Processo de produção de sensores de temperatura de termistor NTC

O processo de fabricação de termistores NTC pode ser dividido em: Inspeção de Entrada – Mistura de Matéria-Prima – Formação de Fita – Formação de Discos – Sinterizar – Eletrodo – Dado – Classificação de Resistência – Fixação do Fio de Ligação – Encapsular – Terminar – Montagem de Sonda – Identificação de Marcação – inspeção final – Embalar e Enviar .

1. Inspeção de Entrada

Todos os materiais crus são inspecionados ao serem recebidos para verificar se suas propriedades físicas e elétricas são aceitáveis. Atribua um ID# único e use-o para rastreabilidade por lote.

2. Mistura de Matéria-Prima

A fabricação de termistores NTC começa com a mistura precisa das matérias-primas em soluções de ligante orgânico. Essas matérias-primas são óxidos metálicos em pó, como manganês, níquel, cobalto e óxido de cobre. Outros estabilizadores também são adicionados à mistura. O óxido e o ligante são combinados usando uma técnica de processo úmido chamada moagem por bolas. No processo de moagem por bolas, os materiais são misturados e o tamanho das partículas do pó de óxido é reduzido. A mistura homogênea final tem a consistência de uma pasta espessa. A composição exata dos diversos óxidos metálicos e estabilizadores determina as características de resistência-temperatura e a resistividade dos componentes cerâmicos após o cozimento.

3. Laminação

A “pasta” é distribuída sobre uma folha transportadora plástica em movimento utilizando tecnologia de lâmina dourada. A espessura exata do material é controlada ajustando a altura da squeegee acima da folha transportadora plástica, a velocidade da folha transportadora e ajustando a viscosidade da pasta. O material de fundição é secado em uma esteira plana de fundição através de um forno túnel longo em alta temperatura. A fita resultante “verde” é maleável e fácil de formar. Em seguida, realiza-se a inspeção de qualidade e análise na fita. A espessura da fita termistor varia de 0,001" a 0,100", em uma ampla gama, dependendo das especificações específicas do componente.

4. Formação de Wafer

A fita está pronta para ser formada em discos. Quando materiais finos são necessários, basta cortar a fita em pequenos quadrados. Para discos mais grossos, corte a fita em quadrados e empilhe-os uns sobre os outros. Esses discos empilhados são então laminados juntos. Isso permite que produzamos discos quase com o espessura desejada. Em seguida, o disco passa por testes de qualidade adicionais para garantir alta uniformidade e qualidade. Posteriormente, o disco é submetido a um ciclo de queima do ligante. Esse método remove grande parte do ligante orgânico do disco. Para evitar estresse físico adverso no disco do termistor, um controle preciso de tempo/temperatura é mantido durante o ciclo de queima do adesivo.

5. Sinter

A wafer é aquecida a uma temperatura muito alta em uma atmosfera oxidante. A essas altas temperaturas, os óxidos reagem entre si e se fundem para formar uma matriz cerâmica de espinélio. Durante o processo de sinterização, o material é densificado até um nível pré-determinado, e as fronteiras de grão da cerâmica são permitidas a crescer. Mantenha um perfil de temperatura preciso durante o processo de sinterização para evitar a fratura da wafer e garantir a produção de cerâmicas finalizadas que possam produzir peças com características elétricas uniformes. Após a sinterização, a qualidade da wafer é inspecionada novamente, e as características elétricas e físicas são registradas.

6. Eletrodo

O contato ôhmico com discos cerâmicos é obtido usando materiais de eletrodo de filme espesso. O material é geralmente prata, paládio-prata, ouro ou platina, dependendo da aplicação. O material do eletrodo consiste em uma mistura de metal, vidro e vários solventes, e é aplicado às duas superfícies opostas de um disco ou chip por serigrafia, pulverização ou pincelamento. O material do eletrodo é queimado na cerâmica no forno de cintas de filme espesso, e a junta elétrica e a combinação mecânica são formadas entre a cerâmica e o eletrodo. Em seguida, verifique o disco metalizado e registre as propriedades. Um controle preciso no processo de eletrodo garante que os componentes produzidos a partir dos discos terão excelente confiabilidade a longo prazo.

7. Dados

A serra de corte semicondutora de alta velocidade é usada para cortar o chip em pequenos chips. A lâmina da serra usa uma lâmina de diamante e pode produzir um grande número de dados extremamente uniformes. O termistor resultante pode ser tão pequeno quanto 0,010 “a 1000”. A diferença de tamanho de um conjunto de chips de termistor é na verdade imensurável. Um termistor típico pode produzir milhares de chips de termistor. Após o corte, limpe o chip e verifique as dimensões e características elétricas. As inspeções elétricas incluem a determinação dos valores de resistência nominal para aplicações específicas, características de resistência-temperatura, rendimento da produção e aceitabilidade do lote. A resistência e as características de resistência-temperatura são medidas com precisão dentro de 0,001 °C usando controle de temperatura preciso.

