專利名稱：提高ZnO防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防雷元器件的制作方法，尤其涉及一種aio防雷芯片的制作方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，ZnO防雷芯片是由壓敏電阻陶瓷芯片、分別固定在該壓敏電阻陶瓷芯片表面和背面的上電極片和下電極片構(gòu)成。壓敏電阻陶瓷芯片具有良好的非線性性能和大通流能力等優(yōu)點(diǎn)，它作為雷電浪涌保護(hù)元件在電子電路和電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。壓敏電阻陶瓷芯片是以ZnO為主要原料，添加少量Bi203、Co3O4, MnO2, Sb203> Cr2O3 等原料，采用陶瓷燒結(jié)工藝制備而成；由于Bi、Sb等元素熔點(diǎn)較低，燒結(jié)過程中容易揮發(fā)， 從而致使壓敏電阻陶瓷芯片邊緣的致密度下降而影響ZnO防雷芯片電性能。由于陶瓷芯片邊緣缺陷較多，在長時(shí)間過電壓作用下易被擊穿、噴火而引發(fā)事故；因此，如何提高壓敏電阻陶瓷芯片邊緣的工頻耐受能力，使工頻擊穿點(diǎn)轉(zhuǎn)移至壓敏電阻陶瓷芯片的中心區(qū)域，利用上電極片和下電極片來遮蓋噴火點(diǎn)、進(jìn)而消除事故隱患，是目前業(yè)界正在努力探索的一個(gè)重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種提高ZnO防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法，利用該方法能夠提高壓敏電阻陶瓷芯片邊緣的工頻耐受能力，使工頻擊穿點(diǎn)轉(zhuǎn)移至壓敏電阻陶瓷芯片的中心區(qū)域，從而可利用上電極片和下電極片來遮蓋噴火點(diǎn)、進(jìn)而消除事故隱患。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包括壓敏電阻陶瓷芯片生坯制作和排膠工序，在經(jīng)過排膠工藝處理的壓敏電阻陶瓷芯片生坯側(cè)面涂覆一層漿料，保證烘干后漿料層厚度為0. 2 0. 3mm，然后加熱至燒結(jié)溫度，保溫3 5小時(shí)隨爐冷卻；所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成Zn050 70%、Bi20312 19%、Sb2O3IO 16%、 Si024 7%,Υ2032 4%、硼玻璃2 4%，其制備方法如下1)將上述各原料與2 2. 5倍重量的去離子水混合均勻，球磨20 M小時(shí)，烘干后過120 250目篩，得生料；2)將所述生料在800 900°C下煅燒2 3小時(shí)，隨爐冷卻得熟料；3)將所述熟料粉碎后與2 2. 5倍重量的去離子水混合均勻，球磨8 10小時(shí)， 烘干后過200 500目篩，得熟粉料；4)向所述熟粉料中加入重量為3 10%的酒精-乙基纖維素溶液，調(diào)和均勻；所述酒精-乙基纖維素溶液由無水乙醇與乙基纖維素按37的重量比配制而成。所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成Zn058 63%、Bi2O3H 17%、 Sb2O312 14%、Si025%、Y2033%、硼玻璃 3%0所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成Zn060%、Bi20316 %、Sb20313 %> Si025%、Y2033%、硼玻璃 3%0 與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，在經(jīng)過按傳統(tǒng)排膠工藝處理的壓敏電阻陶瓷芯片生坯側(cè)面涂覆一層漿料，因此通過高溫?zé)Y(jié)能夠使?jié){料與壓敏電阻陶瓷芯片牢固地結(jié)合為一體；由于涂覆的漿料能夠補(bǔ)充芯片邊緣易揮發(fā)的Bi、Sb等元素，芯片邊緣的致密度得以提高、減少了缺陷，因此增強(qiáng)了壓敏電阻陶瓷芯片邊緣的工頻耐受特性、降低了芯片邊緣被工頻擊穿的概率，從而使工頻擊穿點(diǎn)轉(zhuǎn)移至壓敏電阻陶瓷芯片的中心區(qū)域。


