KR101102698B1 - Thermistor and manufacture method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 써미스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 저항값을 용이하게 조절하는데 있다.The present invention relates to a thermistor and a method of manufacturing the same, and a technical problem to be solved is to easily adjust the resistance value.
이를 위해 본 발명은 기판과, 기판의 상면에 형성된 금속층과, 금속층의 상면에 형성된 저항층과, 저항층의 상면에 형성되고, 상호간 이격된 적어도 두 개의 전극층으로 이루어진 써미스터 및 그 제조 방법을 개시한다.To this end, the present invention discloses a thermistor comprising a substrate, a metal layer formed on the upper surface of the substrate, a resistance layer formed on the upper surface of the metal layer, and at least two electrode layers formed on the upper surface of the resistance layer and spaced apart from each other, and a method of manufacturing the same. .
Description
본 발명은 써미스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermistor and a method of manufacturing the same.
일반적으로 써미스터는 산화금속으로 만들어진 반도체로서, 온도계수(단위 온도당 저항 변화량)가 큰 특징을 가지고 있다. 써미스터는 온도계수가 정의 계수인 PTC(Positive Temperature Coefficient) 써미스터가 있고, 온도 계수가 부인 NTC(Negative Temperature Coefficient) 써미스터가 있다.In general, thermistors are semiconductors made of metal oxides, and have a large temperature coefficient (change in resistance per unit temperature). The thermistor has a positive temperature coefficient (PTC) thermistor whose temperature coefficient is a positive coefficient, and a negative temperature coefficient (NTC) thermistor whose temperature coefficient is negative.
이러한 써미스터의 재료는 망간, 니켈, 코발트, 철, 동 등의 천이금속 산화물을 2원계 또는 3원계로 필요 특성에 따라 서로 다른 산화물계를 이용한 원료 분말을 혼합시켜 1300~1500℃ 정도의 고온에서 소성하여 벌크형으로 제조하고 있다.The material of these thermistors is a binary or ternary transition metal oxide such as manganese, nickel, cobalt, iron, copper, etc., mixed with raw material powders using different oxides, and then fired at a high temperature of about 1300 ~ 1500 ° C. To be manufactured in bulk form.
본 발명은 저항값 조절이 용이한 고정도의 박막형 써미스터 및 그 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a highly accurate thin-film thermistor and a method of manufacturing the same which can easily adjust the resistance value.
또한, 본 발명은 저항층의 하부에 금속층을 형성함으로써, 다양한 종류의 기 판을 사용할 수 있는 박막형 써미스터 및 그 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a thin film thermistor capable of using various kinds of substrates by forming a metal layer under the resistive layer, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 의한 써미스터는 기판; 상기 기판의 상면에 형성된 금속층;Thermistor according to the present invention is a substrate; A metal layer formed on an upper surface of the substrate;
상기 금속층의 상면에 형성된 저항층; 및 상기 저항층의 상면에 형성되고, 상호간 이격된 적어도 두 개의 전극층을 포함한다.A resistance layer formed on the upper surface of the metal layer; And at least two electrode layers formed on an upper surface of the resistance layer and spaced apart from each other.
상기 기판은 글래스, 알루미나 또는 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.The substrate may be made of glass, alumina or silicon wafer.
상기 금속층은 Pt, Ag, Ni 또는 Ti로 이루어질 수 있다.The metal layer may be made of Pt, Ag, Ni, or Ti.
상기 저항층은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 재료 또는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 재료로 이루어질 수 있다.The resistor layer may be made of a positive temperature coefficient (PTC) material or a negative temperature coefficient (NTC) material.
상기 전극층은 Pt, Ag, Ni 또는 Ti로 이루어질 수 있다.The electrode layer may be made of Pt, Ag, Ni or Ti.
또한, 본 발명에 따른 써미스터의 제조 방법은 기판을 준비하는 기판 준비 단계; 상기 기판의 상면에 스퍼터링, 증착 또는 도금 방식으로 금속층을 형성하는 금속층 형성 단계; 상기 금속층의 상면에 스퍼터링 방식으로 저항층을 형성하는 저항층 형성 단계; 및 상기 저항층의 상면에 상호간 이격된 적어도 두 개의 전극층을 스퍼터링, 증착 또는 도금 방식으로 형성하는 전극층 형성 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a thermistor according to the present invention includes a substrate preparation step of preparing a substrate; Forming a metal layer on the upper surface of the substrate by sputtering, vapor deposition, or plating; Forming a resistive layer on the upper surface of the metal layer by sputtering; And an electrode layer forming step of forming at least two electrode layers spaced apart from each other on the upper surface of the resistance layer by sputtering, vapor deposition, or plating.
