热敏电阻调阻方法

摘要

本发明涉及一种热敏电阻的调阻方法，包括：获取多种预设图形中的每一种预设图形对应的电阻增加率范围；所述预设图形用于形成在待调阻的片阻上，增加所述待调阻的片阻的阻值；测量待调阻的片阻的实际阻值，并计算出达到目标阻值所需要的增加率；判断所述所需要的增加率所处于的电阻增加率范围，并获取对应的预设图形；将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调。上述方法可应用于热敏电阻的调阻，不会因为激光产生热量导致调阻误差。

权利要求

1.一种热敏电阻的调阻方法，包括：

获取多种预设图形中的每一种预设图形对应的电阻增加率范围；所述预设图形用于形成在待调阻的片阻上，增加所述待调阻的片阻的阻值；所述预设图形包括打点、单刀、双刀、L型切口；

测量待调阻的片阻的实际阻值，并计算出达到目标阻值所需要的增加率；

判断所述所需要的增加率所处于的电阻增加率范围，并获取对应的预设图形；

将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调；

在将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调的步骤中，对于满足条件的多个电阻增加率范围，选择使调阻后电阻精度误差最小的一个图形进行修调；

所述获取电阻增加率范围的步骤包括：

对每种预设图形，将其应用于修调多个不同的片阻，获取多个不同的片阻在应用预设图形修调前后的电阻增加率；

根据所获得的多个电阻增加率确定每种预设图形对应的电阻增加率范围。

2.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，依次对多个片阻进行调阻：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的片阻进行修调的步骤之后，测量下一个待调阻的片阻的实际阻值。

3.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，依次对多个片阻进行调阻：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的片阻进行修调的同时，测量下一个待调阻的片阻的实际阻值。

4.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，对修调后不符合预期的片阻根据再次确定的预设图形进行修调。

5.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，通过筛选使所有的电阻增加率范围互不重叠并相互接续。

6.根据权利要求1或5所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，还包括：将预设图形和对应的电阻增加率范围对应存储于数据库中，并将数据库导入激光调阻机中。

7.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，所述多个预设图形包括不同数量、相同或不同大小的圆点图形。

8.根据权利要求1所述的热敏电阻的调阻方法，其特征在于，在将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调的步骤中，对于满足条件的多个电阻增加率范围，选择其中一个进行修调。

说明书

热敏电阻调阻方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电阻制造过程中的调阻，特别是涉及一种热敏电阻调阻方法。

背景技术

[0002] 负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)电阻、正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)电阻等陶瓷热敏电阻，其阻值会随着温度升高而呈指数关系降低或者升高。热敏电阻由于测温精度高、可靠性好等优势广泛应用于温度测量和控制领域。然而，在薄膜或者厚膜制备过程中，不可避免存在溅射薄膜不均匀、光刻图形有误差、丝网印刷厚度不一致等问题，导致生产出的片式热敏电阻，其额定零功率阻值R25与设计值存在较大出入，进而使产品良品率降低。

[0003] 因此在电阻的生产过程中，需要对电阻的阻值进行修调，使其符合预期值。激光修调以其方向性好、定位精度高、切割线条窄等众多优势已经广泛应用于片式电阻的工业生产，是提高产品良品率的有效方式。在进行激光修调时，高能脉冲激光能够将作用处的薄膜材料瞬间气化，使电阻体导电面积减小，达到增大电阻的目的。

[0004] 在传统的片式电阻批量生产中，调阻过程一般采用红外激光调阻机完成。调阻机首先将电阻体基片移至待调阻区域，随后探针台与电阻体电极接触，激光器通过激光束定位系统按照计算机程序设定的路径实施调阻，测量系统通过探针台将阻值实时地反馈给计算机。当待调电阻达到目标阻值时激光器立即停止修调。换句话说，激光调阻机采用追踪式阻值测量系统，通过实时测量修调中变化的电阻值，当其达到目标阻值误差允许范围内即停止修调。这种方法只适用于温度系数为零(即阻值不随温度产生非常大的变化)的电阻材料，因为激光修调时会产生热量。而在对热敏电阻采用追踪式阻值测量时，这些不可忽略的热量导致热敏电阻体温度上升进而阻值发生变化，因而，追踪式测量系统对热敏电阻修调没有意义。

