電子元器件多層復(fù)合金屬電極及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子組件領(lǐng)域，尤其是一種電子元器件多層復(fù)合金屬電極及其制備工 -H- 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 壓敏電阻是由在電子級ZnO粉末基料中摻入少量的電子級Bi203、C〇 203、Μη02、 513203、110 2、(>203、附203等多種添加劑，經(jīng)混合、成型、燒結(jié)等工藝過程制成的精細(xì)電子陶瓷； 它具有電阻值對外加電壓敏感變化的特性，主要用于感知、限制電路中可能出現(xiàn)的各種瞬 態(tài)過電壓、吸收浪涌能量。
[0003] 為了降低壓敏電阻的制造成本，提升壓敏電阻制造工藝水準(zhǔn)，目前在電極制造工 藝方面一直投入較多的人、財、物進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，取得了一系列創(chuàng)新成果，相關(guān)的過往成果 列舉如下：
[0004] 1.申請?zhí)枮?01110140236. 1，發(fā)明名稱為"銅電極氧化鋅壓敏電阻器及其制備方 法"，公開了無氧氣氛下，采用隧道鏈?zhǔn)綘t，燒滲賤金屬電極的工藝；
[0005] 2.申請?zhí)枮?015101584847,發(fā)明名稱為"電子元器件多層合金電極及其制備方 法"，公開了采用雙層復(fù)合電極制作電子元器件電極的一種制備方法，其中第一層采用賤金 屬粉末制漿，印刷工藝涂覆，第二層采用熱噴涂工藝直接噴涂Cu合金材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提出一種電子元器件多層復(fù)合金屬電極及其制備工 藝，替代傳統(tǒng)銀漿印刷工藝，解決電子元器件電極成本問題。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種電子元器件多層復(fù)合金屬電極，包括第一復(fù)合 金屬電極層和第二復(fù)合金屬電極層，所述的第一復(fù)合金屬電極層覆蓋在陶瓷基體表面；第 一復(fù)合金屬電極層采用鋁漿通過絲網(wǎng)印刷制作；所述的第二復(fù)合金屬電極層覆蓋于第一復(fù) 合金屬電極層上；所述的第二復(fù)合金屬電極層采用純銅通過熱噴涂工藝覆蓋于第一復(fù)合金 屬電極層上或第二復(fù)合金屬電極層采用磁控濺射工藝制作Cu或Ag為表層的多層復(fù)合電極 覆蓋于第一復(fù)合金屬電極層上。
[0008] 進(jìn)一步的說，本發(fā)明所述的第二復(fù)合金屬電極層采用磁控濺射工藝制作的多層復(fù) 合電極包括表層的可焊層和底層的連接層；所述的可焊層為Cu或Ag層；所述的連接層為 Ni、Cr、Cu、Zn、V中至少兩種金屬構(gòu)成的復(fù)合層。
[0009] 再進(jìn)一步的說，本發(fā)明所述的第二復(fù)合金屬電極層采用純銅制作時也可使用表面 鍍有保護(hù)層（如Sn)的純銅來制作。
[0010] 同時，本發(fā)明還提供了一種制備工藝，包括制備第一復(fù)合金屬電極層和制備第二 復(fù)合金屬電極層；所述的第二復(fù)合金屬電極層覆蓋于第一復(fù)合金屬電極層上；
[0011] 所述的第一復(fù)合金屬電極層的制備方法包括以下步驟：
[0012] 1)對陶瓷基體表面進(jìn)行清潔處理；
[0013] 2)采用鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方式覆蓋于陶瓷基體表面；
[0014] 3)放入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒滲，依據(jù)玻璃粉軟化點狀況，完成第一復(fù)合金屬電極層的 制備；
[0015] 所述的第二復(fù)合金屬電極層的制備方法包括以下步驟：
[0016] A)、采用熱噴涂工藝：將已燒附好的第一復(fù)合金屬層電極層嵌入熱噴涂治具中； 采用Cu金屬絲作為熱噴涂絲，設(shè)定采用電弧或火焰熱噴涂的噴涂參數(shù)在第一復(fù)合金屬層 電極層上噴涂厚度為20 μ m以上的第二層復(fù)合金屬電極層；
[0017] 或，
[0018] B)、采用磁控濺射工藝：
[0019] i)使用Ni、Cr、Cu、Zn、V金屬中的至少兩種金屬構(gòu)成的合金制作的祀材，在第一復(fù) 合金屬層電極層上采用磁控濺射工藝制備連接層；
