Herstellungsprozess des NTC-Thermistor-Temperatursensors

               

Der Herstellungsprozess des NTC-Thermistors kann unterteilt werden in:Eingangskontrolle–Rohstoffmischung–Band gegossen–Wafer-Bildung–Sintern–Elektrode–Würfel–Widerstand Klassifizieren–Befestigung des Anschlusskabels–Kapseln–Beenden–Tastkopf-Baugruppe–Kennzeichnung der Kennzeichnung–Endkontrolle–Verpacken & Versenden.

1. Eingangskontrolle

Alle Rohstoffe werden nach Erhalt auf ihre physikalischen und elektrischen Eigenschaften überprüft. Weisen Sie eine eindeutige ID# zu und verwenden Sie diese für die Chargenrückverfolgbarkeit.

2. Rohstoffmischung

Die Herstellung von NTC-Thermistoren beginnt mit dem präzisen Mischen von Rohstoffen in organische Bindemittellösungen. Bei diesen Rohstoffen handelt es sich um pulverförmige Übergangsmetalloxide wie Mangan-, Nickel-, Kobalt- und Kupferoxid. Der Mischung werden auch andere Stabilisatoren zugesetzt. Das Oxid und das Bindemittel werden mit einer Nassverfahrenstechnik, dem sogenannten Kugelmahlen, kombiniert. Beim Kugelmahlprozess werden die Werkstoffe gemischt und die Partikelgröße des Oxidpulvers reduziert. Die fertige homogene Mischung hat die Konsistenz einer dickflüssigen Paste. Die exakte Zusammensetzung verschiedener Metalloxide und Stabilisatoren bestimmt den Widerstands-Temperatur-Charakter und den spezifischen Widerstand der gebrannten keramischen Bauteile.

3. Band besetzen

Die "Gülle" wird mittels Rakeltechnik auf einer beweglichen Kunststoff-Trägerplatte verteilt. Die exakte Materialstärke wird durch die Einstellung der Höhe des Rakels über der Kunststoffträgerfolie, der Geschwindigkeit der Trägerfolie und durch die Einstellung der Gülleviskosität gesteuert. Der Gießstoff wird auf einem flachen Gießband durch einen langen Tunnelofen bei hoher Temperatur getrocknet. Das resultierende "grüne" Klebeband ist formbar und leicht zu formen. Führen Sie dann eine Qualitätsprüfung und -analyse auf dem Band durch. Die Dicke des Thermistorbandes reicht von 0,001" bis 0,100" in einem weiten Bereich, abhängig von den spezifischen Komponentenspezifikationen.

4. Wafer-Bildung

Das Band ist bereit, zu Wafern geformt zu werden. Wenn dünne Materialien benötigt werden, schneiden Sie das Band einfach in kleine Quadrate. Für dickere Wafer schneiden Sie das Band in Quadrate und stapeln Sie es übereinander. Diese gestapelten Wafer werden dann miteinander laminiert. Dies ermöglicht es uns, Wafer mit nahezu der erforderlichen Dicke herzustellen. Anschließend wird der Wafer zusätzlichen Qualitätstests unterzogen, um eine hohe Gleichmäßigkeit und Qualität zu gewährleisten. Anschließend wird der Wafer einem Binder-Burnout-Zyklus unterzogen. Bei dieser Methode wird der größte Teil des organischen Bindemittels vom Wafer entfernt. Um nachteilige physikalische Belastungen des Thermistorwafers zu vermeiden, wird während des Klebstoffbrennzyklus eine präzise Zeit-/Temperaturregelung aufrechterhalten. 

5. Sintern

Der Wafer wird in einer oxidierenden Atmosphäre auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt. Bei diesen hohen Temperaturen reagieren die Oxide miteinander und verschmelzen zu einer spinellkeramischen Matrix. Während des Sinterprozesses wird das Material auf ein vorgegebenes Niveau verdichtet und die Korngrenzen der Keramik wachsen gelassen. Halten Sie während des Sinterprozesses ein präzises Temperaturprofil aufrecht, um Waferbruch zu vermeiden und die Herstellung fertiger Keramik zu gewährleisten, mit der Teile mit einheitlichen elektrischen Eigenschaften hergestellt werden können. Nach dem Sintern wird die Qualität des Wafers erneut geprüft und die elektrischen und physikalischen Eigenschaften werden erfasst.

