專利名稱：一種多層壓敏電阻器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元器件，尤其涉及一種多層壓敏電阻器及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信設(shè)備的普及，體積的減小和所需電源電壓的降低，使其防過電壓、靜電放電(ESD)的保護變得日益重要，而作為電路中浪涌保護最佳元件和ESD防護首選的元件的多層片式壓敏電阻器也得到了廣泛的應(yīng)用。目前，世界上生產(chǎn)多層片式壓敏電阻器瓷料體系及內(nèi)電極材料體系主要有如下四種情況
UZnO-Bi2O3系，其內(nèi)電極采用純Pd或Pd30/Ag70體系，這兩種體系結(jié)合的缺點主要有 4點 瓷體中的Bi元素與內(nèi)電極中的Pd元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對產(chǎn)品的電性能有一定的
不良影響。生產(chǎn)成本高，比純Ag內(nèi)電極高出3倍以上。這種體系的產(chǎn)品燒成溫度較
高，一般在1000°C以上，不利于節(jié)能降耗。④電壓梯度高于450V/mm，不太適合生產(chǎn)壓敏電壓5V系列的產(chǎn)品。2、ZnO-Pr6O11系，其內(nèi)電極采用純Pt，這兩種體系結(jié)合的缺點主要有2點
①生產(chǎn)成本高，比純Ag內(nèi)電極高出10倍以上。②產(chǎn)品燒結(jié)溫度很高，12800C以上，不利于節(jié)能降耗。3、ZnO-V2O5系，內(nèi)電極采用Pd/Ag合金，缺點產(chǎn)品的電性能非常差(非線性系數(shù)低、漏電流大、抗電流沖擊性差等)、可靠性差，內(nèi)電極含有Pd，生產(chǎn)成本高。4、ZnO-玻璃系，內(nèi)電極采用Pd/Ag合金，缺點產(chǎn)品的電性能非常差，電壓梯度高于700V/mm以上，內(nèi)電極含有Pd，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)成本低、電性能好的多層壓敏電阻器及其制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種多層壓敏電阻器，包括壓敏電阻體，以及瓷體內(nèi)的內(nèi)電極，所述的壓敏電阻體是由ZnO-Bi2O3- SiO2-SnO2系瓷料體系組成，所述的內(nèi)電極是純Ag電極。所述的ZnO-Bi2O3-SiO2-SnO2系瓷料體系，其具體摩爾配方組份為，ZnO 87. 5 92. 8mol%、Bi2O3 0. 5 3. 0 mol%、SiO2 0. 5 2. 5mol%、SnO2
0.5 2. Omo 1%^ Sb2O3O. 5 2. Omo 1%^ TiO2 0. 5 2. 5mol%、Co3O4 0. 3 I. Omo 1%^ MnCO3
0.5 I. 0mol%、Cr2O3 0. 2 0. 5mol%、Nd2O3 0. 01 0. lmol%、Al (NO3)3. 9H20 0. 003
0.01mol%o本發(fā)明還提供了上述多層壓敏電阻器的制備方法，包括配料、配料球磨、流延、成型、干燥、層壓、切割、排膠、燒結(jié)、倒角、封端、燒端、電鍍、測試工序，其特征在于所述的配料球磨是先將配方中的 Bi2O3' Si02、SnO2, Sb2O3> TiO2' Co3O4, MnCO3> Cr2O3> Nd2O3'Al (NO3)3- 9H20混合球磨后，然后再與主材料ZnO配料球磨。所述的燒結(jié)工序中，在880°C 960 V溫度下，保溫5 ± I小時。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明米用KZnO-Bi2O3- SiO2-SnO2系瓷料體系,利用納米技術(shù)和液相燒結(jié)原理，通過加入低熔點添加物如Bi203、Si02、Sn02等形成固熔體或與主晶相形成新相來降低瓷料的燒結(jié)溫度，工藝簡單，生產(chǎn)成本低，效果好。2、通過適當(dāng)減少晶粒抑制劑的比例如Sb2O3或添加晶粒生長劑如TiO2等來降低瓷料的電壓梯度為300V/mm(比現(xiàn)有技術(shù)電壓梯度降低150V/_以上)，適合生產(chǎn)壓敏電壓8V以下的產(chǎn)品。3、由于內(nèi)電極銀漿的膨脹系數(shù)比ZnO瓷體要大，因而兩者之間的匹配性較差，通過在銀漿體系中添加10 30%無機玻璃材料如Bi203、Si02、Zn0等，有助于減小銀漿的膨脹系數(shù)，從而保證兩者的收縮率及膨脹系數(shù)的一致性，防止銀層與介質(zhì)層出現(xiàn)分離現(xiàn)象，實現(xiàn)銀層與介質(zhì)層緊密結(jié)合，提高產(chǎn)品的整體性能。4、由于本發(fā)明內(nèi)漿材料不含有Pd，因此瓷料材料與內(nèi)電極不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不會對產(chǎn)品的電性能產(chǎn)生破壞作用，因此產(chǎn)品的一些主要電參數(shù)將有所提高，如泄漏電流可達(dá)到IuA以下(現(xiàn)有技術(shù)> I PA)，限制電壓比可達(dá)到1.50以下(現(xiàn)有技術(shù)> I. 50)，峰值電流密度可達(dá)5000A/cm2 (現(xiàn)有技術(shù)3500A/cm2)等。5、本發(fā)明由于內(nèi)電極采用純Ag， 其生產(chǎn)成本比現(xiàn)有技術(shù)可下降75%。6、本發(fā)明產(chǎn)品的燒結(jié)溫度可降為880°C，比現(xiàn)有技術(shù)低100°C以上，有利于節(jié)能降耗。
