一种基于NTC热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器的制作方法

一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器
技术领域
1.本实用新型属于电子元器件技术领域，进一步来说涉及衰减器领域，具体来说，涉及一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器。


背景技术：

2.无源片式膜温补衰减器（以下简称温补衰减器）具备应用频率高、补偿特性好、不会引起系统失真、相移和时延等特点，广泛应用于工业互联网、电子雷达、人机交互、5g通信等领域，在电子系统中起到温度补偿和隔离保护的作用。
3.温补衰减器的内部核心衰减网络一般都是由正温特性的正温度系数电阻和负温特性的ntc热敏电阻等两种不同温度特性的电阻组成。由于材料的特性完全不同，因此无法同时对两种不同温度特性的电阻进行集成。目前，温补衰减器基本都采用ntc电阻浆料和ptc电阻浆料通过厚膜印刷的方式顺序集成在陶瓷基片上形成衰减网络，然后通过包封保护、电极制备等工艺完成产品制备。然而由于厚膜工艺和ntc电阻浆料温度特性及其方阻的限制，使得现有温补衰减器很难满足小型化、大温度补偿系数（高n值）、高频化的应用需求，市场急需一种新的无源温补器件来解决上述问题。
4.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：解决现有厚膜工艺制备的温补衰减器应用频率低、尺寸大、补偿系数小的问题。
6.本实用新型的发明构思是：采用膜层溅射与光刻形成工艺，制作薄膜电阻衰减网络、薄膜电极和绝缘保护层，与ntc热敏陶瓷基板构的电阻相互作用，实现微尺寸、高n值、高频率的目的。
7.为此，本实用新型提供一种基于ntc热敏陶瓷基板芯片温补衰减器，示意结构如图1-9所示。
8.包括ntc热敏陶瓷基板1、薄膜电阻层2、薄膜电极层3、背面绝缘保护层4；
9.所述ntc热敏陶瓷基板为双面抛光基板，是芯片温补衰减器的承载体，也是芯片温补衰减器衰减网络的ntc热敏电阻的电阻功能体， ntc热敏电阻由ntc热敏基体和电极组成，在ntc热敏基板方阻一定的情况下，ntc热敏电阻的阻值由电极的形状和电极之间的距离确定；
10.在ntc热敏陶瓷基板的上表面制备薄膜电阻，在薄膜电阻层上制备薄膜电极层；在ntc热敏陶瓷基板的底表面制备背面绝缘保护层；
11.所述薄膜电阻层由ntc热敏陶瓷基板上的正温度系数电阻薄膜组成，形成正温度系数电阻，是芯片温补衰减器衰减网络的正温度系数电阻功能体，也是电极层的粘附阻档层；
12.所述薄膜电极层为金属膜结构，位于薄膜电阻层两端的上表面，构成上表面薄膜
电极；
13.所述背面绝缘保护层为绝缘薄膜，位于ntc热敏陶瓷基板的背面，构成ntc热敏陶瓷基板背面绝缘保护层；
14.所述芯片温补衰减器的电阻衰减网络由ntc热敏电阻、正温度系数电阻及薄膜电极共同组成；
15.所述芯片温补衰减器的表面图形结构由薄膜电阻层、薄膜电极层的具体形状及具体组合决定。
16.所述薄膜电极和薄膜电阻由薄膜工艺制成。
17.有益效果：与现有厚膜工艺制备的温补衰减器相比，本实用新型由于采用了ntc热敏陶瓷基板作为衰减器核心网络的负温度系数电阻，使得芯片温补衰减器的补偿特性好、温度补偿系数变大；另一方面由于采用了溅射和刻蚀工艺制备电阻薄膜和电极薄膜，且承载基本作为电阻体的一部分，使得芯片温补衰衰减器的尺寸进一步缩小，应用频率得以提高。因此，本实用新型所涉及的芯片温补衰减器具备体积小，应用频率高（高达36ghz）、补偿特性好，温度补偿系数大、补偿线性度好等特点。
18.可广泛应用于需要高频补偿的微波通信，电子雷达等领域。
附图说明
19.图1是芯片温补衰减器构造原理结构主视示意图。
20.图2是芯片温补衰减器构造原理结构俯视示意图。
21.图3是芯片温补衰减器构造原理结构左视示意图。
22.图4是π型网络直形电阻双直线平行电极表面图形结构示意图。
23.图5是π型网络s形电阻ut形嵌套平行电极表面图形结构示意图。
24.图6是π型网络u电阻双直线断条形平行电极表面图形结构示意图。
25.图7是t型网络直形电阻三直线平行电极表面图形结构示意图。
26.图8是t型网络直形电阻十字形嵌套三平行电极表面图形结构示意图。
27.图9是t型网络s形电阻三直线平行电极表面图形结构示意图。
28.图中：1为ntc热敏陶瓷基板，2为电阻功能层，3为电极层，4为背面绝缘保护层。
实施方式
29.如图1-9所示，所述一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，具体实施例如下：
30.电阻膜层采用薄膜工艺制备，其具体制备工艺包括但不限于真空蒸镀、化学沉积和溅射等；其功能层材料包括但不限于tan、nicr、crsi、tialn等ni-co系薄膜、ta系列电阻薄膜、si系列电阻薄膜、au-cr系列电阻薄膜、ni-p系列电阻薄膜。所述薄膜电阻层即是芯片温补衰减器的核心衰减网络中正温度系数电阻功能层，也是电极膜层的粘附阻挡层。电阻膜层的厚度为0.05μm～1μm。
31.电极膜层为金属膜结构，电极层的材料包括但不限于tiw-au结构金属膜、tiw-ni-au结构金属膜、tiw-cu结构金属膜和tin-al等，电极层厚度为2μm～4μm。
32.ntc热敏陶瓷基板是芯片温补衰减器的承载体，也是芯片温补衰减器负温度系数
电阻的功能体。为双面抛光，粗糙度为0.005μm～0.025μm，基板厚度为150μm～950μm，b值范围为100k～5000k；
