一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法技术

本发明专利技术属于电子器件领域，具体涉及一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法。本发明专利技术结合射频磁控溅射方法和热浸处理方法，以烧结氧化锌陶瓷或复合氧化锌陶瓷为靶材，获得的氧化锌压敏电阻器非线性性能优异、压敏电压可控、漏电流小、抗冲击老化和高温老化。且该制备方法条件温和，工艺参数严格可控、可重复性好，可在大面积基片上获得组成、结构和厚度均匀的薄膜器件，适合规模化生产，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌压敏电阻器及其制备方法
本专利技术属于电子器件领域，具体涉及一种氧化锌压敏电阻器的制备方法。
技术介绍
压敏电阻是一种限压型保护期间。氧化锌压敏电阻器是一种其阻值随着施加电压增加而呈非线性减小的电阻器，其具有抑制和吸收浪涌过电压的能力。利用压敏电阻的非线性特征，可以再电路中充当过电压保护元件，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从未实现对后级电路的保护。氧化锌压敏电阻器一直因兼具工艺简单、成本低廉、使用方便等特点，获得了广泛应用。在通讯设备、IT设备、消费电子、低压电器、新能源等领域有着广泛的应用。氧化锌压敏电阻器一般采用介质芯片、以及设置在介质芯片(或介质基片)上下两面的电极。目前氧化锌压敏电阻器普遍采用的电极有以下几种：1、印刷银；2、电喷铝+电喷铜；3、真空溅镀铬+真空溅射铜。但是以上电极都存在缺点和不足，其中，采用印刷银的方式，材料成本较高，工艺环境存在污染；采用电喷铝+电喷铜方式，表面镀层粗糙，可焊接性差；采用真空溅射铬+真空溅射铜的方式，镀层厚度薄，耐受浪涌冲击能力弱。申请号为201420644271.6的技术专利公开了一种氧化锌压敏电阻器，包括氧化锌压敏电阻瓷片，以及设置于氧化锌压敏电阻瓷片的上下表面的电极层；所述电极层包括底电极和表面电极，底电极与氧化锌压敏电阻瓷片直接接触，表面电极位于电极层的最外层；底电极是喷镀而形成的金属钒层、金属铬层、金属铝层、镍层、或镍与钒的合金层、镍与铬的合金层、镍与铜的合金层、镍与铝的合金层；表面电极是真空溅射而形成的金属铜层。该技术采用氧化锌压敏电阻瓷片，并采用电喷镀铝+真空溅射铜的方法，同时采用特制的底电极+表面电极，克服了仅仅使用真空溅射形成的金属层厚度薄的不足，但是该氧化锌压敏电阻器存在金属层厚度不均匀、表面电极和底电极容易被氧化，使用寿命短，稳定性差等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，本专利技术结合射频磁控溅射方法和热浸处理方法，以烧结氧化锌陶瓷或复合氧化锌陶瓷为基质靶材，获得的氧化锌压敏电阻器非线性性能优异、压敏电压可控、漏电流小、抗冲击老化和高温老化。且该制备方法条件温和，工艺参数严格可控、可重复性好，可在大面积基片上获得组成、结构和厚度均匀的薄膜器件，适合规模化生产，具有广泛的应用前景。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗30-40min后去离子水洗涤2-3次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10-4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为50-100nm，材料为镍或铬或钛或其合金的一种；4)从射频磁控溅射设备中取出氧化锌压敏陶瓷基片，放入退火炉中退火处理；5)将退火处理后的氧化锌压敏陶瓷基片放入马弗炉中，将氧化锌压敏陶瓷基片热浸处理，使氧化锌压敏陶瓷基片的阻挡层表面热浸一层焊接层，热浸处理后，随马弗炉冷却至室温；6)在步骤5)所得的氧化锌压敏陶瓷基片的焊接层上焊接电极，冷却分装后得到氧化锌压敏电阻器。优选地，所述步骤2)中惰性气体为氩气。优选地，所述步骤3)中溅射预处理时间为10-15min。优选地，所述步骤4)中退火处理的热处理时间为2-4小时。优选地，所述步骤5)中焊接层的材料为铝硅合金或氟化铝与氟化钾共晶体。优选地，所述步骤6)电极材料为铜、银或铝。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术结合射频磁控溅射方法和热浸处理方法，以烧结氧化锌陶瓷或复合氧化锌陶瓷为基质靶材，获得的氧化锌压敏电阻器非线性性能优异、压敏电压可控、漏电流小、抗冲击老化和高温老化。且该制备方法条件温和，工艺参数严格可控、可重复性好，可在大面积基片上获得组成、结构和厚度均匀的薄膜器件，适合规模化生产，具有广泛的应用前景。