Proceso de producción del sensor de temperatura del termistor NTC

               

El proceso de fabricación del termistor NTC se puede dividir en:Inspección de entrada–Mezcla de materias primas–Reparto de cintas–Formación de obleas–Sinter–Electrodo–Dado–Clasificación de resistencia–Accesorio de cable conductor–Encapsular–Terminar–Ensamblaje de la sonda–Identificación de la marca–Inspección final–Empacar y enviar.

1. Inspección entrante

Todas las materias primas se inspeccionan en el momento de la recepción para verificar si sus propiedades físicas y eléctricas son aceptables. Asigne un ID# único y utilícelo para la trazabilidad de lotes.

2. Mezcla de materias primas

La fabricación de termistores NTC comienza con la mezcla precisa de materias primas en soluciones aglutinantes orgánicas. Estas materias primas son óxidos de metales de transición en polvo como manganeso, níquel, cobalto y óxido de cobre. También se añaden otros estabilizantes a la mezcla. El óxido y el aglutinante se combinan mediante una técnica de proceso húmedo llamada molienda de bolas. En el proceso de molienda de bolas, los materiales se mezclan y se reduce el tamaño de partícula del polvo de óxido. La mezcla homogénea terminada tiene la consistencia de una pasta espesa. La composición exacta de varios óxidos metálicos y estabilizadores determina las características de resistencia-temperatura y resistividad de los componentes cerámicos cocidos.

3. Reparto de cinta

La "suspensión" se distribuye en una lámina portadora de plástico móvil utilizando la tecnología de rasquetas. El espesor exacto del material se controla ajustando la altura de la escobilla de goma por encima de la hoja portadora de plástico, la velocidad de la hoja portadora y ajustando la viscosidad de la suspensión. El material de fundición se seca en una cinta de fundición plana a través de un horno de túnel largo a alta temperatura. La cinta "verde" resultante es maleable y fácil de formar. A continuación, lleve a cabo la inspección y el análisis de calidad de la cinta. El espesor de la cinta del termistor oscila entre 0,001" y 0,100" en un amplio rango, dependiendo de las especificaciones específicas del componente.

4. Formación de obleas

La cinta está lista para ser formada en obleas. Cuando se necesiten materiales delgados, simplemente corte la cinta en cuadrados pequeños. Para obleas más gruesas, corta la cinta en cuadrados y apílala encima de la otra. A continuación, estas obleas apiladas se laminan juntas. Esto nos permite producir obleas de casi el espesor requerido. Luego, la oblea se somete a pruebas de calidad adicionales para garantizar una alta uniformidad y calidad. Posteriormente, la oblea se somete a un ciclo de quemado del aglutinante. Este método elimina la mayor parte del aglutinante orgánico de la oblea. Con el fin de evitar tensiones físicas adversas en la oblea del termistor, se mantiene un control preciso de tiempo/temperatura durante el ciclo de combustión del adhesivo. 

5. Sinterizado

La oblea se calienta a una temperatura muy alta en una atmósfera oxidante. A estas altas temperaturas, los óxidos reaccionan entre sí y se fusionan para formar una matriz cerámica de espinela. Durante el proceso de sinterización, el material se densifica a un nivel predeterminado y se permite que crezcan los límites de grano de la cerámica. Mantener un perfil de temperatura preciso durante el proceso de sinterización para evitar la fractura de la oblea y garantizar la producción de cerámica terminada que pueda producir piezas con características eléctricas uniformes. Después de la sinterización, se vuelve a inspeccionar la calidad de la oblea y se registran las características eléctricas y físicas.

6. Electrodo

El contacto óhmico con obleas cerámicas se obtiene utilizando materiales de electrodos de película gruesa. El material suele ser plata, plata paladio, oro o platino, dependiendo de la aplicación. El material del electrodo consiste en una mezcla de metal, vidrio y varios solventes, y se aplica a las dos superficies opuestas de una oblea o chip mediante serigrafía, pulverización o cepillado. El material del electrodo se cuece sobre la cerámica en el horno de cinta de película gruesa, y la unión eléctrica y la combinación mecánica se forman entre la cerámica y el electrodo. A continuación, compruebe la oblea metalizada y registre las propiedades. El control preciso en el proceso de electrodos garantiza que los componentes producidos a partir de obleas tengan una excelente fiabilidad a largo plazo

7. Dados

La sierra de corte de semiconductores de alta velocidad se utiliza para cortar el chip en chips pequeños. La hoja de sierra utiliza una hoja de diamante y puede producir una gran cantidad de troqueles extremadamente uniformes. El chip de termistor resultante puede ser tan pequeño como 0.010 "a 1000". La diferencia de tamaño de chip de un conjunto de chips de termistor de chip es realmente inconmensurable. Un chip de termistor típico puede producir miles de chips de termistor. Después de cortar, limpie el chip y verifique las dimensiones y características eléctricas. Las inspecciones eléctricas incluyen la determinación de los valores de resistencia nominal para aplicaciones específicas, las características de temperatura de resistencia, el rendimiento de la producción y la aceptabilidad de los lotes. La resistencia y las características de temperatura de resistencia se miden con precisión dentro de 0.001 ° C utilizando un control de temperatura preciso.

