專利名稱:熱噴涂法制備陶瓷固體器件的電極的制作方法
本發明是一種用賤金屬代替銀，以熱噴涂在陶瓷固體器件上制備電極的方法，屬于用電極導電材料在固體器件上制造電極的技術。
陶瓷電阻、電容等固體元器件上必須制造具有良好歐姆接觸的電極。這種在陶瓷基體上制造的電極的好壞直接影響到元器件的使用壽命和電性能。為此，人們對制備陶瓷固體器件的歐姆接觸電極進行了廣泛研究。六十年代，Am Ceram Soc Bull〔Vol.39.p304(1960)〕和J.Elec-Chemi Soc〔Vol 107.p250(1960)〕報導了半導體陶瓷電極的歐姆接觸研究結果。近年來，又研制成了各種歐姆接觸漿料(中日電子敏感技術科學討論會論文匯編1986年No.67以及電子元件與材料1984年3月No.12)《PTC陶瓷熱敏元件的電極》(敏感元器件專業情報網會議論文集1987年5月)一文也論及了化學鍍鎳電極、磁控濺射鋁電極、燒歐姆接觸銀漿電極等。用這些方法和材料制備陶瓷器件電極，成本高，有的還不牢固。其中，磁控濺射鋁制備的電極，電阻偏大，且生產效率低又需要專門設備，所以不實用。目前，工業生產普遍采用的是鍍鎳和被銀二種被復電極的方法。化學鍍鎳制備陶瓷器件電極主要是利用鎳鹽溶液在強還原劑作用下，在具有催化性質的元件表面獲得沉積的鎳-磷合金層。具體工藝流程為，表面處理→敏化處理→活化處理→還原→化學鍍。被銀制備電極是將陶瓷器件表面處理干凈，用毛刷把銀漿涂在器件上面，等干后進行燒滲。這樣被復電極，工藝復雜，而且要消耗大量的銀。為了節省銀，又使電極制備工藝簡單，本發明提供了一種以多種賤金屬代替銀做電極材料，用熱噴涂在陶瓷固體元器件上制備良好歐姆接觸電極的方法。
本發明的目的是采用氧-乙炔(氫)焰和金屬線材熱噴涂;氧-乙炔(氫)焰和合金粉末熱噴涂以及等離子噴涂，在陶瓷元器件的基體上被復單一或多種金屬材料電極，從而既節省了銀，又簡化了工藝。
本發明采用氧-乙炔(氫)焰和金屬線材氣噴涂或采用氧-乙炔(氫)焰和合金粉末噴涂或采用等離子噴涂，在刻有需要孔形的掩模夾具夾持的陶瓷固體元器件的基體正反二面進行噴涂，被復形成電極。噴涂前，陶瓷固體元器件必須清洗干凈。本發明熱噴涂制備陶瓷固體器件的電極所用設備和材料如下噴涂裝置為常規噴涂設備，包括空氣壓縮機、貯氣罐、冷凝罐、氫氣瓶、乙炔瓶、空氣過濾器、減壓閥以及噴槍。其中，冷凝器、貯氣罐、過濾器、減壓閥用以獲得干燥、清潔、穩定壓力的空氣。采用的導電電極金屬材料有鋁、鋅、銅以及鋅-钖合金、銅-鋅合金、銅-钖合金或陶瓷元器件所需要的其它導電電極材料。工藝過程為陶瓷元器件基片表面粗化;清洗陶瓷元器件基片;基片干燥后裝入清洗干燥過的掩模夾具中待噴涂。另外，根據陶瓷固體元器件電極的需求，在噴槍中裝入不同的金屬絲材或金屬粉體。裝入噴槍的金屬絲材以一定的速度在噴槍中走動，用以不斷在槍口被高溫氧-乙炔(氫)焰所熔化，由壓縮空氣吹打成霧狀細粒，噴涂到陶瓷固體元器件基片表面上形成薄層電極。當然，裝入合金粉末進行噴涂或采用等離子噴涂，則要采用相應的噴槍。噴射過程中，陶瓷器件基片的一面噴涂完成后，可反轉掩模夾具，再噴涂它的另一面。陶瓷器件基片的二面都噴涂完成后，緩冷至約50℃即可打開夾具取出。陶瓷元器件電極噴涂的工藝條件是，先將基片預熱到200℃，然后降至120℃-150℃再進行熱噴涂，噴涂的薄層電極厚度一般控制在0.08-0.15毫米厚。使用本發明熱噴涂被復的陶瓷固體元器件的電極，歐姆接觸良好，樣品參數勻均一致。
本發明的優點是改革了目前廣泛采用的被復陶瓷固體元器件電極的常規方法，減輕了勞動強度，節約了大量銀的消耗。從而使被復陶瓷器件電極的工藝簡化，制備成的電極均勻，歐姆接觸良好，且生產效率高，周期短，投資少。
圖1是本發明熱噴涂設備圖。其中，1是壓縮機;2是冷凝器;3是貯氣罐;4是空氣過濾器;5是減壓閥;6是氫氣瓶;7是乙炔氣瓶;8是噴槍;9是裝在噴槍中的金屬絲或金屬粉體;10是刻有需要孔形的掩模夾具和夾持的陶瓷基片。
圖2是陶瓷固體器件和有孔形的掩模夾具。其中，11是基片;12是熱噴涂的薄層電極;13是刻有所需孔形的不銹鋼掩模夾具;14是夾具上的緊固螺釘和螺帽。
下面結合本發明的實施例。
將表面粗化了的陶瓷固體元器件基片按常規工藝清洗、烘干，放入經同樣工藝清洗干凈的干燥不銹鋼掩模夾具中，以螺釘、螺帽緊固后，送入噴槍下的工作平臺上，待噴涂。
實施例1.
