專利名稱：：一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料及電阻器制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料及氧化鋅壓敏電阻器制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，尤其是電子集成化和微型化的迫切需要，對(duì)壓敏電阻電子陶瓷材料提出了更加嚴(yán)格的要求。壓敏陶瓷材料的低壓化、低漏電流、高非線性系數(shù)、低成本和高可靠性的性是壓敏陶瓷材料獲得廣泛應(yīng)用的大趨勢(shì)。在現(xiàn)有技術(shù)中，目前壓敏電阻陶瓷材料根據(jù)燒結(jié)溫度來區(qū)分主要有以下三個(gè)系列一、高溫系列(典型燒結(jié)溫度為130(TC)。用該系列材料制備的多層片式壓敏電阻器，需要使用30%鈀和70%銀的內(nèi)電極漿料，內(nèi)電極漿料在生產(chǎn)成本中占65%，具有生產(chǎn)成本高、使用含鉛配方和非線性系數(shù)較低的缺點(diǎn)。用該系列材料所制備的多層片式壓敏電阻器壓敏特性差，不能起到非常好的過電壓保護(hù)效果。二、中溫系列(典型燒結(jié)溫度為1150'C)。該系列材料制備的多層片式壓敏電阻器，需要使用10%鈀和90%銀的內(nèi)電極漿料，內(nèi)電極漿料在生產(chǎn)成本中占40%,生產(chǎn)成本適中、電性能指標(biāo)穩(wěn)定，但非線性系數(shù)很差、毫安級(jí)的漏電流和每毫米500伏的壓敏電壓，不適合制作低電壓壓敏電阻。三、低溫系列(典型燒結(jié)溫度為900。C)。該系列材料制備的多層片式壓敏電阻器，采用100%銀的內(nèi)電極漿料，內(nèi)電極漿料在生產(chǎn)成本中占30%左右，生產(chǎn)成本低但可靠性差。以上三類燒結(jié)溫度系列壓敏陶瓷材料在制作多層片式壓敏電阻器時(shí)，在低電壓、漏電流、高非線性系數(shù)和穩(wěn)定性方面不能做到相互兼顧，故而難以滿足低電壓、高非線性系數(shù)的使用要求。從國外對(duì)多層片式壓敏電阻器陶瓷材料所進(jìn)行的研究狀況來看，由于不含鉛的壓敏陶瓷材料在生產(chǎn)和使用中都不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，制得的壓敏陶瓷材料性能優(yōu)良，因此該種壓敏陶瓷材料一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，但是，將非線性系數(shù)提高到4548并保持低壓敏電壓性能和低漏電流，這方面的壓敏電阻器陶瓷材料目前還未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料及電阻器制備方法。所述氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料以氧化鋅為主原料，采用無鉛配方添加Co203、MnC03、Bi203、Ti02、Cr203等該性劑，適合于制作多層片式壓敏電阻器；采用該介質(zhì)材料所制備的片式壓敏電阻器具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)高和壓敏特性穩(wěn)定的特點(diǎn)，且燒結(jié)溫度適中、制備工藝簡(jiǎn)單易控、成本較低。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料，其組分包括85y。95W的ZnO、2%6%的81203、1%5%的加2、1%3.5%的Sb203、l%4%"MnC03、1.2X5M的0)203、0.2%1%的Cr203、0.lXr^的Zr()2、0.2%1%的1^203和1.2%3%的Si02，上述各組分含量均為質(zhì)量百分比含量。一種片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，包括以下歩驟-步驟1.配料配制氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料，其組分包括85%95%的ZnO、2%6M的Bi;;03、1%5%的1102、1%3.5%的Sb203、1^4X的MnC03、1.2%5%的Co203、0.2%1%的0"203、0.1Xl^的Zr02、0.2%1%的Ni203和1.2%3%的Si02，上述各組分含量均為質(zhì)量百分比含量。步驟2.混料將配制好的氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料進(jìn)行攪拌磨混料、烘干和預(yù)收縮燒結(jié)。步驟3.磨料將步驟2所得的混料攪拌磨超細(xì)粉料加工、烘干、過篩80—100目。步驟4.流延漿料配制在步驟3所得的磨料中加入粘合劑、甲苯、無水乙醇、分散劑和增塑劑，粉料球磨2048小時(shí)，使其成為介質(zhì)流延漿料。