超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置。超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置包括底殼、蓋體及多個燒結(jié)棒，所述底殼包括底壁和環(huán)繞所述底壁的多個側(cè)壁，所述底殼還具有與所述底壁相對的開口端，所述側(cè)壁上設(shè)有多個通氣孔；所述蓋體可拆卸地蓋設(shè)于所述開口端，所述殼體及所述蓋體共同形成收容腔；所述多個燒結(jié)棒，收容于所述收容腔中，并水平掛設(shè)于所述底殼的兩個相對側(cè)壁之間，所述燒結(jié)棒用于穿設(shè)于多個超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)中部的通孔，以將多個坯環(huán)間隔掛設(shè)于所述燒結(jié)棒上。上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置可以使得坯環(huán)在燒結(jié)過程中不易產(chǎn)生形變，進(jìn)而使產(chǎn)品的機(jī)械強度、電性能得到滿足。
【專利說明】超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別是涉及一種超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)形壓敏電阻是一種伏安特性呈非線性的敏感元件。在正常電壓條件下，這相當(dāng) 于一只小電容器，而當(dāng)電路出現(xiàn)過電壓時，它的電阻阻急劇下降并迅速導(dǎo)通，其工作電流增 加幾個數(shù)量級，壓敏電阻器的電阻值對外加電壓的變化從而有效地保護(hù)了并聯(lián)電路中的其 它元器件不致過壓而損壞和抑制回路電壓的峰值在一定的范圍。
[0003] 目前我們把外徑尺寸在2. 4mm以下的環(huán)形壓敏電阻器稱謂為"超微型環(huán)形壓敏電 阻器"。這是一種目前尺寸最小的環(huán)形壓敏電阻器，其尺寸為（外形尺寸外徑*內(nèi)徑*厚 度）2. 4mm* 1. 75mm*0. 35mm。
[0004] 超微型環(huán)形壓敏電阻器的制作過程采用典型的電子陶瓷工藝，其中關(guān)鍵的工序是 半導(dǎo)體化工藝，半導(dǎo)化是在高溫還原氣氛中實現(xiàn)的。是在氫氣與氮氣混合氣體保護(hù)下的高 溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)工藝完成鈦酸鍶環(huán)形電子陶瓷的制備。
[0005] 超微型環(huán)形壓敏電阻器的材料對燒結(jié)氣氛非常敏感，因其特殊的微觀結(jié)構(gòu)，必須 在還原性氣氛下燒結(jié)，實現(xiàn)晶粒的半導(dǎo)化，從而得到了收縮性、密度等性能均良好的半導(dǎo)化 電子陶瓷元件。生產(chǎn)過程中，還原氣氛由氫氣和氮氣比例混合提供供，其中氫氣成分在燒結(jié) 過程要與超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)參加反應(yīng)，對燒結(jié)過程的要求特別苛刻。
[0006] 在傳統(tǒng)的燒結(jié)過程中，將坯環(huán)采用堆疊或排列平放方式進(jìn)入氣氛保護(hù)爐燒結(jié)，坯 環(huán)會產(chǎn)生變形，其原因是由于超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)的環(huán)形結(jié)構(gòu)，燒結(jié)成陶瓷環(huán)時 環(huán)形外環(huán)收縮應(yīng)力大于陶瓷內(nèi)環(huán)收縮應(yīng)力，由此產(chǎn)生瓷件向中心方向彎曲。其機(jī)理是超微 型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)是一種粉末顆粒壓制的薄片環(huán)，燒結(jié)時是顆粒擇優(yōu)取向排列，使 垂直于坯環(huán)平面方向的收縮大，而平行于坯環(huán)薄片方向的收縮小。例如：假設(shè)壓制出來的超 微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)直徑尺寸是2. 40mm，而厚度尺寸只有0. 35mm，為一個薄環(huán)片， 那么其沿軸向的收縮小于沿徑向的收縮。當(dāng)制品各部分薄片坯環(huán)取向不一致時，制品發(fā)生 不均勻的收縮而導(dǎo)致變形。材料與氫氣燒結(jié)時會發(fā)生還原反應(yīng)形成金屬物質(zhì)，其反應(yīng)是由 坯環(huán)表面逐步向坯環(huán)中心進(jìn)行的；堆放和平疊一起的燒結(jié)會使每個坯環(huán)有大部分疊合面， 不能同時和充分接觸到爐體內(nèi)的氫氣同步作用還原反應(yīng)，每個坯環(huán)和同一個坯環(huán)的不同部 位的金屬化程度都出現(xiàn)差異，導(dǎo)致超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)半導(dǎo)化成電子陶瓷不良， 出現(xiàn)變形，使得機(jī)械強度、電性能不能滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，有必要提供一種使得坯環(huán)在燒結(jié)過程中不易產(chǎn)生形變的超微型環(huán)形壓敏 電阻燒結(jié)裝置。
[0008] 超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，包括：