圖1是采用本發(fā)明制作的壓敏電阻陶瓷芯片被擊穿時(shí)的圖片；圖2是采用本發(fā)明制作的壓敏電阻陶瓷芯片被擊穿時(shí)的第二幅圖片；圖3是采用本發(fā)明制作的壓敏電阻陶瓷芯片被擊穿時(shí)的第三幅圖片；圖4是采用傳統(tǒng)方法制作的壓敏電阻陶瓷芯片被擊穿時(shí)的圖片。圖中壓敏電阻陶瓷芯片1 工頻擊穿點(diǎn)具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例11)按常規(guī)方法制作壓敏電阻陶瓷芯片生坯；2)按常規(guī)方法將所述壓敏電阻陶瓷芯片生坯緩慢加熱至500°C進(jìn)行排膠處理；3)將&1050千克、Bi20319千克、Sb20316千克、千克、千克、硼玻璃4千克放入球磨機(jī)中，加入200千克的離子水混合均勻，球磨20小時(shí)，在100°C下烘干，過120目篩，得生料；4)將上述生料送入電爐中加熱至800°C，煅燒2小時(shí)隨爐冷卻至常溫，得熟料；5)將上述熟料粉碎后放入球磨機(jī)中，加入兩倍重量去離子水混合均勻，球磨8小時(shí)，在100°C下烘干，過200目篩，得粒徑小于75 μ m的熟粉料；6)向上述熟粉料中加入重量為熟粉料3%的酒精-乙基纖維素溶液，調(diào)和均勻制成漿料；所述酒精-乙基纖維素溶液由無水乙醇與乙基纖維素按3 7的重量比配制而成；7)將上述漿料均勻地涂覆在步驟幻中壓敏電阻陶瓷芯片生坯的四周側(cè)面，在 100°C下烘干，保證烘干后漿料層厚度為0. 2 0. 3mm ；8)將涂覆有漿料的壓敏電阻陶瓷芯片生坯送入電爐中，按常規(guī)方法加熱至 1150°C，保溫3小時(shí)，然后隨爐冷卻至常溫。實(shí)施例2各步驟同實(shí)施例1，其中步驟3)中SiO為70千克、Bi20312千克、SId2O3IO千克、Si024 千克、1032千克、硼玻璃2千克，球磨時(shí)間為24小時(shí)，過250目篩；步驟4)中煅燒溫度為 900°C，煅燒時(shí)間3小時(shí)；步驟5)中球磨時(shí)間為10小時(shí)，過500目篩；步驟6)中酒精-乙基纖維素溶液加入量為；步驟8)中燒結(jié)溫度為1200°C，保溫時(shí)間為5小時(shí)。實(shí)施例3各步驟同實(shí)施例1，其中步驟3)中SiO為58千克、Bi20317千克、SId2O3H千克、Si025 千克、1033千克、硼玻璃3千克，球磨時(shí)間為22小時(shí)，過140目篩；步驟4)中煅燒溫度為 850°C，煅燒時(shí)間2. 5小時(shí)；步驟5)中球磨時(shí)間為9小時(shí)，過350目篩；步驟6)中酒精-乙基纖維素溶液加入量為5% ；步驟8)中燒結(jié)溫度為1170°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)。實(shí)施例4各步驟同實(shí)施例1，其中步驟3)中SiO為63千克、Bi2O3H千克、SId20312千克、Si025 千克、1033千克、硼玻璃3千克，球磨時(shí)間為23小時(shí)，過180目篩；步驟4)中煅燒溫度為 870°C，煅燒時(shí)間2. 5小時(shí)；步驟5)中球磨時(shí)間為9小時(shí)，過400目篩；步驟6)中酒精-乙基纖維素溶液加入量為4% ；步驟8)中燒結(jié)溫度為1170°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)。實(shí)施例5各步驟同實(shí)施例1，其中步驟3)中SiO為60千克、Bi20316千克、SId20313千克、Si025 千克、1033千克、硼玻璃3千克，球磨時(shí)間為23小時(shí)，過220目篩；步驟4)中煅燒溫度為 870°C，煅燒時(shí)間2. 5小時(shí)；步驟5)中球磨時(shí)間為9小時(shí)，過400目篩；步驟6)中酒精-乙基纖維素溶液加入量為6% ；步驟8)中燒結(jié)溫度為1170°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)。實(shí)施例6各步驟同實(shí)施例1，其中步驟3)中SiO為59千克、Bi20316千克、Sb20313千克、 千克、1033千克、硼玻璃3千克，球磨時(shí)間為22小時(shí)，過200目篩；步驟4)中煅燒溫