6. Elektrode

Der ohmsche Kontakt mit Keramikwafern wird durch Dickschicht-Elektrodenmaterialien erreicht. Das Material ist in der Regel Silber, Palladiumsilber, Gold oder Platin, je nach Anwendung. Das Elektrodenmaterial besteht aus einem Gemisch aus Metall, Glas und verschiedenen Lösungsmitteln und wird durch Siebdruck, Sprühen oder Bürsten auf die beiden gegenüberliegenden Oberflächen eines Wafers oder Chips aufgebracht. Das Elektrodenmaterial wird im Dickschichtbandofen auf die Keramik gebrannt, und zwischen der Keramik und der Elektrode werden die elektrische Verbindung und die mechanische Kombination gebildet. Überprüfen Sie dann den metallisierten Wafer und notieren Sie die Eigenschaften. Eine präzise Steuerung im Elektrodenprozess stellt sicher, dass die aus den Wafern hergestellten Bauteile eine hohe Langzeitzuverlässigkeit aufweisen

7. Würfel

Die Hochgeschwindigkeits-Halbleiter-Schneidesäge wird verwendet, um den Chip in kleine Chips zu schneiden. Das Sägeblatt verwendet eine Diamanttrennscheibe und kann eine große Anzahl von extrem gleichmäßigen Matrizen herstellen. Der resultierende Thermistor-Chip kann so klein wie 0,010 Zoll bis 1000 sein. Der Unterschied in der Chipgröße eines Satzes von Chip-Thermistor-Chips ist eigentlich unermesslich. Ein typischer Thermistor-Chip kann Tausende von Thermistor-Chips produzieren. Reinigen Sie nach dem Schneiden den Span und überprüfen Sie die Abmessungen und elektrischen Eigenschaften. Zu den elektrischen Inspektionen gehören die Bestimmung von Nennwiderstandswerten für bestimmte Anwendungen, der Widerstandstemperatureigenschaften, der Produktionsausbeute und der Chargenakzeptanz. Die Widerstands- und Widerstandstemperatureigenschaften werden mit einer präzisen Temperaturregelung innerhalb von 0,001 ° C genau gemessen.

8. Widerstand klassifizieren

Alle Thermistoren werden auf ordnungsgemäße Widerstandswerte getestet, in der Regel 25 ° C. Diese Chips werden in der Regel automatisch getestet, können aber auch manuell auf der Grundlage von Produktion und Spezifikationen getestet werden. Der automatische Chipprozessor ist mit einem Widerstandsprüfgerät und einem Computer verbunden, der vom Bediener so programmiert ist, dass er den Chip in Abhängigkeit von seinem Widerstandswert in verschiedenen Speicherbereichen platziert. Jeder automatische Chipprozessor kann 9000 Teile pro Stunde auf sehr genaue Weise testen. 

9. Befestigung des Anschlusskabels

In einigen Fällen werden Thermistoren in Form von Chips verkauft und benötigen keine Leitungen, aber in den meisten Fällen werden Leitungen benötigt. Der Thermistorchip wird durch Löten oder durch Druckkontakte im Diodengehäuse mit den Leitungen verbunden. Während des Schweißvorgangs wird der Thermistorchip auf den Leadframe geladen, was von der Federspannung des Drahtes abhängt, um den Chip während des Schweißvorgangs aufrechtzuerhalten. Anschließend wird die Baugruppe in den geschmolzenen Löttopf getaucht und entnommen. Die Imprägnierrate und die Verweilzeit werden präzise gesteuert, um einen übermäßigen Temperaturschock des Thermistors zu vermeiden. Spezielle Flussmittel werden ebenfalls verwendet, um die Lötbarkeit zu verbessern, ohne den Thermistorchip zu beschädigen. Das Lot haftet an den Chip-Elektroden und -Leitungen, um eine feste Draht-Chip-Verbindung zu gewährleisten. Bei dem Thermistor des Diodentyps "DO-35" wird der Thermistorchip axial zwischen den beiden Leitungen gehalten. Die Glashülse wird um das Bauteil gelegt und auf hohe Temperatur erhitzt. Die Glashülse schmilzt um den Thermistorchip herum und ist mit dem Kabel versiegelt. Bei einer Diodenstruktur sorgt beispielsweise der vom Glas auf das Modul ausgeübte Druck für den notwendigen Kontakt zwischen dem Anschlussdraht und dem Thermistorchip.

