專利名稱：：一種氧化鋅變阻器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氧化鋅變阻器的制備方法，尤指其中將氧化鋅的摻雜與包裹氧化鋅晶粒的高阻抗燒結(jié)料分為二個獨立工序來制備的氧化鋅變阻器的制備方法。
背景技術(shù)：
：氧化鋅變阻器(ZnOvaristor)是以氧化鋅為主體，并加入鉍(Bi)、銻(Sb)、硅(Si)、鈷(Co)、錳(Mn)及鉻(Cr)等氧化物，再經(jīng)過1000°C以上高溫?zé)Y(jié)形成的。其中，在高溫?zé)Y(jié)的過程中，氧化鋅晶粒會因為摻雜鉍(Bi)、銻(Sb)、硅(Si)、鈷(Co)、錳(Mn)及鉻(Cr)等離子提高半導(dǎo)性，而且在氧化鋅晶粒之間會形成具有結(jié)晶相的高阻抗晶界層。所以，氧化鋅變阻器的己知的制備方法中，是在同一燒結(jié)過程中同時達(dá)到二個目的一是實現(xiàn)氧化鋅晶粒的生長與離子摻雜以提高氧化鋅晶粒的半導(dǎo)性；二是形成包裹氧化鋅晶粒的高阻抗晶界層，使得氧化鋅變阻器具有非歐姆特性。艮P，氧化鋅變阻器主要是利用氧化鋅晶粒的半導(dǎo)性以及晶粒間的高阻抗晶界層產(chǎn)生突波吸收特性，因而具有較好的非歐姆特性和較大的耐電流沖擊能力。然而，在同一燒結(jié)過程中實現(xiàn)了氧化鋅晶粒的摻雜與晶粒之間高阻抗晶界層的形成的氧化鋅變阻器制備方法，其缺點除了包括需要經(jīng)過較高溫?zé)Y(jié)才能完成具有結(jié)晶相的高阻抗晶界層燒結(jié)之外，對于氧化鋅變阻器的性能調(diào)控，卻也帶來種種局限。例如，在燒結(jié)過程中，氧化鋅晶粒摻雜離子的條件受到限制，不能在更大范圍內(nèi)選擇摻雜離子的種類和數(shù)量，因此氧化鋅變阻器的各項性能，包括崩潰電壓、非線性系數(shù)、C值、漏電流、突波吸收能力和ESD吸收能力等，不能在更大的范圍內(nèi)調(diào)控。同理，在燒結(jié)過程中，氧化鋅晶粒之間形成具結(jié)晶相的高阻抗晶界層的條件亦受到限制，除了不能創(chuàng)造更理想或更經(jīng)濟的工藝條件外，也不能在更大范圍內(nèi)選擇高阻抗晶界層的成份和用量，因而氧化鋅變阻器的各項性能，同樣也不能在更大的范圍內(nèi)調(diào)控。
發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種氧化鋅變阻器的制備方法，將氧化鋅的摻雜與包裹氧化鋅晶粒的高阻抗燒結(jié)料分為二個獨立工序來制備；所述的氧化鋅變阻器的制備方法，包括首先制備摻雜的氧化鋅晶粒，使其有足夠的半導(dǎo)化程度，再單獨制備高阻抗的燒結(jié)料(或玻璃粉)，最后按一定比例將兩者混合均勻，再按常規(guī)工藝制成氧化鋅變阻器。具體地，本發(fā)明的氧化鋅變阻器的制備方法，包括下列步驟a)制備摻雜一種或一種以上離子成份的氧化鋅晶粒，其中，所摻雜的離子成份選自銀(Ag)、鋰(Li)、銅(Cu)、鋁(A1)、鈰(Ce)、鈷(Co)、鉻(Cr)、銦(In)、鎵(Ga)、鑭(La)、釔(Y)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鐠(Pr)、銻(Sb)、硒(Se)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)、鋯(Zr)、硅(Si)、硼(B)、鐵(Fe)或錫(Sn)中的一種或一種以上，且離子成份的摻雜量小于氧化鋅含量的15mol%;也就是說，離子成份的摻雜量/氧化鋅含量<0.15;b)制備高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉，其中，所述的燒結(jié)料或玻璃粉原料為氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽，鈦酸鋇系氧化物、錳鎳鈷系氧化物、軟磁鐵氧體、鈦酸鹽或其混合物，且經(jīng)過燒結(jié)再磨成細(xì)粉；c)按氧化鋅晶粒燒結(jié)料或玻璃粉的重量比為100:2-100:30的比例，均勻混合步驟a的氧化鋅晶粒與步驟b的高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉；d)對步驟c的混合料進(jìn)行高溫煅燒、磨細(xì)、加入黏結(jié)劑、壓片、燒結(jié)、涂銀電極工序以制備氧化鋅變阻器。