專利名稱：一種多層結(jié)構(gòu)V₂O₃限流元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種V2O3限流元件，尤其是ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件。
背景技術(shù)：
長期以來，摻雜BaTiO3陶瓷一直是人們所熟悉的典型PTC材料，施主摻雜BaTiO3陶瓷在居里點附近電阻增加IO3-IO7倍，顯示出顯著的PTC特性。BaTiO3PTC熱敏陶瓷元件在電子設(shè)備、家用電器等方面獲得了極為廣泛的應(yīng)用，但由于其PTC待性來源于陶瓷晶界效應(yīng)，不可避免地受電壓和頻率的影響，同時在摻雜BaTiO3陶瓷中難以獲得很低的常溫電阻率(〈3 Q _)和較大的通流能力(> 3A )，因而材料在大電流條件下的應(yīng)用受到限制。讓設(shè)計人員無法做出更多更好的選擇，阻礙了電子エ業(yè)的進(jìn)步。因 此，急需提供高電壓和大電流的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供高電壓和大電流的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件。本實用新型的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件基本構(gòu)思是摻雜V2O3陶瓷是ー種新型PTC材料，同BaTiO3陶瓷相比，其PTC效應(yīng)來源于體內(nèi)溫度誘發(fā)的M-I相變，這種體效應(yīng)不受電壓和頻率的影響，而且該材料具有低的常溫電阻率(10_2_10_4 Q _)和大的通流能力，與BaTiO3等PTC材料比較，它們具有如下幾個優(yōu)點I、臨界溫度(CTR )范圍窄小，開關(guān)性能特好；2、室溫電阻率為10_2-10_4Q cm,比BaTiO3低2_3個數(shù)量級，特別適用于大電流強度場合應(yīng)用；3、材料電壓/頻率沒有相關(guān)性，應(yīng)用范圍廣；4、材料熱敏性由體效應(yīng)引起，而BaTiO3系PTC材料由邊晶界引起，V2O3系PTC材材料的特殊性質(zhì)可使元件微型化。因此，可利用材料相變時電阻率、磁化率的突變而廣泛應(yīng)用于無接觸點熱電開關(guān)，熱動繼電器，溫度探測器，智能加熱器，大電流限流元件等。但是V2O3陶瓷與BaTiO3陶瓷熱敏機理不同，V2O3材料屬于體效應(yīng)材料，M-I相變等熱過程中各晶粒產(chǎn)生非均勻性形變，而陶瓷材料本身又缺乏足夠的塑性形變機制補償這種非均勻形變.相變時晶胞體積變化達(dá)1-1. 3 %。因此使用和制備過程中產(chǎn)生的應(yīng)カ十分巨大，微米晶粒級陶瓷材料容易產(chǎn)生微裂縫，造成電性能穩(wěn)定性差，使用壽命短的致命缺陷，細(xì)化陶瓷晶粒、増加晶界減少應(yīng)力、提高材料韌性是解決問題的有效途徑。本實用新型需要解決的技術(shù)問題是克服PTC陶瓷限流元件存在不易低阻化，易分層；v203限流元件存在易碎裂，壽命短。在本實用新型中，其將介質(zhì)陶瓷粉末、V2O3導(dǎo)電陶瓷粉末分別與粘合劑混合而配制成介質(zhì)陶瓷漿料及導(dǎo)電陶瓷漿料，這些漿料可用涂布或印刷的方式成型，然后干燥固化。交替采用涂布或印刷與固化步驟，可制成高精度的生坯。再經(jīng)排膠燒結(jié)，即可制成多層的電子陶瓷元器件。本實用新型的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件為各種規(guī)格的超小型，大電流的限流元件?？梢詽M足下述技術(shù)指標(biāo)1、尺寸0402/0603 ;2、常溫電阻0. 2-100 Q ;3、使用壽命>1000 次。具體說來，本實用新型的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件，具有陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的一端導(dǎo)電連接第一外電極和所述陶瓷芯片的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，其特征是所述陶瓷芯片為，導(dǎo)電陶瓷層(V2O3功能層或稱為功能膜)和介質(zhì)陶瓷層(陶瓷涂層或稱為介質(zhì)膜)交替疊片構(gòu)成，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的一端導(dǎo)電連接第一外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層至少ー層。也即在陶瓷芯片總厚度不增加的前提下，改變導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層厚度，達(dá)到所需要的交替疊片疊層數(shù)，進(jìn)而改變參數(shù)，以滿足技術(shù)指標(biāo)。本實用新型中所述陶瓷芯片最外層為介質(zhì)陶瓷層。也就是說，所述陶瓷芯片為導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層交替疊片構(gòu)成，無論導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層交替疊片多少層，陶瓷芯片上下兩面最外層均為介質(zhì)陶瓷層。所述導(dǎo)電陶瓷層至少ー層，是指所述導(dǎo)電陶瓷層可以是ー層、兩層或兩層以上，只要讓導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層交替 疊片構(gòu)成陶瓷芯片，并符合技術(shù)指標(biāo)即可。本實用新型中所述第一外電極和第二外電極最好為將陶瓷芯片兩端頭涂銀后引出內(nèi)電極再經(jīng)過燒銀及電鍍沉積法分別鍍上鎳金屬層和錫層而形成的第一外電極和第二外電極。本實用新型中，導(dǎo)電陶瓷層電阻率很小，多層結(jié)構(gòu)中無需另外制備內(nèi)電扱。與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本實用新型的ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件解決了己有PTC陶瓷限流元件存在不易低阻化，易分層；V203限流元件存在易碎裂，壽命短等問題。能制備出各種規(guī)格的超小型，大電流的限流元件。本實用新型的內(nèi)容結(jié)合以下實施例作更進(jìn)ー步的說明，但本實用新型的內(nèi)容不僅限于實施例中所涉及的內(nèi)容。