[0009] 底殼，包括底壁和環(huán)繞所述底壁的多個側(cè)壁，所述底殼還具有與所述底壁相對的 開口端，所述側(cè)壁上設(shè)有多個通氣孔；
[0010] 蓋體，可拆卸地蓋設(shè)于所述開口端，所述殼體及所述蓋體共同形成收容腔；及
[0011] 多個燒結(jié)棒，收容于所述收容腔中，并水平掛設(shè)于所述底殼的兩個相對側(cè)壁之間， 所述燒結(jié)棒用于穿設(shè)于多個超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)中部的通孔，以將多個坯環(huán)間隔 掛設(shè)于所述燒結(jié)棒上。
[0012] 在其中一個實施例中，所述底殼為長方體形盒狀結(jié)構(gòu)，所述多個側(cè)壁包括第一側(cè) 壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁及第四側(cè)壁，所述第一側(cè)壁與所述第二側(cè)壁相對設(shè)置，所述第三側(cè) 壁與所述第四側(cè)壁相對設(shè)置，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁及第四側(cè)壁上均可設(shè)有通 氣孔。
[0013] 在其中一個實施例中，所述燒結(jié)棒的兩端分別穿設(shè)于所述第一側(cè)壁及所述第二側(cè) 壁上的通氣孔，以使所述燒結(jié)棒固定于所述收容腔中。
[0014] 在其中一個實施例中，所述燒結(jié)棒包括用于掛設(shè)所述多個坯環(huán)的掛設(shè)部及分別設(shè) 置于所述掛設(shè)部兩端的兩個固定部，所述兩個固定部分別穿設(shè)于所述第一側(cè)壁及所述第二 側(cè)壁上的通氣孔中。
[0015] 在其中一個實施例中，所述固定部的直徑小于所述掛設(shè)部的直徑。
[0016] 在其中一個實施例中，所述掛設(shè)部的直徑為1.5mm。
[0017] 在其中一個實施例中，所述多個通氣孔在所述側(cè)壁上成陣列設(shè)置。
[0018] 在其中一個實施例中，所述通氣孔的直徑為1. 88_，所述多個通氣孔的面積占所 述側(cè)壁的面積的80%。
[0019] 在其中一個實施例中，所述底殼、所述蓋體及所述多個燒結(jié)棒均由鑰材料制成。
[0020] 在其中一個實施例中，所述底殼的底壁和/或側(cè)壁的厚度為2?3mm。
[0021] 上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置中，其可通過燒結(jié)棒將多個坯環(huán)串聯(lián)起來，由 于多個坯環(huán)間隔掛設(shè)于燒結(jié)棒上，坯環(huán)與坯環(huán)之間不存在重疊面，解決了傳統(tǒng)的將坯環(huán)采 用堆疊或排列平放方式燒結(jié)而產(chǎn)生的形變的問題。坯環(huán)掛設(shè)于水平設(shè)置的燒結(jié)棒上，使得 坯環(huán)在水平面上得到受力支撐，可以順利完成整個熱脹冷縮的過程，不易產(chǎn)生形變。
[0022] 并且，采用上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，可使得坯環(huán)在還原性氣氛下充分 燒結(jié)，實現(xiàn)晶粒的半導(dǎo)化，得到了收縮性、密度等性能均良好的電子陶瓷環(huán)。
[0023] 此外，上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置的質(zhì)量較輕，可以減小外部燒結(jié)爐膛的 負(fù)擔(dān)。同時，上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置由鑰材料制成，其具備較低的蓄熱性能，使 裝置底部和上部同時有效散熱，防止零件自身散熱不一致而變形。整個裝置無活性游離物 質(zhì)存在，不與零件發(fā)生粘連。使用壽命也較長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為一實施例中的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置的立體分解圖；
[0025] 圖2為圖1所示超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置中底殼及蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖3為圖1所示超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置的局部結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0027] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更 加透徹全面。
[0028] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固定于"另一個元件，它可以直接在另一個元件上 或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是"連接"另一個元件，它可以是直接連接 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語"垂直的"、"水平的"、"左"、 "右"以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。