在本實施例中，裝入噴槍的金屬絲材為鋁或鋅合金絲。噴涂中所用的氧氣壓為0.4公斤/厘米2;乙炔氣壓為0.5公斤/厘米2。陶瓷固體元器件噴涂前，先預熱到200℃，然后降溫至120℃-150℃，開始噴涂。噴涂時，先噴涂固體元件基片的一面，然后反轉夾具，再噴涂另一面。噴涂完成后，緩冷到約50℃，取出。測得噴涂電極的歐姆接觸電阻優于目前采用其它方法制備的電極的歐姆接觸電阻，且正反面性能完全一致。此外，還消除了由于用其它方法制備電極帶來的電參數不一致性。
實施例2.
在噴槍中裝入銅或銅合金電極絲材，噴涂中所用氫氣壓為5-6公斤/厘米2;乙炔氣壓為0.5-0.8公斤/厘米2。其它工藝、條件同實施例1。同樣，測得噴涂電極的歐姆接觸良好、均勻，元器件參數一致。
權利要求
1.一種在陶瓷固體元器件上制備電極的方法，包括陶瓷固體元器件基片表面粗化工藝、清洗工藝和常規噴涂設備空氣壓縮機、貯氣罐、冷凝罐、氫氣瓶、乙炔瓶、空氣過濾器、減壓閥、噴槍，其特征在于(1)用賤金屬代替銀，以熱噴涂在陶瓷固體元器件上制備電極，(2)賤金屬包括鋁、鋅、銅和鋁合金、鋅钖合金、銅鋅合金、銅钖合金以及陶瓷固體元器件導電電極所需的其它金屬，(3)熱噴涂是氧-乙炔(氫)焰噴涂或等離子噴涂，(4)噴涂工藝條件為先將陶瓷元器件基片予熱到200℃，然后降至120℃-150℃噴涂，(5)有一付刻有電極需要孔形的掩模夾具。
2.根據權利要求
1所述的熱噴涂在陶瓷固體元器件上制備電極的方法，其特征在于，用鋁或鋅合金為導電電極材料時，噴涂中所用的氧氣壓為0.4公斤/厘米2，乙炔氣壓為0.5公斤/厘米2;用銅或銅合金為導電電極材料時，噴涂中所用的氧氣壓為5-6公斤/厘米2，乙炔氣壓為0.5-0.8公斤/厘米2。
3.根據權利要求
1所述的熱噴涂在陶瓷固體元器件上制備電極的方法，其特征在于，噴涂的薄層電極厚度為0.08-0.15毫米厚。
專利摘要
本發明是一種用賤金屬代替銀，以熱噴涂在陶瓷固體元器件上制備電極的方法。本發明方法采用常規熱噴涂裝置，以氧—乙炔(氫)焰和金屬線材噴涂或以氧—乙炔(氫)焰和合金粉末噴涂或以等離子噴涂，在刻有需要孔形的掩模夾具夾持的陶瓷固體元器件的基體正反面進行噴涂，被覆形成電極。電極的歐姆接觸良好，樣品參數均勻一致。本方法減輕了勞動強度，節約了大量銀的消耗，且生產效率高，周期短，工藝投資少。
文檔編號H01G4/12GK87101108SQ87101108
公開日1988年3月30日 申請日期1987年9月29日
發明者馬圣駟, 楊廷萍 申請人:中國科學院上海冶金研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan