Proceso de produción de sensores de temperatura do NTC

               

O proceso de fabricación do termistor NTC pódese dividir en:Inspección entrante–Mestura de materia prima–Tape Cast–Formación Wafer–Sinter–Eléctrodo–Dice–Clasificación da resistencia–Anexo de arame de chumbo–Encapsulado–Rematar–Probe Assembly–Marcado identificación–Inspección final–Pack & Ship.

1. Inspección entrante

Todas as materias primas son inspeccionadas ao recibir para verificar se as súas propiedades físicas e eléctricas son aceptables. Asignar un ID# único e usalo para a trazabilidade por lotes.

2. Mestura de materias primas

A fabricación de termistores NTC comeza coa mestura precisa de materias primas en solucións de ligante orgánico. Estas materias primas son óxidos metálicos de transición en po como o manganeso, níquel, cobalto e óxido de cobre. Tamén se engaden outros estabilizadores á mestura. O óxido e o aglutinante combínanse mediante unha técnica de proceso húmido chamada moenda de bóla. No proceso de moenda de pelota mestúranse os materiais e redúcese o tamaño das partículas do po de óxido. A mestura homoxénea acabada ten a consistencia dunha pasta grosa. A composición exacta de varios óxidos metálicos e estabilizadores determina as características de resistencia-temperatura e resistividade dos compoñentes cerámicos disparados.

3. Tape Cast

O "xurro" distribúese nunha folla portadora de plástico en movemento mediante tecnoloxía de pas médicas. O espesor exacto do material contrólase axustando a altura do espigón por encima da lámina de plástico portadora, a velocidade da folla portadora e axustando a viscosidade do xurro. O material de fundición sécase sobre un cinto de fundición plana a través dun longo forno túnel a alta temperatura. A cinta "verde" resultante é maleable e fácil de formar. A continuación, realizar inspección e análise de calidade sobre a cinta. O espesor da cinta termistor varía de 0,001" a 0,100" nun amplo rango, dependendo das especificacións específicas dos compoñentes.

4. Formación Wafer

A cinta está lista para formarse en obleas. Cando se necesitan materiais finos, simplemente córtase a cinta en pequenos cadrados. Para obleas máis grosas, córtase a cinta en cadrados e amontoándoa encima da outra. Estas obleas amontoadas son despois laminadas xuntas. Isto permítenos producir obleas de case o espesor requirido. Entón, a oblea sométese a probas de calidade adicionais para garantir unha alta uniformidade e calidade. Posteriormente, a oblea está sometida a un ciclo de queimaduras de ligante. Este método elimina a maior parte do aglutinante orgánico da oblea. Para evitar tensións físicas adversas na oblea do termistor, mantense un control preciso de tempo/temperatura durante o ciclo de queima adhesiva. 

5. Sinter

A oblea quéntase a unha temperatura moi alta nunha atmosfera oxidante. A estas altas temperaturas, os óxidos reaccionan entre si e fusiónanse para formar unha matriz cerámica espiñal. Durante o proceso de interpretación, o material está densificado a un nivel predeterminado, e os límites de grans da cerámica permítense crecer. Manter un perfil de temperatura preciso durante o proceso de interpretación para evitar fracturas de oblea e asegurar a produción de cerámica acabada que poida producir pezas con características eléctricas uniformes. Despois de sintering, inspecciona de novo a calidade da oblea e rexístranse as características eléctricas e físicas.

6. Eléctrodo

O contacto óhmico coas obleas cerámicas obtense utilizando materiais de eléctrodo de película grosa. O material adoita ser prateado, prata de paladio, ouro ou platino, dependendo da aplicación. O material do eléctrodo consiste nunha mestura de metal, vidro e diversos disolventes, e aplícase ás dúas superficies opostas dunha oblea ou chip mediante impresión en pantalla, pulverización ou cepillado. O material do eléctrodo é disparado sobre a cerámica no forno do cinto de película groso, e a articulación eléctrica e a combinación mecánica fórmanse entre a cerámica e o eléctrodo. A continuación, comproba a oblea metalizada e rexistra as propiedades. Control preciso no proceso do eléctrodo garante que os compoñentes producidos a partir de obleas terán unha fiabilidade a longo prazo excelente.

7. Dice

A serra de corte de semicondutores de alta velocidade úsase para cortar o chip en pequenos chips. A lámina de serra utiliza unha folla de diamante e pode producir un gran número de mortes extremadamente uniformes. O chip termistor resultante pode ser tan pequeno como 0.010 "a 1.000". A diferenza do tamaño do chip dun conxunto de chips de termistor é realmente inconmensurable. Unha chip típico de termistor pode producir miles de chips de termistores. Despois de cortar, limpar o chip e comprobar as dimensións e características eléctricas. As inspeccións eléctricas inclúen a determinación dos valores de resistencia nominal para aplicacións específicas, características da temperatura de resistencia, rendemento de produción e aceptabilidade por lotes. As características da temperatura de resistencia e resistencia mídense con precisión dentro de 0,001 °C usando un control preciso da temperatura.

