Procesul de producție a senzorului de temperatură cu termistor NTC

               

Procesul de fabricație a termistorului NTC poate fi împărțit în:Inspecție de intrare–Amestec de materii prime–Bandă turnată–Formarea napolitanelor–Sinterizare–Electrod–Zaruri–Clasificarea rezistenței–Atașament fir de plumb–Încapsula–Termina–Asamblarea sondei–Identificarea marcajului–Inspecție finală–Împachetați și expediați.

1. Inspecția de intrare

Toate materiile prime sunt inspectate la primire pentru a verifica dacă proprietățile lor fizice și electrice sunt acceptabile. Atribuiți un ID# unic și utilizați-l pentru trasabilitatea loturilor.

2. Amestec de materii prime

Fabricarea termistorilor NTC începe cu amestecarea precisă a materiilor prime în soluții de liant organic. Aceste materii prime sunt oxizi de metale de tranziție sub formă de pulbere, cum ar fi mangan, nichel, cobalt și oxid de cupru. Alți stabilizatori sunt, de asemenea, adăugați la amestec. Oxidul și liantul sunt combinate folosind o tehnică de proces umed numită frezare cu bile. În procesul de frezare cu bile, materialele sunt amestecate și dimensiunea particulelor de pulbere de oxid este redusă. Amestecul omogen finit are consistența unei paste groase. Compoziția exactă a diferiților oxizi și stabilizatori metalici determină caracteristicile rezistență-temperatură și rezistivitatea componentelor ceramice arse.

3. Bandă turnată

"Nămolul" este distribuit pe o foaie de suport din plastic în mișcare folosind tehnologia racletelor. Grosimea exactă a materialului este controlată prin reglarea înălțimii racletei deasupra foii de suport din plastic, a vitezei foii de suport și prin reglarea vâscozității suspensiei. Materialul de turnare este uscat pe o bandă de turnare plată printr-un cuptor tunel lung la temperatură ridicată. Banda "verde" rezultată este maleabilă și ușor de format. Apoi efectuați inspecția și analiza calității pe bandă. Grosimea benzii cu termistor variază de la 0,001" la 0,100" într-o gamă largă, în funcție de specificațiile specifice ale componentelor.

4. Formarea napolitanelor

Banda este gata să fie formată în napolitane. Când sunt necesare materiale subțiri, pur și simplu tăiați banda în pătrate mici. Pentru napolitane mai groase, tăiați banda în pătrate și stivuiți-o peste alta. Aceste napolitane stivuite sunt apoi laminate împreună. Acest lucru ne permite să producem plachete de grosimea necesară. Apoi, placheta este supusă unor teste suplimentare de calitate pentru a asigura uniformitate și calitate ridicată. Ulterior, placheta este supusă unui ciclu de ardere a liantului. Această metodă îndepărtează cea mai mare parte a liantului organic din plachetă. Pentru a preveni stresul fizic negativ asupra plachetei termistorului, se menține un control precis al timpului/temperaturii în timpul ciclului de ardere a adezivului. 

5. Sinterizare

Napolitana este încălzită la o temperatură foarte ridicată într-o atmosferă oxidantă. La aceste temperaturi ridicate, oxizii reacționează între ei și fuzionează împreună pentru a forma o matrice ceramică de spinel. În timpul procesului de sinterizare, materialul este densificat la un nivel predeterminat, iar limitele granulelor ceramicii sunt lăsate să crească. Mențineți un profil precis de temperatură în timpul procesului de sinterizare pentru a evita fracturarea plachetei și pentru a asigura producția de ceramică finită care poate produce piese cu caracteristici electrice uniforme. După sinterizare, calitatea plachetei este inspectată din nou, iar caracteristicile electrice și fizice sunt înregistrate.

6. Electrod

Contactul ohmic cu plachetele ceramice este obținut folosind materiale cu electrozi cu peliculă groasă. Materialul este de obicei argint, paladiu argint, aur sau platină, în funcție de aplicație. Materialul electrodului constă dintr-un amestec de metal, sticlă și diverși solvenți și este aplicat pe cele două suprafețe opuse ale unei plachete sau așchii prin serigrafie, pulverizare sau periaj. Materialul electrodului este ars pe ceramică în cuptorul cu bandă cu film gros, iar îmbinarea electrică și combinația mecanică se formează între ceramică și electrod. Apoi verificați placheta metalizată și înregistrați proprietățile. Controlul precis în procesul electrozilor asigură că componentele produse din plachete vor avea o fiabilitate excelentă pe termen lung

7. Zaruri

Ferăstrăul de tăiere cu semiconductori de mare viteză este utilizat pentru a tăia așchiul în așchii mici. Pânza de ferăstrău folosește o lamă diamantată și poate produce un număr mare de matrițe extrem de uniforme. Cipul termistor rezultat poate fi de la 0,010 "până la 1000". Diferența de dimensiune a cipului unui set de cipuri termistor este de fapt incomensurabilă. Un cip tipic cu termistor poate produce mii de cipuri cu termistor. După tăiere, curățați așchiul și verificați dimensiunile și caracteristicile electrice. Inspecțiile electrice includ determinarea valorilor nominale ale rezistenței pentru aplicații specifice, caracteristicile temperaturii de rezistență, randamentul producției și acceptabilitatea lotului. Caracteristicile de rezistență și temperatură de rezistență sunt măsurate cu precizie în limita a 0,001 ° C folosind un control precis al temperaturii.

