專利名稱：焊接型環(huán)形壓敏電阻器及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元器件領(lǐng)域，特別是一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器及其制備方 法，尤其適用于煤氣閥馬達(dá)。
背景技術(shù)：
煤氣閥馬達(dá)在開(kāi)啟閉合過(guò)程和在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)在其整流子與電刷間產(chǎn)生電火 花，電火花的產(chǎn)生會(huì)降低馬達(dá)的工作壽命并產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，對(duì)于在可燃性爆炸性 的煤氣工作環(huán)境而言存在著重大的安全隱患。為了吸收電火花消除噪音干擾和安全性 能，必須在馬達(dá)上安裝有電阻電容組件或壓敏電阻作保護(hù)作用。由于該類型馬達(dá)已向微小緊湊型發(fā)展，因此基本已淘汰使用電阻電容組件， 全部采用環(huán)形壓敏電阻器，因此環(huán)形壓敏電阻器也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，例如中國(guó)專利 ZL200310117432.2等。目前煤氣閥馬達(dá)需要做安全認(rèn)證，其要求安全功能件有雙件雙功 能結(jié)構(gòu)，所以現(xiàn)有技術(shù)中需要安裝焊接兩只環(huán)形壓敏電阻器，該方法存在使馬達(dá)生產(chǎn)裝 配工藝復(fù)雜，生產(chǎn)線不良品多，在馬達(dá)的小型化設(shè)計(jì)上帶來(lái)阻礙，馬達(dá)生產(chǎn)成本高等弊 端，效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其安全可 靠，一個(gè)元件就具有雙保險(xiǎn)作用。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器的制備方法。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種煤氣閥馬達(dá)，其符合雙保險(xiǎn)的安全要求。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器，包括環(huán)形陶瓷介質(zhì) 基片和若干個(gè)金屬電極，其特征在于所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片表面按圓周均勻分布 有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組 成。所述的金屬電極采用銀金屬電極或銅金屬電極。所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片由鈦酸鍶基陶瓷材料制成。所述的鈦酸鍶基陶瓷材料包括SrTiO3和金屬氧化物SiO、ZrO> La203、Nb5O2或
CaO中的一種或兩種以上混合。所述的電極組合單元分布于環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片的上端面、或下端面、或側(cè)面。所述的每個(gè)電極組合單元由按環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片弧度并列排列的兩個(gè)金屬電極 組成。所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片上端面按圓周均勻分布有三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單 元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組成。上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器的制備方法，包括制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片和制造金 屬電極兩個(gè)步驟，其特征在于所述的制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片步驟中，采用干粉壓制工藝把SrTiO3基陶瓷材料粉體壓制成環(huán)形體，在氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥障陆?jīng)1200 1400°C燒 結(jié)成環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片，最后在空氣中800 IOOiTC下進(jìn)行熱處理，完成環(huán)形陶瓷介質(zhì) 基片制造；所述的制造金屬電極步驟中，采用絲網(wǎng)印刷工藝把金屬漿印制在環(huán)形陶瓷介 質(zhì)基片的表面，使其表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電 極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組成，然后經(jīng)烘干電極和燒結(jié)還原電極，制成成品。所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片在1.5 2.5 7 9比例的氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥障?燒結(jié)；所述的烘干電極工藝為130 170°C/8 12分鐘，所述的燒結(jié)還原電極工藝為 500 600°C /8 12 分鐘。一種煤氣閥馬達(dá)，包括有上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器。所述的煤氣閥馬達(dá)含有三個(gè)焊接線，每個(gè)焊接線處設(shè)有兩個(gè)焊點(diǎn)，分別與上述 焊接型環(huán)形壓敏電阻器中每個(gè)電極組合單元的兩個(gè)金屬電極焊接連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，當(dāng)電極組合單元的其中一個(gè)金屬電極在使用過(guò)程 中出現(xiàn)焊點(diǎn)連接失效時(shí)，還有第二個(gè)金屬電極起同樣的作用，有效防止產(chǎn)品整體失效， 從而保證了該環(huán)形壓敏電阻器的滅電火花功能，保證了安全性，其具有性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu) 合理，使用方便，易于量化制造等優(yōu)點(diǎn)，可裝配在燃?xì)怆妱?dòng)閥用馬達(dá)上，使之符合雙保 險(xiǎn)的安全要求，并適合現(xiàn)有的馬達(dá)制造人工焊接和半自動(dòng)焊接生產(chǎn)線的使用。