상기 기판 준비 단계에서는 글래스, 알루미나 또는 실리콘 웨이퍼로 이루어진 기판을 준비할 수 있다.In the substrate preparation step, a substrate made of glass, alumina or silicon wafer may be prepared.
상기 금속층 형성 단계에서는 Pt, Ag, Ni 또는 Ti로 이루어진 금속층을 형성할 수 있다.In the metal layer forming step, a metal layer made of Pt, Ag, Ni, or Ti may be formed.
상기 저항층 형성 단계에서는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 재료 또는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 재료로 이루어진 저항층을 형성할 수 있다.In the resistive layer forming step, a resistive layer made of a positive temperature coefficient (PTC) material or a negative temperature coefficient (NTC) material may be formed.
상기 전극층 형성 단계에서는 Pt, Ag, Ni 또는 Ti로 이루어진 전극층을 형성할 수 있다.In the electrode layer forming step, an electrode layer made of Pt, Ag, Ni, or Ti may be formed.
본 발명에 따른 써미스터 및 그 제조 방법은 박박 형태로 저항층을 형성하기 때문에, 고정도의 저항값 조절이 용이하다.Since the thermistor and its manufacturing method according to the present invention form a resistive layer in the form of foil, it is easy to adjust the resistance value with high accuracy.
더욱이, 본 발명에 따른 써미스터 및 그 제조 방법은 저항층의 하부에 금속층을 형성함으로써, 다양한 종류의 기판을 사용할 수 있다.Moreover, in the thermistor and its manufacturing method according to the present invention, various kinds of substrates can be used by forming a metal layer under the resistance layer.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1a는 본 발명에 따른 써미스터를 도시한 단면도이고, 도 1b는 그 등가 저항을 도시한 회로도이다.1A is a cross-sectional view showing a thermistor according to the present invention, and FIG. 1B is a circuit diagram showing an equivalent resistance thereof.
도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 써미스터(100)는 기판(110), 금속층(120), 저항층(130) 및 한쌍의 전극층(140)을 포함한다.As shown in FIG. 1A, the
상기 기판(110)은 대략 평평하며, 절연성이다. 예를 들면, 상기 기판(110)은 글래스, 알루미나, 실리콘 웨이퍼 및 그 등가물로 이루어질 수 있다. 그러나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.The
상기 금속층(120)은 상기 기판(110)의 상면에 형성된다. 상기 금속층(120)은 비저항이 상대적으로 작은 Pt, Ag, Ni, Ti 및 그 등가물로 형성될 수 있다. 그러나, 여기서 그 재질을 한정하는 아니다.The
상기 저항층(130)은 상기 금속층(120)의 상면에 형성된다. 상기 저항층(130)은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 재료 또는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 재료로 이루어질 수 있다. The
상기 전극층(140)은 상기 저항층(130)의 상면에 형성되고, 상호간 이격되어 형성된다. 상기 전극층(140)은 Pt, Ag, Ni, Ti 및 그 등가물로 형성될 수 있다. 그러나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 더불어, 상기 전극층(140)은 제1전극층(141)과 제2전극층(142)으로 구분할 수 있다.The
이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 써미스터(100)는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 대략 두 개의 저항(R1,R2)을 갖는 형태를 한다. 여기서, 상기 저항(R1)은 예를 들면 제1전극층(141)과 대응되는 면적의 저항층(130)에 의해 형성된 것이고, 상기 저항(R2)은 예를 들면, 제2전극층(142)과 대응되는 면적의 저항층(130)에 의해 형성된 것이다. 상기 저항(R1)과 상기 저항(R2) 사이의 배선은 상기 금속층(120)에 대응한다.With this configuration, the
따라서, 본 발명에 따른 써미스터(100)는 상기 제1전극층(141) 및 제2전극층(142)의 면적을 조절함으로써, 저항값을 쉽게 조정할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 써미스터(100)는 저항값의 조절이 쉽다.Therefore, the
더불어, 본 발명은 저항층(130)의 하부에 금속층(120)을 형성함으로써, 다양 한 종류의 기판(110)을 사용할 수 있다. 즉, 본 발명은 기판(110)의 상면에 금속층(120)을 형성하고, 상기 금속층(120) 상면에 저항층(130)이 형성됨으로써, 기판(110)이 절연성이기만 하면, 기판(110)의 재질에 특별한 제한이 없다.In addition, according to the present invention, various types of
도 2는 본 발명에 따른 써미스터의 제조 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thermistor according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 써미스터(100)의 제조 방법은 기판 제공 단계(S1), 금속층 형성 단계(S2), 저항층 형성 단계(S3) 및 전극층 형성 단계(S4)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the method of manufacturing the
