專利名稱：：微型壓敏電阻芯片材料及其制造方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及半導體材料，尤其是微型壓敏電阻芯片材料及其制造方法隨著微電子工業(yè)與微電子技術的迅速發(fā)展，必須要有相應的微型化的保護元件的發(fā)展相伴隨。用其作過壓保護、小電流穩(wěn)壓、噪聲清除、滅弧等。為了適應這一發(fā)展需要，本發(fā)明經(jīng)過大量的試驗用多元納米壓敏粉體材料和半導體微型晶片加工方法研制出一種新型的微型壓敏電阻芯片，該芯片體積與傳統(tǒng)器件相比成倍減小，性能卻比傳統(tǒng)器件有較大的改善，同時采用該方法可保證芯片電學參數(shù)的一致性和批量生產(chǎn)的要求。本發(fā)明目的在于，研制的微型壓敏電阻芯片材料及其制造方法，是以化學純乙酸鋅為主體，以三乙醇胺為溶劑，以檸檬酸為絡合物，再加入有機鹽，無機鹽，稀土鹽，用溶膠—凝膠法合成多元納米壓敏粉體材料為主體原料，用冷等靜壓技術和半導體晶片加工方法制備而成，所得芯片壓敏電壓范圍可從6-450V，菲線性系數(shù)可從10-40，通流能力從2-50A，芯片尺寸從0.5×0.5×0.2-5×5×0.4mm3可調，根據(jù)粉體粒徑、配方、成型、燒結、加工方法不同，可制得壓敏電壓從幾伏到幾百伏的壓敏電阻芯片，該芯片生產(chǎn)成本低，制作方便，參數(shù)一致性好，可批量生產(chǎn)。本發(fā)明所述的微型壓敏電阻芯片及其制造方法，是以化學純乙酸鋅為主體原料，以三乙醇胺為溶劑，以檸檬酸為絡合物，再加入有機鹽，無機鹽，稀土鹽，用溶膠—凝膠法合成而成；其中有機鹽為乙酸鈷、乙酸錳、乙酸鉻、無機鹽為硝酸鉍、硝酸銻、硝酸鐵；稀土鹽為硝酸亞鈰、氯化鑭；其各組份配比為(摩爾百分比mol％)有機鹽乙酸鈷0.2-0.5、乙酸錳0.2-0.7、乙酸鉻0.2-0.5；無機鹽硝酸鉍0.5-1.5、硝酸銻0.3-0.7、硝酸鐵0.1-0.3；稀土鹽硝酸亞鈰0.1-0.3、硝酸鑭0.1-0.3、化學純乙酸鋅余量；其制造方法為首先制備多元鈉米壓敏粉體材料，該材料是以化學純乙酸鋅為主體原料，以三乙醇胺為溶劑，以檸檬酸為絡合物，再加入有機鹽、無機鹽、稀土鹽、用溶膠—凝膠方法合成而成，有機鹽為乙酸鈷0.2-0.5、乙酸錳0.2-0.7、乙酸鉻0.2-0.5；無機鹽硝酸鉍0.5-1.5、硝酸銻0.3-0.7、硝酸鐵0.1-0.3；稀土鹽硝酸亞鈰0.1-0.3、氯化鑭0.1-0.3；然后將乙酸鋅余量在過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；再將有機鹽、無機鹽、稀土鹽混合加入過量的三乙醇胺150ml中加熱至溶解備用；再將絡合物檸檬酸200g在過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；最后將三種溶液混合，加熱并充分攪拌制成透明溶膠直至凝膠，然后將凝膠在100℃烘干制成干凝膠，將干凝膠在400℃分解1-5小時，干磨2-4小時即可獲得多元壓敏粉體材料。其次制備芯片材料，將制成的多元納米壓敏粉體材料為主原料，成型尺寸為φ30-50，厚度范圍20-50mm的坯體，經(jīng)冷等靜壓再次成型，冷等靜壓壓力范圍100-700MPa，將坯體在1000-1250℃空氣中烘結，最高溫度恒溫2-4小時，慢冷至室溫，將燒好的瓷體切片厚度為0.2-0.4mm薄片，在薄片兩面被銀，燒銀溫度為500-700℃，恒溫30-60分鐘，將薄片劃成0.5×0.5-5×5mm2的微型芯片，經(jīng)200-800℃熱處理，50-200℃老化10-20天，即可制成微型壓敏電阻芯片。本發(fā)明所制成的微型壓敏電阻芯片電性能參數(shù)見下表</tables>實施例1首先制備多元納米壓敏粉體材料，將乙酸鋅余量加入過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；再將有機鹽乙酸鈷0.2、乙酸錳0.7、乙酸鉻0.2；無機鹽硝酸鉍0.5、硝酸銻0.7、硝酸鐵0.3；稀土鹽硝酸亞鈰0.1、氯化鑭0.3混合加入過量的三乙醇胺150ml中加熱至溶解備用；再將絡合物檸檬酸200g加入過量的三乙醇胺250ml加熱至溶解備用；最后將三種溶液混合、加熱并充分攪拌制成透明溶膠直至凝膠，然后將凝膠在100℃烘干制成凝膠，將干凝膠在400℃分解1-5小時，干磨2-4小時即可得到多元納米壓敏粉體材料。