8. Classificar Resistência

Todos os termistores são testados para valores de resistência adequados, geralmente a 25 °C. Esses chips são normalmente testados automaticamente, mas também podem ser testados manualmente com base na produção e nas especificações. O processador de chips automático está conectado a um dispositivo de teste de resistência e a um computador programado pelo operador para colocar o chip em várias áreas de memória dependendo de seu valor de resistência. Cada processador de chips automático pode testar 9000 peças por hora de forma muito precisa.

9. Fixação de Fio de Ligação

Em alguns casos, termistores são vendidos na forma de chips e não requerem terminais, mas na maioria dos casos terminais são necessários. O chip do termistor é conectado aos terminais por soldagem ou por contatos de pressão no pacote do diodo. Durante o processo de soldagem, o chip do termistor é montado no quadro de terminais, que depende da tensão da mola do fio para manter o chip durante o processo de soldagem. A montagem é então imersa em uma panela de solda derretida e retirada. A taxa de impregnação e o tempo de residência são controlados com precisão para evitar choque térmico excessivo ao termistor. Fluxos especiais também são usados para melhorar a soldabilidade sem danificar o chip do termistor. A solda adere aos eletrodos do chip e aos terminais, proporcionando uma ligação firme entre o fio e o chip. Para o termistor do tipo “DO-35” no pacote do diodo, o chip do termistor é mantido entre os dois terminais de maneira axial. A manga de vidro é colocada ao redor do componente e aquecida a alta temperatura. A manga de vidro derrete ao redor do chip do termistor e é selada ao terminal. Por exemplo, em uma estrutura de diodo, a pressão exercida pelo vidro sobre o módulo fornece o contato necessário entre o fio do terminal e o chip do termistor.

Os terminais usados para termistores são geralmente de cobre, níquel ou liga, frequentemente com revestimento de estanho ou solda. Materiais condutores de liga com baixa condutividade térmica podem ser usados em algumas aplicações onde é necessário isolamento térmico entre o termistor e o condutor. Em muitas aplicações, isso permite que os termistores respondam a mudanças de temperatura mais rapidamente. Após a fixação, verifique a ligação entre o terminal e o chip. Uma interface de solda forte ajuda a garantir a confiabilidade a longo prazo do termistor concluído.

10. Encapsular

Para proteger os termistores da atmosfera de operação, umidade, ataque químico e corrosão por contato, os termistores com fio são geralmente revestidos com um revestimento protetor conformado. O selante é geralmente resina epóxi com alta condutividade térmica. Outros selantes incluem silicone, cimento cerâmico, tinta, poliuretano e manga retrátil. Os selantes também ajudam a garantir uma boa integridade mecânica do equipamento. A resposta térmica do termistor deve ser considerada ao escolher materiais de embalagem. Em aplicações onde a resposta térmica rápida é crítica, filmes de selantes com alta condutividade térmica são utilizados. Onde a proteção ambiental é mais importante, outro selante pode ser selecionado. Selantes como resina epóxi, silicone, cimento cerâmico, tinta e poliuretano geralmente são aplicados por imersão e curados à temperatura ambiente ou colocados em um forno a temperaturas elevadas. Um controle preciso de tempo, temperatura e viscosidade é usado durante todo o processo para garantir que não se desenvolvam poros ou outras deformidades.

11. Terminar

Termistores geralmente são equipados com terminais conectados às extremidades de seus cabos. Antes de aplicar o terminal, a isolante do fio é adequadamente retirada para ajustar ao terminal especificado. Esses terminais são conectados aos fios usando uma máquina de aplicação de ferramenta especial. Os terminais podem então ser inseridos em uma carcaça de plástico ou metal antes de serem entregues ao cliente.

12. Montagem de Sonda

Por razões de proteção ambiental ou mecânicas, termistores geralmente são imersos no caso da sonda. Essas carcaças podem ser feitas de materiais como epóxi, vinil, aço inoxidável, alumínio, latão e plástico. Além de fornecerem montagem mecânica adequada para os elementos dos termistores, a carcaça os protege do ambiente ao qual estão expostos. A escolha correta de terminais, isolamento do fio e materiais de encapsulamento resultará em um selo satisfatório entre o termistor e o ambiente externo.

13. Identificação de Marcação

O termistor concluído pode ser marcado para facilitar a identificação. Isso pode ser tão simples quanto pontos de cor ou mais complexo, como códigos de data e números de peça. Em algumas aplicações, corantes podem ser adicionados ao revestimento no corpo do termistor para obter uma cor específica. Os pontos de cor são geralmente adicionados ao termistor por meio de um processo de impregnação. Use uma caneta para gerar etiquetas que exigem caracteres alfanuméricos. Esta máquina utiliza apenas tinta permanente para marcar as peças. A tinta solidifica-se em temperatura elevada.

14. Inspeção Final

Todos os pedidos concluídos serão inspecionados quanto a defeitos físicos e elétricos com base no critério de 'zero defeitos'. Todos os parâmetros são verificados e registrados antes de o produto sair da fábrica.

15. Embalar e Enviar Todos os termistores e componentes são embalados cuidadosamente e serão utilizados pelos clientes.