Processus de production du capteur de température NTC thermistance

Le processus de fabrication de la thermistance NTC peut être divisé en : Contrôle entrant – Mélange des matières premières – Coulage en bande – Formation des galettes – Frittage – Électrode – Dés – Classification de résistance – Fixation du fil de tête – Encapsuler – Terminer – Assemblage de sonde – Identification par marquage – inspection finale – Emballer et expédier .

1. Inspection entrante

Tous les matériaux bruts sont inspectés à réception pour vérifier si leurs propriétés physiques et électriques sont acceptables. Attribuez un ID# unique et utilisez-le pour la traçabilité par lot.

2. Mélange de Matières Premières

La fabrication des thermistors NTC commence par le mélange précis des matières premières dans des solutions de liant organique. Ces matières premières sont des oxydes métalliques en poudre tels que le manganèse, le nickel, le cobalt et l'oxyde de cuivre. D'autres stabilisateurs sont également ajoutés au mélange. L'oxyde et le liant sont combinés à l'aide d'une technique de processus humide appelée broyage par boules. Dans le processus de broyage par boules, les matériaux sont mélangés et la taille des particules de la poudre d'oxyde est réduite. Le mélange homogène final a une consistance de pâte épaisse. La composition exacte des divers oxydes métalliques et des stabilisateurs détermine les caractéristiques résistance-température et la résistivité des composants céramiques après cuisson.

3. Coulée en Bande

La « pâte » est distribuée sur une bande porteuse en plastique mobile à l'aide de la technologie de lame docteur. L'épaisseur exacte du matériau est contrôlée en ajustant la hauteur de la spatule au-dessus de la bande porteuse en plastique, la vitesse de la bande porteuse et en ajustant la viscosité de la pâte. Le matériau de moulage est séché sur une bande de moulage plate à travers un four tunnel long à haute température. La « bande verte » résultante est malléable et facile à former. Ensuite, effectuez des inspections et analyses de qualité sur la bande. L'épaisseur de la bande thermistor varie de 0,001" à 0,100", selon les spécifications précises du composant.

4. Formation de la galette

La bande est prête à être formée en galettes. Lorsque des matériaux minces sont nécessaires, il suffit de découper la bande en petits carrés. Pour des galettes plus épaisses, découpez la bande en carrés et empilez-les les uns sur les autres. Ces galettes empilées sont ensuite laminées ensemble. Cela nous permet de produire des galettes presque de l'épaisseur requise. Ensuite, la galette subit des tests de qualité supplémentaires pour garantir une grande uniformité et qualité. Par la suite, la galette est soumise à un cycle de combustion du liant. Cette méthode élimine la majeure partie du liant organique de la galette. Afin d'éviter tout stress physique indésirable sur la galette du thermistor, un contrôle précis du temps/température est maintenu pendant le cycle de combustion du liant.

5. Frittage

La galette est chauffée à une très haute température dans une atmosphère oxydante. À ces hautes températures, les oxydes réagissent entre eux et fusionnent pour former une matrice céramique de spinelle. Pendant le processus de frittage, le matériau est densifié jusqu'à un niveau prédéterminé, et les frontières de grains de la céramique sont autorisées à croître. Maintenez un profil de température précis pendant le processus de frittage pour éviter la fracture de la galette et garantir la production de céramiques finies pouvant produire des pièces avec des caractéristiques électriques uniformes. Après le frittage, la qualité de la galette est inspectée à nouveau, et les caractéristiques électriques et physiques sont enregistrées.

6. Électrode

Le contact ohmique avec des galettes céramiques est obtenu en utilisant des matériaux d'électrode à film épais. Le matériau est généralement de l'argent, du palladium-argent, de l'or ou du platine, en fonction de l'application. Le matériau d'électrode se compose d'un mélange de métal, de verre et de divers solvants, et est appliqué aux deux surfaces opposées d'une galette ou d'un puce par impression en tampon, pulvérisation ou brossage. Le matériau d'électrode est cuit sur la céramique dans un four à bande à film épais, et une jonction électrique et une combinaison mécanique sont formées entre la céramique et l'électrode. Vérifiez ensuite la galette métallisée et enregistrez les propriétés. Un contrôle précis dans le processus d'électrode garantit que les composants produits à partir des galettes auront une excellente fiabilité à long terme.

7. Dés

La scie à semiconducteurs à haute vitesse est utilisée pour découper la puce en petites puces. La lame de scie utilise une lame en diamant et peut produire un grand nombre de dés extrêmement uniformes. Le thermistor résultant peut être aussi petit que 0,010 " à 1000 ". La différence de taille d'une série de puces de thermistors est en réalité infime. Un thermistor typique peut produire des milliers de puces de thermistors. Après découpe, nettoyez la puce et vérifiez les dimensions et les caractéristiques électriques. Les inspections électriques incluent la détermination des valeurs de résistance nominales pour des applications spécifiques, des caractéristiques de résistance- température, du rendement de production et de l'acceptabilité par lot. La résistance et les caractéristiques de résistance-température sont mesurées avec précision à l'intérieur de 0,001 °C grâce à un contrôle précis de la température.

