本發(fā)明屬于電子元件制作工藝技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種通用型氧化鋅壓敏電阻器高穩(wěn)定性氧化鋅壓敏電阻器制作方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)過三四十年的發(fā)展，壓敏電阻器已經(jīng)是一種比較成熟的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于家用電器、電力儀表和設(shè)備、通訊、防雷設(shè)備、LED燈等領(lǐng)域，在經(jīng)過長期使用、經(jīng)受異常過電壓、高環(huán)境溫度等以后會有萬分之幾或幾十萬分之幾的失效，而其中因為穩(wěn)定性不好而造成的產(chǎn)品失效是主要部分。雖然概率很小，但對某一臺設(shè)備而言也是不容許的。壓敏電阻器失效的現(xiàn)象是壓敏電阻短路、爆炸、火苗竄出、引起其他元器件甚至整個設(shè)備起火或燃燒。如何大幅度減小失效比例，是有待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明需要解決的問題是在不改變原有工藝設(shè)備的條件下，提供一種能夠提高壓敏電阻器穩(wěn)定性的方法。通過提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，減小產(chǎn)品劣化，從而大幅度減小失效比例。

常規(guī)的氧化鋅壓敏電阻器制作方法包括配料、球磨、造粒、成型、燒結(jié)、制電極和焊接包封的步驟，為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種高穩(wěn)定性氧化鋅壓敏電阻器制作方法，包括配料、球磨、造粒、成型、燒結(jié)、制電極和焊接包封的步驟，其特征在于：配料步驟中，采用的氧化鋅的d50在0.4微米以下，其他摻雜料三氧化二鉍、三氧化二銻、四氧化三鈷、三氧化二鉻、三氧化二鎳、氧化錳采用d50在1.0微米以下及純度在99.7％以上的原料；球磨步驟的球磨時間為6小時。

本發(fā)明方法配料步驟中，配方中銀玻粉的含量為氧化鋅的0.1％；三氧化二鉻含量為氧化鋅的0.24％。

本發(fā)明方法球磨步驟中采用反絮凝劑A-15作分散劑。

本發(fā)明方法燒結(jié)步驟中采用預(yù)試燒后再調(diào)整燒結(jié)溫度的方式，控制壓敏電壓取中心值附近及以上(-2％至+10％。)。以實現(xiàn)是降低產(chǎn)品的荷電率，增加安全余量，從而提高產(chǎn)品的使用壽命。

本發(fā)明通過調(diào)整產(chǎn)品工藝配方改進制漿工藝(包括配料、球磨)。1、摻雜料(除主要材料氧化鋅以外的其它材料)采用超細，高純原料，間接法制得的氧化鋅得d50在0.4微米以下，本專利就是將d50通常在2.0微米以上及純度在98％左右的三氧化二鉍、三氧化二銻、四氧化三鈷、三氧化二鉻、三氧化二鎳、氧化錳等改為d50在1.0微米以下及純度在99.7％以上。2、增加制漿球磨時間，將高速球磨時間由原來的2小時增加到6小時，使?jié){料混合更均勻，漿料流動性更好，更便于造粒和粉料均勻。3、配方中增加能提高產(chǎn)品穩(wěn)定性的物質(zhì)：銀玻粉，氧化鉻，將一般配方中銀玻粉，氧化鉻(即三氧化二鉻)含量提高50％，提高后氧化鉻的含量達到氧化鋅的0.24％。氧化鉻能進入處于晶界的三氧化二銻與氧化鋅反應(yīng)生成的鋅銻尖晶石中，并能使這種鋅銻尖晶石更穩(wěn)定，在長期高溫通電的情況下，不易結(jié)構(gòu)改變，從而使晶界穩(wěn)定，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。4、常規(guī)方法一般采用國產(chǎn)分散劑，我們經(jīng)過多次試驗采用使用英國工藝生產(chǎn)的反絮凝劑A-15作分散劑，使?jié){料中極性排序更好，(采用國產(chǎn)分散劑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％，這樣造粒時，水份蒸發(fā)時間短，離子遷移少)使?jié){料流動性更好，便于粉料的粉碎和混合。

