一種新型電極電子組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電子組件領域，尤其是一種新型電極電子組件。
【背景技術】
[0002]壓敏電阻以氧化鋅粉末為主材，摻雜氧化鉍，氧化銻，氧化錳等晶界元素，經干壓成型后，高溫燒成為帶有壓敏特性的陶瓷。
[0003]傳統的壓敏電阻導電電極一般采用絲網印刷工藝形成，在陶瓷芯片上附著含銀60?80%的有機銀漿，經過600?900°C高溫燒滲后，電極層一般要求在6?15um的厚度以保證焊接工藝以及產品信賴性。工藝存在如下缺點和不足:
[0004]1、銀漿中含有大量有害物質，制造工藝會產生嚴重污染環境；
[0005]2、生產成本高，需要耗費大量貴重的銀。一般行業內為達到壓敏電阻承受較大突波電壓沖擊的能力，不得不采用加厚銀層的方式，銀層厚度一般都在15um以上！
[0006]銀電極型壓敏電阻缺點:
[0007]1、結合力差，銀與陶瓷屬不匹配結合，主要靠銀漿中玻璃態物質滲透到陶瓷晶界來提高結合力，附著力不佳，歐姆接觸電阻大；
[0008]2、膜層不耐無鉛焊料溶蝕一高溫下焊錫極易溶蝕銀層。無鉛焊錫工藝焊接生產的產品，長時間通電后，Ag電極被焊錫侵蝕以及電極附著力降低甚至脫離，為移動設備(如汽車)等使用此類壓敏電阻產生安全隱患。
[0009]為了降低壓敏電阻的制造成本，申請號為201310177249.5，發明名稱為“一種電子陶瓷組件的卑金屬復合電極及其制備方法”，公開了多層熱噴涂賤金屬的工藝，此工藝所制作卑金屬復合電極型壓敏電阻缺點是，噴涂材料與陶瓷只是表面物理吸附，金屬材料與陶瓷基體界面阻抗高，高放電電流易在界面產生高熱量，沖擊后失效模式均為電極與陶瓷體分離，對產品的長期應用可靠性帶來風險。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型要解決的技術問題是:提供一種新型電極電子組件，解決噴涂金屬電極層與陶瓷基體歐姆接觸，結合力不佳的問題。
[0011]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種新型電極電子組件，包括陶瓷基體以及設置在陶瓷基體下端的引腳，所述的陶瓷基體與引腳的外部包裹有絕緣層，所述的引腳連接由鋅，銅，錫，鎳中的一種或幾種元素合金的賤金屬組成的電極層，所述的電極層為單層賤金屬或合金的噴涂層；所述的電極層的厚度為5?20 μ m ;所述的陶瓷基體與電極層之間具有由鎳，釩，鉻，鋁，鋅中的一種或幾種元素合金的賤金屬組成的預處理層；所述的預處理層的厚度為0.1?0.5 μm。預處理層目的是為了增加歐姆接觸特性與附著力。
[0012]而制備上述新型電極電子組件的方法，包括陶瓷基體表面預處理工藝及電極制備工藝；
[0013]所述的陶瓷基體表面預處理工藝包括以下步驟:
[0014]I)對陶瓷基體表面進行清潔處理；
[0015]2)將清潔后的陶瓷基體嵌入與基體形狀接近的鏤空治具中，露出待濺鍍形狀；所述的待濺鍍形狀由所需電極形狀而定；
[0016]3)將載有陶瓷基體的治具放入工件架，置入濺鍍腔體，濺鍍設備開始抽真空，真空度為2?8*10-2Mpa ;充入氬氣，氬氣流量為45?50ml/s ；
[0017]4)設定濺射靶的功率，開啟濺鍍，10?30分鐘完成整個濺鍍過程；
[0018]所述的電極制備工藝包括以下步驟:
[0019]I)將已預處理過的陶瓷體置入連續式電弧或火焰噴涂機的工件架中；
[0020]2)噴涂機為隧道連續式，可直接噴涂陶瓷體雙面，并設置多任務工位的噴頭，每個噴頭噴所需材料的一種或合金；
[0021 ] 3)設定各工位噴涂電壓為20?35V，噴涂電流為100?200A，噴涂氣壓為0.5Mpa ；噴涂時間為2?5秒鐘，噴涂厚度為5?10 μ m。
[0022]本實用新型所述的陶瓷基體表面預處理工藝的步驟2)中鏤空治具材質由鋁材、不銹鋼或其他耐高溫的高分子材料制作而成。
[0023]本實用新型所述的陶瓷基體表面預處理工藝的步驟3)中，真空磁控濺鍍設備為單爐、雙門或連續腔體濺鍍設備；真空磁控濺鍍設備所用靶材為平面靶或柱形靶。
[0024]本實用新型在電極層施作前對陶瓷芯片作真空金屬濺鍍之預處理程序，預處理層為陶瓷芯片在電極層加工前為增加與電極層結合力之工藝程序，此預處理金屬層不為電極層組成。電極形狀根據陶瓷組件形狀，不局限于電極的任何形狀；電子組件形狀可方形，圓形，橢圓型，管型，柱型，錐型等；電子組件為壓敏，氣敏，PTC熱敏，NTC熱敏，壓電陶瓷，陶瓷電容等電子組件。