本發(fā)明的氧化鋅變阻器的制備方法，可以根據(jù)氧化鋅變阻器的性能及工序要求，例如，根據(jù)氧化鋅變阻器的崩潰電壓、非線性系數(shù)、C值、漏電流、突波吸收能力、ESD吸收能力和導(dǎo)磁率等性能條件，或根據(jù)低溫?zé)Y(jié)的制備條件，而分別設(shè)計氧化鋅晶粒的摻雜離子的種類、摻雜量以及高阻抗燒結(jié)料(或玻璃粉)的成份與制備條件，最后再制成各種不同指定性能的氧化鋅變阻器°所以，應(yīng)用本發(fā)明的氧化鋅變阻器的制備方法，制備的氧化鋅變阻器的各項性能可以在更大的范圍內(nèi)調(diào)控，可以滿足不同的使用需求。圖1為氧化鋅(ZnO)X射線衍射圖譜。圖2為含2moP/。硅(Si)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖3為含2moP/。鎢(W)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖4為含2moP/。釩(V)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖5為含2mol。/。鐵(Fe)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖6為含2mol。/。銻(Sb)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖7為含2moP/。錫(Sn)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖8為含2molQ/。銦(In)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖9為含2mol。/。釔(Y)的氧化鋅X射線衍射圖譜。圖10為使用摻雜硅(Si)的氧化鋅Zn-X144，添加5。/。Gl-08燒結(jié)料，經(jīng)燒結(jié)后的電阻對溫度變化圖。圖11為使用摻雜Ag的氧化鋅Zn-X141，添加Gl-38燒結(jié)料，經(jīng)燒結(jié)后的電阻對溫度變化圖。圖12為以A、B兩種不同成份制作的雙功能元件的示意圖。附圖標(biāo)記10......雙功能晶片生胚A......生胚B......生胚具體實施例方式本發(fā)明的氧化鋅變阻器制備方法，包括以下步驟a、預(yù)制含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒；根據(jù)結(jié)晶學(xué)原理，調(diào)制含有鋅離子的溶液及含有摻雜離子成份的溶液，再應(yīng)用共沉淀法(coprecipitationmethod)或溶膠凝膠法(sol-gelprocess)等納米技術(shù)得到沉淀物，再經(jīng)熱分解以制備含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒。氧化鋅晶?？梢該诫s一種或一種以上離子成份，其中，離子成份的摻雜量小于氧化鋅含量的15mol%，但以小于10mol。/。為較佳實施例，以小于2moP/。為最佳實施例。氧化鋅晶粒的摻雜離子成份選自銀(Ag)、鋰(Li)、銅(Cu)、鋁(A1)、鈰(Ce)、鈷(Co)、鉻(Cr)、銦(In)、鎵(Ga)、鑭(La)、釔(Y)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鐠(Pr)、銻(Sb)、硒(Se)、鈦(Ti)、釩(V)、鎢(W)、鋯(Zr)、硅(Si)、硼(B)、鐵(Fe)及錫(Sn)離子中的一種或一種以上。含有鋅離子的溶液可選自乙酸鋅或硝酸鋅中。含有摻雜離子成份的溶液，可以使用乙酸鹽或硝酸鹽溶解一種或多種摻雜離子成份制得。使用化學(xué)共沉淀法，將含有鋅離子的溶液與含有摻雜離子成份的溶液混合，經(jīng)過攪拌制成含有鋅離子及摻雜離子成份的混合溶液，在混合過程中，根據(jù)實際需要加入表面活性劑或高分子聚合物。在攪拌條件下，采用正向或逆向加入法，將沉淀劑加入到所述的混合溶液中，經(jīng)控制合適的pH值后，得到共沉淀物。