8. Classement de la résistance

Tous les thermistors sont testés pour vérifier leurs valeurs de résistance appropriées, généralement à 25 °C. Ces puces sont généralement testées automatiquement, mais elles peuvent également être testées manuellement en fonction de la production et des spécifications. Le processeur de puces automatique est connecté à un appareil de test de résistance et à un ordinateur programmé par l'opérateur pour placer la puce dans différentes zones de mémoire en fonction de sa valeur de résistance. Chaque processeur de puces automatique peut tester 9000 pièces par heure de manière très précise.

9. Fixation du fil de connexion

Dans certains cas, les thermistances sont vendues sous forme de puces et n'ont pas besoin de fils, mais dans la plupart des cas, des fils sont nécessaires. La puce thermistance est connectée aux fils par soudure ou par contacts sous pression dans l'emballage du diode. Pendant le processus de soudure, la puce thermistance est positionnée sur le support de fil, qui dépend de la tension de ressort du fil pour maintenir la puce pendant le processus de soudure. L'ensemble est ensuite immergé dans le bain de soudure fondue et retiré. Le taux d'imprégnation et le temps de séjour sont précisément contrôlés pour éviter un choc thermique excessif à la thermistance. Des flux spéciaux sont également utilisés pour améliorer la soudabilité sans endommager la puce thermistance. La soudure adhère aux électrodes de la puce et aux fils pour fournir une connexion ferme entre le fil et la puce. Pour le type d'emballage « DO-35 » de thermistance, la puce thermistance est maintenue entre les deux fils de manière axiale. La gaine en verre est placée autour de la composante et chauffée à haute température. Le verre fond autour de la puce thermistance et est scellé au fil. Par exemple, dans une structure de diode, la pression exercée par le verre sur le module fournit le contact nécessaire entre le fil et la puce thermistance.

Les fils utilisés pour les thermistances sont généralement en cuivre, nickel ou alliage, avec un revêtement en étain ou soudure. Des matériaux conducteurs en alliage à faible conductivité thermique peuvent être utilisés dans certaines applications où une isolation thermique entre la thermistance et le conducteur est nécessaire. Dans la plupart des applications, cela permet aux thermistances de réagir plus rapidement aux changements de température. Après l'assemblage, vérifiez la liaison entre le fil et la puce. Une interface de soudage solide aide à garantir la fiabilité à long terme du thermistor terminé.

10. Encapsuler

Afin de protéger les thermistances contre l'atmosphère ambiante, l'humidité, les attaques chimiques et la corrosion par contact, les thermistances à fils sont généralement recouvertes d'un revêtement protecteur conforme. Le scellant est généralement une résine époxy à haute conductivité thermique. D'autres scellants incluent le silicone, le ciment céramique, la peinture, le polyuréthane et la gaine rétractable. Les scellants aident également à garantir une bonne intégrité mécanique du matériel. La réponse thermique du thermistor doit être prise en compte lors du choix des matériaux d'emballage. Dans les applications où une réponse thermique rapide est critique, des films de scellants à haute conductivité thermique sont utilisés. Lorsque la protection environnementale est plus importante, un autre scellant peut être choisi. Les scellants tels que la résine époxy, le gel siliceux, le ciment céramique, la peinture et le polyuréthane sont généralement appliqués par imprégnation et durcis à température ambiante ou placés dans un four à températures élevées. Un contrôle précis du temps, de la température et de la viscosité est utilisé tout au long du processus pour s'assurer que des pores ou d'autres déformations ne se développent pas.

11. Terminer

Les thermistors sont généralement équipés de bornes connectées aux extrémités de leurs fils. Avant l'application de la borne, l'isolation du fil est correctement enlevée pour correspondre à la borne spécifiée. Ces bornes sont connectées aux fils à l'aide d'une machine à application d'outils spéciale. Les bornes peuvent ensuite être insérées dans un boîtier en plastique ou en métal avant d'être livrées au client.

12. Assemblage de sonde

Pour des raisons de protection environnementale ou mécanique, les thermistors sont généralement immergés dans le boîtier de la sonde. Ces boîtiers peuvent être fabriqués en matériaux tels que l'époxy, le vinyle, l'acier inoxydable, l'aluminium, le laiton et le plastique. En plus d'offrir un montage mécanique approprié pour les éléments thermistors, l'enveloppe les protège de l'environnement auquel ils sont exposés. Le bon choix des matériaux de câblage, d'isolation et de moulage permettra d'obtenir un joint satisfaisant entre le thermistor et l'environnement externe.

13. Marquage Identification

Le thermistor terminé peut être marqué pour une identification facile. Cela peut être aussi simple que des points de couleur ou plus complexe, comme des codes de date et des numéros de pièce. Dans certaines applications, des colorants peuvent être ajoutés au revêtement du corps du thermistor pour obtenir une couleur spécifique. Les points de couleur sont généralement ajoutés au thermistor par un processus d'imprégnation. Utilisez un marqueur pour générer des étiquettes nécessitant des caractères alphanumériques. Cette machine utilise uniquement de l'encre permanente pour marquer les pièces. L'encre se solidifie à une température élevée.

14. Inspection Finale

Toutes les commandes terminées seront inspectées pour des défauts physiques et électriques sur une base de « zéro défaut ». Tous les paramètres sont vérifiés et enregistrés avant que le produit ne quitte l'usine.

15. Emballage et Expédition Tous les thermistors et composants sont soigneusement emballés et seront utilisés par les clients.