一种温度补偿衰减器制造技术

本发明专利技术涉及一种温度补偿衰减器，其包括基片，所述基片上设有第一热敏电阻、第二热敏电阻、信号电极和地电极，所述第一热敏电阻为薄膜PTC热敏电阻；所述第二热敏电阻由至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成，且最底层的所述导电层设于所述基片和最底层的所述薄膜NTC热敏电阻之间；所述信号电极与所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻分别电连接，所述地电极与所述第一热敏电阻或所述薄膜NTC热敏电阻电连接。本发明专利技术通过至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成第二热敏电阻，这样可以在较大范围内灵活调节整体的阻值及电阻温度系数，从而实现温补衰减器的薄膜化及系列化。

【技术实现步骤摘要】
一种温度补偿衰减器
本专利技术涉及一种衰减器，具体涉及一种温度补偿衰减器。
技术介绍
温度补偿衰减器(或称“温度可变衰减器”)是用于稳定射频/微波放大器增益随温度变化的一类器件。GaAs场效应管(FET)和高电子迁移率晶体管(HEMT)的增益会随温度而显著变化。因而，对于很多应用场合，为了避免由此导致的系统异常，需要对温度漂移进行有效的补偿。温度补偿的方法可分为三类，包括自动电平控制(ALC)/自动增益控制(AGC)、偏置补偿及采用温度补偿衰减器。其中ALC/AGC电路结构相对较复杂，设计与实现的成本较高，且反应速度较慢，可靠性较差；偏置补偿的方法需要针对具体的放大电路进行单独的分析设计；而采用基于热敏电阻和定值电阻网络的无源温度补偿衰减器具有设计简单、成本低、可靠性高、响应速度快、无频率失真等优点，已成为多数射频工程师的首要选择。典型的温度补偿衰减器由热敏电阻构成T型或Π型的二端口网络(如图14所示)，其中串联热敏电阻及并联热敏电阻分别具有符号相反的电阻温度系数(TCR)，使得衰减量随着温度按特定的斜率接近线性变化，同时保持特性阻抗基本不变。温度补偿衰减器两个关键的性能参数是衰减量及其温度系数(TCA)。根据射频放大器的增益及其温度系数来选取具有合适的衰减量及TCA的温度补偿衰减器，将二者通过传输线串接即可实现对放大器增益的温度补偿。由于射频放大器的性能参数各异，温度补偿衰减器的衰减量及TCA均需要系列化。衰减量及TCA主要由热敏电阻的阻值及其TCR决定，对于典型的衰减量，热敏电阻的阻值覆盖了数欧姆到数百欧姆的范围，对应的表面电阻率在数十到数兆Ω/□之间；而对于不同的TCA，热敏电阻的TCR也覆盖了较大的范围，可高达数千ppm/℃。因此，实现产品系列化的先决条件是具备(室温)电阻率及TCR能在较大范围内灵活调节的热敏电阻材料体系以及配套工艺。目前，无源温度补偿衰减器均采用厚膜工艺制作。美国EMCTechnology公司拥有无源温度补偿衰减器的首个专利技术专利(US5332981)，采用厚膜正温度系数(PTC)和负温度系数(NTC)热敏电阻及相应的导体浆料，通过丝网印刷的工艺制作器件，在系列化的热敏电阻浆料中选取相邻两种浆料按不同比例混合可调节电阻率和TCR，从而获得不同的衰减量及TCA组合。厚膜工艺有其独特的优势：衰减量及其温度系数容易系列化，成本低，适合大规模生产。而另一方面，厚膜工艺存在以下问题：工艺及性能的可控性、重复性及一致性偏低，其主要原因是厚度及图形线宽/线距的精度不够高；厚膜浆料中的玻璃相普遍含有铅，对环境不友好；同时玻璃相的加入明显提高了材料的电阻率，并容易引入明显的寄生容抗影响器件的高频性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种性能更优异、一致性好的薄膜温度补偿衰减器，该温度补偿衰减器可在较大范围内灵活调节整体的阻值及电阻温度系数，实现了温度补偿衰减器的薄膜化及系列化。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种温度补偿衰减器，其包括基片，所述基片上设有第一热敏电阻、第二热敏电阻、信号电极和地电极，所述第一热敏电阻为薄膜PTC热敏电阻；所述第二热敏电阻由至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成，且最底层的所述导电层设于所述基片和最底层的所述薄膜NTC热敏电阻之间；所述信号电极与所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻分别电连接，所述地电极与所述第一热敏电阻或所述薄膜NTC热敏电阻电连接。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述导电层和薄膜NTC热敏电阻均为1层或均为2层。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述导电层的材料为金属导体，所述导电层的电阻率与所述薄膜NTC热敏电阻的电阻率的比值小于10-6；或所述导电层的材料为氧化物，所述导电层的电阻率与所述薄膜NTC热敏电阻的电阻率的比值在3×10-5～7×10-4之间。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的更优选实施方式，所述金属导体为Pt、Au或Pd；所述薄膜NTC热敏电阻的材料是电阻率为1～100Ω·cm、热敏常数(B值)为103K数量级的Mn-Co-Cu-O体系；所述氧化物为SnO2、掺锑SnO2、ITO、RuO2、RhO2、ReO2、ReO3、IrO2、MRuO3、LaMnO3、LaCoO3、LaNiO3、LaCrO3、CaVO3、SrVO3、SrMoO3；MRuO3中M为Sr、Pb、Bi、Ca或Ba。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述温度补偿衰减器还包括保护层，所述保护层覆盖于所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻上。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述基片上还设有粘附层，所述粘附层设于最底层的所述导电层的下方。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述基片上设有2个第一热敏电阻、1个第二热敏电阻、2个信号电极和1个地电极，2个所述信号电极分别覆盖所述第二热敏电阻两侧边，并且2个所述信号电极分别覆盖2个所述第一热敏电阻的顶边；所述地电极同时覆盖2个所述第一热敏电阻的底边。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述基片上设有1个第一热敏电阻、2个第二热敏电阻、2个信号电极和1个地电极，2个所述信号电极分别覆盖所述第一热敏电阻两侧边，并且2个所述信号电极分别覆盖2个所述第二热敏电阻的顶边；所述地电极同时覆盖2个所述第二热敏电阻的底边。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述基片上设有1个第一热敏电阻、2个第二热敏电阻、3个信号电极和1个地电极，所述3个信号电极依次为第一端头信号电极、第二端头信号电极和中间信号电极；所述第一端头信号电极和第二端头信号电极分别覆盖2个所述第二热敏电阻的外侧边，所述中间信号电极同时覆盖2个所述第二热敏电阻的内侧边以及所述第一热敏电阻的顶边；所述地电极覆盖所述第一热敏电阻的底边。作为本专利技术所述温度补偿衰减器的优选实施方式，所述基片上设有2个第一热敏电阻、1个第二热敏电阻、3个信号电极和1个地电极，所述3个信号电极依次为第一端头信号电极、第二端头信号电极和中间信号电极；所述第一端头信号电极和第二端头信号电极分别覆盖2个所述第一热敏电阻的外侧边，所述中间信号电极同时覆盖2个所述第一热敏电阻的内侧边以及所述第二热敏电阻的顶边；所述地电极覆盖所述第二热敏电阻的底边。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成第二热敏电阻，这样可以在较大范围内灵活调节整体的阻值及电阻温度系数，从而实现温补衰减器的薄膜化及系列化。附图说明图1为本专利技术实施例1温度补偿衰减器的结构示意图；图2为本专利技术实施例1温度补偿衰减器不含保护层时的结构示意图；图3为本专利技术图1的A-A向剖视图；图4为本专利技术图1的B-B向剖视图；图5为本专利技术实施例1中总阻值与导电层电阻率ρ1和NTC热敏电阻的电阻率ρ2的比值的关系曲线图；图6为本专利技术实施例3中四层堆叠结构的NTC热敏电阻的总阻值的电阻温度特性曲线图；图7为本专利技术实施例4温度补偿衰减器不含保护层时的结构示意图；图8为本专利技术实施例5温度补偿衰减器的结构示意图；图9为本专利技术实施例5温度补偿衰减器不含保护层时的结构示意图；图10为本专利技术图8的A-A向剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度补偿衰减器，其特征在于：包括基片，所述基片上设有第一热敏电阻、第二热敏电阻、信号电极和地电极，所述第一热敏电阻为薄膜PTC热敏电阻；所述第二热敏电阻由至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成，且最底层的所述导电层设于所述基片和最底层的所述薄膜NTC热敏电阻之间；所述信号电极与所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻分别电连接，所述地电极与所述第一热敏电阻或所述薄膜NTC热敏电阻电连接。

