鐵的鹽溶液，在劇烈的攪拌下，將沉淀劑均勻加入沉淀液中，然后在沉淀液中加入乳化劑OP，沉淀完成后反復(fù)加入去離子水進行清洗并對溶液進行超聲處理，烘干，磨細，預(yù)燒結(jié)；沉淀劑濃度為1.5-2N的碳酸氫銨溶液，沉淀劑的加入量為沉淀液的2-2.5倍(容量比)；乳化劑OP的加入量1％(重量)，在材料烘干磨細后，先在400-500℃熱分解5-10小時；經(jīng)過研磨后再在650-800℃進行預(yù)燒結(jié)，將材料預(yù)成型為φ50mm左右柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1180-1200℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘再進行切片、兩面涂燒AgPd電極、劃片，即為蕊片，然后再將蕊片采用錫焊工藝焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
本發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，在以下方面有獨到的解決方法(1)在采用液相共沉淀法制備粉體時，如溶液的PH值過高，有些元素的沉淀物會產(chǎn)生絡(luò)合而溶解；PH值過低，有些元素又不能完全沉淀，而PH值在化學(xué)反應(yīng)中又是一個難以準(zhǔn)確控制的參數(shù)，這勢必造成沉淀出的粉料元素比例與原始配方有差異，且每次工藝都難以重復(fù)，本發(fā)明采取嚴(yán)格控制沉淀液和沉淀劑的濃度以及二者之間量的比例，沉淀劑均勻緩慢加入，沉淀液的溫度始終控制在30-40℃范圍內(nèi)，從而達到控制粉體元素比例的目的。
(2)因液相共沉淀法制得粉體較細，粉粒表面活性大，特別容易團聚，沉淀液中大量陰離子的存在進一步加劇這種團聚，造成粒度大，不均勻，材料的一致性很差，本發(fā)明在沉淀液中加入乳化劑，減小粉粒的表面活性，以沉淀物加入去離子水反復(fù)清洗，同時進行超聲處理，來破壞粉體的團聚。在預(yù)燒之前，引入熱分解工藝，分解后對粉體進行研磨。
(3)傳統(tǒng)的珠體熱敏電阻或厚膜熱敏電阻，因為材料特性不均勻，熱敏蕊片尺寸不一致，電極效應(yīng)、封裝工藝等因素的影響，造成元件參數(shù)的不一致。本發(fā)明引入冷等靜壓成型技術(shù)，采用切片、劃片工藝，保證了產(chǎn)品有較高的一致性。
(4)采用本發(fā)明制作出的熱敏電阻，其蕊片尺寸應(yīng)在V＝a×a×d，0.70＜a＜0.55mm；0.20＜d＜0.30mm范圍內(nèi)，其電學(xué)參數(shù)B25/50＝3470±1％，R25℃＝4.0-6.0KΩ。
實施例1使用市售分析純按硝酸鈷45％、硝酸錳30％、硝酸鐵25％(摩爾比)作為原材料比例稱量2mol，配制成濃度為1N的沉淀液，溶液溫度在30-40℃。
使用市售分析純碳酸氫銨6mol作為沉淀劑，配制成濃度為2N的沉淀劑溶液，溶液溫度控制在30-40℃；在沉淀液中加入1％重量的乳化劑OP-10，并在劇烈攪拌中將沉淀劑按50-100ml/分鐘的速度均勻加入，加完為止，沉淀過程完成；將帶有沉淀物的溶液置于超聲儀中處理10分鐘，進行抽濾，再加入3000ml去離子水，溫度在30-40℃，攪拌—超聲處理—抽濾，反復(fù)這一過程3-5次，烘干磨細；粉體在400℃熱分解6小時，磨細，然后在800℃預(yù)燒3小時，磨細，粉體制備過程結(jié)束；將粉體壓制成φ50mm的柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1180℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘，使用切片機，將燒結(jié)完的柱體切成圓片，兩面涂燒AgPd電極，再劃為電極蕊片，再將蕊片焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
所得珠體熱敏電阻電學(xué)參數(shù)B2/50＝3470±1％，A25℃＝4.0-6.0KΩ實施例2使用市售分析純按硝酸鈷50％、硝酸錳25％、硝酸鎳20％(摩爾比)作為原材料比例稱量2mol，配制成濃度為1N的沉淀液，溶液溫度在30-40℃。
使用市售分析純碳酸氫銨6mol作為沉淀劑，配制成濃度為1.5N的沉淀劑溶液，溶液溫度控制在30-40℃；在沉淀液中加入1N重量的乳化劑OP-10，并在劇烈攪拌中將沉淀劑按50-100ml/分鐘的速度均勻加入，加完為止，沉淀過程完成；將帶有沉淀物的溶液置于超聲儀中處理10分鐘，進行抽濾，再加入3000ml去離子水，溫度在30-40℃，攪拌—超聲處理—抽濾，反復(fù)這一過程3-5次，烘干磨細；粉體在500℃熱分解10小時，磨細，然后在800℃預(yù)燒3小時，磨細，粉體制備過程結(jié)束；將粉體壓制成φ50mm的柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1200℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘，使用切片機，將燒結(jié)完的柱體切成圓片，兩面涂燒AgpP電極，再劃為電極蕊片，再將蕊片焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
所得珠體熱敏電阻電學(xué)參數(shù)B25/50＝3470±1％，R25℃＝4.0-6.0KΩ實施例3使用市售分析純按硝酸鈷50％、醋酸錳25％、硝酸鐵20％(摩爾比)作為原材料比例稱量2mol，配制成濃度為1N的沉淀液，溶液溫度在30-40℃。
