热敏电极是什么意思？

NTC热敏电阻电极材料研究

1 引 言

我们知道热敏电阻器是一种敏感元件，敏感元件的基本结构是：敏感基体材料（电子陶瓷）、电极、电极外引线（部分型号的元件不需要外引线，如片式元件）、密封保护层。它的最大特点是电阻值随温度的变化而显著变化，因而能够通过其电阻值的变化感知周围环境温度的变化。显然，如果只有电子陶瓷制作的基片，而无法将陶瓷基片随温度变化的而引起的电学量的变化转换成便于测试的量时，那么这种基片将无法使用。热敏电阻器是用在传感电路中电子元件，只有为基片加上电极，才能正常地用在电路中，通过热敏电阻器阻值的变化测量环境温度的变化。可见，在热敏电阻器中，电极起着极为重要的作用。

电子器件对电极的共同要求是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、耐环境性（包括耐腐蚀、耐氧化等）、易操作性、成本低。

电子陶瓷电极制作的方法有浆料法、化学法和电化学法。比如用银浆、银钯浆制备电子陶瓷电极；用镍酸盐为基片镀镍，作为电子陶瓷的电极；电化学法因为工艺相对复杂，很少采用。

2 国内外NTC热敏电阻电极的研究现状

目前，制备NTC热敏电阻电极的材料多为贵金属材料如Ag、Ag-Pa、Au、Pt等(工作温度很高，如1000ºC左右可考虑采用铂浆)；在制备NTC热敏电阻的电极时，国内的生产厂家普遍采用银浆制备电极，有时也用Ag-Pa浆；国外有些公司的产品使用金浆作为电极材料，见表1。

3 目前电极材料存在的主要问题

银浆作为国内外NTC热敏电阻的生产厂家普遍采用的电极材料，它的最大缺陷就是银离子容易在基体材料中迁移，对基体元件的性能产生影响；并且不是所有的材料都适用银浆来作电极，有的材料用银浆也会产生附着强度不好、容易脱落的现象；而且银也属贵金属、生产成本高。最近有资料（如表2）显示在PTC热敏电阻和压电陶瓷电极制备方面，已经有人使用铝浆和镍浆，而NTC热敏电阻电极的制备依然是所有的材料、配方都采用Ag浆或Ag-Pa浆。

表1 日本、德国、美国、南韩以及我国大陆NTC热敏电阻电极研究现状

日本 美国 德国 南韩 中国大陆

电极材料 银电极、金属铂丝 银电极 银电极 Au-Ti电极 Ag-Pd电极 Ag、Ag-Pd、Pd、Pt浆

生产工艺 机器人、自动化 自动印制 自动印制 溅 射 法 自动印制 手工涂敷/丝网印刷

表2 PTC/NTC热敏电阻电极材料应用情况对比

In-Ga电极 Ag-Zn电极 Al电极 真空蒸镀与真空溅射镍-银电极 化学镀镍或

铜电极 Ag电极

PTC 已使用 已使用 已使用 已使用 已使用 已使用

NTC 未使用 未使用 未使用 未使用 未使用 已使用(手工涂敷/丝网印刷)

In-Ga电极、Ag-Zn电极、铝电极、真空蒸镀与真空溅射电极以及化学镀镍或铜电极在PTC热敏电阻电极上的应用已相对成熟，而在NTC热敏电阻电极上的应用还有待研究。

4 本课题组在NTC热敏电阻电极方面的研究进展

目前已经发现用银浆来制备电极存在有几个缺陷：①对某些陶瓷材料，银电极层的附着强度不好、易脱落，器件的废品率较高；②银离子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；③虽然银的价格没有金、铂高,但银也在贵金属材料之列，生产成本还是比较高。

针对以上问题，我们课题组对Co-Mn, Mn-Ni、Co-Mn-Ni、Co-Ni-Cu、Co-Ni-Fe、Mn-Ni-Cu、Mn-Ni-Fe、Co-Mn-Ni-Cu、Co-Mn-Ni-Fe、Co-Mn-Cu-Fe、Co-Ni-Cu-Fe、Mn-Ni-Cu-Fe、Co-Mn-Ni-Cu-Fe等十几种NTC热敏电阻的电极制备展开了研究。研究采用浆料法制备NTC热敏电阻的电极，以Ag、Ag-Pa、Ni浆为主。研究电极浆料的组分、各组分的作用，与基体材料的作用及电极的形成机制。

