专利名称：Ntc薄膜热敏电阻及制备方法
技术领域：
本发明涉及敏感材料与传感器领域，特别涉及热敏电阻材料及器 件的制作。
技术背景NTCR(Negative Temperature Coefficient Resistor)艮卩负》显度系数 电阻器，也称为NTC热敏电阻器。NTC热敏电阻通常是过渡金属氧 化物半导体陶瓷材料，阻值随着温度的升高呈指数减小，是理想的温 度传感器材料。NTC热敏材料种类繁多，依照材料的组成和结构可 以分为氧化物系、非氧化物系等，其结构为尖晶石、萤石、钙钛矿、 金红石等多种类型。NTC热敏电阻的主要用途之一是温度传感器。电阻一温度特性 可使微小的温度变化转化成为电阻值的变化，形成大的信号输出，特 别适于高精度测量。又由于元件体积小、形状和封装材料选择性广， 特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温度传感器。电流— 电压特性可利用通过元件的电流增加到自身的发热区时，热敏电阻产 生的焦耳热使整体温度上升并与环境进行热交换的特性，检测液体和 气体的热耗散差别，制造汽油液位传感器以及真空、压力、流速或热 传导的传感器。随着由微机控制的智能化、自动化设备、办公用具的不断出现, 使各种测量和控制更为精密和高效率。热敏电阻温度传感器具有灵 敏、价廉、耐热冲击、防水蒸气、宜洗涤、无污染等特点，已经大量 应用于家庭和办公环境中，如空调、冰箱、热水器、厨房设备、遥控 器、无绳电话、汽车电控等。便携式电子设备中，大多采用液晶显示 器(LCD)。由于LCD受环境温度的影响，其显示亮度将发生变化。为 克服这一缺点，在LCD附近设置热敏元件检测温度，并相应调节LCD的供电电压，使其显示亮度保持稳定不变。此外，在个人电脑的使用 中，采用热敏元件检测机内温度，调控冷却风扇的运转状况。在电子 电路中，片式NTC热敏电阻作为温度补偿元件，被大量采用。块材的NTC热敏电阻存在的问题是由于热容量大，因而响应时 间长。由于陶瓷工艺制作的元件尺寸精度差，不易作成片式元件；高 精度热敏电阻(阻值偏差《1%)采用机械加工，因而工艺复杂。 发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种比陶瓷热敏电阻响应速 度更快，阻值精度更高，成本更低，便于实现片式化大生产的NTC 薄膜热敏电阻及其制备方法。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，NTC薄膜热敏电 阻，其结构包括电阻体以及与之连接的内电极、端电极，其关键是电 阻体为NTC薄膜。更进一步的，所述内电极含有叉指电极结构。NTC薄膜位于氧 化铝基片上，且电阻尺寸符合0805、 0603、 0402标准片式元件尺寸。本发明还提供一种NTC薄膜热敏电阻的制备方法，包括以下步骤(1) NTC陶瓷靶材制备；(2) 将NTC材料溅射到基片上形成薄膜；(3) NTC薄膜退火；(4) 采用蒸发或溅射方式制备内电极；(5) 保护层制备；(6) 端电极制备。所述步骤(4)为，采用蒸发或溅射方法制备金、铝或铜电极薄 膜，然后采用光刻技术刻蚀出叉指电极。所述步骤(5)为，保护层是以Si02或Al203为绝缘层。所述步骤(6)的端电极是为Ag或Ag/Ni/Sn三层端电极。本发明的有益效果是器件工艺重复性好、工艺的环境污染小。 器件的长期稳定性好，响应时间短，精度高。以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的制备方法示意图。图2是本发明的结构示意图。图3是本发明的叉指电极示意图。图4的阻温特性曲线图是采用锰钴镍三元系制备的NTC薄膜热 敏电阻的一个实施例。
具体实施方式
参见图2、图3。本发明的NTC薄膜热敏电阻，其结构包括NTC 薄膜电阻体以及与之连接的内电极、端电极5。所述内电极为叉指电 极3，覆盖于NTC薄膜电阻体上。NTC薄膜电阻体位于氧化铝基片 1上。NTC热敏电阻尺寸符合0805、0603或0402标准片式元件尺寸。通过本发明制备的NTC薄膜热敏电阻具有器件的长期稳定性 好，响应时间短，精度高等优点，如图4所示。本发明还提供一种NTC薄膜热敏电阻的制备方法，见图1，具体的说，包括(1) NTC陶瓷耙材制备；(2) 在真空和保护性气体的环境中，将NTC材料溅射到基片上 形成薄膜；(3) NTC薄膜退火将NTC薄膜2置入气氛炉中，加热到 600 1300°C，保温，降温，取出。(4) 采用蒸发或溅射方式制备内电极；(5) 采用Si02或Al203作为绝缘层保护层4;(6) 端电极制备。端电极5为Ag或Ag/Ni/Sn三层端电极。
权利要求
1、NTC薄膜热敏电阻，其结构包括电阻体以及与之连接的内电极、端电极，其特征在于，所述电阻体为NTC薄膜(2)。
2、 如权利要求1所述的NTC薄膜热敏电阻，其特征在于，所述内电极含有叉指电极结构。
3、 如权利要求1所述的NTC薄膜热敏电阻，其特征在于，NTC 薄膜位于氧化铝基片(l)上，且电阻尺寸符合0805、 0603、 0402标准片式元件尺寸。
4、 NTC热敏电阻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1) NTC陶瓷靶材制备；(2) 将NTC材料溅射到基片上形成薄膜；(3) NTC薄膜退火；(4) 采用蒸发或溅射方式制备内电极；(5) 保护层(4)制备；(6) 端电极(5)制备。
5、 如权利要求4所述的NTC薄膜热敏电阻的制备方法，其特征 在于，所述步骤(4)为，采用蒸发或溅射方法制备金、铝或铜电极 薄膜，然后采用光刻技术刻蚀出叉指电极(3)。
6、 如权利要求4所述的NTC薄膜热敏电阻的制备方法，其特征 在于，所述步骤(5)中的保护层(4)是以Si02或Al203为绝缘层。
7、 如权利要求4所述的NTC薄膜热敏电阻的制备方法，其特征 在于，所述步骤(6)的端电极(5)是为Ag或Ag/Ni/Sn三层端电极。
全文摘要
NTC薄膜热敏电阻及制备方法，特别涉及热敏电阻材料及器件的制作。本发明包括电阻体以及与之连接的内电极、端电极，其特征在于，所述电阻体为NTC薄膜。本发明的有益效果是器件工艺重复性好、工艺的环境污染小。器件的长期稳定性好，响应时间短，精度高。
文档编号H01C7/04GK101241786SQ20081004496
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者宋秀娟, 张继华, 杨传仁, 陈宏伟 申请人:电子科技大学