傳統(tǒng)型的NTC熱敏電阻通常是指在由錳、鈷、鎳、鐵等組成的復(fù)合金屬氧化物燒結(jié)后的陶瓷上形成電極并芯片化的熱敏電阻。
薄膜熱敏電阻(FT系列)是由SEMITEC孕育而出,融合了SEMITEC傳統(tǒng)型熱敏電阻的生產(chǎn)·、管理手法和基于穩(wěn)壓二極管(VRD)和恒流二極管(CRD)等Si基片的半導(dǎo)體工藝技術(shù),在世界率先產(chǎn)品化的獨(dú)有熱敏電阻。
FT系列是在薄氧化鋁基板(標(biāo)準(zhǔn)0.15mmt)的一面上形成的NTC熱敏電阻。
其利用亞微米級(jí)光刻等半導(dǎo)體技術(shù)構(gòu)成微細(xì)化均一的電極和熱敏電阻厚度,是具有優(yōu)越生產(chǎn)性的熱敏電阻。
與其他的熱敏電阻相比,薄膜熱敏電阻更薄且體積更小,因此熱敏電阻的熱容量更小,以往無法安裝或測(cè)量的狹窄地方都可實(shí)現(xiàn)快速溫度測(cè)量。
FT系列的電極適用于錫焊、引線鍵合(Wire Bonding)、導(dǎo)電膠等連接。
目前,1005 (1.0 x 0.5 mm) 型和 0603 (0.6 x 0.3 mm) 型正在熱銷中。
充分發(fā)揮FT系列特點(diǎn)的使用案例
使用了薄膜熱敏電阻的FT-ZM被開發(fā)應(yīng)用于快速測(cè)量電子體溫計(jì)。
用于電子體溫計(jì)的傳統(tǒng)引線型熱敏電阻,為了達(dá)到絕緣目的,感熱部使用玻璃或樹脂封裝呈橢圓形。
而FT- ZM的構(gòu)造是在小型薄膜熱敏電阻FT的一面設(shè)置引線。
由于FT- ZM的絕緣部(氧化鋁)是平面的,通過使FT的絕緣部與溫度計(jì)的探頭面接觸,提高了熱敏電阻和探頭的熱結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)快速測(cè)溫。
使用薄膜熱敏電阻的Fμ熱敏電阻運(yùn)用在熱稀釋醫(yī)療導(dǎo)管中。
熱稀釋醫(yī)療導(dǎo)管是一種插入到心臟肺動(dòng)脈處,以測(cè)量心排血量的檢查用導(dǎo)管。
測(cè)量原理是通過導(dǎo)管向心臟供給定量的調(diào)溫至低溫的生理鹽水,通過置于導(dǎo)管下游的溫度傳感器監(jiān)測(cè)血液溫度,因?yàn)槭峭ㄟ^測(cè)量溫度變化開始到回歸正常溫度所需要的時(shí)間,算出心排血量,所以對(duì)于溫度傳感器要求具有高速響應(yīng)及高溫度精度。
Fμ熱敏電阻是通過改變小型薄膜熱敏電阻的電極配置,實(shí)現(xiàn)可以插入細(xì)徑孔內(nèi)等的一種帶有極細(xì)引線適用于導(dǎo)管的熱敏電阻傳感器。
通過將薄膜熱敏電阻和多孔性的氣體分子吸附材料進(jìn)行組合,開發(fā)了氣體選擇性高SEMITEC獨(dú)有的氣體傳感器(已取得專利)。
氣體傳感器僅對(duì)氫氣、氦氣、氨氣和水蒸氣有敏感反應(yīng)。
我們已成功檢測(cè)到1ppm的氫氣的氣體濃度,有望用于呼吸和皮膚氣體等醫(yī)療領(lǐng)域。
使用2個(gè)薄膜熱敏電阻,SEMITEC開發(fā)了獨(dú)有的非接觸式溫度傳感器“NC 傳感器”。
要使用熱敏電阻非接觸測(cè)量物體的溫度時(shí),需要減小接受被測(cè)量物紅外線一側(cè)熱敏電阻的熱容量,使其能夠追隨微小的紅外線變化。
另外,非接觸測(cè)量溫度時(shí),由于需要對(duì)接受被測(cè)量物紅外線的熱敏電阻(受光熱敏電阻)和不接受紅外線的熱敏電阻(補(bǔ)償用熱敏電阻)的紅外線差進(jìn)行溫度換算,因此需要2個(gè)熱敏電阻在同一環(huán)境下的特性相近。