對沉淀物進(jìn)行多次清洗，經(jīng)烘干后，在合適的溫度下煅燒，即形成含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒。所述沉淀劑可選自草酸、尿素、碳酸銨、碳酸氫銨、氨水或其它堿性溶液。另一種摻雜氧化鋅的制備方法，是將氧化鋅細(xì)粉浸泡到含有摻雜離子成份的溶液中，經(jīng)烘干后，在燒結(jié)溫度85(TC的空氣或氬氣等惰性氣氛或含氫氣或一氧化碳等還原氣氛下煅燒，以制成摻雜離子的氧化鋅晶粒。根據(jù)前述方法得到的摻雜2moP/。硅(Si)離子成份的氧化鋅晶粒，再使用X射線衍射儀分析晶體結(jié)構(gòu)，得到圖2所示的X射線衍射圖譜，將其與圖1所示的純氧化鋅晶粒X射線衍射圖譜對比，結(jié)果顯示硅(Si)離子成份全部進(jìn)入氧化鋅晶粒的晶格。依照相同方式，得到摻雜2mol。/。鉤(W)或釩(V)或鐵(Fe)離子成份的氧化鋅晶粒，再使用X射線衍射儀分析晶體結(jié)構(gòu)，得到圖3所示的摻雜2mol。/。鎢(W)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜、圖4所示的摻雜2mol。/。釩(V)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜及圖5所示的摻雜2mol。/。鐵(Fe)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜，與圖1所示的純氧化鋅晶粒X射線衍射圖譜對比之后，結(jié)果顯示鎢(W)、釩(V)或鐵(Fe)離子成份可以全部進(jìn)入氧化鋅晶粒的晶格。依照相同方式，得到摻雜2moP/。銻(Sb)、錫(Sn)、銦(In)或釔(Y)離子成份的氧化鋅晶粒，再使用X射線衍射儀分析晶體結(jié)構(gòu)，得到圖6所示的摻雜2moP/。銻(Sb)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜、圖7所示的摻雜2molc/。錫(Sn)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜、圖8所示的摻雜2moin/。銦(In)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜及圖9所示的摻雜2moP/。釔(Y)離子成份的氧化鋅晶粒的X射線衍射圖譜，與圖1所示的純氧化鋅晶粒X射線衍射圖譜比對之后，結(jié)果顯示銻(Sb)、錫(Sn)、銦(In)、釔(Y)離子成份可以部分進(jìn)入氧化鋅晶粒的晶格。根據(jù)以上說明，在制備含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒的步驟中，氧化鋅晶粒能夠在更大范圍內(nèi)選擇摻雜離子成份的種類和摻雜量。所以，氧化鋅變阻器的各項性能，包括崩潰電壓、非線性系數(shù)、C值、漏電流、突波吸收能力和ESD吸收能力等，將獲得有效的調(diào)控。b、制備高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉；根據(jù)氧化鋅變阻器的指定性能配制不同成份的燒結(jié)料或玻璃粉原料，且所述原料選自氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或草酸鹽中的其中一種或一種以上，經(jīng)混合、磨細(xì)、煅燒等工序制成燒結(jié)料，再將燒結(jié)料磨細(xì)至所需細(xì)度。其中，所述氧化物原料選自氧化鉍(Bi203)、氧化硼(B203)、三氧化二銻(Sb203)、氧化鈷(0)203)、二氧化錳(Mn02)、氧化鉻(0203)、五氧化二釩(V205)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎳(NiO)或二氧化硅(Si02)中的兩種以上混合物?；蛘撸瑢⑺渲撇煌煞莸臉匣旌虾?，以高溫熔融，水淬、烘干，再磨細(xì)成玻璃粉。或是應(yīng)用納米技術(shù)將不同成份原料制成燒結(jié)料微粉或玻璃微粉。