一种压敏电阻器及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种压敏电阻器及其制备工艺，涉及半导体电子材料技术领域。其中，以重量份数计，压敏电阻器的瓷料体系的原料组成包括：氧化锌80

【技术实现步骤摘要】
一种压敏电阻器及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及半导体电子材料
，特别涉及一种压敏电阻器及其制备工艺。

技术介绍

[0002]压敏电阻器是电压敏感电阻器的简称，是一种非线性电阻元件。压敏电阻器的阻值与两端施加的电压大小有关，当加到压敏电阻器上的电压在其标称值以内时，电阻器的阻值呈现无穷大状态，几乎无电流通过。当压敏电阻器两端的电压略大于标称电压时，压敏电阻器迅速击穿导通，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态。当电压减小至标称电压以下时，其阻值又开始增加，压敏电阻器又恢复为高阻状态。当压敏电阻器两端的电压超过其最大限制电压时，它将完全击穿损坏，无法自行恢复。
[0003]目前商品化的压敏电阻器大多数来自ZnO系、TiO2系、SrTiO3系和BaTiO3系压敏陶瓷材料，其中性能最好，应用最广泛的当属20世纪60年代发展起来的ZnO压敏电阻器。研究人员发现当发生高浪涌冲击，ZnO压敏电阻器容易发生退化。因此，如何提升ZnO压敏电阻器的电学性能是本行业的研究课题。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的当发生高浪涌冲击，ZnO压敏电阻器容易发生退化，本专利技术提供一种压敏电阻器，所制备的压敏电阻器陶瓷具备梯度高、残压低、通流容量大、泄露电流小、老化性能稳定的特点。
[0005]具体为：
[0006]一种压敏电阻器，以重量份数计，所述压敏电阻器的瓷料体系的原料组成包括：氧化锌80
‑
93份、三氧化二铋2
‑
6份、三氧化二锑1r/>‑
6份、三氧化二铬0
‑
2份、二氧化锰0.5
‑
0.7份、二氧化钛0.5
‑
2.5份、三氧化二钴0.5
‑
1份、二氧化硅0.5
‑
3份、氧化镍0.4
‑
0.6份、硝酸铝0.05
‑
0.08份、氧化铟0.05
‑
0.825份和三氧化二钇0.05
‑
0.1份。
[0007]在实施上述实施例时，优选地，所述三氧化二锑颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二锑颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％
‑
25％。
[0008]在实施上述实施例时，优选地，所述二氧化钛颗粒的粒径小于20纳米，以含有二氧化钛颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％
‑
25％。
[0009]在实施上述实施例时，优选地，所述三氧化二钇颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二钇颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％
‑
25％。
[0010]另一方面，本专利技术还提供一种上述的压敏电阻器的制备工艺，步骤包括：
[0011]步骤一、按压敏电阻器的瓷料体系配方称取各原料组分，混合粉体，然后球磨，制备浆料；
[0012]步骤二、采用喷雾干燥机，对浆料进行喷雾造粒，获得造粒粉料；
[0013]步骤三、将造粒粉料经干压成型，制成陶瓷生坯体；
[0014]步骤四、将成型后的陶瓷生坯体进行排胶，烧结，冷却至室温；
[0015]步骤五、对烧结冷却后所得产物进行热处理，先升温至600
‑
700℃，保温1
‑
2小时，再降温至室温得到电阻器坯体；
[0016]步骤六、将电阻器坯体进行清洗；
[0017]步骤七、对清洗后的电阻器坯体进行覆银电极、侧面绝缘涂覆。
[0018]在实施上述实施例时，优选地，步骤一中球磨1.5
‑
2小时。
[0019]在实施上述实施例时，优选地，步骤四中排胶和烧结的具体工序为：将陶瓷生坯体在300
‑
600℃温度下进行排胶后送至煅烧设备，在1000
‑
1150℃的高温下烧制，烧结15
‑
125小时后取出冷却。
[0020]在实施上述实施例时，优选地，步骤五中热处理的具体工序为：将烧结冷却后的产物由室温以1
‑
2℃/min的升温速率升温至600
‑
700℃，保温1
‑
2小时，再以1