发明内容

[0005] 基于此，有必要提供一种针对热敏电阻的调阻方法。

[0006] 一种热敏电阻的调阻方法，包括：

[0007] 获取多种预设图形中的每一种预设图形对应的电阻增加率范围；所述预设图形用于形成在待调阻的片阻上，增加所述待调阻的片阻的阻值；

[0008] 测量待调阻的片阻的实际阻值，并计算出达到目标阻值所需要的增加率；

[0009] 判断所述所需要的增加率所处于的电阻增加率范围，并获取对应的预设图形；

[0010] 将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调。

[0011] 在其中一个实施例中，依次对多个片阻进行调阻：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的片阻进行修调的步骤之后，测量下一个待调阻的片阻的实际阻值。

[0012] 在其中一个实施例中，依次对多个片阻进行调阻：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的片阻进行修调的同时，测量下一个待调阻的片阻的实际阻值。

[0013] 在其中一个实施例中，对修调后不符合预期的热敏电阻根据再次确定的预设图形进行修调。

[0014] 在其中一个实施例中，所述获取电阻增加率范围的步骤包括：

[0015] 对每种预设图形，将其应用于修调多个不同的片阻，获取多个不同的片阻在应用预设图形修调前后的电阻增加率；

[0016] 根据所获得的多个电阻增加率确定每种预设图形对应的电阻增加率范围。

[0017] 在其中一个实施例中，通过筛选使所有的电阻增加率范围互不重叠并相互接续。

[0018] 在其中一个实施例中，还包括：将预设图形和对应的电阻增加率范围对应存储于数据库中，并将数据库导入激光调阻机中。

[0019] 在其中一个实施例中，所述多个预设图形包括不同数量、相同或不同大小的圆点图形。

[0020] 在其中一个实施例中，在将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调的步骤中，对于满足条件的多个电阻增加率范围，选择其中一个进行修调。

[0021] 在其中一个实施例中，在将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调的步骤中，对于满足条件的多个电阻增加率范围，选择使调阻后电阻精度误差最小的一个图形进行修调。

[0022] 上述方法，测量片阻的实际阻值是在激光修调之前进行，避免了由于激光产生的热量导致热敏电阻值变化的情况，而且探针只需要单次测量即可，在保证准确测量热敏电阻值的同时，也简化了阻值测量。

附图说明

[0023] 图1为一实施例的热敏电阻的调阻方法流程图；

[0024] 图2为图1中的步骤S110的一种处理方法流程图；

[0025] 图3为片阻的俯视图；

[0026] 图4为采用不同预设图形修调后的实验结果分布图。

具体实施方式

[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028] 以下实施例提供一种热敏电阻的调阻方法，用于在热敏电阻的生产过程中对阻值不符合预期目标的热敏电阻进行修调，使其阻值符合条件，提高良品率。本实施例中的热敏电阻特指方块电阻，在封装完成之前，对电阻材料刻蚀特定的图形达到修调的目的。

[0029] 本实施例中的调阻方法主要由激光调阻机执行。激光调阻机通常包括以下几个部分：光学系统，主要包括激光器、控制光路的扫描振镜以及CCD在线监控系统；基片传输系统，主要控制上片、移动定位、下片等等操作；阻值追踪检测系统，包括探针卡、精密电桥和矩阵网络等等。

[0030] 图1为一实施例的热敏电阻的调阻方法流程图。该方法包括以下步骤S110～S140。

[0031] 步骤S110：获取多种预设图形中的每一种预设图形对应的电阻增加率范围。所述预设图形用于形成在待调阻的片阻上，增加所述待调阻的片阻的阻值。预设图形例如可以是打点、单刀、双刀、L型切口等。一种预设图形应用在片阻上进行修调时，电阻增加率会在一定范围内波动。可以预先得到每种预设图形对应的电阻增加率的波动范围，即电阻增加率范围。本实施例的方法对热敏电阻的具体图形没有要求，其片阻可以是条形、蛇形等等具有固定边界的形状。