[0029] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具 體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語"及/或"包括一個或多 個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0030] 請參閱圖1，一實施例中的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100,用于對超微型環(huán)形 壓敏電阻器的坯環(huán)200進(jìn)行燒結(jié)，以使坯環(huán)200半導(dǎo)體化。坯環(huán)200中部設(shè)有通孔（圖未 標(biāo)）。坯環(huán)200的尺寸為外徑2. 4_、內(nèi)徑1.7_。超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100包括 底殼110、蓋體130及燒結(jié)棒150。
[0031] 底殼110大致為盒狀結(jié)構(gòu)。底殼110上設(shè)有開口端111，底殼110還包括多個側(cè)壁 113及與開口端111相對的底壁（圖未示），多個側(cè)壁113環(huán)繞底壁。側(cè)壁113上設(shè)有多個 通氣孔115。
[0032] 蓋體130可拆卸地蓋設(shè)于開口端111。蓋體130可將開口端111遮蓋。殼體及蓋 體130共同形成收容腔（圖未標(biāo)）。
[0033] 多個燒結(jié)棒150收容于收容腔中，并水平掛設(shè)于底殼110的側(cè)壁113上。燒結(jié)棒 150用于穿設(shè)多個坯環(huán)200中部的通孔，以將多個坯環(huán)200間隔掛設(shè)于燒結(jié)棒150上。多個 述環(huán)200間彼此間隔,?環(huán)200與述環(huán)200之間不存在重疊面。
[0034] 具體的，燒結(jié)棒150的兩端穿設(shè)于側(cè)壁113上的通氣孔115,以使燒結(jié)棒150固定 于收容腔中。
[0035] 工作時，將串好的坯環(huán)200 -排排地放置于收容腔中，并將上述超微型環(huán)形壓敏 電阻燒結(jié)裝置100放置于密閉的燒結(jié)爐膛（圖未示）中。在氫氣和氮氣的混合氣氛下，加熱 至1300攝氏度以上，加熱時間超過2小時。由于多個坯環(huán)200間隔掛設(shè)于燒結(jié)棒150上， 坯環(huán)200與坯環(huán)200之間不存在重疊面，解決了傳統(tǒng)的將坯環(huán)200采用堆疊或排列平放方 式燒結(jié)而產(chǎn)生的形變的問題。坯環(huán)200掛設(shè)于水平設(shè)置的燒結(jié)棒150上，使得坯環(huán)200在 水平面上得到受力支撐，可以順利完成整個熱脹冷縮的過程。并且，采用上述超微型環(huán)形壓 敏電阻燒結(jié)裝置100,可使得坯環(huán)200在還原性氣氛下充分燒結(jié)，實現(xiàn)晶粒的半導(dǎo)化，得到 了收縮性、密度等性能均良好的電子陶瓷環(huán)。
[0036] 具體在本實施例中，底殼110、蓋體130及多個燒結(jié)棒150均由鑰材料制成。金屬 鑰具有強度大、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等多種優(yōu)點，具有熔點高、密度低和熱脹系數(shù)小等特 性。底殼110、蓋體130及多個燒結(jié)棒150均由鑰材料制成，能夠完全滿足到在氫氣與氮氣 混合氣氛1300°C以上的燒結(jié)要求。采用純金屬鑰制造的上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置 100不易產(chǎn)生變形，可以確保足夠的平整度和承重性能，重復(fù)使用壽命長達(dá)10年以上。并 且，上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100的材料可以完全回收再利用制造，十分環(huán)保，作 為長期批量生產(chǎn)來說具有較高的性價比。
[0037] 可以理解，底殼110、蓋體130及多個燒結(jié)棒150還可采用其它與金屬鑰物理化學(xué) 性質(zhì)較為接近的材料制成，不限于鑰材料。底殼110的底壁和/或側(cè)壁113的厚度為2? 3_，以使整個裝置滿足一定的機(jī)械強度。
[0038] 請一并參閱圖2,底殼110為長方體形盒狀結(jié)構(gòu)，其長寬高比為1:0.68:0.68。底 殼110的側(cè)壁113包括第一側(cè)壁113a、第二側(cè)壁113b、第三側(cè)壁113c及第四側(cè)壁113d。第 一側(cè)壁113a與第二側(cè)壁113b相對設(shè)置，第三側(cè)壁113c與第四側(cè)壁113d相對設(shè)置，第一側(cè) 壁113a、第二側(cè)壁113b、第三側(cè)壁113c及第四側(cè)壁113d上均可設(shè)有通氣孔115。
[0039] 具體的，多個通氣孔115在側(cè)壁113上成陣列設(shè)置。通氣孔115的直徑為1. 88mm， 多個通氣孔115的面積占側(cè)壁113的面積的80%。上述設(shè)計，既能夠保證了氫氣的流通 性，同時，又能保持超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100的收容腔內(nèi)部小氣候環(huán)境的局部穩(wěn) 定性。