‑
2℃/min的降温速率降至室温得到电阻器坯体。
[0021]在实施上述实施例时，优选地，步骤六中清洗的具体工序为：将电阻器坯体清洗并烘干。
[0022]在实施上述实施例时，优选地，步骤七中覆银电极和侧面绝缘涂覆的具体工序为：将电阻器坯体的两个端面覆银电极，侧面涂覆绝缘层。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益特点在于：
[0024]1、本专利技术的压敏电阻器，对传统瓷料体系配方进行改进，在氧化锌和混合浆料中同时添加了铝和铟元素。在烧结过程中铝和铟固溶进锌晶格，利用两个离子的协同作用降低了晶粒电阻，降低了大电流区的残压，铟离子的存在，使得间隙锌离子的数量下降，泄漏电流得到有效抑制。
[0025]2、本专利技术的压敏电阻器，在瓷料体系中还添加了钇元素，利用钇离子在液相烧结的过程中能够有效抑制氧化锌晶粒的生长，促使拐点电压得以显著提高，提高了压敏电阻器泄放电流的能力，使得所制备的压敏电阻陶瓷具备梯度高、残压低、通流容量大、泄露电流小、老化性能稳定的特点。
[0026]3、本专利技术对传统的压敏电阻器制备工艺进行改进，在烧结后加入了热处理工序，热处理工序能够增加晶体结构分布的均匀性，提升通流能力，使得压敏电阻器在大电流冲击作用下，拥有更好的稳定性。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例1
[0029]一种压敏电阻器，以重量份数计，压敏电阻器的瓷料体系的原料组成包括：氧化锌93份、三氧化二铋6份、三氧化二锑6份、三氧化二铬2份、二氧化锰0.7份、二氧化钛0.5份、三氧化二钴0.5份、二氧化硅0.5份、氧化镍0.4份、硝酸铝0.05份、氧化铟0.825份和三氧化二钇0.1份。
[0030]其中，三氧化二锑颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二锑颗粒的水溶胶的形
式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％；二氧化钛颗粒的粒径小于20纳米，以含有二氧化钛颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％；三氧化二钇颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二钇颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10％。
[0031]其制备工艺，包括如下步骤：
[0032]步骤一、按压敏电阻器的瓷料体系配方称取各原料组分，混合粉体，然后球磨2小时，制备浆料；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压敏电阻器，其特征在于，以重量份数计，所述压敏电阻器的瓷料体系的原料组成包括：氧化锌80
‑
93份、三氧化二铋2
‑
6份、三氧化二锑1
‑
6份、三氧化二铬0
‑
2份、二氧化锰0.5
‑
0.7份、二氧化钛0.5
‑
2.5份、三氧化二钴0.5
‑
1份、二氧化硅0.5
‑
3份、氧化镍0.4
‑
0.6份、硝酸铝0.05
‑
0.08份、氧化铟0.05
‑
0.825份和三氧化二钇0.05
‑
0.1份。2.根据权利要求1所述的压敏电阻器，其特征在于，所述三氧化二锑颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二锑颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10%
‑
25%。3.根据权利要求1所述的压敏电阻器，其特征在于，所述二氧化钛颗粒的粒径小于20纳米，以含有二氧化钛颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10%
‑
25%。4.根据权利要求1所述的压敏电阻器，其特征在于，所述三氧化二钇颗粒的粒径小于50纳米，以含有三氧化二钇颗粒的水溶胶的形式掺入混合粉体中，水溶胶的固含量为10%
‑
25%。5.一种如权利要求1～4任意一项所述的压敏电阻器的制备工艺，其特征在于，步骤包括：步骤一、按压敏电阻器的瓷料体系配方称取各原料组分，混合粉体，然后球磨，制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣贵，王玉珏，
申请(专利权)人：浙江五荣电子有限公司，
类型：发明
国别省市：