[发明专利]一种高稳定性氧化锌压敏电阻器制作方法

说明书

技术领域

本发明属于电子元件制作工艺技术领域。涉及一种通用型氧化锌压敏电阻器高稳定性氧化锌压敏电阻器制作方法。

背景技术

经过三四十年的发展，压敏电阻器已经是一种比较成熟的产品，广泛应用于家用电器、电力仪表和设备、通讯、防雷设备、LED灯等领域，在经过长期使用、经受异常过电压、高环境温度等以后会有万分之几或几十万分之几的失效，而其中因为稳定性不好而造成的产品失效是主要部分。虽然概率很小，但对某一台设备而言也是不容许的。压敏电阻器失效的现象是压敏电阻短路、爆炸、火苗窜出、引起其他元器件甚至整个设备起火或燃烧。如何大幅度减小失效比例，是有待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明需要解决的问题是在不改变原有工艺设备的条件下，提供一种能够提高压敏电阻器稳定性的方法。通过提高产品稳定性，减小产品劣化，从而大幅度减小失效比例。

常规的氧化锌压敏电阻器制作方法包括配料、球磨、造粒、成型、烧结、制电极和焊接包封的步骤，为了解决以上技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：一种高稳定性氧化锌压敏电阻器制作方法，包括配料、球磨、造粒、成型、烧结、制电极和焊接包封的步骤，其特征在于：配料步骤中，采用的氧化锌的d50在0.4微米以下，其他掺杂料三氧化二铋、三氧化二锑、四氧化三钴、三氧化二铬、三氧化二镍、氧化锰采用d50在1.0微米以下及纯度在99.7％以上的原料；球磨步骤的球磨时间为6小时。

本发明方法配料步骤中，配方中银玻粉的含量为氧化锌的0.1％；三氧化二铬含量为氧化锌的0.24％。

本发明方法球磨步骤中采用反絮凝剂A-15作分散剂。

本发明方法烧结步骤中采用预试烧后再调整烧结温度的方式，控制压敏电压取中心值附近及以上(-2％至+10％。)。以实现是降低产品的荷电率，增加安全余量，从而提高产品的使用寿命。

本发明通过调整产品工艺配方改进制浆工艺(包括配料、球磨)。1、掺杂料(除主要材料氧化锌以外的其它材料)采用超细，高纯原料，间接法制得的氧化锌得d50在0.4微米以下，本专利就是将d50通常在2.0微米以上及纯度在98％左右的三氧化二铋、三氧化二锑、四氧化三钴、三氧化二铬、三氧化二镍、氧化锰等改为d50在1.0微米以下及纯度在99.7％以上。2、增加制浆球磨时间，将高速球磨时间由原来的2小时增加到6小时，使浆料混合更均匀，浆料流动性更好，更便于造粒和粉料均匀。3、配方中增加能提高产品稳定性的物质：银玻粉，氧化铬，将一般配方中银玻粉，氧化铬(即三氧化二铬)含量提高50％，提高后氧化铬的含量达到氧化锌的0.24％。氧化铬能进入处于晶界的三氧化二锑与氧化锌反应生成的锌锑尖晶石中，并能使这种锌锑尖晶石更稳定，在长期高温通电的情况下，不易结构改变，从而使晶界稳定，产品性能稳定。4、常规方法一般采用国产分散剂，我们经过多次试验采用使用英国工艺生产的反絮凝剂A-15作分散剂，使浆料中极性排序更好，(采用国产分散剂一般固含量只能做到55％-59％，而使用A-15，固含量正常做到63％-65％，这样造粒时，水份蒸发时间短，离子迁移少)使浆料流动性更好，便于粉料的粉碎和混合。

为了检测本发明方法所制提产品的性能，对压敏电阻器设计等效模拟加严老化试验。

压敏电阻器有关稳定性的老化失效模式也是主要的失效模式是：劣化，压敏电阻器在长

期高温高湿通电的情况下，极少数，万分之几甚至几十万分之几的产品会表现为漏电流

增大，压敏电压下降，长期以往直至为零；从而导致产品击穿。

根据以上失效模式，我们制定了比标准苛刻的多的老化试验，双85试验，即在温度为85度，相对湿度为85％RH的条件下施加最大连续直流电压1000小时。试验后性能漏电流小于10微安。产品通过了该项试验，其稳定性、可靠性大幅提高。

本发明对原材料改进、配方调整、增加球磨时间、增加产品安全余量，使产品稳定性大幅提高，由改进前的用户使用一年有数起老化失效投诉，至改进后的用户使用一年有无老化失效投诉；由改进前的直流上限温度耐久性试验1000小时后，漏电流普遍在10.0微安以上，至改进后的直流上限温度耐久性试验1000小时后，漏电流普遍在3.0微安以下。

在改进前，使用的是压敏电阻器，每年有几起，主要集中在夏天，因压敏电阻器失效而造成投诉，一般烧毁电路板后设备停止工作，有时会引起火灾。在工艺改进后后没有出现过一起烧毁电路板的情况，更不用说引起火灾。压敏电阻器的稳定化改进大大提高了压敏电阻器使用的可靠性。

具体实施方式