【技术特征摘要】
1.一种温度补偿衰减器，其特征在于：包括基片，所述基片上设有第一热敏电阻、第二热敏电阻、信号电极和地电极，所述第一热敏电阻为薄膜PTC热敏电阻；所述第二热敏电阻由至少一层导电层和至少一层薄膜NTC热敏电阻交替堆叠而形成，且最底层的所述导电层设于所述基片和最底层的所述薄膜NTC热敏电阻之间；所述信号电极与所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻分别电连接，所述地电极与所述第一热敏电阻或所述薄膜NTC热敏电阻电连接。2.如权利要求1所述的温度补偿衰减器，其特征在于：所述导电层和薄膜NTC热敏电阻均为1层或均为2层。3.如权利要求1所述的温度补偿衰减器，其特征在于：所述导电层的材料为金属导体，所述导电层的电阻率与所述薄膜NTC热敏电阻的电阻率的比值小于10-6；或所述导电层的材料为氧化物，所述导电层的电阻率与所述薄膜NTC热敏电阻的电阻率的比值在3×10-5～7×10-4之间。4.如权利要求3所述的温度补偿衰减器，其特征在于：所述金属导体为Pt、Au或Pd；所述薄膜NTC热敏电阻的材料是电阻率为1～100Ω·cm、热敏常数为103K数量级的Mn-Co-Cu-O体系；所述氧化物为SnO2、掺锑SnO2、ITO、RuO2、RhO2、ReO2、ReO3、IrO2、MRuO3、LaMnO3、LaCoO3、LaNiO3、LaCrO3、CaVO3、SrVO3、SrMoO3；MRuO3中M为Sr、Pb、Bi、Ca或Ba。5.如权利要求1所述的温度补偿衰减器，其特征在于：所述温度补偿衰减器还包括保护层，所述保护层覆盖于所述第一热敏电阻和薄膜NTC热敏电阻上。6.如权利要求1所述的温度补偿衰减器，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖进福，沓世我，付振晓，杨曌，罗俊尧，李保昌，
申请(专利权)人：广东风华高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44