[0032] 步骤S120：测量待调阻的片阻的实际阻值，并计算出达到目标阻值所需要的增加率。激光调阻机上的探针卡可与片阻的两极接触，测量得到片阻的实际阻值R0。假设目标阻值为R1，则达到目标阻值所需要的增加率为(R1-R0)/R0。

[0033] 步骤S130：判断所述所需要的增加率所处于的电阻增加率范围，并获取对应的预设图形。

[0034] 步骤S140：将获取到的预设图形应用于待调阻的片阻进行修调。

[0035] 上述方法，测量片阻的实际阻值是在激光修调之前进行，避免了由于激光产生的热量导致热敏电阻值变化的情况，而且探针只需要单次测量即可，在保证准确测量热敏电阻值的同时，简化了阻值测量。

[0036] 一般地，在热敏电阻的制造过程中，是批量得到呈阵列排布的多个片阻，因此调阻也应该是批量进行的。批量进行调阻时，可以包括以下步骤：

[0037] 获取一个热敏电阻中的片阻的数量；

[0038] 将热敏电阻基片进行上片操作；

[0039] 当上片的基片需要调阻时，执行上述步骤S120～S140对每个需要调阻的片阻进行修调处理。

[0040] 修调完成后，将上片的基片下片。

[0041] 在一个实施例中，多个需要调阻的片阻的修调过程可以是每个片阻先后依次执行步骤S120～S140。即：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的热敏电阻进行修调的步骤之后，测量下一个待调阻的热敏电阻的实际阻值。

[0042] 在另一实施例中，多个需要调阻的片阻的修调过程也可以是并行执行。即：在将获取到的预设图形应用于当前待调阻的热敏电阻进行修调的同时，测量下一个待调阻的热敏电阻的实际阻值。例如，对当前片阻在执行步骤S140的同时，对下一片阻开始执行步骤S120。这样可以提高处理的效率。

[0043] 在其他实施例中，还可以是预先将所有的待修调的片阻的实际阻值测量出来，并计算所需要的阻值增加率，并保存起来。在后续的调阻过程中，读取相应片阻所需要的阻值增加率，并调取对应的预设图形应用于修调。

[0044] 上述实施例的方法还可以包括：对修调后不符合预期的片阻根据再次确定的预设图形进行修调。该过程可以是在所有片阻都修调完成后，再依次对每个片阻进行调阻。

[0045] 上述步骤S110中，获取电阻增加率范围的步骤可以包括：

[0046] 步骤S111：对每种预设图形，将其应用于修调多个不同的片阻，获取多个不同的片阻在应用预设图形修调前后的电阻增加率。

[0047] 步骤S112：根据所获得的多个电阻增加率确定每种预设图形对应的电阻增加率范围。

[0048] 片阻结构如图3所示，片阻100包括导电功能区110和位于导电功能区110两侧的电极区120，两个电极区120上各设有一个金属电极130。其中导电功能区110采用NTC材料，金属电极130可以采用金电极。两个金属电极130为片状，部分覆盖导电功能区110、部分覆盖电极区120。且两个金属电极130在导电功能区110上间隔，露出部分导电功能区110。在调阻机对片阻100的电阻值进行修调时，是在该露出的部分进行光斑蚀刻，去掉一定形状和尺寸的区域形成修调的预设图形112。

[0049] 本实施例中，以0603片式薄膜NTC热敏电阻进行实验。0603片式薄膜NTC热敏电阻设计尺寸为450μm×20μm，结合激光调阻的原理，计划采用不同个数的直径为10μm的小圆点作为调阻图形，不同的打点个数即对应不同的调阻图形，每个调阻图形与其理论上的电阻变化率ΔR/R一一对应。然而实际上待调电阻阻值分布在一定的范围内，因而在误差允许范围内将ΔR/R转化为区间形式：

