CN202853788U - 物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子元件制造技术领域，具体公开一种物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片。该热敏电阻温度传感器芯片，包括基片，所述基片上依次设有一沉淀后烧结而成的热敏电阻介质薄膜层、表面电极层及玻璃防护层，并在设有热敏电阻介质薄膜层及玻璃防护层后的基片的两端部设有端电极。该温度传感器芯片的热时间常数小(反应灵敏)、可靠性好、稳定性高，且其制膜方法较其他制膜方法简单，工艺流程简化，操作便捷，大大节约生产成本，不需要添加其他辅助原材料。

Description

物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片

技术领域

本实用新型属于电子元件制造技术领域，特别涉及一种物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片。

背景技术

目前，随着电子技术的发展，电子元器件将会向着高性能、微型化、片式化、薄膜化的方向发展。SMT技术日益要求电子元器件的表面贴装化，薄膜化的无引脚设计的电子元器件具有不可比拟的优越性：安装方便效率极高、无引线-无寄生电感、电极在玻璃封装层内-可靠性更高。

由热敏芯片作为核心部件，采取不同封装形式构成的热敏电阻和温度传感器广泛应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路，其在电路中起到将温度的变量转化成所需的电子信号的核心作用。

目前热敏电阻温度传感器介质制成薄膜采用的方法是：

第一是，湿法流延法：采用湿法流延设备将浆料从料斗中连续流出，基片以1～100cm/s的速度匀速通过流延瀑布下方，流延浆料在基片上形成一层均匀的介质浆料层。通过调节浆料瀑布的流量和流速以及基片通过的速度可以获得不同的介质层厚度(厚度以20～100微米为宜)。

第二是，溅射法：采用溅射设备先将阴极靶(即热敏电阻介质膜料)接上负高压，再将真空室预抽到高真空(如10^-3Pa)充入氩气使真空室内压力保持在1-10Pa，接通电源使在阴极和阳极间产生辉光放电，两极间形成等离子区，带正电的氩离子到电场加速而轰击阴极靶，使靶材发生溅射，在基片上沉积薄膜。

第三是，离子镀膜法：采用镀膜设备将惰性气体离子束溅射金属靶(含热敏电阻介质金属元素)，反应气体离子束(如氧气离子)对着基片表面，多种离子在基片上反应而形成氧化物薄膜。

但是上述三种方法均存在有以下不足之处，具体是：

(1)工艺流程繁琐，如流延法制膜需要把粉料制成浆料；溅射、离子镀膜制膜需要提供靶材，需要相应的制作靶材工艺，而造成工艺控制复杂化；

(2)投入金额大，制作成本较高。如流延法制膜通常需要在陶瓷粉料中添加溶剂、分散剂、粘结剂、塑性剂等有机成分制得分散均匀的稳定的料浆，因此增加了生产成本；溅射法和反应离子镀膜法可制得纯度较高的几十纳米至数微米厚度的薄膜，但是镀膜过程需要高真空环境，同时需要充入惰性气体，因此整机设备的价格昂贵，其广泛应用受到一定限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，公开了一种物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，该温度传感器芯片的热时间常数小(反应灵敏)、可靠性好、稳定性高，且其制膜方法较其他制膜方法简单，工艺流程简化，操作便捷，大大节约生产成本，不需要添加其他辅助原材料。

为了克服上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的：

本实用新型所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，包括基片，所述基片上依次设有一沉淀后烧结而成的热敏电阻介质薄膜层、表面电极层及玻璃防护层，并在设有热敏电阻介质薄膜层及玻璃防护层后的基片的端部设有端电极。

在本实用新型中，所述热敏电阻介质薄膜层的厚度范围是10~50微米。

在本实用新型中，所述厚度为30~100微米的玻璃防护层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片热时间常数小(反应灵敏)、可靠性好、稳定性高；

(2)本实用新型的薄膜型热敏电阻芯片由于通过物理沉淀法制成热敏电阻介质薄膜层，其制膜方法较其他制膜方法简单，工艺流程简化，操作便捷，大大节约生产成本，不需要添加其他辅助原材料。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明：

图1是本实用新型所述的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片立体图；

图2是上述图1的剖视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，包括基片1，所述基片1上依次设有一沉淀后烧结而成的热敏电阻介质薄膜层2、表面电极层3及玻璃防护层4，并在设有热敏电阻介质薄膜层2及玻璃防护层4后的基片1的端部设有端电极5，所述热敏电阻介质薄膜层2的厚度范围是10~50微米，所述玻璃防护层厚度范围为30~100微米。

本实用新型所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片的具体制作过程为：

(1)热敏电阻介质粉料配制：设计薄膜型热敏电阻热敏电阻芯片尺寸，依芯片尺寸计算出介质电阻率，依电阻率和设计的B值选择热敏电阻半导体陶瓷粉料、PVB黏合剂、溶剂配比。将配制好的热敏电阻介质粉料进行球磨20h，过滤出料。

(2)制作薄膜热敏电阻介质基片：在搅拌机的圆柱槽底部首先放置基片1(为氧化铝基片)，再加入纯净水(纯净水与热敏电阻介质粉料配比=4：1~3，粘度小于5Pa/s)，待纯净水深度浸泡住基片1及旋浆叶轮后再加入配制好的热敏电阻介质粉料，其后旋浆转速20~30m/s运行0.3~1h，停止旋浆并排出液体后即可取出氧化铝基片，将附有热敏电阻介质薄膜的氧化铝基片进行等静压，再将薄膜热敏电阻介质基片高温烧结，即可得到10~50微米厚度的热敏电阻介质薄膜层2。

(3)介质等静压：将等静压好的薄膜热敏电阻介质层的基片1置于等静压机中，采用300-400Mpa的压强压30分钟，释压，取出获得均匀致密的热敏电阻介质薄膜的基片1。

(4)介质烧结：将热敏电阻介质基片1在烧结炉中采取以下烧结曲线烧结：由室温缓慢(1℃/min)升温至1200±50℃，保温5-10-小时，然后缓慢(1℃/min)降温。

(5)印刷-烧银表面电极：在烧结好的介质表面印刷上表面电极层3，并采取相应烧银工艺烧渗电极，不同的表面电极层3设计可以获得不同的阻值。在介质层已烧结完成的状态下，通过调整不同的表面电极图形可以较轻易的调整热敏电阻热敏电阻的电阻值以满足设计要求。

(6)印刷-烧结表面保护玻璃：在表面电极完成后，在电极的表面通过丝网印刷的方法在介质和电极的表面再形成一层玻璃浆料，通过玻璃烧结工艺形成结构致密厚度为30-100微米的玻璃防护层4，这样不仅可以增加元件的机械强度也可以大大提高其稳定性和可靠性。

(7)划切：将已具有介质层并完成表面电极制作和玻璃层防护的基片通过半导体划片工艺划切成单个热敏电阻热敏芯片。

(8)上端电极5：通过封端设备在薄膜热敏电阻热敏芯片的两端涂上端电极浆料并采取烧银工艺烧渗端电极，完成后的产品便具备相应的电气性能。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (3)

1.一种物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，包括基片，其特征在于：所述基片上依次设有一沉淀后烧结而成的热敏电阻介质薄膜层、表面电极层及玻璃防护层，并在设有热敏电阻介质薄膜层及玻璃防护层后的基片的两端部设有端电极。

2.根据权利要求1所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，其特征在于：所述热敏电阻介质薄膜层的厚度范围是10~50微米。

3.根据权利要求1所述的物理沉淀法制作的薄膜型热敏电阻温度传感器芯片，其特征在于：所述玻璃防护层的厚度范围为30~100微米。

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