專利名稱：銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的制備方法及所得產(chǎn)品，更具體地講，本發(fā)明涉及一種以銅作為電極的鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的制備方法及所得產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器是一種主要用于微型直流電機(jī)上、起吸收火花和消除噪音作用的電子元件。
現(xiàn)有的鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器主要是采用銀作為電極，這種壓敏電阻器的制作工藝是先用絲印刷第一層銀漿，并在100℃～200℃的溫度下烘干；再用絲網(wǎng)印刷第二層銀漿，并在100℃～200℃的溫度下烘干；最后將第一層銀漿與第二層銀漿在550℃～650℃的溫度下進(jìn)行還原。需要進(jìn)行兩次印刷銀漿的其原因在于銀漿是一種不具有歐姆特性的漿料，只印刷銀漿的半導(dǎo)體承受了一定高度的脈沖電壓沖擊后，會(huì)表現(xiàn)出電阻值有較大幅度下降的現(xiàn)象。因此，在印刷銀漿之前，需要先印刷一層具有歐姆特性的漿料(例如Ag-Zn漿)；而這種歐姆漿料本身幾乎不具有可焊性，所以還需要再印刷一層銀漿?？梢?jiàn)，采用銀作為電極時(shí)，存在著制備工藝繁瑣、成本較高、可焊性較差的缺點(diǎn)。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN 02114902.x和中國(guó)專利CN 02225950.3公開(kāi)了一種多電極環(huán)形壓敏電阻器，其包括環(huán)形電阻體和連接在環(huán)形電阻體上的電極，其電極包括有兩端面電極及側(cè)面電極，而且兩端面電極與側(cè)面電極連接在一起。CN 02114902.x和CN 02225950.3同時(shí)公開(kāi)了其環(huán)形電阻體由ZnO、SrTiO3、TiO2、SiC和SnO2材料中的一種或多種摻雜燒制而成，其電極由Ag、Cu、Au、Al、Ni、Pt、Sn、Zn、In-Ga、Pd和Cd中的一種或多種制成，但其并未專門指明使用SrTiO3作為環(huán)形電阻體，也未指明Cu電極比Ag電極的優(yōu)點(diǎn)，更沒(méi)有公開(kāi)銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器，該電阻器可以避免銀電極環(huán)形壓敏電阻器的“揮銀”現(xiàn)象。
本發(fā)明的環(huán)形壓敏電阻器包括一個(gè)環(huán)形的電阻器陶瓷基片和三個(gè)或三個(gè)以上的電極；環(huán)形電阻器陶瓷基片是由鈦酸鍶制成的，電極為銅電極，而且銅電極連接在環(huán)形電阻器陶瓷基片上，且位于環(huán)形電阻器陶瓷基片的上端面、下端面或者外側(cè)面上。
本發(fā)明中采用銅電極的優(yōu)點(diǎn)是銅漿制成的電極具有較好的可焊性，而且銅漿本身就是一種歐姆漿料，制備銅電極的方法相對(duì)簡(jiǎn)單，若使用銅漿來(lái)代替銀漿，只印刷一層即可。
在上述的環(huán)形壓敏電阻器中，銅電極中銅的重量百分含量一般控制在70-95％之間。
本發(fā)明中，銅電極還可以含有5-30％的、選自于玻璃粉、硅酸鹽、石英粉、氧化硼、氧化鉛和氧化鉍中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物。上述的硅酸鹽優(yōu)選選自于硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鎂和硅酸鈣中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)。
另一方面，本發(fā)明還提供了一種制造鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的方法，該方法包括以下步驟(1)鈦酸鍶瓷料制備鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的瓷坯；(2)將步驟(1)中制備的瓷坯在高溫下進(jìn)行排膠；(3)將步驟(2)中制備的排膠后的瓷坯在還原性氣氛中進(jìn)行還原燒結(jié)，制成陶瓷基片；(4)將步驟(3)所制得的陶瓷基片在800℃-1000℃下氧化；(5)將銅漿料印刷到步驟(4)所得到的陶瓷基片上，并進(jìn)行干燥，形成銅電極；(6)在氮?dú)夥栈虻獨(dú)浠旌蠚夥铡?00℃-900℃下，對(duì)步驟(5)中所得的銅電極進(jìn)行還原，即制得鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器。
上述方法中，步驟(2)的高溫排膠通常是在500-800℃下進(jìn)行的，優(yōu)選在580-720℃下進(jìn)行。
本發(fā)明中，步驟(3)的還原性氣氛通常為氫氣氛或氮?dú)浠旌蠚夥眨?dāng)然也可以是其它合適的還原性氣氛。還原燒結(jié)的溫度一般為800-1500℃，優(yōu)選為1100-1450℃。
步驟(5)中銅漿料的印刷可以使用絲網(wǎng)或者其他能起印刷作用的器具。絲網(wǎng)的網(wǎng)孔大小應(yīng)根據(jù)漿料的性質(zhì)來(lái)選擇，使?jié){料能均勻地印刷到陶瓷基片表面。優(yōu)選使用180～300目的絲網(wǎng)。印刷中使用的銅漿料是含銅量為60％-90％，優(yōu)選為70％-85％，銅漿料中還可以含有其他能使銅電極印刷到陶瓷基片上的成分。例如，可以含有9％-20％的玻璃粉和1％-10％的溶劑。該步驟中的干燥方法為自然干燥、吹風(fēng)干燥或烘干干燥，烘干干燥的溫度一般為70-220℃，優(yōu)選的溫度范圍為100-200℃。
在步驟(6)中，應(yīng)對(duì)銅電極進(jìn)行充分地還原，還原的時(shí)間沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)內(nèi)，更優(yōu)選在10-30分鐘內(nèi)。
本發(fā)明的銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器克服了銀電極環(huán)形壓敏電阻器由于焊接溫度升高或焊接次數(shù)增多而出現(xiàn)的銀層消耗現(xiàn)象，即所謂的“揮銀”。同時(shí)，該銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器比銀電極環(huán)形壓敏電阻器具有更好的耐焊接性能，可以承受480℃烙鐵10秒以上的焊接。


圖1為銅電極位于上端面的鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器。
圖2為銅電極位于側(cè)端面的鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器。
圖中，l------上端面銅電極(陰影部分)2------側(cè)端面銅電極(陰影部分)3------環(huán)形壓敏電阻器本體
