EN
Kunċetti Fundamentali għall-Funzjonament tat-Termistors ta' Film Barrat
Preċiżjoni tal-Misura tat-Temperatura minħabba l-Propjetajiet Resistivi NTC
Il-funzjonament tal-thermistors NTC jiddependi mis-silġa tas-semikundutturi. Bil-biżżejjed ta' temperatura, it-thermistors tal-oksid tal-metall, bħal dawk li jkollu manganese, kobalt, nikkel jew ossiġenu, juru ħsara fir-resistenza elettrika. Hemm ċerti intervalli tat-temperatura fejn ir-resistenza tagħmel il-bajja bħala li turi l-kurva. Din il-proprjetà tagħmel lilhom kapbili li jdettagaw bidla tat-temperatura ta' inqas minn 0.1 grad Celsius. It-thermistors NTC jaqbdu iktar mill-biżżek normali tat-temperatura għalkemm jistgħu jdettagaw bidliet żżellet tat-temperatura mingħajr il-bżonn ta' proċessar elettroniku tas-sinjali. It-thermistors b'resistenza għolja huma resistenti għall-ħoss elettriku u termiku li jirriżultaw mis-silġa stabbli tal-kristalli li tintwela minn proċessur bil-biżża tat-temperatura (1000–1400 grad Celsius) tat-thermistors. It-thermistors ta' film ħażin jistgħu jisħlu ċ-ċikli ta' aument tat-temperatura u ta' nixxel tat-temperatura mingħajr li jibdlu b'mod sinifikanti. B’kombinazzjoni ta’ ħajja ittulija, resistenza superjuri għall-ħoss termiku u ħejja ta’ risposta ħafifa, it-thermistors NTC ta’ film ħażin huma ideali għall-użu f’applikazzjonijiet mediki sensittivi u f’applikazzjonijiet awtomobbili li jtalbu reliabilità għolja u kondizzjonijiet ambjentali varji.
Għala l-Arkitettura ta’ Film Barrat Ttejeb l-Istabbiltà u l-Ħejja tal-TCR
Meta li tikkunsidra l-biżżell tal-keramika jew il-biżżell bil-fil, l-approċċ tat-ta’ film ħażin għandu benefiċji li ma jistgħux jiġu mħaddi. Billi jużaw it-teknika imsemmija sputtering, il-manifatturijiet japplikaw il-linja ta’ Mn-Co-Ni-O b’ta’ ħożz ta’ biss 50 sa 250 angstrom. Dan irriżulta f’ta’ ħożz kbir ħafna fir-regolarità u fit-ta’ ħożz tar-raba’ li jirriżultaw mis-sħana tal-granuli tal-partiċelli individwali. Dan irriżulta f’koeffiċjent ta’ temperatura tar-resistenza li huwa ħafna iktar stabbli u b’varjazzjoni ta’ madwar 0.5% fis-soltu kondizzjonijiet ta’ operazzjoni. Il-films huma wkoll ħafna responsivi, b’ħin ta’ risposta tipiku ta’ < 100 ms, li jirriżulta mill-films ħażin li għandhom massa termika ħafna bissa. Il-ħożz ta’ materjali inżulanti u fleksibbli ta’ poli-imidu jippermetti lil dawn il-biżżell li joperaw f’applikazzjonijiet li jisba’u ħafna vibrazzjoni mekkanika jew ċikli termali ħafna ħajjin. Din hija l-affidabbiltà li l-industrijiet iddomandaw għal ambjenti ta’ fabbrika diffiċli jew għal kondizzjonijiet mhux prevedibbli fl-applikazzjonijiet awtomobbili.
Produzzjoni ta’ Termistur ta’ Film Barrat: Proċeduri ta’ Depożizzjoni u ta’ Pattarna
Adesjoni Ottimali: Għażla tas-Substrat u Preparazzjoni tas-Silġ
Meta jinbiedu l-materjali, il-probabbli għażla hija b’substrati ta’ allumina u safir, minħabba li huma stabbli termikament, jipprovdu izolazzjoni elettrika suffiċjenti, u huma kompatibbli mal-films ta’ ossidi tal-metall. Qabel kwalunkwe depożizzjoni, il-preparazzjoni tas-silġ (fil-każ ta’ substrati ta’ allumina) hija assolutament importanti. Is-silġ jiġi preparat bil-biżża ultrasonika segwita minn etċh bil-plasma ta’ ossiġenu, proċedura li tassigura r-rużzetta ta’ inqas minn 5 nanometri. Dan huwa importanti għalkemm wieħed mis-seħħa fakturi li jinfluwenza l-adesjoni hija r-rużzetta tas-silġ, u is-silġ it-tajjeb iktar huwa s-silġ it-tajjeb iktar l-adesjoni, u ġew dimostrati li l-proċedura ta’ preparazzjoni tas-silġ deskritta hawn fuq tista’ tnaqqis il-verifikazzjoni tad-delaminazzjoni tas-silġ preparat b’70% mat-taħżiż termiku, fatt li għandu importanza kbira fit-taħżiż termiku.
