Технология производства терморезисторов.

При создании терморезисторов важное значение имеет выбор исходных материалов, которые должны удовлетворять ряду требований: чисто электронная проводимость материала, возможность регулирования проводимости материала и его температурного коэффициента в широких пределах, стабильность характеристик материала в рабочем диапазоне температур, возможно более простая схема технологического процесса получения изделий.

Терморезисторы отечественного производства с отрицательным ТКС изготавливают в основном из синтетических материалов, состоящих из смеси окислов переходных металлов, которые обладают способностью изменять в соединениях свою валентность. Соединения переходных металлов с кислородом имеют обычно резко выраженные полупроводниковые свойства. Среди материалов, используемых для терморезисторов, наибольшее распространение получили сложные системы, в которых исходными компонентами являются такие оксидные полупроводники, как: Mn₃О₄; Со₃О₄; СuО; ViO.

Наибольшее распространение имеют терморезисторы типов ММТ, КМТ и СТ. Эти терморезисторы изготавливают на основе медно-марганцевых (ММТ и СТ-2), кобальто-марганцевых (КМТ и СТ-1) и медно-кобальто-марганцевых (CT-З) оксидных полупроводников. Позисторы, как правило, изготавливаются на основе титанобариевой керамики, сопротивление которой значительно уменьшено (от 10¹⁰ – 10¹² Ом*см до 10 – 100 Ом*см) добавлением таких примесей редкоземельных металлов, как лантан или церий. В настоящее время терморезистивные элементы, как с положительным, так и с отрицательным ТКС изготавливаются также из монокристаллических полупроводников, таких, например, как кремний, германий, карбид кремния, фосфид галлия.

При изготовлении терморезисторов исходные компоненты (гидратные соединения меди, марганца, никеля и кобальта) тщательно перемешивают и из полученного порошка путей протяжки через мундштук или прессовки в пресс-формах формируют элементы необходимыми геометрическими размерами. Обжиг полученных терморезистивных элементов проводят при температуре 1000 -1400 ºС (в зависимости от используемого состава) в окислительной среде. В материале при этом образуются твердые растворы со структурой типа кубической шпинели. Для создания омических контактов термочувствительных элементов, выполняемых в виде стержней, дисков, бусинок или шайб, на их торцевых поверхностях создают серебряные контакты с помощью специальных паст, широко используемых в керамическом производстве.

Процесс изготовления позисторов на основе титаната бария (ВаТiO₃) аналогичен получению керамики обычного типа и состоит из взвешивания исходных компонентов, их перемешивания в шаровой мельнице с последующими фильтрацией, сушкой и обжигом при температуре 1100 – 1200 ºС. Полученный хрупкий материал подвергается помолу в шаровой мельнице с последующим прессованием в виде пластин, дисков или брусков и их обжигом при температуре 1400ºС в течение 0,5 - 2 ч. Хорошие омические контакты с малым переходным сопротивлением и механически прочные получают химическим осаждением никеля. Поверхность, на которую осаждают никель, предварительно активируют раствором хлористого палладия. После присоединения контактных выводов на терморезистивный элемент наносится защитное изоляционное покрытие на основе эпоксидных смол.

Терморезисторы из монокристаллических полупроводниковых материалов, например, из кремния, представляют собой пластинки электронного или дырочного типа электропроводности с концентрацией примеси 10¹⁵ – 10¹⁷ см^-3. Омические контакты с кристаллом создают путем двукратного химического осаждения никеля. Для защиты от влаги и других внешних воздействий терморезистивный элемент покрывают термостойким лаком.