圖1是本發(fā)明的焊接型環(huán)形壓敏電阻器的主視圖；圖2是本發(fā)明的焊接型環(huán)形壓敏電阻器的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明煤氣閥馬達(dá)焊接線與焊接型環(huán)形壓敏電阻器焊接連接的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、2所示，本發(fā)明是一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器1，包括環(huán)形陶瓷介質(zhì)基 片12和若干個(gè)金屬電極11。所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組 合單元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極11組成。電極組合單元分布于環(huán) 形陶瓷介質(zhì)基片12的上端面、或下端面、或側(cè)面。金屬電極11采用銀金屬電極或銅金 屬電極。環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12由鈦酸鍶基陶瓷材料制成。所述的鈦酸鍶基陶瓷材料包 括SrTiO3和金屬氧化物SiO、ZrO> La203、Nb5O2或CaO中的一種或兩種以上混合。優(yōu) 選的，按重量份計(jì)算，鈦酸鍶基陶瓷材料包括SrTi0390 110份、SiOl 3份、ZrOl 3份、La2O3I 3份、Nb5O20.5 1.5份、CaO O 0.2份。在本實(shí)施例中，環(huán)形陶瓷介 質(zhì)基片12上端面按圓周均勻分布有三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電極組合單元由 兩個(gè)相互獨(dú)立的、按環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12弧度并列排列的兩個(gè)金屬電極11組成。上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器的制備方法，包括制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12和制造 金屬電極11兩個(gè)步驟。所述的制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12步驟中，采用干粉壓制工藝把 SrTiO3基陶瓷材料粉體壓制成環(huán)形體，在1.5 2.5 7 9比例的氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥?下經(jīng)1200 1400°C燒結(jié)成陶瓷體，最后在空氣中800 1000°C下進(jìn)行熱處理，完成環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12制造；所述的制造金屬電極11步驟中，采用絲網(wǎng)印刷工藝把金屬漿印 制在環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12的表面，使其表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極 組合單元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極11組成，然后經(jīng)工藝為130 170°C/8 12分鐘烘干電極，工藝為500 600°C/8 12分鐘燒結(jié)還原電極，制成成品。裝在煤氣管道上的一種煤氣閥馬達(dá)，包括有上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器1，具有 吸收馬達(dá)電火花功能。如圖3所示，所述的煤氣閥馬達(dá)含有三個(gè)焊接線3，每個(gè)焊接線3 處設(shè)有兩個(gè)焊點(diǎn)13，分別與上述焊接型環(huán)形壓敏電阻器1中每個(gè)電極組合單元的兩個(gè)金 屬電極11焊接連接。本發(fā)明是根據(jù)SrTiO3基電容-壓敏復(fù)合功能陶瓷材料的表面效應(yīng)， 在環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12同一表面印制出等距的六個(gè)獨(dú)立電極11，同時(shí)每?jī)蓚€(gè)電極11組 成一個(gè)電極組合單元，根據(jù)煤氣閥馬達(dá)的裝配結(jié)構(gòu)尺寸排列成三個(gè)對(duì)稱部分，形成六個(gè) 焊接點(diǎn)13與馬達(dá)的三處焊接線3作焊錫連接，使煤氣閥馬達(dá)上每個(gè)焊接線3處有兩個(gè)焊 點(diǎn)13與該環(huán)形壓敏電阻器連接。其中該環(huán)形壓敏電阻器的六個(gè)電極11的電性能參數(shù)是 一樣的，每?jī)蓚€(gè)電極組成具獨(dú)立電性能功能的電極組合單元。雙體電極雙焊接點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)是在同一單體電極位置上制成了包含兩個(gè)有著同樣 電性能功能金屬電極的電極組合單元，具有雙保險(xiǎn)作用(備件功能)，一個(gè)元件起兩個(gè)元 件的作用，保證了該類型馬達(dá)在安全認(rèn)證的通過(guò)。本發(fā)明創(chuàng)造與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)電極組合單元有兩個(gè)有著獨(dú)立 同樣電性能功能的金屬電極和焊接點(diǎn)，能在產(chǎn)品其中一個(gè)焊接點(diǎn)失效時(shí)有效防止產(chǎn)品整 體失效，起雙保險(xiǎn)作用，而且其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)和使用產(chǎn)品時(shí)操作方便。能批量生產(chǎn) 和適合馬達(dá)生產(chǎn)線使用。另外，采用SrTiO3基電容-壓敏復(fù)合功能陶瓷材料，并通過(guò)氣 氛燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)晶粒半導(dǎo)化和熱處理工藝在晶界形成絕緣層和晶界勢(shì)壘，使得本發(fā)明產(chǎn) 品具有壓敏電壓比較低，介電常數(shù)較高，各個(gè)電極間的電性能參數(shù)差異值小等優(yōu)點(diǎn)，兼 有壓敏和電容特性的復(fù)合功能。
實(shí)施例制備方法包括以下步驟SrTiO3材料的制造、環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12的制造、金 屬電極11的制造、焊接型環(huán)形壓敏電阻器的參數(shù)測(cè)試。具體制造過(guò)程1、SrTiO3材料的制造按配比SrTiO3 SiO ZrO La2O3 Nb5O2 CaO = 100 2 2 1.7 0.8 0.1把以上原材料均勻混合，經(jīng)過(guò)球磨24小時(shí)工藝磨細(xì)顆粒， 再180°C烘干成100 200目粉狀顆粒制造成SrTiO3基電容-壓敏復(fù)合功能陶瓷材料。2、環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12的制造按煤氣閥馬達(dá)的裝配尺寸設(shè)計(jì)該焊接型環(huán)形壓敏電阻器的尺寸為外徑 Φ8.0士0.2mm，內(nèi)徑為 Φ5.0士0.2mm，厚度為 0.5 0.7mm。環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12的制造過(guò)程采用機(jī)械式干粉壓機(jī)利用環(huán)形模具在50000N 壓力下保壓3秒的工藝方法把SrTiO3基電容-壓敏復(fù)合功能陶瓷材料粉體壓制成環(huán)形體； 在2 8比例的氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥障陆?jīng)1300°C燒結(jié)60分鐘的工藝下燒結(jié)成陶瓷體；陶
