内容发布更新时间 : 2024/6/22 4:28:26星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

工艺对氧化锌压敏电阻器性能的影响

氧化锌压敏电阻器的工艺流程如下图所示（能量型压敏电阻器除外）：

称料 —— 混料 —— 喷雾干燥 —— 压片 —— 排胶 —— 烧结 —— 刷银 —— 烧银 —— 焊接 —— 粉涂 —— 固化 —— 印字 —— 测试 —— 拔片或反贴 。

能量型氧化锌压敏电阻器的工艺流程如下图所示：

称料 —— 混料 —— 喷雾干燥 —— 压片 —— 排胶 —— 烧结 —— 喷玻璃胶 —— 回火 —— 研磨 —— 溅射铝电极 —— 测试 。

氧化锌压敏电阻器的性能决定于配方和工艺，工艺对性能的影响叙述如下。 1． 混料

如混料不均匀，各处的组分有差异，各处的电性能和物理性能也就不同，会导致压敏电阻器的耐浪涌电流能力差。短波大电流冲击时，压敏电阻器工作在线性区（回升区），各处温度的差异会导致内应力的产生（温度低的区域热膨胀小会阻碍温度高区域的膨胀从而导致应力的产生），应力大时会产生微裂纹甚至整个瓷体破裂，从而使压敏电阻器失效。长波较大电流冲击时，压敏电阻器工作在非线性区，电压稍微增大会引起电流的大幅上升，组分不均匀会导致低电阻的导电通道的存在，引起电流集中，电流大温度高又会使得电阻进一步下降电流进一步增大，导致局部过热而形成贯穿孔（也可能因温度差异产生内应力导致瓷体破裂）。 2． 压片

压片工艺的重要参数是压片厚度和压片重量。压片会影响陶瓷片的厚度，而压敏电压正比于两电极间的晶界数，所以压片会影响压敏电压值，从而影响V/I特性曲线和漏电流。如压片时某一处未完全填满（一般是边缘处形成凹坑）或粉体堆积密度低，会在这些区域形成低电阻的导电通道从而降低耐浪涌电流能力，严重时会因烧结时收缩不同导致陶瓷片在边缘裂开。为了获得特性一致的产品，压片的控制至关重要，特别是对压敏电压范围要求很窄的型号。 3． 排胶

排胶的重要参数是装填密度，温度曲线和气体流量曲线。如装填密度过大，粘合剂挥发或燃烧时（约150-400℃阶段）气体流量不足及温度过低，瓷体中有残余粘合剂存在，会导致烧结后的瓷体存在微裂纹甚至开裂。有微裂纹的压敏电阻器的耐浪涌电流能力大为下降。前阶段如升温过快，水分挥发及粘合剂反应过剧，会导致气孔率高，瓷体的机械强度低，耐浪涌电流能力下降。 4． 烧结

烧结是最为重要的一道工序，会影响晶粒大小，瓷片厚度，相组成和微观结构，所以对所有性能都有很大的影响。烧结的重要参数是最高烧成温度，最高温度下的保温时间及降温速率。压敏效应是在降温阶段形成的，降温速度越快，晶界层越薄，晶界势垒越低，压敏电压越低，漏电流越大；反之，降温速度越慢，晶界层越厚，晶界势垒越高，压敏电压也高，漏电流越小。烧成温度越高，晶粒越大，压敏电压越低。烧成温度越高（低于1350℃），施主进入晶格及一些杂质在晶界偏析越彻底，锌空位越高（高温下原子运动加剧），会使得非线性系数越高，钳制电压越低，晶粒体的电阻越小通流能力增大。延长保温时间和提高烧成温度的影响一致，但效果没那么明显。 5． 刷银

刷银的重要参数是印银直径，最小自由边和银层厚度。因银层很薄，沿径向的电阻不能忽略。焊接时有一些银会被焊料熔掉。当有浪涌电流时，电流顺着引线流入银层，从和引线

接触处的银层流到银层的其它地方，再流进瓷体。如银层过薄，沿径向的电阻过大，会使银层的温度过高而导致银挥发，从而使压敏电阻器失效；银层过薄，可焊性也差。 6． 烧银

烧银的重要参数是温度曲线和传送速率。烧银同时又是一个老化过程，其间有填隙锌离子的扩散，外界氧进入晶界及一些离子的扩散等反应。烧银温度越高，扩散越剧烈，进入晶界的填隙锌离子越多，晶界势垒下降越多，会导致压敏电压降低，漏电流增大，但老化特性提高；反之，老化性能差，压敏电压高漏电流小。传送速率快和降低温度的影响一致。 7． 焊接

焊接的重要参数是焊接的形式（浸焊或波峰焊），助焊剂的种类，焊接温度，预热温度，在焊槽中的停留时间，焊锡与银层和引线的浸润程度。助焊剂的酸性越强，去污能力越强，焊接越容易进行；但因H+会和晶界中的氧反应从而使压敏电压降低漏电流增大，所以助焊剂的酸性越强，压敏电压降低越多漏电流增大越多。氧化锌压敏电阻器由许多种氧化物组成，本来和锡不浸润，但如酸性太强，会去掉自由区表面和瓷片侧面的一些氧，使一些区域只剩下金属离子，这些区域会粘上锡且不易刷掉，从而对耐浪涌电流性能带来很大影响。焊接温度高，焊接效果好，但漏电流增大，压敏电压降低较多。 8． 粉涂/固化

粉涂的重要参数是粉涂温度和在粉中的停留时间。粉涂对压敏电压和漏电流没什么影响，但会影响使用寿命。粉涂的主要目的是在瓷片外形成一保护层，防止水汽或其它污物在瓷片侧面的吸附而形成导电通道，另外就是在瓷片外面形成一绝缘层。如粉涂层过薄或有裂纹或有孔，水汽会进入而吸附在瓷片上，使漏电流增大，使用寿命下降。 9． 喷玻璃胶（能量型压敏电阻器）

玻璃层的作用和粉涂的作用一样，对性能的影响也一样。 10. 回火（能量型压敏电阻器）

回火也同时又是一老化过程，参数对性能的影响可参考烧银参数对性能的影响。 11. 研磨（能量型压敏电阻器）

研磨的重要参数是瓷片高度。研磨会影响瓷片高度从而影响压敏电压的大小。 12. 溅射铝电极（能量型压敏电阻器）

如电极面有粗颗粒，会引起接触不良，从而降低耐浪涌电流能力。铝层过薄，通流能力也会下降。