33.背面绝缘保护层的材料包括但不限于聚酰亚胺薄膜、厚膜印刷的树脂膜、氮化硅薄膜和氧化硅薄膜等，绝缘保护层的制备工艺包括但不限于厚膜印刷、cvd沉积、点胶涂覆和磁控溅射等。所述聚酰亚胺薄膜形成的聚酰亚胺功能层即是电容器的功能层，也是光刻的光敏材料。
34.所述芯片温补衰减器的表面图形结构如图4～图9所示的结构，为π型网络直形电阻双直线平行电极、π型网络s形电阻ut形嵌套平行电极、π型网络u电阻双直线断条形平行电极、t型网络直形电阻三直线平行电极、t型网络直形电阻十字形嵌套三平行电极或t型网络s形电阻三直线平行电极。
35.所述芯片温补衰减器的表面图形结构包括但不限于图4～图9所示的结构；具体薄膜电极的形状包括但不限于s形电极、折线型电极、嵌套型电极、坚直平行类电极等；薄膜电阻的形状包括但不限于s型电阻体、z型电阻体、坚直形电阻体、折线型电阻体。
36.最后应说明的是：上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，本实用新型包括但不限于以上实施例，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡符合本实用新型要求的实施方案均属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：包括ntc热敏陶瓷基板、薄膜电阻层、薄膜电极层、背面绝缘保护层；所述ntc热敏陶瓷基板为双面抛光基板，是芯片温补衰减器的承载体，也是芯片温补衰减器衰减网络的ntc热敏电阻的电阻功能体， ntc热敏电阻由ntc热敏基体和电极组成，根据设定的ntc热敏基板方阻，ntc热敏电阻的阻值由电极的形状和电极之间的距离确定；在ntc热敏陶瓷基板的上表面制备薄膜电阻，在薄膜电阻层上制备薄膜电极层；在ntc热敏陶瓷基板的底表面制备背面绝缘保护层；所述薄膜电阻层由ntc热敏陶瓷基板上的正温度系数电阻薄膜组成，形成正温度系数电阻，是芯片温补衰减器衰减网络的正温度系数电阻功能体，也是电极层的粘附阻档层；所述薄膜电极层为金属膜结构，位于薄膜电阻层两端的上表面，构成上表面薄膜电极；所述背面绝缘保护层为绝缘薄膜，位于ntc热敏陶瓷基板的背面，构成ntc热敏陶瓷基板背面绝缘保护层；所述芯片温补衰减器的电阻衰减网络由ntc热敏电阻、正温度系数电阻及薄膜电极共同组成；所述芯片温补衰减器的表面图形结构由薄膜电阻层、薄膜电极层的具体形状及具体组合决定。2.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述电阻衰减网络为π型电阻衰减网络或t型电阻衰减网络。3.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述电阻层的结构为s型电阻体、z型电阻体、坚直形电阻体或折线型电阻体。4.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述薄膜电阻层为ni-co系电阻薄膜、ta系列电阻薄膜、si系列电阻薄膜、au-cr系列电阻薄膜、或ni-p系列电阻薄膜。5.如权利要求4所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述电阻薄膜的材料为tan、nicr、crsi或tialn，膜层厚度为0.05μm～1μm。6.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述电极膜层的结构为s形电极、折线型电极、嵌套型电极或坚直平行类电极。7.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述金属膜的材料为tiw-au结构金属膜、tiw-ni-au结构金属膜、tiw-cu结构金属膜或tin-al，电极层厚度为2μm～4μm。8.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述双面抛光的ntc热敏陶瓷基板的粗糙度为0.005μm～0.025μm，厚度为150μm～950μm，b值范围为100k～5000k。9.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述背面绝缘保护层的材料为聚酰亚胺薄膜、厚膜印刷的树脂膜、氮化硅薄膜或氧化硅薄膜。10.如权利要求1所述的一种基于ntc热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，其特征在于：所述芯片温补衰减器的表面图形结构为π型网络直形电阻双直线平行电极、π型网络s形电阻ut形嵌套平行电极、π型网络u电阻双直线断条形平行电极、t型网络直形电阻三直线平行电极、t型网络直形电阻十字形嵌套三平行电极或t型网络s形电阻三直线平行电极。

技术总结
一种基于NTC热敏陶瓷基板的芯片温补衰减器，属于电子元器件技术领域。包括NTC热敏陶瓷基板、薄膜电阻层、薄膜电极层、背面绝缘保护层。在NTC热敏陶瓷基板的上表面制备薄膜电阻，在薄膜电阻层上制备薄膜电极层；在NTC热敏陶瓷基板的底表面制备背面绝缘保护层；NTC热敏电阻由NTC热敏陶瓷基板及其电极组成，既是芯片温补衰减器的承载体，也是芯片温补衰减器衰减网络的负温度系数电阻的功能体；电阻薄膜既是芯片温补衰减器衰减网络的正温度系数电阻功能体，也是电极层的粘附阻档层。解决了现有温补衰减器尺寸较大、N值低、应用频率低的问题。所述芯片温补衰减器广泛应用于需要高频补偿的微波通信，电子雷达等领域。电子雷达等领域。电子雷达等领域。


技术研发人员：贺勇 庞锦标 陈昌禧 戴思灿
受保护的技术使用者：中国振华集团云科电子有限公司
技术研发日：2022.09.27
技术公布日：2023/7/19