具體實施例方式本發(fā)明的主旨是米用ZnO-Bi2O3- SiO2-SnO2系瓷料體系，以純Ag作為內(nèi)電極,運用納米技術(shù)，液相燒結(jié)技術(shù)，片式元件生產(chǎn)工藝，開發(fā)出具有低溫?zé)Y(jié)(880°C )、低成本、低電壓梯度(300V/mm)、高性能的多層片式壓敏電阻器。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳述，實施例中所提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定，材料配方選擇可因地制宜而對結(jié)果無實質(zhì)性的影響。實施例I
一種多層壓敏電阻器，包括壓敏電阻體，以及瓷體內(nèi)的內(nèi)電極，所述的壓敏電阻體是由ZnO-Bi2O3- SiO2-SnO2系瓷料體系組成，所述的內(nèi)電極是純Ag電極。所述的ZnO-Bi2O3-SiO2-SnO2 系瓷料體系，其具體摩爾配方組份為，ZnO 91. 0mol%、Bi203 2.0 mol%、SiO2 I. Omo 1%>SnO2 I. 0mol%、Sb2O3L 2mol%、TiO2 I. 5mol%、Co3O4 I. Omo 1%> MnCO3 0. 7mol%、Cr2O3 0. 5mol%、Nd2O3 0. 05mol%、Al (NO3)3. 9H20 0. 006mol%。其制備方法包括配料、配料球磨、流延、成型、干燥、層壓、切割、排膠、燒結(jié)、倒角、封端、燒端、電鍍、測試、成品檢、編帶/包裝、入庫工序，所述的配料球磨是先將配方中的Bi203、Si02、Sn02、Sb203、Ti02、Co304、MnC03、Cr2O3> Nd203、Al (NO3) 3. 9H20混合球磨后，然后再與主材料ZnO配料球磨。制成0402規(guī)格產(chǎn)品，其中介質(zhì)層厚度設(shè)計為25 ym，層數(shù)8層，燒結(jié)溫度880°C，保溫5小時。產(chǎn)品電性能參數(shù)好，如下表I所示
表I
權(quán)利要求
1.一種多層壓敏電阻器，包括壓敏電阻體，以及瓷體內(nèi)的內(nèi)電極，其特征在于所述的壓敏電阻體是由ZnO-Bi2O3- SiO2-SnO2系瓷料體系組成，所述的內(nèi)電極是純Ag電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多層壓敏電阻器，其特征在于所述的ZnO-Bi2O3-SiO2-SnO2系瓷料體系，其具體摩爾配方組份為，ZnO 87. 5 92. 8mol%、Bi2O3 0. 5 3. 0 mol%、SiO20. 5 2. 5mol%、SnO2 0. 5 2. Omo 1%^ Sb2O3O. 5 2. Omo 1%^ TiO2 0. 5 2. 5mol%、Co3O40.3 I. Omo 1%、MnCO3 0. 5 I. Omo 1%、Cr2O3 0. 2 0. 5mol%、Nd2O3 0. 01 0. Imo 1%、Al (NO3)3. 9H20 0. 003 0. 01mol%o
3.一種根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多層壓敏電阻器的制備方法，包括配料、配料球磨、流延、成型、干燥、層壓、切割、排膠、燒結(jié)、倒角、封端、燒端、電鍍、測試工序，其特征在于所述的配料球磨是先將配方中的 Bi203、SiO2, SnO2, Sb2O3> TiO2, Co3O4, MnCO3> Cr2O3> Nd203、Al (NO3) 3. 9H20混合球磨后，然后再與主材料ZnO配料球磨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述的燒結(jié)工序中，在880°C .960 V溫度下，保溫5 ± I小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多層壓敏電阻器及其制備方法，多層壓敏電阻器包括壓敏電阻體，以及瓷體內(nèi)的內(nèi)電極，所述的壓敏電阻體是由ZnO-Bi2O3-SiO2-SnO2系瓷料體系組成，所述的內(nèi)電極是純Ag電極。該壓敏電阻器的電性能好，生產(chǎn)成本低。
文檔編號H01C7/112GK102709010SQ20121018811
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者唐斌, 岑權(quán)進, 李強, 莫德峰, 陳加增, 陳加旺 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司