[0020] ii)在連接層表面采用Cu和磁控濺射工藝制備可焊層；第二復(fù)合金屬電極層的膜 厚為0. 3~4μπι。
[0021] 所述的步驟Α)中，Cu金屬絲可以使用純Cu金屬絲也可以使用表面鍍錫的Cu金 屬絲。
[0022] 電極形狀根據(jù)陶瓷組件形狀，不局限于電極的任何形狀；電子組件形狀可方形，圓 形，橢圓型等；電子元器件為壓敏，氣敏，PTC熱敏，NTC熱敏，壓電陶瓷，陶瓷電容等電子組 件。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是：與傳統(tǒng)Ag電極工藝相比，主要是可以通過增加電極膜層厚 度，來改變電極導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，從而可以提升電子元器件耐大浪涌電流或多次大浪涌電流 沖擊的能力；通過以Cu或Ag復(fù)合電極層來作為可焊層來增強(qiáng)電子元件對焊錫的抗熔蝕特 性，從而可使用價格便宜的低Ag或無 Ag焊錫；在保證產(chǎn)品電性能前提下，通過使用復(fù)合金 屬電極替代Ag電極工藝從而降低電極制作成本。
【附圖說明】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2是本發(fā)明的工藝總流程圖；
[0027] 圖中：1、陶瓷基體；21、第一復(fù)合金屬電極層；22、第二復(fù)合金屬電極；3、引腳；4、 絕緣層。
【具體實施方式】
[0028] 現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的 示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0029] 如圖1所示的一種電子元器件，以壓敏電阻為例，工藝流程如圖2所示，含有配料， 噴霧造粒，干壓成型，燒成陶瓷，陶瓷表面絲網(wǎng)印刷，第二層復(fù)合金屬電極制作，焊接，絕緣 材料包封、固化。
[0030] 以下實施例采用直徑14mm，厚度I. 8mm，型號為14471的壓敏電阻為例。
[0031] 實施例：
[0032] 第一層復(fù)合金屬電極層制作步驟：
[0033] 1)對陶瓷基體表面進(jìn)行清潔處理；
[0034] 2)使用鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方式將上述導(dǎo)電膠覆蓋于陶瓷基體1上；
[0035] 3)將已印刷完成電極之芯片放入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒滲，依據(jù)玻璃粉軟化點狀況，一 般燒滲溫度在500~750°C之間選擇，從而完成第一復(fù)合金屬電極層21制備。
[0036] 第二層合金電極層制作步驟：
[0037] 1.熱噴涂工藝
[0038] 將已燒附好第一復(fù)合金屬層電極的基片嵌入熱噴涂治具中；
[0039] 采用Cu金屬絲或鍍錫Cu金屬絲作為熱噴涂絲，設(shè)定電弧熱噴涂的噴涂參數(shù)，依據(jù) 產(chǎn)品規(guī)格要求噴涂厚度為20 μπι以上的第二層復(fù)合金屬電極層。
[0040] 2.磁控濺射工藝
[0041] 采用已燒附好第一金屬層材料的基片，使用Ni、Cr、Cu、Ζη、V金屬中的至少兩種 金屬構(gòu)成的合金制作的靶材，在第一復(fù)合金屬層電極層上采用磁控濺射工藝制備連接層； 在連接層表面采用Cu或Ag通過磁控濺射工藝制備可焊層；依規(guī)格要求制作膜厚為0. 3~ 4 μπι之間的第二復(fù)合金屬電極層22。
[0042] 將第二復(fù)合金屬電極與引腳3焊接，焊接品經(jīng)環(huán)氧樹脂/有機(jī)硅樹脂或酚醛等絕 緣層4材料進(jìn)行包封，測試電氣特性。
[0043] 如下表，從電極材料特性方面，比較傳統(tǒng)Ag電極與此新型復(fù)合電極在電極導(dǎo)熱、 導(dǎo)電效果方面的差異；
[0045] 如下表，比較傳統(tǒng)印銀電極工藝與此案實施例工藝制作之產(chǎn)品各項主要性能差異 如下表：
[0046]
[0047] 從實施例對比表中可以得出結(jié)論，與傳統(tǒng)印刷銀電極結(jié)構(gòu)相比，此新工藝采用廉 價的Cu、Al為主的復(fù)合金屬電極制作的產(chǎn)品，主要電性能可維持不變，且具有更優(yōu)的大電 流沖擊能力，組合波能力可以達(dá)到傳統(tǒng)Ag電極的2倍以上。