在制備高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉的步驟中，可以根據(jù)選擇不同成份的燒結(jié)料或玻璃粉使得氧化鋅變阻器除了壓敏功能之外還另具有熱敏功能、電感功能或電容功能等附加功能。例如，當(dāng)氧化鋅變阻器需附加熱敏功能的時候，燒結(jié)料或玻璃粉可以選擇鈦酸鋇或錳鎳鈷系氧化物。當(dāng)氧化鋅變阻器需附加電感功能的時候，燒結(jié)料或玻璃粉可以選擇軟磁鐵氧體。當(dāng)氧化鋅變阻器需附加電容功能的時候，燒結(jié)料或玻璃粉可以選擇高介電常數(shù)的鈦酸鹽。c、混合步驟a的氧化鋅晶粒與步驟b的高阻抗燒結(jié)料；根據(jù)氧化鋅變阻器的指定性能，選用步驟a的含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒及步驟b的高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉，并且按氧化鋅晶粒燒結(jié)料或玻璃粉的重量比為100:2-100:30的比例均勻混合。但兩者的重量比以100:5-100:15的比例為最佳實施例。d、進(jìn)行高溫煅燒、磨細(xì)、加入黏結(jié)劑、壓片、燒結(jié)、涂銀電極工序以制備氧化鋅變阻器；其中高溫?zé)Y(jié)溫度為950°C±10°C~1100°C±10°C。以下列舉實施例說明本發(fā)明的制備方法具有以下特點1、氧化鋅變阻器的壓敏特性(包括崩潰電壓和非線性系數(shù)、C值和漏電流、突波吸收能力和ESD吸收能力等)可以通過控制氧化鋅晶粒的摻雜離子成份種類或調(diào)配氧化鋅晶粒與高阻抗燒結(jié)料的重量比，進(jìn)行改變及調(diào)整。2、氧化鋅變阻器的壓敏特性，可以通過控制氧化鋅晶粒的摻雜離子成份的摻雜量進(jìn)行改變及調(diào)整。3、氧化鋅變阻器的壓敏特性，可以通過控制氧化鋅晶粒至少摻雜兩種不同離子成份、或通過控制燒結(jié)溫度進(jìn)行改變及調(diào)整。4、氧化鋅變阻器的壓敏特性，可以控制燒結(jié)料或玻璃粉的不同成份進(jìn)行改變及調(diào)整。5、氧化鋅變阻器的工序，通過選擇摻雜合適離子成份的氧化鋅晶粒及改變燒結(jié)料的成份等，可以實現(xiàn)以純銀為內(nèi)電極，且在低溫?zé)Y(jié)條件下制成具良好壓敏特性的氧化鋅變阻器。6、通過選擇燒結(jié)料的不同成份配方，可制得具有變阻器功能及熱敏電阻功能的雙功能元件。例如，氧化鋅變阻器可以同時具有壓敏特性及熱敏特性、或同時具有壓敏特性及電感功能、或同時具有壓敏特性及電容功能。實施例1:用化學(xué)共沉淀法分別制備表1所列的摻雜lmoP/。單一離子成份的氧化鋅晶粒樣品。用化學(xué)共沉淀法制備代號G1-00的燒結(jié)料，其成份及重量比如下<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>按氧化鋅晶粒樣品G1-00燒結(jié)料的重量比為100:10或100:15或100:30的比例均勻混合，接著以1000kg/cn^的壓力壓制成圓片，再以燒結(jié)溫度1065'C燒結(jié)2小時，接著在800'C完成銀電極，并且制成圓片型氧化鋅突波吸收器。分別測量各種氧化鋅變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳見表l。由表1可知，當(dāng)使用同一燒結(jié)料時，氧化鋅變阻器的壓敏特性，將隨著氧化鋅晶粒的摻雜離子成份種類不同而不相同，如崩潰電壓的范圍涵蓋2301729V/mm。同理，當(dāng)氧化鋅晶粒摻雜單一摻雜離子成份時，氧化鋅變阻器的壓敏特性，將隨著氧化鋅晶粒與高阻抗燒結(jié)料的比例的不同而不同。所以，通過控制氧化鋅晶粒的摻雜離子成份種類或調(diào)整氧化鋅晶粒與高阻抗燒結(jié)料的比例，都可以改變及調(diào)整氧化鋅變阻器的壓敏特性。表1摻雜不同單一離子成份的氧化鋅晶粒與同一燒結(jié)料以不同混合比例制成氧化鋅變阻器的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>氧化鋅變阻器的壓敏特性。