小电阻半导体陶瓷电阻及其制造方法及线性控制器结构与流程

专利检索2025-07-18  7


本发明属于电子材料领域,尤其是涉及一种小电阻半导体陶瓷电阻及其制造方法及线性控制器结构。


背景技术:

1、以往的半导体陶瓷型半导体陶瓷电阻(positive temperature coefficient,正的温度系数)半导体电阻组成,电阻率较大达到20ω·cm,电阻值比较大达到2ω,主要用于较高电压(5v以上的电压)的用途,对于低于5v的电压,由于电阻过大而无法应用。如申请号为202011527368.5公开的一种半导体陶瓷电阻陶瓷材料及其制备方法、应用,得到的半导体陶瓷电阻,室温电阻不超过104ωcm,可知,电阻率很大。

2、也有部分有机半导体陶瓷电阻,是有机物添加导电碳粉,经过混炼成型制造的半导体陶瓷电阻,电阻率可以做得比较小,但是电阻的时间稳定性差,长期使用后,其电阻变化比较大,不适合恒温发热以及检测用途。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够解决上述问题中的至少一个的小电阻半导体陶瓷电阻。

2、根据本发明的一个方面,提供了一种小电阻半导体陶瓷电阻,包括半导体电阻本体,半导体电阻本体组成成分的化学通式为:ba(1-x-y)sr(x)pb(y)ti(1+z)o(3+2z),其中,bao、sro和pbo相加的摩尔数为1,tio2的mol数为1+z,其中,x=0.03~0.06,y=0.003~0.07,z=0~0.02。

3、在一些实施方式中,半导体电阻本体的电阻率范围为5~10ω·cm,电阻值范围0.1~1ω。

4、在一些实施方式中,半导体电阻本体的居里温度范围在-10℃~220℃。

5、根据本发明的另一个方面,提供了一种小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,包括如下步骤:

6、s1、将原材料baco3、srco3、pb3o4、tio2、y2o3和mno2混合并进行球磨;

7、s2、球磨完成后,将上述材料进行干燥,并在1000~1200℃环境下,保温2~5小时预烧,得到预烧料;

8、s3、将上述预烧料再次进行球磨,球磨后进行干燥,然后加入pva进行造粒;

9、s4、将上述得到的颗粒在压片机内进行压制,得到坯片;

10、s5、将上述坯片在600~700℃温度下进行排胶(pva),并烧结得到陶瓷片。

11、在一些实施方式中,步骤s1中主材料y2o3为0.01~0.1mol%,受主材料mno2为0.01~0.05mol%。

12、在一些实施方式中,步骤s1中原材料在球磨时,加入助烧剂li2co3以及单质si和al,并在滚动球磨机中进行球磨,加入去离子水球磨24小时,随后再用真空抽滤脱水。

13、在一些实施方式中,步骤s3中pva的重量为步骤s2中原材料重量的1%。

14、在一些实施方式中,步骤s5中坯料在烧结时,在隧道炉中进行,烧结温度在升温时,由初始温度上升至1100℃时,升温速度为300℃/小时;

15、当温度升高至最高温度1200℃时,升温速度为500~1000℃/小时;

16、在最高温处保持10~20分钟;

17、随后进行降温,由最高温度下降至1100℃时,降温速度为500~1000℃/小时;

18、温度由1100℃下降至室温时,降温速度为300℃/小时。

19、本发明的有益效果如下:

20、通过本发明的制备方法制备过程简单化,且制得的小电阻半导体陶瓷电阻稳定性好,能够实现低电阻,低电阻率的要求,即电阻率范围为5~10ω·cm,电阻值范围0.1~1ω,从而可以用于电压在1~5v的低电压情况下使用,适用于恒温发热体,以及检测用途。同时,适用温度范围广,能够满足不同环境下的正常使用,提高适用范围。

21、在一些实施方式中,一种线性控制器结构,包括上述的小电阻半导体陶瓷电阻,还包括上导电导热电极片和下导电导热电极片,上导电导热电极片和下导电导热电极片分别固定在所述半导体电阻本体的上下两侧面上。由此,通过设有上导电导热电极片和下导电导热电极片,可以方便该半导体电阻本体与外接导线的连接导通,方便与其他元件的连接。

22、在一些实施方式中,上导电导热电极片与半导体电阻本体之间设有导电导热胶或焊料,下导电导热电极片与半导体电阻本体之间设有导电导热胶或焊料。由此,通过设有导电导热胶或焊料,可以起到减震缓冲的作用,同时,保证了整体的导电导热性能。

23、在一些实施方式中,半导体电阻本体为单片,根据电路负载的要求,半导体电阻本体厚度为0.1-10毫米,从而保证负载高效率工作。。

24、在一些实施方式中,半导体电阻本体为多片并联,这样可以减小电阻,使其电阻达到0.05-2ω,能耐大电流0-120a,0-500毫秒瞬时冲击,在0-50a大电流条件下长时间正常工作,以达到匹配大功率负载目的,

