[发明专利]NTC薄膜热敏电阻和制造NTC薄膜热敏电阻的方法

说明书

描述了一种NTC薄膜热敏电阻器(1)，其由至少一个第一薄层电极(3a)、至少一个NTC薄层(2)和至少一个第二薄层电极(3b)组成。另一方面涉及一种制造NTC薄膜热敏电阻器(1)的方法。

本发明涉及一种NTC薄膜热敏电阻以及制造NTC薄膜热敏电阻的方法。

由于小型化，减小电子元件、部件和传感器的尺寸以在终端设备中安置尽可能大量的电子元件并使它们性能更好是令人高度感兴趣的。特别是，越来越多的传感器被安装到终端设备中，目的是使它们更智能并且更安全。

NTC热敏电阻是具有负温度系数的电阻，其通常用作电子设备中用于温度测量的传感器。在专利文献US 20090179732 A1中介绍了用于NTC热敏电阻的有利陶瓷。在实施例中，以一种多层结构类型揭示了典型的 NTC 热敏电阻，其中陶瓷被加工成厚度为 20 至50 μm 的薄膜，成品多层 NTC 热敏电阻在所有三个空间方向都具有数毫米的尺寸。这样的尺寸不适合于许多应用。通过明显减小它们的尺寸，不仅可以为应用中的其他元件创造空间，而且此外可以开辟全新的应用可能性和领域。

例如，通过使 NTC 热敏电阻制作得非常薄，它们可以变得柔韧，因此可以机械无损地弯曲。此外，如果实现具有小尺寸的NTC 热敏电阻，这可能会降低其热质量，从而改善NTC 热敏电阻的响应时间和灵敏度。

因此，希望制造在所有空间方向上都具有小尺寸的 NTC 热敏电阻以及特别平坦的 NTC 热敏电阻。

本发明的目的是提供一种有利的NTC薄膜热敏电阻以及用于制造NTC薄膜热敏电阻的方法。

该目的通过根据权利要求1的NTC薄膜热敏电阻以及通过根据另一独立权利要求的用于制造NTC薄膜热敏电阻的方法得以实现。在进一步的权利要求中可以获悉进一步的有利实施方案、可能的装置和可能的方法步骤。

描述了一种NTC薄膜热敏电阻，其由至少一个第一薄层电极、至少一个NTC薄层和至少一个第二薄层电极组成。作为薄层的电极以及功能性 NTC 层的形成使得可以实现具有极小尺寸的 NTC 热敏电阻，尤其是在厚度方面。在此，薄层尤其可以理解为是指由微米范围内的固体物质构成的层。替代地或附加地，薄层可以理解为是指厚度小于10μm的层。根据本发明的NTC薄膜热敏电阻可以优选地仅具有薄层电极和薄层而没有其他类型的层。

通过明显减小NTC热敏电阻的尺寸，不仅可以为应用中的其他元件创造空间，而且此外可以开辟全新的应用可能性和领域。例如，由于 NTC 热敏电阻制作得非常薄，因此它们可以是柔韧的并因此可以机械无损地弯曲。此外，如果实现具有小尺寸的 NTC 热敏电阻，这会降低其热质量，从而可以改进具有 NTC 热敏电阻的传感器的响应时间和灵敏度。

NTC薄层可以具有单晶或多晶的功能陶瓷，其可以具有尖晶石结构或钙钛矿结构。此类材料具有特征性的非线性温度系数，通过该系数可以实现精确的温度测量。此外，具有钙钛矿结构的功能陶瓷特别适合在高温下使用，因为在高温下钙钛矿结构的电性能相对于尖晶石结构受到的损害要小。

NTC薄层至少可以具有元素Mn和Ni以及元素Zn、Fe、Co、Cu、Zr、Y、Cr、Ca、Al中的至少一种。这些元素适合形成具有尖晶石-或钙钛矿结构的功能陶瓷。通过改变功能陶瓷中不同元素的比例，可以匹配NTC薄层的B值，使温度系数的斜率在应用感兴趣的温度范围内特别陡峭，从而实现精确的温度测量。

此外，薄层电极可以由导电陶瓷构成。与替代材料（例如金属）相比，导电陶瓷更牢固地粘附在功能陶瓷上。此外，由导电陶瓷制成的薄层电极具有与功能陶瓷相似的热膨胀系数，由此可以避免温度变化时NTC薄膜热敏电阻中的机械应力。

替代地，薄层电极可由一个或多个金属层片组成，所述金属例如为Cu、Pt、Cr、Ni、Ag、Pd、Au、Ti或这些元素的混合物、金属间化合物以及合金。由金属制成的薄层电极具有高导电性，由此NTC 薄膜热敏电阻可以具有较低的连接电阻。