NTC熱敏電阻器的一致性說明

作為精密測溫的高精度NTC熱敏電阻器，測溫精度高于0.05℃，與0.05℃對應(yīng)的電阻阻值精度是0.15%～0.25%。因些對產(chǎn)品的阻值一致性就有很高的要求。

NTC熱敏電阻器的一致性的影響因素有：

1、阻值一致性的影響；

2、B值一致性的影響；

3、電阻芯片尺寸一致性的影響。

一、阻值的影響

如果阻值分布性較寬，合格產(chǎn)品數(shù)量少，可以采用分選的方法，篩選出阻值一致性好的產(chǎn)品。但如果批量化生產(chǎn)，會有很大的問題。因為阻值精度0.15%～0.25%的范圍很窄，所以產(chǎn)品本身的阻值一致性和集中度很重要，一個批次的NTC熱敏電阻的阻值的正態(tài)分布，要盡可能的窄，生產(chǎn)出的合格產(chǎn)品才會多。

二、B值的影響

在NTC熱敏電阻器的一致性影響因素中，B值的影響也非常大。NTC熱敏電阻器的阻值和B值的高一致性，可以保證在使用NTC熱敏電阻器時不再需要單獨校準(zhǔn)，每一個產(chǎn)品都可以滿足高精度要求。

當(dāng)一批NTC熱敏電阻產(chǎn)品生產(chǎn)好后，其B值也就確定了，并且很難通過測量來進行分選。如果一批電阻的B值偏差比較大，則會使溫度測量產(chǎn)生較大的誤差。

B值是指NTC熱敏電阻器的材料常數(shù)（也叫熱敏指數(shù)），可以通過測量NTC熱敏電阻在25℃和50℃（或85℃）時的電阻值后計算得出。B值是與電阻溫度系數(shù)成正比的，也就是說B值越大，其電阻溫度系數(shù)也就越大。

B值被定義為：

式中，RT1 ：溫度 T1 （ K ）時的零功率電阻值；

RT2 ：溫度 T2 （ K ）時的零功率電阻值；

T1、T2 ：兩個被指定的溫度（ K ）

不同B值熱敏電阻器阻值對比圖

在下圖中反映的是在NTC熱敏電阻的整個工作范圍內(nèi)，測溫精度除受阻值精度影響外，還會受B值精度的影響。并且隨著溫度點遠(yuǎn)離25℃，測溫的誤差也越大。

在阻值精度1%不變的情況下，B值精度分別為1%和0.5%時，明顯看出，B值精度對整個測溫區(qū)間，測溫精度的影響也是非常大的！

在寬溫區(qū)的高精度測量中，B值的影響尤為明顯。

在下面的案例里，如果Ｂ值精度是0.1%，要在0℃－70℃溫度區(qū)間，保證0.03℃的測溫精度，要對NTC熱敏電阻進行2個溫度點篩選；

如果Ｂ值精度降低到0.2%，要保證同樣的0.03℃的測溫精度，要進行4個溫度點篩選；這樣不僅費工費時，而且合格率也大幅下降！

三、芯片尺寸的影響

NTC熱敏電阻器的阻值與電阻體的結(jié)構(gòu)和體積是相關(guān)的，同一配方生產(chǎn)出的NTC熱敏電阻器芯片，如果尺寸不一致，其阻值也會不同。同樣也影響到了NTC熱敏電阻器的一致性。

為了提高NTC熱敏電阻器的一致性，南京時恒電子采取了以下方法：

1、NTC熱敏電阻器芯片瓷料粉體制備技術(shù)。南京時恒電子采取了特殊的粉料制備技術(shù)，可以有效防止材料之間由于比重不同而發(fā)生的不均勻沉降、絮凝、聚并現(xiàn)象，最終導(dǎo)致配方體系失衡。雖然在制作普通的NTC熱敏電阻時可以不考慮此差異，但高度一致性的NTC熱敏電阻的制作必須要進行控制，才可以保證制作好的NTC熱敏電阻阻值、B值等參數(shù)達到高度一致。

2、NTC熱敏電阻器芯片瓷片壓制技術(shù)。電阻芯片粉料必須經(jīng)壓制才能成型，傳統(tǒng)工藝是將粉體裝入模具直接經(jīng)過液壓機壓制成型。因此傳統(tǒng)壓制方法的壓力和工藝，只能使壓制的胚體密度維持在2500kg/m3左右且有明顯的壓力差。經(jīng)過燒結(jié)后，由于瓷片的密度和均勻度不夠，造成晶粒和氣孔的分布也不均勻，對燒結(jié)體的一致性、重復(fù)性產(chǎn)生重大影響。南京時恒電子經(jīng)過不斷實驗，粉體一次壓制成型后，再將胚體采用等靜壓工藝二次壓制，在大于2噸/cm2以上的壓力作用下，使胚體的密度達到理論密度的98％，大大降低了胚體的氣孔率，改善了晶粒的均勻性，胚體薄片光滑度、平整度、合格率等有了顯著改善，電極的附著力增強，芯片B值及阻值穩(wěn)定性等綜合性能進一步得到提高。

3、NTC熱敏電阻器芯片瓷片燒結(jié)技術(shù)。南京時恒電子通過大量實驗數(shù)據(jù)的積累，研究出一套可以制成致密陶瓷又能有效地消除各種因素造成的非平衡卻顯得燒結(jié)工藝，使燒結(jié)體顯微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)晶粒細(xì)小，均勻，達到陶瓷體理論密度的98%以上，從而制備出一致性良好的NTC熱敏陶瓷。

4、高精度切割技術(shù)。在芯片尺寸控制方面，南京時恒電子對制作好的陶瓷基體，采用微米級切割工藝，使每一個電阻體的邊長、厚度的尺寸高度一致。燒結(jié)好的電阻胚體和燒好電極的電阻薄片都要運用到切割技術(shù)。南京時恒電子在進行了大量試驗和研究之后，確定了移植半導(dǎo)體后加工切割工藝，對本項目產(chǎn)品核心芯片進行切割的技術(shù)方案。通過技術(shù)攻關(guān)，用分離視場顯微鏡做定位系統(tǒng)，將切割芯片的精度大幅提高。

通過采用以上4個方面的工藝方法，南京時恒電子最終生產(chǎn)出了阻值精度和B值精度高度一致的NTC熱敏電阻器。

審核編輯：符乾江