Die für Thermistoren verwendeten Leitungen sind in der Regel Kupfer, Nickel oder Legierungen, in der Regel Zinn- oder Lötbeschichtungen. Leitermaterialien aus Legierungen mit geringer Wärmeleitfähigkeit können in einigen Anwendungen verwendet werden, bei denen eine thermische Isolierung zwischen Thermistor und Leiter erforderlich ist. In den meisten Anwendungen können Thermistoren dadurch schneller auf Temperaturänderungen reagieren. Überprüfen Sie nach dem Anbringen die Verklebung zwischen der Leitung und dem Chip. Eine starke Schweißschnittstelle trägt dazu bei, die langfristige Zuverlässigkeit des fertigen Thermistors zu gewährleisten.

10. Einkapseln

 Um Thermistoren vor Betriebsatmosphäre, Feuchtigkeit, chemischem Angriff und Kontaktkorrosion zu schützen, werden Bleithermistoren in der Regel mit einer Schutzbeschichtung versehen. Bei dem Dichtstoff handelt es sich in der Regel um Epoxidharz mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Weitere Dichtstoffe sind Silikon, Keramikzement, Farbe, Polyurethan und Schrumpfschlauch. Dichtstoffe tragen auch dazu bei, eine gute mechanische Integrität der Ausrüstung zu gewährleisten. Das thermische Verhalten des Thermistors sollte bei der Auswahl von Verpackungsmaterialien berücksichtigt werden. In Anwendungen, bei denen eine schnelle thermische Reaktion entscheidend ist, werden Folien mit Dichtstoffen mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet. Wo der Umweltschutz wichtiger ist, kann ein anderer Dichtstoff gewählt werden. Dichtstoffe wie Epoxidharz, Kieselgel, Keramikzement, Farbe und Polyurethan werden in der Regel durch Imprägnierung beschichtet und bei Raumtemperatur ausgehärtet oder bei erhöhten Temperaturen in einen Ofen gestellt. Während des gesamten Prozesses wird eine präzise Zeit-, Temperatur- und Viskositätskontrolle eingesetzt, um sicherzustellen, dass keine Nadellöcher oder andere Verformungen entstehen.

11. Beenden

Thermistoren sind in der Regel mit Klemmen ausgestattet, die an das Ende ihrer Leitungen angeschlossen sind. Bevor die Klemme angebracht wird, wird die Isolierung am Anschlusskabel ordnungsgemäß abisoliert, damit sie auf die angegebene Klemme passt. Diese Klemmen werden mit einer speziellen Werkzeugapplikationsmaschine mit den Drähten verbunden. Die Klemmen können dann in ein Kunststoff- oder Metallgehäuse eingesetzt werden, bevor sie an den Kunden ausgeliefert werden. 

12. Montage der Sonde

Aus Gründen des Umweltschutzes oder mechanischer Zwecke werden Thermistoren in der Regel in das Sondengehäuse eingetaucht. Diese Gehäuse können aus Materialien wie Epoxid, Vinyl, Edelstahl, Aluminium, Messing und Kunststoff hergestellt werden. Das Gehäuse bietet nicht nur eine geeignete mechanische Befestigung für Thermistorelemente, sondern schützt sie auch vor der Umgebung, der sie ausgesetzt sind. Die richtige Auswahl von Leitungen, Drahtisolierungen und Vergussmaterialien führt zu einer zufriedenstellenden Abdichtung zwischen dem Thermistor und der äußeren Umgebung.

13. Kennzeichnung der Kennzeichnung

Der fertige Thermistor kann zur einfachen Identifizierung markiert werden. Dies kann so einfach wie Farbpunkte oder komplexer sein, wie z. B. Datumscodes und Teilenummern. In einigen Anwendungen können der Beschichtung des Thermistorkörpers Farbstoffe zugesetzt werden, um eine bestimmte Farbe zu erhalten. Die Farbpunkte werden in der Regel durch einen Imprägnierprozess auf den Thermistor aufgebracht. Verwenden Sie eine Markierung, um Tags zu generieren, die alphanumerische Zeichen erfordern. Diese Maschine verwendet nur permanente Tinte, um Teile zu markieren. Die Tinte erstarrt bei erhöhter Temperatur.

14. Endkontrolle

Alle abgeschlossenen Bestellungen werden auf "Null-Fehler"-Basis auf physische und elektrische Mängel überprüft. Alle Parameter werden überprüft und protokolliert, bevor das Produkt das Werk verlässt.

15. Verpacken & VersendenAlle Thermistoren und Komponenten sind sorgfältig verpackt und werden von den Kunden verwendet.