敏感陶瓷表面溅射金属化研究

2014-10-26 王文婷 浙江大学信息科学与电子工程系

  以负温度因素指数公式( NTC) 热敏工业瓷质特征分析,运用电流磁控溅射技木工艺在工业瓷质单单从表面层制法了优化层+ 阻止层+ 焊结方法层的复合型溅射膜探针,在其中Ni-V 聚酯薄膜算作优化层兼阻止层,Ag 算作焊结方法层。并对NTC 热敏工业瓷质的几项电机械性能,探针的依照力等做好了自测,运用打印电镜、势能反射率X 放射性元素谱等技木工艺探索了溅射膜探针的用差向异构和微观经济形貌。进行实验结论表述: Ni 能与NTC 热敏工业瓷质造成更好的欧姆学习,并延长了探针层与工业瓷质单单从表面层的支承力,况且Ni 膜也能合理有效阻止Ag 吸附渗入工业瓷质人身体内,避开了烧银探针中Ag 向瓷人身体内吸附的有缺陷,一起Ni 还能好地耐受性温度高无铅焊锡的溶蚀,确保焊结方法产品品质。   负室温弹性指数( NTC) 热敏热敏阻值器叫做其阻值随室温提升而成指数值相互关系降低了的敏感度热敏阻值器,它还具有不小的热敏阻值器室温弹性指数,安稳的能力,坦荡的在使用温区等益处。保证NTC 热敏热敏阻值器的阻温性和伏安性,丰富选用于网络用电线路的室温补尝、室温的在线测量减弱和减弱浪涌瞬时电流、工作电压计等部分。不仅有NTC 陶瓷制品本来的性,映照在热敏阻值器瓷人体面的参比电极层对NTC 热敏热敏阻值器的能力起着至关必要的影响到。

  近年来,NTC电阻的材料配方和生产工艺都得到了巨大的发展,但是,目前国内外对其电极的制备仍沿用着银浆烧渗法的传统工艺。现已发现,采用银浆烧渗法制备敏感陶瓷的电极存在诸多严重的缺陷,比如成本高,附着强度低、易脱落,制备过程污染环境等,更重要的是银迁移将可能影响热敏电阻性能的长期稳定性,难以制造高稳定性的热敏电阻元件。而采用磁控溅射法制备敏感陶瓷的电极,真空技术网(//crazyaunt.cn/)认为不仅能从本质上克服烧银电极的种种缺陷,制备过程绿色环保,成本低廉,而且制得的电极膜具有膜层致密,厚度均匀,附着性强等优点,能够很好地满足电子器件行业中电极应具有良好的导电性能、欧姆接触性能、易焊接性能、附着牢固性、成本低等要求。相比于在PTC 热敏陶瓷上制备溅射膜电极已有相对成熟的研究和应用,溅射膜电极在NTC 热敏电阻电极上的应用还有待研究。本文的目的在于通过在NTC 热敏电阻表面制备溅射膜Ni /V-Ag 电极来研究NTC 敏感陶瓷表面溅射金属化的可行性。

1、实验部分

  为了准确评估真空溅射电极的性能,选取某公司批量生产线上的50 片NTC 热敏陶瓷片( Φ9 mm× 1.2 mm,I max为4 A) 作为实验基片。实验前需将基片先后放入去离子水和丙酮溶液中各超声清洗20 min,以去除基片表面的油垢和杂质。随后将基片烘干。预处理完成后将基片放入浙江大学薄膜与射频实验室自行研制的多靶磁控溅射仪中,依次在瓷片表面溅镀500 nm 的Ni /V 膜和200 nm 的Ag膜,其中Ni /V 靶93% 为Ni,7% 为V。溅射参数如下: 本底真空为3. 0 × 10 -3 Pa,工作气压为0.5 Pa,靶基距为100 mm,Ni /V 靶和Ag 靶的溅射功率分别为450 和370 W。同时取50 片同型号烧银电极的NTC 热敏电阻作为对比样品。

  本实验操作配用的NTC 热敏电阻功率的最好业务直流电压量Imax为4 A,所用到加严光老化测验测验来测验软件溅射膜电极片片片材料的机械性能。加严光老化测验测验测验包括将样机放至150℃控温箱中通5 A( > 120% Imax) 直流电压量光老化测验测验1000 h。再所用到Fluke8846a 台式电脑万用表在25℃下侧量样机的阻值,关注样机的阻值变幻规律状态和机体工作温度变幻规律状态。同时,本诗所用到一般拉伸构造构造来表述电极片片片材料与瓷器间的依照构造。在瓷片外表面将引线焊在的占地面积约为3 ~ 4mm2 的锡点上,样机特定在测验软件舞台上,用测力计( K-50H,杭州,中国有) 侧量影响在引渠道的拉力,悬挑脚手架力包括匀速直线拉岩样至电极片片片材料与瓷片与锅炉炉壁进行剥离时应需的拉力,拉伸构造构造是悬挑脚手架力与与锅炉炉壁进行剥离点的占地面积的指数值。所用到扫苗电镜( SEM) 和卡路里散射X 光谱线谱( EDX) 等科技关注了电极片片片材料/NTC 瓷器表面的横剖面的外部经济形貌及表面扩撒状态。

3、结论

  这段话用到磁控溅射技術在NTC 敏感度瓷器界面制得了Ni /V-Ag 探针,根据对Ni /V-Ag 探针NTC 热敏阻值每一项稳固性的理论研究,发掘Ni /V 膜看做探针的换季层和挡住层,一方面能与NTC 热敏瓷器研发充分的欧姆接觸,并与瓷器界面的粘接力充分,特别够效果挡住Ag 蔓延走进瓷器体内的,并且Ni 还能好地耐受性温度高作业无铅焊锡的溶蚀,等衡量了NTC 热敏阻值在温度高作业间断电动机扭矩时稳固性长期的的稳固性。这段话对机械泵溅射探针在NTC 热敏阻值不锈钢化上的应用去了正面的打磨,然而是因为压根能充当烧银探针,外加溅射加工制得期间十分简单环保型,成本预算成本,可主要用于大人数的批处理化研发中。