一种铝电极的压敏电阻及其制备方法技术

本发明专利技术属于电子元器件技术领域，公开了一种铝电极的压敏电阻，包括陶瓷层、导电层以及外部电连接结构，导电层分别设置在陶瓷层的两侧端面，并通过同侧对应的外部电连接结构与外部电路连接，导电层包括至少一层铝电极层，所述铝电极层厚度范围为5

【技术实现步骤摘要】
一种铝电极的压敏电阻及其制备方法


[0001]本专利技术属于压敏电阻
，具体涉及一种铝电极的压敏电阻及其制备方法。

技术介绍

[0002]压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，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，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的主要参数有：压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。压敏电阻的响应时间为ns级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些，一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。压敏电阻的结电容一般在几百到几千Pf的数量级范围，很多情况下不宜直接应用在高频信号线路的保护中，应用在交流电路的保护中时，因为其结电容较大会增加漏电流，在设计防护电路时需要充分考虑。
[0003]当加在压敏电阻上的电压低于它的阈值时，流过它的电流极小，它相当于一个阻值无穷大的电阻。也就是说，当加在它上面的电压低于其阈值时，它相当于一个断开状态的开关。当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时，流过它的电流激增，它相当于阻值无穷小的电阻。也就是说，当加在它上面的电压高于其阈值时，它相当于一个闭合状态的开关。
[0004]压敏电阻采用典型的半导体陶瓷工艺制作。其核心材料为氧化锌，而氧化锌的微观结构中又包括氧化锌晶粒和晶粒周围的晶界层。氧化锌晶粒的电阻率很低，而晶界层的电阻率却很高，晶粒与晶界层的接触面之间形成一个相当于齐纳二极管的势垒，构成一个压敏单元。每个单元的击穿电压大约为3.5V。压敏电阻器内许许多多的这种单元进行串联和并联，便构成了压敏电阻器的基体。串联的单元越多，其击穿电压就越高；基片的横截面积越大，相当于并联的导电路径越多，其允许通过的电流(通流容量)也越大。压敏电阻器在工作时，每个压敏电阻单元都能承担浪涌能量，也就是说整个电阻体都能承担能量，而不是半导体稳压二极管(齐纳二极管)这种只是结区承受电功率，故压敏电阻器比半导体稳压二极管能承受大得多的通过电流。高性能压敏电阻电极需要耐受较高密度电流冲击，电极材料和加工工艺是制造压敏电阻关键技术。
[0005]而在氧化锌核心结构外，还具有用于导电的电极结构，现有的电极结构均采用具有较好导电性能的金属材料，例如银、铜，但上述材料成本较高，在实际生产中该金属材料的成本占比较高，则要降低成本，就需要对该部分材料进行替换，在保持性能不变的情况下尽可能降低成本。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种铝电极的压敏电阻及其制备方法，由于现有压敏电阻中采用铝材料作为电极的不多，且这种结构本身成本远低于其他贵金属电极，则本专利技术通过溅射工艺设置恰当的导电层和抗氧化防护层厚度值能够保证其性能可以达到使用条件以及批量化生产。
[0007]本专利技术所采用的技术方案为：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种铝电极的压敏电阻，包括陶瓷层、导电层以及外部电连接结构，导电层分别设置在陶瓷层的两侧端面，并通过同侧对应的外部电连接结构与外部电路连接，导电层包括至少一层铝电极层，所述铝电极层厚度范围为5
‑
20um。
[0009]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第一种实施方式，所述铝电极层厚度范围为7
‑
18um。
[0010]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第二种实施方式，在铝电极层表面涂覆一层采用镍铜合金或镍的抗氧化的防护层，所述防护层厚度在0.1um
‑
1.0um。
[0011]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第三种实施方式，所述导电层还包括至少一层底层过渡层，底层过渡层的厚度不超过0.3um。
[0012]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第四种实施方式，所述外部外部点连接结构为电极引脚，所述电极引脚一端伸入压敏电阻中并与铝电极层贴合。
[0013]结合第一方面，本专利技术提供第一方面的第五种实施方式，还包括用于包覆整个压敏电阻的绝缘层。
[0014]第二方面，本专利技术还提供一种铝电极的压敏电阻制备方法，用于制备上述任一项的压敏电阻，通过溅射工艺形成导电层。
[0015]结合第二方面，本专利技术提供第二方面的第一种实施方式，其中，在真空环境或惰性气体环境下，通过若干次实施溅镀步骤以使所述压敏电阻的导电层厚度至对应值；
[0016]在相邻两次导电层溅镀步骤之间进行冷却处理至80
‑
90℃。
[0017]结合第二方面的第一种实施方式，本专利技术提供第二方面的第二种实施方式，其中，在溅镀工艺中所采用的溅镀设备具有若干复合镀膜室，并在相邻复合镀膜室之间设有冷却室，冷却室与复合镀膜室之间为密封连接。
[0018]结合第二方面的第二种实施方式，本专利技术提供第二方面的第三种实施方式，该溅镀设备包括预抽室、预溅射室、第一复合镀膜室、第一冷却室、第二复合镀膜室、后过渡室以及第二冷却室。
[0019]本专利技术的有益效果为：
[0020](1)本专利技术通过采用铝材料制成的电极层，相较于现有技术中采用的其他贵金属，具有较低的物料成本和制造成本，同时由于确定了有效的厚度范围，才能够实现将原本的贵金属材料替换为铝电极材料，在能够保证其与现有电极材料相同的导电性能，尤其针对铜电极材料或银电极材料；
[0021](2)本专利技术通过溅射镀膜工艺和设备，从而形成一定厚度的铝电极层，并在铝电极表面镀一层抗氧化的合金，(比如镍铜)防止铝材表面常温下被氧化，相较于其他工艺，在提高产品性能的同时，还适用于批量化生产，从而降低制造成本；同时相较于普通的印刷工艺，又能够满足在一定厚度的铝电极材料条件下达到相当的导电性能。
附图说明
[0022]图1是本专利技术中压敏电阻的正视图；
[0023]图2是本专利技术中压敏电阻将外部绝缘层剖切后的内部平面示意图；
[0024]图3是本专利技术中压敏电阻将外部绝缘层剖切后的内部轴测示意图。
[0025]图中：1
‑
绝缘层，2
‑
电极引脚，3
‑
陶瓷层，4
‑
铝电极层，5
‑
底层过渡层，6
‑
防护层。
具体实施方式
[0026]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步阐释。
[0027]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0028]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝电极的压敏电阻，包括陶瓷层(3)、导电层以及外部电连接结构，导电层分别设置在陶瓷层(3)的两侧端面，并通过同侧对应的外部电连接结构与外部电路连接，其特征在于：导电层包括至少一层铝电极层(4)，所述铝电极层(4)厚度范围为5
‑
20um。2.根据权利要求1所述的一种铝电极的压敏电阻，其特征在于：所述铝电极层(4)厚度范围为7
‑
18um。3.根据权利要求1所述的一种铝电极的压敏电阻，其特征在于：在铝电极层(4)表面涂覆一层采用镍铜合金或镍的抗氧化的防护层(6)，所述防护层(6)厚度在0.1um
‑
1.0um。4.根据权利要求1所述的一种铝电极的压敏电阻，其特征在于：所述导电层还包括至少一层底层过渡层(5)，底层过渡层(5)的厚度不超过0.3um。5.根据权利要求1所述的一种铝电极的压敏电阻，其特征在于：所述外部外部点连接结构为电极引脚(2)，所述电极引脚(2)一端伸入压敏电阻中并与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治成，黎科，叶磊，詹俊鸪，
申请(专利权)人：成都铁达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：