5瓷體采用在空氣中900°C下進(jìn)行熱處理180分鐘工藝，完成該焊接型環(huán)形壓敏電阻器的環(huán) 形陶瓷介質(zhì)基片12制造。3、金屬電極11的制造按煤氣閥馬達(dá)的裝配要求進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)的電極圖案制作出電極網(wǎng)版；采用絲網(wǎng) 印刷工藝把銀漿印制在該焊接型環(huán)形壓敏電阻器的陶瓷體的正表面上，使其表面按圓周 均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立、按 環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片12弧度并列排列的銀金屬電極11組成；經(jīng)采取150°C /10分鐘工藝烘 干電極和采用550°C /10分鐘燒結(jié)還原電極燒結(jié)工藝；制成了煤氣閥馬達(dá)用焊接型環(huán)形壓 敏電阻器成品。4、焊接型環(huán)形壓敏電阻器的參數(shù)測(cè)試采用專門(mén)設(shè)計(jì)的六探針測(cè)試頭和六路環(huán)形壓敏測(cè)試儀進(jìn)行該焊接型環(huán)形壓敏電 阻器的ElO值、電極間ElO值差異值、α值的參數(shù)。采用電容測(cè)試儀測(cè)量產(chǎn)品的靜電容量值。該焊接型環(huán)形壓敏電阻器的電性能測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示，各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo) 準(zhǔn)。表1.
權(quán)利要求
1.一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器，包括環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片和若干個(gè)金屬電極，其特征 在于所述的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單 元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于所述的金屬電極采 用銀金屬電極或銅金屬電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于所述的環(huán)形陶瓷介 質(zhì)基片由鈦酸鍶基陶瓷材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于所述的鈦酸鍶基陶 瓷材料包括SrTiO3和金屬氧化物SiO、ZrO> La203、Nb5O2或CaO中的一種或兩種以上 混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于所述的電極組合單 元分布于環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片的上端面、或下端面、或側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器，其特征在于所述的每個(gè)電極組 合單元由按環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片弧度并列排列的兩個(gè)金屬電極組成。
7.一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器的制備方法，包括制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片和制造金屬 電極兩個(gè)步驟，其特征在于所述的制造環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片步驟中，采用干粉壓制工藝 把SrTiO3基陶瓷材料粉體壓制成環(huán)形體，在氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥障陆?jīng)1200 1400°C燒結(jié) 成環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片，最后在空氣中800 IOOiTC下進(jìn)行熱處理，完成環(huán)形陶瓷介質(zhì)基 片制造；所述的制造電極步驟中，采用絲網(wǎng)印刷工藝把金屬漿印制在環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片 的表面，使其表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電極組合 單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組成，然后經(jīng)烘干電極和燒結(jié)還原電極，制成成品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接型環(huán)形壓敏電阻器的制備方法，其特征在于所述的 環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片在1.5 2.5 7 9比例的氫氣與氮?dú)饣旌蠚夥障聼Y(jié)；所述的烘干 電極工藝為130 170°C /8 12分鐘，所述的燒結(jié)還原電極工藝為500 600°C /8 12 分鐘。
9.一種煤氣閥馬達(dá)，其特征在于應(yīng)用有權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求所述的焊接 型環(huán)形壓敏電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的煤氣閥馬達(dá)，其特征在于所述的煤氣閥馬達(dá)含有三個(gè)焊 接線，每個(gè)焊接線處設(shè)有兩個(gè)焊點(diǎn)，分別與所述焊接型環(huán)形壓敏電阻器中每個(gè)電極組合 單元的兩個(gè)金屬電極焊接連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種焊接型環(huán)形壓敏電阻器，包括環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片和若干個(gè)金屬電極，其中的環(huán)形陶瓷介質(zhì)基片表面按圓周均勻分布有至少三個(gè)相互獨(dú)立的電極組合單元，每個(gè)電極組合單元由兩個(gè)相互獨(dú)立的金屬電極組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，當(dāng)電極組合單元的其中一個(gè)金屬電極在使用過(guò)程中出現(xiàn)焊點(diǎn)連接失效時(shí)，還有第二個(gè)金屬電極起同樣的作用，有效防止產(chǎn)品整體失效，從而保證了該環(huán)形壓敏電阻器的滅電火花功能，保證了安全性，其具有性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，使用方便，易于量化制造等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在煤氣閥馬達(dá)上，可使之符合雙保險(xiǎn)的安全要求，并適合現(xiàn)有的馬達(dá)制造人工焊接和半自動(dòng)焊接生產(chǎn)線的使用。
文檔編號(hào)H01C17/065GK102013292SQ20101051575
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者夏穎梅, 張振勇, 鄧佩佳 申請(qǐng)人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司