[0040] 請一并參閱圖3,燒結(jié)棒150包括用于掛設(shè)多個坯環(huán)200的掛設(shè)部152及分別設(shè)置 于掛設(shè)部152兩端的兩個固定部154,兩個固定部154分別穿設(shè)于第一側(cè)壁113a及第二側(cè) 壁113b上的通氣孔115中。
[0041] 掛設(shè)部152的直徑為1. 5mm，以滿足掛設(shè)述環(huán)200的需求。固定部154的直徑小于 掛設(shè)部152的直徑，以使燒結(jié)棒150更容易進(jìn)行拆卸。可以理解，燒結(jié)棒150也可以通過固 定件安裝于收容腔內(nèi)。
[0042] 上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100中，其可通過燒結(jié)棒150將多個坯環(huán)200 串聯(lián)起來，由于多個坯環(huán)200間隔掛設(shè)于燒結(jié)棒150上，坯環(huán)200與坯環(huán)200之間不存在重 疊面，解決了傳統(tǒng)的將坯環(huán)200采用堆疊或排列平放方式燒結(jié)而產(chǎn)生的形變的問題。坯環(huán) 200掛設(shè)于水平設(shè)置的燒結(jié)棒150上，使得坯環(huán)200在水平面上得到受力支撐，可以順利完 成整個熱脹冷縮的過程，不易產(chǎn)生形變。
[0043] 并且，采用上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100,可使得坯環(huán)200在還原性氣氛 下充分燒結(jié)，實現(xiàn)晶粒的半導(dǎo)化，得到了收縮性、密度等性能均良好的電子陶瓷環(huán)。
[0044] 此外，上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100的質(zhì)量較輕，可以減小外部燒結(jié)爐 膛的負(fù)擔(dān)。同時，上述超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置100由鑰材料制成，其具備較低的蓄熱 性能，使裝置底部和上部同時有效散熱，防止零件自身散熱不一致而變形。整個裝置無活性 游離物質(zhì)存在，不與零件發(fā)生粘連。使用壽命也較長。
[0045] 以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，包括： 底殼，包括底壁和環(huán)繞所述底壁的多個側(cè)壁，所述底殼還具有與所述底壁相對的開口 端，所述側(cè)壁上設(shè)有多個通氣孔； 蓋體，可拆卸地蓋設(shè)于所述開口端，所述殼體及所述蓋體共同形成收容腔；及 多個燒結(jié)棒，收容于所述收容腔中，并水平掛設(shè)于所述底殼的兩個相對側(cè)壁之間，所述 燒結(jié)棒用于穿設(shè)于多個超微型環(huán)形壓敏電阻器的坯環(huán)中部的通孔，以將多個坯環(huán)間隔掛設(shè) 于所述燒結(jié)棒上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述底殼為長 方體形盒狀結(jié)構(gòu)，所述多個側(cè)壁包括第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第三側(cè)壁及第四側(cè)壁，所述第一 側(cè)壁與所述第二側(cè)壁相對設(shè)置，所述第三側(cè)壁與所述第四側(cè)壁相對設(shè)置，所述第一側(cè)壁、第 二側(cè)壁、第三側(cè)壁及第四側(cè)壁上均可設(shè)有通氣孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述燒結(jié)棒的 兩端分別穿設(shè)于所述第一側(cè)壁及所述第二側(cè)壁上的通氣孔，以使所述燒結(jié)棒固定于所述收 容腔中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述燒結(jié)棒包 括用于掛設(shè)所述多個坯環(huán)的掛設(shè)部及分別設(shè)置于所述掛設(shè)部兩端的兩個固定部，所述兩個 固定部分別穿設(shè)于所述第一側(cè)壁及所述第二側(cè)壁上的通氣孔中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述固定部的 直徑小于所述掛設(shè)部的直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述掛設(shè)部的 直徑為1. 5mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述多個通氣 孔在所述側(cè)壁上成陣列設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述通氣孔的 直徑為1. 88_，所述多個通氣孔的面積占所述側(cè)壁的面積的80%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述底殼、所述 蓋體及所述多個燒結(jié)棒均由鑰材料制成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的超微型環(huán)形壓敏電阻燒結(jié)裝置，其特征在于，所述底殼的底 壁和/或側(cè)壁的厚度為2?3mm。
【文檔編號】H01C17/30GK104143401SQ201410356915
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】張振勇, 鄧佩佳, 夏穎梅 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司