负温度系数感测组件的结构及其制造方法转让专利
申请号 : CN200710107879.X
文献号 : CN100588922C
文献日 : 2010-02-10
发明人 : 曾亮瑞 , 庄弘毅 , 蔡承琪 , 江财宝
申请人 : 大毅科技股份有限公司
摘要 :
一种负温度系数感测组件的结构及其制造方法，其制造步骤包括：准备氧化铝基板；在基板背面以银膏被覆导电电极；在基板正面以银膏制作下电极；在下电极上方以电阻膏被覆一层电阻层；在电阻层上方以银膏被覆一层上电极；以激光修整制程，纵向切割一道贯穿上电极层的缝隙；以环氧树脂(Epoxy)被覆上电极、电阻层和下电极做保护层；以镍铬合金制作端电极；将每一块状单元剥离；再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层，与PC板构成良好的黏着。
权利要求 :
1.一种负温度系数感测组件的结构，其特征在于：包括：一氧化铝基板；一组设于基板背面两侧的导电电极；一设于基板正面一端的下电极 层；一设于下电极层和部份基板上方的电阻层；一设于电阻层上方，位于基板另一端的 上电极层；一保护层，包覆部份上电极层、电阻层和部份下电极层；以及两端电极，为被覆于基板的两侧面；其特征在于：所述的上电极层，其和下电极层 之间彼此上、下相对的部份，至少设有一道纵向贯穿其间的缝隙。
2.根据权利要求1所述的负温度系数感测组件的结构，其中所述的上电极层和下电极 层，均具有中央向一侧延伸的延伸部，而所述的缝隙为形成于上电极层的延伸部的一位 置上。
3.根据权利要求1所述的负温度系数感测组件的结构，其中所述形成于上电极层的 延伸部的一位置上的缝隙，由改变该缝隙的位置得用以调整电阻感测值。
4.根据权利要求1所述的负温度系数感测组件的结构，其中所述的保护层，为使用 环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的负温度系数感测组件的结构，其中所述的上电极层和下电 极层，为以银膏被覆所形成。
6.一种负温度系数感测组件的制造方法，其制造步骤包括：制备一氧化铝基板；
在基板的背面，靠近两端位置以银膏被覆导电电极；
在基板的正面以银膏制作下电极层，下电极层设于靠近基板一端的位置，下电极层 的中央向一侧延伸形成侧T状；
下电极层的上方以电阻膏被覆一电阻层，部份电阻层覆盖到下电极层的中间延伸部 份，部份电阻层被覆到基板的表面；
在电阻层的上方，以银膏被覆一上电极层，上电极层的位置和下电极层的位置左、 右相对，上电极层的中央亦向一侧延伸形成侧T状，上电极层的延伸部份和下电极的延 伸部份，彼此隔着电阻层，上、下相对；
激光修整，纵向切割一道贯穿上电极层的中心延伸部份的缝隙；
以环氧树脂被覆部份上电极层的上方做保护层，并包覆电阻层和部份下电极层及填 入上电极层间的缝隙；
以镍铬合金在基板的两侧制作端电极；
将每一块状单元沿着切割线剥离；
再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层；
制成单颗负温度系数感测组件。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种负温度系数感测组件的结构及其制造方法，特别是指可由激光修整 上电极层的位置来调整负温度系数感测组件的感测电阻值。
背景技术
热敏电阻(Thermistor，Thermal Resistor的缩写)，是一种高温度系数的电阻体， 就其电阻系数的大小而言，系属于半导体；而依其电阻值随温度变化的情形，主要可将 其分为负温度系数(NTC，Negative Temperature Coefficient)热敏电阻及正温度系数 (PTC，Positive Temperature Coefficient)热敏电阻两种。
负温度系数电阻(Negative Temperature Coefficient of Resistivity，NTC)， 具有低温时电阻值较高，高温时电阻值较低的特性，利用其电阻对温度相当敏感的特性， 负温度系数电阻可被制作成各类测温组件、线路电阻补偿组件、风速计、液位计、湿度 计或过电流抑制组件。其特性包括：
电阻-温度特性：在一定的功率下，NTC的电阻值，可以随温度的上升而下降，由于 其温度系数非常大，所以可以检知微小的温度变化，因此被广泛应用在温度的量测、控 制与补偿。
