[发明专利]一种压敏电阻器及制造工艺

说明书

本发明涉及一种压敏电阻器及其制造工艺，所述压敏电阻器由陶瓷基体、引出端、电极层、绝缘层构成，陶瓷基体上预制有凹形区域，即为电极定位区域，电极上设有引出端，绝缘层全部或部分包裹陶瓷基体、电极层、引出端，采用溅射或喷涂电极，掩膜板的电极孔定位覆盖于凹形空缺，小电极孔与大凹形空缺构成瓶状结构，电极飘散沉积至凹形空缺内形成电极，可实现电极精确布满凹形空缺，避免批量溅射时因陶瓷基体直径差异导致的电极偏心，同时凹形空缺边缘陶瓷基体厚度大于内部，有利与减小边缘跨弧风险，减弱边缘效应，可大幅提升通流性能，所述的压敏电阻器制备过程包括陶瓷基体制作、电极化、连接引出端、涂装绝缘层及打印、测试。

技术领域

本发明涉及压敏电阻制造领域，尤其指一种成型过程中同步预制凹形电极区的压敏电阻器及制造工艺。

背景技术

压敏电阻器由于其良好的电压限制特性，从弱电系统到强电系统，从静电防护、SPD阀片到避雷器、从线路防浪涌到电机灭磁能量吸收得到广泛的应用。其抑制电压导通时，接近短路，故其双电极重合大小类似导线线径，直接决定产品的通流能力。

考虑到电极厚度影响电流扩散和载流能力，电子陶瓷中常用的表面金属化方法，电镀和蒸发因镀层薄，不适合大电流的冲击。故压敏电阻器通常采用印刷浆料、溅射、热喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂电极成型工艺，这些表面金属化方法，均需要有掩膜遮蔽陶瓷基体以确定电极位置和面积大小。比如印刷浆料法，需要预制定位板和丝网，在金属板上开定位孔、陶瓷基体依靠定位板确定电极大概位置，再通过丝网偏移来重合定位，由丝网印刷面积确认大小。比如溅射和喷涂，通过预制掩模板和中心电极孔来确定电极位置和电极大小。但因粉末制造过程中的添加剂的均匀性、颗粒级配、环境温度、湿度、堆积角、成型压力、排胶温度、烧成温度的波动，成瓷后的产品有1-2％的尺寸波动性，譬如20D产品，同一批次直径偏差即达到±0.15mm。故在批量化生产时，上述方法即便采用造价不菲的精确定位工装治具，依靠定位孔与陶瓷基体边缘接触方式定位，根本上无法克服电极偏心的问题。对于避雷器阀片，采用人工逐个安装橡胶套遮蔽的方法，费时费力，也存在橡胶套老化变形封闭不严实时导致的偏心或电极边缘溢出问题。

为解决掩膜板对压敏陶瓷基体的遮蔽问题，专利ZL201420466952.8，提出采用弹簧将压敏基体顶紧在掩膜板的设计，可实现厚度存在差异的陶瓷基体全部贴紧掩膜板，避免厚度差异导致的空隙，但对电极对中的问题未能解决。陶瓷基体排入掩膜板定位孔后，依靠定位孔边沿定位，当陶瓷基体尺寸适当时，陶瓷基体中心与电极孔中心重合，则溅射后电极位于陶瓷基体中心，当陶瓷基体尺寸有差异时，陶瓷基体中心在定位孔中出现对应的偏移，最终导致电极偏心。

电极偏心不仅导致压敏电阻器通流能力下降，容易出现侧闪，严重时甚至电极偏移至陶瓷基体侧面，直接导通。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压敏电阻器制造方法,以解决上述问题，通过在成型过程中同步预制电极区,利用溅射或喷涂金属微粒飞散沉积的原理，可保证电极精确定位于设计位置，并实现产品技术性能的提升，并可缩小产品体积，实现小型化，降低产品跨弧放电风险，提升产品设计的自由度，降低了对配套掩膜工装精度要求，易于批量化生产。

为了实现上述发明的目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种压敏电阻器，包括有引出端、绝缘层、电极层和陶瓷基体，所述的陶瓷基体为圆形、方形、椭圆形、多边形的一种，所述陶瓷基体的上下底面各有一预制凹形电极区，预制凹形电极区的底面平行于其所在的陶瓷基体底面，预制凹形电极区的底面为圆形、椭圆形、矩形、圆角矩形、带圆角的多边形的一种，预制凹形电极区的深度为0.04mm——50mm，预制凹形电极区底面的总面积占电极总面积的50％——99％，电极层位于预制凹形电极区中的陶瓷基体表面，电极层上设有引出端，绝缘层全部或部分包裹陶瓷基体、电极层、引出端。

所述压敏电阻器的制备过程包括，压敏电阻器陶瓷基体制备、陶瓷基体电极化，连接引出端、绝缘层涂覆、标识打印、测试，其制造的具体工艺过程如下：