[发明专利]薄膜热敏电阻的调阻方法及薄膜式热敏电阻的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热敏电阻生产技术领域，特别是涉及一种薄膜热敏电阻的调阻方法及薄膜式热敏电阻的制造方法。

背景技术

负温度系数热敏电阻(NTCR)的阻值随温度升高而呈指数关系降低。NTC热敏电阻是用锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等过渡族金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷，因其具有很大的电阻温度系数，稳定的性能，宽广的使用温区，以及灵敏度高、互换性好、可靠性高等特点，具有测温、控温、温度补偿和抑制浪涌等作用，广泛应用于日常生活和工业生产中。

薄膜型NTC电阻由于测温更灵敏，精度更高，尺寸小，适应小型化和集成化需求，已成为研究和发展的重要方向。近年来，随着电子机器小型化及电路复杂化，谋求NTC热敏电阻自身特性的小偏差化，例如在电阻值的偏差上，先前容许在±5％以内，但最近要求至±1％～0.5％以内。

因此，如何生产出阻值精度更高的片式NTC电阻是一个急需解决的问题。NTC电阻的制备方法很多，例如：(1)采用干压成型和冷等静压相结合的方式制成压坯，烧结后切片、上电极、老练、划片制成温度传感芯片。(2)湿法成型可以直接制成薄片，通过处理制成温度传感芯片。湿法主要分类有：刮刀成膜法、丝网印刷法和流延法等。

这两种传统方法中的粉体制备和成型阶段，要么采用氧化物粉末混合球磨、预烧、破碎、干压成型，或者通过各种水热法制成纳米粉体然后再成型的办法。传统办法需要的烧结温度较高，难以致密，从而影响阻值精度和可靠性。此外，干压成型的容易出现密度不均匀，在烧结后产生孔洞，从而影响和精度和性能。若全部采用纳米粉体，则生产过程繁琐，生产成本高。

为了提高阻值精度和可靠性，往往采用低温老练。这种老练通常在空气里面进行。老练温度过低则效果不明显，温度高又容易导致银层氧化，阻值和B值发生变化。在氮气中老练可以提高老练温度，但同时又会导致氮气和银层反应生成氮化银，影响导电性能和焊接性能。

传统制备NTC薄膜热敏电阻的主流方法是磁控溅射法，主要是用磁控溅射镀膜机将NTC靶材镀在绝缘的陶瓷基片上，所得薄膜纯度高、致密性好、成膜均匀性好，可以在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。调整薄膜电阻阻值方法主要是激光调阻，激光调阻机是利用激光对薄膜电阻进行精密修调的关键设备，其在电子工业中，尤其是在微电子工业中应用广泛。

在调阻技术领域，激光调阻由于具有高精度、高效率、无污染等特点，已成为目前最常用的电阻阻值修调方法。传统的激光调阻是用激光连续切削电阻膜来改变薄膜片阻的电流通路来实现调阻。这种调阻方式存在很多问题，例如，电阻膜与基底或其它膜层发生反应会改变其电学特性；衬底吸收热量迫使不得不提高激光功率或延长切削时间来实现调阻，同时却使电阻膜性能退化；最为关键的问题是热敏薄膜在激光切割造成电阻电学特性(主要是电阻率)的改变，导致NTC电阻的阻值降低。此外，由于NTC电阻对温度的高度敏感性，导致目前被广泛采用的激光调阻实时策略还很难得到准确的阻值，也就无法合理地确定随后的调修策略和结束时机，这使得用实时、在线阻值测量系统对NTC进行精确的激光调阻变得很困难。

发明内容

基于此，有必要提供一种可对薄膜热敏电阻进行精确调阻的方法。

一种薄膜热敏电阻的调阻方法，用于在薄膜热敏电阻的生产过程中对得到的热敏电阻阵列进行阻值修调，包括：

测量所述热敏电阻阵列中各个片阻的阻值和温度，并计算各片阻与目标阻值的偏差；

以所述片阻元件模型和调阻机可能实现的光斑参数为基础，通过模拟计算获得片阻上的蚀坑数量、位置与片阻的阻值增加率的关系，并进行多项式拟合得到多项式系数后保存到数据库中；

根据片阻元件模型、调阻机的实际光斑参数和所述偏差，从数据库中搜索对应的多项式系数，并通过插值计算，确定阻值修调策略；

调阻机根据所述修调策略进行打点完成调阻。

在其中一个实施例中，以所述片阻的元件模型和调阻机的光斑参数为基础，通过模拟计算获得片阻上的蚀坑数量、位置与片阻的阻值增加率的关系的步骤包括：

根据片阻的元件模型计算原始电阻值；

获得调阻机的光斑实际所能蚀刻的蚀坑的形状和尺寸变化范围；

根据所述蚀坑的形状和尺寸变化范围在片阻上模拟打点，并根据所述片阻的元件模型计算打点后的阻值；

根据所述原始电阻值和打点后的电阻值，获得片阻上蚀坑的数量、位置与片阻的阻值增加率之间的关系。

在其中一个实施例中，所述根据片阻的元件模型计算原始电阻值的步骤包括：