表2摻雜不同量的單一離子成份的氧化鋅晶粒與同一燒結(jié)料制成氧化鋅變阻器的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實施例3:用化學(xué)共沉淀法分別制備表3所列的含至少兩種單一摻雜離子成份的氧化鋅晶粒樣品。使用實施例1制備的Gl-OO燒結(jié)料。按氧化鋅晶粒樣品Gl-00燒結(jié)料的重量比為100:10的比例均勻混合，且按照實施例1的相同條件制備氧化鋅變阻器，再分別測量各種氧化鋅變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳見表3，其中"Clamp倍率"，又稱作壓比(voltageratio),是組件的抑制電壓與崩潰電壓的比值，這個數(shù)值越低，代表組件可以更有效將過電壓抑制到較低的水準(zhǔn)。由表3可知，當(dāng)氧化鋅晶粒含至少兩種單一摻雜離子成份及使用同一燒結(jié)料時，氧化鋅變阻器的壓敏特性，將隨著氧化鋅晶粒的至少兩種單一摻雜離子成份的種類不同而不相同。而且，氧化鋅變阻器的壓敏特性，亦隨著燒結(jié)溫度的不同而不同。所以，通過控制氧化鋅晶粒摻雜不同種類離子成份或控制燒結(jié)溫度，可以更大范圍地改變及調(diào)整氧化鋅變阻器的壓敏特性。表3摻雜至少兩種單一離子的氧化鋅晶粒與同一燒結(jié)料制成氧化鋅變阻器的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>實施例4:用化學(xué)共沉淀法分別制備表4所列的代號Zn-X29及Zn-X36氧化鋅晶粒樣品。其中，代號Zn-X29及Zn-X36氧化鋅晶粒的成份如下Zn-X29氧化鋅晶粒成份ZnOVMnCrCoSiBPrAgmol%9320.5111.50.40.30.5Zn-X36氧化鋅晶粒成份ZnOVMnCrCoSiBPrAgmol%畫20.50.50.5————用化學(xué)共沉淀法分別制備表4所列的代號Gl-OO、Gl-01及Gl-02燒結(jié)料。其中，代號Gl-OO、Gl-01及Gl-02燒結(jié)料的成份如下ZnOSi02B203Bi203Co203Mn02Cr203Gl-008231927887Gl-0110221926887Gl-0212211925887按氧化鋅晶粒樣品燒結(jié)料的重量比為100:10的比例均勻混合，且按照實施例1的相同條件制備氧化鋅變阻器，再分別測量各種氧化鋅變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳見表4。由表4可知，不同成份的燒結(jié)料對氧化鋅變阻器的壓敏性能影響很大。例如，不同燒結(jié)料對于氧化鋅變阻器的突波(surge)吸收能力的影響相當(dāng)大。所以，通過控制氧化鋅變阻器的燒結(jié)料，可以更大范圍地改變及調(diào)整氧化鋅變阻器的壓敏特性。表4摻雜同種離子成份的氧化鋅晶粒與不同成份燒結(jié)料制成氧化鋅變阻器的壓敏性能樣品組份燒結(jié)溫度'C銀材/還原生胚尺寸(mm)熟胚尺寸(mm)崩潰電壓(V/mm)a(H八)CP(pF)Clamp倍率突波(A)ESD(KV)79Zn-X29+10%Gl-0010657472/845°C8.4x1.476.55x1.033902191241.778030<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實施例5:用化學(xué)共沉淀法分別制備表5所列的代號Zn-X41、Zn-X72及Zn-X73氧化鋅晶粒樣品。其中，代號Zn-X41、Zn-X72及Zn-X73氧化鋅晶粒的成份如下Zn-X41氧化鋅晶粒<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按氧化鋅晶粒樣品曉結(jié)料的重量比為100:10的比例均勻混合，除燒結(jié)溫度改為95(TC燒結(jié)2小時外，按照實施例1的相同條件制備氧化鋅變阻器，再分別測量各種氧化鋅變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳見表5。由表5可知，經(jīng)由選擇合適的摻雜離子成份的氧化鋅晶粒及改變燒結(jié)料的成份等，都可以實現(xiàn)以低溫?zé)删哂辛己脡好籼匦缘难趸\變阻器。