本发明专利技术公开了一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述底层欧姆银浆包括：银粉、掺杂的二氧化锡SnO2微粉、玻璃粉、有机溶剂、有机粘接剂，其质量份数比为[65,85]∶[0.9,4.3]∶[0.5,5]∶[10,20]∶[10,15]，还公开了其制备方法和应用，本发明专利技术欧姆银浆印刷在具备伏安特性的钛酸锶压敏电阻基片的表面高阻层上，[800,860]℃的空气中的烧结温度，形成了欧姆接触，且电极表面更光亮、致密、平整，满足耐焊、易焊、能承受激光焊接的要求，突破了电压E10值只形成于基片氧化烧结环节的固有模式。式。式。
Bottom layer ohmic silver paste for strontium titanate ring varistor and its preparation method and Application
【技术实现步骤摘要】
钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆及制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及半导体功能陶瓷领域，尤其涉及一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆及制备方法和应用。
技术介绍
[0002]钛酸锶压敏电阻是以钛酸锶为主要原料，模压成型、排胶后，先通过施主掺杂和还原气氛烧结的共同作用，实现晶粒和坯片半导化，再通过受主掺杂和高温氧化的共同作用实现晶界和坯片外层高阻绝缘化，从而制得一种表面层型半导体基片，再丝印、烧渗电极，最后制得同时具备非线性压敏特性和电容特性的双重功能的半导体陶瓷敏感器件。
[0003]高温氧化处理后的钛酸锶陶瓷表面存在氧吸附层，是高阻绝缘层，银是稳定贵金属，纯银浆料烧渗形成的电极与钛酸锶半导体陶瓷基片的表面高阻层之间无法实现欧姆接触，为了能够实现欧姆接触，钛酸锶环形压敏电阻的银电极的制备分为底层欧姆浆料的印刷和面层银浆的印刷两部分，欧姆浆料为在银浆中添加还原性强的金属，如金属锌、铝和镍等金属粉，其中还原性金属粉添加量约15~40%；面层银浆为银含量约70%~80%的纯银浆料。
[0004]虽然银浆中添加还原性强的金属粉可以使电极与基片之间达到良好的欧姆接触，但是，微米级金属锌、铝和镍在高温空气中极易氧化，因此，钛酸锶环形压敏电阻电极的烧渗温度只能控制在550℃~620℃范围内，烧渗温度再高会使欧姆银浆中的还原性金属氧化而失去欧姆特性，进而钛酸锶环形压敏电阻器的非线性压敏特性无法在与之并联的直流微电机中起作用，所以，表层银电极由于烧结温度无法提高而不能形成致密的银层，因而钛酸锶环形压敏电阻器的电极焊接性能并不十分理想，在微电机焊接装配过程中压敏电阻的电极易出现“烧银层”和“不上锡”的问题。随着高周波焊接和激光焊接等现代化的、高效的、严苛的焊接工艺快速发展，压敏电阻的电极焊接性的耐高温需求越来越强烈，许多钛酸锶环形压敏电阻生厂商采用增加银层厚度的方法，通过印刷多层面银浆来解决压敏电阻银电极焊接不良的问题，这种方法虽然能够暂缓上述问题，却增加了压敏电阻的生产和材料成本。
[0005]授权公告号：CN102855960B，一种SrTiO3压敏电阻器用欧姆银浆及其制备方法，将银粉、铝粉或锌粉、玻璃粉、有机粘结剂混合研磨，再加入稀释剂，搅拌均匀，得到SrTiO3压敏电阻器用欧姆银浆。该专利技术克服了目前国内浆料的欧姆接触差，烧结性能不好等问题，综合性能与国外同类产品相当。但没能满足高温焊接的要求。
[0006]授权公告号：CN1629986B，铜电极钛酸锶环形压敏电阻器，产品克服了银电极环形压敏电阻器的“挥银”现象，具有更好的耐焊接性能，但是依然承受不了激光焊接。
[0007]在保证良好的欧姆接触性和银电极本身电阻率必须尽量小的条件下，如何改善现有钛酸锶环形压敏电阻的电极的耐高温焊接，解决钛酸锶压敏电阻焊接时烧银、不上锡的现象，是本技术方案将要解决的问题。用掺杂的二氧化锡SnO2微粉替代强还原性的锌等金属在钛酸锶银浆里的添加，以克服单纯银的稳定性无法在具备伏安特性的环形压敏电阻表面的高阻层上形成欧姆接触的做法，我们还没有看到先例或公开技术。
[0008]本技术方案中相关描述的补充定义和说明：所述焊接是指环形压敏电阻在装机时直流电机电枢绕组上的导线在环形钛酸锶压敏电阻表面电极上的焊接。
[0009]所述耐焊易焊是指比现有技术在更短的时间内、更高的温度下完成焊接，能多次承受比常规焊接温度350
‑
380℃要高的380
‑
420℃温度，满足高周波焊接或激光焊接等现代化的、高效的、严苛的焊接要求。
[0010]所述丝印为丝网印刷的简称，所述还原气氛为氢气或氮氢混合气氛。
[0011]电极与钛酸锶环形压敏电阻器的欧姆接触是指两接触面之间的电阻是个纯电阻常数，其阻值大小不随位置、电流方向、焊接因素的影响，阻值越小越好，该阻值的存在不影响钛酸锶环形压敏电阻器本身的非线性伏安特性。
[0012] 所述钛酸锶环形压敏电阻器基片的非线性伏安特性可近似地由下公式表示：I=（U/C）
α
式中，I为流过环形压敏电阻器的的电流，U为环形压敏电阻器的两端的电压，C为材料有常数，α为非线性系数且大于1，可由下述公式表示：α=1/lg（E
10
/E1）式中E1、E10值为流经钛酸锶环形压敏电阻器的电流为1mA、10mA时环形压敏电阻器的电压。
[0013] 所述[65,85]表示包括端值65、85区间的实数集合，其它同比类推。
技术实现思路
[0014]有鉴于此，本专利技术的主要目的是在保证电极与钛酸锶压敏电阻基片良好欧姆接触、烧成电极的电阻尽量小的恒定常数的前提下，提出一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆及制备方法和应用，以满足日益苛刻的如激光、高频等焊接，同时有助于提高微电机常规焊接的工作效率。
