一種耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻及其制成的溫度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由熱敏芯片作為核心部件，采取不同封裝形式構(gòu)成的熱敏電阻和溫度傳感器廣泛應(yīng)用于各種溫度探測(cè)、溫度補(bǔ)償、溫度控制電路，其在電路中起到將溫度的變量轉(zhuǎn)化成所需的電子信號(hào)的核心作用。
[0003]隨著技術(shù)的提升和市場(chǎng)的需求，現(xiàn)在對(duì)于流體溫度傳感器的靈敏度要求越來越高，同時(shí)溫度傳感器要具備較高的防滲漏性能和耐熱性能。
[0004]現(xiàn)有的流體溫度傳感器一般是先制備電阻，再加工成傳感器。
[0005]現(xiàn)市面上的快速響應(yīng)熱敏電阻，主要為徑向玻璃封裝熱敏電阻，請(qǐng)參閱圖1，其為現(xiàn)有的快速響應(yīng)熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。該熱敏電阻包括芯片1、與芯片I兩面電極相連接的引線3和包裹于芯片I外部的玻璃保護(hù)層2。溫度要完全傳遞給芯片I需要先經(jīng)過玻璃保護(hù)層2，所以玻璃保護(hù)層2的厚度會(huì)極大的影響了電阻的反應(yīng)速度，一般的玻璃封裝產(chǎn)品玻璃保護(hù)層2厚度大概在0.3-1.07mm，熱時(shí)間常數(shù)一般為l-5s。但隨著產(chǎn)品的升級(jí)，熱敏電阻傳感器要在保留了耐高溫的特性的情況下再追求更快的反應(yīng)時(shí)間，常規(guī)的玻封產(chǎn)品的反應(yīng)速度已經(jīng)漸漸不能滿足高端市場(chǎng)對(duì)流體溫度傳感器溫度探測(cè)的高靈敏的要求。假如之后還用進(jìn)行一定的包裹封裝，那熱時(shí)間將會(huì)再次加長(zhǎng)，所以無論為了之后加工成傳感器還是直接使用，熱敏電阻都需要追求更快的反應(yīng)速度。
[0006]請(qǐng)參閱圖2，其為現(xiàn)有的流體溫度傳感器的使用狀態(tài)示意圖?，F(xiàn)有的流體溫度傳感器多采用調(diào)充密封材料和金屬外殼包裹熱敏電阻進(jìn)行防滲封裝，雖然有較好的防滲漏性能，但溫度要經(jīng)過一層較厚的防滲漏材料7然后才能傳到探頭。在這過程中，防滲漏材料7有一定的熱容會(huì)吸收掉一部分溫度，防滲漏層的厚度也增加了反應(yīng)的時(shí)間。
[0007]現(xiàn)有的防滲漏型流體溫度傳感器的芯片完全感知溫度的過程為:金屬外殼6—防滲漏材料7—玻璃保護(hù)層2—芯片，芯片要感知到正確溫度需要經(jīng)過多層材料，大大影響了傳感器的響應(yīng)速度，而且防滲漏材料7因?yàn)闊崛莸年P(guān)系，還會(huì)吸收(放出)一定的熱量，導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)。為了滿足市場(chǎng)高靈敏防滲漏型溫度傳感器的需求，所以要制造出反應(yīng)時(shí)間更短、響應(yīng)速度越快的防滲漏型流體溫度傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于陶瓷基片的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻，包括基片、芯片、兩根引線和芯片保護(hù)層;所述兩根引線與所述芯片兩面的芯片電極固接;所述基片為薄膜陶瓷基片，所述芯片設(shè)于所述基片的外表面上并與其直接接觸，所述芯片保護(hù)層為玻璃保護(hù)層，其半包圍包裹于所述芯片外部。
[0010]上述熱敏電阻按照以下工藝步驟制得:
[0011]I)制備徑向玻璃封裝熱敏電阻；
[0012]2)將步驟I)制得的熱敏電阻平放在薄膜陶瓷基片上，高溫?zé)Y(jié)，使徑向玻璃封裝熱敏電阻上的玻璃保護(hù)層融化，從而使芯片與基片接觸，而融化的玻璃冷卻后形成半包圍包裹于所述芯片外部的玻璃保護(hù)層。
[0013]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻在感測(cè)溫度時(shí)，只需要經(jīng)過一層薄薄的薄膜陶瓷基片，其響應(yīng)速度得到大幅提升，熱反應(yīng)時(shí)間為0.5s?2s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的熱敏電阻，且其在具備如此高的反應(yīng)速度的同時(shí)還具備了耐高溫的特性。
[0014]進(jìn)一步地，所述基片一側(cè)的兩端分別設(shè)有基片電極，所述基片電極由金屬電子漿料通過絲網(wǎng)印刷工藝印刷于基片上;所述兩根引線的另一端分別與兩基片電極焊接。
[0015]上述熱敏電阻按照以下工藝步驟制得:
[0016]I)對(duì)薄膜陶瓷基片進(jìn)行絲網(wǎng)印刷；
[0017]2)切割陶瓷基片；
[0018]3)制備徑向玻璃封裝熱敏電阻；