在电极制备成样品后，对样品电极的性能进行以下各种试验和测试：

①附着强度试验；

②电学特性试验，如电导率、电接触特性（欧姆性）；

③温度老化特性试验：在较高温度环境下，电极老化特性及对元件特性的影响；

④电极接触的显微观察分析；

⑤分析银浆、镍浆的浆料成分，确定浆料的具体成分及其各组分的作用；

⑥用SEM扫描、测定NTC热敏电阻陶瓷基片的表面粗糙度、材料的粒度以及形貌；

⑦通过XRD测试分析电极的导电功能相以及NTC热敏电阻陶瓷基片的结构；

⑧测定、分析电极结构、电导率、导电类型、颗粒、形貌。

5 小结及展望

针对NTC热敏电阻电极材料及制备技术进行研究是很有必要的。它将有利于改变目前NTC热敏电阻电极制备方法单一、某些材料的银电极不可靠以及材料成本高的状况。NTC热敏电阻电极材料及制备技术的发展方向主要有两个：第一，电极材料的贱金属化。电极材料的贱金属化不仅有利于降低元件的生产成本，而且能够促进NTC热敏电阻的规模化生产，而规模化生产有始终离不开生产工艺的自动化；第二，生产工艺的自动化。现在不仅是日本、美国的生产厂家选用自动化生产工艺，韩国和我国台湾也已采用自动化生产设备生产NTC热敏电阻，我国部分生产单位也已不同程度地采用了自动化生产工艺流程以提高产品的质量和生产效率。

随着社会工业化步伐的不断加快，工业生产对NTC热敏电阻的需求将会越来越大，NTC热敏电阻的大规模生产已成为必然。NTC热敏电阻电极材料的贱金属化以及生产工艺的自动化正是顺应这种趋势，加快NTC热敏电阻的规模化生产的进程。

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BQ-6667系列，71度的温度下30分钟固化，属于世界首创，薄膜太阳能电池首选低温导电银胶导电银浆。

BQ-6668系列，可以在80度的温度下2.5分钟固化，属于世界首创，极大提供生产效率。

BQ-6770系列，此产品系列为中温快固型导电银胶，用于触摸屏引线的粘接，具有很好的导电和粘结性能，对PET、PC等薄膜具有特强的粘合力。

BQ-6771系列，此产品系列为低温快固型导电银胶，用于触摸屏引线的粘接，具有很好的导电和粘结性能，对PET、PC等薄膜具有特强的粘合力及可挠性(抗弯曲)。

BQ-6773系列，线路板贯空专用银浆，具有很好的流动性和附着力。

BQ-6775系列，可以在50度的温度下30分钟固化，用于不能耐高温的场合。

BQ-6776系列，为高温快速固化，可以在200度的温度下30秒快速固化，极大提高工作效率。

BQ-6777系列，EL冷光片专用导电银胶，具有很好的粘结效果和导通效果。

BQ-6778系列，可以在80度的温度下30分钟固化，极大提供生产效率。

BQ-6779系列，为薄膜开关专用系列，具有很好的导通效果和附着力。

BQ-6880系列，双组分，A：B=1：1； 薄膜太阳能电池专用导电银胶，也可以用于电子线路的修补粘接和导电导热，如电极引出、跳线粘结、导线粘结、ITO粘结、电路修补、电子线路引出及射频元件的粘接，电子显微镜扫描电镜（SEM）器件粘结、生物传感器、金属与金属间的粘结导电、细小空间的灌注等用途。

BQ-6885系列，附着力强；用于压电晶体、石英晶体、谐振器、振荡器等的粘接。

BQ-6886系列，高导热型；适用于发光二极管（LED），大功率高亮度LED级其他发光器件粘结。

BQ-6887系列，良好的导电性、粘接性柔韧性好，性能稳定不易氧化；电子标签射频识别（RFID）专用。

BQ-6888系列，有良好的导电性、粘接性、耐热性；分立器件和集成电路封装专用。

BQ-6889低温固化型；良好的导电性，优良的可焊接性，粘结力强，性能稳定，极好的丝印效果；太阳能电池、光伏电池（FV）专用。用于电池的引出电极和太阳能电池硅片上的修补导电线路。

BQ-6993，耐高温导电银胶，能耐长期耐温200℃，适用用各种耐高温的场合。

BQ-6999系列，UV紫外线光固化导电银胶，可以广泛应用于热敏器件和不需要加热固化的部件的粘接导通，特别适用于大规模流水线作业。

BQ-999系列，高温导电银胶银浆，太阳能导电银浆，行业领先的技术，具有很好的粘结和导通效果。

BQ-611X系列，电磁屏蔽EMC兼容EMI导电胶，用于30MHz-5GHz电磁波屏蔽等需要电磁屏蔽的地方。也适用于各种塑胶制品的屏蔽（PC、PC+ABS、ABS等）和静电引导和接地等。

BQ-62XX系列，中低温快速固化型，主要用于印刷ITO膜、聚脂薄膜等柔性回路、轻触薄膜键盘和PC键盘、笔记本键盘和标准薄膜开关。具有优异的导电性、非常好的挠曲性和优秀的附着。

BQ-5XXX系列，高温烧结导电银浆，可以用于氧化铝陶瓷基片、石英玻璃基片，片式元器件、陶瓷电容器、半导体、热敏电阻、压敏电阻、独石电容、钽电解电容器、铝电解电容器、绕线/积层电感、各类消费类厚膜混合集成电路、电热元件及家用电器，厚膜电路、厚膜加热器、臭氧发生器，轿车玻璃等耐高温行业。

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