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗30min后去离子水洗涤2次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10-4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片靶材表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为100nm，材料为镍；4)从射频磁控溅射设备中取出氧化锌压敏陶瓷基片，放入退火炉中退火处理；5)将退火处理后的氧化锌压敏陶瓷基片放入马弗炉中，将氧化锌压敏陶瓷基片热浸处理，使氧化锌压敏陶瓷基片的阻挡层表面热浸一层焊接层，热浸处理后，随马弗炉冷却至室温；6)在步骤5)所得的氧化锌压敏陶瓷基片的焊接层上焊接电极，冷却分装后得到氧化锌压敏电阻器。所述步骤2)中惰性气体为氩气。所述步骤3)中溅射预处理时间为10min。所述步骤4)中退火处理的热处理时间为2小时。所述步骤5)中焊接层的材料为铝硅合金。所述步骤6)电极材料为铜。实施例2一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗40min后去离子水洗涤3次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10-4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片靶材表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为50nm，材料为铬；4)从射频磁控溅射设备中取出氧化锌压敏陶瓷基片，放入退火炉中退火处理；5)将退火处理后的氧化锌压敏陶瓷基片放入马弗炉中，将氧化锌压敏陶瓷基片热浸处理，使氧化锌压敏陶瓷基片的阻挡层表面热浸一层焊接层，热浸处理后，随马弗炉冷却至室温；6)在步骤5)所得的氧化锌压敏陶瓷基片的焊接层上焊接电极，冷却分装后得到氧化锌压敏电阻器。所述步骤2)中惰性气体为氩气。所述步骤3)中溅射预处理时间为15min。所述步骤4)中退火处理的热处理时间为4小时。所述步骤5)中焊接层的材料为氟化铝与氟化钾共晶体。所述步骤6)电极材料为银。实施例3一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗35min后去离子水洗涤3次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10-4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片靶材表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗30‑40min后去离子水洗涤2‑3次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10‑4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为50‑100nm，材料为镍或铬或钛或其合金的一种；4)从射频磁控溅射设备中取出氧化锌压敏陶瓷基片，放入退火炉中退火处理；5)将退火处理后的氧化锌压敏陶瓷基片放入马弗炉中，将氧化锌压敏陶瓷基片热浸处理，使氧化锌压敏陶瓷基片的阻挡层表面热浸一层焊接层，热浸处理后，随马弗炉冷却至室温；6)在步骤5)所得的氧化锌压敏陶瓷基片的焊接层上焊接电极，冷却分装后得到氧化锌压敏电阻器。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌压敏电阻器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将高温烧结好的氧化锌压敏陶瓷基片经过超声波清洗30-40min后去离子水洗涤2-3次，清洗后烘干处理；2)将清洗烘干后的氧化锌压敏陶瓷基片做为靶材，放入射频磁控溅射设备中，抽真空，使真空腔内真空度达到10-4Pa级别，向真空腔内冲入惰性气体；3)预溅射处理，去除氧化锌压敏陶瓷基片表面的污染物，在氧化锌压敏陶瓷基片表面依次双面溅射沉积一层阻挡层，该阻挡层厚度为50-100nm，材料为镍或铬或钛或其合金的一种；4)从射频磁控溅射设备中取出氧化锌压敏陶瓷基片，放入退火炉中退火处理；5)将退火处理后的氧化锌压敏陶瓷基片放入马弗炉中，将氧化锌压敏陶瓷基片热浸处理，使氧化锌压敏陶瓷基片的阻挡层表面热浸一层焊接层，热浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，
申请(专利权)人：江苏时瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32