[0015]一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述底层欧姆银浆包括：银粉、掺杂的二氧化锡SnO2微粉、玻璃粉、有机溶剂、有机粘接剂，其质量份数比为[65,85]∶[0.9,4.3]∶[0.5,5]∶[10,20]∶[10,15]。
[0016]进一步，所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉为掺杂元素如锑、氟、磷、钨离子的一种或其中两种掺杂的二氧化锡SnO2微粉。
[0017]进一步，所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉的掺杂为Sb2O3。
[0018]进一步，所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉中SnO2∶掺杂质量比为[89,99]∶[1,11]，两者质量比之和为100。
[0019]进一步，所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉为球状，中位粒度D50为0.5~3μm。
[0020]进一步，所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉比表面积为2~50m2/g，常温下电阻率为0.1~1Ω
•
cm。
[0021]进一步，所述玻璃粉的制备方法为：H3BO3、SiO2、BaCO3、ZnO、Al2O3、Na2CO3、K2CO3按质量比[20,60]∶[15,25]∶[10,20]∶[15,20]∶[1,10]∶[5,20]∶[1,10]混合球磨，在1250℃熔炼2~3h，熔炼后经过水淬得到玻璃渣，将玻璃渣放入球磨罐中，球磨4~24h，过筛，烘干后得到软化点为635~700℃、中位粒度D50≤3μm的玻璃粉。
[0022]进一步，所述银粉包括粒径为 [1.0, 2.5]μm球状银微粉A、粒径为 [0.8, 1.0]μm 球状银微粉B、粒径为 [0.2，0.8]μm 球状银微粉C，A∶B∶C的质量比为[30, 60]∶[20, 30]∶[5, 10]。
[0023]进一步，所述有机粘结剂的制备方法为：准确称量[80, 90]质量份数松油醇、丁基卡必醇中的至少一种加入到制胶机中加热至80℃，加入[10, 20] 质量份数乙基纤维素，控制温度在[90, 95]℃，充分搅拌使混合物形成透明胶状混合液，放入塑料桶或不锈钢桶内自然冷却至室温，所述的有机粘结剂的粘度为400~600本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述底层欧姆银浆包括：银粉、掺杂的二氧化锡SnO2微粉、玻璃粉、有机溶剂、有机粘接剂，其质量份数比为[65, 85]∶[0.9, 4.3]∶[0.5, 5]∶[10, 20]∶[10, 15]。2.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉为掺杂元素如锑、氟、磷、钨离子的一种或其中两种掺杂的二氧化锡SnO2微粉。3.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉的掺杂为Sb2O3。4.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉中SnO2∶掺杂质量比为[89,99]∶[1,11]，两者质量比之和为100。5.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆的制备方法，其特征在于：所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉为球状，中位粒度D50为0.5~3μm。6.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述掺杂的二氧化锡SnO2微粉比表面积为2~50 m2/g，常温电阻率为0.1~1 Ω
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cm。7.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述玻璃粉的制备方法为：H3BO3、SiO2、BaCO3、ZnO、Al2O3、Na2CO3、K2CO
3 按质量比[20, 60]∶[15, 25]∶[10, 20]∶[15, 20]∶[1, 10]∶[5, 20]∶[1, 10]混合球磨，在 1250℃熔炼2~3h，熔炼后经过水淬得到玻璃渣，将玻璃渣放入球磨罐中，球磨4~24h，过筛，烘干后得到软化点为 635~ 700℃、中位粒度 D50≤ 3μm的玻璃粉。8.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银浆，其特征在于：所述银粉包括粒径为 [1.0, 2.5] μm球状银微粉 A、粒径为 [0.8, 1.0]μm球状银微粉 B、粒径为 [0.2，0.8] μm 球状银微粉C，A∶B∶C的质量比为[30, 60]∶[20, 30]∶[5, 10]。9.如权利要求1所述的一种钛酸锶环形压敏电阻器用底层欧姆银，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴志南，周水明，王克强，王学钊，
申请(专利权)人：广州新莱福新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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