薄膜熱敏電阻是使用半導(dǎo)體工藝生產(chǎn),因此較容易在同一晶圓內(nèi)找出具有相近特性的熱敏電阻進(jìn)行配對(duì),而且熱容量也小,適用于非接觸式溫度傳感器。
應(yīng)用于打印機(jī)和復(fù)印機(jī)等熱定影輥的溫度控制。
發(fā)揮薄膜熱敏電阻的特點(diǎn),為打印機(jī)或復(fù)印機(jī)的熱定影輥的溫度控制開發(fā)了接觸式定影傳感器。
定影傳感器系列包括FS傳感器和HF傳感器。
熱定影輥需要控制在150℃~200℃的高溫,由于溫度上升極快,所以需要快速捕捉。
另外,輥輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)損傷與之接觸的傳感器,從而也會(huì)產(chǎn)生打印質(zhì)量下降的問題。
SEMITEC的定影傳感器使用的是非常小型且耐高溫的薄膜熱敏電阻,且接觸面平整,從而能夠改善上述問題,被廣泛應(yīng)用。
功率半導(dǎo)體為各種各樣的電氣設(shè)備和近年來新能源電動(dòng)汽車(xEV)等提供電力。
SEMITEC 的薄膜熱敏電阻在功率半導(dǎo)體的溫度傳感方面正在備受矚目。
例如新能源電動(dòng)汽車,配備功率半導(dǎo)體的逆變器將電池的直流電(DC)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)馬達(dá)的交流電 (AC)。
迄今為止,功率半導(dǎo)體的主要材料是硅(Si),即使在半導(dǎo)體部件中涉及較大功率的功率半導(dǎo)體,除了工作所消耗的功率之外,電流通過時(shí),也會(huì)產(chǎn)生一部分功率以熱量形式流失(電力損失)的問題。因此,比硅更容易導(dǎo)電、更不容易產(chǎn)生功率損耗的SiC(碳化硅)和GaN(氮化鎵)作為新型半導(dǎo)體材料被開發(fā),并開始投入市場(chǎng)(例如SiC-MOSFET)。
新型功率半導(dǎo)體讓新能源電動(dòng)汽車進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了高效化、小型輕量化,有助于續(xù)航里程的延長(zhǎng)。
使用硅 (Si) 的傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體的耐熱溫度為 150℃,而使用 SiC 和 GaN 的功率半導(dǎo)體的耐熱溫度為 250℃,可以在更高的溫度下工作。
溫度傳感控制對(duì)于功率半導(dǎo)體的高效運(yùn)作至關(guān)重要,目前大多是使用普通的表面貼片型熱敏電阻(芯片熱敏電阻:耐熱溫度150℃), 而使用SiC和GaN的功率半導(dǎo)體的工作溫度較高(250℃),普通的表面貼片型熱敏電阻(芯片熱敏電阻)無法為其所用。
因此具有薄、小和高耐熱性(最高 250℃)等特性的SEMITEC 薄膜熱敏電阻,將作為新一代功率半導(dǎo)體的傳感器,開始備受矚目。
用于功率半導(dǎo)體的薄膜熱敏電阻(例)
未來SEMITEC將繼續(xù)致力于推進(jìn)薄膜熱敏電阻的小型化和高精度化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微小空間和微小物體的高速、高精度的溫度測(cè)量。
此外,我們將靈活發(fā)揮薄膜熱敏電阻的優(yōu)勢(shì),將各種各樣的技術(shù)和新材料進(jìn)行結(jié)合,不斷挑戰(zhàn)開發(fā)SEMITEC獨(dú)有的新型傳感器。