[发明专利]一种氧化锌压敏电阻介质材料及片式电阻器制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了属于化合物半导体氧化锌压敏电阻介质新材料应用技术领域，涉及一种氧化锌压敏电阻介质材料及片式电阻器制备方法。氧化锌压敏电阻介质材料是以氧化锌(ZnO)为主体材料，添加多种其他微量元素，适用于陶瓷烧结工艺制成的氧化锌压敏电阻介质材料。采用陶瓷工艺制成的化合物半导体氧化锌压敏电阻器元件的关键结构材料。

背景技术

随着电子设备向集成化、微型化和低压化的方向发展，迎来了敏电阻器片式化和微型化和与其密切相连的关键结构材料的发展机遇。如何将实现高性能关键结构材料国产化和片式氧化锌压敏电阻器制造技术自主化发展模式的研究工作任务作为我们的研究目标。紧跟国际ROHS标准要求，从材料组成配方设计时，首先，考虑采用无铅、无镉绿色环保的氧化锌压敏电阻介质主体材料体系，因此在氧化锌压敏电阻器生产制造过程和使用中都不会危害人体健康和对环境造成污染，制得的氧化锌压敏电阻介质材料性能优良是我们追求的目标。以研究氧化锌压敏电阻介质新材料技术成果作为推动片式氧化锌压敏电阻器产业升级的关键技术支撑，在200810046263.0专利基础上拓展工作电压范围，提高非线性系数研究开发出了多电压系列的氧化锌压敏电阻介质材料，规定电流下的电压分别为200V/mm、280V/mm、380V/mm、480V/mm、540V/mm、610V/mm、750V/mm、900V/mm、1200V/mm。非线性系数为48～80，漏电流为0.2～1.0μA，为片式氧化锌压敏电阻器制造业的发展创造了有利条件。

发明内容

本发明提供一种氧化锌压敏电阻介质材料及片式电阻器制备方法。所属氧化锌压敏电阻介质材料以氧化锌为主原料，采用无铅、无镉配方添加Bi₂O₃、CoO、MnO、Sb₂O₃、Cr₂O₃、TiO₂、SrO、In₂O₃两种以上氧化物所组成材料配方，该氧化锌压敏电阻介质材料系列适合制作片式氧化锌压敏电阻器，采用该介质材料系列所制备的片式氧化锌压敏电阻器具有规定电流下的电压范围宽(200V/mm～1200V/mm)、非线性系数高(48～80)和漏电流小0.2～1.0μA的优良电性能特征。烧结温度范围850～1160℃，制备工艺采用多层片式电容器生产制造技术，工艺简单易控，便于实现低成本的工业化生产。

本发明技术方案如下：

一种氧化锌压敏电阻介质材料。其组分包括78～96％的ZnO、所添加的氧化物含量为0.1～6.2％的Bi₂O₃、0.1～2.0％的CoO、0.3～2.5％的MnO、0.1～1.5％的Sb₂O₃、0.1～1.5％的Cr₂O₃、0.5～5.6％的TiO2、0.1～1.0％的In₂O3、0.5～3.8％的Ni₂O₃、0.1～1.5％的ZrO₂、0.2～2.0％的SiO₂，上述氧化物组分含量均为质量百分比含量。添加两种以上的氧化物配制而成。

氧化锌压敏电阻介质材料配方组成：

一种片式氧化锌压敏电阻器制备方法，包括以下步骤：

步骤1.配料：配制氧化锌压敏电阻介质材料，称取主成分78～96％的ZnO、所添加的氧化物含量为0.1～6.2％的Bi₂O₃、0.1～2.0％的CoO、0.3～2.5％的MnO、0.1～1.5％的Sb₂O₃、0.1～1.5％的Cr₂O₃、0.5～5.6％的TiO2、0.1～1.0％的In₂O3、0.5～3.8％的Ni₂O₃、0.1～1.5％的ZrO₂、0.2～2.0％的SiO₂，上述氧化物组分含量均为质量百分比含量。添加两种以上的氧化物配制而成。

步骤2.混料：按表一：称取，实施例1～9配方原料进行搅拌磨混料(时间为1～2小时)，烘干(温度为100～140℃)和预收缩烧结(温度为750～850℃、保温时间为1～3小时)。