电流-电压特性：当通入的电流小，几乎不使组件本身发热时，电阻值是一定值。当 电流增加，NTC热敏电阻产生的焦耳热使组件本身的温度上升(self-heating)，并与环境 进行热交换。此电流-电压特性的典型应用为液位传感器，其基本原理是利用NTC热敏电 阻在液体和空气中的热散失差异；如前所述，NTC热敏电阻通以电流后产生焦耳热而升温， 其热量传导至周围介质，平衡温度将随介质种类而不同。利用此现象可检知NTC热敏电阻 在液体中或空气中，以适时启动警示灯。
电流-时间特性：NTC热敏电阻的另一个重要参数是时间，亦即使NTC热敏电阻从某一 电阻值改变到另一电阻值所需的时间。当开始加电压于NTC热敏电阻时是定电阻、定电流 的状态，而在自热区域(self-heating)则电阻下降、电流增加。而其改变速率则和加于 NTC热敏电阻上的功率和组件本身的Thermal Mass、形状/结构及环境状况等因素有关。 此一电流-时间特性可用于抑制突波电流，又不至于对电路的总电流造成太大的影响。因 此被广泛应用于OA机器的交换式电源供应器中，以抑制电源开启时，引发的突波电流， 如此可以防止熔丝的熔断与保护电子线路及其它电子组件，以提高OA机器的可靠度。
随着以微电脑为主体的微电子快速普及，显示器被大量应用，并拜科技发展及制程 技术进步所赐，NTC元/组件的应用领域亦不断被拓展，市场需求与产品应用范围更涵盖 电子、信息、通讯、家电、汽车、生医、航天等相关产业。
更由于电子产品朝向「轻、薄、短、小」的方向发展，因而表面黏着型负温度系数 热敏电阻(SMD NTCR)成为此类产品另一发展趋势，其主要用途为供应主机板、NB及手机 等产品使用。
但，随着负温度系数热敏电阻的应用范围日渐广泛，更精密的质量要求相对提高， 例如要求将电阻变化控制在正或负1百分比范围内。传统上，SMD型负温度系数热敏电阻， 存在误差大的问题。
负温度系数电阻(Negative Temperature Coefficient of Resistivity，NTC)， 具有低温时电阻值较高，高温时电阻值较低的特性，利用其电阻对温度相当敏感的特性， 负温度系数电阻可被制作成各类测温组件、线路电阻补偿组件、风速计、液位计、湿度 计或过电流抑制组件。其特性包括：
电阻-温度特性：在一定的功率下，NTC的电阻值，可以随温度的上升而下降，由于 其温度系数非常大，所以可以检知微小的温度变化，因此被广泛应用在温度的量测、控 制与补偿。
电流-电压特性：当通入的电流小，几乎不使组件本身发热时，电阻值是一定值。当 电流增加，NTC热敏电阻产生的焦耳热使组件本身的温度上升(self-heating)，并与环境 进行热交换。此电流-电压特性的典型应用为液位传感器，其基本原理是利用NTC热敏电 阻在液体和空气中的热散失差异；如前所述，NTC热敏电阻通以电流后产生焦耳热而升温， 其热量传导至周围介质，平衡温度将随介质种类而不同。利用此现象可检知NTC热敏电阻 在液体中或空气中，以适时启动警示灯。
电流-时间特性：NTC热敏电阻的另一个重要参数是时间，亦即使NTC热敏电阻从某一 电阻值改变到另一电阻值所需的时间。当开始加电压于NTC热敏电阻时是定电阻、定电流 的状态，而在自热区域(self-heating)则电阻下降、电流增加。而其改变速率则和加于 NTC热敏电阻上的功率和组件本身的Thermal Mass、形状/结构及环境状况等因素有关。 此一电流-时间特性可用于抑制突波电流，又不至于对电路的总电流造成太大的影响。因 此被广泛应用于OA机器的交换式电源供应器中，以抑制电源开启时，引发的突波电流， 如此可以防止熔丝的熔断与保护电子线路及其它电子组件，以提高OA机器的可靠度。
随着以微电脑为主体的微电子快速普及，显示器被大量应用，并拜科技发展及制程 技术进步所赐，NTC元/组件的应用领域亦不断被拓展，市场需求与产品应用范围更涵盖 电子、信息、通讯、家电、汽车、生医、航天等相关产业。
更由于电子产品朝向「轻、薄、短、小」的方向发展，因而表面黏着型负温度系数 热敏电阻(SMD NTCR)成为此类产品另一发展趋势，其主要用途为供应主机板、NB及手机 等产品使用。
但，随着负温度系数热敏电阻的应用范围日渐广泛，更精密的质量要求相对提高， 例如要求将电阻变化控制在正或负1百分比范围内。传统上，SMD型负温度系数热敏电阻， 存在误差大的问题。
发明内容
本发明的目的旨在于提供一种负温度系数感测组件的结构，系指负温度系数感测组 件内部，至少设有一作为调整感测电阻值的缝隙。
本发明的次一目的在于提供一种负温度系数感测组件的结构，其设于负温度系数感 测组件内部的缝隙，系经激光修整制程所形成。
本发明的再一目的在于提供一种负温度系数感测组件的结构，藉由改变缝隙的位置， 感测面积得跟着改变，而调整电阻感测值。