25、在一些实施方式中,外部还包裹绝缘涂层,在电流小于10a的要求时绝缘涂层厚度设计为小于30微米,在电流10a-30a的求时设计为绝缘涂层厚度设计为20-50微米,,在电流30a-50a的要求时绝缘涂层厚度设计50-100微米,在大于50a的要求时,绝缘涂层厚度设计100-300微米

26、现有的线性控制器对负载提供相对恒流或恒压电源,均具有方向性,恒流电流较小,一般输出在0.05a以下,在一般的电压、电流控制电路中提供都需要工作电源,例如ccd和ccr,crd都有方向性,而使用本发明小电阻半导体陶瓷电阻的线性控制器,由于其阻性特点,在常温下,本质上是一个电阻,是一个可变的半导体电阻,使得本发明的线性控制器没有方向性,即没有极性要求,只需要串联在需要控制的电流、温度的回路中,即电流回路任意节点,不需要输入正负极电压来提供本身的工作电源,即可实现自动调节电流、温度,可适用于直流或交流电路,负载可以是电池、发热组件、光源等。



技术特征:

1.小电阻半导体陶瓷电阻,其特征在于,包括半导体电阻本体,所述半导体电阻本体组成成分的化学通式为:ba(1-x-y)sr(x)pb(y)ti(1+z)o(3+2z),其中,bao、sro和pbo相加的摩尔数为1,tio2的mol数为1+z,其中,x=0.03~0.06,y=0.003~0.07,z=0~0.02。

2.根据权利要求1所述的小电阻半导体陶瓷电阻,其特征在于,所述半导体电阻本体的电阻率范围为5~10ω·cm,电阻值范围0.1~1ω。

3.根据权利要求2所述的小电阻半导体陶瓷电阻,其特征在于,所述半导体电阻本体的居里温度范围在-10℃~220℃。

4.权利要求3所述的小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

5.根据权利要求4所述的小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中主材料y2o3为0.01~0.1mol%,受主材料mno2为0.01~0.05mol%。

6.根据权利要求5所述的小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中原材料在球磨时,加入助烧剂li2co3以及单质si和al,并在滚动球磨机中进行球磨,加入去离子水球磨24小时,随后再用真空抽滤脱水。

7.根据权利要求6所述的小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,其特征在于,所述步骤s3中pva的重量为步骤s2中原材料重量的1%。

8.根据权利要求7所述的小电阻半导体陶瓷电阻的制备方法,其特征在于,所述步骤s5中坯料在烧结时,在隧道炉中进行,烧结温度在升温时,由初始温度上升至1100℃时,升温速度为300℃/小时;

9.一种线性控制器结构,包括权利要求3所述的小电阻半导体陶瓷电阻,其特征在于,还包括上导电导热电极片和下导电导热电极片,所述上导电导热电极片和下导电导热电极片分别固定在所述半导体电阻本体的上下两侧面上。

10.根据权利要求9所述的一种线性控制器结构,其特征在于,所述上导电导热电极片与半导体电阻本体之间设有导电导热胶或焊料,所述下导电导热电极片与半导体电阻本体之间设有导电导热胶或焊料,所述半导体电阻本体厚度为0.1-10毫米,所述半导体电阻本体为单片或多片并联,所述线性控制器结构外部还包裹绝缘涂层,所述绝缘涂层厚度为小于30微米,或所述绝缘涂层厚度为20-50微米,或所述绝缘涂层厚度为50-100微米,或绝缘涂层的厚度为100-300微米。


技术总结
本发明公开了一种小电阻半导体陶瓷电阻,包括半导体电阻本体,半导体电阻本体组成成分的化学通式为:Ba<subgt;(1‑x‑y)</subgt;Sr<subgt;(x)</subgt;Pb<subgt;(y)</subgt;Ti<subgt;(1+z)</subgt;O<subgt;(3+2z)</subgt;。其制备方法,包括如下步骤:S1、将原材料BaCO<subgt;3</subgt;、SrCO<subgt;3</subgt;、Pb<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;、TiO<subgt;2</subgt;、Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和MnO<subgt;2</subgt;混合并进行球磨;S2、球磨完成后,将上述材料进行干燥,并在1000~1200℃环境下,保温2~5小时预烧,得到预烧料;S3、将上述预烧料进行球磨,球磨后进行干燥,然后加入PVA进行造粒;S4、将上述得到的颗粒在压片机内进行压制,得到坯片;S5、将上述坯片在600~700℃温度下进行排胶,并烧结得到陶瓷片。制得的半导体电阻稳定性好,能够实现低电阻,低电阻率的要求,可以用于电压在1~5V的低电压情况下使用,适用于恒温发热体,以及检测用途。

技术研发人员:阮庆国,请求不公布姓名
受保护的技术使用者:佛山市联鑫德电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
转载请注明原文地址:https://win.8miu.com/read-1156526.html

最新回复(0)