[0050]打点个数 1 2 3 4
ΔR/R 0～1.5％ 1.5～3％ 3～5％ 5～7％

[0051] 以下结合该示例说明步骤S111～S112的具体处理过程。

[0052] 首先测量片阻调阻前的电阻值，然后依次进行不同打点个数的调阻实验，在保证环境温度一致的情况下对调阻后的片阻进行测量。为了避免产生过多热量，可以采用飞秒紫外光激光器进行打点，结果如下表：

[0053] 打点个数1：

[0054]电阻体编号 调阻前(KΩ) 调阻后(KΩ) Δ(KΩ) ΔR/R
#1 356 358.1 2.1 0.59％
#2 351 354.8 3.8 1.08％
#3 383 390 7 1.83％
#4 384 387 3 0.78％

[0055] 打点个数2：

[0056]电阻体编号 调阻前(KΩ) 调阻后(KΩ) Δ(KΩ) ΔR/R
#1 338 345 7 2.07％
#2 306 313.7 7.7 2.52％
#3 308 316.2 8.2 2.66％
#4 365 374 9 2.47％

[0057] 打点个数3：

[0058]电阻体编号 调阻前(KΩ) 调阻后(KΩ) Δ(KΩ) ΔR/R
#1 359 375 16 4.46％
#2 350 368 18 5.14％
#3 318 334.9 16.9 5.31％
#4 337 353.4 16.4 4.87％

[0059] 打点个数4：

[0060]

[0061]

[0062] 如图4所示，实验结果均匀分散在数据模型上下，实验结果误差小于1.5％，在精度要求不太高的范围内，本实施例的方法具有相当高的可行性。

[0063] 上述得到预设图形的电阻增加率范围的方式为实验方法，此外，也可以采用仿真方法。

[0064] 上述各图形产生的电阻增加率范围互不重叠并相互接续。这样，当确定了需要调整的电阻增加率以后，就可以直接得到唯一的调阻用的预设图形。可以理解，由于可以采用不同的多种预设图形，例如打点、单刀、双刀、L型切口等，各种预设图形之间可能会有范围的重叠，若电阻增加率同时处于多个范围内，可以选取其中任一个进行修调。进一步地，可以根据实施的难易度优先选择较易实施的预设图形进行修调。还可以选择使调阻后电阻精度误差最小的一个图形进行修调，使修调精度更高。

[0065] 进一步地，可以在得到预设图形和电阻增加率范围的对应关系后，将预设图形和对应的电阻增加率范围对应存储于数据库中。该数据库可以导入激光调阻机中，在进行调阻时，激光调阻机直接从数据库中读取数据，获得预设图形。

[0066] 以下着手验证调阻图形的可靠性。对于一个待调整的热敏电阻，各片阻的调阻目标阻值为360KΩ，实验随机选取基片上5×5范围内25个电阻，在相同的条件下测得它们的阻值分布如下表(单位：KΩ)：

[0067]349.3 347.9 339.5 337.5 334
347.5 346.5 345.5 339.3 344.9
347.5 348.1 347.1 335.8 337.2
342.7 341.4 337.7 343.8 336.5
342.2 342.2 339.3 333.2 335.6

[0068] 按照步骤S120分别计算带修调电阻与目标阻值的电阻变化率ΔR/R，并确定各个片阻的调阻方案，结果如下表(括号内代表不同打点个数的调阻方案)：

[0069]

[0070]

[0071] 按照选定的调阻方案对电阻体进行修调，实验结果分布如下表：

[0072]369 366 367 366 364
366 369 366 370 355
367 366 365 362 365
362 363 367 363 364
360 360 366 369 364

[0073] 可见修调之后的电阻值基本分布在目标阻值360KΩ附近，因而本发明提出的构想在现有技术范围内具有相当高的可行性。

[0074] 上述实施例的方法，调阻过程在保护膜形成之前进行。该方法在传统激光调阻机的基础上进行改良得到，在没有增加系统的复杂性且保持了原有的调阻效率的基础上，使其可以用于热敏电阻的调阻。解决了传统的追踪式测量和调阻不能适用于热敏电阻的问题。

[0075] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0076] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。