[0048] 以上說明書中描述的只是本發(fā)明的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本發(fā)明的實 質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的具體 實施方式做修改或變形，而不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種電子元器件多層復(fù)合金屬電極，包括第一復(fù)合金屬電極層和第二復(fù)合金屬電極 層，其特征在于：所述的第一復(fù)合金屬電極層覆蓋在陶瓷基體表面；第一復(fù)合金屬電極層 采用鋁漿通過絲網(wǎng)印刷制作；所述的第二復(fù)合金屬電極層覆蓋于第一復(fù)合金屬電極層上； 所述的第二復(fù)合金屬電極層采用純銅通過熱噴涂工藝覆蓋于第一復(fù)合金屬電極層上或第 二復(fù)合金屬電極層采用磁控濺射工藝制作Cu或Ag為表層的多層復(fù)合電極覆蓋于第一復(fù)合 金屬電極層上。2. 如權(quán)利要求1所述的電子元器件多層復(fù)合金屬電極，其特征在于：所述的第二復(fù)合 金屬電極層采用磁控濺射工藝制作的多層復(fù)合電極包括表層的可焊層和底層的連接層；所 述的可焊層為Cu或Ag層；所述的連接層為Ni、Cr、Cu、Zn、V中至少兩種金屬構(gòu)成的復(fù)合 層。3. 如權(quán)利要求1所述的電子元器件多層復(fù)合金屬電極，其特征在于：所述的第二復(fù)合 金屬電極層通過熱噴涂工藝覆蓋于第一復(fù)合金屬電極層上時采用Cu金屬絲或表面鍍有保 護(hù)層的Cu金屬絲。4. 一種如權(quán)利要求1所述的電子元器件多層復(fù)合金屬電極制備工藝，其特征在于：包 括制備第一復(fù)合金屬電極層和制備第二復(fù)合金屬電極層；所述的第二復(fù)合金屬電極層覆蓋 于第一復(fù)合金屬電極層上； 所述的第一復(fù)合金屬電極層的制備方法包括以下步驟： 1) 對陶瓷基體表面進(jìn)行清潔處理； 2) 采用鋁漿通過絲網(wǎng)印刷方式覆蓋于陶瓷基體表面； 3) 放入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒滲，依據(jù)玻璃粉軟化點狀況，完成第一復(fù)合金屬電極層的制 備； 所述的第二復(fù)合金屬電極層的制備方法包括以下步驟： A) 、采用熱噴涂工藝：將已燒附好的第一復(fù)合金屬層電極層嵌入熱噴涂治具中；采用 Cu金屬絲作為熱噴涂絲，設(shè)定采用電弧或火焰熱噴涂的噴涂參數(shù)在第一復(fù)合金屬層電極層 上噴涂厚度為20μm以上的第二層復(fù)合金屬電極層； 或， B) 、采用磁控濺射工藝： i) 使用Ni、Cr、Cu、Zn、V金屬中的至少兩種金屬構(gòu)成的合金制作的祀材，在第一復(fù)合金 屬層電極層上采用磁控濺射工藝制備連接層； ii) 在連接層表面采用Cu或Ag制作靶材，通過磁控濺射工藝制備可焊層；第二復(fù)合金 屬電極層的膜厚為〇. 3~4μπι。5. -種如權(quán)利要求4所述的制備工藝，其特征在于：所述的步驟Α)中，Cu金屬絲為純 Cu金屬絲或表面鍍有保護(hù)層的Cu金屬絲。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電子元器件多層復(fù)合金屬電極及其制備工藝，包括第一復(fù)合金屬電極層與第二復(fù)合金屬電極層，第一復(fù)合金屬電極層采用鋁漿絲網(wǎng)印刷工藝制作，作為陶瓷與電極結(jié)合層和導(dǎo)電導(dǎo)熱層；第二復(fù)合金屬電極層采用Cu金屬絲通過熱噴涂工藝制作或采用Cu或Ag為表層的多層復(fù)合電極通過磁控濺射工藝制作。本發(fā)明在保證產(chǎn)品電性能前提下，通過使用復(fù)合金屬電極替代Ag電極工藝，提升了電子元器件耐大浪涌電流或多次大浪涌電流沖擊的能力，通過以Cu或Ag復(fù)合電極層作為可焊層來增強(qiáng)電子元件對焊錫的抗熔蝕特性，從而可使用價格便宜的低Ag或無Ag焊錫，降低了電極制作成本。
【IPC分類】H01C1/14, H01C17/28, H01C7/10, H01C1/142
【公開號】CN105355348
【申請?zhí)枴緾N201510852675
【發(fā)明人】黃任亨, 李曉樂, 張世開
【申請人】興勤（常州）電子有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月30日