[發明專利]薄膜熱敏電阻的調阻方法及薄膜式熱敏電阻的制造方法

有效

• 申請號: 201710051114.2
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106782951B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 呂喆;沓世我;何怡飛;朱佩;李鵬章;羅俊堯
• 申請（專利權）人: 廣東風華高新科技股份有限公司;風華研究院（廣州）有限公司;哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01C7/04
• 分類號: H01C7/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 徐春祺

技術領域

本發明涉及熱敏電阻生產技術領域，特別是涉及一種薄膜熱敏電阻的調阻方法及薄膜式熱敏電阻的制造方法。

背景技術

負溫度系數熱敏電阻(NTCR)的阻值隨溫度升高而呈指數關系降低。NTC熱敏電阻是用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等過渡族金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結等工藝而成的半導體陶瓷，因其具有很大的電阻溫度系數，穩定的性能，寬廣的使用溫區，以及靈敏度高、互換性好、可靠性高等特點，具有測溫、控溫、溫度補償和抑制浪涌等作用，廣泛應用于日常生活和工業生產中。

薄膜型NTC電阻由于測溫更靈敏，精度更高，尺寸小，適應小型化和集成化需求，已成為研究和發展的重要方向。近年來，隨著電子機器小型化及電路復雜化，謀求NTC熱敏電阻自身特性的小偏差化，例如在電阻值的偏差上，先前容許在±5％以內，但最近要求至±1％～0.5％以內。

因此，如何生產出阻值精度更高的片式NTC電阻是一個急需解決的問題。NTC電阻的制備方法很多，例如：(1)采用干壓成型和冷等靜壓相結合的方式制成壓坯，燒結后切片、上電極、老練、劃片制成溫度傳感芯片。(2)濕法成型可以直接制成薄片，通過處理制成溫度傳感芯片。濕法主要分類有：刮刀成膜法、絲網印刷法和流延法等。

這兩種傳統方法中的粉體制備和成型階段，要么采用氧化物粉末混合球磨、預燒、破碎、干壓成型，或者通過各種水熱法制成納米粉體然后再成型的辦法。傳統辦法需要的燒結溫度較高，難以致密，從而影響阻值精度和可靠性。此外，干壓成型的容易出現密度不均勻，在燒結后產生孔洞，從而影響和精度和性能。若全部采用納米粉體，則生產過程繁瑣，生產成本高。

為了提高阻值精度和可靠性，往往采用低溫老練。這種老練通常在空氣里面進行。老練溫度過低則效果不明顯，溫度高又容易導致銀層氧化，阻值和B值發生變化。在氮氣中老練可以提高老練溫度，但同時又會導致氮氣和銀層反應生成氮化銀，影響導電性能和焊接性能。

傳統制備NTC薄膜熱敏電阻的主流方法是磁控濺射法，主要是用磁控濺射鍍膜機將NTC靶材鍍在絕緣的陶瓷基片上，所得薄膜純度高、致密性好、成膜均勻性好，可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜。調整薄膜電阻阻值方法主要是激光調阻，激光調阻機是利用激光對薄膜電阻進行精密修調的關鍵設備，其在電子工業中，尤其是在微電子工業中應用廣泛。

在調阻技術領域，激光調阻由于具有高精度、高效率、無污染等特點，已成為目前最常用的電阻阻值修調方法。傳統的激光調阻是用激光連續切削電阻膜來改變薄膜片阻的電流通路來實現調阻。這種調阻方式存在很多問題，例如，電阻膜與基底或其它膜層發生反應會改變其電學特性；襯底吸收熱量迫使不得不提高激光功率或延長切削時間來實現調阻，同時卻使電阻膜性能退化；最為關鍵的問題是熱敏薄膜在激光切割造成電阻電學特性(主要是電阻率)的改變，導致NTC電阻的阻值降低。此外，由于NTC電阻對溫度的高度敏感性，導致目前被廣泛采用的激光調阻實時策略還很難得到準確的阻值，也就無法合理地確定隨后的調修策略和結束時機，這使得用實時、在線阻值測量系統對NTC進行精確的激光調阻變得很困難。

發明內容

基于此，有必要提供一種可對薄膜熱敏電阻進行精確調阻的方法。

一種薄膜熱敏電阻的調阻方法，用于在薄膜熱敏電阻的生產過程中對得到的熱敏電阻陣列進行阻值修調，包括：

測量所述熱敏電阻陣列中各個片阻的阻值和溫度，并計算各片阻與目標阻值的偏差；

以所述片阻元件模型和調阻機可能實現的光斑參數為基礎，通過模擬計算獲得片阻上的蝕坑數量、位置與片阻的阻值增加率的關系，并進行多項式擬合得到多項式系數后保存到數據庫中；

根據片阻元件模型、調阻機的實際光斑參數和所述偏差，從數據庫中搜索對應的多項式系數，并通過插值計算，確定阻值修調策略；

調阻機根據所述修調策略進行打點完成調阻。

在其中一個實施例中，以所述片阻的元件模型和調阻機的光斑參數為基礎，通過模擬計算獲得片阻上的蝕坑數量、位置與片阻的阻值增加率的關系的步驟包括：

根據片阻的元件模型計算原始電阻值；

獲得調阻機的光斑實際所能蝕刻的蝕坑的形狀和尺寸變化范圍；

根據所述蝕坑的形狀和尺寸變化范圍在片阻上模擬打點，并根據所述片阻的元件模型計算打點后的阻值；

根據所述原始電阻值和打點后的電阻值，獲得片阻上蝕坑的數量、位置與片阻的阻值增加率之間的關系。

在其中一個實施例中，所述根據片阻的元件模型計算原始電阻值的步驟包括：