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器專用瓷料采用擠模成型法制得環(huán)狀坯片，并在650℃的溫度下排膠后，在含氮?dú)浠旌蠚獾臍夥諣t里用1350℃的溫度燒結(jié)出半導(dǎo)體陶瓷后，經(jīng)900℃氧化得到鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器陶瓷基片。將含Cu量為80％(重量百分含量)、玻璃粉含量為15％、溶劑含量為5％的銅漿，通過(guò)200目的絲網(wǎng)印刷到該基片上，(并在150℃下烘干)；并經(jīng)過(guò)溫度為800℃的含氮?dú)浠旌蠚獾臍夥諣t還原后得到銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器，經(jīng)測(cè)度可得，環(huán)形鈦酸鍶的可焊性較好。
實(shí)施例2將鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器專用瓷料采用擠模成型法制得環(huán)狀坯片，并在600℃的溫度下排膠后，在氫氣的氣氛爐里用1200℃的溫度燒結(jié)出半導(dǎo)體陶瓷后，經(jīng)800℃氧化得到鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器陶瓷基片。將含Cu量為70％，玻璃粉含量為20％，溶劑含量為10％的銅漿，通過(guò)180目的絲網(wǎng)印刷到該基片上，(并在100℃的溫度下烘干)；并經(jīng)過(guò)溫度為700℃的氮?dú)獾臍夥諣t還原后得到銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器，經(jīng)測(cè)度可得，環(huán)形鈦酸鍶的可焊性較好。
實(shí)施例3將鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器專用瓷料采用干壓成型法制得環(huán)狀坯片，并在750℃的溫度下排膠后，在氫氣的氣氛爐里用1400℃的溫度燒結(jié)出半導(dǎo)體陶瓷后，經(jīng)1000℃氧化得到鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器陶瓷基片。將含Cu量為85％，玻璃粉含量為9％，溶劑含量為6％的銅漿，通過(guò)300目的絲網(wǎng)印刷到該基片上，(并在200℃的溫度下烘干)；并經(jīng)過(guò)溫度為900℃的氮?dú)獾臍夥諣t還原后得到銅電極鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器，經(jīng)測(cè)度可得，環(huán)形鈦酸鍶的可焊性較好。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形壓敏電阻器，包括一個(gè)環(huán)形的電阻器陶瓷基片和三個(gè)或三個(gè)以上的電極，其特征在于，所述的環(huán)形電阻器陶瓷基片是由鈦酸鍶制成的，所述的電極為銅電極；所述的電極連接在所述的環(huán)形電阻器陶瓷基片上，且位于所述的環(huán)形電阻器陶瓷基片的上端面、下端面或者外側(cè)面上。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于，所述的銅電極中銅的重量百分含量為60-95％。
3.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于，所述的銅電極中含有5-30％的、選自于玻璃粉、硅酸鹽、石英粉、氧化硼、氧化鉛和氧化鉍中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物。
4.如權(quán)利要求2所述的環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于，所述的硅酸鹽是選自于硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鎂和硅酸鈣中的一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)。
5.一種制造鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟(1)由鈦酸鍶瓷料制備鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器的瓷坯；(2)將步驟(1)中制備的瓷坯在高溫下進(jìn)行排膠；(3)將步驟(2)中制備的排膠后的瓷坯在還原性氣氛中進(jìn)行還原燒結(jié)，制成陶瓷基片；(4)將步驟(3)所制得的陶瓷基片在800℃-1000℃下氧化；(5)將銅漿料印刷到步驟(4)所得到的陶瓷基片上，并進(jìn)行干燥，形成銅電極；(6)在氮?dú)夥栈虻獨(dú)浠旌蠚夥铡?00℃-900℃下，對(duì)步驟(5)中所得的銅電極進(jìn)行還原，即制得鈦酸鍶環(huán)形壓敏電阻器。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述的高溫排膠是在500-800℃下進(jìn)行的。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的還原性氣氛為氫氣氛或氮?dú)浠旌蠚夥铡?br> 8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(5)中所述的銅漿料印刷為絲網(wǎng)印刷。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(5)中所用的銅漿料的Cu含量為60％-90％。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(5)中的干燥方法為自然干燥、吹風(fēng)干燥或在70-220℃下的烘干干燥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)形壓敏電阻器及其制備方法。本發(fā)明的環(huán)形壓敏電阻器包括一個(gè)環(huán)形的電阻器陶瓷基片和三個(gè)或三個(gè)以上的電極，基片是由鈦酸鍶制成的，電極為銅電極，且位于基片的上端面、下端面或者外側(cè)面上。本發(fā)明的制備方法包括以下步驟瓷坯的制造、銅漿料的印刷與烘干、銅電極的還原。本發(fā)明的方法只需印刷一次，所得產(chǎn)品克服了銀電極環(huán)形壓敏電阻器的“揮銀”現(xiàn)象，具有更好的耐焊接性能。
文檔編號(hào)H01C7/10GK1629986SQ20031011743
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2003年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者梁戈仁, 夏穎梅, 張振勇, 梁思強(qiáng) 申請(qǐng)人:廣東風(fēng)華高新科技集團(tuán)有限公司