表5摻雜離子成份的氧化鋅晶粒與燒結(jié)料制備的氧化鋅變阻器的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>實施例6:用化學(xué)共沉淀法制備含2mol。/。硅(Si)離子成份的氧化鋅晶粒(代號Zn-X144)樣品。用化學(xué)共沉淀法制備實施例5的代號Gl-08燒結(jié)料。按氧化鋅晶粒樣品Gl-08燒結(jié)料的重量比為100:5，除燒結(jié)溫度改為100(TC燒結(jié)2小時外，按照實施例1的相同條件制成氧化鋅變阻器。觀懂氧化鋅變阻器的壓敏性能，結(jié)果詳見表6。測量氧化鋅變阻器的熱敏特性，其結(jié)果分別詳見表7及圖10。由表6及表7可知，經(jīng)由選擇合適的摻雜離子成份的氧化鋅晶粒及改變燒結(jié)料的成份等，都可以制成具有壓敏及熱敏特性的氧化鋅變阻器。而且，由圖10的數(shù)據(jù)得知，所制成的氧化鋅變阻器具有NTC(負(fù)溫度系數(shù))熱敏電阻特性。表6以含摻雜Si離子成份的氧化鋅晶粒與Gl-08燒結(jié)料制備的氧化鋅變阻器的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>Zn-X144+5%Gl-088910008458.41x1.116.88x0.87736237.414410030表7用含摻雜Si離子成份的氧化鋅晶粒與Gl-08燒結(jié)料制備的氧化鋅變阻器的NTC^j寺性25°C35°C45°C55°C65°C75°C85°CB值電阻(MQ)40003800350030002800210014001867實施例7:用化學(xué)共沉淀法制備含2mol%銀(Ag)離子成份的氧化鋅晶粒(代號Zn-X141)樣品。用化學(xué)共沉淀法制備代號Gl-38燒結(jié)料。其中，代號Gl-38燒結(jié)料的成份如下燒結(jié)料^^^^Bi203B203Sb203Co203Mn02Cr203v2o5Gl-38324151515154按氧化鋅晶粒樣品Gl-38燒結(jié)料的重量比為100:10，且按照實施例1的相同條件制備氧化鋅變阻器。測量氧化鋅變阻器的壓敏性能，結(jié)果詳見表8。測量氧化鋅變阻器的熱敏特性，其結(jié)果分別詳見表9及圖11。由表8及表9可知，通過選擇合適的摻雜離子成份的氧化鋅晶粒及改變燒結(jié)料的成份等，都可以制成具有壓敏及熱敏特性的氧化鋅變阻器。而且，由圖11的數(shù)據(jù)得知，所制成的氧化鋅變阻器具有PTC(正溫度系數(shù))熱敏電阻特性。表8用含摻雜Ag離子成份的氧化鋅晶粒與Gl-38燒結(jié)料制備的氧化鋅變阻器的壓敏性能樣品組份燒結(jié)溫度'c銀材/還原生胚尺寸(mm)熟胚尺寸(mm)崩潰電壓(V/誦)a(pA)Cp(pF)突波(A)ESD(KV)90Zn-X141+10%Gl-3810608458.41x1.07.55x0.8384694815663020表9用含摻雜Ag離子成份的氧化鋅晶粒與Gl-38燒結(jié)料制備的氧化鋅變阻器的PTC特性<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>實施例8選擇A、B兩組各自具有兩組摻雜不同離子成份的氧化鋅晶粒與不同燒結(jié)料的配方。其中A組配方為使用實施例6的代號Zn-X144氧化鋅晶粒加入重量比5%Gl-08燒結(jié)料，此配方經(jīng)燒結(jié)后，會具有很強的壓敏特性，也具有NTC特性(但25'C阻值高)。B組配方為使用實施例6的代號Zn-X144氧化鋅晶粒加入重量比30%N-08燒結(jié)料，此配方經(jīng)燒結(jié)后，具有NTC熱敏電阻特性(但25。C阻值低)，但壓敏性較差。其中，代號N-08燒結(jié)料的成份如下<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>向A、B兩組配方粉中分別加入黏結(jié)劑、溶劑并球磨后，調(diào)漿、刮帶，分別刮成20-60|am厚度的生胚。依積層電容的工序、將A、B兩種生胚疊壓印內(nèi)電極，并制成如圖12所示的雙功能晶片生胚10。經(jīng)排膠后，放置于燒結(jié)爐中，以900°C~1050°C持溫2小時。