本发明是采用以下技术手段实现的：
一种负温度系数感测组件的结构，包括：一氧化铝基板；一组设于基板背面两侧的 导电电极；一设于基板正面一端的下电极层；一设于下电极层和部份基板上方的电阻层； 一设于电阻层上方，位于基板另一端的上电极层；一保护层，包覆部份上电极层、电阻 层和部份下电极层；以及两端电极，系被覆于基板的两侧面；其特征在于：所述的上电 极层，其和下电极层之间彼此上、下相对的部份，至少设有一道纵向贯穿其间的缝隙。
前述的上电极层和下电极层，均具有中央向一侧延伸的延伸部，而所述的缝隙系形 成于上电极层的延伸部的一位置上。
前述的形成于上电极层的延伸部的一位置上的缝隙，藉由改变该缝隙的位置得用以 调整电阻感测值。
前述的保护层，系使用环氧树脂(Epoxy)。
前述的上电极层和下电极层，系以银膏被覆所形成。
一种负温度系数感测组件的制造方法，其制造步骤包括：制备一氧化铝基板；
在基板的背面，靠近两端位置以银膏被覆导电电极；在基板的正面以银膏制作下电 极层，下电极层设于靠近基板一端的位置，下电极层的中央向一侧延伸形成侧T状；
下电极层的上方以电阻膏被覆一电阻层，部份电阻层覆盖到下电极层的中间延伸部 份，部份电阻层被覆到基板的表面；在电阻层的上方，以银膏被覆一上电极层，上电极 层的位置和下电极层的位置左、右相对，上电极层的中央亦向一侧延伸的侧T状，上电极 层的延伸部份和下电极的延伸部份，彼此隔着电阻层，上、下相对；
激光修整，纵向切割一道贯穿上电极层的中心延伸部份的缝隙；以环氧树脂(Epoxy) 被覆部份上电极层的上方做保护层，并包覆电阻层和部份下电极层及填入上电极层间的 缝隙；以镍铬合金在基板的两侧制作端电极；将每一块状单元沿着切割线剥离；
再于每一块状单元外部外部被覆镍层和锡层；制成单颗负温度系数感测组件。
本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：
本发明一种负温度系数感测组件的结构，设有一作为调整感测电阻值的缝隙。
其设于负温度系数感测组件内部的缝隙，经激光修整制程所形成。改变缝隙的位置， 感测面积得跟着改变，而调整电阻感测值。以镍铬合金制作端电极；将每一块状单元剥 离；再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层，与PC板构成良好的黏着。
本发明的次一目的在于提供一种负温度系数感测组件的结构，其设于负温度系数感 测组件内部的缝隙，系经激光修整制程所形成。
本发明的再一目的在于提供一种负温度系数感测组件的结构，藉由改变缝隙的位置， 感测面积得跟着改变，而调整电阻感测值。
本发明是采用以下技术手段实现的：
一种负温度系数感测组件的结构，包括：一氧化铝基板；一组设于基板背面两侧的 导电电极；一设于基板正面一端的下电极层；一设于下电极层和部份基板上方的电阻层； 一设于电阻层上方，位于基板另一端的上电极层；一保护层，包覆部份上电极层、电阻 层和部份下电极层；以及两端电极，系被覆于基板的两侧面；其特征在于：所述的上电 极层，其和下电极层之间彼此上、下相对的部份，至少设有一道纵向贯穿其间的缝隙。
前述的上电极层和下电极层，均具有中央向一侧延伸的延伸部，而所述的缝隙系形 成于上电极层的延伸部的一位置上。
前述的形成于上电极层的延伸部的一位置上的缝隙，藉由改变该缝隙的位置得用以 调整电阻感测值。
前述的保护层，系使用环氧树脂(Epoxy)。
前述的上电极层和下电极层，系以银膏被覆所形成。
一种负温度系数感测组件的制造方法，其制造步骤包括：制备一氧化铝基板；
在基板的背面，靠近两端位置以银膏被覆导电电极；在基板的正面以银膏制作下电 极层，下电极层设于靠近基板一端的位置，下电极层的中央向一侧延伸形成侧T状；
下电极层的上方以电阻膏被覆一电阻层，部份电阻层覆盖到下电极层的中间延伸部 份，部份电阻层被覆到基板的表面；在电阻层的上方，以银膏被覆一上电极层，上电极 层的位置和下电极层的位置左、右相对，上电极层的中央亦向一侧延伸的侧T状，上电极 层的延伸部份和下电极的延伸部份，彼此隔着电阻层，上、下相对；
激光修整，纵向切割一道贯穿上电极层的中心延伸部份的缝隙；以环氧树脂(Epoxy) 被覆部份上电极层的上方做保护层，并包覆电阻层和部份下电极层及填入上电极层间的 缝隙；以镍铬合金在基板的两侧制作端电极；将每一块状单元沿着切割线剥离；
再于每一块状单元外部外部被覆镍层和锡层；制成单颗负温度系数感测组件。
