新的愛普科斯負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是由TDK-EPC以基于晶片的制造工藝開發(fā)的，可以非常簡(jiǎn)單地整合入功率半導(dǎo)體元件。允許執(zhí)行可靠的溫度監(jiān)控功能，保護(hù)昂貴的電子設(shè)備免于故障或損壞。傳統(tǒng)的陶瓷NTC(負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻對(duì)溫度測(cè)量是理想的，同時(shí)也是符合成本效益的元件。愛普科斯已經(jīng)制造這些產(chǎn)品多年，有引線式型號(hào)或最通常的EIA封裝尺寸的表貼元件，例如0402、0603、0805等等。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻用途廣泛，用于汽車和工業(yè)電子設(shè)備以及家用電器，例如，冰箱、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)以及烹調(diào)器。這些負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的微型表貼型號(hào)日益直接整合入功率半導(dǎo)體元件例如IGBT組件，進(jìn)行超溫保護(hù)。但是，在流程管理中傳統(tǒng)型號(hào)會(huì)產(chǎn)生一定的困難。包括： 端子必須設(shè)計(jì)成半導(dǎo)體基片上的焊盤以便于焊接或連線。

如果元件不能完全平置，基片與負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻之間的熱阻會(huì)增加。

基片和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻不同的溫度系數(shù)可能導(dǎo)致破碎。

產(chǎn)生于半導(dǎo)體注模流程的熱和機(jī)械應(yīng)力也可能導(dǎo)致熱敏電阻破碎。

使用復(fù)雜的、代價(jià)高的技術(shù)流程可以解決部分問題。但是，在半導(dǎo)體操作過程中的破碎風(fēng)險(xiǎn)不能完全避免。為了解決這些問題，TDK-EPC為愛普科斯芯片負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(圖1)開發(fā)了基于晶片的制作工藝。

圖1：分離前負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻晶片

完整的負(fù)溫度系數(shù)晶片載體。接觸面在芯片的上下而不是在兩端，表面安裝元件通常是這樣。

對(duì)于由晶片(圖2)制造的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻而言，電端子配置十分重要：與傳統(tǒng)的安裝元件不同，它們位于表面的上下端而不是元件的兩側(cè)。這能夠通過下部的端子直接水平連接到半導(dǎo)體上。上部端子是通過通用的焊線接觸的。這個(gè)接觸表面是鍍金或鍍銀的以達(dá)到最佳的焊線結(jié)果。基片上的水平排列的端子顯著地降低了破碎的風(fēng)險(xiǎn)，同樣也使焊接多余。圖2：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻芯片

端子在上元件在下的布局極大地減少了破碎的風(fēng)險(xiǎn)。

晶片制程允許較小的容差負(fù)溫度系數(shù)芯片熱敏電阻的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其較小的電和熱容差。這個(gè)精度是由特殊技術(shù)流程獲得的：分離元件之前，晶片的總電阻是由100 °C的額定溫度決定的。分離的熱敏電阻尺寸是由此計(jì)算的，因此確保單個(gè)元件的容差規(guī)格是非常精密的。圖3顯示了在額定溫度25-60 °C的電阻和溫度的∆值。

圖3：電阻和溫度容限

愛普科斯負(fù)溫度系數(shù)芯片熱敏電阻的電阻(左)和溫度(右)容差是以25-60°C的額定溫度為參照的。

縮小的容差及其產(chǎn)生的高精密度超出了半導(dǎo)體生產(chǎn)商的要求。這使得IGBT可以在非常接近最大可容許值的溫度下運(yùn)行。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的B值及其容差對(duì)其精密度是非常重要的。一般而言，B值決定了電阻/溫度曲線的坡度。這種關(guān)系在圖4中是非常明顯的，顯示了電阻和溫度是如何作為不同的B值容差的函數(shù)變化的。

圖4：電阻和溫度容差作為B值的函數(shù)

B值容差越狹小，測(cè)量值越精確。圖形顯示了在0.3%和1%的ΔB/B值得電阻(左)和溫度(右)容差。

圖5中顯示了B值對(duì)測(cè)量精度的影響。這個(gè)圖將額定溫度為25 °C(3%的B值容差;R2525時(shí)5%的容差)封裝尺寸0603的傳統(tǒng)表貼負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與100 °C(1%的B值容差;R25100時(shí)3.5%的容差)額定溫度的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻芯片進(jìn)行對(duì)比。顯然，芯片負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻提供了顯著狹小從而更好的容差。

圖5：芯片式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻和傳統(tǒng)的表貼負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的對(duì)比

120 °C左右的溫度對(duì)半導(dǎo)體非常重要，芯片式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻在這里有±1.5 K的高測(cè)量精度，表貼元件則只能做到±5 K。

事實(shí)上，這意味著配備表貼負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的IGBT組件必須在120 °C的測(cè)量溫度時(shí)降額使用，因?yàn)榭紤]到±5 K容差，實(shí)際溫度可能已經(jīng)達(dá)到125 °C，這個(gè)溫度對(duì)耗盡層是非常危險(xiǎn)的。另一方面，溫度也可能僅僅為115 °C，但雖然如此，斷電也是必要的。同樣必須考慮的就是由于焊接流程的原因，大多數(shù)表貼負(fù)溫度系數(shù)熱面電阻有達(dá)±3%電阻漂移，進(jìn)一步減少了測(cè)量精度。對(duì)于芯片負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻情況是完全不同的：由于在120 °C時(shí)僅為±1.5 K的狹小容差，所以不需要斷電直到溫度達(dá)到123 °C。本例清晰地表明芯片負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻允許IGBT組件使用達(dá)到最高性能限制，因此可以更好地加以利用。如今現(xiàn)有的芯片負(fù)溫度熱敏電阻可以在溫度達(dá)155 °C時(shí)運(yùn)行。最大的運(yùn)行溫度甚至可以達(dá)到175 °C。同時(shí)，B值容差可以縮小至0.5%。這也使芯片負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻完美地適用于例如基于碳化硅(SiC)的新一代的半導(dǎo)體。