[0019]4)將步驟3)制得的熱敏電阻的兩根引線分別與基片兩端的基片電極通過電子漿料進(jìn)行焊接；
[0020]5)高溫?zé)Y(jié)使徑向玻璃封裝熱敏電阻上的玻璃保護(hù)層融化，使芯片與陶瓷基片直接接觸，而融化的玻璃冷卻后形成半包圍包裹于所述芯片外部的玻璃保護(hù)層。
[0021]進(jìn)一步地，所述玻璃保護(hù)層半包圍包裹于所述芯片和引線外部。該設(shè)置使兩根引線也受到玻璃保護(hù)層的保護(hù)。
[0022]上述熱敏電阻按照以下工藝步驟制得:
[0023]I)對(duì)薄膜陶瓷基片進(jìn)行絲網(wǎng)印刷；
[0024]2)切割陶瓷基片；
[0025]3)制備徑向玻璃封裝熱敏電阻；
[0026]4)在步驟3)制得的徑向玻璃封裝熱敏電阻的引線外部套上玻璃套管；
[0027]5)將套有玻璃套管的熱敏電阻的兩根引線分別與基片兩端的基片電極通過電子漿料進(jìn)行焊接；
[0028]6)高溫?zé)Y(jié)使徑向玻璃封裝熱敏電阻的玻璃保護(hù)層融化，使芯片與陶瓷基片直接接觸，而融化的玻璃冷卻后形成半包圍包裹于所述芯片及引線外部的玻璃保護(hù)層。
[0029]進(jìn)一步地，所述引線為杜鎂絲線。
[0030]本發(fā)明還提供一種高靈敏性流體溫度傳感器，其包括所述的熱敏電阻。
[0031]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的高靈敏性流體溫度傳感器的響應(yīng)速度得到大幅提升，熱反應(yīng)時(shí)間為0.5s?2s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般的熱敏電阻，且其在具備如此高的反應(yīng)速度的同時(shí)還具備了耐高溫的特性。
[0032]為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
【附圖說明】
[0033]圖1是現(xiàn)有的快速響應(yīng)熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖
[0034]圖2是現(xiàn)有的流體溫度傳感器的使用狀態(tài)示意圖
[0035]圖3是實(shí)施例1的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的側(cè)視圖
[0036]圖4是實(shí)施例1的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖[0037I圖5是實(shí)施例1中的步驟I)的示意圖
[0038]圖6是實(shí)施例1中的步驟2)的示意圖
[0039 ]圖7是實(shí)施例2的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的側(cè)視圖
[0040]圖8是實(shí)施例2的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的俯視圖
[0041]圖9是實(shí)施例2中的步驟I)的示意圖
[0042]圖10是實(shí)施例2中的步驟2)的示意圖
[0043]圖11是實(shí)施例2中的步驟4)的示意圖
[0044]圖12是實(shí)施例3的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的側(cè)視圖
[0045]圖13是實(shí)施例3的耐高溫快速響應(yīng)的熱敏電阻的俯視圖
[0046]圖14是實(shí)施例3中的步驟4)的示意圖
[0047]圖15是實(shí)施例3中的步驟5)的示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0048]實(shí)施例1
[0049]請(qǐng)同時(shí)參閱圖3和圖4，其中，圖3為本實(shí)施例所述的熱敏電阻的側(cè)視圖，圖4為本實(shí)施例所述的熱敏電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例所述的熱敏電阻是由現(xiàn)有的徑向玻璃封裝熱敏電阻與薄膜陶瓷基片直接燒結(jié)制成的，其包括基片40、設(shè)于所述基片40的外表面上并與其直接接觸的芯片10、與芯片10兩面電極通過電子漿料50連接的引線30，以及半包圍包裹于所述芯片外部的玻璃保護(hù)層20。
[0050]請(qǐng)同時(shí)參閱圖5和圖6，本實(shí)施例所述的熱敏電阻具體按照以下工藝步驟制得:
[0051]I)制備常規(guī)的徑向玻璃封裝熱敏電阻；在兩根引線30同一端粘上電子漿料50，再將芯片10插入兩根引線30之間，然后烘干電子漿料，使引線30與芯片10兩面的電極通過電子漿料50連接;之后再在芯片10外部套上玻璃殼并高溫?zé)Y(jié)形成包裹于芯片10外部的玻璃保護(hù)層201，即可制得徑向玻璃封裝熱敏電阻；
[0052]2)將步驟I)制得的熱敏電阻平放在薄膜陶瓷基片40上，高溫?zé)Y(jié)，使玻璃保護(hù)層201融化，在重力的作用