金属膜式热敏电阻在压力传感器中的应用

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1、金膜式热敏电阻050410113阙赛琪金属薄膜电阻温度特性与制备金属薄膜的电阻率大于块材的电阻率,电阻率温度系数小于块材的电阻率温度系数,且电阻率与电阻率温度系数,与薄膜的厚度和薄膜的制备方法等有关。需要通过控制薄膜厚度,调整制备工艺等方法使薄膜的电阻率和电阻率温度系数与块材趋近,这样才能使方块电阻和电阻温度系数在大温度范围稳定。这是金属薄膜电阻作为热敏元件的重要条件,它决定热敏元件重复性和稳定性的好坏。在压力传感器上的应用金属薄膜式热敏电阻器集成在压力传感器上作为热敏元件,即可以直接用于测温,又可以对压力值进行温度补偿。对铂、铝、镍、银薄膜电阻在压力

2、传感器上的应用进行了研究,结果表明:不同用途的压力传感器,不同的工作温度,采用其中不同的金属薄膜电阻。高压高温压力传感器铂薄膜电阻铂电阻温度计金属铂是理想的测温材料,20世纪80年代为制作小型、廉价的铂温度计,各国竞相研究铂薄膜热敏电阻元件,目前已有型号产品出售。铂薄膜式热敏电阻器也可以集成在压力传感器芯片上作为热敏元件,它适用于大温度范围工作的高温高精度传感器。铂薄膜式热敏电阻器,可以作为大温度范围、高温度、高精度压力-温度传感器的热敏元件,但是工艺性较差。铝薄膜电阻铝薄膜式热敏电阻器,线性度好,精度高,可以工作到200,但是灵敏度较低,抗电迁移性和

3、耐腐蚀性差,可以将其集成在常温压力传感器上镍薄膜电阻结果表明镍薄膜热敏电阻制备工艺简单,灵敏度高,工作温度范围较宽,在常温到350有较好的重复性。但是,由图2得到电阻的非线性度达9.3%,较差,作为温度传感器使用必须进行非线性补偿。银薄膜电阻银与二氧化硅和硅的粘附性较差,可以采用多层结构解决这一问题:铬-镍-银多层薄膜,薄厚大约分别为:30,100,800nm,采用蒸镀法淀积薄膜,光刻剥离法电阻成型。银的电阻率比铝还低,因此作为热敏电阻也有灵敏度低的问题,和铝一样可以直接作为内连线,压焊引出内电极。银的电阻-温度曲线的线性度比铝更好。(1)金属薄膜式热

4、敏电阻器集成在压力传感器上作为热敏元件,即可以直接用于测温,又可以对压力值进行温度补偿。对不同使用温度,不同性能要求的压力传感器,需要选择不同材料的金属薄膜式热敏电阻器。(2)铂薄膜式热敏电阻器,可以作为大温度范围、高温度、高精度压力-温度传感器的热敏元件,但是工艺性较差。(3)铝薄膜式热敏电阻器,线性度好,精度高,可以工作到200,但是灵敏度较低,抗电迁移性和耐腐蚀性差,可以将其集成在常温压力传感器上。(4)镍薄膜式热敏电阻器,灵敏度高,工作温度可以从常温到350,但是非线性度较差,必须进行非线性补偿,可以将其集成在高温压力传感器上。(5)银可以采用

5、多层结构:铬-镍-银多层薄膜电阻作为热敏元件,与铝薄膜式热敏电阻器性能接近,且好于铝,特别在抗电迁移性和耐腐蚀性方面。总结