接著，將雙功能晶片生胚10兩端沾銀電極，以70(TC80(TC持溫?zé)Y(jié)IO分鐘后制成雙功能晶片元件，再測量晶片元件的電性，結(jié)果顯示晶片元件同時具有壓敏性能及優(yōu)良NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏性能(室溫電阻較低)。接著，測量晶片元件的電氣特性，包括測量元件的靜電放電(ESD)耐受度及熱敏電阻特性，其結(jié)果詳見表10及表11。由表10及表11可知，晶片元件具有承受ESD8KV打20次的能力，又具有室溫電阻較低的10.2KQ(Kohm)的NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻性能。所以，這個晶片元件為具有變阻器功能及熱敏電阻功能的雙功能元件。表10用A、B兩組摻雜不同離子成份的氧化鋅晶粒與不同燒結(jié)料配方制成雙功能元件的壓敏性能<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表11用A、B兩組摻雜不同離子成份的氧化鋅晶粒與不同<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>實施例9將0.6微米的氧化鋅粉浸泡在含有摻雜離子成份的溶液中，經(jīng)烘干再在燒結(jié)溫度105(TC下煅燒5小時后磨細(xì)，以制得表12所列的Zn-X300氧化鋅晶粒。其中，代號Zn-X300氧化鋅晶粒的成份如下<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>按氧化鋅晶粒樣品燒結(jié)料的重量比為100:17.6的比例混合均勻并磨細(xì)，除燒結(jié)溫度改為98(TC及102(TC燒結(jié)2小時外，按照實施例1的相同條件制備氧化鋅變阻器，再分別測量各種氧化鋅變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳樣品組份燒結(jié)溫度'C生胚尺寸(mm)熟胚尺寸(mm)崩潰電壓(V/mm)aItOiA)Cp(pF)Clamp倍率突波(A)ESD(KV)92Zn-X300+17.6%G-2001020°C8.4x1.206.78x0.9453029152611.422643093Zn-X300+17.6%G-200980°C8.4x1.206.79x0.9666028161931.3839830見表12。表12以Zn-X300氧化鋅晶粒與G-200燒結(jié)料制成片式變阻器的壓敏性能實施例10將0.6微米的氧化鋅粉浸泡在含有摻雜離子成份的溶液中，經(jīng)烘干再在燒結(jié)溫度85(TC的空氣或氬氣中煅燒半小時后磨細(xì)，以制備表13所列的Zn-X301氧化鋅晶粒。其中，代號Zn-X301氧化鋅晶粒的成份如下Zn-X301氧化鋅晶粒成份ZnSnSiAlmol%0.983O馬O細(xì)0細(xì)3用化學(xué)共沉淀法分別制備表13所列的代號G-201燒結(jié)料。其中，代號G-201燒結(jié)料的成份如下燒結(jié)料^^^^^Bi203Sb203Mn02Co203Cr203Ce203Y203G-201321616161064按氧化鋅晶粒樣品燒結(jié)料的重量比為100:15的比例均勻混合并磨細(xì)。然后，按積層晶片型變阻器的常規(guī)制備方法，以純銀為內(nèi)電極材料，且以內(nèi)電極印刷2次或4次方式，經(jīng)低溫下燒結(jié)(燒結(jié)溫度為850。C)制成0603規(guī)格的積層晶片型變阻器(multi-layervaristor)。分別測量純銀內(nèi)電極印刷2次或4次的積層晶片型變阻器的壓敏性能，其結(jié)果詳見表13。表13低溫(燒結(jié)溫度為850C)燒結(jié)組份Zn-X301+15。/。G-201積層晶片型變阻器特性21樣品組份燒結(jié)溫度。C崩潰電壓(V/mm)aIL(^A)Clamp倍率突波(A)ESD(KV)極印數(shù)電銀次內(nèi)純刷胚寸w熟尺S胚寸w<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>由表13可知，純銀內(nèi)電極印2次的積層晶片型變阻器，對8/20ps的突波耐量為30A，而純銀內(nèi)電極印4次的積層晶片型變阻器，突波耐量則高達(dá)40A。