本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：
本发明一种负温度系数感测组件的结构，设有一作为调整感测电阻值的缝隙。
其设于负温度系数感测组件内部的缝隙，经激光修整制程所形成。改变缝隙的位置， 感测面积得跟着改变，而调整电阻感测值。以镍铬合金制作端电极；将每一块状单元剥 离；再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层，与PC板构成良好的黏着。
附图说明
图1A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第一道程序平面图；
图1B为图1A的剖面图；
图2A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第二道程序平面图；
图2B为图2A的剖面图；
图3A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第三道程序平面图；
图3B为图3A的剖面图；
图4A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第四道程序平面图；
图4B为图4A的剖面图；
图5A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第五道程序平面图；
图5B为图5A的剖面图；
图6A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第六道程序平面图；
图6B为图6A的剖面图；
图7A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第七道程序平面图；
图7B为图7A的剖面图；
图8A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第八道程序平面图；
图8B为图8A的剖面图；
图9A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第九道程序平面图；
图9B为图9A的剖面图；
图10A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第十道程序平面图；
图10B为图10A的剖面图；
图11为表示本发明的负温度系数感测组件的结构的局部立体图。
图1B为图1A的剖面图；
图2A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第二道程序平面图；
图2B为图2A的剖面图；
图3A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第三道程序平面图；
图3B为图3A的剖面图；
图4A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第四道程序平面图；
图4B为图4A的剖面图；
图5A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第五道程序平面图；
图5B为图5A的剖面图；
图6A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第六道程序平面图；
图6B为图6A的剖面图；
图7A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第七道程序平面图；
图7B为图7A的剖面图；
图8A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第八道程序平面图；
图8B为图8A的剖面图；
图9A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第九道程序平面图；
图9B为图9A的剖面图；
图10A为本发明的负温度系数感测组件的制造方法的第十道程序平面图；
图10B为图10A的剖面图；
图11为表示本发明的负温度系数感测组件的结构的局部立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例加以说明：
本发明的负温度系数感测组件的结构，系依下列制造步骤所制得，包括：请参阅图 1A、图1B所示，制备一氧化铝基板11；在基板11的背面，请参阅图2A、图2B所示，靠近 两侧端位置以银膏被覆导电电极12；