步驟5.流延將步驟4所得的介質(zhì)流延漿料通過陶瓷膜片流延機(jī)制作成介質(zhì)膜片。步驟6.內(nèi)電極印刷在歩驟5所得的介質(zhì)膜片上印刷內(nèi)電極漿料，然后烘干。步驟7.疊片將多張步驟6印刷了內(nèi)電極的介質(zhì)膜片交叉錯(cuò)位疊在一起，即疊片時(shí)保證中間所有介質(zhì)膜片上表面的內(nèi)電極指向一端，下表面的內(nèi)電極指向另一端；疊片完成后在疊片上下各加一層步驟5未印刷內(nèi)電極的介質(zhì)膜片，疊片后得到巴塊。步驟8.烘巴將步驟7制作好的巴塊在5085。C條件下烘巴412小時(shí)。步驟9.溫等靜壓將已烘巴的巴塊進(jìn)行溫等靜壓成型。步驟IO.切割將溫等靜壓成型的巴塊根據(jù)生坯芯片尺寸進(jìn)行切割成為生坯芯片。步驟ll.排膠將切割后的生坯芯片放置在承燒板內(nèi)進(jìn)行排膠，去除有機(jī)物質(zhì)。步驟12.燒結(jié)將排膠后的芯片連同承燒板一起放置在燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)。步驟13.制作端電極將燒結(jié)后的芯片進(jìn)行端電極涂覆和燒銀，最終獲得片式氧化鋅壓敏電阻器。需要說明的是1、步驟2、3、6和8中的烘干溫度為120130'C;2、步驟2中的預(yù)收縮燒結(jié)工藝條件為升溫速度6l(TC/分，燒結(jié)溫度84(TC，保溫時(shí)間2小時(shí)；3、步驟6中的內(nèi)電極漿料為90%銀和10%鈀的混合漿料；4、歩驟9中的溫等靜壓工藝條件為壓力25MPa，溫度55'C，時(shí)間10分鐘；5、步驟11中的排膠工藝條件為升溫速度12'C/分，排膠溫度36(TC，保溫時(shí)間4小時(shí)；6、步驟12中的燒結(jié)工藝條件為升溫速度46'C/分，燒結(jié)溫度900~1100°C，保溫時(shí)間2小時(shí)。本發(fā)明有益技術(shù)效果是-本發(fā)明所述氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料以氧化鋅為主原料，采用無鉛配方添加Co203、MnC03、Bi203、Ti02、0203等該性劑，適合于制作多層片式壓敏電阻器；采用該介質(zhì)材料所制備的片式壓敏電阻器具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)高和壓敏特性穩(wěn)定的特點(diǎn)，且燒結(jié)溫度適中、制備工藝簡(jiǎn)單易控、成本較低。圖1是片式氧化鋅壓敏電阻器結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是本發(fā)明片式氧化鋅壓敏電阻器的制備方法工藝流程圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。表一實(shí)施方式一配方表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>按照表一配方，如圖2所示的制作工藝方法流程，制備出片式氧化鋅壓敏電阻器。經(jīng)對(duì)該片式壓敏電阻器測(cè)量其壓敏電壓為5.6V(膜片生坯厚度20微米)，非線性系數(shù)為52，漏電流小于1.0微安(在80%壓敏電壓下測(cè)量)。需要說明的是1、步驟2、3、6和8中的烘干溫度為12013(TC;2、步驟2中的預(yù)收縮燒結(jié)工藝條件為升溫速度6l(TC/分，燒結(jié)溫度84(TC，保溫時(shí)間2小時(shí)；3、步驟6中的內(nèi)電極漿料為90%銀和10%鈀的混合漿料；4、步驟9中的溫等靜壓工藝條件為壓力25MPa，溫度55。C，時(shí)間10分鐘；5、步驟11中的排膠工藝條件為升溫速度12。C/分，排膠溫度360'C,保溫時(shí)間4小時(shí)；6、步驟12中的燒結(jié)工藝條件為升溫速度46'C/分，燒結(jié)溫度900~1100°C，保溫時(shí)間2小時(shí)。權(quán)利要求1.一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料，其組分包括85％～95％的Zn0、2％～6％的Bi2O3、1％～5％的TiO2、1％～3.5％的Sb2O3、1％～4％的MnCO3、1.2％～5％的Co2O3、0.2％～1％的Cr2O3、0.1％～1％的ZrO2、0.2％～1％的Ni2O3和1.2％～3％的SiO2，上述各組分含量均為質(zhì)量百分比含量。2、一種片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，包括以下步驟步驟1.配料配制氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料，其組分包括85%95%的ZnO、2%6X的Bi203、1%5%的1102、1%3.5%的Sb203、1X4X的MnC03、1.2%5%的Co203、0.2%1%的0"203、0.1XrZ的Zr02、0.2%1%的>^203和1.2%3%的Si02，上述各組分含量均為質(zhì)量百分比含量；步驟2.