[0025]本實用新型的有益效果是:1、降低傳統絲網印刷貴金屬銀電極元素耗用；2、避開傳統絲網印刷工藝的有機溶劑揮發和熱分解造成的環境污染；3、新型電極與陶瓷基體的歐姆接觸更佳，使電子組件電氣特性得到提升。
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0027]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0028]圖2是本實用新型的工藝總流程圖；
[0029]圖3是預處理濺射工藝原理圖；
[0030]圖中:1、陶瓷基體；3、引腳；4、絕緣層；22、電極層；21、預處理層。
【具體實施方式】
[0031]現在結合附圖和優選實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
[0032]如圖1所示的一種電子組件，以壓敏電阻為例，工藝流程如圖2，含有配料，噴霧造粒，干壓成型，燒成陶瓷，陶瓷表面金屬預處理，電極噴涂，焊接，絕緣材料包封、固化。
[0033]陶瓷基體I的表面需金屬預處理21，采用的是鎳，釩，鉻，鋁，鋅中的一種或幾種元素材料，預處理工藝原理圖如圖3所示，將瓷片搖上掩膜治具，然后將治具放入濺鍍室工件架，設定各靶功率與鍍膜時間，開始抽真空，充入惰性氣體，約10?30分鐘，完成真空磁控濺鍍0.1?0.5um的預處理層。此幾種元素材料可以與陶瓷基體完美契合，形成歐姆接觸，方阻極小，減少受浪涌電流沖擊的熱量釋放，同時具有優良的抗焊錫侵蝕特性，使得焊接成品后，避免實際應用中焊錫的侵蝕，從而延長老化壽命；
[0034]電極的噴涂是在預處理21上噴涂電極層22，電極層采用的材料由鋅，銅，錫，鎳中的一種或幾種元素合金組成，通過雙面同時電弧噴涂或火焰噴涂而成。工件架通過隧道連續噴涂室，按照各工位的參數設置，約5?1S內完成。
[0035]將新型電極與引腳焊接，焊接品經環氧樹脂進行絕緣包封，測試電氣特性。
[0036]以壓敏電阻為例，此類電極的壓敏電阻耐組合波沖擊能力提升50%。常規壓敏電阻為滿足大能量瞬間沖擊的目的，一般采用較厚電極(Ag)層來分散電流密度，一般厚度達到16um以上！本實用新型提供的壓敏電阻結構含有預處理層，起到歐姆接觸、過度/隔離焊錫侵蝕的作用，厚度僅在1um以下！相較傳統銀電極更加致密，預處理層微觀分析比傳統單層(膜厚約10?15um)絲網印刷銀電極更致密，孔隙更小。可使壓敏電阻耐受6KV/3KA耦合最大連續交流工作電壓，90。相角上沖擊至失效(間隔60秒)的能力，從傳統銀電極壓敏電阻的50次，提升至新電極結構壓敏電阻的100?120次！提升了 200%。
[0037]以上說明書中描述的只是本實用新型的【具體實施方式】，各種舉例說明不對本實用新型的實質內容構成限制，所屬技術領域的普通技術人員在閱讀了說明書后可以對以前所述的【具體實施方式】做修改或變形，而不背離實用新型的實質和范圍。
【主權項】
1.一種新型電極電子組件，包括陶瓷基體以及設置在陶瓷基體下端的引腳，所述的陶瓷基體與引腳的外部包裹有絕緣層，其特征在于:所述的引腳連接賤金屬電極層；所述的賤金屬電極層中的賤金屬為鋅，銅，錫或鎳；所述的賤金屬電極層為單層賤金屬或合金的噴涂層；所述的電極層的厚度為5?20 μ m ;所述的陶瓷基體與賤金屬電極層之間具有賤金屬預處理層；所述的賤金屬預處理層中的賤金屬為鎳，釩，鉻，鋁或鋅。
2.如權利要求1所述的一種新型電極電子組件，其特征在于:所述的賤金屬預處理層的厚度為0.1?0.5 μ m。
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型電極電子組件，包括陶瓷基體以及設置在陶瓷基體下端的引腳，陶瓷基體與引腳的外部包裹有絕緣層，引腳連接賤金屬電極層；賤金屬電極層中的賤金屬為鋅，銅，錫或鎳；賤金屬電極層為單層賤金屬或合金的噴涂層；所述的電極層的厚度為5～20μm；陶瓷基體與賤金屬電極層之間具有賤金屬預處理層；賤金屬預處理層中的賤金屬為鎳，釩，鉻，鋁或鋅。本實用新型可以在保證原有產品電氣特性前提下，可以達到以下目的：1、降低傳統絲網印刷貴金屬銀電極元素耗用；2、避開傳統絲網印刷工藝的有機溶劑揮發和熱分解造成的環境污染；3、新型電極與陶瓷基體的歐姆接觸更佳，使電子組件電氣特性得到提升。
【IPC分類】H01C1-142, H01C17-28, H01C7-10
【公開號】CN204480830
【申請號】CN201420431450
【發明人】徐勛, 黃任亨, 賈志偉
【申請人】興勤（常州）電子有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年7月31日