為了檢測本發(fā)明方法所制提產(chǎn)品的性能，對壓敏電阻器設(shè)計等效模擬加嚴老化試驗。

壓敏電阻器有關(guān)穩(wěn)定性的老化失效模式也是主要的失效模式是：劣化，壓敏電阻器在長

期高溫高濕通電的情況下，極少數(shù)，萬分之幾甚至幾十萬分之幾的產(chǎn)品會表現(xiàn)為漏電流

增大，壓敏電壓下降，長期以往直至為零；從而導(dǎo)致產(chǎn)品擊穿。

根據(jù)以上失效模式，我們制定了比標準苛刻的多的老化試驗，雙85試驗，即在溫度為85度，相對濕度為85％RH的條件下施加最大連續(xù)直流電壓1000小時。試驗后性能漏電流小于10微安。產(chǎn)品通過了該項試驗，其穩(wěn)定性、可靠性大幅提高。

本發(fā)明對原材料改進、配方調(diào)整、增加球磨時間、增加產(chǎn)品安全余量，使產(chǎn)品穩(wěn)定性大幅提高，由改進前的用戶使用一年有數(shù)起老化失效投訴，至改進后的用戶使用一年有無老化失效投訴；由改進前的直流上限溫度耐久性試驗1000小時后，漏電流普遍在10.0微安以上，至改進后的直流上限溫度耐久性試驗1000小時后，漏電流普遍在3.0微安以下。

在改進前，使用的是壓敏電阻器，每年有幾起，主要集中在夏天，因壓敏電阻器失效而造成投訴，一般燒毀電路板后設(shè)備停止工作，有時會引起火災(zāi)。在工藝改進后后沒有出現(xiàn)過一起燒毀電路板的情況，更不用說引起火災(zāi)。壓敏電阻器的穩(wěn)定化改進大大提高了壓敏電阻器使用的可靠性。

具體實施方式

實施例1：高穩(wěn)定性氧化鋅壓敏電阻器制作

按以下步驟進行：

配料：按配方將各種化學(xué)原材料成分稱量，按重量比計為：氧化鋅100000g、三氧化二鉍3400g、三氧化二銻3500g、四氧化三鈷1400g、三氧化二鉻240g、三氧化二鎳600g、氧化錳520g、銀玻粉100g。

球磨：將去離子水、反絮凝劑A-15分散劑(采購自泰興東進化工廠)、粘合劑及稱量好的化學(xué)原材料先后倒入球磨系統(tǒng)球磨6小時。

造粒：將球磨好的漿料過篩后放入噴霧造粒的慢攪桶中攪拌，并通過造粒塔造粒。

成型：將造粒料按工藝說明規(guī)定的尺寸和壓力壓制成所需生坯。

燒結(jié)：將生坯按工藝要求排膠后排在燒結(jié)匣缽中，按工藝規(guī)定的溫度和曲線通過隧道窯燒結(jié)。采用預(yù)試燒后再調(diào)整燒結(jié)溫度的方式，控制壓敏電壓范圍在-2％至+10％。

制電極：在瓷片兩面印上低溫銀漿并燒銀。

焊接包封：將銀片焊上引出線，并包上環(huán)氧粉末。制得產(chǎn)品。

按照上述步驟先小批量、中批量、再大批量生產(chǎn)，同時每次均做全性能試驗，尤其關(guān)注上限類別溫度耐久性、最大峰值電流試驗，結(jié)果三次均合格。

關(guān)于上限類別溫度耐久性問題：

考慮到老化、穩(wěn)定性問題就是上限類別溫度耐久性試驗的體現(xiàn)，還重點做了以下工作：

①加強去離子水質(zhì)量的控制，除入廠時檢驗水阻外，配料前檢驗水阻，水阻低于1MΩ必須報廢，不能使用。

②加強生產(chǎn)過程控制，在整個產(chǎn)品操作加工過程中，手不能直接接觸產(chǎn)品，必須帶手套操作。

③做好焊接過程控制。焊接溫度在規(guī)定范圍內(nèi)才能焊接，每批料試焊三條，檢驗合格后才能批量焊接。操作人員、檢驗員作好首檢、巡檢工作。每批料做好廢品統(tǒng)計記錄、焊劑溫度記錄。

④將該項試驗后測試漏電流納入我司產(chǎn)品例行試驗范疇。

⑤燒結(jié)瓷片在用自來水清洗后，再用去離子水清洗一遍，減少自來水中的有害雜質(zhì)對產(chǎn)品的影響。

⑥對產(chǎn)品焊接后的清洗溶劑進行了更換。將原先使用的工業(yè)級酒精更換為溶解性更好的溶劑，純度提高為化學(xué)純，能更好地將焊接殘留助焊劑清洗掉，又很少帶入新的污染。