圖I是實施例I中多層疊片エ藝原理示意圖。圖2是實施例I中共燒后ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件的疊層體剖面圖。圖3是實施例2中ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例I :如圖I 2所示，本實施例中ー種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件，具有陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的一端導(dǎo)電連接第一外電極I和所述陶瓷芯片的另一端導(dǎo)電連接第二外電極2，其特征是所述陶瓷芯片為導(dǎo)電陶瓷層3和介質(zhì)陶瓷層4交替疊片構(gòu)成，所述導(dǎo)電陶瓷層3和介質(zhì)陶瓷層4的一端導(dǎo)電連接第一外電極I，所述導(dǎo)電陶瓷層3和介質(zhì)陶瓷層4的另一端導(dǎo)電連接第二外電極2，所述導(dǎo)電陶瓷層為ー層。在本實施例中介質(zhì)陶瓷層4和導(dǎo)電陶瓷層3交替疊片，最外層為介質(zhì)陶瓷層4，導(dǎo)電陶瓷層3疊夾在介質(zhì)陶瓷層4中，導(dǎo)電陶瓷層3為ー層。介質(zhì)陶瓷層4和導(dǎo)電陶瓷層3交替疊夾過程參見附圖I，疊層數(shù)為3。也就是介質(zhì)陶瓷層4 ニ層，導(dǎo)電陶瓷層3—層。本實施例中所述第一外電極I和第二外電極2為將陶瓷芯片兩端頭涂銀后引出內(nèi)電極再經(jīng)過燒銀及電鍍沉積法分別鍍上鎳金屬層和錫層而形成的第一外電極和第二外電扱。在本實施例中導(dǎo)電陶瓷層電阻率很小，多層結(jié)構(gòu)中無需另外制備內(nèi)電極。本實施例采用精密流延、切割エ藝，其切割尺寸為0603或0402標(biāo)準(zhǔn)尺寸，推算出電阻公式為R=PX (L/HXW) =2 P/H，H為導(dǎo)電陶瓷層膜片總厚度。本實施例中介質(zhì)陶瓷層厚度為0. 05毫米，導(dǎo)電陶瓷層厚度為0. 4毫米。也就是在介質(zhì)陶瓷層2層、導(dǎo)電陶瓷層I層時，陶瓷芯片總厚度為0. 5毫米。實施例2 :如圖3所示，本實施例與實施例I相似，所不同的是介質(zhì)陶瓷層4厚度為0. 05毫米，導(dǎo)電陶瓷層3厚度為0. I毫米。介質(zhì)陶瓷層4和導(dǎo)電陶瓷層3交替疊夾，疊層數(shù)為7。也就是在介質(zhì)陶瓷層4四層、導(dǎo)電陶瓷層3三層時，陶瓷芯片總厚 度為0. 5毫米。
權(quán)利要求1.一種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件，具有陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的一端導(dǎo)電連接第一外電極和所述陶瓷芯片的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，其特征是所述陶瓷芯片為導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層交替疊片構(gòu)成，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的一端導(dǎo)電連接第一外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層至少一層。
2.如權(quán)利要求I所述的一種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件，其特征是所述陶瓷芯片最外層為介質(zhì)陶瓷層。
3.如權(quán)利要求I所述的一種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件，其特征是所述第一外電極和第二外電極為將陶瓷芯片兩端頭涂銀后引出內(nèi)電極再經(jīng)過燒銀及電鍍沉積法分別鍍上鎳金屬層和錫層而形成的第一外電極和第二外電極。
專利摘要本實用新型涉及一種多層結(jié)構(gòu)V2O3限流元件。該限流元件具有陶瓷芯片，所述陶瓷芯片的一端導(dǎo)電連接第一外電極和所述陶瓷芯片的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，其特征是所述陶瓷芯片為導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層交替疊片構(gòu)成，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的一端導(dǎo)電連接第一外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層和介質(zhì)陶瓷層的另一端導(dǎo)電連接第二外電極，所述導(dǎo)電陶瓷層至少一層。本產(chǎn)品解決了己有PTC陶瓷限流元件存在不易低阻化，易分層；V2O3限流元件存在易碎裂，壽命短等問題。能制備出各種規(guī)格的超小型，大電流的限流元件。
文檔編號H01C7/02GK202584969SQ20122023632
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者楊敬義 申請人:成都順康電子有限責(zé)任公司, 成都安康科技有限公司