專利名稱：一種低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子陶瓷材料及器件領(lǐng)域，特別涉及一種低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件及其制造方法。背景技術(shù)：
隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，低壓壓敏元件的需求日益增加，為解決低壓/高α值的壓敏元件，人們從材料配方和元件結(jié)構(gòu)方面做了大量工作。多層結(jié)構(gòu)的ZnO壓敏電阻0805的梯度電壓為 5. 5V，α =15 20，0402 的梯度電壓為 50V，α =18 20，(SIDV，Data Book 2004EPC0S);電壓更低，α更高的小型壓敏元件SrTiO3和TiO2基的壓敏元件正在研制中。ZnO壓敏電阻，制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，如將ZnO壓敏元件的梯度電壓降低，α值提高，體積縮小，具有潛在應(yīng)用前景。然而，由于ZnO壓敏元件的梯度電壓與α值是相互依賴
的，即耐壓越高，α值越大，反之亦然。因?yàn)轭A(yù)擊穿區(qū)中流過(guò)元件的電阻的電流為熱離子發(fā)射電流I=Ioe_ WiEim At，式中，Φβ為晶界勢(shì)壘高度，E為熱電子發(fā)射能量，B為發(fā)射系數(shù)玻爾滋蔓常數(shù)；勢(shì)壘越低，電阻越低，漏電流越大。根據(jù)ZnO壓敏電阻的特性
權(quán)利要求
1.一種低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件，包括導(dǎo)電膜片和壓敏膜片，其特征在于兩導(dǎo)電膜片中間夾設(shè)一壓敏膜片疊合成復(fù)合膜片，經(jīng)壓制減薄后，在95(T110(TC下保溫2.5 3小時(shí)燒成具有低壓/高α值的復(fù)合膜片，在復(fù)合膜片兩面焙銀并切成元件要求的尺寸，附上引線并通過(guò)包封料包封成壓敏元件，壓敏元件性能為VlmA/mm=0. 8^3. 0V,α=40 60，Ir=O. 5 L O μ A ;其中，導(dǎo)電膜片由 ZnO 中摻入 B1、T1、Mn、Co、N1、Zr、W、Al 的氧化物中的至少3種氧化物制成，壓敏膜片為在ZnO-Bi2O3 — Sb2O3系或ZnO-Bi2O3-SnO2系氧化物中摻入Co、Mn、N1、W、S1、Zr、Al的氧化物至少4種制成的高α值的非線性指數(shù)壓敏膜片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征為，包括如下步驟 (1)低阻導(dǎo)電膜片以ZnO為基加入b1、T1、Mn、CO、N1、Zr、W、Al的氧化物中選出的至少3種氧化物，混合研磨制成O. 5^1. O μ A的粉料，并在粉料加入占其重量份數(shù)40%的濃度為10%的聚乙烯溶液，配成漿料，軋膜成所要求的厚度的導(dǎo)電膜片； (2)在ZnO-Bi2O3-Sb2O3 或 ZnO-Bi2O3-SnO2 系氧化物中加入 Co、Mn、N1、S1、W、Zr、Al 的氧化物中選出的至少4種氧化物，研磨混合，制成粒度為O. 5 1. 0μ A的粉料；在粉料中加入占其重量份數(shù)40%的濃度為10%的聚乙烯溶液制成漿料，軋膜成所需要的壓敏膜片； (3)將兩層導(dǎo)電膜片中間夾一層壓敏膜片疊成復(fù)合膜片，然后用油壓方法將其減??； (4)復(fù)合膜片的燒結(jié)曲線為室溫 500°C，升溫速率為O.50C /min，500°C 燒結(jié)溫度95(Tll00°C的升溫速率為O. 20C /min，燒結(jié)溫度恒溫時(shí)間2. 5^3. O小時(shí)，采用隨爐降溫冷卻，隨爐降溫至200°C以下，取出；燒成的復(fù)合膜片兩面焙銀，最后切成元件要求的尺寸，并按常規(guī)的方法做成帶引線的小型壓敏元件或表面安裝型壓敏元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于步驟(I)中，ZnO與其它氧化物的重量配比為=ZnO 100份、Co3O4 O. 8 1. O份、Mn3O4 O. 4 O. 7份、WO3 O. Γ0. 2 份、ZrO2 O. 03 O. 07 份、TiO2 O. 2 O. 3 份、AL2O3 O. 001 O. 008 份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于步驟(2)的ZnO-Bi2O3-Sb2O3系氧化物中，ZnO與其它氧化物的重量配比為ZnO 100份、Bi2O33.2 3. 7 份、Sb2O3 2. 7 3. 5 份、Co3O4 O. 6 O. 7 份、MnO2 O. 4 O. 5 份、NiO O. 05 O. 2 份、Al2O3O.001 O. 002 份。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于步驟(2)的ZnO-Bi2O3-SnO2系氧化物中，ZnO與其它氧化物的重量配比為ZnO 100份、Bi2O3 3. 2 3. 7 份、SnO21. 4 1. 8 份、Co3O4 O. 6 O. 7 份、MnO2 O. 4 O. 5 份、NiO O. Γθ. 2 份、SiO2 O. Γ0. 2 份、Al2O3 O. 001 O. 002 份。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于所述導(dǎo)電膜片和壓敏膜片用軋膜工藝制成，漿料中的粘合劑為占其重量份數(shù)40%的濃度為10%的聚乙烯溶液，導(dǎo)電膜片的軋膜厚度為3 5mm，壓敏膜片的厚度為O. Γθ. 2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于步驟(3)中，將導(dǎo)電膜片和壓敏膜片切成40 X 40mm的方片，然后兩導(dǎo)電片中間夾一層壓敏膜片，并用油壓機(jī)壓成總厚度為O. 3mm的復(fù)合膜片，再把復(fù)合膜片切成40X40mm的方片。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件的制備方法，其特征在于步驟(4)中，將 復(fù)合膜片拌上SiO2或Al2O3粉，放置在制備壓敏膜片用的粉料上，以10片為一組疊合，上面壓上壓塊，燒制成瓷。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子陶瓷材料及器件領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件及其制造方法。該低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件，包括導(dǎo)電膜片和壓敏膜片，其特征在于兩導(dǎo)電膜片中間夾設(shè)一壓敏膜片疊合成復(fù)合膜片，經(jīng)壓制減薄后，在950~1100℃下保溫2.5~3小時(shí)燒成具有低壓/高α值的復(fù)合膜片，在復(fù)合膜片兩面焙銀并切成元件要求的尺寸，附上引線并通過(guò)包封料包封成壓敏元件。本發(fā)明用復(fù)合膜片技術(shù)制造低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件，解決了低壓/高非線性系數(shù)ZnO壓敏元件存在的困難，可將電壓梯度降到0.8~3V，非線性系數(shù)α保持在40~60，漏電流為0.5~1.0μA。
文檔編號(hào)C04B35/453GK103021606SQ20121057139
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉倩, 朱金鴻, 李本文 申請(qǐng)人:山東中廈電子科技有限公司