使用市售分析純碳酸氫銨6mol作為沉淀劑，配制成濃度為2N的沉淀劑溶液，溶液溫度控制在30-40℃；在沉淀液中加入1％重量的乳化劑OP-10，并在劇烈攪拌中將沉淀劑按50-100ml/分鐘的速度均勻加入，加完為止，沉淀過程完成；將帶有沉淀物的溶液置于超聲儀中處理10分鐘，進行抽濾，再加入3000ml去離子水，溫度在30-40℃，攪拌—超聲處理—抽濾，反復(fù)這一過程3-5次，烘干磨細；粉體在400℃熱分解5小時，磨細，然后在800℃預(yù)燒3小時，磨細，粉體制備過程結(jié)束；將粉體壓制成φ50mm的柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1180℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘，使用切片機，將燒結(jié)完的柱體切成圓片，兩面涂燒AgPd電極，再劃為電極蕊片，再將蕊片焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
所得珠體熱敏電阻電學(xué)參數(shù)B25/50＝3470±1％，R25℃＝4.0-6.0KΩ
實施例4使用市售分析純按醋酸鈷45％、醋酸錳30％、硝酸鐵25％(摩爾比)作為原材料比例稱量2mol，配制成濃度為1N的沉淀液，溶液溫度在30-40℃。
使用市售分析純碳酸氫銨6mol作為沉淀劑，配制成濃度為2N的沉淀劑溶液，溶液溫度控制在30-40℃；在沉淀液中加入1％重量的乳化劑OP-10，并在劇烈攪拌中將沉淀劑按50-100ml/分鐘的速度均勻加入，加完為止，沉淀過程完成；將帶有沉淀物的溶液置于超聲儀中處理10分鐘，進行抽濾，再加入3000ml去離子水，溫度在30-40℃，攪拌—超聲處理—抽濾，反復(fù)這一過程3-5次，烘干磨細；粉體在500℃熱分解6小時，磨細，然后在750℃預(yù)燒3小時，磨細，粉體制備過程結(jié)束；將粉體壓制成φ5mm的柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1200℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘，使用切片機，將燒結(jié)完的柱體切成圓片，兩面涂燒AgPd電極，再劃為電極蕊片，再將蕊片焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
所得珠體熱敏電阻電學(xué)參數(shù)B25/50＝3470±1％，R25℃＝4.0-6.0KΩ
權(quán)利要求
1.一種氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，其特征在于，該熱敏電阻是以鈷、錳、鐵的硝酸鹽或醋酸鹽為原料，采用液相共沉淀法制備材料粉體，加入乳化劑OP進入清洗，然后將粉體進行分解、研磨、預(yù)燒，再進行預(yù)成型，冷等靜壓高濕燒結(jié)制成；原材料各組份配比為(摩爾百分比％)鈷45-50錳25-30鐵20-25
2.一種型氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，其特征在于，該制造方法為以分析純(摩爾百分比％)鈷45-50、錳25-30、鐵20-25的硝酸鹽或醋酸鹽為原材料，采用液相共沉淀法制備材料粉體的沉淀液，沉淀液為濃度1N的鈷、錳、鐵鹽溶液，在劇烈的攪拌下，將沉淀劑均勻加入沉淀液中，然后在沉淀液中加入乳化劑OP，沉淀完成后反復(fù)加入去離子水進行清洗并對溶液進行超聲處理，烘干，磨細，預(yù)燒結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，其特征在于，沉淀劑濃度為1.5-2N的碳酸氫銨溶液，沉淀劑的加入量為沉淀液的2-2.5倍(容量比)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法，其特征在于，乳化劑OP的加入量1％(重量)，在材料烘干、磨細后，先在400-500℃熱分解5-10小時，經(jīng)過研磨后再在650-800℃進行預(yù)燒結(jié)，將材料預(yù)成型為φ50mm左右柱體后進行冷等靜壓，壓強為2.0-3.5T/cm2，然后在1180-1200℃燒結(jié)2小時，升降溫度控制在1-1.5℃/分鐘，再進行切片、兩面涂燒AgPd電極、劃片，即為蕊片，然后再將蕊片采用錫焊工藝焊接引線后，先在蕊片上涂覆一層PPS三防絕緣漆，而后采用SWF12-SB灌封環(huán)氧封裝成珠體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化物半導(dǎo)體熱敏電阻及其制造方法,其主要是以鈷、錳、鐵的硝酸鹽或醋酸鹽為原料,采用液相共沉淀法制備材料粉體,加入乳化劑OP進行清洗,然后將粉體進行分解、研磨、預(yù)燒后制成。該熱敏電阻為環(huán)氧密封單端引線珠狀,具有體積小,穩(wěn)定性好,可靠性高等特點,適用于溫度測量、控制和線路補償。
文檔編號H01C7/02GK1185632SQ9612217
公開日1998年6月24日 申請日期1996年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月14日
發(fā)明者康健, 楊文 , 張昭, 王大為 申請人:中國科學(xué)院新疆物理研究所