Материалы и технология изготовления терморезистора

Общие требования к терморезисторам

Использование материалов с высоким ТКС (у п/п ТКС > в 10 раз чем у металлов), и способность работать в разных климатических условиях, простота конструкции, стабильность характеристик во времени.

Типичная конструкция в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусин и тонких пленок. ВАХ представлена на рис. 16.

ТР выполняются из окислов переходных металлов способных изменять, в том числе свою валентность. Для этого используют:

CuO – Mn₃O₄;

CoO – Mn₃O₄;

Кроме того используют материалы находящиеся в переходных рядах таблицы Менделеева от титана до меди. На основе окислов Co и Mn получают РЭ, проводимость которых лежит в диапазоне от 10^-3 до 10^-7 Ом*м, в зависимости от состава. Таким образом, электрические свойства медно–марганцовых и кобальта–марганцовых РЭ определяется соотношением исходных ингредиентов, структурой материала, пространственным распределением кристаллических фаз образующих материал, контактные явления в поверхностных слоях (в прослойках с повышением сопротивления образуется при окислении поверхностных кристаллитов).

Чаще всего используется керамическая основа (литьем или прессованием). Важный этап термообжиг при температуре от 1370 К до 1400 К. Во время термообжига происходит уплотнение материала и усадка материала с удалением органических ингредиентов.

Для защиты РЭ их покрывают лаками. Бусинковые, миниатюрные ТР выполняют капельным методом, а стержневые и трубчатые продавливанием через мундштучный пресс нужного размера. Чаще всего используют тройные окислы (CoTi + Mn₃O₄ иногда также используют добавки Fe, ванадия и др.).

Выводы изготавливают чаще всего из Ni или других металлов, спекая их одновременно с РЭ.

Термочувствительный элемент болометр выполняют в виде пленки 8÷10мкм, изготавливая из смеси окислов Co, Mn, Ni по толстопленочной топологии. Основанием служит кварц, бесщелочное стекло (разница в структуре). Для улучшения характеристик болометров, в качестве материала подложки используют сапфир (монокристаллический Al₂O₃). Сложность получения болометров заключается в создании еще одного термочувствительного элемента рядом с основным для температурной компенсации, изменение сопротивления термочувствительного элемента.

Для позисторов используется керамическая технология и материал в виде детонатора (BaTiO₃ – титанат бария),в нем обнаруживается при критической температуре резкое изменение свойств: удельное сопротивление – = 10⁸÷10¹⁹ Ом*м. Используют так же добавки в смеси например станам олова – SnTiO₃, BaTiO₃, за счет которых критическая точка смещается в сторону низких температур.

Зависимость сопротивления (R) от температуры (T) для позистора изображена на рис. 17.

Кроме того для ТР используется тонкопленочная технология, а также п/п технология (металлы такие как:Si, Ge, SiC). Болометры изготавливают в стеклянном баллончике и на тонкие слои металлов наносят слой черни (сплав Ag+Pb+S)с коэффициентом поглощения в широком диапазоне длинных волн. Нужные ТКС получают легированием примеси. Контакты изготавливают из Ni, Zn, Al и др. металлов. Болометры изготавливаются обычно в корпусе.

Дата добавления: 2015-05-09