[发明专利]热敏陶瓷溅射膜电极的制备方法

说明书

技术领域 　　本发明属于电子材料技术领域，特别是涉及一种溅射制备热敏陶瓷电极膜的方法。

背景技术

作为各种温度传感、温度补偿、过热、过载的主流产品，热敏陶瓷（PTC）在电子产品中具有及其广阔的应用。陶瓷电极制造（俗称陶瓷金属化）是电子陶瓷生产中的一个关键技术，它直接影响到陶瓷器件的欧姆接触电阻、耐压、寿命与可靠性等关键技术性能。       现有用于陶瓷金属化的工艺方法主要有化学镀镍法、烧渗合金法、丝网印刷银浆烧结法。化学镀镍法包括超声清洗、粗化、SnCl₂敏化处理、PdCl₂活化处理、次磷酸盐预镀、浸入镀镍液、热处理等过程，工艺过程复杂，存在环境污染；烧渗合金法通过在陶瓷表面先涂盖配置好的浆料，然后再烧结，其工艺简单，但产品耐冲击电流小，耐老化潮湿特性差；丝网印刷银浆烧结工艺与烧渗合金法类似，是在瓷片上丝网印刷银浆后再高温烧结而成，其缺点是耗能大、需要大量昂贵的银，生产成本高，此外，此金属膜层中含有铅等有害元素。上述工艺均存在能耗高、污染大、成本昂贵、可靠性差的缺点，与当前建设节约型社会与绿色工艺技术的发展趋势相违背，已经不适合继续应用于陶瓷电极的生产了。因此，采用绿色技术对电子陶瓷进行金属化势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产成本低、金属化膜层品质优良、全制备过程无污染的热敏陶瓷电极的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的热敏陶瓷溅射膜电极的制备方法是采用下述步骤实现的，其工艺步骤包括：陶瓷清洗、掩膜装架、抽真空、充工作气体、溅射电极膜；其中：

陶瓷清洗：把热敏陶瓷基片放到充水的球磨机中球磨滚洗15-60分钟，然后分别放进自来水与去离子水中超声清洗15-20分钟，最后离心甩干并120°-150°C烘干；

掩膜装架：将经过清洗、烘干的陶瓷基片通过掩膜工装装架到基片架上；

抽真空：将装好陶瓷的基片架置于多靶磁控溅射设备内并抽真空；

充工作气体：当真空度达到10^-3Pa量级时，向真空腔内动态地输入Ar等惰性气体，维持真空腔内氩气的压力在2×10^-1Pa－8×10^-1Pa范围内；

溅射电极膜：采用磁控溅射向陶瓷基片的表面溅射镀覆多层膜系金属膜；根据不同的陶瓷基片性能的要求，部分基片只需陶瓷表面单面溅射，部分基片需陶瓷表面正反两面溅射；溅射镀完膜层后，向溅射腔体内充入大气，取出工件。

所述的热敏陶瓷是BaTiCO₃为主要成份的热敏半导瓷或压敏陶瓷、热释电陶瓷中的一种，如PTC、PZT、NTC、BST、BNT陶瓷中的一种。

所述的电极层由依次布置的底层过渡层溅射薄膜、中间阻挡层溅射薄膜和表面导电层溅射薄膜构成。

所述的底层过渡层溅射薄膜由钛、铬、铝、铜、镍及其合金中的一种活性较强的金属材料构成，其厚度为50-300nm。

所述的中间阻挡层溅射薄膜由镍、铬、铜及其合金中的一种材料构成，其厚度为300-5000nm。

所述的表面导电层溅射薄膜由金、银、锡、铜的一种材料构成，其厚度为50-300nm。

所述电极层的底层过渡层溅射薄膜、中间阻挡层溅射薄膜和表面导电层溅射薄膜在多靶溅射镀膜机中依次镀覆，所述的磁控溅射靶可以是平面靶磁控溅射、柱形靶磁控溅射的一种，多靶磁控溅射镀膜机的种类可以是双面炉装式镀膜机，也可以是双面连续式镀膜机。

本发明与现有技术相比，具有工艺设计合理、溅射成膜速度快、生产成本低廉、全制程无污染，且所制备的膜层结合牢固、高温焊接性能优良等优点，它是目前一种较为理想的热敏陶瓷电极的制备方法。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为热敏陶瓷溅射膜电极的示意图。

附图标号说明：1-PTC陶瓷衬底，2-底层过渡层溅射膜，3-中间阻挡层溅射膜，4-表面导电层溅射膜，21-底层过渡层溅射膜，31-中间阻挡层溅射膜，41-表面导电层溅射膜。

具体实施方式

本发明的热敏陶瓷溅射膜电极的制备方法主要采用陶瓷清洗、掩膜装架、抽真空、充工作气体、溅射电极膜等工艺步骤；各步骤内容如下：