8. Clasificarea rezistenței

Toate termistoarele sunt testate pentru valori de rezistență adecvate, de obicei 25 ° C. Aceste cipuri sunt de obicei testate automat, dar pot fi testate și manual pe baza producției și specificațiilor. Procesorul automat de cipuri este conectat la un dispozitiv de testare a rezistenței și la un computer programat de operator pentru a plasa cipul în diferite zone de memorie în funcție de valoarea rezistenței sale. Fiecare procesor automat de cipuri poate testa 9000 de piese pe oră într-un mod foarte precis. 

9. Atașament fir de plumb

În unele cazuri, termistoarele sunt vândute sub formă de cipuri și nu necesită cabluri, dar în majoritatea cazurilor sunt necesare cabluri. Cipul termistor este conectat la cabluri prin lipire sau prin contacte de presiune în pachetul de diode. În timpul procesului de sudare, cipul termistorului este încărcat pe cadrul de plumb, care depinde de tensiunea arcului firului pentru a menține așchiul în timpul procesului de sudare. Ansamblul este apoi scufundat în vasul de lipit topit și îndepărtat. Rata de impregnare și timpul de ședere sunt controlate cu precizie pentru a evita șocul termic excesiv al termistorului. Fluxurile speciale sunt, de asemenea, utilizate pentru a îmbunătăți lipirea fără a deteriora cipul termistorului. Lipirea aderă la electrozii cipului și duce la asigurarea unei legături ferme între fir și cip. Pentru termistorul de tip diodă "DO-35", cipul termistorului este menținut între cele două cabluri într-o manieră axială. Manșonul de sticlă este plasat în jurul componentei și încălzit la temperatură ridicată. Manșonul de sticlă se topește în jurul cipului termistorului și este sigilat la plumb. De exemplu, într-o structură de diode, presiunea exercitată de sticlă asupra modulului asigură contactul necesar între firul de plumb și cipul termistor.

Cablurile utilizate pentru termistori sunt de obicei cupru, nichel sau aliaj, de obicei staniu sau lipit. Materialele conductoare din aliaj cu conductivitate termică scăzută pot fi utilizate în unele aplicații în care este necesară izolarea termică între termistor și conductor. În majoritatea aplicațiilor, acest lucru permite termistorilor să răspundă mai rapid la schimbările de temperatură. După atașare, verificați legătura dintre plumb și cip. O interfață puternică de sudare ajută la asigurarea fiabilității pe termen lung a termistorului finalizat.

10. Încapsulare

 Pentru a proteja termistorii de atmosfera de funcționare, umiditate, atac chimic și coroziunea de contact, termistoarele de plumb sunt de obicei acoperite cu un strat de protecție conform. Materialul de etanșare este de obicei rășină epoxidică cu conductivitate termică ridicată. Alți agenți de etanșare includ silicon, ciment ceramic, vopsea, poliuretan și manșon termocontractabil. Etanșanții ajută, de asemenea, la asigurarea unei bune integrități mecanice a echipamentului. Răspunsul termic al termistorului trebuie luat în considerare atunci când alegeți materialele de ambalare. În aplicațiile în care răspunsul termic rapid este critic, se utilizează filme de etanșare cu conductivitate termică ridicată. Acolo unde protecția mediului este mai importantă, poate fi selectat un alt material de etanșare. Etanșanții precum rășina epoxidică, silicagelul, cimentul ceramic, vopseaua și poliuretanul sunt de obicei acoperiți prin impregnare și întăriți la temperatura camerei sau plasați într-un cuptor la temperaturi ridicate. Controlul precis al timpului, temperaturii și vâscozității este utilizat pe tot parcursul procesului pentru a se asigura că nu se dezvoltă găuri sau alte deformări.

11. Reziliați

Termistoarele sunt de obicei echipate cu terminale conectate la capătul cablurilor lor. Înainte de aplicarea terminalului, izolația firului de plumb este îndepărtată corespunzător pentru a se potrivi cu terminalul specificat. Aceste terminale sunt conectate la fire folosind o mașină specială de aplicare a sculelor. Terminalele pot fi apoi introduse într-o carcasă din plastic sau metal înainte de a fi livrate clientului. 

12. Asamblarea sondei

Pentru protecția mediului sau în scopuri mecanice, termistoarele sunt de obicei scufundate în carcasa sondei. Aceste carcase pot fi realizate din materiale precum epoxidice, vinil, oțel inoxidabil, aluminiu, alamă și plastic. Pe lângă faptul că oferă o montare mecanică adecvată pentru elementele termistorului, carcasa le protejează de mediul la care sunt expuse. Selectarea corectă a plumbului, a izolației sârmei și a materialelor de ghiveci va avea ca rezultat o etanșare satisfăcătoare între termistor și mediul extern.

13. Identificarea marcajului

Termistorul finit poate fi marcat pentru o identificare ușoară. Acest lucru poate fi la fel de simplu ca punctele de culoare sau mai complex, cum ar fi codurile de dată și numerele piesei. În unele aplicații, coloranții pot fi adăugați la acoperirea de pe corpul termistorului pentru a obține o anumită culoare. Punctele de culoare sunt de obicei adăugate la termistor prin procesul de impregnare. Utilizați un marker pentru a genera etichete care necesită caractere alfanumerice. Această mașină folosește doar cerneală permanentă pentru a marca piesele. Cerneala se solidifică la o temperatură ridicată.

14. Inspecția finală

Toate comenzile finalizate vor fi inspectate pentru defecte fizice și electrice pe bază de "zero defecte". Toți parametrii sunt verificați și înregistrați înainte ca produsul să părăsească fabrica.

15. Împachetați și expediațiToate termistorii și componentele sunt ambalate cu atenție și vor fi utilizate de clienți.