[发明专利]超微型环形压敏电阻烧结装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别是涉及一种超微型环形压敏电阻烧结装置。

背景技术

环形压敏电阻是一种伏安特性呈非线性的敏感元件。在正常电压条件下，这相当于一只小电容器，而当电路出现过电压时，它的电阻阻急剧下降并迅速导通，其工作电流增加几个数量级，压敏电阻器的电阻值对外加电压的变化从而有效地保护了并联电路中的其它元器件不致过压而损坏和抑制回路电压的峰值在一定的范围。

目前我们把外径尺寸在2.4mm以下的环形压敏电阻器称谓为“超微型环形压敏电阻器”。这是一种目前尺寸最小的环形压敏电阻器，其尺寸为(外形尺寸外径*内径*厚度)2.4mm*1.75mm*0.35mm。

超微型环形压敏电阻器的制作过程采用典型的电子陶瓷工艺，其中关键的工序是半导体化工艺，半导化是在高温还原气氛中实现的。是在氢气与氮气混合气体保护下的高温烧结生产工艺完成钛酸锶环形电子陶瓷的制备。

超微型环形压敏电阻器的材料对烧结气氛非常敏感，因其特殊的微观结构，必须在还原性气氛下烧结，实现晶粒的半导化，从而得到了收缩性、密度等性能均良好的半导化电子陶瓷元件。生产过程中，还原气氛由氢气和氮气比例混合提供供，其中氢气成分在烧结过程要与超微型环形压敏电阻器的坯环参加反应，对烧结过程的要求特别苛刻。

在传统的烧结过程中，将坯环采用堆叠或排列平放方式进入气氛保护炉烧结，坯环会产生变形，其原因是由于超微型环形压敏电阻器的坯环的环形结构，烧结成陶瓷环时环形外环收缩应力大于陶瓷内环收缩应力，由此产生瓷件向中心方向弯曲。其机理是超微型环形压敏电阻器的坯环是一种粉末颗粒压制的薄片环，烧结时是颗粒择优取向排列，使垂直于坯环平面方向的收缩大，而平行于坯环薄片方向的收缩小。例如：假设压制出来的超微型环形压敏电阻器的坯环直径尺寸是2.40mm，而厚度尺寸只有0.35mm，为一个薄环片，那么其沿轴向的收缩小于沿径向的收缩。当制品各部分薄片坯环取向不一致时，制品发生不均匀的收缩而导致变形。材料与氢气烧结时会发生还原反应形成金属物质，其反应是由坯环表面逐步向坯环中心进行的；堆放和平叠一起的烧结会使每个坯环有大部分叠合面，不能同时和充分接触到炉体内的氢气同步作用还原反应，每个坯环和同一个坯环的不同部位的金属化程度都出现差异，导致超微型环形压敏电阻器的坯环半导化成电子陶瓷不良，出现变形，使得机械强度、电性能不能满足要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种使得坯环在烧结过程中不易产生形变的超微型环形压敏电阻烧结装置。

超微型环形压敏电阻烧结装置，包括：

底壳，包括底壁和环绕所述底壁的多个侧壁，所述底壳还具有与所述底壁相对的开口端，所述侧壁上设有多个通气孔；

盖体，可拆卸地盖设于所述开口端，所述壳体及所述盖体共同形成收容腔；及

多个烧结棒，收容于所述收容腔中，并水平挂设于所述底壳的两个相对侧壁之间，所述烧结棒用于穿设于多个超微型环形压敏电阻器的坯环中部的通孔，以将多个坯环间隔挂设于所述烧结棒上。

在其中一个实施例中，所述底壳为长方体形盒状结构，所述多个侧壁包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，所述第一侧壁与所述第二侧壁相对设置，所述第三侧壁与所述第四侧壁相对设置，所述第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁上均可设有通气孔。

在其中一个实施例中，所述烧结棒的两端分别穿设于所述第一侧壁及所述第二侧壁上的通气孔，以使所述烧结棒固定于所述收容腔中。

在其中一个实施例中，所述烧结棒包括用于挂设所述多个坯环的挂设部及分别设置于所述挂设部两端的两个固定部，所述两个固定部分别穿设于所述第一侧壁及所述第二侧壁上的通气孔中。

在其中一个实施例中，所述固定部的直径小于所述挂设部的直径。

在其中一个实施例中，所述挂设部的直径为1.5mm。

在其中一个实施例中，所述多个通气孔在所述侧壁上成阵列设置。

在其中一个实施例中，所述通气孔的直径为1.88mm，所述多个通气孔的面积占所述侧壁的面积的80％。

在其中一个实施例中，所述底壳、所述盖体及所述多个烧结棒均由钼材料制成。

在其中一个实施例中，所述底壳的底壁和/或侧壁的厚度为2～3mm。