8. Clasificación de resistencia

Todos los termistores se prueban para obtener valores de resistencia adecuados, generalmente 25 ° C. Estos chips generalmente se prueban automáticamente, pero también se pueden probar manualmente en función de la producción y las especificaciones. El procesador automático de chips está conectado a un dispositivo de prueba de resistencia y a una computadora programada por el operador para colocar el chip en varias áreas de memoria dependiendo de su valor de resistencia. Cada procesador automático de chips puede probar 9000 piezas por hora de una manera muy precisa. 

9. Conexión de cable conductor

En algunos casos, los termistores se venden en forma de chips y no requieren cables, pero en la mayoría de los casos sí se requieren cables. El chip del termistor se conecta a los cables mediante soldadura o mediante contactos de presión en el paquete de diodos. Durante el proceso de soldadura, la viruta del termistor se carga en el marco del cable, que depende de la tensión del resorte del alambre para mantener la viruta durante el proceso de soldadura. A continuación, el conjunto se sumerge en la olla de soldadura fundida y se retira. La tasa de impregnación y el tiempo de residencia se controlan con precisión para evitar un choque térmico excesivo con el termistor. También se utilizan fundentes especiales para mejorar la soldabilidad sin dañar el chip del termistor. La soldadura se adhiere a los electrodos y cables del chip para proporcionar una unión firme entre el cable y el chip. Para el termistor de paquete de diodo tipo "DO-35", el chip del termistor se mantiene entre los dos cables de manera axial. La funda de vidrio se coloca alrededor del componente y se calienta a alta temperatura. La funda de vidrio se derrite alrededor de la viruta del termistor y se sella al cable. Por ejemplo, en una estructura de diodo, la presión ejercida por el vidrio sobre el módulo proporciona el contacto necesario entre el cable conductor y el chip del termistor.

Los cables utilizados para los termistores suelen ser cobre, níquel o aleación, generalmente estaño o recubrimiento de soldadura. Los materiales conductores de aleación de baja conductividad térmica se pueden utilizar en algunas aplicaciones donde se requiere aislamiento térmico entre el termistor y el conductor. En la mayoría de las aplicaciones, esto permite que los termistores respondan a los cambios de temperatura más rápidamente. Después de la conexión, verifique la unión entre el cable y el chip. Una fuerte interfaz de soldadura ayuda a garantizar la fiabilidad a largo plazo del termistor terminado.

10. Encapsular

 Con el fin de proteger los termistores de la atmósfera de funcionamiento, la humedad, el ataque químico y la corrosión por contacto, los termistores de plomo suelen estar recubiertos con una capa protectora de conformación. El sellador suele ser resina epoxi con alta conductividad térmica. Otros selladores incluyen silicona, cemento cerámico, pintura, poliuretano y manguito retráctil. Los selladores también ayudan a garantizar una buena integridad mecánica del equipo. La respuesta térmica del termistor debe tenerse en cuenta a la hora de elegir los materiales de embalaje. En aplicaciones donde la respuesta térmica rápida es crítica, se utilizan películas de selladores de alta conductividad térmica. Cuando la protección del medio ambiente es más importante, se puede seleccionar otro sellador. Los selladores como la resina epoxi, el gel de sílice, el cemento cerámico, la pintura y el poliuretano generalmente se recubren por impregnación y se curan a temperatura ambiente o se colocan en un horno a temperaturas elevadas. Se utiliza un control preciso del tiempo, la temperatura y la viscosidad durante todo el proceso para garantizar que no se desarrollen agujeros u otras deformidades.

11. Rescisión

Los termistores suelen estar equipados con terminales conectados al extremo de sus cables. Antes de colocar el terminal, el aislamiento del cable conductor se pela correctamente para que se ajuste al terminal especificado. Estos terminales se conectan a los cables mediante una máquina especial de aplicación de herramientas. A continuación, los terminales pueden insertarse en una carcasa de plástico o metal antes de ser entregados al cliente. 

12. Montaje de la sonda

Para la protección del medio ambiente o con fines mecánicos, los termistores generalmente se sumergen en la caja de la sonda. Estos gabinetes pueden estar hechos de materiales que incluyen epoxi, vinilo, acero inoxidable, aluminio, latón y plástico. Además de proporcionar un montaje mecánico adecuado para los elementos del termistor, la carcasa los protege del entorno al que están expuestos. La selección correcta de los materiales de plomo, aislamiento de cables y encapsulado dará como resultado un sellado satisfactorio entre el termistor y el entorno externo.

13. Identificación de la marca

El termistor terminado se puede marcar para una fácil identificación. Esto puede ser tan simple como puntos de color o más complejo, como códigos de fecha y números de pieza. En algunas aplicaciones, se pueden agregar tintes al recubrimiento en el cuerpo del termistor para obtener un color específico. Los puntos de color generalmente se agregan al termistor mediante un proceso de impregnación. Utilice un marcador para generar etiquetas que requieran caracteres alfanuméricos. Esta máquina solo utiliza tinta permanente para marcar las piezas. La tinta se solidifica a una temperatura elevada.

14. Inspección final

Todos los pedidos completados serán inspeccionados para detectar defectos físicos y eléctricos sobre la base de "cero defectos". Todos los parámetros se comprueban y registran antes de que el producto salga de la fábrica.

15. Empacar y enviarTodos los termistores y componentes están cuidadosamente empaquetados y serán utilizados por los clientes.