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 써미스터의 제조 방법을 도시한 순차 단면도이다. 3A to 3D are sequential cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thermistor according to the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판 제공 단계(S1)에서는, 대략 평평한 절연성 기판(110)을 준비한다. 예를 들면, 상기 기판(110)은 글래스, 알루미나, 실리콘 웨이퍼 및 그 등가물중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그러나, 여기서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.As shown in FIG. 3A, in the substrate providing step S1, an approximately flat
도 3b에 도시된 바와 같이, 금속층 형성 단계(S2)에서는, 상기 기판(110)의 상면에 스퍼터링, 증착 또는 도금 방식으로 금속층(120)을 형성한다. 예를 들면, 상기 금속층(120)은 Pt, Ag, Ni, Ti 및 그 등가물중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3B, in the metal layer forming step S2, the
도 3c에 도시된 바와 같이, 저항층 형성 단계(S3)에서는, 상기 금속층(120)의 상면에 스퍼터링 방식으로 저항층(130)을 형성한다. 즉, 금속층(120)의 상면에 PTC(Positive Temperature Coefficient) 재료 또는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 재료를 증착한다. 좀 더 구체적으로, BaTiO3에 Sr, Al, Zn, Ca, Pb 등 첨가물이 혼합된 PTC 산화물 소결 성형체, Ni-Mn-O, Ni-Mn-Fe-O, Ni-Mn-Co-O, Ni-Mn-Co-Zn-O, 등의 2원계, 3원계, 4원계 NTC 산화물 소결 성형체를 고주파 스퍼터링 장치를 사용하여 저항층(130)을 형성한다. 물론, 이러한 고주파 스퍼터링 공정은 Ar 분위기, 500℃의 온도, 800W의 고주파 전기 전력 및 대략 3㎛/H의 성막 속도의 조건하에서 이루어질 수 있다. 그러나, 이러한 제조 방법은 일례일 뿐이며, 이러한 스퍼터링 조건으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.As shown in FIG. 3C, in the resistive layer forming step S3, the
한편, 이러한 저항층(130)의 형성 단계 이후에는 대략 300∼1000℃의 온도 범위 내에서 열처리를 수행함으로써, 저항층(130)의 결정성을 향상시키고, 저항층(130)을 안정화시킨다.On the other hand, after the step of forming the
도 3d에 도시된 바와 같이, 전극층 형성 단계(S4)에서는, 상기 저항층(130)의 상면에 스퍼터링, 증착 또는 도금 방식으로 전극층(140)을 형성한다. 예를 들면, 상기 전극층(140)은 Pt, Ag, Ni, Ti 및 그 등가물중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 3D, in the electrode layer forming step S4, the
더불어, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 전극층(140)의 형성 단계 이후에는 상기 저항층(130)을 보호하기 위해, 그 표면에 산화막, 폴리이미드, 에폭시 및 그 등가물중에서 선택된 어느 하나를 보호막으로 형성할 수 있다. 물론, 상기 전극층(140)은 상기 보호막을 통하여 외부로 노출된 형태를 한다.In addition, although not shown in the drawing, in order to protect the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 써미스터 및 그 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for implementing the thermistor and its manufacturing method according to the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, as claimed in the following claims of the present invention Without departing from the gist of the present invention, one of ordinary skill in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
도 1a는 본 발명에 따른 써미스터를 도시한 단면도이고, 도 1b는 그 등가 저항을 도시한 회로도이다.1A is a cross-sectional view showing a thermistor according to the present invention, and FIG. 1B is a circuit diagram showing an equivalent resistance thereof.
도 2는 본 발명에 따른 써미스터의 제조 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thermistor according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 써미스터의 제조 방법을 도시한 순차 단면도이다.3A to 3D are sequential cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thermistor according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100; 본 발명에 따른 써미스터100; Thermistor according to the present invention
110; 기판 120; 금속층110; A
130; 저항층 140; 전극층130;
141; 제1전극층 142; 제2전극층141; A
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