8. Clasificación da resistencia

Todos os termistores son probados para valores de resistencia adecuados, xeralmente de 25 °C. Estes chips adoitan ser probados automaticamente, pero tamén se poden probar manualmente en función da produción e especificacións. O procesador automático de chips está conectado a un dispositivo de proba de resistencia e a un ordenador programado polo operador para colocar o chip en varias áreas de memoria dependentes do seu valor de resistencia. Cada procesador automático de chip pode probar 9.000 partes por hora de forma moi precisa. 

9. Anexo de fíos de chumbo

Nalgúns casos, os termistores véndense en forma de chips e non requiren leads, pero na maioría dos casos requírense leads. O chip termistor está conectado aos leads por soldadura ou por contactos a presión no paquete de díodo. Durante o proceso de soldadura, o chip termistor cárgase no cadro de chumbo, que depende da tensión primaveral do cable para manter o chip durante o proceso de soldadura. A montaxe está entón inmersa na pota máis vella fundida e eliminada. A taxa de impregnación e o tempo de residencia están precisamente controlados para evitar un shock térmico excesivo ao termista. Os fluxos especiais tamén se usan para mellorar a soldadura sen danar o chip de termistor. Os soldados adhírense aos eléctrodos do chip e levan a proporcionar un cable firme ao enlace do chip. Para o termistor de paquetes tipo díodo "DO-35", o chip termistor mantense entre os dous leads de forma axial. A manga de vidro colócase ao redor do compoñente e quentada a alta temperatura. A manga de vidro funde ao redor do chip termistor e está selada ao chumbo. Por exemplo, nunha estrutura de díodo, a presión exercida polo vidro do módulo proporciona o contacto necesario entre o fío de chumbo e o chip termistor.

Os leads utilizados para os termistores adoitan ser de cobre, níquel ou aliaxe, xeralmente estaño ou revestimento máis antigo. Os materiais condutores de aliaxe de baixa condutividade térmica poden utilizarse nalgunhas aplicacións nas que se require illamento térmico entre termistor e condutor. Na maioría das aplicacións, isto permite aos termistores responder con maior rapidez aos cambios de temperatura. Despois do anexo, comproba o enlace entre o chumbo e o chip. Unha interface de soldadura forte axuda a garantir a fiabilidade a longo prazo do termistor completado.

10. Encapsulado

 Para protexer aos termistores da atmosfera operativa, a humidade, o ataque químico e a corrosión por contacto, os termistores de chumbo adoitan estar revestidos cun revestimento conformal protector. O selado é xeralmente resina epoxi con alta condutividade térmica. Outros selados inclúen silicona, cemento cerámico, pintura, poliuretano e manga encolledora. Os selados tamén axudan a garantir unha boa integridade mecánica do equipo. Debe terse en conta a resposta térmica do termistor á hora de elixir materiais de envasado. En aplicacións nas que a resposta térmica rápida é crítica, utilízanse películas de selados de alta condutividade térmica. Cando a protección ambiental é máis importante, pódese seleccionar outro selado. Os selados como resina epoxi, xel de sílice, cemento cerámico, pintura e poliuretano adoitan estar revestidos por impregnación e curados a temperatura ambiente ou colocados nun forno a temperaturas elevadas. Durante todo o proceso utilízanse tempos precisos, control de temperatura e viscosidade para asegurar que os pinholes ou outras deformidades non se desenvolvan.

11. Remata

Os termistores adoitan estar equipados con terminais conectados ao final dos seus leads. Antes de aplicar o terminal, o illamento no cable de chumbo é correctamente desposuído para axustarse ao terminal especificado. Estes terminais están conectados aos cables usando unha máquina de aplicación de ferramentas especial. Os terminais pódense inserir nun recinto de plástico ou metal antes de ser entregados ao cliente. 

12. Asemblea de sondas

Con fins de protección ambiental ou mecánica, os termistores adoitan estar inmersos no caso da sonda. Estes recintos poden estar feitos de materiais como epoxi, vinilo, aceiro inoxidable, aluminio, latón e plástico. Ademais de proporcionar unha montaxe mecánica adecuada para elementos termistores, o recinto protéxeos da contorna á que están expostos. A correcta selección de chumbo, illamento de fíos e materiais de furtivismo dará lugar a un selo satisfactorio entre o termistor e o ambiente externo.

13. Identificación de marcaxe

O termistor acabado pode marcarse para unha fácil identificación. Isto pode ser tan simple como puntos de cor ou máis complexos, como códigos de data e números de parte. Nalgunhas aplicacións, pódense engadir colorantes ao revestimento no corpo do termistor para obter unha cor específica. Os puntos de cor engádense xeralmente ao termistor por proceso de impregnación. Use un marcador para xerar etiquetas que requiran caracteres alfanuméricos. Esta máquina só usa tinta permanente para marcar pezas. A tinta solidifica a unha temperatura elevada.

14. Inspección final

Todos os pedidos completados serán inspeccionados por defectos físicos e eléctricos de forma "defecto cero". Todos os parámetros son verificados e rexistrados antes de que o produto saia da fábrica.

15. Pack & ShipTodos os termistores e compoñentes están coidadosamente empaquetados e serán utilizados polos clientes.