其次制備芯片材料，將制成的多元納米壓敏粉體材料為主體原料，成型尺寸為φ30-50厚度范圍20-50mm的坯體，經(jīng)冷等靜壓再次成型，冷等靜壓壓力范圍100-700MPa，將坯體在1000-1250℃空氣中燒結，最高溫度恒溫2小時，慢冷至室溫，將燒好的瓷體切片厚度為0.2-0.4mm薄片，在薄片兩面被銀，燒銀溫度為500-700℃，恒溫30-60分鐘，將薄片劃成0.5×0.5-5×5mm2的微型芯片，經(jīng)200-800℃熱處理，50-200℃老化10-20天，即可制成微型壓敏電阻芯片。實施例2首先制備多元納米壓敏粉體材料，將乙酸鋅余量加入過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；再將有機鹽乙酸鈷0.5、乙酸錳0.2、乙酸鉻0.5；無機鹽硝酸鉍1.0、硝酸銻0.3、硝酸鐵0.1；稀土鹽硝酸亞鈰0.3、氯化鑭0.1混合加入過量的三乙醇胺150ml中加熱至溶解備用；再將絡合物檸檬酸200g加入過量的三乙醇胺250ml加熱至溶解備用；最后將三種溶液混合、加熱并充分攪拌制成透明溶膠直至凝膠，然后將凝膠在100℃烘干制成干凝膠，將干凝膠在400℃分解1-5小時，干磨2-4小時即可得到多元納米壓敏粉體材料。其次制備芯片材料，將制成的多元納米壓敏粉體材料為主體原料，成型尺寸為φ30-50厚度范圍20-50mm的坯體，經(jīng)冷等靜壓再次成型，冷等靜壓壓力范圍100-700MPa，將坯體在1000-1250℃空氣中燒結，最高溫度恒溫4小時，慢冷至室溫，將燒好的瓷體切片厚度為0.2-0.4mm薄片，在薄片兩面被銀，燒銀溫度為500-700℃，恒溫30-60分鐘，將薄片劃成0.5×0.5-5×5mm2的微型芯片，經(jīng)200-800℃熱處理，50-200℃老化10-20天，即可制成微型壓敏電阻芯片。權利要求1.一種微型壓敏電阻芯片及其制造方法，其特征在于，以化學純乙酸鋅為主體，以三乙醇胺為溶劑，以檸檬酸為絡合物，再加入有機鹽，無機鹽，稀土鹽，用溶膠—凝膠法合成而成；其中有機鹽為乙酸鈷、乙酸錳、乙酸鉻、無機鹽為硝酸鉍、硝酸銻、硝酸鐵；稀土鹽為硝酸亞鈰、氯化鑭；其各組份配比為(摩爾百分比mol％)有機鹽乙酸鈷0.2-0.5乙酸錳0.2-0.7乙酸鉻0.2-0.5無機鹽硝酸鉍0.5-1.5硝酸銻0.3-0.7硝酸鐵0.1-0.3稀土鹽硝酸亞鈰0.1-0.3硝酸鑭0.1-0.3化學純乙酸鋅余量2.一種微型壓敏電阻芯片及其制造方法，其特征在于，該制造方法為首先制備多元鈉米壓敏粉體材料，該材料是以化學純乙酸鋅為主體原料，以三乙醇胺為溶劑，以檸檬酸為絡合物，再加入有機鹽、無機鹽、稀土鹽、用溶膠—凝膠方法合成而成，有機鹽為乙酸鈷0.2-0.5、乙酸錳0.2-0.7，乙酸鉻0.2-0.5；無機鹽硝酸鉍0.5-1.0、硝酸銻0.3-0.7、硝酸鐵0.1-0.3；稀土鹽硝酸亞鈰0.1-0.3、氯化鑭0.1-0.3；然后將乙酸鋅余量在過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；再將有機鹽、無機鹽、稀土鹽混合加入過量的三乙醇胺150ml中加熱至溶解備用；再將絡合物檸檬酸200g在過量的三乙醇胺250ml中加熱至溶解備用；最后將三種溶液混合，加熱并充分攪拌制成透明溶膠直至凝膠，然后將凝膠在100℃烘干制成干凝膠，將干凝膠在400℃分解1-5分小時，干磨2-4小時即可獲得多元壓敏粉體材料。其次制備芯片材料，將制成的多元鈉米壓敏粉體材料為主原料，成型尺寸為φ30-50，厚度范圍20-50mm的坯體，經(jīng)冷等靜壓再次成型，冷等靜壓壓力范圍100-700MPa，將坯體在1000-1250℃空氣中燒結，最高溫度恒溫2-4小時，慢冷至室溫，將燒好的瓷體切片厚度為0.2-0.4mm薄片，在薄片兩面被銀，燒銀溫度為500-700℃，恒溫30-60分鐘，將薄片劃成0.5×0.5-5×5mm2的微型芯片，經(jīng)200-800℃熱處理，50-200℃老化10-20天，即可制成微型壓敏電阻芯片。全文摘要本發(fā)明涉及半導體材料,尤其是微型壓敏電阻芯片材料及其制造方法,該芯片是以化學純乙酸鋅為主體,以三乙醇胺為溶劑,以檸檬酸為絡合物,再加入有機鹽,無機鹽,稀土鹽,用溶膠－凝膠法合成而成多元納米壓敏粉體材料,再用冷等靜壓技術和半導體晶片加工方法制成微型壓敏電阻芯片,該芯片壓敏電壓范圍從6—450V,非線性系數(shù)可從10—40,通流能力從2—50A,芯片尺寸從0.5×0.5－5×5mm文檔編號H01C7/10GK1184318SQ9711281公開日1998年6月10日申請日期1997年6月18日優(yōu)先權日1997年6月18日發(fā)明者康雪雅,陶明德,韓英申請人:中國科學院新疆物理研究所