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南京時恒電子研發高精度NTC熱敏電阻器取得的新進展-熱敏電阻的穩定性

返回列表 來源：發布日期： 2022.01.06

作為精密測溫的高精度NTC熱敏電阻器，測溫精度要高于0.05℃，它自身的穩定性至關重要，如果自身穩定性不佳，就難以應用在高精度溫度測量上。

在NTC熱敏電阻器生產制造過程中，要經歷配料、球磨、成型、燒結、切片/磨片、電極制備、老化、挑選包裝...等一系列工序。

NTC熱敏電阻器的電阻值隨溫度而改變的特性，會受到其外部化學環境，內部應力和化學晶體結構變化的影響，而這個變化率就是NTC熱敏電阻的穩定性。實際上這些變化一般很小，但作為高精度溫度測量就必需加以考慮并將其降到最低程度。

為了提高NTC熱敏電阻器的穩定性，時恒電子采取了以下方法：

1、NTC熱敏電阻器高穩定性配方設計。南京時恒電子高精度NTC熱敏電阻器瓷料配方的設計采用了正交試驗法，從長期積累的不同材料特性的大數據中進行選擇，最終選用了經過優化后的5元系或6元系過渡金屬氧化物材料配方體系。通過實驗數據的大量積累，初步建立了各種材料特性參數的數據庫，再由計算機分析計算，進行模擬實驗，從而制定出預期性能的材料配方及工藝條件，為NTC熱敏電阻器的穩定性打下堅實的基礎。

2、NTC熱敏電阻器的陶瓷體燒結工藝。燒結是將電阻胚體放在燒結爐內，用制陶工藝，使電阻胚體瓷化。由于材料電導率隨氧分壓的不同而不同，燒結氣氛控制對電阻芯片的一致性、溫度性，起到至關重要的作用。傳統1200℃，15h的燒結參數，用控制器對燒結過程進行控制，燒結過程不穩定，達不到高性能NTC熱敏電阻芯片的性能要求，會出現B值不穩定，合格率低，一致性差等諸多問題。南京時恒電子在大量的實驗過程中，運用自己積累的經驗，根據燒結曲線的要求采用微機對燒結過程進行控制，提高了燒結的穩定性，確立了能達到產品性能要求的最佳燒結方案。南京時恒電子采用了二次燒結技術，通過先預燒，再燒結，復式燒結等技術和工藝，在兩個不同工藝階段進行二次燒結，消除了NTC熱敏電阻器陶瓷體在制造過程中因高溫和機械加工的應力作用所導致的內部非平衡缺陷，同時采用氣氛控制燒結新工藝，使燒結體顯微結構呈現晶料細小，均勻，氣孔小且分布均勻的特點，加速了穩定化過程。顯著提高了NTC熱敏電阻器的穩定性。

3、NTC熱敏電阻器的電極材料及其制備工藝，對穩定性也有很大影響。不同的電極材料，由于成分的不同，工藝的不同，對陶瓷NTC熱敏電阻的附著力、可焊性等，都有很大影響。通過深入研究，南京時恒電子發現其對熱敏電阻的穩定性影響規律，解決了陶瓷基體與電極材料的匹配度問題。

4、NTC熱敏電阻器的老化處理，對穩定性的作用非常大。通過把NTC熱敏電阻器加熱到超過其最高工作溫度，消除NTC熱敏陶瓷的內部應力，晶體結構達到相對平衡狀態。南京時恒電子建立了老化數據庫，在軟件的幫助下，得到圖形化的NTC熱敏電阻器老化（熱）處理穩定性數據曲線圖，為老化（熱）處理的標準化取得了依據。

NTC熱敏電阻器需要在一個比較長的時間內保持測溫的準確性，今天的測量結果和若干年后的測量結果應是一致的，這就需要NTC熱敏電阻器的阻值和B值的年漂移度要非常小。南京時恒電子通過優化生產工藝與老化（熱）處理方式，生產出的高精度NTC熱敏電阻器，滿足年阻值精度漂移率≤±0.04%，年B值精度漂移率≤±0.02%，處于行業領先水平。

高精度NTC熱敏電阻器還要滿足AEC-Q200項目測試要求。這些項目包括：1000小時的穩態濕熱，1000小時的高溫儲存，1000小時的低溫儲存，1000次的溫度循環，1000小時的工作壽命，機械沖擊，振動，耐焊接熱等項目。此外，還有UL、TUV、CQC產品認證中的測試項目，包括UL10萬次壽命試驗等等。