请参阅如图3A、图3B所示，在基板11的正面以银膏制作下电极层13，下电极层13设 于靠近基板一侧的位置，下电极层13的中央向一侧延伸形成侧T状；
请参阅图4A、图4B所示，在下电极层13的上方以电阻膏被覆一层电阻层14，部份电 阻层14覆盖到下电极层13的中间延伸部份131，部份电阻层14被覆到基板11的表面；
请参阅图5A、图5B所示，在电阻层14的上方，以银膏被覆一层上电极层15，上电极 层15的位置和下电极层13的位置左、右相对，上电极层15中央也是向一侧延伸形成侧T 状，上电极层15的延伸部份151和下电极的延伸部份131，彼此隔着电阻层14，上、下相 对；请参阅图6A、图6B所示，激光修整，纵向切割一道贯穿上电极层15的中心延伸部份 151的缝隙16；
请参阅图7A、图7B所示，以环氧树脂(Epoxy)被覆在部份上电极层15的上方做保护层 17，并包覆电阻层14和部份下电极层13，并填入上电极层15之间的缝隙16；请参阅图8A、 图8B所示，以镍铬合金在基板的两侧制作端电极18；
请参阅图9A、图9B所示，将每一块状单元20，沿着切割线19剥离；
请参阅图10A、图10B所示，再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层，与PC板构成良 好的黏着，进而制成单颗负温度系数感测组件3。
请参照图11所示，由上述步骤所制得的负温度系数感测组件，依电阻公式R＝ρ＊L/A， 其中，ρ是常数，L是上电极层和下电极层之间的距离，A是缝隙到下电极层末端的表面 积BxC。因此，欲调整负温度系数感测组件的感测电阻值时，只要经由调整缝隙于上电 极层151的所在位置即可达成。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方 案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是， 本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱 离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本发明的负温度系数感测组件的结构，系依下列制造步骤所制得，包括：请参阅图 1A、图1B所示，制备一氧化铝基板11；在基板11的背面，请参阅图2A、图2B所示，靠近 两侧端位置以银膏被覆导电电极12；
请参阅如图3A、图3B所示，在基板11的正面以银膏制作下电极层13，下电极层13设 于靠近基板一侧的位置，下电极层13的中央向一侧延伸形成侧T状；
请参阅图4A、图4B所示，在下电极层13的上方以电阻膏被覆一层电阻层14，部份电 阻层14覆盖到下电极层13的中间延伸部份131，部份电阻层14被覆到基板11的表面；
请参阅图5A、图5B所示，在电阻层14的上方，以银膏被覆一层上电极层15，上电极 层15的位置和下电极层13的位置左、右相对，上电极层15中央也是向一侧延伸形成侧T 状，上电极层15的延伸部份151和下电极的延伸部份131，彼此隔着电阻层14，上、下相 对；请参阅图6A、图6B所示，激光修整，纵向切割一道贯穿上电极层15的中心延伸部份 151的缝隙16；
请参阅图7A、图7B所示，以环氧树脂(Epoxy)被覆在部份上电极层15的上方做保护层 17，并包覆电阻层14和部份下电极层13，并填入上电极层15之间的缝隙16；请参阅图8A、 图8B所示，以镍铬合金在基板的两侧制作端电极18；
请参阅图9A、图9B所示，将每一块状单元20，沿着切割线19剥离；
请参阅图10A、图10B所示，再于每一块状单元外部被覆镍层和锡层，与PC板构成良 好的黏着，进而制成单颗负温度系数感测组件3。
请参照图11所示，由上述步骤所制得的负温度系数感测组件，依电阻公式R＝ρ＊L/A， 其中，ρ是常数，L是上电极层和下电极层之间的距离，A是缝隙到下电极层末端的表面 积BxC。因此，欲调整负温度系数感测组件的感测电阻值时，只要经由调整缝隙于上电 极层151的所在位置即可达成。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方 案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是， 本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱 离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。