Is-Sputtering bħala l-metodu preferit għall-implantazzjoni ta’ termistors ta’ film ħażin ta’ Mn–Co–Ni–O
Il-ispatterjar bil-magnetron reattiv huwa l-metodu it-tajjeb ħażin biex jiġu sintizzati l-films ħfif ta’ Mn-Co-Ni-O filwaqt li jinkisbu l-biżżejjed tal-kompożizzjoni miżjuda. Dan il-metodu jinvolvi l-kontroll preċiż tat-taħt tas-sputtering b’miski ta’ gass ta’ argon u ossiġenu, li jippermetti lil fil-film ħfif li jżomm l-accuratezza tal-biżżejjed tal-kompożizzjoni b’madwar 1,5%, filwaqt li jikseb ir-rati ta’ depożizzjoni ta’ madwar 0,2 μm/min. Meta l-baħħata jottimizzaw id-distanza bejn il-materjal tat-tagħmel u s-saħħa tas-substrat, jirreġistraw iż-żieda fit-ta’ numru medju ta’ difetti u ż-żieda notevoli fit-ta’ koefiċjent ta’ resistenza li jibda b’ta’ temperatura konstanti (TCR) tal-film. Għalkemm, il-films prodotti b’metodi ta’ evapurazzjoni termika huma ħafif ħafif, u għandhom aderenzja inqas għas-substrat. F’effett, it-testijiet indipendenti wrew li l-films ħfif li ġew prodotti b’ispatterjar għandhom densità ta’ materjal sa 40% iktar b’salva, li hija indikatur ewlieni biex jittrattaw id-difetti u ttejjeb l-użu tas-spatterjar għall-applikazzjonijiet densi f’ħafna oqsma.
Ippatterjar preċiż ta' termistors ta' film ħażin bl-użu tal-fotolitografija u t-taħżin
Il-fotolitografija b’alta preċiżjoni tippermetti l-manifattura ta’ elektrodi u strutturi sensur bil-mikrometru, b’karatteristiċi sa 10 mikron ta’ dettal. Meta din il-livell ta’ risoluzzjoni jiġi aġisit, aħdem il-koating bil-rotazzjoni ta’ fotoresist, segwit mill-espożizzjoni fotolitografika permezz ta’ maski ta’ kromju u t-tiżvilupp ta’ fotoresist. Il-paċi li jmiss hija t-taħżin bil-wiżża b’soluzzjoni ta’ ħadid (III) klurid biex tneħħi l-biżża kollha ta’ termistor li mhix maskejja. Din il-proċess tikkonsegwi preċiżjoni dimensjonali ta’ ± 0.8 mikron. B’aktar spiss, dan il-livell ta’ preċiżjoni huwa meħtieġ għalkemm il-livelli ta’ resistenza tas-sensur jistgħu jinfluwenzaw minn it-taħlita iżda it-ta’ ħajt it-tajjeb fil-array densi tas-sensuri. Il-kwalità tal-patterning tas-sensur iddetermina l-kwalità tas-sensur u kif ir-respons tas-sensur għall-bidliet termali u l-varjabbiltà tar-respons tas-sensur matul l-oġġu.
Integrazzjoni tal-Elettrodu u Inġinerija tal-Interfaċċa għall-Imda Ħajja Tlieda
Elettrodu ta’ Ni–Cr u Pt: Prevenzjoni tad-Diffużjoni u Ħarsien tal-Istabbiltà tal-Kuntatt Ohmiku
L-attenzjoni ħajja għall-mod kif il-lektrodu li jinkludu jilgħubu rolu ewlieni biex jiġu mitigati t-taħlis tal-interfaċċja, li huwa waħda mis-sorsi ewlenin tal-problemi tat-tibdil fit-tul. Pereżempju, l-alliżzi ta’ nikkel u krom isiru bħala barriera effettiva kontra d-diffużjoni għalkemm jimpedisku d-diffużjoni tal-kationi mis-sezzjonijiet tal-lektrodu lejn ir-reġjuni mhux mixtieqa tal-linja tat-thermistor. Barra minn hekk, il-lektrodu ta’ platina huma benefiċjalji minħabba r-resistenza baxxa tagħhom u l-biżżeft tal-kuntatti tagħhom, anke wara ħafna ċikli termali. Approċċ inġineristiku biex jinteffettwa l-adħes tal-interfaċċja u jitnaqqas ir-reazzjonijiet mhux mixtieqa huwa t-tibdil fuq skala atomika bħall-ossidazzjoni kontrollata u t-tnebbiż tal-wiċċ bil-biżża tal-jon. Il-kostruzzjoni ta’ strati interfaċċjali ġew imwarrba li jnaqqsu t-tibdil fil-potenzjali tal-kuntatt għall-isfond ta’ iżda 0.5 ohm wara 10,000 ċiklu termali u jnaqqsu t-tensjoni interfaċċjali b’40% paragonat mal-metallizzazzjoni preċedenti. Fil-bidu u fit-tmiem, kollha dan se jtejjeb l-accuratezza tal-biżzerija minn ħdejn il-bidu sal-waqta li l-apparat ikun kompletament mitħar.
