[发明专利]一种窄线宽金属型低压压敏器件及电流体打印的制备方法

说明书

本发明公开了一种窄线宽金属型低压压敏器件及电流体打印的制备方法；所述压敏器件的成分包括纳米银颗粒、乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮，所述压敏器件包括主体部分和两个外接点，所述外接点位于主体部分两端。将基底清洗和干燥处理，然后采用电流体打印将纳米银溶胶在基底上打印压敏器件，将打印的压敏器件退火固化，得到窄线宽金属型低压压敏器件。所述压敏器件的压敏电阻稳定，非线性系数较大，漏电流小，微观均匀性较好；工艺简单，烧结温度低。

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，涉及一种窄线宽金属型低压压敏器件及电流体打印的制备方法。

背景技术

“压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。目前压敏电阻器的电阻体材料均是是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的氧化锌(ZnO)压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌(Zn)和六价元素氧(O)所构成。目前，提高氧化锌压敏电阻性能的主要途径是通过改进压敏电阻材料粉体的配方及制备工艺以获得高性能的ZnO压敏电阻。晶粒尺寸和微观均匀性决定了压敏电阻电学性能的高低，传统的ZnO压敏电阻制备方法，是将微米级的ZnO，Bi、Mn、Sb等的氧化物按照一定比例放入球磨罐中并将其混合粉碎，然后放入1100℃～1500℃的高温中烧结成瓷。尽管如此，由于微米级原料表面活性低，生长晶粒时所需要的温度较高，生长的晶粒较大而导致电位梯度低，微观均匀性差，即使通过更先进的球磨法和掺杂粒子压敏电阻的电性能也不可能有大幅度的提高。因此，在新的时代背景下需要寻找新的压敏材料朝着更微型，更高效，更清洁的领域稳步发展。

现有的调控氧化锌电阻非线性的方法是将ZnO、MnO₂、Co₂O₃、NiO₂、Bi₂O₃、Sb₂O₃以上混合物通过球磨机球磨6h后进行喷雾造粒(刘亚芸,厍海波,杨军,刘明新.掺杂氧化锑对氧化锌电阻片性能的影响[J].电瓷避雷器,2020(05):124-126+133.)，放置24h后进行含水，压制成型，形成圆柱坯体。首先将样品在最高温度为780℃的温度曲线下进行预烧处理，侧面涂布特制高阻层配方，之后在最高温度为1020℃的温度曲线下烧结。最后将电阻片进行涂覆、磨片、喷铝。可以通过改变氧化锑的含量，对氧化锌电阻片电位梯度、泄漏电流等性能的影响。氧化锑在烧结过程中与氧化锌可以形成尖晶石相，可以抑制氧化锌晶粒尺寸的大小，进而调整电阻片电位梯度。但是氧化锑需要高达800℃才能发生离解进而与其他粉末料互溶，因此制备过程能耗大。同时该生产过程均使用粉末料作为原料进行研磨，需要注意粉尘对人体、环境的危害。

CN 109734435 A公开了一种纳米氧化锌压敏电阻材料及制备方法。通过采用纳米ZnO粉料为原料，稀土元素Ce的氧化物为添加剂，采用球磨技术获得纳米ZnO压敏电阻。摒弃了传统以微米ZnO为原料的做法，采用了纳米ZnO原料，由于纳米颗粒表面活性高，因此可以降低了ZnO的烧结温度从而节省能源。但是粉末球磨混合不足以完全破坏纳米粉体的团聚，微观上两项(多项)粉体仍不均匀，因此其电学性能难以保证。

因此，本领域亟待开发一种压敏电阻，其制备工艺简单成本低，烧结温度低。具有稳定的压敏电压，良好的非线性以及漏电流小的性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种窄线宽金属型低压压敏器件及电流体打印的制备方法，该方法操作简单，原料易得，对设备要求低，适合工业化规模生产；经该方法制得的纳米银压敏电阻材料具有稳定的压敏电压，良好的非线性以及较低的漏电流。

为了达到上述目的，本方案通过以下技术方案实现：

一种窄线宽金属型低压压敏器件，所述压敏器件的成分包括纳米银颗粒、乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮，所述压敏器件包括主体部分和两个外接点，所述外接点位于主体部分两端。