度為8501，煅燒時(shí)間2.5小時(shí)；步驟5)中球磨時(shí)間為9小時(shí)，過300目篩；步驟6)中酒精-乙基纖維素溶液加入量為4% ；步驟8)中燒結(jié)溫度為1180°C，保溫時(shí)間為4小時(shí)。比較圖1 3與圖4可以發(fā)現(xiàn)，圖1 3中工頻擊穿點(diǎn)2與壓敏電阻陶瓷芯片1邊緣的距離明顯大于圖4中工頻擊穿點(diǎn)2與壓敏電阻陶瓷芯片1邊緣的距離，這說明采用本發(fā)明制作的壓敏電阻陶瓷芯片1的邊緣工頻耐受能力明顯提高，工頻擊穿點(diǎn)2向壓敏電阻陶瓷芯片 1中心區(qū)域轉(zhuǎn)移。
權(quán)利要求
1.一種提高ZnO防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法，包括壓敏電阻陶瓷芯片生坯制作和排膠工序，其特征是在經(jīng)過排膠工藝處理的壓敏電阻陶瓷芯片生坯側(cè)面涂覆一層漿料， 保證烘干后漿料層厚度為0. 2 0. 3mm，然后加熱至燒結(jié)溫度，保溫3 5小時(shí)隨爐冷卻；所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成Zn050 70%、Bi20312 19%、SId2O3IO 16%、 Si024 7%,Υ2032 4%、硼玻璃2 4%，其制備方法如下1)將上述各原料與2 2.5倍重量的去離子水混合均勻，球磨20 M小時(shí)，烘干后過 120 250目篩，得生料；2)將所述生料在800 900°C下煅燒2 3小時(shí)，隨爐冷卻得熟料；3)將所述熟料粉碎后與2 2.5倍重量的去離子水混合均勻，球磨8 10小時(shí)，烘干后過200 500目篩，得熟粉料；4)向所述熟粉料中加入重量為3 10%的酒精-乙基纖維素溶液，調(diào)和均勻；所述酒精-乙基纖維素溶液由無水乙醇與乙基纖維素按37的重量比配制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高ZnO防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法，其特征在于 所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成Zn058 63%、Bi2O3H 17%、Sb20312 14%、Si025%、Y2033%、硼玻璃 3%0
3.根據(jù)權(quán)利要求ι所述的提高aio防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法，其特征在于 所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成:Zn060%, Bi20316 %> Sb20313 %、Si025 %, Y2033%、硼玻璃 3%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高ZnO防雷芯片邊緣工頻耐受能力的方法，屬于壓敏電阻陶瓷芯片制備方法；它包括壓敏電阻陶瓷芯片生坯制作和排膠工序，是在經(jīng)過排膠工藝處理的壓敏電阻陶瓷芯片生坯側(cè)面涂覆一層漿料，保證烘干后漿料層厚度為0.2～0.3mm，然后加熱至燒結(jié)溫度，保溫3～5小時(shí)隨爐冷卻；所述漿料由下列重量百分比的原料制備而成ZnO50～70％、Bi2O312～19％、Sb2O310～16％、SiO24～7％、Y2O32～4％、硼玻璃2～4％。本發(fā)明能夠提高壓敏電阻陶瓷芯片邊緣的工頻耐受能力，使工頻擊穿點(diǎn)向壓敏電阻陶瓷芯片的中心區(qū)域轉(zhuǎn)移，因而可利用上電極片和下電極片來遮蓋噴火點(diǎn)、進(jìn)而消除事故隱患。
文檔編號(hào)C04B35/453GK102276249SQ20111012203
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者龐馳, 張雷, 施斌, 費(fèi)自豪 申請人:貴陽高新益舸電子有限公司