混料將配制好的氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料進(jìn)行攪拌磨混料、烘干和預(yù)收縮燒結(jié)；步驟3.磨料將步驟2所得的混料攪拌磨超細(xì)粉料加工、烘干、過篩80—100目；步驟4.流延漿料配制在步驟3所得的磨料中加入粘合劑、甲苯、無水乙醇、分散劑和增塑劑，粉料球磨2048小時(shí)，使其成為介質(zhì)流延漿料；步驟5.流延將步驟4所得的介質(zhì)流延漿料通過陶瓷膜片流延機(jī)制作成介質(zhì)膜片；步驟6.內(nèi)電極印刷在步驟5所得的介質(zhì)膜片上印刷內(nèi)電極漿料，然后烘干；步驟7.疊片將多張步驟6印刷了內(nèi)電極的介質(zhì)膜片交叉錯(cuò)位疊在一起，即疊片時(shí)保證中間所有介質(zhì)膜片上表面的內(nèi)電極指向一端，下表面的內(nèi)電極指向另一端；疊片完成后在疊片上下各加一層步驟5未印刷內(nèi)電極的介質(zhì)膜片，疊片后得到巴塊；步驟8.烘巴將步驟7制作好的巴塊在5085'C條件下烘巴412小時(shí)；步驟9.溫等靜壓將已烘巴的巴塊進(jìn)行溫等靜壓成型；步驟IO.切割將溫等靜壓成型的巴塊根據(jù)生坯芯片尺寸進(jìn)行切割成為生坯芯片；步驟11.排膠將切割后的生坯芯片放置在承燒板內(nèi)進(jìn)行排膠，去除有機(jī)物質(zhì)；步驟12.燒結(jié)將排膠后的芯片連同承燒板一起放置在燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)；步驟13.制作端電極將燒結(jié)后的芯片進(jìn)行端電極涂覆和燒銀，最終獲得片式氧化鋅壓敏電阻器。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟2、3、6和8中的烘干溫度為120130°C。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟2中的預(yù)收縮燒結(jié)工藝條件為升溫速度6l(TC/分，燒結(jié)溫度84(TC，保溫時(shí)間2小時(shí)。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟6中的內(nèi)電極漿料為90%銀和10%鈀的混合漿料。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟9中的溫等靜壓工藝條件為壓力25MPa，溫度55X:，時(shí)間10分鐘。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟ll中的排膠工藝條件為升溫速度l2'C/分，排膠溫度36(TC，保溫時(shí)間4小時(shí)。8、根據(jù)權(quán)利要求2所述的片式氧化鋅壓敏電阻器制備方法，其特征在于，步驟12中的燒結(jié)工藝條件為升溫速度46。C/分，燒結(jié)溫度900110(TC，保溫時(shí)間2小時(shí)。全文摘要一種氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料及電阻器制備方法，屬于電子材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。所述氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料，其組分包括85％～95％的ZnO、2％～6％的Bi₂O₃、1％～5％的TiO₂、1％～3.5％的Sb₂O₃、1％～4％的MnCO₃、1.2％～5％的Co₂O₃、0.2％～1％的Cr₂O₃、0.1％～1％的ZrO₂、0.2％～1％的Ni₂O₃和1.2％～3％的SiO₂。所述片式氧化鋅電阻器制備方法包括按所述氧化鋅電阻介質(zhì)材料配方配料、混料、磨料、流延漿料配制、流延、內(nèi)電極印刷、疊片、烘巴、溫等靜壓、切割、排膠、燒結(jié)和端電極制作等步驟。本發(fā)明所述氧化鋅壓敏電阻介質(zhì)材料適合于制作片式壓敏電阻器；所制備的片式壓敏電阻器具有壓敏電壓低、非線性系數(shù)高和壓敏特性穩(wěn)定的特點(diǎn)，且燒結(jié)溫度適中、制備工藝簡(jiǎn)單易控、成本較低。文檔編號(hào)C04B35/01GK101367649SQ20081004626公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2008年10月13日優(yōu)先權(quán)日2008年10月13日發(fā)明者偉唐,尉旭波,徐自強(qiáng),曾志毅,楊邦朝,游欽祿,王浩勤,練馬林申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)