因此，從控制純銀內(nèi)電極的印刷次數(shù)，可以實現(xiàn)以低溫?zé)删哂辛己脡好籼匦缘难趸\變阻器。權(quán)利要求1、一種氧化鋅變阻器的制備方法，其特征在于，包括下列步驟a)制備摻雜一種或一種以上離子成份的氧化鋅晶粒，其中，所摻雜的離子成份選自銀Ag、鋰Li、銅Cu、鋁Al、鈰Ce、鈷Co、鉻Cr、銦In、鎵Ga、鑭La、釔Y、鈮Nb、鎳Ni、鐠Pr、銻Sb、硒Se、鈦Ti、釩V、鎢W、鋯Zr、硅Si、硼B(yǎng)、鐵Fe或錫Sn離子中的一種或一種以上，且離子成份的摻雜量小于氧化鋅含量的15mol％；b)制備高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉，其中，所述的燒結(jié)料或玻璃粉原料為氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽、鈦酸鋇系氧化物、錳鎳鈷系氧化物、軟磁鐵氧體、鈦酸鹽或其混合物，且經(jīng)過燒結(jié)再磨成細(xì)粉；c)按氧化鋅晶?！脽Y(jié)料或玻璃粉的重量比為100∶2-100∶30的比例，均勻混合步驟a的氧化鋅晶粒與步驟b的高阻抗燒結(jié)料或玻璃粉；d)對步驟c的混合料進(jìn)行高溫煅燒、磨細(xì)、加入黏結(jié)劑、壓片、燒結(jié)、涂銀電極工序以制備氧化鋅變阻器。2、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟a所述氧化鋅晶粒的離子成份摻雜量小于氧化鋅的10mol%。3、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟a所述氧化鋅晶粒的離子成份摻雜量小于氧化鋅的2mol%。4、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟c中所述氧化鋅晶粒燒結(jié)料或玻璃粉的重量比為100:5-100:15。5、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，所述氧化物原料為選自氧化鉍Bi203、氧化硼8203、三氧化二銻Sb203、氧化鈷0)203、二氧化錳Mn02、氧化鉻0203、五氧化二釩V20"氧化鋅ZnO、氧化鎳NiO或二氧化硅Si02中的兩種以上的混合物。6、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟d的燒結(jié)溫度為950°C±10°C~1100°C±10°C。7、如權(quán)利要求1所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟a制備摻雜的氧化鋅時，將氧化鋅細(xì)粉浸泡在含有摻雜離子成份的溶液中，經(jīng)烘干后，在空氣或氬氣或含氫氣或一氧化碳?xì)夥障蚂褵灾瞥蓳诫s離子成份的氧化鋅晶粒。8、如權(quán)利要求7所述的氧化鋅變阻器的制備方法，其中，步驟d的燒結(jié)溫度為850°C。全文摘要一種氧化鋅變阻器的制備方法，將制備含摻雜離子成份的氧化鋅晶粒和制備用于包裹氧化鋅晶粒的燒結(jié)料分成二個獨立工序來制造，可以根據(jù)變阻器的性能要求，預(yù)先調(diào)配氧化鋅晶粒的摻雜成份和高阻抗燒結(jié)料的成份以及制備條件，最后按一定比例將兩者均勻混合，再按常規(guī)工藝制備氧化鋅變阻器；這種制備方法所制得的氧化鋅變阻器，除具有壓敏性能之外，還兼具熱敏、電容、電感、壓電或磁特性等其中一種或多種功能，同時還能實現(xiàn)低溫(低于900℃)燒結(jié)，可以使用純銀作為內(nèi)電極。文檔編號H01C17/00GK101630553SQ20091016001公開日2010年1月20日申請日期2009年7月17日優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日發(fā)明者徐至賢,方廷毅,朱頡安,林居南,許鴻宗,連清宏,郭政宗,黃興祥申請人:立昌先進(jìn)科技股份有限公司