Proċessur ta' Termistors ta' Film Ħażin b'Assiżuranza tal-Kwalità u Valutazzjoni tal-Performatività Assiżuranza tal-Kwalità Metodi ta' Kontroll tal-Kwalità li issa jintużaw għall-termistors ta' film ħażin, ġew ipprova b'mod ħafna u ripetut li jiksbu suċċess eċċezzjonali fil-biżża tal-livelli estremi ta' affiżjabilità u preċiżjoni. Aħdem il-ċikli termiċi sa 125 darba u ħadan 40 darba għal iktar minn 1000 ċiklu biex jiġu evalwati l-integrità strutturali u r-reżistenza. Għall-testijiet tal-bidla fit-tul, l-ġuħ aċċelerat ittlob li l-kampjuni jiġu esposti għal 85 darba u umdità ta' 85 perċent għal iktar minn 1000 siegħa biex jiġu ġarantiti li l-bidla tirrimani taħt l-1 perċent. Għall-prova elettrika, aħdem mappa sħiħa tal-valuri TCR, u ntestja l-interferenza elettromagnetika biex jiġu ġarantiti li l-preċiżjoni ta' +/- 0.1 darba tibqa' ġusta bil-ħin. Kull waħda mis-silġiet ta' produzzjoni tagħmel kontroll statistiku strikt tal-proċess biex tmonitora l-bidla fl-ispessur tal-film ta' 5 nanometri u l-allinjament tal-elettrodi bl-użu ta' funzjonijiet awtomatiċi ta' allinjament ottiku. Il-ħarba termali reali tagħmel durante t-taħżin bil-laser tikkaptura mikroskupiku (fir-ranġ ta' mikron), u t-testijiet ta' burn-in ineliminaw il-kumpunenti li jiffrakku ħanut. It-tajjeb kollu ta' testijiet u monitoraġġ ħajjin jiżda li t-termistors tagħmel il-ħajja operattiva ta' 100,000 siegħa f'kundizzjonijiet ta' domanda estrema ta' performatività mingħajr ħsara.
GĦILQA TAL-DOMANDI
X'hi l-benefiċju ewlieni tat-thermistors NTC?
It-thermistors termali NTC huma apparati ħafifa ħafna, iżda l-benefiċji tagħmel huma notevoli. Il-benefiċju ewlieni hu li t-thermistors NTC juri ħafna stabilità għal perjodi twal ta' ħajja, u jistgħu jiġu kumpensati b’preċiżjoni ta’ 0.1 grad Ċelsius.
X'inhu l-bidla ewlenija bejn it-thermistors ta’ film ħażin u oħrajn?
It-thermistors ta’ film ħażin jsiru b’strata ħażina ħafna ta’ Mn-Co-Ni-O, u għalhekk jipprovdu uniformità ħafna it-tajjeb, risposta iktar ħeles fil-ħin u ġeneralment sostituzzjoni it-tajjeba għall-materjali ċeramiċi jew ta’ ħajt imballat.
X’effett ikollu l-preparazzjoni tas-substrat fuq il-proċess ta’ fabbrikazzjoni tat-thermistors?
Il-preparazzjoni korretta tas-substrat tittejjeb l-adħesjoni tal-oksiżi tal-metalli mas-substrat, u b’hekk tinnaqqis il-probabbiltà ta’ separazzjonijiet tas-strati relatati mal-test b’madwar is-70%. Istrati smut inħobbu jistgħu jirreżistu aktar b’suċċess lis-separazzjonijiet relatati mal-test.
X’effett għandu l-elettrodu Ni-Cr u Pt fuq it-thermistors?
Il-letturi ta' Ni-Cr u Pt jisemmu ġewwa t-thermistors għalkemm il-Ni-Cr jipprovdil-barriera kontra d-diffużjoni u l-Pt jipprovdikuntatt stabbli b'reżistenza baxxa. Huwa l-kombinazzjoni ta' dawn iż-żewġ elementi li tnaqqis il-bidla (drift) bil-ħin u ttejjeb l-istabbiltà tal-kuntatt taħt ċikli ripetuti.
