[发明专利]产生负温度系数电阻器传感器的方法

说明书

本发明系关于生产负温度系数电阻器(NTCR)传感器之方法，该方法包括步骤：提供包括在气胶生产单元中之未锻烧粉末及载体气体之混合物，该未锻烧粉末包括金属氧化物组成；由该混合物及该载体气体形成气胶并且于真空中加速该气胶朝向配置在沉积腔体中之基板；形成该混合物之该未锻烧粉末之薄膜于该基板上；以及借由施加热处理步骤转换该薄膜成为尖晶石基材料层。

技术领域

本发明是关于制造从初始氧化物开始仅具有一个低于1000℃的多功能温度处理步骤的负温度系数电阻器(NTCR，negative temperature coefficient resistor)传感器的方法。

背景技术

负温度系数电阻器传感器是具有高度负的温度系数的温度相依的电阻器组件。负的温度系数电阻器传感器一般是用于高精度温度测量及温度监测。该传感器主要是基于经提供具有接触及保护薄膜的半导体过渡金属氧化物。

典型的负温度系数电阻器传感器的电阻值(R，resistance)依据该下列方程式视电阻值而定：

该数值B描述该温度相依性。该数值通常表示为B常数。R₂₅是在25℃时的电阻值。若考虑该材料(ρ)的电阻率(比电阻)，则可以找到该下列的温度相依性：

现在，ρ₂₅为在25℃的该电阻率。

至今为止，商业化负温度系数电阻器传感器的制造是使用典型的陶瓷制造技术所进行。这些典型的技术包括陶瓷粉末的制造，例如透过必要地包括下列顺序的步骤的混合的氧化物程序：混合、研磨、在600℃–800℃下锻烧、研磨、成型－同时加入添加剂－通过其中一道压制过程、挤制过程及薄膜成型过程，接续在高于1000℃烧结并且接着施加该电性接触(具有后续在800℃至1200℃下烧制的溅镀、蒸镀或丝网印刷)。

由于需要很多不同的步骤以形成该传感器，因此，这些制造技术在努力及成本上是非常严苛的。

因此气胶型及真空型薄膜沉积制程已经进行研究。在US 7,553,376 B2中详述该基本的气胶型及真空型薄膜沉积工厂及制程的该一般原理。

US 8,183,973 B2描述使用煅烧陶瓷材料用于负温度系数电阻器传感器的形成的沉积制程。如同在前述中所描述的该习知的制造方法，该方法亦需要执行陶瓷材料的形成。在形成该陶瓷材料之后，该陶瓷材料经由研磨以形成陶瓷负温度系数电阻器粉末。该粉末在室温下是经由沉积作为紧密的负温度系数电阻器薄膜于各种基板材料上。这些薄膜的特性为具有牢固黏着于该基板以及高密度及具有本身典型的负温度系数电阻器特性两者。额外的退火步骤通常是需要的以减少薄膜应力。

由于需要该各种加热步骤及该不同的方法步骤，因此该气胶型及真空型薄膜沉积制程在努力及成本上也是非常严苛的。

发明内容

基于上述情况，本发明的目的在于提出生产至少与该先前技艺的电阻器相匹配质量的负温度系数电阻器的制造的方法，是可高度重复的与减少方法步骤的数目及负温度系数电阻器传感器的制造成本。

本发明目的是通过具有如下特征的方法所满足。

此类生产负温度系数电阻器传感器的方法包括步骤：

－提供包括在气胶生产单元中的未锻烧粉末及载体气体的混合物，该未锻烧粉末包括金属氧化物组成；

－由该混合物及该载体气体形成气胶并且于真空中加速该气胶朝向配置在沉积腔体中的基板；

－形成该混合物的该未锻烧粉末的薄膜于该基板上；以及

－通过施加热处理步骤转换该薄膜成为一层尖晶石基材料。