Терморезистор

01 23/522 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(73) Патентообладатель Витебский завод радиодеталей производственного объединения Монолит(57) Терморезистор, содержащий керамический термочувствительный элемент на основе оксидов титана или титаната бария и двухслойные омические контакты, сформированные из адгезионного подслоя, контактирующего с поверхностью термочувствительного элемента, и основного электрода из вожженного серебра,нанесенного на подслой, отличающийся тем, что адгезионный подслой выполнен из вожженного алюминия толщиной 10-20 мкм, а основной электрод - толщиной 4-8 мкм. Изобретение относится к области электронной техники, в частности к полупроводниковым приборам на основе термочувствительной керамики, и может быть использовано для изготовления терморезисторов (позисторов). Известен полупроводниковый прибор, содержащий керамический термочувствительный элемент на основе титаната бария и двухслойные омические контакты из слоя алюминия с примесью олова и слоя меди 1. Данный прибор предназначен для работы в различных пусковых устройствах при сравнительно высоких температурах и больших электрических полях и характеризуется удовлетворительными электрическими и эксплуатационными характеристиками, в т.ч. относительно низкой стоимостью контактов. В то же время прибор отличается нестабильностью контакта, вызываемой окислением слоя алюминия в процессе термообработки, что приводит к увеличению его сопротивления. Кроме того, из-за особенностей формирования двухслойного контакта ограничивается возможность повышения удельной мощности при включении, что ограничивает эффективность применения прибора. 3154 1 Наиболее близким по исполнению к изобретению является позистор (терморезистор), содержащий керамический термочувствительный элемент на основе титаната бария и двухслойные омические контакты из слоя на основе гелия (адгезионный подслой) и слоя вожженного серебра, являющегося основным электродом 2. Этот позистор также предназначен для работы в пусковых устройствах при сравнительно высоких температурах и больших электрических полях и характеризуется высокой электропроводностью и достаточным омическим контактом, что обеспечивает сравнительно высокие электрические и эксплуатационные характеристики при работе в пусковых устройствах бытовых холодильников и других приборов. Существенным недостатком позистора является то, что он, в силу своих конструктивных особенностей,отличается недостаточно высокой механической прочностью адгезионного подслоя, что может приводить к нарушению омичности контактов и росту сопротивления позистора. Кроме того, контакты позистора отличаются высокой трудоемкостью процесса их формирования и высокой стоимостью. Это связано с тем, что в качестве адгезионного подслоя применен подслой из дорогостоящего гелия, а его формирование осуществляется преимущественно более трудоемким осаждением, при этом толщина контактных слоев не является оптимальной для получения наилучших значений электрических параметров, обеспечивающих стабильную работу в пусковых устройствах бытовых приборов, например холодильников. Предлагаемый терморезистор позволяет устранить недостатки известных решений аналогичного назначения и обеспечивает достижение более высокого технического результата, заключающегося в повышении механической прочности адгезионного подслоя омических контактов и снижении стоимости и трудоемкости процесса их формирования при одновременном сохранении высоких электрических параметров позисторов путем оптимизации толщины контактных слоев и режимов их формирования. Сущность изобретения заключается в том, что в заявляемом терморезисторе, содержащем керамический термочувствительный элемент на основе оксидов титана или титаната бария и двухслойные омические контакты, сформированные из адгезионного подслоя, контактирующего с поверхностью термочувствительного элемента, и основного электрода из вожженного серебра, нанесенного на подслой, технический результат обеспечивается тем, что адгезионный подслой выполнен из вожженного алюминия толщиной 10-20 мкм, а основной электрод - толщиной 4-8 мкм. В данном случае повышение механической прочности адгезионного подслоя и снижение стоимости и трудоемкости формирования омических контактов обеспечивается тем, что для формирования подслоя применяют дешевый алюминий, который наносят на керамический элемент менее трудоемким способом вжигания алюминиевой пасты, получая оптимальную толщину подслоя. В этом случае достигается достаточная механическая прочность сцепления подслоя с керамикой, а при нанесении на него слоя серебра оптимальной толщины формируются двухслойные омические контакты, обеспечивающие наилучшие электрические параметры и стабильную работу позисторов. Сопоставительный анализ заявляемого терморезистора о прототипом показывает, что он отличается от известного выполнением адгезионного подслоя в виде вожженного алюминия толщиной 10-20 мкм и толщиной основного электрода из вожженного серебра. Таким образом, предлагаемый терморезистор является новым, т.к. его конструктивные элементы, относящиеся к выполнению двухслойных омических контактов, неизвестны из существующего уровня техники. Техническая сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, где на фигуре показан терморезистор в разрезе. Предлагаемый терморезистор содержит керамический термочувствительный элемент 1 и двухслойные омические контакты, состоящие из адгезионного подслоя 2, контактирующего с поверхностью элемента 1, и основного электрода 3, наносимого на подслой 2. В данном терморезисторе термочувствительный элемент 1 выполнен из полупроводниковой керамики на основе углекислого бария и оксида титана или титаната бария. Материал подслоя 2 в виде пасты на основе алюминия непосредственно наносят на поверхность элемента 1 вжиганием пасты при 740-760 С, добиваясь толщины подслоя 2 порядка 10-20 мкм. На вожженный подслой 2 наносят основной электрод 3 вжиганием пасты на основе серебра при 640-660 С. Полученный терморезистор применяют в пусковых устройствах бытовых приборов, например холодильников, принцип работы которого основан на изменении сопротивления термочувствительного элемента 1 с изменением температуры при его нагреве пропорционально температуре окружающей среды. Предлагаемый терморезистор (позистор) с двухслойными контактами, включающими алюминиевый подслой 2, обеспечивает контактное сопротивление электрода порядка 10-20 мОм, достаточное для омического контакта у полупроводниковой керамики и требуемых характеристик позисторного элемента. Параметры терморезистора, характеристики двухслойных контактов и процесса изготовления терморезистора подтверждаются результатами экспериментальной проверки, данные о которых приведены в таблице. 3154 1 Исследуемые характеристики 1 1. Наличие дорогостоящих компонентов в подслое контактов 2. Процесс оформления подслоя 3. Трудоемкость формирования омических контактов, н/час на 1000 шт 4. Прочность сцепления адгезионного подслоя с термочувствительным элементом, кг/см 2 5. Пробивное напряжение, В Исследуемые терморезисторы Известный Заявляемый п. Японии 29839 2 3 нет да вжигание 2,5 Как следует из таблицы, предлагаемый терморезистор в сравнении с прототипом отличается меньшей стоимостью и трудоемкостью формирования омических контактов и большей прочностью сцепления адгезионного подслоя с термочувствительной керамической основой позисторного элемента при одновременном сохранении высоких электрических параметров терморезистора. Экспериментально подтверждено, что выполнение омических контактов терморезистора в виде адгезионного подслоя из слоя вожженного алюминия толщиной 10-20 мкм и основного электрода из слоя вожженного серебра толщиной 4-8 мкм дает возможность снизить стоимость и трудоемкость процесса их формирования, а также сохранить удовлетворительные электрические параметры позисторов. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3